三模式前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)行星齒輪無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的制造方法
【專利說明】三模式前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)行星齒輪無級(jí)變速傳動(dòng)裝置
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)請(qǐng)求于2013年6月6日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)?zhí)?1/832058的權(quán)利，在此通過引用將該專利申請(qǐng)全部包含在本文中。
【背景技術(shù)】
[0002]具有包括無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)管路的車輛，允許車輛的操作者或車輛的控制系統(tǒng)以無級(jí)的方式改變傳動(dòng)比，以允許車輛的電源以其最有效率的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的速度必須更精確地控制以限制汽車的耗油量和排量，傳動(dòng)裝置變得更加復(fù)雜。另外傳動(dòng)組件的速度和效率同樣重要。近來，提出了無級(jí)變速傳動(dòng)裝置以為車輛提供這樣的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置，其設(shè)計(jì)避免高的齒輪和/或托架的速度和現(xiàn)有的三模式能量流的其他缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本文提供了一種前輪驅(qū)動(dòng)或后輪驅(qū)動(dòng)的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置，包括固定的外殼(地面)，輸入軸，輸出軸，具有第一，第二，第三和第四旋轉(zhuǎn)元件的齒輪組，具有第一和第二旋轉(zhuǎn)元件以及三個(gè)可選的轉(zhuǎn)矩傳輸裝置(“離合器”)的變速器組件；其中輸入軸與變速器組件的第一旋轉(zhuǎn)元件固定連接，變速器組件的第二旋轉(zhuǎn)元件與齒輪組的第一元件固定連接，輸出軸與齒輪組的第三元件固定連接；第一離合器將齒輪組的第四元件接地，形成了總傳動(dòng)比的第一前向可變范圍；第二離合器將輸入軸連接到齒輪組的第二元件，形成了總傳動(dòng)比的第二前向可變范圍；第三離合器將齒輪組的第二元件接地，形成了總傳動(dòng)比的后向可變范圍；并且其中，變速器在第一和第二旋轉(zhuǎn)元件之間形成了可控、可變的傳動(dòng)比，從而在任何所述的可變范圍內(nèi)調(diào)整總傳動(dòng)比。在一些實(shí)施例中，齒輪組是具有旋轉(zhuǎn)元件的復(fù)合行星齒輪組，該旋轉(zhuǎn)元件包括第一(“單齒輪”)行星齒輪組，包括；第一齒圈，第一太陽輪和第一托架組件，以及具有旋轉(zhuǎn)元件的第二( “雙齒輪”)行星齒輪組，包括；第二齒圈，第二太陽輪和第二托架組件；其中第一行星齒輪組的第一托架組件可旋轉(zhuǎn)地支撐第一組單齒輪，該第一組單齒輪與所述單齒輪行星齒輪組第一齒圈和所述單齒輪行星齒輪組第一太陽輪嚙合；并且，雙齒輪行星齒輪組的第二托架組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第二組單齒輪，該第二組齒輪與所述雙齒輪行星齒輪組第二太陽輪嚙合，以及第三組齒輪，該第三組齒輪與所述第二組齒輪和所述雙齒輪行星齒輪組第二齒圈嚙合；并且其中，第一和第二行星齒輪組的第一和第二托架組件固定連接；第一行星齒輪組的第一齒圈和第二行星齒輪組的第二齒圈固定連接并且其中，齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件是所述的第一太陽輪，齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件是所述固定連接的托架組件，齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件是所述固定連接的齒圈，而齒輪組的第四旋轉(zhuǎn)元件是所述的第二太陽輪。在一些實(shí)施例中，齒輪組是復(fù)合行星齒輪組，包括齒圈、托架組件、第一太陽輪和第二太陽輪，托架組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐與所述齒圈嚙合的一組外部長齒輪和與所述一組外部長齒輪嚙合的一組內(nèi)部短齒輪，第一太陽輪與所述一組外部長齒輪嚙合，第二太陽輪與一組內(nèi)部短齒輪嚙合；并且其中，齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件是所述的第一太陽輪，齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件是所述托架組件，齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件是所述齒圈，而齒輪組的第四旋轉(zhuǎn)元件是所述的第二太陽輪。在一些實(shí)施例中，齒輪組是拉威娜復(fù)合行星齒輪組。在該傳動(dòng)裝置的一些實(shí)施例中，變速器是球型變速器，包括；托架組件，所述托架組件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在傳輸軸線周圍的樞軸，每個(gè)所述樞軸進(jìn)一步可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐著球；并且其中第一和第二環(huán)組件，各自包含與所有的所述球連續(xù)接觸的球接觸區(qū)域，并且其中變速器的第一旋轉(zhuǎn)元件是所述第一環(huán)組件，變速器的第二旋轉(zhuǎn)元件是所述第二環(huán)組件；并且托架組件以受控的方式通過關(guān)于變速器外殼的小范圍角度移動(dòng)，以便使樞軸改變方向，從而改變所述第一和第二環(huán)組件之間的傳動(dòng)比。在傳動(dòng)裝置的一些實(shí)施例中，由于第一和第二環(huán)組件之間的變速器傳動(dòng)比增高，在所述第一前向范圍內(nèi)的總傳動(dòng)比增高；在所述第二前向范圍內(nèi)的總傳動(dòng)比降低；并且在所述后向范圍內(nèi)的總傳動(dòng)比變得更負(fù)。在其他實(shí)施例中，具有靠近變速器傳動(dòng)比的上限但仍然在所述范圍內(nèi)的變速器傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置，可使第一和第二前向范圍中的總傳動(dòng)比相同；第二離合器可以在第一前向范圍中同步掛檔；第一離合器可以在第二前向范圍中同步掛檔；通過同時(shí)應(yīng)用第一和第二離合器形成了附加的、固定比例的傳輸操作模式，該操作模式不通過變速器傳輸功率。在其他實(shí)施例中，傳動(dòng)裝置進(jìn)一步包括第四離合器，該第四離合器可選擇地連接所述齒輪組的四個(gè)旋轉(zhuǎn)元件中的任意兩個(gè)，由此使所有的所述元件一致地旋轉(zhuǎn)，并形成第三前向范圍。
援引加入
[0004]本說明書中提及的所有公開案、專利案及專利申請(qǐng)案以引用的方式全部并入本文中，該引用的程度就如同將各公開案，專利案及專利申請(qǐng)案特定及個(gè)別揭示的內(nèi)容以引用的方式并入一般。
【附圖說明】
[0005]本發(fā)明的新特征是就權(quán)利要求中的特殊性提出的。通過參照以下提出了其中使用了本發(fā)明的原則的示例實(shí)施例的詳細(xì)說明以及附圖，會(huì)獲得對(duì)本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的更好理解，其中:
[0006]圖1是如本文所述的三模式傳動(dòng)裝置的后輪驅(qū)動(dòng)實(shí)施例的符號(hào)圖。
[0007]圖2是如本文所述的三模式傳動(dòng)裝置的前輪驅(qū)動(dòng)實(shí)施例的符號(hào)圖。
[0008]圖3是如本文所述的三模式傳動(dòng)裝置的實(shí)施例的杠桿圖。
[0009]圖4是如本文所述的示出了可選擇的同步離合器的三模式傳動(dòng)裝置的另一實(shí)施例的杠桿圖。
[0010]圖5是三模式傳動(dòng)裝置的復(fù)合齒輪組的替代結(jié)構(gòu)視圖。
[0011]圖6是三模式傳動(dòng)裝置的復(fù)合齒輪組的另一替代結(jié)構(gòu)視圖。
[0012]圖7是球型變速器的側(cè)剖視圖；
[0013]圖8是圖7的變速器的球的放大的側(cè)面剖視圖，其中第一環(huán)組件和第二環(huán)組件對(duì)稱地設(shè)置。
【具體實(shí)施方式】
[0014]無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比具有提供從低傳動(dòng)比到高傳動(dòng)比平滑和連續(xù)過渡的優(yōu)點(diǎn)。然而，現(xiàn)有的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置可能比理想狀態(tài)更加復(fù)雜。
[0015]無級(jí)變速傳動(dòng)裝置或CVT有多種類型:例如而非限制地，具有環(huán)形和錐形的可變滑輪的皮帶。CVT的原理是，通過根據(jù)車速和駕駛員對(duì)扭矩的需求(節(jié)氣門位置)無級(jí)地改變傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠以其最有效的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。如果需要，例如在加速時(shí)，CVT的構(gòu)造成也轉(zhuǎn)變到提供更多的能量的最佳比例。在能量傳輸沒有任何中斷的情況下，CVT構(gòu)造成從最小比例變化到最大比例，而不像通常的傳動(dòng)裝置需要通過脫開將能量傳輸中斷，以從一個(gè)離散的比例轉(zhuǎn)變到下一個(gè)比例。
[0016]本文提供了基于球型變速器(又名CVP，即恒變量行星)的CVT構(gòu)造。US20040616399或AU2011224083A1中描述了 CVT和CVP的一些總體方面，將其全部內(nèi)容并入本文作為參考。US20040616399和AU2011224083A1中描述了球型無級(jí)變速傳動(dòng)裝置的基本概念，將其全部內(nèi)容并入本文作為參考。如圖7所示，適應(yīng)本文中整個(gè)說明書所描述的這種CVT，包括取決于應(yīng)用的若干個(gè)球997，與球錐面接觸的兩個(gè)盤，作為輸入995和輸出996，以及惰輪999。球安裝在軸998上，它們自己保持在保持架或托架中，以允許通過傾斜球的軸來改變比例。也存在其他類型的球CVT，比如由Milner制作的球CVT，但略有不同。
[0017]圖7的這種CVP的工作原理在圖8中示出。CVP本身與牽引液起作用。球和錐形環(huán)之間的潤滑油在高壓下作為固體，通過球從輸入環(huán)向輸出環(huán)傳輸功率。通過傾斜球的軸，可以改變輸入和輸出之間的比例。當(dāng)軸水平時(shí)比例是一，當(dāng)軸傾斜時(shí)，軸與接觸點(diǎn)之間的距離發(fā)生變化以修改總的比例。所有的球的軸同時(shí)關(guān)于包括在保持架中的機(jī)械裝置傾斜。
[0018]本文提供了前輪驅(qū)動(dòng)或后輪驅(qū)動(dòng)的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置，構(gòu)造成優(yōu)化傳動(dòng)比以提供良好的、可調(diào)的總傳動(dòng)比(0AR)和重疊模式，同時(shí)避免高的齒輪和/或托架速度和現(xiàn)有的三模式能量流的其他缺點(diǎn)。
[0019]如圖3的杠桿圖所示，本文提供了一種前輪驅(qū)動(dòng)(或后輪驅(qū)動(dòng))的無級(jí)變速傳動(dòng)裝置10，包括固定的外殼(地面)，輸入軸70，輸出軸80，具有第一 61，第二 63，第三66和第四62旋轉(zhuǎn)元件的齒輪組，具有第一和第二旋轉(zhuǎn)元件以及三個(gè)可選的轉(zhuǎn)矩傳輸裝置(“離合器”)21，22，23的變速器組件30 ;其中輸入軸與變速器組件30的第一旋轉(zhuǎn)元件固定連接，變速器組件的第二旋轉(zhuǎn)元件與齒輪組的第一元件61固定連接，輸出軸80與齒輪組的第三元件66固定連接；第一離合器21將齒輪組的第四元件62接地，形成了總傳動(dòng)比的第一前向可變范圍；第二離合器22將輸入軸70連接到齒輪組的第二元件63，形成了總傳動(dòng)比的第二前向可變范圍；第三離合器23將齒輪組的第二元件63接地，形成了總傳動(dòng)比的后向可變范圍；并且其中，變速器在第一和第二旋轉(zhuǎn)元件之間形成了可控、可變的傳動(dòng)比，從而在任何所述的可變范圍內(nèi)調(diào)整總傳動(dòng)比。
[0020]在一些實(shí)施例中，例如圖1和5所述，齒輪組是具有包括第一(“單齒輪”)行星齒輪組40的旋轉(zhuǎn)元件的復(fù)合行星齒輪組，包括；第一齒圈41，第一太陽輪42和第一托架組件43，以及具有旋轉(zhuǎn)元件的第二( “雙齒輪”)行星齒輪組50，包括；第二齒圈51，第二太陽輪52和第二托架組件53 ;其中第一行星齒輪組40的第一托架組件43可旋轉(zhuǎn)地支撐第一套單齒輪44，該第一套單齒輪與所述單齒輪行星齒輪組第一齒圈41和所述單齒輪行星齒輪組第一太陽輪42嚙合；并且，雙齒輪行星齒輪組50的第二托架組件53可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐第二套齒輪54，該第二套齒輪54與所述雙齒輪行星齒輪組第二太陽輪52嚙合，以及第三套齒輪55，該第三套齒輪與所述第二套齒輪54和所述雙齒輪行星齒輪組第二齒圈51嚙合；并且其中，第一和第二行星齒輪組40，50的第一和第二托架組件43，53固定連接45 ;第一行星齒輪組40的第一齒圈41和第二行星齒輪組50的第二齒圈51固定連接46并且其中，齒輪組的第一旋轉(zhuǎn)元件是所述第一太陽輪42，齒輪組的第二旋轉(zhuǎn)元件是所述固定連接的托架組件45，齒輪組的第三旋轉(zhuǎn)元件是所述固定連接的齒圈46，而齒輪組的第四旋轉(zhuǎn)元件是所述第二太陽輪52。
[0021]在一些實(shí)施例中，如圖2和6所示，齒輪組是復(fù)合行星齒輪組60，包括齒圈66，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐與所述齒圈66嚙合的一組外部長齒輪64和與所述一組外部長齒輪64嚙合的一組內(nèi)部短齒輪65的托