一种防溜坡变速器及防溜坡系统.pdf

本发明公开了一种防溜坡变速器和防溜坡系统，包括变速器本体和安装在其壳体外部的防溜坡装置。当车辆前置前驱时，防溜坡装置安装在变速器输入轴上；当车辆前置后驱时，该装置安装在输入轴或中间轴上。防溜坡装置包括：轴，该轴为输入轴或中间轴；内环、单向装置、活动外环以及固定外环，当轴的大小可直接和单向装置的内圈配合时，轴可替代内环。特别值得指出的是，在活动外环和固定外环之间的凸形块和凹槽之间设置有必要的间隙，保障车辆顺利挂挡。在满足车辆正常使用前提下，确保变速器轴正向转动，彻底解决了车辆在坡道上起步溜坡的问题，从根本上解决了匹配机械式自动变速器(AMT)车辆坡道起步控制困难这一妨碍AMT推广普及的重大难题。

1.  一种防溜坡变速器，包括变速器本体(5)，其特征在于，还包括安装在所述变速器本体(5)的壳体外部的防溜坡装置(3)，所述防溜坡装置(3)包括：
内环(34)，所述内环(34)的内圈设置有用于和变速器输入轴(4)配合套装的内花键槽(341)；
单向装置(33)，所述单向装置(33)的内圈可与所述内环(34)的外圈套接；
活动外环(32)，所述活动外环(32)的内圈与所述单向装置(33)的外圈配合套装，外圈设置有第一啮合部(321)；
固定外环(31)，用于固定在所述变速器本体(5)的壳体外部，所述固定外环(31)的内圈设置有可与所述第一啮合部(321)啮合的第二啮合部(311)。

2.  根据权利要求1所述的防溜坡变速器，其特征在于，所述第一啮合部(321)为均布在所述活动外环(32)外圈的凸形块，所述第二啮合部(311)为与所述凸形块配合卡装的凹槽。

3.  根据权利要求2所述的防溜坡变速器，其特征在于，在所述固定外环(31)的圆周方向上，所述凹槽与所述凸形块之间存在调整间隙H。

4.  根据权利要求1所述的防溜坡变速器，其特征在于，当车辆为前置前驱时，所述防溜坡装置安装在所述变速器的输入轴上；当车辆为前置后驱时，所述防溜坡装置安装在中间轴上。

5.  根据权利要求2所述的防溜坡变速器，其特征在于，所述凸形块的数量为8～15个。

6.  根据权利要求5所述的防溜坡变速器，其特征在于，还包括带外花键的输入轴。

7.  根据权利要求1所述的防溜坡变速器，其特征在于，所述单向装置(33)为楔块式超越离合器或滚珠式超越离合器。

8.  根据权利要求1所述的防溜坡变速器，其特征在于，所述固定外环(31)上设置有用于安装在所述变速器本体(5)上的安装孔(102)。

9.  根据权利要求8所述的防溜坡变速器，其特征在于，所述安装孔(102)的数量为1～5个。

10.  一种防溜坡系统，包括依次传动连接的发动机(1)、液压变矩器(2)和变速器，其特征在于，所述变速器为如权利要求1-9任一项所述的防溜坡变速器。

一种防溜坡变速器及防溜坡系统
技术领域
本发明涉及机动车动力传动技术领域，特别涉及一种防溜坡变速器。本发明还涉及一种包含该防溜坡变速器的防溜坡系统。
背景技术
机动车在上坡路段停车或起步行驶时，因车辆自身重量而产生一个平行坡面向下的分力，即坡道阻力，该阻力会使车辆沿坡面向后溜动，这种情况极为不安全。对于手动挡机动车而言，需要驾驶人员在上坡时必须做好驻车制动器、离合器和加速踏板之间的协调配合，但是这一系列操作过程很繁琐，不易掌握，对于驾车新手而言更是不容易，而这一固有问题成为MT车的重大缺陷,同时由于AMT车辆固有的特性，使得AMT车辆坡道起步控制困难，AMT车辆这一坡道起步的重大缺陷阻碍了AMT车辆的推广使用。对于装配有自动档变速器(AT)和无级变速器(CVT)的车辆而言，同样需要其具有防溜坡的功能。
因此，如何解决机动车辆的在坡道上的溜坡问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种防溜坡变速器，以防止机动车辆在坡道上发生溜坡。
本发明的另一个目的在于提供了一种包含上述防溜坡变速器的防溜坡系统。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一种防溜坡变速器，包括变速器本体，还包括安装在所述变速器本体的壳体外部的防溜坡装置，所述防溜坡装置包括：
内环，所述内环的内圈设置有用于和变速器输入轴配合套装的内 花键槽；
单向装置，所述单向装置的内圈可与所述内环的外圈套接；
活动外环，所述活动外环的内圈与所述单向装置的外圈配合套装，外圈设置有第一啮合部；
固定外环，用于固定在所述变速器本体的壳体外部，所述固定外环的内圈设置有可与所述第一啮合部啮合的第二啮合部。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述第一啮合部为均布在所述活动外环外圈的凸形块，所述第二啮合部为与所述凸形块配合卡装的凹槽。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，在所述固定外环的圆周方向上，所述凹槽与所述凸形块之间存在调整间隙H。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，当车辆为前置前驱时，所述防溜坡装置安装在所述变速器的输入轴上；当车辆为前置后驱时，所述防溜坡装置安装在中间轴上。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述凸形块的数量为8～15个。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述凹槽的数量为所述凸形块的数量的整数倍。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述单向装置为楔块式超越离合器或滚珠式超越离合器。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述固定外环上设置有用于安装在所述变速器本体上的安装孔。
优选地，在上述的防溜坡变速器中，所述安装孔的数量为1～5个。
本发明还提供了一种防溜坡系统，包括依次传动连接的发动机、液压变矩器和变速器，所述变速器为上述任一项所述的防溜坡变速器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的防溜坡变速器中，由于增加了防溜坡装置，使用时，将内环套装在变速器的输入轴上，与输入轴一起转动，单向装置由于和内环套装，因此，单向装置随着一起转动，活动外环套装在单向装 置的外圈上，单向装置只能相对活动外环向一个方向转动，而当单向装置反转时，则会带动活动外环一起反向转动，但是，将活动外环的第一啮合部与固定外环的第二啮合部啮合后，由于固定外环固定在变速器上，因此，活动外环被卡死不能转动，则单向装置不能反向转动，进而使变速器输入轴不能反向转动，从而达到防溜坡的目的。
本发明中的防溜坡系统，由于采用了本发明提供的防溜坡变速器，因此，能够防止机动车辆在坡道上发生倒溜。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种防溜坡系统的原理示意图；
图2为本发明实施例提供的一种防溜坡变速器的防溜坡装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的局部放大示意图；
图4为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的内环的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的活动外环的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的固定外环的结构示意图；
图7为现有输入轴的结构示意图；
图8a为本防溜坡装置在输入轴上的安装位置示意图；
图8b为本防溜坡装置在输入轴上的另一安装位置示意图；
图9a为本防溜坡装置在输入轴上的另一安装位置示意图；
图9b为本防溜坡装置在输入轴上的另一安装位置示意图；
图10a为本防溜坡装置在输入轴上的另一安装位置示意图；
图10b为本防溜坡装置在输入轴上的另一安装位置示意图；
图11为现有中间轴的结构示意图；
图12a为本防溜坡装置在中间轴上的安装位置示意图；
图12b为本防溜坡装置在中间轴上的另一安装位置示意图；
图13a为本防溜坡装置在中间轴上的另一安装位置示意图；
图13b为本防溜坡装置在中间轴上的另一安装位置示意图；
图14a为本防溜坡装置在中间轴上的另一安装位置示意图；
图14b为本防溜坡装置在中间轴上的另一安装位置示意图。
上述图1-图6中，1为发动机、2为液压变矩器、3为防溜坡装置、4为变速器输入轴、5为防溜坡变速器；
在防溜坡变速器3中，31为固定外环、311为第二啮合部、312为安装孔、32为活动外环、321为第一啮合部、33为单向装置、34为内环、341为内花键槽。
具体实施方式
本发明的核心是提供了一种防溜坡变速器，能够防止机动车辆在坡道上发生溜坡。
本发明还提供了一种包含上述防溜坡变速器的防溜坡系统，能够防止机动车在坡道上发生溜坡。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-图6，图1为本发明实施例提供的一种防溜坡系统的原理示意图；图2为本发明实施例提供的一种防溜坡变速器的防溜坡装置的结构示意图；图3为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的局部放大示意图；图4为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的内环的 结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的活动外环的结构示意图；图6为本发明实施例提供的一种防溜坡装置的固定外环的结构示意图。
本发明提供了一种防溜坡变速器，包括变速器本体5和防溜坡装置3，防溜坡装置3安装在变速器本体5的壳体外部，当车辆为前置前驱时，所述防溜坡装置安装在所述变速器的输入轴上；当车辆为前置后驱时，所述防溜坡装置安装在中间轴上。其中，防溜坡装置3由内至外依次包括内环34、单向装置33、活动外环32和固定外环31。其中内环34的内圈设置有内花键槽341，用于和变速器输入轴4配合套装，使内环34和变速器输入轴4一起转动；单向装置33的内圈可与内环34的外圈套接，使单向装置33随内环34一起转动；活动外环32的内圈与单向装置33的外圈配合套装，使单向装置33相对活动外环32只能单向转动，活动外环32的外圈上设置有第一啮合部321；固定外环31用于固定在变速器本体5上，固定外环31的内圈设置有可与第一啮合部321啮合的第二啮合部311，第一啮合部321和第二啮合部311可实现啮合和脱离啮合，啮合后，活动外环32卡在固定外环31中，不能转动。
上述防溜坡变速器的工作原理是：当机动车辆在坡道上起步时，防溜坡变速器的变速器输入轴4正向转动，液压变矩器2动作并自动挂挡，此时，安装在变速器本体5的壳体外部的防溜坡装置3的内环34在变速器输入轴4上轴向移动，带动单向装置33和活动外环32一起移动，将活动外环32的第一啮合部321与固定外环31的第二啮合部311啮合，此时，活动外环32被卡死在固定外环31中不能转动，在单向装置33的反向阻止作用下，单向装置33也不会相对活动外环32反向转动，进而阻止了变速器输入轴4反转，达到防溜坡的作用。挂挡完成后，液压变矩器2完成动作后复位，此时，内环34在变速器输入轴4上沿原路返回，带动单向装置33和活动外环32一起轴向移动，将活动外环32的第一啮合部321与固定外环31的第二啮合部311脱离啮合，此时，活动外环32不会对变速器输入轴4进行反向阻止。
在本发明一具体实施例中，活动外环32的第一啮合部321为均布设置在活动外环32的外圈上的凸形块，固定外环31的第二啮合部311为与凸形块配合卡装的凹槽。当然，活动外环32的第一啮合部321还可以是均布设置在活动外环32的外圈上的凹槽，相应地，第二啮合部311为凸形块，在本实施例中，优选为第一啮合部321为凸形块，第二啮合部311为凹槽。
更优选地，相互配合的凸形块和凹槽之间在圆周方向上存在调整间隙H，即凹槽的宽度大于凸形块的宽度，这样凸形块可以在凹槽中沿圆周方向错动，可以更好地完成凸形块和凹槽的啮合动作，由于凹槽的圆周方向的宽度大于凸形块的宽度，因此，在进行踩离合挂挡操作时，活动外环32更容易卡入固定内环31中，顺利实现挂挡和防止倒溜。更进一步地，调整间隙H的宽度为凸形块的根部宽度的0.5～1倍，根据凸形块和凹槽的配合形式进行间隙的调整，并不局限于上述尺寸范围。
在本实施例中，凸形块可以是矩形、梯形、三角形、半圆形等，相应地，凹槽的形状与凸形块的形状相吻合，只要能够实现第一啮合部321和第二啮合部311之间的卡止啮合即可。
并根据不同的车辆控制类型，决定本防溜坡装置的安装位置，如当车辆为前置前驱时，所述防溜坡装置安装在所述变速器的输入轴上；当车辆为前置后驱时，所述防溜坡装置安装在输入轴或中间轴上。
结合图7-图14，其中，图7为现有输入轴的结构示意图，图11为现有中间轴的结构示意图，图8-图10b显示了上述防溜坡装置在输入轴的安装位置，图12a-图14b显示了上述防溜坡装置在中间轴的具体安装位置。如图8a以及图8b所示，输入轴的一端与离合器相连，将输入轴的另一端延长预设长度(图中100以及101的位置)，形成一根新的输入轴。在该延长的部分可以设置有外花键，如图8a所示，也可以为光滑的轴，如图8b所示。如果是带外花键的输入轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
本实施例提供的输入轴还可以将防溜坡装置安装在与离合器相连的一端，即防溜坡装置的内环装配在输入轴前端新增的花键上，单向装置安装在变速器壳体前端外部。同样的，在输入轴与离合器连接的一端，增加一定长度(图中102以及103的位置)，该延长的部分可以设置有外花键，如图9a所示，也可以为光滑的轴，如图9b所示。如果是带外花键的输入轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
请参见图10a-图10b，同样是将输入轴与离合器连接的一端延长预设长度(图中104以及105的位置)，但区别于图9a，该方案中，防溜坡装置的内环仍旧装配在中间新增的花键上，单向装置安装在变速器壳体中间内部。该延长的部分可以设置有外花键，如图10a所示，也可以为光滑的轴，如图10b所示。如果是带外花键的输入轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
图11为现有中间轴的结构示意图。如图12a以及图12b所示，将中间轴的另一端延长预设长度(图中106以及107的位置)，形成一根新的中间轴。在该延长的部分可以设置有外花键，也可以为光滑的轴。如果是带外花键的中间轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合，安装在变速器壳体后端外部。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
本实施例提供的中间轴还可以将防溜坡装置安装在与离合器相连的一端，如图13a以及图13b所示，即防溜坡装置的内环装配在中间轴前端新增的花键上，单向装置安装在变速器壳体前端外部。同样的，在中间轴与离合器连接的一端，增加一定长度(图中108以及109的位置)，该延长的部分可以设置有外花键，也可以为光滑的轴。如果是带外花键的中间轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合，安装在变速器壳体前端外部。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
请参见图14a以及图14b，是将中间轴与离合器连接的一端延长预设长度(图中110以及111的位置)，该方案中，防溜坡装置的内环仍旧装配在中间新增的花键上，单向装置安装在变速器壳体中间内部。该延长的部分可以设置有外花键，也可以为光滑的轴。如果是带外花键的中间轴，该外花键可与带内花键的内环进行配合，安装在变速器壳体中间内部。如果是光滑的轴，可以通过过盈配合的方式与不带内花键的内环或直接与单向装置进行配合。
对凸形块的数量进行优化，凸形块的数量可以为8～15中的任意一个数值，在本实施例中，更优选为12个。当然，只要能够满足活动外环32与固定外环31的卡止作用，其它数量的凸形块也可以使用，并不局限于本发明中列举的数值范围。
在本实施例中，凹槽的数量为凸形块的数量的整数倍，当凹槽的数量与凸形块数量相等时，则相邻凹槽之间的圆周角与相邻凸形块之间的圆周角相等，可以刚好实现各个对应啮合；当凹槽的数量为凸形块的数量的两倍时，间隔一个凹槽后的两个凹槽之间的圆周角等于相邻两个凸形块的圆周角，即相邻两个凹槽之间的圆周角为相邻凸形块之间的圆周角的一半，这样设置增加了凸形块和凹槽的啮合几率，更容易实现挂挡和防止溜坡动作更顺畅。当然在凸形块和凹槽的尺寸允许的情况下，凹槽的数量还可以是凸形块数量的三倍等。
对防溜坡装置3进行优化，在本实施例中，单向装置33采用楔块式超越离合器或滚珠式超越离合器，只要能够实现单向阻止作用的离合器，在防溜坡装置3做适应性调整后，均可以在此使用，这些单向离合器在市场上均有销售，具体的工作原理及其结构在此不再赘述。
进一步地，固定外环31上设置有用于安装在变速器本体5上的安装孔312。通过螺栓或螺钉连接。当然也可是通过粘接或焊接直接将固定外环31固定在变速器本体5上。
在本实施例中，安装孔312的数量为1～5个，更优选为3或4个。只要能够实现固定外环31的固定即可。
本发明的防溜坡变速器的防溜坡装置3优选地安装在变速器本体 5的壳体外部，方便拆装。当然，也可以安装在变速器本体5的内部。本发明并不对防溜坡装置3的安装位置进行限定，防溜坡装置3套装在变速器输入轴4上，且固定在变速器本体5的靠近液压变矩器2的一侧壳体上，还可以固定在变速器本体5的远离液压变矩器2的一侧壳体上。
本发明实施例还提供了一种防溜坡系统，应用于AT和CVT车，包括依次传动连接的发动机1、液压变矩器2和变速器，其中变速器为以上所有实施例和技术方案所描述的防溜坡变速器。由于具有防溜坡变速器，因此，机动车的防溜坡系统具备了防止溜坡的功能。
当然，本发明中的防溜坡变速器还可以是手动挡变速器MT以及手自一体变速器AMT，即防溜坡装置可安装在手动挡变速器上，则防溜坡系统包括依次传动连接的发动机1、离合器和防溜坡变速器。随着踩下离合器进行挂挡时，安装在变速器本体5的壳体外部的防溜坡装置3的内环34在变速器输入轴4上轴向移动，带动单向装置33和活动外环32一起移动，将活动外环32的第一啮合部321与固定外环31的第二啮合部311啮合。挂挡完成后，离合器松开，此时，内环34在变速器输入轴4上沿原路返回，带动单向装置33和活动外环32一起轴向移动，将活动外环32的第一啮合部321与固定外环31的第二啮合部311脱离啮合，此时，活动外环32不会对变速器输入轴4进行反向阻止。
综上，本发明公开了一种防溜坡变速器，包括变速器本体和安装在其壳体外部的防溜坡装置。当车辆为前置前驱时，防溜坡装置安装在变速器的输入轴上；当车辆为前置后驱时，该装置安装在输入轴或中间轴上。防溜坡装置包括：轴，该轴为输入轴或中间轴；内环、单向装置、活动外环以及固定外环，当轴的大小可直接和单向装置的内圈配合时，轴可以替代内环。特别值得指出的是，在活动外环和固定外环之间的凸形块和凹槽之间设置有必要的间隙，保障车辆顺利挂挡。在满足车辆正常使用的前提下，确保变速器轴正向转动，彻底解决了车辆在坡道上起步溜坡的问题，不仅消除了匹配传统机械式手动变速 器(MT)车辆目前普遍存在的这一固有缺陷，同时也从根本上解决了匹配机械式自动变速器(AMT)车辆坡道起步控制困难这一妨碍AMT推广普及的重大难题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。