[发明专利]缓冲弹簧式结合器及其电子控制变速系统

权利要求书

1.一种缓冲弹簧式结合器及其电子控制变速系统，其特征是：该结合器包含一根长的内轴，内轴外由轴承支承一根短的外轴，内轴和外轴上各有一个齿轮，称为内轴齿轮和外轴齿轮，这两个齿轮是互相匹配的，有三个匹配关系，第一个是啮合匹配，这两个齿轮一个是外齿，一个是内齿，任意设定一个为外齿，配对的一个就为内齿，通过轴向驱动使这两个齿轮啮合后，内齿刚好可以套住外齿，实际上是形成了花键连接，所以这对齿轮以下又称为键齿轮；第二个是轴向移动匹配，其中有一个键齿轮直接安装在或者通过单向离合器安装在可轴向移动的轴套上，该轴套与转轴采用键连接，随转轴转动，但是可轴向移动，所以该键齿轮在轴向移动装置驱动下可以轴向移动，将其称为动齿轮，另一个键齿轮在轴向固定，将其称为静齿轮，动齿轮与静齿轮啮合以前，内轴与外轴并不互相传递转矩，啮合后，内轴与外轴通过键齿轮传递转矩；第三个是缓冲匹配，有一个键齿轮是通过轴承支承于所在轴，该转轴与该键齿轮并不能直接传递转矩，在该转轴和该键齿轮之间加装螺旋弹簧，就可以通过该螺旋弹簧传递转矩了，可知这种转矩的传递过程是会产生缓冲的，所以将该螺旋弹簧称为缓冲弹簧，该键齿轮称为弹簧齿轮，与之啮合的另一个键齿轮与所在轴在旋转关系上为刚性连接，由于它也参与了软结合，所以称为软合齿轮，简单地说，一个是弹簧齿轮，一个是刚性齿轮；

弹簧齿轮的缓冲弹簧有轴向螺旋式、径向螺旋式和多层多圈式，为了避免使缓冲弹簧钢丝受到挤压力，需要采用单向离合器保护，其安装方向的要求为保证钢丝只会受到顺拖的拉力，不会受到逆顶的挤压力，一根缓冲弹簧和一个使缓冲弹簧可以顺拖避免逆顶的单向离合器构成一付“单向缓冲弹簧”；弹簧齿轮在啮合过程中会产生缓冲，使内齿与外齿之间的撞击力减弱，并且使内轴与外轴之间传递转矩和产生加速的结合过程变得平缓，所以称该缓冲装置为“软合器”；如果将软合器的弹簧齿轮直接固定于轴套上，则演变成了硬合器；

通过可电子控制的轴向驱动装置驱动动齿轮，使之与静齿轮啮合与分离，就实现了内轴与外轴的结合与分离；根据功能的要求结合器包括单向缓冲软合器、双向缓冲软合器、可控单向结合器、硬合器以及软硬结合器；轴向驱动装置ZXQD包括电机驱动装置和液压驱动装置，电机驱动装置由电动机、控制电路和传动机构组成，液压驱动装置由液压驱动泵、电磁阀、控制电路和传动机构组成；

在结合器的基础上可以设计出电控变速系统，对于N个档位的变速器，主动轴和从动轴的N组换档齿轮形成N个变比，每组换档齿轮上都有一个换档齿轮是与结合器联动的，当需要挂第K档时，就将第K档的结合器设置为结合状态，而其它档的结合器设置为分离；空挡时将所有的结合器设置为分离；

2.根据权利要求1所述的缓冲弹簧式结合器及其电子控制变速系统，其进一步特征是：单向缓冲弹簧的结构之一是：单向离合器和缓冲弹簧构成间开式单向缓冲弹簧，缓冲弹簧安装在轴套与弹簧齿轮或弹簧圆筒之间，单向离合器将弹簧圆筒或弹簧齿轮支承于轴套1i上并在轴向固定，缓冲弹簧与单向离合器是被间隔分开的，构成单向缓冲加单向硬合型结合器；如果将缓冲弹簧去掉，则演变成了防倒滑电控单向离合器。

3.根据权利要求1所述的缓冲弹簧式结合器及其电子控制变速系统，其进一步特征是：单向缓冲弹簧的结构之一是：单向离合器与缓冲弹簧构成连接式单向缓冲弹簧，该连接式单向缓冲弹簧安装在轴套与弹簧齿轮或弹簧圆筒之间，构成单向缓冲加单向空转型结合器；如果再安装一付旋向相反的连接式单向缓冲弹簧，则演变成了双向缓冲结合器。

4.根据权利要求1所述的缓冲弹簧式结合器及其电子控制变速系统，其进一步特征是：缓冲弹簧有轴向螺旋式、径向螺旋式和多层多圈式；弹性系数的确定原则是：满负荷时缓冲弹簧的变形量刚好达到最大；多层多圈式缓冲弹簧还可以采用不同的弹性系数，最里层弹性系数最小，有利于减小啮合时的撞击力，最外层弹性系数最大，有利于加长缓冲时间。缓冲弹簧弹性系数的确定原则是：满负荷时缓冲弹簧的变形量刚好达到最大。

为了进一步降低啮合时的撞击力，在配对的软合键齿轮上对顶式充磁，确定磁力的大小的原则是：在啮合前的一瞬间刚好互相吸住，使得啮合瞬间两个软合键齿轮相对静止。