專利名稱：行星液動式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變速器，具體涉及一種采用阻力油泵的行星齒輪無級自動變速器。
目前的自動變速器，一般為液力行星變速器，它采用液力變矩器驅(qū)動行星齒輪變速機(jī)構(gòu)，利用摩擦制動或超越離合器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)行星排間的自動換檔，實(shí)際上大部分都是有級自動變速器。它的液力變矩器的傳動效率低，制造難度大，而自動執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對摩擦制動件結(jié)合面的材料要求高，因而制造成本高，不利于在我國的普及應(yīng)用。
本實(shí)用新型目的是提供一種能夠傳遞大功率、結(jié)構(gòu)簡單、又能實(shí)現(xiàn)自動無級變速的變速器。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種行星液動式無級變速器，包括輸入軸、行星變速部分、檔位控制機(jī)構(gòu)、輸出軸和阻力油泵部分，所述阻力油泵部分包括閥體，閥體內(nèi)安裝有油泵，并設(shè)有進(jìn)油口、出油通道和旁路油道，旁路油道上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的掛檔閥門，掛檔閥門通過掛檔控制桿與檔位控制機(jī)構(gòu)連接，出油通道上設(shè)有阻力調(diào)整裝置，包括控制閥、回位簧和拉桿控制閥通過拉桿連接一個控制裝置，閥體上油泵的一側(cè)設(shè)有兩個單向離合器、一個傳遞齒輪和一個離合器驅(qū)動齒輪，兩個單向離合器中的一個直接驅(qū)動油泵，另一個通過傳遞齒輪改變轉(zhuǎn)向后驅(qū)動油泵，離合器驅(qū)動齒輪與所述行星變速部分連接。
上述技術(shù)方案中，所述“掛檔閥門通過掛檔控制桿與檔位控制機(jī)構(gòu)連接”是指檔位控制機(jī)構(gòu)可以通過旋轉(zhuǎn)掛檔控制桿控制掛檔閥門，從而開啟或閉合旁路油道。
上述技術(shù)方案中，為了在負(fù)荷減小(如汽車下坡、機(jī)械加工結(jié)束)時產(chǎn)生制動力，還可以包括一個負(fù)荷平衡部分，所述負(fù)荷平衡部分包括曲軸連動齒輪、帶有凹軌的制動動作桿、滑動套筒、回位簧、傳動軸連動齒輪和至少兩組離心拔桿、平衡爪與離心塊，曲軸連動齒輪與減速大齒輪連接，滑動套筒上設(shè)有拔桿槽和斜向的滑槽并套在制動動作桿上，回位簧設(shè)于滑動套筒與曲軸連動齒輪之間，離心拔桿通過軸安裝在曲軸連動齒輪上，拔桿一端伸入滑動套筒的拔桿槽內(nèi)，平衡爪上設(shè)有三組凸鍵，分別卡入滑動套筒的滑槽、制動動作桿的凹軌和離心塊的溝槽內(nèi)，離心塊設(shè)在傳動軸連動齒輪上，傳動軸連動齒輪與輸出大齒輪連接，在阻力油泵部分還設(shè)有連桿，連桿的中部由軸固定在閥體上，連桿的上端與控制閥的一端轉(zhuǎn)動連接，制動動作桿與所述連桿的下端接觸。所述“制動動作桿與所述連桿的下端接觸”是指制動動作桿向連桿方向運(yùn)動時，可以與連桿下端接觸并推動連桿轉(zhuǎn)動，當(dāng)制動動作桿向遠(yuǎn)離連桿方向運(yùn)動時，可以與連桿接觸，也可以與連桿分離，連桿的下端可以設(shè)置與制動動作桿配合的凹面以提高可靠性。
上述技術(shù)方案中，設(shè)有三組離心拔桿、平衡爪和離心塊，且分別相對于制動動作桿對稱分布時為最佳。
上述技術(shù)方案中，為簡化結(jié)構(gòu)，所述負(fù)荷平衡部分可以安裝在阻力油泵的閥體上，閥體上可以開有孔，使行星變速部分的中間軸從孔中穿過，形成整體安裝效果，節(jié)省空間。
上述技術(shù)方案中，所述控制裝置可以為真空氣室，真空氣室內(nèi)設(shè)有真空膜片并通過真空管與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣支管相連接，拉桿的一端伸入真空氣室，與真空膜片連接。所述控制裝置可以為電磁閥。所述控制裝置還可以為蝸輪蝸桿裝置。
上述技術(shù)方案中，所述曲軸連動齒輪與減速大齒輪間的連接以及傳動軸連動齒輪與輸出大齒輪間的連接可以是直接連接，可以通過過渡齒輪連接，也可以用等速萬向節(jié)通過過渡齒輪連接。
上述技術(shù)方案中，為方便加工和安裝，可以將所述掛檔閥門設(shè)置在出油通道和旁路油道的交叉處，掛檔閥門上開有兩個孔，一個孔與出油通道連通，另一個孔可通過旋轉(zhuǎn)掛檔閥門連通或閉合旁路油道。
本實(shí)用新型工作原理是本實(shí)用新型適用于需要進(jìn)行無級變速的各類機(jī)械作變速器，以用作汽車變速器為例，行星變速部分可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任一種(實(shí)施例中給出了一種行星變速部分的結(jié)構(gòu))，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用摩擦阻力或超越離合器對行星變速部分提供阻力，本實(shí)用新型用阻力油泵部分對行星變速部分提供特定的阻力，從而達(dá)到無級、均勻變速的目的，其中的阻力一方面由外加信號如發(fā)動機(jī)進(jìn)氣支管中的真空度來調(diào)節(jié)，一方面由內(nèi)部的負(fù)荷平衡部分采集曲軸和輸出大齒輪的轉(zhuǎn)速情況進(jìn)行調(diào)整。下面以汽車的四種工況為例敘述1、空檔時，閥體中的掛檔閥門是打開的，起動發(fā)動機(jī)，動力經(jīng)輸入軸進(jìn)入行星變速系統(tǒng)，一路經(jīng)主行星架和行星輪傳遞給阻力油泵，帶動油泵工作，另一路經(jīng)副行星架和行星輪傳遞給輸出大齒輪，由于掛檔閥門開啟，旁路油道暢通，所以即使控制閥受到發(fā)動機(jī)真空度的控制，油泵也不會在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生阻力，同時與其連動的行星架隨中間軸上的太陽輪一起轉(zhuǎn)動，與傳動系相連的輸出大齒輪在車身自重的阻力下靜止，變速器無動力輸出；2、起步、加速和正常行駛將掛檔桿推至前進(jìn)檔位置，掛檔閥門關(guān)閉旁路油道，阻力油泵只有通向控制閥的一個出油通道，踩下油門，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速升高，隨著進(jìn)氣支管中真空度的增加，真空膜片帶動控制閥壓縮回位簧，向關(guān)閉出油口的方向移動，阻力油泵因出油口截面逐漸變得狹窄而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)阻力，此阻力通過行星輪系使輸出大齒輪轉(zhuǎn)動，當(dāng)該力增大到足以克服路面的行駛阻力時車輛起步；此后隨著進(jìn)氣支管真空度的進(jìn)一步增大，油泵阻力也增大，車速也相應(yīng)提高，同時，負(fù)荷平衡器中與輸出大齒輪連動的離心塊也開始旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的離心力使平衡爪向外擴(kuò)張并帶動制動動作桿推動連桿，使控制閥向關(guān)閉出油口的方向移動，但由于此時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，真空度較大，在此加速過程中制動動作桿始終慢于真空膜片對控制閥的作用，由此加速，當(dāng)油門開度一定時，進(jìn)氣管中的真空度也保持不變，相應(yīng)的油泵阻力也保持不變，汽車恒速行駛；3、上坡行駛(輸出軸負(fù)荷增大)在遇到上坡時，逐漸增大的行駛阻力，將通過傳動系反應(yīng)到發(fā)動機(jī)的曲軸上，于是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，同時進(jìn)氣管中的真空度也開始降低，控制閥在回位簧的作用下向擴(kuò)大阻力油泵出油口的方向移動，從而減小阻力油泵的旋轉(zhuǎn)阻力，即行星輪系受到的阻力減小，發(fā)動機(jī)得以提高轉(zhuǎn)速，以獲得足夠的功率；4、下坡行駛(輸出軸負(fù)荷減小)汽車下坡時，油門踏板放松，發(fā)動機(jī)便立即向降低至怠速狀態(tài)過渡，轉(zhuǎn)速開始下降，由主行星架驅(qū)動的阻力油泵的轉(zhuǎn)速也會下降，當(dāng)控制閥開度一定的情況下，油泵阻力也會減小，為此設(shè)置的負(fù)荷平衡部分，下坡滑行時，與傳動軸連動的離心塊的離心力隨滑速的加快而加大，使與其連動的制動動作桿運(yùn)動，推動連桿使控制閥向關(guān)閉出油口的方向運(yùn)動，同時，與減速大齒輪連動的曲軸連動齒輪因發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的下降而轉(zhuǎn)速變慢，安裝其上的離心拔桿便在回位簧的作用下拔動滑動套筒運(yùn)動，通過平衡爪使制動動作桿推動連桿使控制閥向關(guān)閉出油口的方向運(yùn)動，兩者結(jié)合用以補(bǔ)償因轉(zhuǎn)速下降而導(dǎo)致的油泵阻力的下降，使油泵的阻力保持在一定的范圍內(nèi)，從而在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降前提供應(yīng)有的制動阻力。上述工作原理是以發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管中的真空度控制變速的，也可以用電磁閥或蝸輪蝸桿裝置控制阻力油泵的阻力大小以實(shí)現(xiàn)變速。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1、由于本實(shí)用新型采用油泵的旋轉(zhuǎn)阻力控制行星齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速，而油泵阻力的產(chǎn)生是通過逐漸改變其出油口截面而實(shí)現(xiàn)的，因而不存在制動件和摩擦件的結(jié)合與分離，實(shí)現(xiàn)了真正的無級變速；2、由于不需要利用摩擦件和制動件進(jìn)行變速，因而降低了對齒輪的加工和材料要求，從而減少了成本；3、行星機(jī)構(gòu)和阻力油泵是以油門踏板控制的進(jìn)氣管中的真空度為依據(jù)進(jìn)行自動的變速，因而操作簡單，易于控制；4、在變速過程中，油泵阻力是依據(jù)真空訊號而逐漸變化的，所以變速過程較為平滑；5、由于負(fù)荷平衡部分的設(shè)置，本實(shí)用新型是以發(fā)動機(jī)的工作特性為依據(jù)，根據(jù)工況需要可以自動地實(shí)現(xiàn)輸出軸的負(fù)荷與發(fā)動機(jī)的扭矩的最佳匹配，所以燃料經(jīng)濟(jì)性好；6、本實(shí)用新型在空檔狀態(tài)下無動力輸出，所以無需在發(fā)動機(jī)與變速器之間安裝離合器。
附


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中阻力油泵部分示意圖；附圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中負(fù)荷平衡部分示意圖；附圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中平衡爪的主視圖；附圖5為圖4的俯視圖。
其中[1]、輸入軸；[2]、輸入齒輪；[3]、減速大齒輪；[4]、中間軸；[5]、主行星架；[6]、行星輪；[7]、太陽輪；[8]、副行星架；[9]、行星輪；[10]、太陽輪；[11]、輸出大齒輪；[12]、輸出軸；[13]、阻力油泵部分；[14]、負(fù)荷平衡部分；[15]、閥體；[16]、油泵；[17]、進(jìn)油口；[18]、出油通道；[19]、旁路油道；[20]、掛檔閥門；[21]、控制閥；[22]、回位簧；[23]、拉桿；[24]、連桿；[25]、軸；[26]、單向離合器；[27]、離合器驅(qū)動齒輪；[28]、孔；[29]、掛檔控制桿；[30]、檔位控制機(jī)構(gòu)；[31]、真空氣室；[32]、真空膜片；[33]、真空管；[34]、曲軸連動齒輪；[35]、制動動作桿；[36]、滑動套簡；[37]、回位簧；[38]、傳動軸連動齒輪；[39]、離心拔桿；[40]、平衡爪；[41]、離心塊；[42]、拔桿槽；[43]、滑槽；[44]、凹軌；[45]、凸鍵。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見附
圖1至附圖5所示，一種行星液動式無級變速器，包括輸入軸1、行星變速部分、阻力油泵部分13、負(fù)荷平衡部分14、檔位控制機(jī)構(gòu)30和輸出軸12，其中行星變速部分包括輸入齒輪2、減速大齒輪3、中間軸4、由主行星架5、太陽輪7、行星輪6構(gòu)成的主行星排，由副行星架8、太陽輪10、行星輪9構(gòu)成的副行星排和輸出大齒輪11，減速大齒輪3通過一側(cè)的內(nèi)齒圈與輸入齒輪2嚙合，同時通過內(nèi)花鍵與中間軸4的外花鍵嚙合，主行星架5和副行星架8套于中間軸4上，兩個太陽輪7、10通過內(nèi)花鍵與中間軸4的外花鍵嚙合，輸出大齒輪11與副行星架8上的行星輪9嚙合，此部分通過中間軸4套于輸出軸上，輸出軸通過兩只圓錐滾子軸承支撐于殼內(nèi)；行星變速部分也可以采用現(xiàn)有的其它行星變速結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由阻力油泵部分替代；所述阻力油泵部分13包括閥體15，閥體15內(nèi)安裝有油泵16，油泵16為耐高壓齒輪油泵，閥體15上設(shè)有進(jìn)油口17、出油通道18和旁路油道19，旁路油道19和出油通道18的交匯處安裝有掛檔閥門20，掛檔閥門20上設(shè)有兩個孔，小孔設(shè)在旁路油道19一側(cè)，大孔設(shè)在出油通道18一側(cè)，通過旋轉(zhuǎn)打開和關(guān)閉旁路油道19，但不影響出油通道18的暢通，并通過掛檔控制桿29與檔位控制機(jī)構(gòu)30連接，出油通道18上設(shè)有阻力調(diào)整裝置，包括控制閥21、回位簧22、拉桿23和連桿24，連桿24的中部由軸25固定在閥體15上，控制閥21通過拉桿23連接一個控制裝置，控制閥21的另一端與連桿24上端轉(zhuǎn)動連接，閥體15上油泵16的一側(cè)設(shè)有兩個單向離合器26、一個傳遞齒輪和一個離合器驅(qū)動齒輪27，兩個單向離合器26中的一個通過油泵驅(qū)動齒輪與油泵輸入軸連接，另一個通過傳遞齒輪改變轉(zhuǎn)向后再經(jīng)油泵驅(qū)動齒輪與油泵輸入軸連接，離合器驅(qū)動齒輪27與所述行星變速部分連接，由主行星架5上的內(nèi)齒圈通過過渡輪帶動，單向離合器26中的任一只的結(jié)合與否由主行星架5的旋轉(zhuǎn)方向決定，而油泵16的旋轉(zhuǎn)方向始終保持不變；
所述負(fù)荷平衡部分14包括曲軸連動齒輪34、帶有凹軌44的制動動作桿35、滑動套筒36、回位簧37、傳動軸連動齒輪38和三組離心拔桿39、平衡爪40與離心塊41，離心拔桿39、平衡爪40與離心塊41分別圍繞制動動作桿35對稱分布，曲軸連動齒輪34通過過渡齒輪與減速大齒輪3連接，滑動套筒36上設(shè)有拔桿槽42和斜向的滑槽43并套在制動動作桿35上，回位簧37設(shè)于滑動套筒36與曲軸連動齒輪34之間，離心拔桿39通過軸安裝在曲軸連動齒輪34上，拔桿一端伸入滑動套筒36的拔桿槽42內(nèi)，平衡爪40上設(shè)有三組凸鍵45，分別卡入滑動套筒36的滑槽43、制動動作桿35的凹軌44和離心塊41的溝槽內(nèi)，離心塊41設(shè)在傳動軸連動齒輪38上，傳動軸連動齒輪38通過過渡齒輪與輸出大齒輪11連接，制動動作桿35與所述連桿24的下端接觸。所述負(fù)荷平衡部分14安裝在阻力油泵的閥體15的下端。
所述控制裝置為真空氣室31，真空氣室31內(nèi)設(shè)有真空膜片32并通過真空管33與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣支管相連接，拉桿23的一端伸入真空氣室31，與真空膜片32連接。
權(quán)利要求1.一種行星液動式無級變速器，包括輸入軸[1]、行星變速部分、檔位控制機(jī)構(gòu)[30]和輸出軸[12]，其特征在于它還包括阻力油泵部分[13]，所述阻力油泵部分[13]包括閥體[15]，閥體[15]內(nèi)安裝有油泵[16]，并設(shè)有進(jìn)油口[17]、出油通道[18]和旁路油道[19]，旁路油道[19]上設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的掛檔閥門[20]，掛檔閥門[20]通過掛檔控制桿[29]與檔位控制機(jī)構(gòu)[30]連接，出油通道[18]上設(shè)有阻力調(diào)整裝置，包括控制閥[21]、回位簧[22]和拉桿[23]，控制閥[21]通過拉桿[23]連接一個控制裝置，閥體[15]上油泵[16]的一側(cè)設(shè)有兩個單向離合器[26]、一個傳遞齒輪和一個離合器驅(qū)動齒輪[27]，兩個單向離合器[26]中的一個直接驅(qū)動油泵[16]，另一個通過傳遞齒輪改變轉(zhuǎn)向后驅(qū)動油泵[16]，離合器驅(qū)動齒輪[27]與所述行星變速部分連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星液動式無級變速器，其特征在于它還包括一個負(fù)荷平衡部分[14]，所述負(fù)荷平衡部分[14]包括曲軸連動齒輪[34]、帶有凹軌[44]的制動動作桿[35]、滑動套筒[36]、回位簧[37]、傳動軸連動齒輪[38]和至少兩組離心拔桿[39]、平衡爪[40]與離心塊[41]，曲軸連動齒輪[34]與減速大齒輪[3]連接，滑動套筒[36]上設(shè)有拔桿槽[42]和斜向的滑槽[43]并套在制動動作桿[35]上，回位簧[37]設(shè)于滑動套筒[36]與曲軸連動齒輪[34]之間，離心拔桿[39]通過軸安裝在曲軸連動齒輪[34]上，拔桿一端伸入滑動套筒[36]的拔桿槽[42]內(nèi)，平衡爪[40]上設(shè)有三組凸鍵[45]，分別卡入滑動套筒[36]的滑槽[43]、制動動作桿[35]的凹軌[44]和離心塊[41]的溝槽內(nèi)，離心塊[41]設(shè)在傳動軸連動齒輪[38]上，傳動軸連動齒輪[38]與輸出大齒輪[11]連接，在阻力油泵部分[13]還設(shè)有連桿[24]，連桿[24]的中部由軸[25]固定在閥體[15]上，連桿[24]的上端與控制閥[21]的一端轉(zhuǎn)動連接，制動動作桿[35]與所述連桿[24]的下端接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星液動式無級變速器，其特征在于設(shè)有三組離心拔桿[39]、平衡爪[40]和離心塊[41]，且分別相對于制動動作桿[35]對稱分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述曲軸連動齒輪[34]與減速大齒輪[3]間的連接以及傳動軸連動齒輪[38]與輸出大齒輪[11]間的連接可以是直接連接，可以通過過渡齒輪連接，也可以用等速萬向節(jié)通過過渡齒輪連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述負(fù)荷平衡部分[14]安裝在阻力油泵的閥體[15]上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述控制裝置為真空氣室[31]，真空氣室[31]內(nèi)設(shè)有真空膜片[32]并通過真空管[33]與發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣支管相連接，拉桿[23]的一端伸入真空氣室[31]，與真空膜片[32]連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述控制裝置為電磁閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述控制裝置為蝸輪蝸桿裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星液動式無級變速器，其特征在于所述掛檔閥門[20]設(shè)置在出油通道[18]和旁路油道[19]的交叉處，掛檔閥門[20]上開有兩個孔，一個孔與出油通道[18]連通，另一個孔可通過旋轉(zhuǎn)掛檔閥門[20]連通或閉合旁路油道[19]。
專利摘要一種無級變速器,包括輸入、輸出軸、行星變速部分和檔位控制機(jī)構(gòu),特征為:還有阻力油泵部分包括油泵、進(jìn)油口、出油通道和旁路油道,旁路油道設(shè)有可旋轉(zhuǎn)的掛檔閥門通過掛檔控制桿與檔位控制機(jī)構(gòu)連接,出油通道設(shè)有阻力調(diào)整裝置,包括控制閥、回位簧和拉桿,控制閥通過拉桿連接一個控制裝置,油泵的一側(cè)設(shè)有兩個單向離合器、傳遞齒輪和離合器驅(qū)動齒輪,兩個單向離合器中的一個直接驅(qū)動油泵,另一個通過傳遞齒輪改變轉(zhuǎn)向后驅(qū)動油泵,離合器驅(qū)動齒輪與行星變速部分連接。它能夠傳遞大功率、結(jié)構(gòu)簡單、又能實(shí)現(xiàn)自動無級變速。
文檔編號F16H3/72GK2425237SQ00220360
公開日2001年3月28日 申請日期2000年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月17日
發(fā)明者李闖 申請人:李闖