[发明专利]在高传动比间具有缩小的档间隔的机械传动装置

说明书

本发明涉及一种用于车辆的多档机械传动系统，尤其是全自动机械传动系统或半自动机械传动系统，在该传动系统中的多个高速档位间具有相对较小的档间隔(传动比级，ratio step)。

如本领域所熟知的那样，用于重型车辆的车用多档传动装置可具有9个、10个、12个、13个、16个、18个或更多的前进档位，参照美国专利第4754665号、5390561号和5546823号就可以验证这种情形，这些文献所公开的内容在本文中将作为参考资料。一般这些传动装置在整个传动速比范围(即最高前进档和最低前进档之差)内都设置了基本相等的档位间隔，即相邻档位间的速比变化的百分比基本相同。档间隔的设置折中考虑了两方面的需求：车辆可被理想地驱动前进；以及希望在某一档位上发动机工作转速接近或达到燃油最佳效率区间，或换句话讲在所希望的发动机转速下操作。

如本领域所熟知的那样，自动机械传动系统包括全自动变速系统、半自动变速系统以及其它可以自动完成手动换档所需操作的部分或全部工作的传动系统，这可以通过参照美国专利第4361060号、4648290号、4596986号、4873881号、5406861号和5592851号获得验证，这些文献所公开的内容在本文中将作为参考资料。用于这些系统的自动离合控制技术也是本领域所熟知的，美国专利第4081065号、5403249号和5624350就公开了自动离合控制的一些事例，这些文献所公开的内容在本文中也将作为参考资料。

用于车辆的所谓的连续或无级变速传动装置(“CVT”)在本领域也是熟知的，作为参考，美国专利第5108352号、5081877号、4487085号就公开了无级变速装置(CVT)的一些事例。采用CVT的优点在于传动速比可以连续地变化，而不是仅仅在有限的几个档位上变化，并始终使发动机在非常接近或达到其理想最佳转速上工作。但这些传动装置由于其负载能力有限、不确定的或不能令人满意的可靠性及复杂的结构和/或昂贵的价格，所以在商业上并不成功，尤其是用于重载车辆的情况下。

根据本发明所设计的一种机械式传动系统最好是至少半自动传动系统，其具有机械中间轴或副轴传动装置所公知的结构简单和高可靠性的优点，并在最常使用的高速档位上具有模拟无级的能力，使发动机在非常接近或达到其理想最佳转速上工作，从而克服或减小了现有技术中的缺陷。这是通过提供一种多档传动装置、尤其是一种具有至少九个或更多前进档位的组合式传动装置来实现的，在该传动装置中高速档位间对比于现有技术中的传动装置具有相对很小的档间隔，例如为10％到15％的间隔，而现有的传动装置却一般为30％到40％的档间隔(传动比级)。

由于采用这样的传动系统可能需要非常规的档位布置类型(即不同于普通的多个H状或往复H状档位布置类型)和/或在高速档上比普通需要的换档更频繁的换档操作，本发明的最佳实施例是至少半自动传动系统，虽然这一点并不是限制性的。

从而，本发明的目的是提供一种适用于重载车辆的机械式传动系统，它的结构相对简单、价格便宜、可靠性好，这种传动系统最好是机械式自动传动系统，其高速档位可模拟无级变速装置的工作。

通过阅读结合附图对最佳实施例的下列描述，本发明上述以及其它目的和优点将变得显而易见。

图1是根据本发明的自动机械传动系统的示意图。

图2是根据本发明的机械传动装置的示意图。

图3是图2中的传动装置的档位布置类型的示意图。

图4中的表格用于表示图2中的传动装置的各个齿轮的齿数。

图5中的表格用于表示图2中的传动装置在每个前进档位时的传动速比和啮合齿轮及各前进档位间的速比间隔。

图6是本发明的图解表示。

图7中的图表用于表示图2中的传动装置的各换档点。

在下文的描述中，为了叙述的方便将使用一些确定的术语，但这些术语并不具有限定作用。词汇“向上”、“向下”、“向右”、“向左”指示所研究对象的参照方向。词汇“向里”、“向外”分别指接近或远离装置或其上指定部件几何中心的方向。所说的术语将包括上述特定指明的词汇、由此引申出来的词汇或具有类似意义的词汇。

在图1中示意性地表示了一个采用本发明的车用自动机械传动系统10。全自动和半自动的机械传动系统在本领域是熟知的，这可以通过参照前面提到的美国专利第4361060号、4595986号、4648290号、4873881号、5406861号和5592851号来获得实例。