無級變速器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于傳動(dòng)領(lǐng)域,涉及一種無級變速器。該變速器解決了現(xiàn)有無級變速器成本高、傳動(dòng)帶容易損壞、不能承受較大的載荷等問題。它實(shí)現(xiàn)了無級變速器的諸多優(yōu)點(diǎn),又能承受較大的載荷。該變速器結(jié)構(gòu)簡單可靠、體積小、成本低。該變速器通過輸入裝置2將動(dòng)力同時(shí)傳遞給液力變矩器泵輪9和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,進(jìn)行動(dòng)力輸出;行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接,使液力變矩器的渦輪8倒轉(zhuǎn),通過增加液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差,來擴(kuò)大變矩、變速范圍。泵輪9通過改變渦輪8的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變變速器的動(dòng)力輸出。
【專利說明】無級變速器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳動(dòng)領(lǐng)域,具體的說是一種無級變速器。
[0002]【背景技術(shù)】
[0003]目前的變速器主要分為有級變速器,無級變速器。
[0004]有級變速器又分為手動(dòng)變速器、液力自動(dòng)變速器、手自一體變速器、雙離合變速器。手動(dòng)變速器操作復(fù)雜,誤操作容易對變速器造成損害,而且惡劣的交通狀況下駕駛起來比較累人。液力自動(dòng)變速器傳動(dòng)效率低,經(jīng)濟(jì)性不好,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,維修成本高。手自一體變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。雙離合變速器在復(fù)雜工況下,如長時(shí)間堵車,離合器長時(shí)間處于半聯(lián)動(dòng)狀態(tài),容易發(fā)生故障。
[0005]無級變速器駕駛平順性、加速性、經(jīng)濟(jì)性以及排放都較好。無級變速器最大優(yōu)點(diǎn)就是無級控制輸出的速比,在行駛中達(dá)到行云流水的感覺,沒有換檔的感覺,加速也會比自動(dòng)變速器快。
[0006]但是目前的無級變速器多采用特殊鋼帶進(jìn)行動(dòng)力傳遞,對材料要求比較苛刻,價(jià)格昂貴,維修費(fèi)用高。而且在大扭矩輸出時(shí)容易損壞,因此多用于小排量汽車。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]為了解決現(xiàn)有無級變速器成本高、傳動(dòng)帶容易損壞、不能承受較大的載荷等問題,本發(fā)明提供一種無級變速器。它實(shí)現(xiàn)了無級變速器的諸多優(yōu)點(diǎn),又能承受較大的載荷。該變速器結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低、體積小,甚至可以整體安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)上。
[0009]該變速器主要通過以下方式實(shí)現(xiàn):一種無級變速器,它包括液力變矩器、行星齒輪組,其特征在于,液力變矩器位于齒輪箱外,液力變矩器殼上的齒輪10位于齒輪箱內(nèi),輸入裝置2通過液力變矩器的殼與泵輪9連接,液力變矩器殼上的齒輪10與傳動(dòng)軸11齒合,傳動(dòng)軸11安裝在變速器殼I上,傳動(dòng)軸11與行星齒輪組的齒圈15齒合,行星齒輪組的齒圈15與行星齒輪組的行星齒輪14齒合,行星齒輪組的行星齒輪14安裝在行星齒輪組的行星齒輪架12上,行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,行星齒輪組的行星齒輪14與行星齒輪組的太陽輪13齒合,行星齒輪組的太陽輪13與傳動(dòng)部太陽輪16連接,傳動(dòng)部太陽輪16與傳動(dòng)部行星齒輪17齒合,傳動(dòng)部行星齒輪17安裝在變速器殼I上,傳動(dòng)部行星齒輪17與傳動(dòng)部齒圈18齒合,傳動(dòng)部齒圈18與液力變矩器的渦輪8連接。該變速器通過輸入裝置2將動(dòng)力同時(shí)傳遞給液力變矩器泵輪9和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,進(jìn)行動(dòng)力輸出;行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接,使液力變矩器的渦輪8倒轉(zhuǎn),通過增加液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差,來擴(kuò)大變矩、變速范圍。泵輪9通過改變渦輪8的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變變速器的動(dòng)力輸出。
[0010]【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1:變速器實(shí)例軸向剖視圖
[0012]1、變速器殼,2、輸入裝置,3、輸出裝置,4、單向離合器軸管
[0013]5、單向離合器,6、導(dǎo)論,7、鎖止器,8、渦輪,9、泵輪[0014]4-9構(gòu)成液力變矩器(位于齒輪箱外)
[0015]10、液力變矩器殼上的齒輪(半徑為6R,位于齒輪箱內(nèi))
[0016]11、傳動(dòng)軸(安裝在變速器殼I上)
[0017]12、行星齒輪組的行星齒輪架
[0018]13、行星齒輪組的太陽輪(半徑為4R)
[0019]14、行星齒輪組的行星齒輪(半徑為4R,安裝在行星齒輪組的行星齒輪架12上)
[0020]15、行星齒輪組的齒圈(內(nèi)圈半徑為12R)
[0021]12-15構(gòu)成本實(shí)例的行星齒輪組。
[0022]16、傳動(dòng)部太陽輪(半徑為R)
[0023]17、傳動(dòng)部行星齒輪(半徑為2R,安裝在變速器殼I上)
[0024]18、傳動(dòng)部齒圈(內(nèi)圈半徑為5R)
[0025]16-18構(gòu)成本實(shí)例的傳動(dòng)部,該傳動(dòng)部與行星齒輪組的區(qū)別是:傳動(dòng)部行星齒輪17安裝在變速器殼I上,而行星齒輪組的行星齒輪14是安裝在行星齒輪組的行星齒輪架12上。該傳動(dòng)部的主要作用是同軸改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向并改變傳動(dòng)比。該傳動(dòng)部齒圈和傳動(dòng)部太陽輪的傳動(dòng)比為0.2。
[0026]圖2:泵輪軸向剖視圖
[0027]圖3:液力變矩器外觀圖
[0028]圖4:傳動(dòng)軸外觀圖
[0029]【具體實(shí)施方式】
[0030]以下將通過實(shí)例來解釋本
【發(fā)明內(nèi)容】
,本實(shí)例僅為闡明本發(fā)明的實(shí)施方案,并非用以限制本發(fā)明。需說明,以下實(shí)例及圖中,與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件已省略,且圖中各元件尺寸僅為求容易理解,并非用以限制實(shí)際比例。
[0031]該變速器主要結(jié)構(gòu):液力變矩器、行星齒輪組。如圖1所示。
[0032]行星齒輪組的太陽輪13、行星齒輪組的行星齒輪架12、行星齒輪組的齒圈15三端,一端與輸入裝置2連接,一端與輸出裝置3連接,一端與液力變矩器渦輪8連接。
[0033]具體實(shí)現(xiàn)方式一:行星齒輪組的行星齒輪架12與輸入裝置2連接,行星齒輪組的齒圈15與輸出裝置3連接,行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器的渦輪8連接。
[0034]具體實(shí)現(xiàn)方式二:行星齒輪組的行星齒輪架12與輸入裝置2連接,行星齒輪組的太陽輪13與輸出裝置3連接,行星齒輪組的齒圈15與液力變矩器的渦輪8連接。
[0035]具體實(shí)現(xiàn)方式三:行星齒輪組的齒圈15與輸入裝置2連接,行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器的渦輪8連接。
[0036]具體實(shí)現(xiàn)方式四:行星齒輪組的齒圈15與輸入裝置2連接,行星齒輪組的太陽輪13與輸出裝置3連接,行星齒輪組的行星齒輪架12與液力變矩器的渦輪8連接。
[0037]具體實(shí)現(xiàn)方式五:行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2連接,行星齒輪組的齒圈15與輸出裝置3連接,行星齒輪組的行星齒輪架12與液力變矩器的渦輪8連接。
[0038]具體實(shí)現(xiàn)方式六:行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2連接,行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,行星齒輪組的齒圈15與液力變矩器的渦輪8連接。
[0039]其特點(diǎn)是:行星齒輪組的齒圈15、行星齒輪組的行星齒輪架12、行星齒輪組的太陽輪13三端都不固定。[0040]實(shí)例中的具體實(shí)現(xiàn)方式是:通過輸入裝置2將動(dòng)力同時(shí)傳遞給液力變矩器泵輪9和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接,進(jìn)行動(dòng)力輸出;行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接,使液力變矩器的渦輪8倒轉(zhuǎn),通過增加液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差,來擴(kuò)大變矩、變速范圍。泵輪9通過改變渦輪8的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變變速器的動(dòng)力輸出。
[0041]它有三條動(dòng)力傳遞通道,通道中包括但不限于所列部件:
[0042]一、輸入裝置——行星齒輪組——輸出裝置。通道一的特點(diǎn):輸入裝置2使用剛性元件與輸出裝置3連接,僅采用齒輪傳動(dòng)方式不間斷的進(jìn)行動(dòng)力傳遞。
[0043]二、輸入裝置——液力變矩器——行星齒輪組——輸出裝置。通道二的特點(diǎn):輸入裝置2通過非剛性(液力)元件液力變矩器與輸出裝置3 “軟連接”,進(jìn)行扭矩傳遞、變矩、變速、離合。
[0044]三、輸入裝置——行星齒輪組——液力變矩器的渦輪。通道三的特點(diǎn):輸入裝置2與液力變矩器渦輪8連接,僅采用齒輪傳動(dòng)方式不間斷的進(jìn)行動(dòng)力傳遞,擴(kuò)大變矩、變速范圍。
[0045]傳動(dòng)比分析
[0046]為了更好的闡明本發(fā)明,設(shè)定以下參數(shù):
[0047]r:輸入裝置2的轉(zhuǎn)速
[0048]c:輸出裝置3的轉(zhuǎn)速
[0049]q:行星齒輪組的齒圈15的轉(zhuǎn)速
[0050]t:行星齒輪組的太陽輪13的轉(zhuǎn)速。t可以是正值也可以是負(fù)值,正值表示行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,負(fù)值表示行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
[0051]w:潤輪8的轉(zhuǎn)速。w可以是正值也可以是負(fù)值,正值表示渦輪8與輸入裝置2轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,負(fù)值表不潤輪8與輸入裝置2轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
[0052]A:輸入裝置2與行星齒輪組的齒圈15的傳動(dòng)比,A = _r/q。因?yàn)檩斎胙b置2與行星齒輪組的齒圈15轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因此用使A的值為正值。
[0053]B:潤輪8與行星齒輪組的太陽輪13的傳動(dòng)比,B = -(w/t)。因?yàn)闇u輪8與行星齒輪組的太陽輪13轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因此用使B的值為正值。
[0054]C:變速器傳動(dòng)比,C = _r/c。因?yàn)檩斎胙b置2與輸出裝置3轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,因此用 使C的值為正值。
[0055]由圖1得知:本實(shí)例行星齒輪組的太陽輪13半徑為4R,行星齒輪組的行星齒輪14半徑為4R,行星齒輪組的齒圈15半徑為12R。
[0056]因此由以上參數(shù)可以得出:
[0057]q = -r/A
[0058]t = -w/B
[0059]c = q/4*3+t/4 = -3r/4A_w/4B。
[0060]液力變矩器鎖止器7鎖止后:w = r。
[0061]因此鎖止器7 鎖止后:C = -r/c = r/ (3r/4A+r/4B) = I/(3/4A+1/4B)。
[0062]本實(shí)例中輸入裝置2與行星齒輪組的齒圈15的傳動(dòng)比A = 2,渦輪8與行星齒輪組的太陽輪13的傳動(dòng)比B = 0.2。
[0063]因此本實(shí)例鎖止器7鎖止后變速器傳動(dòng)比C = 1/1.625 = 0.6154。
[0064]實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際工況選擇合適的傳動(dòng)比??梢愿鶕?jù)需要調(diào)整A、B的值,也可以改變行星齒輪組的尺寸比例來改變變速器的傳動(dòng)比。
[0065]變速器工作過程
[0066]當(dāng)變速器輸出裝置3轉(zhuǎn)速為O時(shí),渦輪8按與泵輪9相反的方向倒轉(zhuǎn),增加了液力變矩器渦輪8與泵輪9的轉(zhuǎn)速差,且此時(shí)渦輪8相對于導(dǎo)輪6倒轉(zhuǎn),導(dǎo)輪6給渦輪8的反作用力增加。因此,在車輛起步時(shí),液力變矩器能夠?yàn)樽兯倨魈峁┹^大扭矩。
[0067]一直深踩油門,液力變矩器的渦輪8與泵輪9就會一直保持最大轉(zhuǎn)速差,變速器可以一直以最大扭矩進(jìn)行輸出,直到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最大值。穩(wěn)定油門,則變速器開始平穩(wěn)的變速過程,直至液力變矩器鎖止進(jìn)行勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0068]另外,可以使用差速器代替本發(fā)明中行星齒輪組的,來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0069]差速器行星齒輪架、差速器左側(cè)齒輪、差速器右側(cè)齒輪三端,僅有一端與輸出裝置3連接。差速器一端與輸出裝置3連接,一端與輸入裝置2連接,一端與液力變矩器的渦輪8連接。
[0070]具體實(shí)現(xiàn)方式一:差速器行星齒輪架與輸出裝置3連接,差速器一個(gè)側(cè)齒輪與輸入裝置2連接,一個(gè)側(cè)齒輪與液力變矩器的渦輪8連接。
[0071]具體實(shí)現(xiàn)方式二:差速器行星齒輪架與輸入裝置2連接,差速器一個(gè)側(cè)齒輪與輸出裝置3連接,一個(gè)側(cè)齒輪與液力變矩器的渦輪8連接。
[0072]具體實(shí)現(xiàn)方式三:差速器行星齒輪架與液力變矩器的渦輪8連接,差速器一個(gè)側(cè)齒輪與輸入裝置2連接,一個(gè)側(cè)齒輪與輸出裝置3連接。
[0073]該變速器具有通過渦輪8的倒轉(zhuǎn)主動(dòng)增加扭矩的特點(diǎn),使得車輛即使在高速行駛進(jìn)行加速時(shí)仍能夠提供較大的扭矩輸出。它能夠一定程度的對液壓油的阻力加以利用。渦輪8的倒轉(zhuǎn)增加了導(dǎo)輪6對渦輪8的反作用力,擴(kuò)大了變矩、變速范圍。
[0074]該變速器通過行星齒輪組進(jìn)行動(dòng)力合成,增加了扭矩輸出。
[0075]因?yàn)樵撟兯倨魇菬o級變速,減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng),且變速器的變速范圍大,提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0076]該變速器是真正的自動(dòng)變速器,它不需要其他輔助系統(tǒng)(如與調(diào)速相關(guān)的換擋機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電子系統(tǒng)等)即可根據(jù)輸出轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出扭矩和傳動(dòng)比。
[0077]此外,該變速器可以當(dāng)作改進(jìn)的變矩器使用,使用方式是在該變速器動(dòng)力傳遞通道一或三中加裝一個(gè)變速機(jī)構(gòu)。該變速器能夠用極少的檔位大幅度增加變速范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無級變速器,它包括液力變矩器、行星齒輪組,其特征在于,液力變矩器位于齒輪箱外,液力變矩器殼上的齒輪(10)位于齒輪箱內(nèi),輸入裝置(2)通過液力變矩器的殼與泵輪(9)連接,液力變矩器殼上的齒輪(10)與傳動(dòng)軸(11)齒合,傳動(dòng)軸(11)安裝在變速器殼(I)上,傳動(dòng)軸(11)與行星齒輪組的齒圈(15)齒合,行星齒輪組的齒圈(15)與行星齒輪組的行星齒輪(14)齒合,行星齒輪組的行星齒輪(14)安裝在行星齒輪組的行星齒輪架(12)上,行星齒輪組的行星齒輪架(12)與輸出裝置(3)連接,行星齒輪組的行星齒輪(14)與行星齒輪組的太陽輪(13)齒合,行星齒輪組的太陽輪(13)與傳動(dòng)部太陽輪(16)連接,傳動(dòng)部太陽輪(16)與傳動(dòng)部行星齒輪(17)齒合,傳動(dòng)部行星齒輪(17)安裝在變速器殼(I)上,傳動(dòng)部行星齒輪(17)與傳動(dòng)部齒圈(18)齒合,傳動(dòng)部齒圈(18)與液力變矩器的渦輪⑶連接。
【文檔編號】F16H47/08GK203730687SQ201320650271
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】夏興旺 申請人:夏興旺