[发明专利]半自动变速箱

说明书

本发明涉及一半自动机械变速齿轮箱。更详细地说，本发明涉及一经过改进的半自动机械变速齿轮传动系统，该系统具有对具体变速齿轮的手动选择结果进行检测的装置;也有检测或者计算与被选变速齿轮有关的牙嵌式离合器元件的旋转速度的装置;还有一动力同步装置，该装置用来有选择地使输入轴从动传动元件的转速加速或减速，却不影响原动机的旋转速度;另外还有一用来在所选的牙嵌式离合器的离合元件的同步运动被检测以前防止或阻止变速滑杆的运动的装置。

手动变速、非同步的、无阻断的机械恒啮合变速齿轮箱，通常用于由一个奥特循环或柴油发动机驱动的陆地车辆，这在原有技术中已为人熟知。这种变速箱的例子可参见美国专利NOS，3，105，395，3，138，965，3，283，613和3，611，823，上述公开内容可供参考。这种类型的变速箱采用可以有选择地啮合的刚性或牙嵌式离合器，而这种离合器通常是用变速滑杆上的拨叉使其轴向运动实现离合的。这种类型的刚性离合器与摩擦片离合器、同步离合器或闸瓦离合器相比，其结构较紧凑且价格也低，并且，若与某种类型的同步装置相连，其可靠性也很高。

传统的，分离同步或阻断的刚性离合器结构在原有技术中已经有了，这可参见美国专利NOS.3，221，851;3，929，029，4，307，624，4，997，396;3，799，002;4，428，469和4，132，122，上述内容供参考。传统的分离式同步装置，尽管也在变速箱内提供了方便的换挡，但却要在变速箱内有较大的空间，但是由于变速箱壳体内的空间有限，而且有相对来说有限的容量和寿命。这一点对用在载重车辆的变速箱上尤为明显，因为其中涉及的扭矩传递容量和惯量相对来说是很大的。分离式阻断刚性离合器组件，尽管具有相对方便的变速箱换档，但若要产生交叉同步，则的确需要一定的技巧，另外，此传统的非同步、无阻断牙嵌式离合器组件更加复杂而且占用的空间更大。

通过操作者对发动机速度的控制来实现传统的非同步无阻断牙嵌式离合器组件的同步，一般要用一输入轴或发动机制动器和双离合器它是一种效率高，已为人们熟知，和广泛使用的齿轮传动换档方法。但是这种机械传动的手动同步装置需要操作者有熟练的技术，也需要细心和力量，因此，它不适宜于在操作者技术差，且操作者的注意力更需要集中到别的事情上（比如交通高度拥挤的情况下的车辆操纵）的场合下使用。

自动机械传动系统，其中应用了电子中央处理器，通过自动控制发动机速度和车辆主离合器，自动地使刚性牙嵌式离合器同步，这也可参见美国专利NO.4，361，060，包括其公开供参考。这种控制系统适宜于各自动传动系统而不适宜于半自动传动系统，它需要相当复杂的发动机和主离合器控制，另外，当使牙嵌式离合器同步以便降速度档时，受到发动机调节速度、加速度及响应时间甚至传动输入轴从动牙嵌式离合器元件的速度、加速度和响应时间的限制。

半自动机械变速箱，它使用动力同步装置，即使传动元件（如轴，齿轮、牙嵌式离合器元件）加速旋转或减速旋转的装置，此传动元件被一个新型的同步机械变速齿轮箱的输入轴驱动旋转，而不受原动机速度的影响。这种传动装置在原有技术中也已为人们所知道。这种变速传动和动力同步装置的实例参见美国专利NOS.3，478，851;3，736，806和4，032，443，其公开内容可供参考。原有技术中使用这种装置的变速箱一直需要一个辅助外力源，需要变换主传动，或者受到变速箱速比、甚至在往低速变档期间为保持与主轴（或输出轴）的同步所需的输入轴从动元件的加速度和其最高旋转速度的限制。

要把一个减速动力同步装置和一个在所选的牙嵌式离合器元件的同步旋转被检测到前防止变速滑杆轴向运动的装置集成在一标准的手动恒定啮合非同步变速箱中，同时又不变换主传动，这已说明是困难的。这是因为标准的变速箱，特别是用于载重车辆的变速箱趋向于各元件密度的高度优化集化，元件密度非常高以便使得变速箱在车辆的框架结构范围以内或者说满足车辆的箱式约束条件，同时仍然允许某些标准的附加特性，比如动力输出、联动变速诸如此类等等。目前买不到使用动力同步装置和变速滑杆阻断装置的半自动机械变速箱，但它的生产是已知存在的。