本發(fā)明涉及變速器領(lǐng)域，具體涉及一種無級變速器。

背景技術(shù)：

無級變速是指可以連續(xù)獲得變速范圍內(nèi)任何傳動比的變速系統(tǒng)。通過無級變速可以得到傳動系與發(fā)動機工況的最佳匹配。

現(xiàn)有的無級變速器主要包括CVT變速器及ECVT變速器。CVT變速器主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。且CVT變速器起步或加速時，金屬帶帶容易出現(xiàn)打滑，導致動力傳遞受到影響，從而影響加速感受。其次是CVT傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷，這會影響到車主的使用以及維修成本增加。而ECVT由于沒有液力變矩器緩沖，完全依靠電機及動力電池組調(diào)速，因此對于變速器控制單元的軟件設(shè)定要求非常高。另外，ECVT對于電機的可靠性、功率與運行精度要求也非常高，普通自動變速器如果個別電磁閥失效還能勉強行駛，ECVT上的電機一旦失效，變速器就會完全停擺，這也是ECVT潛在的風險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種無級變速器，克服現(xiàn)有的CVT變速器及ECVT變速器存在的缺陷。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種無級變速器，包括行星齒輪機構(gòu)、發(fā)電機、電動機、動力輸入機構(gòu)以及動力輸出機構(gòu)，所述行星齒輪機構(gòu)包括太陽輪、行星架、轉(zhuǎn)動設(shè)于行星架上的行星輪以及設(shè)于外側(cè)并由行星輪驅(qū)動的行星圈，所述太陽輪與所述動力輸入機構(gòu)驅(qū)動連接，所述電動機及行星架均與所述動力輸出機構(gòu)驅(qū)動連接，所述行星圈與所述發(fā)電機驅(qū)動連接，所述發(fā)電機與所述電動機電連接，且所述發(fā)電機與所述電動機之間設(shè)有用于控制發(fā)電機輸出給電動機的輸出功率大小的控制單元。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述發(fā)電機和所述電動機同軸設(shè)置，且所述發(fā)電機的動力輸入軸與所述電動機的動力輸出軸之間設(shè)有用于連接或斷開彼此的鎖止機構(gòu)。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述行星圈外表面設(shè)有外齒，所述發(fā)電機的動力輸入軸上設(shè)有與所述行星圈外表面的外齒相嚙合的發(fā)電機驅(qū)動齒輪。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述電動機的動力輸出軸上設(shè)有電動機驅(qū)動齒輪，所述動力輸出機構(gòu)包括一與所述電動機驅(qū)動輪相嚙合的動力輸出齒輪。

本發(fā)明的更進一步優(yōu)選方案是：所述行星架包括一圓形驅(qū)動部，所述圓形驅(qū)動部的外表面設(shè)有與所述動力輸出輪相嚙合的外齒。。

本發(fā)明的有益效果在于，通過將太陽輪與動力輸入機構(gòu)驅(qū)動連接，電動機及行星架均與動力輸出機構(gòu)驅(qū)動連接，行星圈與所述發(fā)電機驅(qū)動連接，不再需要使用液力變矩器、離合器、動力電池組等部件，節(jié)省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩(wěn)定性，也將更加節(jié)能環(huán)保。通過將所述發(fā)電機與所述電動機電氣連接，并所述發(fā)電機與所述電動機之間設(shè)置用于控制發(fā)電機輸出給電動機的輸出功率大小的控制單元，可降低控制單元的軟件復雜程度，從而縮短研發(fā)周期，且便于推廣運用。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發(fā)明的無級變速器總體機構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的無級變速器動力輸入端結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的無級變速器動力輸出端結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖，對本發(fā)明的較佳實施例作詳細說明。

如圖1-3所示，本發(fā)明的無級變速器，包括行星齒輪機構(gòu)1、發(fā)電機2、電動機3、動力輸入機構(gòu)4以及動力輸出機構(gòu)5，所述行星齒輪機構(gòu)1包括太陽輪11、行星架12、轉(zhuǎn)動設(shè)于行星架12上的行星輪13以及設(shè)于外側(cè)并由行星輪13驅(qū)動的行星圈14，所述太陽輪11與所述動力輸入機構(gòu)4驅(qū)動連接，所述電動機3及行星架12均與所述動力輸出機構(gòu)5驅(qū)動連接，所述行星圈14與所述發(fā)電機2驅(qū)動連接，所述發(fā)電機2與所述電動機3電連接，且所述發(fā)電機2與所述電動機3之間設(shè)有用于控制發(fā)電機2輸出給電動機3的輸出功率大小的控制單元6。通過將太陽輪11與動力輸入機構(gòu)4驅(qū)動連接，電動機3及行星架12均與動力輸出機構(gòu)5驅(qū)動連接，行星圈14與所述發(fā)電機2驅(qū)動連接，不再需要使用液力變矩器、離合器、動力電池組等部件，節(jié)省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩(wěn)定性，也將更加節(jié)能環(huán)保。通過將所述發(fā)電機2與所述電動機3電連接，并所述發(fā)電機2與所述電動機3之間設(shè)置用于控制發(fā)電機2輸出給電動機3的輸出功率大小的控制單元6，可降低控制單元6的軟件復雜程度，從而縮短研發(fā)周期，且便于推廣運用。此外，本發(fā)明的無級變速器與現(xiàn)有的ECVT的不同之處還包括：ECVT中的電機既是變速箱部件，也是直接驅(qū)動車輛的動力部分，對電機的要求和成本更高，本發(fā)明的電機(發(fā)電機2和電動機3)只是調(diào)速部件，對電機(發(fā)電機2和電動機3)的要求更低、成本也更低。

如圖1-3所示，為進一步達到高效節(jié)能的目的，所述發(fā)電機2和所述電動機3同軸設(shè)置，且所述發(fā)電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸之間設(shè)有用于連接或斷開彼此的鎖止機構(gòu)7。當電動機3轉(zhuǎn)速逐步加快，最終電動機3轉(zhuǎn)速接近發(fā)電機2轉(zhuǎn)速時，通過鎖止機構(gòu)7鎖止所述發(fā)電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，使發(fā)動機通過動力輸入機構(gòu)4輸入的所有動力均通過機械傳動驅(qū)動動力輸出機構(gòu)5。優(yōu)選的，所述行星圈14外表面設(shè)有外齒，所述發(fā)電機2的動力輸入軸上設(shè)有與所述行星圈14外表面的外齒相嚙合的發(fā)電機驅(qū)動齒輪21。所述電動機3的動力輸出軸上設(shè)有電動機驅(qū)動齒輪31，所述動力輸出機構(gòu)5包括一與所述電動機驅(qū)動齒輪31相嚙合的動力輸出齒輪51。所述行星架12包括一圓形驅(qū)動部，所述圓形驅(qū)動部的外表面設(shè)有與所述動力輸出輪51相嚙合的外齒。

本發(fā)明的無級變速器運用功率分流傳動的原理，將傳動功率分解分流為兩路，兩路傳動相互形成閉環(huán)，運行過程保持動態(tài)平衡，并以小功率調(diào)速元件(即發(fā)電機2、電動機3)來控制大功率(即行星齒輪機構(gòu)1)傳動，達到功率不間斷輸出，輸出轉(zhuǎn)速連續(xù)提高達到兩路輸出轉(zhuǎn)速動態(tài)平衡的最佳時速。

如圖1-3所示，由動力輸入機構(gòu)4將發(fā)動機的機械動力輸入行星齒輪機構(gòu)1，帶動太陽輪11轉(zhuǎn)動。在行星齒輪機構(gòu)1中將出現(xiàn)兩種運行狀態(tài)：一路是太陽輪11帶動行星輪13轉(zhuǎn)動，行星輪13帶動行星圈14轉(zhuǎn)動，行星圈14帶動發(fā)電機驅(qū)動齒輪21轉(zhuǎn)動，發(fā)電機驅(qū)動齒輪21帶動發(fā)電機2運轉(zhuǎn)，發(fā)電機2經(jīng)控制單元6推動電動機3及電動機驅(qū)動齒輪31轉(zhuǎn)動，電動機驅(qū)動齒輪31帶動動力輸出輪51動(下稱一路)即：太陽輪11—行星輪13—行星圈14--發(fā)電機驅(qū)動輪21—控制單元6—電動機驅(qū)動輪31--動力輸出輪51。二路是太陽輪11帶動行星輪13轉(zhuǎn)動，行星輪13帶動行星架12轉(zhuǎn)動，行星架12帶動動力輸出輪51轉(zhuǎn)動，(下稱二路)即：太陽輪11—行星輪13--行星架12--動力輸出輪51。兩種狀態(tài)從行星輪13分離，最終到動力輸出輪51會合，共同推動車輛運行。

上述行星齒輪機構(gòu)1的這兩種運行狀態(tài)主要是通過連接在發(fā)電機2和電動機3之間的控制單元6進行控制，過程和原理如下：(1)汽油機啟動，控制單元6處于斷開狀態(tài)，車輛處于靜止不動。此時“二路”存在阻力而靜止不動?！耙宦贰庇捎诳刂茊卧?處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機2空載，既沒有電流輸出，也不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力，此時。只有太陽輪11—行星輪13—行星圈14--發(fā)電機驅(qū)動輪21在轉(zhuǎn)動，電動機驅(qū)動輪31和動力輸出軸靜止不動。(2)接通控制單元6，此時，連接發(fā)電機2和電動機3的控制單元6導通，發(fā)電機2發(fā)生機械能到電能的轉(zhuǎn)換，并輸出電壓電流，通過控制單元6的調(diào)整驅(qū)動電動機3，又完成電能到機械能轉(zhuǎn)換，通過電動機驅(qū)動輪31驅(qū)動動力輸出軸。同時，發(fā)電機2輸出電壓電流時，產(chǎn)生與輸出電流大小成正比的轉(zhuǎn)動阻力，這個轉(zhuǎn)動阻力反向推動“二路”機械轉(zhuǎn)動。從而達到“一路”“二路”共同推動動力輸出軸的效果。(3)隨著控制單元6的導通率的增加，輸出的電壓或電流會有所加大，電動機3的轉(zhuǎn)速也逐步加速，同時，發(fā)電機2的轉(zhuǎn)動阻力也同步推動“二路”機械加快轉(zhuǎn)速，同步推動動力輸出輪51轉(zhuǎn)動，達到無級變速的目的。(4)隨著“一路”“二路”共同推動動力輸出軸的轉(zhuǎn)速不斷提高?！耙宦贰敝械男行侨?4和發(fā)電機2轉(zhuǎn)速將逐步下降，而“一路”中的電動機3轉(zhuǎn)速逐步加快，最終電動機3轉(zhuǎn)速接近發(fā)電機2轉(zhuǎn)速，此時，通過鎖止機構(gòu)7鎖止所述發(fā)電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，使發(fā)動機通過動力輸入機構(gòu)4輸入的所有動力均通過機械傳動驅(qū)動動力輸出機構(gòu)5，進一步達到高效節(jié)能的目的。

所述控制單元6的主要作用是聯(lián)通發(fā)電機2和電動機3。當發(fā)動機啟動，發(fā)動機驅(qū)動太陽輪11—行星輪13—行星圈14—發(fā)電機2轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動的發(fā)電機2輸出電流電壓，由控制單元6通過整流濾波變頻后驅(qū)動與之相連接的電動機3，共同推動動力輸出輪51。如果通過對太陽輪11—行星輪13—行星圈內(nèi)外齒14--行星架12的齒比作優(yōu)化設(shè)計，將太陽輪11與發(fā)電機驅(qū)動輪21的轉(zhuǎn)速比設(shè)計為1：2.5--3，此時，發(fā)電機2將有2.5—3倍汽油機的轉(zhuǎn)速。在車輛低速時，發(fā)電機2轉(zhuǎn)速最高，輸出電能效率最好，通過機械能到電能的轉(zhuǎn)換和電機轉(zhuǎn)換的效率最高，而在車輛高速時，通過鎖止機構(gòu)7鎖止所述發(fā)電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，進一步提高機械效率和節(jié)能效果。

應(yīng)當理解的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，可以對上述實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而所有這些修改和替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。