專利名稱：車速主控式無級變速器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車用無級變速器，特別是一種由車速控制的無級變速器。
隨著對汽車使用要求的提高，操作要求省力，簡單已成為一種趨勢，所以，越來越多的汽車采用了自動變速器，自動變速器作為一種較成熟的技術在許多汽車上被采用。如

圖1A所示，其主要由液力變矩器01、行星齒輪系統(tǒng)02、殼體03、輸出軸04和液壓控制裝置05等組成。液力變矩器位于自動變速器的最前端，它將發(fā)動機扭矩增大后傳給行星齒輪機構，同時驅動油泵帶動液壓控制裝置工作；行星齒輪系統(tǒng)緊接著布置在液力變矩器的后面，其執(zhí)行機構受液壓控制裝置的作用，使行星齒輪機構提供適當扭矩和旋轉速度。液力變矩器將來自發(fā)動機的扭矩增大后傳遞給行星齒輪機構，同時液壓控制裝置根據(jù)行駛需要(如車速等)來操縱行星齒輪系統(tǒng)，使其獲得相應的傳動比和旋轉方向。這種自動變速器可以實現(xiàn)在變速器內部進行自動換檔，簡化了手動換檔的程序，但不足的是其無法實現(xiàn)整個加速過程的無級變速，且結構復雜，價格昂貴，在自動換檔過程中汽車加速無力和有輕微沖擊感，而且還必需獲得和控制發(fā)動機的某些工作信號后才能有效地工作等。
本發(fā)明的目的是克服上述自動變速器的缺點，提供一種可以實現(xiàn)無級變速、結構簡單、成本低廉的車速主控式無級變速器。
本發(fā)明的車速主控式無級變速器，包括行星齒輪機構和液力變矩器，行星齒輪機構包括太陽輪、環(huán)齒圈和行星架，液力變矩器包括渦輪和泵輪，其特征在于所述的行星齒輪機構的動力輸入端與發(fā)動機相連，其輸出端與液力變矩器的泵輪直接或間接地相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，并經(jīng)該渦輪軸與車輪相連輸出扭矩，并且所述的反饋齒輪及行星齒輪機構的另一端直接或間接地與一過渡齒輪組件相嚙合。
本發(fā)明車速主控式無級變速器的一個優(yōu)選實施例是所述行星齒輪機構的太陽輪作為動力輸入端，輸出端為與液力變矩器的泵輪相連的行星架，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件分別與行星齒輪機構的環(huán)齒圈和反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明車速主控式無級變速器的第二實施例是所述的行星齒輪機構的行星架為動力輸入端，輸出端太陽輪與液力變矩器的泵輪相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件一端與環(huán)齒圈相嚙合，另一端通過反向齒輪與反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明車速主控式無級變速器的第三實施例是所述的行星齒輪機構的太陽輪為動力輸入端，輸出端環(huán)齒圈與液力變矩器的泵輪間接相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件一端與行星架相連而另一端與反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明的車速主控式無級變速器的第四實施例是所述的行星齒輪機構的行星架為動力輸入端，輸出端環(huán)齒圈與液力變矩器的泵輪之間通過連接齒輪相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件一端與太陽輪相連，另一端通過反向齒輪與反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明的車速主控式無級變速器的第五實施例是所述的行星齒輪機構的環(huán)齒圈為動力輸入端，其通過一引導齒輪與發(fā)動機相連，輸出端太陽輪與液力變矩器的泵輪相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件一方面通過連接齒輪與行星架相連，另一方面與反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明車速主控式無級變速器的第六實施例是所述的行星齒輪機構的環(huán)齒圈為動力輸入端，其通過一引導齒輪與發(fā)動機相連，行星架與液力變矩器的泵輪相連，液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連，渦輪軸與反饋齒輪相連，過渡齒輪組件一方面通過連接齒輪與太陽輪相連，另一方面與反饋齒輪相嚙合。
本發(fā)明是將發(fā)動機的動力輸入行星齒輪系統(tǒng)，繼而通過液力變矩器改變扭矩和轉速，然后經(jīng)齒輪傳動系統(tǒng)將此改變后的轉速介入行星齒輪系統(tǒng)的主動輪與從動輪之間，達到無級變速的目的。與自動變速器相比，其主要優(yōu)點有結構簡單，省去了一套或多套行星齒輪機構，省去了自動變速器的電控部份；因無換檔過程所以加速更快更穩(wěn)；由于不需要獲得和控制發(fā)動機工作信號，因此降低了與發(fā)動機的匹配要求，本發(fā)明主要以車速的變化來改變傳動比而實現(xiàn)無級變速，性能好，造價低，可靠性強。
下面結合實施例及其附圖對本發(fā)明的結構、原理作進一步詳述圖1為現(xiàn)有的自動變速器的結構原理圖；圖2為行星齒輪機構的結構示意圖；圖3為本發(fā)明第一實施例的結構示意圖；圖4為本發(fā)明第二實施例的結構示意圖；圖5為本發(fā)明第三實施例的結構示意圖；圖6為本發(fā)明第四實施例的結構示意圖；圖7為本發(fā)明第五實施例的結構示意圖；圖8為本發(fā)明第六實施例的結構示意圖。
圖中01-液力變矩器，02-行星齒輪系統(tǒng)，03-殼體，04-輸出軸，05-液壓控制裝置，1-太陽輪，2-環(huán)齒圈，3-行星架，4-液力變矩器，5-反饋齒輪，6-渦輪軸，7-過渡齒輪組件，8-反向齒輪，9-連接齒輪，10-引導齒輪。
車速主控式無級變速器采用了現(xiàn)代汽車上已經(jīng)在使用的，技術性能較成熟的零部件，如行星齒輪系統(tǒng)，液力變矩器等。
圖3為車速主控式無級變速器第一實施例結構示意圖。
太陽輪1為動力輸入端，與發(fā)動機相連，行星架3與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6又與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7分別與環(huán)齒圈2和反饋齒輪5相嚙合。
其工作過程如下
當車輛起步時，發(fā)動機驅動太陽輪1按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的環(huán)齒圈2也未轉動，所以太陽輪1只能驅動行星架3也按順時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪也按順時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按順時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按順時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過過渡齒輪組件7驅動環(huán)齒圈2按順時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使行星架3的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致環(huán)齒圈2轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4的泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，也使與其相連的反饋齒輪5，過渡齒輪組件7，環(huán)齒圈2的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為太陽輪1轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動環(huán)齒圈2的轉速與太陽輪1的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，太陽輪1順時針轉動可能會驅動環(huán)齒圈2逆時針轉動，結果使渦輪軸6也逆時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在環(huán)齒圈2上加裝單向瑣止離合器，以防止環(huán)齒圈2的轉向與太陽輪1轉向相反，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。由于行星齒輪系統(tǒng)的主從動輪選擇不同，又分別可組成圖4、圖5、圖6、圖7、圖8幾種方式，但不管哪種方式，總是行星齒輪系統(tǒng)的任意二個主件分別與發(fā)動機和液力變矩器泵輪相連。而另外一個主件與反饋齒輪相連，只不過有時為了需要須通過反向齒輪來反個轉向而已。
圖4為車速主控式無級變速器第二實施例示意圖該實施例中行星架3為動力輸入端，與發(fā)動機相連，太陽輪1與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7方面與環(huán)齒圈2嚙合，另一方面通過反向齒輪8與反饋齒輪5相連接。
其工作過程如下當車輛起步時，發(fā)動機驅動行星架3按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的環(huán)齒圈2也未轉動，所以行星架3只能驅動太陽輪1也按順時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪也按順時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按順時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按順時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過反向齒輪8及過渡齒輪組件7驅動環(huán)齒圈2按逆時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使太陽輪1的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致環(huán)齒圈2轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，使與其相連的反饋齒輪5，反向齒輪8，過渡齒輪組件7，環(huán)齒圈2的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為行星架3轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動環(huán)齒圈2的轉速與行星架3的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，行星架3順時針轉動可能會驅動環(huán)齒圈2順時針轉動，結果使渦輪軸6逆時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在環(huán)齒圈2上加裝單向瑣止離合器(圖中未畫出)，以防止環(huán)齒圈2的轉向與行星架3轉向相同，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。
圖5為車速主控式無級變速器第三實施例示意圖太陽輪1為動力輸入端，與發(fā)動機相連，環(huán)齒圈2與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7分別與行星架3和反饋齒輪5相嚙合。
其工作過程如下當車輛起步時，發(fā)動機驅動太陽輪1按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的行星架3也未轉動，所以太陽輪1只能驅動環(huán)齒圈2也按逆時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪也按順時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按順時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按順時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過過渡齒輪組件7驅動行星架3按逆時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使環(huán)齒圈2的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致行星架3轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，使與其相連的反饋齒輪5，過渡齒輪組件7，行星架3的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為太陽輪1轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動行星架3的轉速與太陽輪1的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，太陽輪1順時針轉動可能會驅動行星架3順時針轉動，結果使渦輪軸6也逆時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在行星架3上加裝單向瑣止離合器，以防止行星架3的轉向與太陽輪1轉向相同，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。
圖6為車速主控式無級變速器第四實施例示意圖。
行星架3為動力輸入端，與發(fā)動機相連，環(huán)齒圈2與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7分別與太陽輪1和反向齒輪8及反饋齒輪5相嚙合。
其工作過程如下當車輛起步時，發(fā)動機驅動行星架3按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的太陽輪1也未轉動，所以行星架3只能驅動環(huán)齒圈2也按順時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪按逆時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按逆時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按逆時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過反向齒輪8及過渡齒輪組件7驅動太陽輪1按逆時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使環(huán)齒圈2的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致太陽輪1轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，使與其相連的反饋齒輪5，反向齒輪8，過渡齒輪組件7，太陽輪1的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為行星架3轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動太陽輪1的轉速與行星架3的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，行星架3順時針轉動可能會驅動太陽輪1順時針轉動，結果使渦輪軸6也順時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在太陽輪1上加裝單向瑣止離合器，以防止太陽輪1的轉向與行星架3轉向相同，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。
圖7為車速主控式無級變速器第五實施例示意圖。
環(huán)齒圈2為動力輸入端，與發(fā)動機相連，太陽輪1與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7一方面通過連接齒輪9與行星架3相嚙合，另一方面與反饋齒輪5相嚙合。
其工作過程如下當車輛起步時，發(fā)動機通過引導齒輪10驅動環(huán)齒圈2按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的行星架3也未轉動，所以環(huán)齒圈2只能驅動太陽輪1按逆時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪也按逆時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按逆時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按逆時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過過渡齒輪組件7驅動行星架3按逆時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使太陽輪1的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致行星架3轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，使與其相連的反饋齒輪5，過渡齒輪組件7，行星架3的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為環(huán)齒圈2轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動行星架3的轉速與環(huán)齒圈2的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，環(huán)齒圈2順時針轉動可能會驅動行星架3順時針轉動，結果使渦輪軸6也順時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在行星架3上加裝單向瑣止離合器，以防止行星架3的轉向與環(huán)齒圈2轉向相同，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。
圖8為車速主控式無級變速器第六實施例示意圖。
環(huán)齒圈2為動力輸入端，通過引導齒輪10與發(fā)動機相連，行星架3與液力變矩器4的泵輪相連，液力變矩器4的渦輪與渦輪軸6相連，渦輪軸6為動力輸出端，與車輪相連。渦輪軸6與反饋齒輪5相連，過渡齒輪組件7一方面通過連接齒輪9與太陽輪1相連，另一方面與反饋齒輪5相嚙合。
其工作過程如下
當車輛起步時，發(fā)動機通過引導齒輪驅動環(huán)齒圈2按順時針方向轉動，由于此時車輛未起步，所以渦輪軸6未轉動，與它相連的太陽輪1也未轉動，所以環(huán)齒圈2只能驅動行星架3也按順時針方向轉動，使液力變矩器4的泵輪也按順時針方向轉動，泵輪轉速達到一定時，開始驅動渦輪按順時針方向轉動，帶動渦輪軸6與反饋齒輪5按順時針方向轉動，使車輛起步。這一過程，發(fā)動機轉速通過傳動系統(tǒng)傳到渦輪軸6，轉速已下降很多，此時，整個傳動系統(tǒng)傳動比較大，發(fā)動機轉速被傳動系統(tǒng)降速(轉速)增扭(扭矩)。
車輛起步后，反饋齒輪5通過過渡齒輪組件7驅動太陽輪1按順時針方向轉動，此時，如發(fā)動機轉速保持不變，必定會使行星架3的轉速加快，也就是液力變矩器4的泵輪轉速加快，結果又促使渦輪與渦輪軸6與反饋齒輪5轉速加快，這樣，又導致太陽輪1轉速加快，如此往復循環(huán)，使車輛在發(fā)動機轉速不變的情況下加速。此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比隨著渦輪軸6轉速增加的同時而自動變小，這個過程是增速降扭。
當車輛行駛速度越來越快，車輛的行駛阻力也越來越大，當液力變矩器4泵輪與渦輪的轉速差所能傳遞的動力與行駛阻力相等時，車輛不再加速，而是勻速行駛。此時，如需加速，則需提高發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速提高，使泵輪與渦輪的轉速差加大，使車輛進入一個新的加速過程。如果車輛勻速行駛，則發(fā)動機轉速會對整個傳動系統(tǒng)的傳動比產(chǎn)生影響，即發(fā)動機轉速上升，傳動比變大，反之則變小。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變大(如上坡等)，渦輪軸6上的扭矩不足以克服現(xiàn)在的行駛阻力而導致轉速下降，使與其相連的反饋齒輪5，過渡齒輪組件7，太陽輪1的轉速下降，如果發(fā)動機轉速保持不變，會使液力變矩器4的泵輪轉速下降，最終又導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，如此往復循環(huán)，使渦輪軸6轉速下降，也就是車速下降，同時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比在隨著渦輪軸6的轉速下降而在自動變大，隨著車速下降及渦輪軸6上的扭矩增加，最終使渦輪軸6上的扭矩能克服現(xiàn)在的行駛阻力使車速不再下降。這個過程傳動系統(tǒng)是降速增扭，也就是傳動比隨著車速下降而自動變大。
當車輛在勻速行駛時，遇到行駛阻力變小(如下坡等)，渦輪軸6上的扭矩大于行駛阻力，則車速上升，導致車輛進入一個新的加速過程，這個過程和前面的加速過程一樣，不再贅述，這里傳動系統(tǒng)也是增速降扭。
當車輛在行駛時，需要減速或停車，則可降低發(fā)動機轉速，使液力變矩器4的泵輪轉速下降，導致渦輪及渦輪軸6轉速下降，它們轉速的下降又會使泵輪轉速下降，如此循環(huán)，使車速越來越低或遇行駛阻力變大時(如制動等)停車。此時，渦輪軸6轉速下降沒有引起傳動系統(tǒng)的傳動比增大，因為環(huán)齒圈2轉速也在下降。
當車輛達到較高行駛速度時，為了使液力變矩器能充分地傳遞動力，液力變矩器內部會發(fā)生鎖止，即泵輪和渦輪作為一個整體同速旋轉，此時，整個傳動系統(tǒng)的傳動比最小，但此時整個傳動系統(tǒng)不具備無級變速功能，因為此時驅動太陽輪1的轉速與環(huán)齒圈2的轉速變化幅度相同。這個過程相當于汽車已掛入最高檔位，但當此最小傳動比設計得很小時，車輛在起步階段，環(huán)齒圈2順時針轉動可能會驅動太陽輪1逆時針轉動，結果使渦輪軸6也逆時針轉動，導致車輛倒行，為避免在起步時車輛倒行，需在太陽輪1上加裝單向瑣止離合器，以防止太陽輪1的轉向與環(huán)齒圈2轉向相反，其工作原理與上述相同。
汽車在各種條件下的工作情況，都可根據(jù)上面幾種情況推導。
從以上幾個工作過程中可見，當發(fā)動機轉速保持不變時，車速控制了傳動比，即車速升高，則傳動比自動變小，車速下降，則傳動比自動變大。
綜上所述，本發(fā)明的車速主控式無級變速器確實實現(xiàn)了無級變速，并且具有結構簡單，造價低，性能好，可靠性強的特點，實現(xiàn)了發(fā)明目的。
權利要求
1．一種車速主控式無級變速器，包括行星齒輪機構和液力變矩器，行星齒輪機構包括太陽輪(1)、環(huán)齒圈(2)和行星架(3)，液力變矩器(4)包括渦輪和泵輪，其特征在于所述的行星齒輪機構的動力輸入端與發(fā)動機相連，其輸出端與液力變矩器(4)的泵輪直接或間接地相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，并經(jīng)該渦輪軸(6)與車輪相連輸出扭矩，并且所述的反饋齒輪(5)及行星齒輪機構的另一端直接或間接與一過渡齒輪組件(7)相嚙合。
2．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述行星齒輪機構的太陽輪(1)為動力輸入端，輸出端行星架(3)與液力變矩器(4)的泵輪相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7分別與環(huán)齒圈(2)和反饋齒輪(5)相嚙合。
3．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星齒輪機構的行星架(3)為動力輸入端，輸出端太陽輪(1)與液力變矩器(4)的泵輪相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7一端與環(huán)齒圈(2)相嚙合，另一端通過反向齒輪(8)與反饋齒輪(5)相嚙合。
4．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星齒輪機構的太陽輪(1)為動力輸入端，輸出端環(huán)齒圈(2)與液力變矩器(4)的泵輪之間通過連接齒輪(9)相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7一端與行星架(3)相連，而邊一端與反饋齒輪(5)相嚙合。
5．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星齒輪機構的行星架(3)為動力輸入端，輸出端環(huán)齒圈(2)與液力變矩器(4)的泵輪之間通過連接齒輪(9)相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7一端與太陽輪(1)相連，另一端通過反向齒輪(8)與反饋齒輪(5)相嚙合。
6．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星齒輪機構的環(huán)齒圈(2)為動力輸入端，其通過一引導齒輪(10)與發(fā)動機相連，輸出端太陽輪(1)與液力變矩器(4)的泵輪相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7一方面通過連接齒輪(9)與行星架(3)嚙合，另一方面與反饋齒輪(5)相嚙合。
7．根據(jù)權利要求1所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星齒輪機構的環(huán)齒圈(2)為動力輸入端，其通過一引導齒輪(10)與發(fā)動機相連，行星架(3)與液力變矩器(4)的泵輪相連，液力變矩器(4)的渦輪與渦輪軸(6)相連，渦輪軸(6)與反饋齒輪(5)相連，過渡齒輪組件7一方面通過連接齒輪(9)與太陽輪(1)嚙合，另一方面與反饋齒輪(5)相嚙合。
8．根據(jù)權利要求2或3所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的環(huán)齒圈(2)上加裝單向鎖止離合器。
9．根據(jù)權利要求4或6所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的行星架(3)上加裝單向鎖止離合器。
10．根據(jù)權利要求5或7所述的車速主控式無級變速器，其特征在于所述的太陽輪(1)上加裝單向鎖止離合器。
全文摘要
一種機動車用的車速主控式無級變速器,包括行星齒輪機構和液力變矩器,行星齒輪機構包括太陽輪、環(huán)齒圈和行星架,液力變短器包括渦輪和泵輪,其特點在于所述的行星齒輪機構的動力輸入端與發(fā)動機相連,其輸出端與液力變矩器的泵輪直接或間接地相連,液力變矩器的渦輪與渦輪軸相連,渦輪軸與反饋齒輪相連,并經(jīng)該渦輪軸與車輪相連輸出扭矩,并且所述的反饋齒輪及行星齒輪機構的另一端直接或間接與一過渡齒輪組件相嚙合。其優(yōu)點是結構簡單,造價低,性能好,可靠性強。
文檔編號F16H47/06GK1288829SQ0012520
公開日2001年3月28日 申請日期2000年9月15日 優(yōu)先權日2000年9月15日
發(fā)明者張斌華 申請人:張斌華