本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种变速箱和换挡方法。
背景技术：
商用车的手动变速箱换挡是依靠同步器达到同步，然后完成换挡，因此手动变速箱存在由于同步器易损而造成整机寿命缩短的问题；而商用车传统的自动变速箱(amt)，是通过电控单元控制变速箱的制动器(tb)进行制动降速和发动机升速来自动调速达到转速同步，因此传统的自动变速箱的主箱取消了同步器，采用了滑套结构，但采用这种滑套结构的自动变速箱在车辆的特殊工况时会存在打齿的现象。
因此，需要一种变速箱和换挡方法来解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种变速箱和换挡方法，可有效减少对同步器的磨损，消除无同步器的自动变速箱在特殊工况时的打齿现象，提高自动变速箱的可靠性以及换挡舒适性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种变速箱，包括：
箱体；
动力输入组件，所述动力输入组件转动设置在所述箱体上；
动力传递组件，转动设置在所述箱体上，所述动力传递组件与所述动力输入组件传动连接；
动力输出组件，转动设置在所述箱体上，一端相对所述箱体伸出，且与所述动力传递组件传动连接；
制动器，所述制动器设置在所述动力传递组件上；
同步器组，所述同步器组设置在所述动力输出组件上。
进一步地，所述动力输入组件包括输入轴，所述输入轴转动设置在所述箱体上，所述输入轴上固定设置有输入齿轮，所述输入齿轮与所述动力传递组件传动连接。
进一步地，所述动力传递组件包括中间轴、动力传递齿轮和挡位输入齿轮组，所述中间轴转动设置在所述箱体上，所述制动器设置在所述中间轴上，所述动力传递齿轮和所述挡位输入齿轮组均固定设置在所述中间轴上，所述动力传递齿轮与所述输入齿轮啮合，所述挡位输入齿轮组与所述动力输出组件传动连接。
进一步地，所述动力输出组件包括输出轴和挡位输出齿轮组，所述输出轴转动设置在所述箱体上，且一端相对所述箱体伸出，所述同步器组和所述挡位输出齿轮组均设置在所述输出轴上，所述挡位输出齿轮组与所述挡位输入齿轮组啮合。
进一步地，所述挡位输入齿轮组包括第一主动齿轮，所述挡位输出齿轮组包括第一从动齿轮，所述同步器组包括第一同步器，所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一同步器能够使所述第一从动齿轮与所述输出轴结合。
进一步地，所述挡位输入齿轮组包括第二主动齿轮，所述挡位输出齿轮组包括第二从动齿轮，所述第一同步器位于所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮之间，所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第一同步器能够使所述第二从动齿轮与所述输出轴结合。
进一步地，所述挡位输入齿轮组包括第三主动齿轮，所述挡位输出齿轮组包括第三从动齿轮，所述同步器组包括第二同步器，所述第三主动齿轮与所述第三从动齿轮啮合，所述第二同步器能够使所述第三从动齿轮与所述输出轴结合。
进一步地，所述挡位输入齿轮组包括第四主动齿轮，所述挡位输出齿轮组包括第四从动齿轮，所述第二同步器位于所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮之间，所述第四主动齿轮与所述第四从动齿轮啮合，所述第二同步器能够使所述第四从动齿轮与所述输出轴结合。
进一步地，所述挡位输入齿轮组包括第五主动齿轮，所述挡位输出齿轮组包括第五从动齿轮，所述同步器组包括第三同步器，所述第五主动齿轮与所述第五从动齿轮啮合，所述第三同步器能够使所述第五从动齿轮与所述输出轴结合。
一种变速箱的换挡方法，使用如上所述的变速箱进行换挡，包括如下步骤：
s1、tcu检测到需要换挡时，进行发动机降扭，同时打开离合器，进入摘挡过程；
s2、在空挡后进入调速阶段，所述tcu发指令给电磁阀，所述电磁阀接通外部气源控制制动器，所述制动器对中间轴进行调速，调速到第一设定值，进行挂挡指令，由同步器组完成输出轴的速度同步。
本发明的有益效果：
本发明所提供的一种变速箱和换挡方法，在箱体上转动设置有动力输入组件、动力传递组件和动力输出组件，其中，动力输入组件与动力传递组件传动连接，动力传递组件与动力输出组件传动连接，在动力传递组件上设置有制动器，在动力输出组件上设置有同步器组。在换挡时，控制制动器对动力传递组件进行制动，当动力传递组件的转速接近目标转速值时，控制同步器，由同步器进行最后的速度同步，最终完成变速箱的换挡。通过上述方式，一方面利用电控的优势相对手动变速箱可以减少同步器组的磨损，提高变速箱的可靠性，另一方面，通过使用同步器组，避免出现换挡过程中打齿现象，提高了换挡舒适性。
附图说明
图1是本发明一种变速箱的示意图。
图中：
1、动力输入组件；11、输入轴；12、输入齿轮；2、动力传递组件；21、中间轴；22、动力传递齿轮；23、第一主动齿轮；24、第二主动齿轮；25、第三主动齿轮；26、第四主动齿轮；27、第五主动齿轮；28、倒挡主动齿轮；3、动力输出组件；31、输出轴；32、第一从动齿轮；33、第二从动齿轮；34、第三从动齿轮；35、第四从动齿轮；36、第五从动齿轮；37、倒挡从动齿轮；38、换向齿轮；4、制动器；5、第一同步器；6、第二同步器；7、第三同步器；8、电磁阀、9、tcu。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了有效减少对同步器的磨损，消除无同步器的自动变速箱在特殊工况时的打齿现象，提高自动变速箱的可靠性以及换挡舒适性，如图1所示，本发明提供一种变速箱。本变速箱包括：箱体、动力输入组件1、动力输出组件3、制动器4和同步器组。
其中，动力输入组件1转动设置在箱体上；动力传递组件2转动设置在箱体上，动力传递组件2与动力输入组件1传动连接；动力输出组件3转动设置在箱体上，一端相对箱体伸出，且与动力传递组件2传动连接；制动器4设置在动力传递组件2上；同步器组设置在动力输出组件3上。
在换挡时，控制制动器4对动力传递组件2进行制动，当动力传递组件2的转速接近目标转速值时，控制同步器，由同步器进行最后的速度同步，最终完成变速箱的换挡。通过上述方式，一方面利用电控的优势相对手动变速箱可以减少同步器组的磨损，提高变速箱的可靠性，另一方面，通过使用同步器组，避免出现换挡过程中打齿现象，提高了换挡舒适性。
进一步地，动力输入组件1包括输入轴11，输入轴11转动设置在箱体上，输入轴11上固定设置有输入齿轮12，输入齿轮12与动力传递组件2传动连接。具体地，输入轴11与汽车的发动机连接，实现动力输入。
进一步地，动力传递组件2包括中间轴21、动力传递齿轮22和挡位输入齿轮组，中间轴21转动设置在箱体上，制动器4设置在中间轴21上，动力传递齿轮22和挡位输入齿轮组均固定设置在中间轴21上，动力传递齿轮22与输入齿轮12啮合，挡位输入齿轮组与动力输出组件3传动连接。制动器4在换挡时，可以控制中间轴21的转速，从而实现调速，通过动力传递齿轮22与输入齿轮12啮合，将动力从输入轴11传递到中间轴21，中间轴21再通过挡位输入齿轮组将动力传递到动力输出组件3。
进一步地，动力输出组件3包括输出轴31和挡位输出齿轮组，输出轴31转动设置在箱体上，且一端相对箱体伸出，同步器组和挡位输出齿轮组均设置在输出轴31上，挡位输出齿轮组与挡位输入齿轮组啮合。具体地，挡位输出齿轮组空套在输出轴31上，当需要进行换挡时，控制对应的同步器与对应的挡位输出齿轮连接即可实现对应的挂到对应的挡位。
具体地，挡位输入齿轮组包括第一主动齿轮23，挡位输出齿轮组包括第一从动齿轮32，同步器组包括第一同步器5，第一主动齿轮23与第一从动齿轮32啮合，第一同步器5能够使第一从动齿轮32与输出轴31结合。当挂一挡时，控制第一同步器5完成最后的速度同步，使得第一从动齿轮32通过第一同步器5与输出轴31连接，实现动力输出。
进一步地，挡位输入齿轮组包括第二主动齿轮24，挡位输出齿轮组包括第二从动齿轮33，第一同步器5位于第一从动齿轮32和第二从动齿轮33之间，第二主动齿轮24与第二从动齿轮33啮合，第一同步器5能够使第二从动齿轮33与输出轴31结合。当挂二挡时，控制第一同步器5与第二从动齿轮33结合完成最后的速度同步，使得第二从动齿轮33通过第一同步器5与输出轴31连接，实现动力输出。
进一步地，挡位输入齿轮组包括第三主动齿轮25，挡位输出齿轮组包括第三从动齿轮34，同步器组包括第二同步器6，第三主动齿轮25与第三从动齿轮34啮合，第二同步器6能够使第三从动齿轮34与输出轴31结合。当挂三挡时，控制第二同步器6与第三从动齿轮34结合完成最后的速度同步，使得第三从动齿轮34通过第二同步器6与输出轴31连接，实现动力输出。
进一步地，挡位输入齿轮组包括第四主动齿轮26，挡位输出齿轮组包括第四从动齿轮35，第二同步器6位于第三从动齿轮34和第四从动齿轮35之间，第四主动齿轮26与第四从动齿轮35啮合，第二同步器6能够使第四从动齿轮35与输出轴31结合。当挂四挡时，控制第二同步器6与第四从动齿轮35结合完成最后的速度同步，使得第四从动齿轮35通过第二同步器6与输出轴31连接，实现动力输出。
进一步地，挡位输入齿轮组包括第五主动齿轮27，挡位输出齿轮组包括第五从动齿轮36，同步器组包括第三同步器7，第五主动齿轮27与第五从动齿轮36啮合，第三同步器7能够使第五从动齿轮36与输出轴31结合。当挂五挡时，控制第三同步器7与第五从动齿轮36结合完成最后的速度同步，使得第五从动齿轮36通过第三同步器7与输出轴31连接，实现动力输出。
进一步地，挡位输入齿轮组包括倒挡主动齿轮28，挡位输出齿轮组包括倒挡从动齿轮37，第三同步器7位于第五从动齿轮36和倒挡从动齿轮37之间，倒挡主动齿轮28通过换向齿轮38与倒挡从动齿轮37啮合，第三同步器7能够使倒挡从动齿轮37与输出轴31结合。通过设置换向齿轮38改变倒挡从动齿轮37的转动方向，进而改变输出轴31的转动方向，实现动力输出。
本实施例还提供了一种变速箱的换挡方法，使用如上所述的变速箱进行换挡，包括如下步骤：
s1、tcu9(transmissioncontrolunit，即自动变速箱控制单元)检测到需要换挡时，进行发动机降扭，同时打开离合器，进入摘挡过程；
s2、在空挡后进入调速阶段，tcu9发指令给电磁阀8，电磁阀8接通外部气源控制制动器4，制动器4对中间轴21进行调速，调速到第一设定值，进行挂挡指令，由同步器组完成输出轴的速度同步。具体地，制动器4完成中间轴31调速的70％，然后由同步器组完成后续的30％的速度同步，完成换挡。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
1.一种变速箱，其特征在于，包括：
箱体；
动力输入组件(1)，所述动力输入组件(1)转动设置在所述箱体上；
动力传递组件(2)，转动设置在所述箱体上，所述动力传递组件(2)与所述动力输入组件(1)传动连接；
动力输出组件(3)，转动设置在所述箱体上，一端相对所述箱体伸出，且与所述动力传递组件(2)传动连接；
制动器(4)，所述制动器(4)设置在所述动力传递组件(2)上；
同步器组，所述同步器组设置在所述动力输出组件(3)上。
2.根据权利要求1所述的一种变速箱，其特征在于，所述动力输入组件(1)包括输入轴(11)，所述输入轴(11)转动设置在所述箱体上，所述输入轴(11)上固定设置有输入齿轮(12)，所述输入齿轮(12)与所述动力传递组件(2)传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种变速箱，其特征在于，所述动力传递组件(2)包括中间轴(21)、动力传递齿轮(22)和挡位输入齿轮组，所述中间轴(21)转动设置在所述箱体上，所述制动器(4)设置在所述中间轴(21)上，所述动力传递齿轮(22)和所述挡位输入齿轮组均固定设置在所述中间轴(21)上，所述动力传递齿轮(22)与所述输入齿轮(12)啮合，所述挡位输入齿轮组与所述动力输出组件(3)传动连接。
4.根据权利要求3所述的一种变速箱，其特征在于，所述动力输出组件(3)包括输出轴(31)和挡位输出齿轮组，所述输出轴(31)转动设置在所述箱体上，且一端相对所述箱体伸出，所述同步器组和所述挡位输出齿轮组均设置在所述输出轴(31)上，所述挡位输出齿轮组与所述挡位输入齿轮组啮合。
5.根据权利要求4所述的一种变速箱，其特征在于，所述挡位输入齿轮组包括第一主动齿轮(23)，所述挡位输出齿轮组包括第一从动齿轮(32)，所述同步器组包括第一同步器(5)，所述第一主动齿轮(23)与所述第一从动齿轮(32)啮合，所述第一同步器(5)能够使所述第一从动齿轮(32)与所述输出轴(31)结合。
6.根据权利要求5所述的一种变速箱，其特征在于，所述挡位输入齿轮组包括第二主动齿轮(24)，所述挡位输出齿轮组包括第二从动齿轮(33)，所述第一同步器(5)位于所述第一从动齿轮(32)和所述第二从动齿轮(33)之间，所述第二主动齿轮(24)与所述第二从动齿轮(33)啮合，所述第一同步器(5)能够使所述第二从动齿轮(33)与所述输出轴(31)结合。
7.根据权利要求4所述的一种变速箱，其特征在于，所述挡位输入齿轮组包括第三主动齿轮(25)，所述挡位输出齿轮组包括第三从动齿轮(34)，所述同步器组包括第二同步器(6)，所述第三主动齿轮(25)与所述第三从动齿轮(34)啮合，所述第二同步器(6)能够使所述第三从动齿轮(34)与所述输出轴(31)结合。
8.根据权利要求7所述的一种变速箱，其特征在于，所述挡位输入齿轮组包括第四主动齿轮(26)，所述挡位输出齿轮组包括第四从动齿轮(35)，所述第二同步器(6)位于所述第三从动齿轮(34)和所述第四从动齿轮(35)之间，所述第四主动齿轮(26)与所述第四从动齿轮(35)啮合，所述第二同步器(6)能够使所述第四从动齿轮(35)与所述输出轴(31)结合。
9.根据权利要求4所述的一种变速箱，其特征在于，所述挡位输入齿轮组包括第五主动齿轮(27)，所述挡位输出齿轮组包括第五从动齿轮(36)，所述同步器组包括第三同步器(7)，所述第五主动齿轮(27)与所述第五从动齿轮(36)啮合，所述第三同步器(7)能够使所述第五从动齿轮(36)与所述输出轴(31)结合。
10.一种变速箱的换挡方法，其特征在于，使用如权利要求1-9任一项所述的变速箱进行换挡，包括如下步骤：
s1、tcu(9)检测到需要换挡时，进行发动机降扭，同时打开离合器，进入摘挡过程；
s2、在空挡后进入调速阶段，所述tcu(9)发指令给电磁阀(8)，所述电磁阀(8)接通外部气源控制制动器(4)，所述制动器(4)对中间轴(21)进行调速，调速到第一设定值，进行挂挡指令，由同步器组完成输出轴(31)的速度同步。
技术总结