專利名稱：機動車液壓傳動動力和無限檔位的自動變速系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機動車的動力傳遞和變速系統(tǒng)，尤其涉及汽車和摩托車實現(xiàn)液壓傳動動力和無限檔位的自動變速功能。
背景技術(shù)：
為達到動力傳遞和變速的目的，目前該領(lǐng)域所用的傳動方式和變速系統(tǒng)均為齒輪結(jié)構(gòu)。以汽車為例發(fā)動機輸出動力，經(jīng)離合器、變速器、萬向節(jié)、驅(qū)動橋、差速器、半軸、主傳動器、傳動軸，傳遞到驅(qū)動輪上，以實現(xiàn)動力的傳遞；變速必需經(jīng)過離合手段，才能達到變速的目的。由于其結(jié)構(gòu)上的定性，此種傳動和變速方式在實際使用中，發(fā)動機的負荷率達不到經(jīng)濟范圍，造成能源的極大浪費。以汽車為例從其結(jié)構(gòu)分析，由發(fā)動機的負荷特性可知，負荷率在80％-90％時，有效燃油消耗率最低。發(fā)動機在中等轉(zhuǎn)速較高負荷率下工作時，其燃油經(jīng)濟性較好。在汽車的實際使用中，大部份時間內(nèi)發(fā)動機的負荷率都達不到經(jīng)濟范圍，試驗表明，一般汽車在水平良好路面以常速行駛時，克服各種阻力所需的功率僅為發(fā)動機相應轉(zhuǎn)速下最大功率的50％-60％，相當于發(fā)動機最大功率的20％左右。由汽車的功率平衡圖可知，汽車的行駛速度和阻力功率一定時，發(fā)動機的負荷率隨使用的變速器擋位不同而變化，檔位越高，負荷率越大。只要變速器的檔位足夠多，就可選擇某一合適的檔位，使發(fā)動機的負荷率保持在80％-90％的經(jīng)濟范圍內(nèi)，從而使汽車的燃油經(jīng)濟性最高。但在實際使用中，檔數(shù)太多，會使結(jié)構(gòu)復雜，操作不便。而檔數(shù)無限的自動變速器，在任何條件下都提供了發(fā)動機在最經(jīng)濟工況下工作的可能性。若自動變速器始終能維特較高的機械效率，則汽車的燃油經(jīng)濟性將顯著提高。
在汽車使用方面，對汽車的燃油經(jīng)濟性影響最大的是汽車的技術(shù)狀況和駕駛技術(shù)。在汽車的實際使用中，由于使用因素造成的燃料浪費往往遠大于采取某項結(jié)構(gòu)措施而節(jié)省的燃料，如子午線能胎比普通斜交胎可節(jié)油6％-8％，某轎車空氣阻力系數(shù)從0.5降到0.3可使油耗降低22％，而不同技術(shù)水平的駕駛員在相向條件下駕駛同一汽車，其燃料消耗量的差異可達20％-40％。由此可見，在使用方面采取措施比在結(jié)構(gòu)方面采取措施更具潛力。
目前世界的石油儲藏量逐年下降，石油供應量的減少直接影響到經(jīng)濟的發(fā)展，而今后相當長的一段時間內(nèi)汽車的燃料仍以石油為主。我國汽油產(chǎn)量的76％、柴油產(chǎn)量的27％用于汽車的消耗。目前我國汽車保有量將近2000萬輛，因此節(jié)約燃油對國民經(jīng)濟的發(fā)展有重要的意義。提高燃油的經(jīng)濟性，可以降低汽車的使用費用、節(jié)省石油資源；同時也降低了發(fā)動機產(chǎn)生的有害氣體的排放量，起到防止地球變暖等環(huán)境保護課題的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種全新的液壓傳動動力和檔位無限的自動變速系統(tǒng)。實現(xiàn)了機動車在正常行駛、加速、增大轉(zhuǎn)矩等負荷變化問題上檔位無限的自動配合，使發(fā)動機的負荷率始終保持在經(jīng)濟范圍內(nèi)，顯著提高了燃油經(jīng)濟性，極大的節(jié)約了能源。
本發(fā)明的技術(shù)方案采用液壓傳動動力和檔位無限的自動變速方式，實現(xiàn)動力傳遞和變速的功能。其特征在于自動恒速發(fā)動機(如燃油發(fā)電機)或電機經(jīng)離合裝置與變量液壓泵直接連接(不經(jīng)過變速箱)，變量液壓泵通過油管、控制閥與液馬達驅(qū)動輪相連，直接輸出轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明省去了原機動車為了得到輸出轉(zhuǎn)矩和達到變速的目的，而必需的離合器、變速器、萬向節(jié)、驅(qū)動橋、差速器、半軸、主傳動器、傳動軸等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而采用變量液壓泵通過液壓控件與液馬達驅(qū)動輪相連，直接輸出轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)動力傳遞和變速的功能。由于變量液壓泵可根據(jù)液馬達驅(qū)動輪反饋回的負荷變化自動調(diào)節(jié)流量及壓力，從而實現(xiàn)了機動車的正常行駛和檔位無限的自動變速功能；由于自動恒速發(fā)動機可通過變量液壓泵輸出功率的變化根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)燃油輸入量，恒定其轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機的負荷率始終處于經(jīng)濟范圍內(nèi)，避免了原機動車由于結(jié)構(gòu)上的定性和駕駛?cè)藛T技術(shù)水平的差異而帶來的燃油浪費，從而實現(xiàn)了發(fā)動機始終在最經(jīng)濟油耗的狀態(tài)下運行。根據(jù)發(fā)動機的負荷特性和功率平衡圖可推算出，此種傳動和變速結(jié)構(gòu)至少可節(jié)約燃油40％以上，顯著提高了燃油經(jīng)濟性，極大的降低了排放污染物，起到了節(jié)能和環(huán)保的效果。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明附圖是本發(fā)明的連接關(guān)系及工作狀態(tài)圖
具體實施例方式1-自動恒速發(fā)動機或電機，2-離合裝置，3-變量液壓泵，4-雙向液馬達驅(qū)動輪，5-油箱，6-定位油缸，V1-3位4通電液閥，V2-電磁液壓先導控制閥，V3-2位4通滑閥，V4、V5-單向閥，V6、V7-壓力調(diào)整閥，D1-倒擋電磁鐵，D2-強制提速電磁鐵，D3-前進電磁鐵。本發(fā)明其連接關(guān)系為自動恒速發(fā)動機或電機1經(jīng)離合裝置2與變量液壓泵3相連(不經(jīng)過變速箱)，變量液壓泵3進油口與油箱5相連、出油口與電液閥V1、先導控制閥V2相連，電液閥V1與V4、V5單向閥、定位油缸6相連，V4、V5、定位油缸6與V3滑閥相連，滑閥V3與壓力調(diào)整閥V6、V7及雙向液馬達驅(qū)動輪4相連，回油經(jīng)壓力調(diào)整閥V6、V7、2位4通滑閥V3、3位4通電液閥V1回油箱5；D1、D3為電液閥V1的控制電磁鐵，D2為先導控制閥V2的控制電磁鐵。先導控制閥V2輸出油口與變量液壓泵3的控制油口相連。(注以上是3位4通電液閥V1在中位的說明)本發(fā)明的工作原理(自動恒速發(fā)動機以下簡稱發(fā)動機)1、空載起動3位4通電液閥V1在中位，離合裝置處于斷開狀態(tài)，發(fā)動機或電機1處于空負荷動轉(zhuǎn)。
2、前進經(jīng)離合裝置2控制，發(fā)動機或電機1與變量液壓泵3連接，同時電磁鐵D3工作，電液閥V1在上位，發(fā)動機或電機1拖動變量液壓泵3，變量液壓泵3出油口產(chǎn)生壓力油，經(jīng)電液閥V1、單向閥V4過滑閥V3到達液馬達驅(qū)動輪4上端，產(chǎn)生前進力矩，液馬達驅(qū)動輪4下端經(jīng)滑閥V3、電液閥V1回油箱5；一但液馬達驅(qū)動輪4需求力矩過大時，經(jīng)電磁液壓先導控制閥V2調(diào)整，直通變量液壓泵3控制油口，減少偏心量，降低輸出流量，提高壓力，推動液馬達驅(qū)動輪4提高轉(zhuǎn)矩；反之，一但液馬達驅(qū)動輪4負載變輕，壓力油壓力變低，經(jīng)電磁液壓先導控制閥V2調(diào)整，直通變量液壓泵3的控制油口，增大偏心量，提高輸出流量，減低壓力，增加液馬達驅(qū)動輪4轉(zhuǎn)速，以達到檔位無限的自動變速和滿足經(jīng)濟運行的目的。
3、倒退經(jīng)離合裝置2控制，發(fā)動機或電機1與液壓泵3連接，發(fā)動機或電機1拖動變量液壓泵3，液壓泵3出油口產(chǎn)生壓力油，由于控制電磁鐵D1推動電液閥V1于下位工作，壓力油經(jīng)電液閥V1、滑閥V3到達液馬達驅(qū)動輪4下端，產(chǎn)生倒退力矩，液馬達驅(qū)動輪4上端經(jīng)滑閥V3、單向閥V5、電液閥V1回油箱5。
4、人為強制提速或增加功率時由電磁鐵D2推動電磁液壓先導控制閥V2工作，切斷變量液壓泵3控制油路，鎖定偏心量，同時人為強制增大發(fā)動機或電機1的功率，提高轉(zhuǎn)速，增加變量液壓泵3的功率，以提高液馬達驅(qū)動輪4的轉(zhuǎn)速、力矩和功率。
5、剎車離合裝置2斷開，電液閥V1回復中位工作，油路短路，變量液壓泵3輸出油回油箱5，液馬達驅(qū)動輪4無壓力油，形成自行狀態(tài)。
6、空負荷滑行電液閥V1回中位，離合裝置2斷開，變量液壓泵3不再輸出壓力油，利用慣性，自由滑行。
7、手制動利用2位4通滑閥V3下位工作，阻斷油路，液馬達驅(qū)動輪4處于困油狀態(tài)，無法轉(zhuǎn)動。
8、油路壓力保護在油路壓力突然過高時，壓力調(diào)整閥V6、V7自動瀉壓，保護油路和液壓元件。
9、倒檔和手制動安全限位當液馬達驅(qū)動輪4在轉(zhuǎn)動及有油流動時，定位油缸6偏位，不能進入倒檔和手制動位置。
權(quán)利要求
1.機動車液壓傳動動力和檔位無限的自動變速系統(tǒng)的連接關(guān)系是自動恒速發(fā)動機或電機1經(jīng)離合裝置2與變量液壓泵3相連(不經(jīng)過變速箱)，變量液壓泵3進油口與油箱5相連、出油口與3位4通電液閥V1、電磁液壓先導控制閥V2相連，電液閥V1與V4、V5單向閥、定位油缸6相連，V4、V5單向閥、定位油缸6與2位4通滑閥V3相連，2位4通滑閥V3與壓力調(diào)整閥V6、V7及雙向液馬達驅(qū)動輪4相連，回油經(jīng)壓力調(diào)整閥V6、V7、2位4通滑閥V3、3位4通電液閥V1回油箱5；D1、D3為電液閥V1的控制電磁鐵，D2為電磁液壓先導控制閥V2的控制電磁鐵。電磁液壓先導控制閥V2輸出油口與變量液壓泵3的控制油口相連。(注以上是3位4通電液閥V1在中位的說明)。
2.根據(jù)權(quán)利要求書所述，機動車液壓傳動動力和檔位無限的自動變速系統(tǒng)其特征在于自動恒速發(fā)動機或電機經(jīng)離合裝置與變量液壓泵直接相連(不經(jīng)過變速機構(gòu))；變量液壓泵通過控制閥、油管與液馬達驅(qū)動輪相連，直接輸出轉(zhuǎn)矩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機動車在最經(jīng)濟油耗狀態(tài)下，實現(xiàn)動力傳遞和檔位無限的自動變速系統(tǒng)，其特征為自動恒速發(fā)動機(如燃油發(fā)電機)或電機拖動變量液壓泵，產(chǎn)生壓力油，經(jīng)控制油路，推動液馬達驅(qū)動輪工作，完成前進、無限檔位的自動變速、倒退、人為強制改變功率、和空載起動、滑行的功能。由于變量液壓泵可根據(jù)液馬達驅(qū)動輪反饋回的負荷變化自動調(diào)節(jié)流量及壓力，從而實現(xiàn)了機動車的正常行駛和檔位無限的自動變速功能；由于自動恒速發(fā)動機可通過變量液壓泵輸出功率的變化根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)燃油輸入量，恒定其轉(zhuǎn)速，使發(fā)動機的負荷率始終處于經(jīng)濟范圍內(nèi)，避免了原機動車由于結(jié)構(gòu)上的定性和駕駛?cè)藛T技術(shù)水平的差異而帶來的燃油浪費，從而實現(xiàn)了發(fā)動機始終在最經(jīng)濟油耗的狀態(tài)下運行。根據(jù)發(fā)動機的負荷特性和功率平衡圖可推算出，此種傳動和變速結(jié)構(gòu)至少可節(jié)約燃油40％以上，顯著提高了燃油經(jīng)濟性，極大的降低了排放污染物，起到了節(jié)能和環(huán)保的效果。
文檔編號F16H41/00GK1818421SQ200610054039
公開日2006年8月16日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者何宇, 但德林, 邱虹 申請人:何宇, 但德林, 邱虹