一种用于自动变速器的怠速启停系统

摘要

本发明涉及汽车生产领域，提供了一种用于自动变速器的怠速启停系统，包括输入轴，用于导入转矩；单向离合器，包括外座圈和固定在输入轴上的内座圈；摩擦离合器，包括与外座圈同轴的压盘和飞轮，压盘在外座圈的作用力下和飞轮分离/锁合；油泵，在飞轮驱动下向自动变速器的离合器油缸供油。该系统的油泵在汽车正常高速运行时不参与工作，从而减少了能量浪费；汽车临时停车过程中，飞轮带动油泵给自动变速器的离合器油缸供油，从而使汽车需再次起步时，自动变速器处于准备起步状态，其自带油泵启动后无需对离合器油缸充油过程即可立即建压起步，加快了起步过程。此外，该系统结构简单、生产成本低，并且由于油泵供油压力低不要求复杂的密封措施。

权利要求

1.一种用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，

包括：

输入轴，用于导入转矩；

单向离合器，包括内座圈和外座圈，所述内座圈固定在所述输入轴上，且可单向带动所述外座圈转动；

摩擦离合器，包括与所述外座圈同轴设置的压盘和飞轮；所述压盘在所述外座圈的作用力下和所述飞轮分离/摩擦锁合；

油泵，在所述飞轮的驱动下向变速器的离合器油缸供油；所述外座圈的外壁与摇臂的一端铰接，所述摇臂的另一端与所述压盘铰接；所述摇臂与弹簧连接，并在弹簧作用力下将所述压盘与所述飞轮摩擦锁合；所述摇臂上设置有质量球，在所述质量球的离心力下，所述摇臂带动所述压盘从所述飞轮上分离。

2.根据权利要求1所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述外座圈/压盘上开设有长孔/滑槽，所述摇臂可沿所述长孔/滑槽滑动。

3.根据权利要求1所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述飞轮通过轴承套设在所述输入轴上。

4.根据权利要求1所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，还包括固定在所述飞轮上的输出轴，所述输出轴与所述飞轮同轴并用于导出所述飞轮的转矩。

5.根据权利要求4所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述输出轴上设置有与其同轴的主动链轮，并带动所述主动链轮转动；所述主动链轮通过链条带动从动链轮转动；所述从动链轮驱动所述油泵供油。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述内座圈为花键毂，所述外座圈为壳体；所述花键毂和所述壳体之间设置有保持架和楔形块。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述压盘和所述飞轮之间设置有摩擦片。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述输入轴上设置与其同轴的互相平行的两块挡板，用于将所述内座圈和外座圈限定在两块所述挡板之间。

9.根据权利要求8所述的用于自动变速器的怠速启停系统，其特征在于，所述挡板与所述外座圈之间通过卡簧连接。

说明书

一种用于自动变速器的怠速启停系统

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车生产领域，尤其涉及一种用于自动变速器的怠速启停系统。

背景技术

[0002] 随着汽车行业的逐步发展，汽车保有量逐步上升，汽车消耗的石油资源与排放的有害物质也迅速上升，因此，降低汽车油耗成了许多车企考虑的重点；同时，消费者也将汽
车油耗作为选车的重要指标之一。因此如何进一步降低汽车的油耗及减少有害废弃物的排
放是汽车行业普遍关注的问题。现有的汽车驾驶员在城市交通路况中行车，由于红绿灯众
多，且堵车时有发生，常常需要临时停车，此时汽车的发动机一般处于怠速空转状态，即发
动机并未完全熄火，故怠速空转状态下的发动机仍会消耗燃油并经尾气排放污染环境。但
是如果临时停车时关闭发动机，那么汽车再次启动时，由于自动自动变速器和离合器接合
需要油泵的油压驱动，导致汽车启动具有一定的延迟；此外，频繁地关闭、启动发动机过程
中常伴随有顿挫感，不仅影响驾驶性能，而且能源消耗大。

[0003] 有鉴于此，现有技术提出了怠速启停系统，其要求临时停车时自动变速器提前做好启动准备，特别是要求变速器油缸在启停前充满油。现有的怠速启停系统一般采用电动
泵或者蓄能器给变速器油缸供油。其中，电动泵的开发难度大，成本高；蓄能器需要很好的
密封措施，且蓄能器活塞加工精度高。

发明内容

[0004] (一)要解决的技术问题

[0005] 本发明要解决的技术问题就是提供一种用于自动变速器的怠速启停系统，其成本低、密封要求不高并便于制造。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于自动变速器的怠速启停系统，包括：

[0008] 输入轴，用于导入转矩；

[0009] 单向离合器，包括内座圈和外座圈，所述内座圈固定在所述输入轴上，且可单向带动所述外座圈转动；

[0010] 摩擦离合器，包括与所述外座圈同轴设置的压盘和飞轮；所述压盘在所述外座圈的作用力下和所述飞轮分离/摩擦锁合；

[0011] 油泵，在所述飞轮的驱动下向变速器的离合器油缸供油。

[0012] 优选地，所述外座圈的外壁与摇臂的一端铰接，所述摇臂的另一端与所述压盘铰接；所述摇臂与弹簧连接，并在弹簧作用力下将所述压盘与所述飞轮摩擦锁合；所述摇臂上
设置有质量球，在所述质量球的离心力下，所述摇臂带动所述压盘从所述飞轮上分离。

[0013] 优选地，所述外座圈/压盘上开设有长孔/滑槽，所述摇臂可沿所述长孔/滑槽滑动。

[0014] 优选地，所述飞轮通过轴承套设在所述输入轴上。

[0015] 优选地，还包括固定在所述飞轮上的输出轴，所述输出轴与所述飞轮同轴并用于导出所述飞轮的转矩。

[0016] 优选地，所述输出轴上设置有与其同轴的主动链轮，并带动所述主动链轮转动；所述主动链轮通过链条带动从动链轮转动；所述从动链轮驱动所述油泵供油。

[0017] 优选地，所述内座圈为花键毂，所述外座圈为壳体；所述花键毂和所述壳体之间设置有保持架和楔形块。

[0018] 优选地，所述压盘和所述飞轮之间设置有摩擦片。

[0019] 优选地，所述输入轴上设置与其同轴的互相平行的两块挡板，用于将所述内座圈和外座圈限定在两块所述挡板之间。

[0020] 优选地，所述挡板与所述外座圈之间通过卡簧连接。

[0021] (三)有益效果

[0022] 本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明的用于自动变速器的怠速启停系统，在汽车正常高速运行时其油泵不参与工作，从而减少了能量的浪费；在汽车需要临时停
车时，将能量存储在飞轮中并通过飞轮驱动油泵给自动变速器的离合器供油；在汽车临时
停车时，飞轮在惯性作用下继续驱动油泵给自动变速器的离合器供油。从而当汽车完成临
时停车需要再次起步时，由于减速停车过程中飞轮一直带动油泵给自动变速器的离合器供
油，因此自动变速器处于准备起步状态，其自带油泵启动后无需充油过程即可立即建压起
步，加快了起步过程。此外，该系统结构简单、生产成本低，并且由于油泵供油压力低不要求
复杂的密封措施。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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。

[0024] 图1是本发明的用于自动变速器的怠速启停系统的结构示意图；

[0025] 图2是本发明的单向离合器的结构示意图；

[0026] 图中：1、油泵；2、从动链轮；3、链条；4、飞轮；5、压盘；6、摩擦片；7、质量球；8、弹簧；9、摇臂；10、主动链轮；11、卡簧；12、输出轴；13、花键毂；14、楔形块；15、挡板；16、壳体；17、保持架。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对
本发明的限制。

[0029] 本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统，包括输入轴，用于输出发动的转矩。在所述输入轴上设置有单向离合器；其中，单向离合器包括内座圈和外座圈，且内座圈固定
在输入轴上，且所述内座圈可单向带动所述外座圈转动。显然，发动机带动输入轴高速转动
时，内座圈带动外座圈转动；一旦输入轴转速下降，并且使得内座圈的转速低于外座圈，此
时内座圈和外座圈之间脱开，从而使得内座圈和外座圈之间不进行转矩的传递。

[0030] 此外，本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统还包括摩擦离合器。该摩擦离合器包括与所述外座圈同轴设置的压盘5和飞轮4；所述压盘5在所述外座圈的作用力下和
所述飞轮4分离/摩擦锁合。显然，离合器的结构包括主动部分和从动部分。此处，摩擦离合
器的主动部分主要是单向离合器的外座圈，也即外座圈同时是单向离合器和摩擦离合器的
组成结构。

[0031] 输入轴的转矩要传递给飞轮4，需要在单向离合器接合的同时，保证压盘5和飞轮4摩擦锁合。当输入轴转速较高并大于临界值D1时，此时虽然单向离合器接合，但是压盘5和
飞轮4分离，因此飞轮4并不转动。当输入轴的转速逐渐降低，小于临界值D1，并且在输入轴
的带动下内座圈的转速仍旧不小于外座圈，此时单向离合器接合并且压盘5和飞轮4摩擦锁
合，输入轴将转矩传递给飞轮4带动飞轮4转动。当输入轴的转速继续降低，并使得内座圈的
转速小于外座圈转速，此时单向离合器脱开并且压盘5和飞轮4摩擦锁合，飞轮4在惯性作用
下继续转动。

[0032] 此处应当理解的是，在其它条件确定的情况下，摩擦离合器的压盘5和飞轮4之间是分离或摩擦锁合主要由外座圈的转速决定。

[0033] 为了达到供油目的，在飞轮4上固定有输出轴12。该输出轴12和飞轮4同轴设置，并且将飞轮4的转矩导出，从而飞轮4通过该输出轴12驱动油泵1给自动变速器的离合器油缸
供油。应当理解的是，飞轮4除了通过本实施例的输出轴12驱动油泵1供油，还可以通过飞轮
齿圈或者是其它结构将转矩输出，此处虽不一一列举，但是不应以此构成对本申请的限制。

[0034] 本实施例中，飞轮可以通过轴承安装在上述输入轴上，当然也可以通过输入轴以外的其它结构进行固定安装，由于本领域的人员可以很容易得出飞轮具体的安装方式，因
此此处不再赘述。此外，压盘的固定方式可以采用现有技术通用的方式，此处也不详述。

[0035] 请参见图1，本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统，其单向离合器的内座圈为花键毂13，外座圈为壳体16。具体的，单向离合器可以采用现有的楔块式单向离合器，从
而在内座圈和外座圈之间设置有保持架17和楔形块14，具体请参见图2。当花键毂13固定，
且壳体16沿着图2中箭头方向转动时，单向离合器锁止；否则单向离合器接合。当然，应当理
解的是，其它符合要求的单向离合器结构也应当包含在本申请文件的保护范围中。

[0036] 请进一步参见图1，为了通过外座圈的转速控制摩擦离合器的状态，本实施例中，外座圈的外壁与摇臂9的一端铰接，所述摇臂9的另一端与所述压盘5铰接。所述摇臂9与弹
簧8连接，所述弹簧8将摇臂9压紧在压盘5上，并使得压盘5与所述飞轮4摩擦锁合。在摇臂9
上还设置有质量球7，当外座圈的转速较大并使得质量球7的离心力足以克服所述弹簧8压
紧力时，摇臂9带动压盘5从飞轮4上分离。

[0037] 图1中，摇臂9与水平面呈一定角度设置。弹簧8给摇臂9施加一个指向飞轮4的朝右的力，使得压盘5的右端面和飞轮4的左端面接合。此处，为了保证所述压盘5和所述飞轮4接
合时的摩擦锁合力，优选在压盘5和飞轮4之间设置有摩擦片6。此外，质量球7设置在摇臂9
的中间位置。外座圈转动时通过摇臂9带动质量球7转动，从而质量球7在离心力作用下，带
动摇臂9给压盘5施加一个远离飞轮4的朝左的力。一旦压盘5所受的合力朝右时，则压盘5压
紧在飞轮4上与飞轮4摩擦锁合；相反，压盘5与飞轮4分离。显然，在外座圈转速发生改变时，
摇臂9与水平面之间的夹角也在发生改变。

[0038] 其中，由于摇臂9受力与水平面角度发生变化，此时优选在压盘5或者外座圈上开设有长孔或者滑槽结构，从而使得摇臂9在所述长孔或者滑槽中转动的同时，可沿所述长孔
或者滑槽滑动，以满足连接关系。

[0039] 为了防止输入轴转动过程中，单向离合器的内座圈和外座圈发生轴向窜动，在输入轴上设置于该输入轴同轴的两块挡板15，并将内座圈和外座圈限定在两块所述挡板15之
间。其中，外座圈可以通过卡簧11和所述挡板15连接。

[0040] 此外，本实施例为了实现泵油，优选在输出轴12上设置有与其同轴的主动链轮10，所述主动链轮10通过链条3与从动链轮2连接。输出轴12转动时，带动主动链轮10转动；所述
主动链轮10通过链条3带动从动链轮转动；所述从动链轮驱动所述油泵1供油。

[0041] 本实施的飞轮4优选但不局限于双质量飞轮4。

[0042] 本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统，在输入轴转速大于临界值D1时飞轮4不工作；当输入轴转速逐渐降低并小于临界值D1，且在输入轴的带动下内座圈的转速不低
于外座圈转速时，输入轴将转矩传递给飞轮4，从而飞轮4自动储存能量；当输入轴转速进一
步降低使得内座圈的转速小于外座圈的转速，并直至输入轴停止转动的过程中，飞轮4依靠
惯性转动从而释放之前储存的能量。上述过程中，飞轮4转动时会驱动油泵1给自动变速器
的离合器供油。其中临界值D1，和内座圈转速低于外座圈转速时输入轴的转速可以根据具
体实验得到。

[0043] 包含本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统的汽车在正常高速运行时，输入轴的转速高于临界值D1，从而单向离合器的内座圈和外座圈之间锁合，转矩通过内座圈传
递给外座圈。外座圈上摇臂9受离心力作用给压盘5施加拉力，受弹簧8形变给压盘5施加压
力。外座圈高速转动时，压盘5受到的外座圈的拉力作用大于压力，从而使得压盘5和飞轮4
脱开，也即摩擦离合器处于分离状态。此时，飞轮4不受驱动，与飞轮4连接的油泵1也不受驱
动停止工作。该情况下，自动变速器完全由自带的油泵1供油，从而减少了能量的浪费。

[0044] 当汽车需要临时停车时，输入轴转速下降至临界值D1时，压盘5受到的外座圈的拉力作用小于压力，从而使得压盘5和飞轮4接合，也即摩擦离合器处于摩擦锁合状态。此时，
输入轴通过单向离合器将转矩传递给飞轮4，飞轮4驱动油泵1给自动变速器的离合器供油。
不过此时，输入轴转速仍然较高，自动变速器自带的油泵1也在给自身供油，从而使得自动
变速器处于双泵供油状态。

[0045] 当汽车停车时，输入轴转速进一步降低，并使得输入轴上内座圈的转速低于外座圈的转速时，单向离合器分离。此时输入轴的转矩无法传递给飞轮4，但是飞轮4自身由于惯
性作用继续转动释放能量。该过程中自动变速器自带的油泵1逐渐失去泵油能力，飞轮4在
惯性作用下转动并带动油泵1给自动变速器的离合器供油。由于飞轮4的惯性量较大，因此
能够持续较长时间给自动变速器的离合器供油。

[0046] 当汽车完成临时停车需要再次起步时，由于飞轮4一直带动油泵1给自动变速器的离合器供油，因此自动变速器处于准备起步状态，其自带油泵1启动后无需充油过程即可立
即建压起步，加快了起步过程。

[0047] 本实施例的用于自动变速器的怠速启停系统结构简单、生产成本低，并且由于油泵1供油压力低不要求复杂的密封措施。

[0048] 以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、
修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要
求范围当中。