專利名稱：具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離合器裝置，具體是具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪 離合裝置。
背景技術(shù)：
目前車輛使用的離合器中，大多數(shù)離合器為摩擦式離合器，摩擦式離合器不 僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且容易產(chǎn)生離合器摩擦片打滑，工作性能不是很穩(wěn)定。申請(qǐng)?zhí)枮?00520053737.6的中國專利公開了一種行星齒輪離合器，它雖然工作性能穩(wěn) 定，力矩也無傳遞浪費(fèi)，但它也只是一種摩擦方式來控制離合，離合狀態(tài)難以 控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種用液壓馬達(dá)控制約束行星齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)無級(jí) 變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置由行星齒輪機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)組成，液壓馬達(dá)的力矩輸出軸，通過 傳動(dòng)裝置連接結(jié)合行星齒輪機(jī)構(gòu)三個(gè)基本元件——太陽齒輪、齒圈、行星齒輪 及行星齒輪架中的任意一個(gè)使之做受控件，其他兩個(gè)基本元件根據(jù)需要分別做 主動(dòng)件與從動(dòng)件，主動(dòng)件與動(dòng)力輸出軸連接，從動(dòng)件與負(fù)載連接，通過控制液 壓馬達(dá)輸出的力矩大小就可以控制行星齒輪機(jī)構(gòu)的受控件，對(duì)受控件或固定或 約束限制，使行星齒輪機(jī)構(gòu)呈現(xiàn)不同的傳動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)行星齒輪機(jī)構(gòu)主動(dòng)件與 被動(dòng)件之間的"離合"、"半離合"及一定范圍的無級(jí)變速。所述的行星齒輪機(jī)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，行星齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)置在箱體內(nèi)或安裝在自動(dòng) 變速箱的箱體內(nèi)，或安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的箱體內(nèi)，動(dòng)力輸入輸出軸由箱體上的軸承 支撐，行星齒輪機(jī)構(gòu)的受控件與箱體之間亦設(shè)置有定位軸承進(jìn)行定位。所述的液壓馬達(dá)控制力的傳動(dòng)裝置為齒輪傳動(dòng)或者為鏈傳動(dòng)。液壓馬達(dá)的控制由單片機(jī)系統(tǒng)、制動(dòng)開關(guān)傳感器、車速傳感器、油門傳感器、 電磁換向閥、電磁調(diào)速閥、單向閥、溢流閥、蓄能器和油箱組成，電磁換向閥、 電磁調(diào)速閥的控制端與單片機(jī)系統(tǒng)連接，由單片機(jī)系統(tǒng)控制，電磁換向閥的2個(gè) 出油口與液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口由油管連接，電磁換向閥的2個(gè)進(jìn)油口其中一個(gè) 油口由油管與油箱連接，另一個(gè)油口由油管與電磁調(diào)速閥、蓄能器.溢流閥進(jìn)油口和單向閥的出油口相連接，電磁調(diào)速閥的另一油口、單向閥的進(jìn)油口、溢流 閥的出油口由油管與油箱連接，油門傳感器、車速傳感器、制動(dòng)開關(guān)傳感器與 單片系統(tǒng)連接?，F(xiàn)以液壓馬達(dá)輸出軸上固裝的齒輪與固裝在齒圈外沿與齒圈同軸心的齒輪 相嚙合，齒圈作受控件，太陽齒輪作主動(dòng)件，其軸與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸相連，行星 架作從動(dòng)件，其軸與后級(jí)手動(dòng)變速箱相連為例說明離合器工作過程離合器可以由油門踏板實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制離合，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，車輛制動(dòng)踏板和 油門踏板都沒有踩下，制動(dòng)開關(guān)傳感器、油門傳感器沒有電信號(hào)輸入單片機(jī)系 統(tǒng)。單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁調(diào)速閥全開，控制電磁換向閥在右位，發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn) 使行星齒輪機(jī)構(gòu)的齒圈帶動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，使之工作在泵工況，因此時(shí)轉(zhuǎn)速較 低，液壓馬達(dá)輸出的油流量較小，油可以無阻力地流過電磁調(diào)速閥，液壓馬達(dá) 沒有阻力，齒圈可以自由旋轉(zhuǎn)，離合器在"離"狀態(tài)，動(dòng)力不能輸出到手動(dòng)變速箱， 此時(shí)可以掛上l檔。當(dāng)踩下油門，單片機(jī)檢測(cè)到油門傳感器反饋的電信號(hào)和車速 傳感器的車速電信號(hào)，如果車速為0或很低，則單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁調(diào)速閥關(guān)小 流量，油門踩的越下，單片機(jī)系統(tǒng)就控制電磁調(diào)速閥關(guān)得越小，但不能關(guān)死， 使發(fā)動(dòng)機(jī)不死火，隨著油門的加大，轉(zhuǎn)速增加，液壓馬達(dá)輸出的油量也增加， 但電磁調(diào)速閥允許的流量卻越來越小，所以液壓馬達(dá)的阻力就增加，當(dāng)液壓馬 達(dá)的阻力大到阻止齒圈不動(dòng)時(shí)，離合器處于"合"狀態(tài)，發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)車輛前進(jìn)，當(dāng) 單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到車速傳感器反饋的電信號(hào)達(dá)到一定值時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)控制電 磁調(diào)速閥完全關(guān)閉，使離合器全"合"，完成一檔起步過程。車速達(dá)到較快時(shí)，只 要將油門踏板松開，單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)不到油門傳感器的信號(hào)時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)就 控制電磁調(diào)速閥全開，使離合器"分離"，此時(shí)即可根據(jù)車速的快慢手動(dòng)掛上所需 的檔位，再踏下油門踏板，單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到后，又根據(jù)油門傳感器的電信號(hào) 和車速傳感器的電信號(hào)的大小，將電磁調(diào)速閥的流量逐漸關(guān)小，如果此時(shí)的車 速傳感器有車速信號(hào)，并達(dá)到一定的較高車速時(shí)，則單片機(jī)系統(tǒng)控制電磁調(diào)速 閥完全關(guān)閉，使離合器全"合"，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力可以全部從行星架輸出到后面的驅(qū) 動(dòng)輪。當(dāng)要制動(dòng)停車時(shí)，踩下制動(dòng)踏板，單片機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)到制動(dòng)開關(guān)傳感器的 電信號(hào)后，控制電磁換向閥處于左位，利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行牽制制動(dòng)，提高制動(dòng)效 率，因液壓馬達(dá)輸出的扭力具有單方向性，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)死火，停穩(wěn)車輛后，抬 起制動(dòng)踏板，單片機(jī)系統(tǒng)就控制電磁換向閥在右位，控制電磁調(diào)速閥全開，使 離合器處于"離"狀態(tài)。溢流閥可以限定油壓力過高，蓄能器可以吸收液壓沖擊力，從而保護(hù)離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)。單向閥可以使離合器具有單向傳力特性，從而可以 節(jié)省燃油，提高制動(dòng)效率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于因用液壓馬達(dá)控制行星齒輪機(jī)構(gòu)，可以把動(dòng)力和載荷徹 底分"離"或"合"，也可以使動(dòng)力與載荷處于"半離合"，實(shí)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)進(jìn) 行無級(jí)變速，本裝置可以代替目前車輛使用的摩擦式離合器，使車輛的離合器 實(shí)現(xiàn)電控制，而不用踩離合器踏板換檔，這樣可以大大減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 這種離合裝置完全可以代替目前自動(dòng)變速器中使用的液力偶合器，且性能效率 可以大大提高，因而具有很大的實(shí)用價(jià)值。


圖l為行星齒輪離合器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為液壓馬達(dá)的控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中l(wèi).行星齒輪機(jī)構(gòu)l-l.太陽齒輪1-2.行星架l-3.行星齒輪1-4.齒圈2. 定位軸承3.齒圈齒輪4.液壓馬達(dá)齒輪5.液壓馬達(dá)6.箱體7.軸承8.從軸9.主 軸io.單片機(jī)系統(tǒng)ll.油門傳感器12.車速傳感器13.制動(dòng)開關(guān)傳感器14.油管 15.蓄能器16.電磁調(diào)速閥17.溢流閥18.單向閥19.油箱20.電磁換向閥
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)Dl圖2，本發(fā)明由行星齒輪機(jī)構(gòu)l的齒圈l-4上固裝的齒圈齒輪3與液壓馬 達(dá)5的輸出軸上的液壓馬達(dá)齒輪4相嚙合，來傳遞控制力進(jìn)行控制，齒圈l-4與箱 體之間固裝有定位軸承2，太陽齒輪l-l作主動(dòng)件，其主軸9與發(fā)動(dòng)機(jī)相連，行星 架l-2作從動(dòng)件，其從軸8與手動(dòng)變速箱相連，主軸9和從軸8與箱體6由軸承7支撐。液壓馬達(dá)5的控制機(jī)構(gòu)由單片機(jī)系統(tǒng)10、油門傳感器ll、車速傳感器12、制動(dòng) 開關(guān)傳感器13、電磁換向閥20、電磁調(diào)速閥16、單向閥18、溢流閥17、蓄能 器15，油箱19組成，電磁換向閥20、電磁調(diào)速閥16的控制端與單片機(jī)系統(tǒng)10 連接，由單片機(jī)系統(tǒng)10控制，電磁換向閥20的2個(gè)出油口與液壓馬達(dá)5的進(jìn)、 出油口由油管14連接，電磁換向閥20的2個(gè)進(jìn)油口其中一個(gè)由油管14與油箱 19連接，另一油口由油管14與電磁調(diào)速閥16、蓄能器15，溢流閥17進(jìn)油口和 單向閥18的出油口連接，電磁調(diào)速閥16的另一油口、單向閥18的進(jìn)油口、溢 流閥17的出油口由油管14與油箱19連接，油門傳感器ll、車速傳感器12、 制動(dòng)開關(guān)傳感器13與單片機(jī)系統(tǒng)10連接。
權(quán)利要求
1、一種具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置，主要由行星齒輪機(jī)構(gòu)(1)和液壓馬達(dá)(5)及傳動(dòng)裝置組成，其特征是液壓馬達(dá)(5)的力矩輸出軸，通過傳動(dòng)裝置連接結(jié)合行星齒輪機(jī)構(gòu)(1)三個(gè)基本元件——太陽齒輪(1-1)、齒圈(1-4)、行星齒輪及行星齒輪架(1-2)中的任意一個(gè)使之做受控件，其他兩個(gè)基本元件根據(jù)需要分別做主動(dòng)件與從動(dòng)件，主動(dòng)件與動(dòng)力輸出軸連接，從動(dòng)件與負(fù)載連接，液壓馬達(dá)(5)與控制機(jī)構(gòu)相連。
2，根據(jù)權(quán)利要求l所述的無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置， 其特征是所述的液壓馬達(dá)的控制力的傳動(dòng)裝置為齒輪傳動(dòng)或者為鏈傳動(dòng)。
3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置， 其特征是所述的液壓馬達(dá)(5)的控制機(jī)構(gòu)由單片機(jī)系統(tǒng)(10)、制動(dòng)開關(guān)傳 感器(13)、車速傳感器(12)、油門傳感器(11)、電磁換向閥(20)、電磁調(diào) 速閥(16)、單向閥(18)、溢流閥(17)、蓄能器(15)、油箱(19)組成，電 磁換向闊(20)、電磁調(diào)速閥(16)的控制端與單片機(jī)系統(tǒng)(10)連接，由單片 機(jī)系統(tǒng)(10)控制，電磁換向閥(20)的2個(gè)出油口與液壓馬達(dá)(5)的進(jìn)、出 油口由油管(14)連接，電磁換向閥(20)的2個(gè)進(jìn)油U其中一個(gè)由油管(14) 與油箱(19)連接，另一油口由油管(14)與電磁調(diào)速閥(16)、蓄能器(15)， 溢流閥(17)進(jìn)油口和單向閥(18)的出油口連接，電磁調(diào)速閥(16)的另一 油口、單向閥(18)的進(jìn)油口、溢流閥(17)的出油口由油管(14)與油箱(19) 連接，油門傳感器(11)、車速傳感器(12)、制動(dòng)開關(guān)傳感器(13)與單片機(jī) 系統(tǒng)(10)連接。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置，其特征是所述的行星齒輪機(jī)構(gòu)(1)安裝在車輛的手動(dòng)變速箱的箱體里，或者安裝在自動(dòng)變速箱的箱體里，或者安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的箱體里，液壓馬達(dá)(5) 和液壓馬達(dá)的控制機(jī)構(gòu)安裝在箱體外。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合 裝置，其特征是所述的行星齒輪機(jī)構(gòu)(1)的主動(dòng)件和從動(dòng)件的輸入輸出軸與 箱體(6)由軸承(7)支撐，受控件與箱體(6)之間固裝有定位軸承(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有無級(jí)變速和離合器兩種功能的行星齒輪離合裝置，由行星齒輪機(jī)構(gòu)和液壓馬達(dá)組成。液壓馬達(dá)輸出的力矩通過傳動(dòng)裝置控制約束行星齒輪機(jī)構(gòu)三個(gè)基本元件中的任意一個(gè)使之作受控件，使行星齒輪機(jī)構(gòu)具有離合器和無級(jí)變速的功能。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于因用液壓馬達(dá)控制行星齒輪機(jī)構(gòu)，可以方便地控制“離”、“合”、“半離合”，也可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)變速，本裝置可以代替目前車輛使用的摩擦式離合器，使車輛的離合器可以用電進(jìn)行智能的自動(dòng)控制，而不用踩離合器踏板，大大減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。這種離合裝置完全可以代替目前自動(dòng)變速器中使用的液力偶合器，且性能效率可以大大提高，因而具有很大的實(shí)用價(jià)值。
文檔編號(hào)F16D13/76GK101240834SQ20081000501
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者張耀新 申請(qǐng)人:張耀新