CN111981122A - 无离合器变速箱的自动挡汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用换挡装置液压油路切换阀换挡，两轮驱动的无齿轮传动的自动挡汽车；两轮驱动的轮毂设有挡板式滑片液压马达，用换挡装置液压油路切换阀换挡，两轮驱动的无齿轮传动的自动挡汽车。用常开电磁阀开关代替离合器，用滑片式液压传动器代替了手动挡和自动挡齿轮变速箱把发动机输出动力传递给驱动轮，实现无齿轮传动，操纵简单到只需操纵前进挡、倒车挡、空挡和动力离合全自动，不用牢记挡位，换挡容易、具有拖挡功能、储备力矩大、过载能力强，满足从0起步加速到120km/h高速超车的各种动力需求，使汽车结构简单、功能强、节能环保，性价比更高。

Description

无离合器变速箱的自动挡汽车

技术领域

本发明涉及汽车，具体来说涉及内燃机驱动的无离合器变速箱的自动挡汽 车。

技术背景

现有技术汽车尽管经历了140多年的发展，目前新能源汽车不断涌现，但 仍然是以活塞式内燃发动机汽车为主流，活塞式内燃发动机汽车驱动总成形式 和缺点主要有：

小汽车的驱动总成有两种结构，一种由发动机+摩擦离合器+手动换挡齿轮 变速箱+变速器形式构成，其手动挡汽车在换挡时要踩离合器，操控难度大，劳 动强度高，容易疲劳；另一种由发动机+自动变速箱+变速器形式构成，汽车自 动变速箱常见的有四种形式，分别是液力自动变速箱(AT)、机械无级自动变速 箱(CVT)、电控机械自动变速箱(AMT)和双离合自动变速箱，不同汽车配有 不同的自动挡变速箱，一般设有D(前进挡)、R(倒车挡)、P(驻车挡)、N(空 挡)、L(低速挡)、S(运动模式挡)等挡位之分，使用方法不尽相同，有不允 许空挡滑行、L(低速挡)长时间跑高速等多项避忌。虽然自动变速箱结构复杂， 始终要记住和选择这些挡位并正确挂入挡位，自动挡汽车耗油大，配有自动挡 变速箱汽车售价昂贵，但自动挡汽车取消了要踩离合器，换挡时松开油门就能 直接换挡，操控难度，劳动强度比手动挡汽车已大大降低，所以买自动挡汽车 是人们的首选。

载重量比小汽车大的大汽车驱动总成常见由：发动机+摩擦离合器+手动换 挡齿轮变速箱+变速器形式组成，手动换挡齿轮变速箱的挡位(包括空挡)至少 有7个以上，手动挡汽车本来就难操控，在换挡时还要踩离合器，牢记挡位所 在位置，手脚紧密配合熟练换挡，所以大汽车操控难度更大，劳动强度更高， 更容易出现疲劳驾驶影响行车安全。

现有汽车技术中，人们实现了自动挡小汽车，也出现了电控机械自动变速箱(AMT)自动挡大汽车，它实际上是由一个机器人系统来完成操作离合器和选 挡的两个动作。就是说，自动挡变速箱目前还不适用于大型载重汽车。

现有汽车的发动机技术几乎已经到了登峰造极地步，它的底盘传动系统为 什么采用了比手动换挡齿轮变速箱更先进的自动变速箱，还会出现不应有缺 点？研究分析发现，无论手动挡、自动挡的大小汽车都使用了齿轮变速箱，通 过齿轮变速变矩传动，把发动机输出动力传递给驱动轮，它是影响汽车操控难 度大、劳动强度高、实用性、成本高低、节能环保的主要原因。

为解决上述技术难题，本发明人在国家发明专利号：201910670336.1齿轮 式液压传动器及其自动挡汽车，公开了齿轮式液压传动器技术方案，不足之处 是要多出一条回路，换挡装置要使液压马达顺转要用防止逆转制动装置对液压 马达制动，换挡装置要使液压马达逆转要用防止顺转制动装置对液压马达制动， 要使用两套制动器换挡装置，结构复杂，容易出现打滑难换挡现象。

本专利申请是与挡板式滑片机、滑片式发动机、滑片式液压传动器三件专 利申请具有同一申请日，在这三件专利申请研究基础上解决本发明技术问题， 所以其中的技术方案适用于本专利申请。

发明内容

发明目的：克服要使用制动器换挡装置，结构复杂，容易出现打滑难换挡 现象，提供结构简单、改变液压油液流动方向就能换挡，发动机驱动的无离合 器变速箱的自动挡汽车。

为实现发明目的，本发明采用了下述的技术方案。

无离合器变速箱的自动挡汽车，包括汽车的传动系统，液压泵油路两端分 别与换挡装置液压油路切换阀一侧的油路两端管道油连接成单向油路，换挡装 置液压油路切换阀另一侧的油路两端与挡板式滑片液压马达油路两端管道油连 接成双向油路，液压泵吸入端与换挡装置液压油路切换阀之间管道设有液压油 箱，单向油路液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，所述换挡 装置其中一组阀门为前进挡、另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡 装置选择前进挡或倒车挡液压油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合 循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液 压泵动力输入轴动力连接，挡板式滑片液压马达动力输出轴与驱动桥变速器动 力输入轴动力连接，发动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车 进入待机状态，换挡装置选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源 常开电磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液 压能，挡板式滑片液压马达转换液压能为机械能自动无级变速变矩克服驱动轮 阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开发动机加速踏板常开电磁阀断电导 通短路液压油回路动力被分离处于空挡状态，再次按下发动机加速踏板接通电 源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状 态。

挡板式滑片液压马达动力输出轴一端与后驱动桥变速器动力输入轴动力连 接，另一端与电动/发电一体机一端动力连接，电动/发电一体机与包括电源控制 器电连接，构成混合动力汽车。

电动/发电一体机另一端与前驱动桥变速器动力输入轴动力连接，构成四轮 驱动的混合动力汽车。

同一发明构思的无离合器变速箱自动挡汽车，包括汽车的传动系统，两轮 驱动的轮毂设有挡板式滑片液压马达，液压泵油路两端分别与换挡装置液压分 配阀总输入端、总输出端管道油连接成单向油路，换挡装置分配阀每组分支油 路两端分别与各轮毂挡板式滑片液压马达油路两端管道油连接成双向油路，液 压泵吸入端与换挡装置液压分配阀的总输出端管之间设有液压油箱，单向油路 液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，各双向油路设有控制液 压油液导通或关断的阀门用作差速器，所述换挡装置其中一组阀门为前进挡、 另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡装置选择前进挡或倒车挡液压 油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接，发 动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车进入待机状态，换挡装 置液压油路切换阀选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源常开电 磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液压能， 控制器控制各差速阀导通或关断，各挡板式滑片液压马达差速转换液压能为机 械能自动无级变速变矩克服驱动轮阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开 发动机加速踏板常开电磁阀断电导通短路液压油回路动力被分离处于空挡状 态，再次按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状态。

至少四轮驱动偶数的轮毂设有挡板式滑片液压马达，构成至少四轮驱动无 离合器变速箱的自动挡汽车。

发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接之间设有减速器。

所述液压泵是挡板式滑片液压泵。

汽车的发动机是滑片式发动机。

滑片式液压传动器设有控制空挡时车速快慢或停止的阀门，使自动挡汽 车具有拖挡功能。

设有包括计算机系统、定位系统、雷达系统、摄像头、传感器，是无人驾驶 汽车。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比能取得如下有益技术效 果。

1.换挡容易。改变液压油液流动方向就能换挡。

2.大小汽车都能变成无级变速自动挡汽车。滑片式液压传动器能代替自动挡变速箱，适用于大小汽车。

3.操纵简单。只需操纵前进挡、倒车挡，空挡和动力离合全自动，不用牢记挡 位。

4.能实现无齿轮传动。用滑片式液压传动器代替了齿轮变速箱把发动机输出动力传递给驱动轮。

5.具有拖挡功能。设有控制液压泵与挡板式滑片液压马达之间液压油循环快慢或关断的装置，通过控制液压油循环快慢来控制空挡时车速的快慢，当制动 失灵时能提高行车安全性。

6.储备力矩大。挡板式滑片液压马达的转子直径不像电动机哪样受到多方面限制，能尽量取大直径等于增大了力臂储备了力矩。

7.过载能力强。挡板式滑片液压马达没有电磁线圈，不会过载发热烧毁，具有 强大变矩过载能力，利于汽车起步与爬坡的要求。

8.能自动无级变速变矩。工作时滑片式液压传动器中的挡板式滑片液压马达相当于发动机，从液压泵输出压力大于0到最大输出压力内都能顺转或逆转输 出扭矩，无齿比限制。

9.节能环保。挡板式滑片液压马达不受齿比限制自动无级变速变矩，从而节 能减少燃油消耗。

10.能降低汽车造价。滑片式液压传动器比齿轮变速箱结构简单、造价低。

附图说明

下面对本发明提供的说明书示意图作详细的说明。

图1是用换挡装置液压油路切换阀换挡，两轮驱动的无离合器变速箱的自动挡 汽车。

图1中，1.发动机，2.液压泵，3.液压油箱，4.拖挡阀，5.常开电磁阀，6.换 挡装置液压油路切换阀，7.挡板式滑片液压马达，8.驱动桥变速器。

图2是两轮驱动的轮毂设有挡板式滑片液压马达，用换挡装置液压油路切换阀 换挡，两轮驱动的无离合器变速箱的自动挡汽车。

图2中，1.发动机，2.液压泵，3.液压油箱，4.拖挡阀，5.常开电磁阀，6. 换挡装置液压油路切换阀，7.挡板式滑片液压马达，8.差速阀。

图3是换挡装置液压油路切换阀。

图3中，AC两端接液压泵，BD两端接挡板式滑片液压马达，1、2、3、4是切 换阀，其中1、4切换阀为一组，2、3切换阀为一组。

实施方式

下面对本发明的具体实施方式再作进一步的详细说明。

无离合器变速箱的自动挡汽车，包括汽车的传动系统，液压泵油路两端分 别与换挡装置液压油路切换阀一侧的油路两端管道油连接成单向油路，换挡装 置液压油路切换阀另一侧的油路两端与挡板式滑片液压马达油路两端管道油连 接成双向油路，液压泵吸入端与换挡装置液压油路切换阀之间管道设有液压油 箱，单向油路液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，所述换挡 装置其中一组阀门为前进挡、另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡 装置选择前进挡或倒车挡液压油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合 循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液 压泵动力输入轴动力连接，挡板式滑片液压马达动力输出轴与驱动桥变速器动 力输入轴动力连接，发动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车 进入待机状态，换挡装置选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源 常开电磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液 压能，挡板式滑片液压马达转换液压能为机械能自动无级变速变矩克服驱动轮 阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开发动机加速踏板常开电磁阀断电导 通短路液压油回路动力被分离处于空挡状态，再次按下发动机加速踏板接通电 源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状 态。

上述技术方案如附图1所示，使用了换挡装置切换液压油路实现换挡的发动 机驱动型滑片式液压传动器。当选择流过挡板式滑片液压马达7的油液向上流 为前进挡，则相反为倒车挡，换挡装置液压油路切换阀6与挡板式滑片液压马 达7之间构成双向油路，液压泵输出端至换挡装置液压油路切换阀6输入端油 管称高压段油管，液压泵输入端至换挡装置液压油路切换阀6输出端油管称低 压段油管，构成单向油路，低压段油管设有液压油箱3和拖挡阀4，高压段油 管和液压油箱3、拖挡阀4低压段油管之间油管并联有常开电磁阀5。

挡板式滑片液压马达动力输出轴一端与后驱动桥变速器动力输入轴动力连 接，另一端与电动/发电一体机一端动力连接，电动/发电一体机与包括电源控制 器电连接，构成混合动力汽车。

电动/发电一体机另一端与前驱动桥变速器动力输入轴动力连接，构成四轮 驱动的混合动力汽车。

用滑片式液压传动器代替齿轮变速箱，容易构成结构简单的两轮驱动或四 轮驱动的混合动力汽车。

同一发明构思的无离合器变速箱自动挡汽车，包括汽车的传动系统，两轮 驱动的轮毂设有挡板式滑片液压马达，液压泵油路两端分别与换挡装置液压分 配阀总输入端、总输出端管道油连接成单向油路，换挡装置分配阀每组分支油 路两端分别与各轮毂挡板式滑片液压马达油路两端管道油连接成双向油路，液 压泵吸入端与换挡装置液压分配阀的总输出端管之间设有液压油箱，单向油路 液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，各双向油路设有控制液 压油液导通或关断的阀门用作差速器，所述换挡装置其中一组阀门为前进挡、 另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡装置选择前进挡或倒车挡液压 油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接，发 动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车进入待机状态，换挡装 置液压油路切换阀选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源常开电 磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液压能， 控制器控制各差速阀导通或关断，各挡板式滑片液压马达差速转换液压能为机 械能自动无级变速变矩克服驱动轮阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开 发动机加速踏板常开电磁阀断电导通短路液压油回路动力被分离处于空挡状 态，再次按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状态。

上述技术方案如附图2所示，使用了至少偶数两驱动轮的轮毂设有挡板式 滑片液压马达，换挡装置切换液压油路实现换挡的发动机驱动型滑片式液压传 动器。当选择流过挡板式滑片液压马达7的油液向上流为前进挡，则相反为倒 车挡，换挡装置液压油路切换阀6与挡板式滑片液压马达7之间构成两组双向 油路，每组双向油路各设有差速阀8，液压泵输出端至换挡装置液压油路切换阀 6输入端油管称高压段油管，液压泵输入端至换挡装置液压油路切换阀6输出端 油管称低压段油管，构成单向油路，低压段油管设有液压油箱3和拖挡阀4， 高压段油管和液压油箱3、拖挡阀4低压段油管之间油管并联有常开电磁阀5。

至少四轮驱动偶数的轮毂设有挡板式滑片液压马达，构成至少四轮驱动无 离合器变速箱的自动挡汽车。

发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接之间设有减速器。发动机最 高转速通常比液压泵最高转速高，设有减速器，使发动机与液压泵转速得到匹 配。

所述液压泵是挡板式滑片液压泵。优先采用叶根底部转子内设有预紧装置， 使滑片始终压向定子内表面并接触的挡板式滑片液压泵。挡板式滑片液压马达 必须采用叶根底部转子内设有预紧装置，使滑片始终压向定子内表面并接触的 挡板式滑片液压马达。

汽车的发动机是滑片式发动机。滑片式发动机和滑片式液压传动器相关技术 方案详见同一申请日的滑片式发动机、滑片式液压传动器专利申请。

滑片式液压传动器设有控制空挡时车速快慢或停止的阀门，使自动挡汽车 具有拖挡功能。这功能用途与手动齿轮变速箱拖挡功能相当，最好与制动踏板 联动控制，通过控制器控制电压或电流大小来控制。通过控制液压油循环快慢 来控制空挡时车速的快慢，在制动失灵和下长坡时能用来制动汽车，能提高行 车安全性，也能用来驻车。

设有包括计算机系统、定位系统、雷达系统、摄像头、传感器，是无人驾 驶汽车。现有技术已有无人驾驶汽车，利用滑片式液压传动器代替活塞式内燃 发动机汽车传动系统的变速箱具有的功能，使活塞式内燃发动机汽车无人驾驶 汽车变得更简单、性价比更高。

Claims (10)

1.无离合器变速箱的自动挡汽车，包括汽车的传动系统，特征是：液压泵油路两端分别与换挡装置液压油路切换阀一侧的油路两端管道油连接成单向油路，换挡装置液压油路切换阀另一侧的油路两端与挡板式滑片液压马达油路两端管道油连接成双向油路，液压泵吸入端与换挡装置液压油路切换阀之间管道设有液压油箱，单向油路液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，所述换挡装置其中一组阀门为前进挡、另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡装置选择前进挡或倒车挡液压油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接，挡板式滑片液压马达动力输出轴与驱动桥变速器动力输入轴动力连接，发动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车进入待机状态，换挡装置选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液压能，挡板式滑片液压马达转换液压能为机械能自动无级变速变矩克服驱动轮阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开发动机加速踏板常开电磁阀断电导通短路液压油回路动力被分离处于空挡状态，再次按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状态。

2.根据权利要求1所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：挡板式滑片液压马达动力输出轴一端与后驱动桥变速器动力输入轴动力连接，另一端与电动/发电一体机一端动力连接，电动/发电一体机与包括电源控制器电连接，构成混合动力汽车。

3.根据权利要求2所述的无离合器变速箱的自动挡汽车所述的混合动力汽车，特征是：电动/发电一体机另一端与前驱动桥变速器动力输入轴动力连接，构成四轮驱动的混合动力汽车。

4.无离合器变速箱自动挡汽车，包括汽车的传动系统，特征是：两轮驱动的轮毂设有挡板式滑片液压马达，液压泵油路两端分别与换挡装置液压分配阀总输入端、总输出端管道油连接成单向油路，换挡装置分配阀每组分支油路两端分别与各轮毂挡板式滑片液压马达油路两端管道油连接成双向油路，液压泵吸入端与换挡装置液压分配阀的总输出端管之间设有液压油箱，单向油路液压泵油路两端并联有短路液压油回路的常开电磁阀，各双向油路设有控制液压油液导通或关断的阀门用作差速器，所述换挡装置其中一组阀门为前进挡、另一组阀门为倒车挡是互为开关状态阀门，换挡装置选择前进挡或倒车挡液压油路切换阀能切换双向液压油路，构成油液闭合循环回路的滑片式液压传动器代替传动系统的变速箱，发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接，发动机加速踏板与常开电磁阀联动，工作时接通电源汽车进入待机状态，换挡装置液压油路切换阀选择前进挡或倒车挡，按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，发动机加速踏板控制发动机输出功率驱动液压泵输出液压能，控制器控制各差速阀导通或关断，各挡板式滑片液压马达差速转换液压能为机械能自动无级变速变矩克服驱动轮阻力矩驱动汽车前进或倒车行驶状态，松开发动机加速踏板常开电磁阀断电导通短路液压油回路动力被分离处于空挡状态，再次按下发动机加速踏板接通电源常开电磁阀通电关闭，挡板式滑片液压马达恢复驱动汽车前进或倒车行驶状态。

5.根据权利要求4所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：至少四轮驱动偶数的轮毂设有挡板式滑片液压马达，构成至少四轮驱动无离合器变速箱的自动挡汽车。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：发动机动力输出轴与液压泵动力输入轴动力连接之间设有减速器。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：所述液压泵是挡板式滑片液压泵。

8.根据权利要求1或2或4或5所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：汽车的发动机是滑片式发动机。

9.根据权利要求1或2或4或5所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：滑片式液压传动器设有控制空挡时车速快慢或停止的阀门，使自动挡汽车具有拖挡功能。

10.根据权利要求1或2或4或5所述的无离合器变速箱的自动挡汽车，特征是：设有包括计算机系统、定位系统、雷达系统、摄像头、传感器，是无人驾驶汽车。

Images