專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車輛的無(wú)級(jí)變速裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的變速裝置，確切講是一種機(jī)械式的。由行星輪系構(gòu)成的，用于機(jī)動(dòng)車輛的無(wú)級(jí)變速裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中用于機(jī)動(dòng)車輛機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器有摩擦輪式和皮帶摩擦式兩種。前者由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，沒(méi)有得以推廣；后者由于承載較小，傳動(dòng)效率低，僅用在摩托車和微型車等輕載車輛上?，F(xiàn)技術(shù)情況參見(jiàn)《汽車的傳動(dòng)系》(人民交通出版社出版)。
中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)91102609.6公開(kāi)了一種可用于一切需在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行變速的無(wú)級(jí)變速器。該申請(qǐng)是用一級(jí)或一級(jí)以上周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成，并用第一級(jí)周轉(zhuǎn)輪系的支架或中心輪作為控制端，用單另設(shè)的控制扭矩經(jīng)蝸輪付輸入變速控制，實(shí)現(xiàn)輸出端的無(wú)級(jí)變速，但這種變速器無(wú)法用于機(jī)動(dòng)車。
作為上述專利申請(qǐng)的改進(jìn)的91103552.4專利申請(qǐng)所公開(kāi)的用于運(yùn)輸機(jī)械的無(wú)級(jí)變速器是在一級(jí)周轉(zhuǎn)輪系中多設(shè)一個(gè)帶自鎖動(dòng)能的控制端。但是該申請(qǐng)公開(kāi)的無(wú)級(jí)變速器級(jí)仍需要一個(gè)單另設(shè)置的控制扭矩。
本發(fā)明的目的在于提供一種適于機(jī)動(dòng)車輛，特別是重載車輛使用的無(wú)級(jí)變速裝置。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述措施實(shí)現(xiàn)裝置中設(shè)有兩個(gè)行星輪系，其中輸入端為第一行星輪系的中心輪，輸出端為第二行星輪系的中心輪。并且兩行星輪系的外齒環(huán)相互剛性聯(lián)接，或者為一個(gè)整體。在第一行星輪系的行星架設(shè)置有由行星架驅(qū)動(dòng)的分扭矩輸出機(jī)構(gòu)，分扭矩輸出機(jī)構(gòu)通過(guò)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于第二行星輪系的行星架。在旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，或者分扭矩輸出機(jī)構(gòu)上設(shè)置有可控制其轉(zhuǎn)速的控制裝置。在行星輪系的齒環(huán)上設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)。所述裝置工作中輸入扭矩既通過(guò)兩行星輪系輸出，又通過(guò)分扭矩輸出機(jī)構(gòu)及旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于第二行星輪系的行星架，并通過(guò)對(duì)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)總輸出轉(zhuǎn)矩的無(wú)級(jí)調(diào)整。
本發(fā)明還可用下述措施實(shí)現(xiàn)在第一行星輪系的行星架上固定設(shè)置齒輪，形成分扭矩輸出機(jī)構(gòu)，所述齒輪與旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸上的齒輪相嚙合。旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的另一端設(shè)置有齒輪，該齒輪與第二行星輪系的行星架上設(shè)置的蝸輪傳動(dòng)付或齒輪傳動(dòng)付的蝸桿軸或者齒輪軸上設(shè)置的齒輪嚙合。對(duì)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速控制通過(guò)多片制動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明中其旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的輸出端上設(shè)有與該軸鍵配合并可沿其軸向調(diào)整位置的一組齒輪，當(dāng)調(diào)整該組齒輪的在一位置時(shí)，可使其中一個(gè)齒輪直接與行星架上所設(shè)的齒輪相嚙合；而當(dāng)調(diào)整該組齒輪在另一個(gè)位置時(shí)，可使其中另一個(gè)齒輪通過(guò)一個(gè)過(guò)輪驅(qū)動(dòng)第二行星輪系的行星架。在行星輪系的齒環(huán)上設(shè)有可調(diào)式雙向棘輪。采用這種結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)倒轉(zhuǎn)輸出。
本發(fā)明中還可在第一行星輪系的行星架上設(shè)兩個(gè)齒輪，在旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的輸入端設(shè)兩個(gè)與軸鍵配合并可沿軸向調(diào)整位置的齒輪，通過(guò)沿軸向位置調(diào)整，使這兩個(gè)齒輪中的一個(gè)與行星架上固定的相應(yīng)齒輪嚙合。這種結(jié)構(gòu)中，由于與行星架固定的兩齒輪與其對(duì)應(yīng)嚙合的齒輪速比不同，可使裝置有低速和次低速的輸出。


圖1為本發(fā)明傳動(dòng)原理2為本發(fā)明一種帶有倒檔的結(jié)構(gòu)實(shí)施方案的傳動(dòng)原理3為雙向棘輪示意4為本發(fā)明中多片制動(dòng)器的制動(dòng)壓力與輸出轉(zhuǎn)速間函數(shù)關(guān)系圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)解說(shuō)本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖1)是由第一行星系4′、第二行星輪系4″，分扭矩輸出機(jī)構(gòu)22′、旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)14′等構(gòu)成。其中第一行星輪系4′的中心輪2和第二行星輪系4″的中心輪5分別與輸入軸1和輸出軸8聯(lián)接。第一、第二行星輪系上的齒環(huán)(即內(nèi)齒輪)4a和4b位于一個(gè)整體上，或者相互剛性聯(lián)接。第一行星輪系4′的行星架(支架)3′上固定有作為分扭矩輸出機(jī)構(gòu)的齒輪22。齒輪22與旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸14上固定的齒輪15嚙合。軸14另一端固定有與齒輪10嚙合的齒輪11。齒輪10的軸上固定有蝸桿9，并與固定于第二行星輪系4″的行星架6′上的蝸輪7相嚙合。軸14上設(shè)有由多片制動(dòng)器構(gòu)成的軸14轉(zhuǎn)速控制裝置18。行星輪系的齒環(huán)4上設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)13。
上述結(jié)構(gòu)中的蝸輪7和蝸桿9、齒輪10和11也可用圓柱齒輪替代，這樣的結(jié)構(gòu)中也可省去齒輪10。此外也可將制動(dòng)器18設(shè)于輪系4′的行星架3′上，或齒輪22上，這些改變形成本發(fā)明的另幾種不同的形式。
在本發(fā)明中，經(jīng)軸1輸入的扭矩通過(guò)行星輪系和分扭矩輸出機(jī)構(gòu)即齒輪22、旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用經(jīng)軸8輸出。由于控制器18的作用使其輸出轉(zhuǎn)速變化。這種變化可分為下述三種狀況A、控制手柄19位于A位，使控制器18的動(dòng)片16和定片17間充分接觸，并將軸14完全制動(dòng)。這時(shí)由于受齒輪付15和22作用，行星架3′受約束而不轉(zhuǎn)動(dòng)，而行星輪3在中心輪2作用下的帶動(dòng)齒環(huán)4a轉(zhuǎn)動(dòng)，作為同一整體上的齒環(huán)4b同速轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)行星輪6帶動(dòng)中心輪5及軸8將轉(zhuǎn)矩輸出。此時(shí)本發(fā)明的總速比取決于第一行星輪系4′和第二行星輪系4″的速比。當(dāng)4′速比與4″速比相等時(shí)，本發(fā)明總速比為1∶1，類似于直接傳動(dòng)。這種狀況相當(dāng)車輛變速器位于直接檔位。
B、控制手柄19位于B位，使多片控制器18的動(dòng)片16和定片17之間完全脫離，軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)完全不受控制裝置18的約束。此時(shí)輸入扭矩通過(guò)中心齒輪2、行星架3′，齒輪22作用于旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸上，并通過(guò)齒輪付11、12和蝸輪付7、9作用于第二行星輪系的行星架6′上，并對(duì)齒環(huán)4b施以反向轉(zhuǎn)動(dòng)的作用力。由于齒環(huán)4上的棘輪機(jī)構(gòu)13的約束，齒環(huán)4無(wú)法反轉(zhuǎn)，使由旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩全部作用于中心齒輪5上，并通過(guò)軸8輸出。此時(shí)整個(gè)裝置的總速比是兩行星輪系各自速比，及齒輪付22與15，10與11及蝸輪付7與9中減速比綜合作用的結(jié)果。當(dāng)兩行星輪系4′與4″的總速比為1時(shí)，整個(gè)裝置速比只取決于齒輪付22與15、10與11和蝸輪付7與9的速比之積，通過(guò)適當(dāng)配齒可使裝置總速比滿足機(jī)動(dòng)車輛要求的最大速比范圍，甚至于更大速比范圍。這種狀況相當(dāng)車輛低速檔位，由于速比大，輸出轉(zhuǎn)速低，其輸出扭矩也非常大。
C、控制柄19位于A、B間任一位置時(shí)，控制裝置18的定片17和動(dòng)片16之間有適當(dāng)摩擦力，由于控制裝置18的作用使軸14的轉(zhuǎn)速處于最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速間的適當(dāng)范圍內(nèi)。此時(shí)，動(dòng)力一方面通過(guò)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出，另一方面通過(guò)行星系輸出。當(dāng)軸14所受制動(dòng)作用較小時(shí)，動(dòng)力主要通過(guò)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出，輸出轉(zhuǎn)速較?。划?dāng)軸14所受制動(dòng)力較大時(shí)動(dòng)力主要通過(guò)行星輪系輸出，而旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)只是提供輸出轉(zhuǎn)速控制(通過(guò)齒環(huán)轉(zhuǎn)速控制實(shí)現(xiàn))，此時(shí)輸出轉(zhuǎn)速較大。由此可見(jiàn)控制裝置18的制動(dòng)力由小到大的過(guò)程也就是本發(fā)明輸出轉(zhuǎn)速由小變大的全過(guò)程。關(guān)于這種狀況下本發(fā)明輸出轉(zhuǎn)速的變化與控制裝置18制動(dòng)力大小的變化可參見(jiàn)圖4所示的函數(shù)關(guān)系。
此外，在前述第三種狀況下，如遇路面阻力增大時(shí)，車輛行走系統(tǒng)將向本發(fā)明的齒環(huán)施以反作用力。由于棘輪機(jī)構(gòu)13的作用，阻止了齒環(huán)的反轉(zhuǎn)，同時(shí)使動(dòng)力更多的經(jīng)旁路傳機(jī)構(gòu)通過(guò)，并輸出。
圖2的結(jié)構(gòu)是在圖1結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增設(shè)了倒檔和低速、次低速輸出機(jī)構(gòu)。由于基本結(jié)構(gòu)與圖1及前述內(nèi)容相同，在此不再贅述。此處僅將倒檔、低速和次低速輸出機(jī)構(gòu)作一介紹。
圖2中第一行星輪系的行星架3′上固定有兩齒輪22a和22b，旁路機(jī)構(gòu)軸14的輸入端設(shè)有與軸鍵配合并可沿其軸線調(diào)整位置的齒輪10、11。在裝置中還設(shè)有過(guò)輪9。其中過(guò)輪9上的齒輪9′與第二行星輪系行星架6′上固定的齒輪7嚙合。當(dāng)齒輪組15位于圖示位置時(shí)，齒輪22a與22b嚙合，而15a與22a分離位置時(shí)，由于22b與15b間速比較小，此時(shí)裝置輸出次低速。采用這種方式可使車輛在長(zhǎng)坡道或沼澤等特殊路面行駛中既可有一定的速度又不必長(zhǎng)時(shí)間使用多片制動(dòng)器造成制動(dòng)器的過(guò)熱。在軸14的輸出端，當(dāng)齒輪10、11如圖2示位置時(shí)齒輪11直接與齒輪7嚙合，產(chǎn)生正轉(zhuǎn)輸出；而當(dāng)齒輪10、11位置調(diào)至齒輪11與齒輪7分離，齒輪10與過(guò)輪9嚙合，并通過(guò)過(guò)輪9上的齒輪9′作用于齒輪7上，此時(shí)因過(guò)輪9作用使裝置產(chǎn)生倒轉(zhuǎn)輸出。需指出的是在圖2結(jié)構(gòu)中行星輪系齒環(huán)上的棘輪13應(yīng)是可調(diào)式雙向棘輪，即如圖3示的棘輪。同時(shí)應(yīng)注意，在倒檔輸出時(shí)一方面要將齒輪組中齒輪10與過(guò)輪9嚙合，同時(shí)需將棘爪換向。實(shí)際結(jié)構(gòu)中可將齒輪10、11的調(diào)整柄與棘爪調(diào)整柄聯(lián)鎖。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)如下1、變速過(guò)程連續(xù)、平穩(wěn)、無(wú)中斷、沖出現(xiàn)象，車輛起步加速平穩(wěn)，既可提高乘坐舒適性又可降低油耗。
2、易于操作。以重載車為例，其檔位最多可達(dá)十五個(gè)，而采用本發(fā)明時(shí)僅需三個(gè)檔位。行車的高速和低速間的變換只需通過(guò)簡(jiǎn)單控制手柄(也可是通過(guò)踏板)19位置實(shí)現(xiàn)。因此操作極為簡(jiǎn)便。
3、由于車輛變速過(guò)程平滑連續(xù)，起步平穩(wěn)，可大大減輕傳動(dòng)系統(tǒng)的磨損，延長(zhǎng)修理間隙里程。
4、傳動(dòng)可靠、效率較高，可用于重載車輛。
5、本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是在陡坡上坡前行狀態(tài)突然發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，或者其它原因停止前時(shí)，不會(huì)發(fā)生后退現(xiàn)象。而且在車輛下坡時(shí)發(fā)生剎車裝置失靈時(shí)，還可利用將本發(fā)明置倒行檔位的方式，迅速使車輛制動(dòng)。這一特點(diǎn)使行車安全得到進(jìn)一步保證。
實(shí)施例1本例采用圖1示結(jié)構(gòu)但原圖中蝸輪付換為齒輪付其中各齒輪齒數(shù)如下中心輪2和5均為16齒，行星輪3和6均為16齒，齒環(huán)4a和4b均為48齒，齒輪9和7均為直齒輪，省去傘齒輪10、11軸。齒輪7直接與軸14鍵配合，齒輪9固定于行星架6′上，齒輪7齒數(shù)為51齒輪9齒數(shù)為18，齒輪22為18齒，齒輪15為51齒。本例速比，范圍為1—8。
例2本例采用圖2結(jié)構(gòu)，其中中心輪2、8的齒數(shù)為16，行星輪3、6的齒數(shù)為16，齒環(huán)4a和4b的齒數(shù)48、齒輪22a齒數(shù)為16，齒輪22b齒數(shù)為25，齒輪15a齒數(shù)為54，齒輪15b齒數(shù)為38，齒輪11齒數(shù)為16，齒輪10齒數(shù)為16，齒輪7齒數(shù)為54，過(guò)輪9齒數(shù)為22，過(guò)輪9上固定并與齒輪7嚙合的齒輪9′齒數(shù)為22，本例大速比范圍為1～11.4，其中次低速輸出速比為5.13，第一倒檔最大速比為11.4；第二倒檔最大速比為5.13左右。
權(quán)利要求
1.由周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成的用于機(jī)動(dòng)車輛的變速裝置，其中輸入端為第一行星輪系的中心輪，輸出端為第二行星輪系的中心輪，在裝置中有另一轉(zhuǎn)矩作用于第二行星輪系的行星架，其特征在于第一、第二行星輪系的齒環(huán)相互剛性聯(lián)接，或者在一個(gè)整體上，第一行星輪系的行星架上設(shè)置由行星輪架驅(qū)動(dòng)的分扭矩輸出機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過(guò)旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于第二行星輪系的行星架，在旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上或者分扭矩輸出機(jī)構(gòu)上設(shè)置有可控制其轉(zhuǎn)速的控制裝置，行星輪系的齒環(huán)上設(shè)置有棘輪機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速裝置，其特征在于分扭矩輸出機(jī)構(gòu)為固定于第一行星輪系的行星架上的齒輪，該齒輪與旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸上的齒輪相嚙合，旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的另一端設(shè)置有齒輪，該齒輪與第二行星輪系的行星架上設(shè)置的蝸輪傳動(dòng)付或齒輪傳動(dòng)付的蝸桿軸或齒輪軸上設(shè)置的齒輪相嚙合，在旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸上設(shè)置由多片制動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的轉(zhuǎn)速控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變速裝置，其特征在于旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的輸出端上設(shè)有與該軸鍵配合并可沿軸線方向調(diào)整位置的一組齒輪，在一個(gè)位置時(shí)該齒輪組的一個(gè)齒輪直接與第二行星輪系的行星架上所設(shè)的齒輪相嚙合，在另一位置時(shí)，該齒輪組的另一齒輪通過(guò)一過(guò)輪驅(qū)動(dòng)第二行星輪的行星架上所設(shè)的齒輪，行星輪系齒環(huán)上設(shè)有可調(diào)式雙向棘輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的變速裝置，其特征在于第一行星輪系的行星架上設(shè)有兩個(gè)齒輪，其上齒輪可與旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸的輸入端所設(shè)的與軸鍵配合并可沿軸向調(diào)整位置的相應(yīng)齒輪嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種由周轉(zhuǎn)輪系構(gòu)成用于機(jī)動(dòng)車輛的變速裝置。本發(fā)明是在第一行星輪系的行星架設(shè)置分扭矩輸出機(jī)構(gòu)，在周轉(zhuǎn)輪系旁設(shè)置由分扭矩輸出機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并由旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用于第二行星輪系的行星架。第一和第二行星輪的齒環(huán)或?yàn)橐徽w，或相互剛性固定。齒環(huán)上還設(shè)有棘輪機(jī)構(gòu)。在旁路傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或在分扭矩輸出機(jī)構(gòu)上設(shè)置有可控制其轉(zhuǎn)速的控制裝置。
文檔編號(hào)A23L1/326GK1119601SQ9310112
公開(kāi)日1996年4月3日 申請(qǐng)日期1993年1月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月20日
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