專利名稱：汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無級變速機(jī)構(gòu)，尤其是汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的變速機(jī)構(gòu)分為兩個(gè)類型，一類為有極變速機(jī)構(gòu)，另一類型為無極變速機(jī)構(gòu)。以在汽車上的應(yīng)用為例，汽車上第一類型變速機(jī)構(gòu)應(yīng)用最廣(有手動(dòng)變速機(jī)構(gòu)，半自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)和自動(dòng)變速機(jī)構(gòu))，后兩種變速機(jī)構(gòu)比第一種變速機(jī)構(gòu)換檔控制機(jī)構(gòu)先進(jìn)，換檔更加容易。有極變速機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)效率高，動(dòng)力傳遞可靠，缺點(diǎn)是檔數(shù)有限，不能充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。所以現(xiàn)在有極變速機(jī)構(gòu)的改進(jìn)主要集中在增加檔位，多電磁閥控制換檔和優(yōu)化液壓控制系統(tǒng)三個(gè)方面，自動(dòng)變速箱中有一種液力變矩器，接近無級變速。其優(yōu)點(diǎn)是換檔容易，運(yùn)行平穩(wěn)，但是它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，傳動(dòng)效率低，油耗比一般有極變速器高20％左右。
另一類型是無極變速器，也是最先進(jìn)的一種變速方法，由荷蘭人范·杜尼斯(VanDoorne’s)發(fā)明的無極變速機(jī)構(gòu)，它主要由兩個(gè)直徑可變的滑輪和一條鋼帶來傳動(dòng)的，并以此來改變速度，從而克服了普通自動(dòng)變速機(jī)構(gòu)的換檔間歇，油門反應(yīng)慢，油耗高等缺點(diǎn)。但是用來傳遞能量的鋼帶相對齒輪而言強(qiáng)度低，壽命短，由于鋼帶是通過摩擦來傳遞動(dòng)力，所以它傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和能量低，傳遞動(dòng)力不如齒輪準(zhǔn)確可靠。而且它變速時(shí)，它的滑輪要向鋼帶傳遞動(dòng)力的垂直方向滑動(dòng)。這無疑將破壞它們之間的靜摩擦，會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，所以現(xiàn)有的無極變速機(jī)構(gòu)在變速下加速會(huì)有反應(yīng)遲緩的表現(xiàn)。因此這種最先進(jìn)的變速方式只用在很少一部分低排量的轎車上，應(yīng)用范圍不廣，不能適應(yīng)飛速發(fā)展的汽車工業(yè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的無極變速器的不足，提供一種汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器；本實(shí)用新型的無極變速機(jī)構(gòu)解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是1、具有有極變速機(jī)構(gòu)全機(jī)械傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)(不含摩擦傳動(dòng))且在任意轉(zhuǎn)速或變速時(shí)本無極變速機(jī)構(gòu)核心部分每一個(gè)零件都參與工作，不像有極變速器只有一個(gè)檔位的齒輪參與工作，其余檔位齒輪不工作。這樣就降低了變速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和重量，節(jié)約了成本。2、具有現(xiàn)有的無極變速機(jī)構(gòu)的所有優(yōu)點(diǎn)，又具有有極變速機(jī)構(gòu)傳遞功率和扭矩大，傳遞動(dòng)力準(zhǔn)確可靠，零件壽命長的優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f是具有二者之長。3、變速范圍廣，本無極變速機(jī)構(gòu)核心部分的變速范圍可以從零到1/2倍發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間無極變化。當(dāng)它在零檔位時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，但連接發(fā)動(dòng)機(jī)的變速機(jī)構(gòu)無動(dòng)力輸出。這一性能是現(xiàn)在所有的變速箱不具備的。所以它和發(fā)動(dòng)機(jī)連接不需要離合器，降低了變速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性和節(jié)約了成本。4、本變速器有一種自鎖功能。當(dāng)它在前進(jìn)檔位時(shí)會(huì)自動(dòng)鎖止向后運(yùn)動(dòng)(連接倒檔時(shí)，它又能阻止向前運(yùn)動(dòng))只能單向運(yùn)動(dòng)。所以它不會(huì)象現(xiàn)有汽車上坡起動(dòng)時(shí)，松開離合器后汽車會(huì)向后滑動(dòng)的現(xiàn)象。5、本實(shí)用新型無極變速器最大的優(yōu)點(diǎn)是能極大的改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是汽缸數(shù)比較少的發(fā)動(dòng)機(jī))輸送到車輪扭矩的平順性。檔位越低，改善越大。它能使四缸發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的扭矩平順性好于現(xiàn)在連接一般變速器的八缸發(fā)動(dòng)機(jī)。6、該變速機(jī)構(gòu)是一種萬能變速機(jī)構(gòu)，它能使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩完全互相轉(zhuǎn)化(功率＝扭矩×轉(zhuǎn)速)，所以它可以用于任何汽車。用于轎車，它能把發(fā)動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)化為最適合轎車運(yùn)動(dòng)的扭矩和轉(zhuǎn)速，所以能省油。用于載重汽車，即使重載時(shí)也起步容易，爬坡能力強(qiáng)。用于跑車，主要是看其加速時(shí)間(如0-100km時(shí)速時(shí)，加速所需時(shí)間)現(xiàn)有的跑車主要靠大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，但是起步時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不能全功率起動(dòng)，一來會(huì)加速離合器的磨損，二來離合器是靠摩擦來傳遞動(dòng)力，起動(dòng)時(shí)離合器摩擦片之間會(huì)產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，所以車輪上的動(dòng)力不可能達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)的全功率。而本實(shí)用新型由于取消了離合器這個(gè)中間環(huán)節(jié)，發(fā)動(dòng)機(jī)可以全功率傳遞給本實(shí)用新型，使其全功率起步，即使發(fā)動(dòng)機(jī)功率較小也能達(dá)到或超過其加速度。7、對發(fā)動(dòng)機(jī)要求不高。現(xiàn)有的高級發(fā)動(dòng)機(jī)追求盡可能大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)扭矩大(因?yàn)楝F(xiàn)有有極變速器檔位少，而無極變速器又不能傳遞大功率和大扭矩)，但這帶來了發(fā)動(dòng)機(jī)科技含量高，制造成本也高，大大提高了汽車的造價(jià)。而本實(shí)用新型主要通過變速器變速范圍大的優(yōu)勢，只要發(fā)動(dòng)機(jī)功率相同，能達(dá)到相同的效果(功率＝轉(zhuǎn)速×扭矩)從而減小汽車的造價(jià)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案一種汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸相連接的變速核心部分，其特征在于A、所述傳動(dòng)軸與所述變速核心部分的動(dòng)力輸入輪相連接，在動(dòng)力輸入輪的一端有一圓柱形凹進(jìn)，凹進(jìn)里裝有滑軸輪，滑軸輪的中心位置上設(shè)有轉(zhuǎn)軸，滑軸輪上設(shè)有滑軸；上端連桿的一端通過滑軸連接在滑軸輪上；上端連桿的另一端與定位滑塊上端相連接，定位滑塊的下端與下端一連桿和下端二連桿的一端活動(dòng)連接；下端一連桿的另一端與傳動(dòng)一齒輪的轉(zhuǎn)軸緊固連接，下端二連桿的另一端與傳動(dòng)二齒輪的轉(zhuǎn)軸緊固連接；傳動(dòng)一齒輪和傳動(dòng)二齒輪分別設(shè)置在輸出齒輪的兩側(cè)、都與輸出齒輪相嚙合；定位桿一的兩端分別與輸出齒輪和傳動(dòng)一齒輪的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接，定位桿二的兩端分別與輸出齒輪和傳動(dòng)二齒輪的轉(zhuǎn)軸相活動(dòng)連接；
B、所述滑軸輪上的轉(zhuǎn)軸與變速控制滑塊相連接，轉(zhuǎn)軸上有斜螺紋和變速控制滑塊上的螺紋孔相嚙合；變速控制滑塊套裝在傳動(dòng)軸上；動(dòng)力輸入輪中，與轉(zhuǎn)軸相對稱位置設(shè)有配重塊，配重塊的一端與動(dòng)力輸入輪連接，另一端穿過變速控制滑塊；C、在傳動(dòng)一齒輪和傳動(dòng)二齒輪上，都設(shè)置有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)。
所述的棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪、棘爪彈簧、棘爪軸、棘輪、棘爪配重塊和棘爪輪盤組成，棘爪的一端經(jīng)棘爪軸安裝在棘爪輪盤上，棘爪的側(cè)面或棘爪軸上設(shè)置有棘爪彈簧，棘爪的另一端是呈扇形的頂面，與棘輪的齒槽相接觸；棘爪的一個(gè)側(cè)邊的長度大于另一個(gè)側(cè)邊的長度；本實(shí)用新型的無級變速器，傳遞功率和扭矩大，傳遞動(dòng)力準(zhǔn)確可靠，零件壽命長，變速范圍廣；能極大的改善發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的平順性，如果要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和平順性，就可以不象現(xiàn)在一樣增加發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)目了，因?yàn)橐粋€(gè)8缸發(fā)動(dòng)機(jī)比4缸的發(fā)動(dòng)機(jī)貴很多倍，只需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積就行了，這將極大的降低生產(chǎn)汽車的成本。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明


圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)總圖圖2是無級變速器結(jié)構(gòu)示意圖圖3是圖2的A-A向剖視圖圖4是無級變速器結(jié)構(gòu)上部分示意圖圖5是圖4的左視圖圖6是圖4的右視圖圖7是無級變速器的棘輪機(jī)構(gòu)(件23)與齒輪(件15)連接關(guān)系示意圖圖8是棘輪機(jī)構(gòu)(件23)沿X-X向結(jié)構(gòu)示意圖圖9是棘輪機(jī)構(gòu)(件23)工作原理示意圖
圖10是棘輪機(jī)構(gòu)(件23)結(jié)構(gòu)示意圖
圖11-A、11-B、11-C是三種棘輪(件27)輪齒的齒形圖
圖12是無級變速器處于零檔位時(shí)的示意圖
圖13是無級變速器處于低檔位時(shí)的示意圖
圖14是無級變速器處于高檔位時(shí)的示意圖
圖15是現(xiàn)有技術(shù)的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸力臂變化示意圖
圖16是現(xiàn)有技術(shù)的八缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸力臂變化示意圖
圖17是無級變速器的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)低檔位曲軸力臂變化示意圖
圖18是無級變速器的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)高檔位曲軸力臂變化示意圖具體實(shí)施方式
如
圖1中，1-變速核心部分，2-變速核心部分輸出軸，3-外圍增速齒輪，4-外圍倒檔齒輪，21-傳動(dòng)軸；本實(shí)用新型主要由兩部分組成，即變速核心部分1和外圍部分的增速齒輪3和倒檔齒輪4組成，變速核心部分1與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸21相連接，變速核心部分1的輸出齒輪或變速核心部分輸出軸2，通過與外圍部分增速齒輪3和倒檔齒輪4相嚙合，達(dá)到將變速后的動(dòng)力輸出到外圍部分的作用，通過增速齒輪3和倒檔齒輪4的轉(zhuǎn)軸(輸出軸)將動(dòng)力輸出；外圍部分也可以用達(dá)到增速和倒檔性能的現(xiàn)有的行星齒輪系統(tǒng)代替。同時(shí)，可以對發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行一定的改進(jìn)，改進(jìn)的目的是減少本實(shí)用新型所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)的零件數(shù)量，如去掉發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪，以動(dòng)力輸入輪作為飛輪。
圖1中外圍部分當(dāng)增速齒輪3和倒檔齒輪4向左移動(dòng)時(shí)，解脫增速齒輪3，倒檔齒輪4處于嚙合狀態(tài)，此時(shí)為倒擋；增速齒輪3和倒檔齒輪4向右移動(dòng)，這樣就解脫了倒檔齒輪4而和增速齒輪3相嚙合，這時(shí)就成為正檔(因?yàn)楸景l(fā)明核心部分在最大檔位時(shí)，輸出的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一半，而現(xiàn)有汽車在最高檔位時(shí)，變速器輸出轉(zhuǎn)速大約是發(fā)動(dòng)機(jī)的1.1倍左右，所以本發(fā)明在外圍部分增加了一個(gè)增速齒輪3和一個(gè)外圍倒檔齒4)，外圍部分也可以用現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的行星齒輪系統(tǒng)代替。外圍部分的增速齒輪3、倒檔齒輪4和轉(zhuǎn)軸(輸出軸)部分只是本發(fā)明專利的輔助部分，而且其技術(shù)也是現(xiàn)有技術(shù)，所以就不詳細(xì)講述了。本發(fā)明的關(guān)鍵是
圖1中的變速核心部分1。
如圖2、3所示(圖2與圖3的比例有差別)，5-動(dòng)力輸入輪，6-滑軸輪，7-滑軸，8-上端連桿，9-定位滑塊，10-下端一連桿，11-下端二連桿，12-定位桿一，13-定位桿二，14-輸出齒輪，15-傳動(dòng)一齒輪，16-傳動(dòng)二齒輪，23-棘輪機(jī)構(gòu)；變速核心部分構(gòu)造如圖2所示。它主要由三個(gè)齒輪(輸出齒輪14、傳動(dòng)一齒輪15、傳動(dòng)二齒輪16)，三個(gè)連桿(上端連桿8、下端一連桿10、下端二連桿11)，一個(gè)定位滑塊9，以及連接發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的動(dòng)力輸入輪5和其上可改變位置的滑軸7及其控制滑軸7改變位置控制機(jī)構(gòu)組成。12、13為控制傳動(dòng)齒輪15、16和輸出齒輪14相嚙合的定位桿一和定位桿二。動(dòng)力輸入輪5連接發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)軸21，在動(dòng)力輸入輪5的一端有一圓柱形凹進(jìn)，凹進(jìn)里面裝有滑軸輪6，其質(zhì)量應(yīng)和動(dòng)力輸入輪5因凹進(jìn)減少的質(zhì)量相同，才能使動(dòng)力輸入輪5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)。滑軸輪6的中心位置上設(shè)有轉(zhuǎn)軸20(圖4中編號為20)，能使其在動(dòng)力輸入輪5中轉(zhuǎn)動(dòng)，滑軸輪6的邊緣上設(shè)有滑軸7，滑軸7實(shí)際是在滑軸輪6上設(shè)置的一個(gè)連接件，上端連桿8的一端就是通過滑軸7連接在滑軸輪6上；上端連桿8的另一端與定位滑塊9上端活動(dòng)連接，定位滑塊9的下端與下端一連桿10和下端二連桿11的一端相活動(dòng)連接，下端一連桿10和下端二連桿11的長度相同、質(zhì)量基本相等；下端一連桿10的另一端與傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸相緊固連接(圖3中下端一連桿10下端的水平延伸段作為傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸，傳動(dòng)一齒輪15套在該轉(zhuǎn)軸上，棘輪機(jī)構(gòu)23安裝在該轉(zhuǎn)軸與傳動(dòng)一齒輪15之間、通過棘爪輪盤29緊固連接在該轉(zhuǎn)軸上)，下端二連桿11的另一端與傳動(dòng)二齒輪16的轉(zhuǎn)軸緊固連接(與下端一連桿10的另一端與傳動(dòng)一齒輪15的連接方式相同)；傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16分別設(shè)置在輸出齒輪14的兩側(cè)、都與輸出齒輪14相嚙合。定位桿一12的兩端分別與輸出齒輪14和傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接，定位桿二13的兩端分別與輸出齒輪14和傳動(dòng)二齒輪16的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接。
下面介紹以上各部件的作用。輸出齒輪14接受傳遞來的能量并將其輸出到外圍部分增速齒輪3或倒檔齒輪4上使汽車前進(jìn)或后退，所以叫輸出齒輪。傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16上都安裝有控制其只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)23，如圖7、8、9、10所示(此棘輪機(jī)構(gòu)具備現(xiàn)有的棘輪機(jī)構(gòu)不具有的功能它能無極嚙合，并適合用于高速運(yùn)動(dòng)。下面將有詳述)，使傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16只能單向轉(zhuǎn)動(dòng)。在圖2中它們只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16的作用是將下端一連桿10、下端二連桿11傳遞來的能量傳遞給輸出齒輪14。上端連桿8、下端一連桿10、下端二連桿11的作用是，上端連桿8將能量傳遞給定位滑塊9，下端一連桿10、下端二連桿11的作用是將定位滑塊9上下運(yùn)動(dòng)的能量傳遞給傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16。定位滑塊9的作用是控制下端一連桿10、下端二連桿11的運(yùn)動(dòng)范圍和還原發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的運(yùn)動(dòng)。(當(dāng)滑軸7和傳動(dòng)軸之間距離和發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一樣時(shí)，定位滑塊9的運(yùn)動(dòng)距離和速度和發(fā)動(dòng)機(jī)活塞完全一樣；當(dāng)滑軸7和傳動(dòng)軸之間距離大于活塞，但定位滑塊9傳遞的力小于活塞；當(dāng)小于時(shí)，定位滑塊9運(yùn)動(dòng)的速度和距離小于活塞，但傳遞的力大于活塞)。
如圖4、5、6所示(圖4、5、6與圖2、3的比例有差別)，為滑軸7以及控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；18-變速控制滑塊，19-配重塊，20-轉(zhuǎn)軸，21-傳動(dòng)軸；在動(dòng)力輸入輪5的一端有一圓柱形凹進(jìn)。凹進(jìn)里裝有滑軸輪6，其質(zhì)量應(yīng)和動(dòng)力輸入輪5因凹進(jìn)減少的質(zhì)量相同，才能使動(dòng)力輸入輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)。滑軸輪6的中心設(shè)有轉(zhuǎn)軸20，轉(zhuǎn)軸20穿過動(dòng)力輸入輪5的軸孔與變速控制滑塊18相連接，能使其在動(dòng)力輸入輪5中轉(zhuǎn)動(dòng)，滑輪軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)將改變滑軸7在動(dòng)力輸入輪5中離傳動(dòng)軸21中心的距離。動(dòng)力輸入輪5中轉(zhuǎn)軸20相對稱位置有一配重塊19，其質(zhì)量應(yīng)和轉(zhuǎn)軸20相同，它的作用是平衡動(dòng)力輸入輪5和為變速控制滑塊18定位。轉(zhuǎn)軸20上設(shè)有斜螺紋和變速控制滑塊18上的螺紋孔相嚙合，斜螺紋的傾斜角度越小，轉(zhuǎn)軸20就越長。斜螺紋的傾斜角度大小要能松開變速控制滑塊18的控制手柄(即換檔桿)時(shí)，斜螺紋要能鎖住變速控制滑塊18時(shí)為佳。斜螺紋需繞轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)180度才能完成滑軸7在動(dòng)力輸入輪5中從中心到最大軸距的變化。當(dāng)圖4中變速控制滑塊18向右移動(dòng)時(shí)，斜螺紋帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)180度時(shí)，滑軸7在動(dòng)力輸入軸5上的位置從中心到達(dá)輪邊。即離中心最遠(yuǎn)的位置，達(dá)到變速器的最高檔位。當(dāng)變速控制滑塊18這時(shí)向左移動(dòng)斜螺紋帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸20回轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸20回轉(zhuǎn)180度時(shí)，滑軸7從動(dòng)力輸入輪5輪邊上回到和動(dòng)力輸入輪5中心的傳動(dòng)軸21重合的位置上，這時(shí)為零檔位。當(dāng)然，配重塊19也可為兩塊或兩塊以上，其位置就不是圖示的與轉(zhuǎn)軸20相對稱的位置，而是要經(jīng)過計(jì)算才能確定。
由于這一過程是連續(xù)無級變化的，所以是無級控制滑軸7在動(dòng)力輸入輪5上的位置；下面為了說明方便，把控制變速控制滑塊18左右移動(dòng)的換檔桿稱為換檔桿A(圖中未標(biāo)示出來)，控制外圍部分增速齒輪3和倒檔齒輪4移動(dòng)的換檔桿稱為換檔桿B(圖中未標(biāo)示出來)，實(shí)際中換檔桿A和換檔桿B可以合為一體。當(dāng)操縱控制變速控制滑塊18移動(dòng)的換檔桿A移動(dòng)，使變速控制滑塊18到達(dá)零檔位后，再操縱換檔桿B解脫
圖1中外圍部分的增速齒輪，連接倒檔齒輪(此時(shí)為零倒檔)。這時(shí)操縱換檔桿A，使變速控制滑塊18向右移動(dòng)，使轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)?；S7因此離開動(dòng)力輸入輪5上的中心位置，這樣就變成了倒檔(倒檔也能無級變速)。當(dāng)控制滑塊18在倒檔位置向左移動(dòng)，到達(dá)零倒檔后，操縱換檔桿B又返回向右移動(dòng)，這時(shí)就帶動(dòng)
圖1中外圍部分的增速齒輪3和倒檔齒輪4向右移動(dòng)，這樣就解脫了倒檔齒輪和增速齒輪嚙合，這時(shí)就成為正檔(因?yàn)楸景l(fā)明核心部分在最大檔位時(shí)，輸出的轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一半，而現(xiàn)有汽車在最高檔位時(shí)，變速器輸出轉(zhuǎn)速大約是發(fā)動(dòng)機(jī)的1.1倍左右，所以本發(fā)明在外圍部分增加了一個(gè)增速齒輪2和一個(gè)倒檔齒3)，外圍部分也可以用現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的行星齒輪系統(tǒng)代替。外圍部分的增速和倒檔部分只是本發(fā)明專利的輔助部分，而且其技術(shù)也是現(xiàn)有技術(shù)，所以就不詳細(xì)講述了。
如圖7、8、9、10所示為棘輪機(jī)構(gòu)示意圖(各個(gè)圖之間的比例有差別)，23-棘輪機(jī)構(gòu)，24-棘爪，25-棘爪彈簧，26-棘爪軸，27-棘輪，28-棘爪配重塊、29-棘爪輪盤，本實(shí)用新型無級變速器由于傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16上裝有棘輪機(jī)構(gòu)23，控制輸出齒輪14在任何檔位下都只能單向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以本變速器有一種自鎖功能，當(dāng)它在前進(jìn)檔位時(shí)，會(huì)自動(dòng)鎖止向后運(yùn)動(dòng)(連接倒檔時(shí)，它又能阻止前進(jìn)運(yùn)動(dòng))，它只能單向運(yùn)動(dòng)，所以它不會(huì)象現(xiàn)有的汽車上坡起動(dòng)時(shí)，松開離合器以后，汽車會(huì)有向后滑動(dòng)的現(xiàn)象。本實(shí)用新型變速器由于利用連桿末傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，所以圖2中齒輪、連桿、定位桿等零件在運(yùn)行中是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的往復(fù)慣性力及其力矩需要在動(dòng)力輸入輪5上加平衡重來平衡，其原理和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中曲軸上加平衡重平衡活塞連桿組一樣。
現(xiàn)介紹連接上述傳動(dòng)一齒輪15和傳動(dòng)二齒輪16上的新型棘輪機(jī)構(gòu)23，現(xiàn)有的棘輪機(jī)構(gòu)有如下缺點(diǎn)齒形棘輪在工作時(shí)有較大的沖擊和噪聲、定位的精度差、只能用于速度不高、載荷不大、精度不高的場合。摩擦式棘輪雖克服了齒形棘輪的沖擊和噪聲大的缺點(diǎn)，但這種依靠摩擦力來制動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)顯然不能承受較大的載荷。本新型棘輪機(jī)構(gòu)具有摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)的無級改變棘輪轉(zhuǎn)角大小的優(yōu)點(diǎn)，且無噪聲和沖擊，又具有齒形棘輪機(jī)構(gòu)的棘爪嵌入棘輪的齒槽內(nèi)的特點(diǎn)，所以具有傳遞很大載荷的能力(齒形棘輪不能傳遞大載荷并不是棘輪齒的強(qiáng)度問題，其齒形為三角齒，比廣泛應(yīng)用的漸開線齒形強(qiáng)度還高，主要由于齒形棘輪工作時(shí)，棘爪和棘輪齒有較大的沖擊，速度越高沖擊越大)。棘輪機(jī)構(gòu)23通過棘爪輪盤29緊固連接在傳動(dòng)一齒輪15或傳動(dòng)二齒輪16的轉(zhuǎn)軸上，棘輪機(jī)構(gòu)23主要由棘爪24、棘爪彈簧25、棘爪軸26、棘輪27、棘爪配重塊28和棘爪輪盤29組成；(下面為了描述方便，以安裝在傳動(dòng)一齒輪15內(nèi)的棘輪機(jī)構(gòu)23為例，說明棘輪機(jī)構(gòu)23、傳動(dòng)一齒輪15、下端一連桿10、棘爪24和定位桿一12相互之間的連接關(guān)系；安裝在傳動(dòng)二齒輪16內(nèi)的棘輪機(jī)構(gòu)23及其連接關(guān)系與前者基本相同的)，下端一連桿10的一端與傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸緊固連接(圖3所示下端一連桿10下端的水平延伸段作為傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸，定位桿一12的一端與下端一連桿10下端的水平延伸段活動(dòng)連接)、定位桿一12的一端與傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接，棘爪24的一端經(jīng)棘爪軸26安裝在棘爪輪盤29上，棘爪24可繞棘爪軸26在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪24的側(cè)面或棘爪軸26上設(shè)置有棘爪彈簧25，棘爪彈簧25起支撐作用；棘爪24的頂面呈扇形，為工作面，棘爪24的頂面與棘輪27的齒槽相接觸，棘爪輪盤29與傳動(dòng)一齒輪15的轉(zhuǎn)軸緊固連接；棘輪27的齒槽是內(nèi)齒，實(shí)際制造時(shí)可將棘輪27與傳動(dòng)一齒輪15的一部分設(shè)計(jì)為一體，在其外園面制作傳動(dòng)齒，在其內(nèi)園面制作齒槽；棘爪配重塊28隨同棘爪24繞棘爪軸26一起轉(zhuǎn)動(dòng)，棘爪配重塊28的作用是平衡棘輪機(jī)構(gòu)23跟隨分連桿10、11上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘爪24的慣性力及其力矩，使棘爪24在棘爪彈簧25的作用下和棘輪齒齒槽緊密接觸，棘爪24的一個(gè)側(cè)邊的長度大于另一個(gè)側(cè)邊的長度，圖中所示為OB邊大于OC邊的長度。棘爪24的數(shù)量為交替分布的多個(gè)，常用的為三個(gè)或三個(gè)以上的多個(gè)；如圖7所示的棘爪24是三個(gè)(圖示為A1、A2、A3)，三個(gè)棘爪A1、A2、A3的位置相互錯(cuò)開、交替布置，使三個(gè)棘爪能輪流嵌入棘輪27的齒槽內(nèi)。棘爪A1是待機(jī)狀態(tài)，棘爪A2是嵌入棘輪齒槽狀態(tài)的嚙合狀態(tài)，棘爪A3是嚙合狀態(tài)向待機(jī)狀態(tài)相轉(zhuǎn)化的狀態(tài)；在棘輪27逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪A1、A2、A3都不會(huì)對棘輪27產(chǎn)生阻礙，當(dāng)它順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將受到棘爪A2的阻止，其原理如圖9所示，圖中D弧線為棘輪齒頂端軌跡，B、C為棘爪的兩個(gè)頂端，B、B′和C、C′為棘爪24兩個(gè)頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)棘爪頂端在BC位置時(shí)，即是待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)頂端在B、B′和C、C′之間時(shí)即為嚙合狀態(tài)；當(dāng)在B′與C′時(shí)是嚙合向待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)化。棘爪24的數(shù)量為交替分布的多個(gè)，常用的為三個(gè)及三個(gè)以上；如圖7所示的棘爪24是三個(gè)(圖示為A1、A2、A3)，三個(gè)棘爪A1、A2、A3的位置相互錯(cuò)開、交替布置，使三個(gè)棘爪能輪流嵌入棘輪27的齒槽內(nèi)。棘爪A1是待機(jī)狀態(tài)，棘爪A2是嵌入棘輪齒槽狀態(tài)的嚙合狀態(tài)，棘爪A3是嚙合狀態(tài)向待機(jī)狀態(tài)相轉(zhuǎn)化的狀態(tài)；在棘輪27逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪A1、A2、A3都不會(huì)對棘輪27產(chǎn)生阻礙，當(dāng)它順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將受到棘爪A2的阻止，其原理如圖9所示，圖中D弧線為棘輪齒頂端軌跡，B、C為棘爪的兩個(gè)頂端，B、B′和C、C′為棘爪24兩個(gè)頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡，當(dāng)棘爪頂端在BC位置時(shí)，即是待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)頂端在B、B′和C、C′之間時(shí)即為嚙合狀態(tài)；當(dāng)在B′與C′時(shí)是嚙合向待機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)化。為什么棘爪在嚙合狀態(tài)能無級阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)？這是因?yàn)樵趪Ш蠣顟B(tài)時(shí)，棘爪的頂端C嵌入棘輪的齒槽，此時(shí)棘爪頂端B、C之間將有一處和棘輪齒L處接觸，此時(shí)棘輪如要順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，必將使棘爪和棘輪齒接觸之處增大半徑，大于棘輪齒頂D處半徑，所以棘爪會(huì)阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪被棘爪鎖止。當(dāng)棘輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘輪齒L處離開棘爪頂端，棘爪在彈簧的作用下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于棘爪的OB邊大于OC邊長度，所以棘爪頂端B、C之間比上次鎖止位置更靠B處的一點(diǎn)繼續(xù)和棘輪齒的L處接觸，繼續(xù)阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)棘爪頂B運(yùn)動(dòng)到B′時(shí)，此時(shí)棘輪齒M處帶動(dòng)棘爪頂C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，將棘爪帶入待機(jī)狀態(tài)，這時(shí)下一個(gè)棘爪以進(jìn)入嚙合狀態(tài)，棘爪在嚙合狀態(tài)時(shí)和摩擦棘輪鎖止時(shí)有點(diǎn)相似，但摩擦棘輪靠棘爪上端和棘輪內(nèi)壁接觸產(chǎn)生摩擦力來鎖止棘輪，所以不能承受較大載荷，而本實(shí)用新型是由棘爪上端C處嵌入棘輪齒槽，是一種特殊的嚙合，所以能承受大載荷。圖9中B′C為棘爪嚙合區(qū)，在B′C區(qū)域棘爪能無級阻止棘輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，三個(gè)棘爪共能控制略小于三倍B-C′的區(qū)域(相鄰棘爪控制區(qū)域有一部分重合)這一區(qū)域應(yīng)大于棘輪的齒間距，所以棘輪齒無論在任何一位置都會(huì)被其中一個(gè)棘爪嚙合，棘爪的OB面不能比OC面的長度長得太多，這會(huì)造成嚙合角度過小，使棘爪和棘輪嚙合后，分離困難，這個(gè)角度可以用計(jì)算摩擦式棘輪機(jī)構(gòu)棘爪的角度來計(jì)算。當(dāng)用于特大功率發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，還可以在每個(gè)棘爪對稱位置上加一個(gè)棘爪，使棘輪在任意位置都同時(shí)有兩個(gè)相對稱位置的棘爪和棘輪齒嚙合。
如
圖11所示為本實(shí)用新型棘輪27的齒形圖，共有三種較佳實(shí)施例。11-A所示的齒形是在棘輪齒槽的齒形的L處加斜面是為了加大棘輪齒和棘爪接觸面積，所加斜面是為倒角式的一段；11-B所示的齒形是在棘輪齒槽的齒根部位到齒頂部位形成一個(gè)斜面；11-C所示的齒形大致呈波浪形狀的鋸齒狀。
本實(shí)用新型總的來說，其實(shí)和一個(gè)單汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī)很相似。從定位滑塊9以下，可以看作一個(gè)單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，定位滑塊9相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，分連桿10和11相當(dāng)于連桿，(分連桿10和11共同所起的作用和發(fā)動(dòng)機(jī)連桿完全一樣，只不過它們不象發(fā)動(dòng)機(jī)連桿要經(jīng)過曲軸的上止點(diǎn)和下止點(diǎn))，而傳動(dòng)齒15、16相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)連桿下端軸承。本實(shí)用新型理論上最適合裝于四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)(二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是雙汽缸)，它能最大限度地改善前述兩類發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩平順性，這和數(shù)學(xué)中的負(fù)數(shù)乘以負(fù)數(shù)等于正數(shù)的道理一樣，而不適合用于多汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)(8-12汽缸)和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)檫@兩類發(fā)動(dòng)機(jī)輸出時(shí)，扭矩已經(jīng)比較平順了，如果用上本實(shí)用新型，相當(dāng)于數(shù)學(xué)中正數(shù)乘以負(fù)數(shù)等于負(fù)數(shù)一樣，反而達(dá)不到四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)的平順性了。
參見
圖12、13、14，本變速機(jī)構(gòu)的核心部分變速原理如下所述當(dāng)變速換檔桿控制變速控制滑塊18在零檔位時(shí)(
圖12)所示，滑軸7和動(dòng)力輸入輪5中心的傳動(dòng)軸21重合，所以動(dòng)力輸入輪5的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)帶動(dòng)連桿8運(yùn)動(dòng)，滑軸7只會(huì)在連桿8上端的軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)，定位滑塊9因此不會(huì)上下移動(dòng)，固輸出齒輪14無動(dòng)力輸出，因此發(fā)動(dòng)機(jī)和本實(shí)用新型無極變速器連接不需要離合器，發(fā)動(dòng)機(jī)即使最大功率運(yùn)轉(zhuǎn)。在零檔位時(shí)，滑軸7也不會(huì)帶動(dòng)連桿8運(yùn)動(dòng)，不增加檔位，汽車也不會(huì)移動(dòng)，這就減少了汽車控制機(jī)構(gòu)，減少了成本。開動(dòng)汽車時(shí)，只需發(fā)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，增加檔位后汽車才開始運(yùn)動(dòng)，汽車上只需要油門、換檔桿和剎車，減少駕駛汽車的難度。
當(dāng)變速換檔桿控制變速控制滑塊18向右移動(dòng)時(shí)，本變速機(jī)構(gòu)從零檔位到達(dá)低檔位(
圖13所示)。這時(shí)滑軸7離開動(dòng)力輸入軸5中心，由于動(dòng)力輸入輪5在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)滑軸7繞動(dòng)力輸入輪5中心轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過連桿8帶動(dòng)定位滑塊9上下移動(dòng)，當(dāng)定位滑塊9向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)分連桿10、11向下運(yùn)動(dòng)，分連桿10、11上的傳動(dòng)齒輪15、16也一起向下運(yùn)動(dòng)，由于傳動(dòng)齒15、16上有新型棘輪機(jī)構(gòu)23和分連桿10、11下端相連，控制傳動(dòng)齒輪15、16只能單向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，所以分連桿10上的傳動(dòng)齒輪15被棘輪鎖住，分連桿10向下運(yùn)動(dòng)多少距離，就由傳動(dòng)齒輪15帶動(dòng)輸出齒輪14順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)多少距離，而分連桿11雖然也向下運(yùn)動(dòng)，但是由于分連桿11下端的傳動(dòng)齒輪16可以單向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，雖然它和輸出齒輪14相連，但它不會(huì)對輸出齒輪14順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙，只會(huì)在輸出齒輪14和分連桿11向下運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)傳動(dòng)齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng)的距離是輸出齒輪14順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)和分連桿11向下運(yùn)動(dòng)距離之和。當(dāng)定位滑塊9向上運(yùn)動(dòng)時(shí)和前面正好相反，傳動(dòng)齒輪15被解鎖，而傳動(dòng)齒輪16被銷止，傳動(dòng)齒輪16帶動(dòng)輸出齒14繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這就好象一個(gè)騎自行車的人用雙腳輪流踩腳踏板一樣，傳遞動(dòng)力給自行車。傳動(dòng)齒輪15、16不是靠轉(zhuǎn)動(dòng)來傳遞動(dòng)力給輸出齒輪14的，而是由齒輪被棘輪鎖止以后來傳遞的，鎖止以后可以把分連桿10、11看作一個(gè)齒條，齒條上的齒就是齒輪15、16上的齒，它們象齒條一樣傳遞動(dòng)力，傳動(dòng)齒輪15、16單向逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，只是為了它們不阻礙輸出齒輪14順時(shí)針的轉(zhuǎn)動(dòng)。本變速器工作時(shí)，傳動(dòng)齒輪15、16輪流鎖止和解鎖，一個(gè)齒輪被棘輪鎖止，同時(shí)另一個(gè)解鎖。由于低檔位時(shí)，定位滑塊9上下位移距離小，所以傳動(dòng)齒輪15、16只能在輸出齒輪14上一個(gè)扇形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，這一角度范圍是0-45度，也就是說當(dāng)動(dòng)力輸入輪5轉(zhuǎn)動(dòng)一周360度時(shí)，輸出齒輪14在傳動(dòng)齒輪15、16的帶動(dòng)下，低檔位時(shí)最多可以轉(zhuǎn)動(dòng)45度+45度共90度的角度，即轉(zhuǎn)動(dòng)1/4周。
當(dāng)變速換檔桿控制變速控制滑塊18繼續(xù)向右移動(dòng)時(shí)，本變速機(jī)構(gòu)就到達(dá)了高檔位(
圖14所示)，其運(yùn)動(dòng)原理和低檔位一樣，只不過滑軸7的位置更靠近動(dòng)力輸入輪5的輪邊，帶動(dòng)定位滑塊9上下移動(dòng)的距離更大，傳動(dòng)齒輪15、16在輸出齒輪14上運(yùn)動(dòng)的扇形區(qū)域更大，范圍最大是90度，也就是說動(dòng)力輸入輪5轉(zhuǎn)動(dòng)360度時(shí)，輸出齒輪14最多可轉(zhuǎn)動(dòng)90度+90度共180度即半周。為什么在高檔時(shí)傳動(dòng)齒15、16在輸出齒輪14上運(yùn)動(dòng)的扇形區(qū)域最大只有90度。這是因?yàn)樵跁r(shí)鐘的3點(diǎn)鐘和9點(diǎn)鐘方向時(shí)，傳動(dòng)齒15、16帶動(dòng)輸出齒輪14的力臂最大，以此為中心上下各45度時(shí)力臂的變化量較小，越過45度以后，和前面相比較傳動(dòng)齒15、16上下移動(dòng)相同的距離力臂變化很大，這樣就加大輸出力矩的波動(dòng)。
如
圖15、16、17、18所示，為什么本實(shí)用新型能極大改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(特別是汽缸數(shù)少的發(fā)動(dòng)機(jī))低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出扭矩的平順性？現(xiàn)在一般轎車發(fā)動(dòng)機(jī)多數(shù)為四個(gè)汽缸，以四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其工作時(shí)曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)180度時(shí)，只有一個(gè)汽缸做功，此時(shí)汽缸內(nèi)活塞受到燃?xì)鈮毫ψ兓淮?，但是曲軸上受到活塞傳遞動(dòng)力使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)力臂變化十分巨大(如
圖15所示)力臂的變化是一個(gè)半圓，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)到90度時(shí)(三點(diǎn)鐘位置)力臂最大，所以扭矩也最大，在0度和180度時(shí)(十二點(diǎn)和六點(diǎn)鐘位置)力臂為零，因此現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)必須靠飛輪的慣性來克服曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不均勻性，但是低速時(shí)，飛輪的慣性小，改善的程度有限，所以汽車上坡時(shí)，只要阻力大于飛輪的慣性力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)熄火。我們經(jīng)常在越野車比賽中看見它們在上坡時(shí)熄火，就是這個(gè)原因，并不是它們發(fā)動(dòng)機(jī)功率不夠，根據(jù)物理公式很容易計(jì)算出它們發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的功率應(yīng)該很容易使它們克服上坡的阻力，這主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的特性所致，如果增加汽缸，曲軸就會(huì)平順很多，所以現(xiàn)在高檔豪華轎車一般是8-12個(gè)汽缸。
圖16是8缸發(fā)動(dòng)機(jī)力臂圖，圖中X軸上的三個(gè)半圓和兩個(gè)1/4園為曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每個(gè)汽缸對曲軸的力臂變化；半圓形上方的鋸齒狀圖形是半圓形力臂疊加以后的力臂圖，即8缸發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)的力臂圖。從圖中可知雖然力臂變化還是很大，但是8缸發(fā)動(dòng)機(jī)沒有力臂為零的時(shí)候，它的最小力臂是單個(gè)汽缸的最大力臂，所以它的平順性比4缸發(fā)動(dòng)機(jī)好得多。而本實(shí)用新型并不是改變了發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的平順性，而是將發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞來的動(dòng)力經(jīng)過本實(shí)用新型的變速器以后，輸出動(dòng)力變得平順了。以4缸發(fā)動(dòng)機(jī)為例，其連接本發(fā)明以后，在低檔位時(shí)，以低檔位的最高檔位為例，由于傳動(dòng)齒15、16只能在輸出齒輪14上運(yùn)動(dòng)45度的扇形區(qū)域運(yùn)動(dòng)(即三點(diǎn)鐘方向?yàn)橹行纳舷赂?2度30分)所以其力臂變化很小。如
圖17，這時(shí)輸出齒輪14轉(zhuǎn)動(dòng)一周，動(dòng)力輸入輪5轉(zhuǎn)四周，所以這就相當(dāng)于把發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃?xì)鈱钊膲毫υ黾拥?倍以后，由定位滑塊9直接傳遞到輸出齒輪14上的齒上，檔位越低，傳動(dòng)齒15、16運(yùn)行的扇形角度就越小，力臂的變化就越小。當(dāng)接近零檔位時(shí)，力臂就基本無變化，在圖上可以近似一條直線了。本實(shí)用新型在最高檔位時(shí)，力臂和低檔位時(shí)相比較變化要大一些，這時(shí)最大力臂是最小力臂的倍(如
圖18)，但是和前面8缸發(fā)動(dòng)機(jī)的力臂圖(
圖16)相比較變化還是要小得多，所以即使4缸發(fā)動(dòng)機(jī)使用本實(shí)用新型后，輸出力矩(力矩＝力×力臂)比現(xiàn)有的8缸發(fā)動(dòng)機(jī)還平順得多。
綜合上面所述，本實(shí)用新型能極大的改善發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的平順性，如果要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和平順性，就可以不象現(xiàn)在一樣增加發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)目了，因?yàn)橐粋€(gè)8缸發(fā)動(dòng)機(jī)比4缸的發(fā)動(dòng)機(jī)貴很多倍，只需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積就行了，這將極大的降低生產(chǎn)汽車的成本。
本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)，并無特別的技術(shù)難度，其中各零部件的加工，現(xiàn)有的機(jī)械加工技術(shù)完全能輕易的生產(chǎn)。本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)，可以手動(dòng)無級變速(換檔桿直接控制變速控制滑塊18)也可以在換檔桿面板上刻幾個(gè)齒(4-6齒)使其變?yōu)?-6檔手動(dòng)變速器，其檔位精確度和齒輪一樣高，因?yàn)榧啓C(jī)構(gòu)中棘爪能無級嚙合，沒有現(xiàn)有的CVT(無級變速器)檔位不精確的毛病，也可以用液壓系統(tǒng)或電腦控制變速控制滑塊18，使其根據(jù)油門的大小和汽車的速度等因素，自動(dòng)控制本實(shí)用新型的無級變速器達(dá)到最佳的傳動(dòng)比，從而形成自動(dòng)無級變速箱。變速控制滑塊18的手動(dòng)和/或自動(dòng)控制技術(shù)，作為現(xiàn)有技術(shù)，在此不用做進(jìn)一步的描述。
權(quán)利要求1.一種汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸(21)相連接的變速核心部分(1)，其特征在于A、傳動(dòng)軸21與所述變速核心部分(1)的動(dòng)力輸入輪(5)相連接，在動(dòng)力輸入輪(5)的一端有一圓柱形凹進(jìn)，凹進(jìn)里裝有滑軸輪(6)，滑軸輪(6)的中心位置上設(shè)有轉(zhuǎn)軸(20)，滑軸輪(6)上設(shè)有滑軸(7)；上端連桿(8)的一端通過滑軸(7)連接在滑軸輪(6)上；上端連桿(8)的另一端與定位滑塊(9)上端相連接，定位滑塊(9)的下端與下端一連桿(10)和下端二連桿(11)的一端相連接；下端一連桿(10)的另一端與傳動(dòng)一齒輪(15)的轉(zhuǎn)軸相緊固連接，下端二連桿(11)的另一端與傳動(dòng)二齒輪(16)的轉(zhuǎn)軸相緊固連接；傳動(dòng)一齒輪(15)和傳動(dòng)二齒輪(16)分別設(shè)置在輸出齒輪(14)的兩側(cè)、都與輸出齒輪(14)相嚙合；定位桿一(12)的兩端分別與輸出齒輪(14)和傳動(dòng)一齒輪(15)的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接，定位桿二(13)的兩端分別與輸出齒輪(14)和傳動(dòng)二齒輪(16)的轉(zhuǎn)軸活動(dòng)連接；B、所述滑軸輪(6)上的轉(zhuǎn)軸(20)與變速控制滑塊(18)相連接，轉(zhuǎn)軸(20)上有斜螺紋和變速控制滑塊(18)上的螺紋孔相嚙合；變速控制滑塊(18)套裝在傳動(dòng)軸(21)上；動(dòng)力輸入輪(5)中，與轉(zhuǎn)軸(20)相對稱位置設(shè)有配重塊(19)，配重塊(19)的一端與動(dòng)力輸入輪(5)連接，另一端穿過變速控制滑塊(18)，配重塊(19)的數(shù)量為一塊或一塊以上；C、在傳動(dòng)一齒輪(15)和傳動(dòng)二齒輪(16)上，都設(shè)置有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)(23)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，其特征在于所述的棘輪機(jī)構(gòu)(23)緊固連接在傳動(dòng)一齒輪(15)或傳動(dòng)二齒輪(16)的轉(zhuǎn)軸上，由棘爪(24)、棘爪彈簧(25)、棘爪軸(26)、棘輪(27)、棘爪配重塊(28)和棘爪輪盤(29)組成，棘爪(24)的一端經(jīng)棘爪軸(26)安裝在棘爪輪盤(29)上，棘爪(24)的側(cè)面或棘爪軸(26)上設(shè)置有棘爪彈簧(25)，棘爪(24)的另一端是呈扇形的頂面，與棘輪(27)的齒槽相接觸；棘爪(24)的一個(gè)側(cè)邊的長度大于另一個(gè)側(cè)邊的長度；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，其特征在于所述的下端一連桿(10)和下端二連桿(11)的長度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，其特征在于所述的棘爪(24)為交替布置的三個(gè)或三個(gè)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，其特征在于所述的棘輪(27)的齒形是在棘輪齒槽的齒形的L處加斜面，或齒根部位到齒頂部位形成一個(gè)斜面，或呈波浪形狀的鋸齒狀。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種汽車機(jī)械齒輪連桿式無級變速器，主要由三個(gè)齒輪輸出齒輪、傳動(dòng)一齒輪、傳動(dòng)二齒輪，三個(gè)連桿上端連桿、下端一連桿、下端二連桿，一個(gè)定位滑塊，以及連接發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的動(dòng)力輸入輪和其上可改變位置的滑軸輪、滑軸及其控制滑軸輪改變位置控制機(jī)構(gòu)組成；在兩個(gè)傳動(dòng)齒輪上設(shè)置有控制其單向轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪機(jī)構(gòu)，棘輪機(jī)構(gòu)由棘爪、棘爪彈簧、棘爪軸、棘輪、棘爪配重塊和棘爪輪盤組成。本實(shí)用新型的無級變速器，傳遞功率和扭矩大，傳遞動(dòng)力準(zhǔn)確可靠，零件壽命長，變速范圍廣；能極大的改善發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩的平順性，如果要增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和平順性，就可以不象現(xiàn)在一樣增加發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸數(shù)目了，只需要增加發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸容積就行了，這將極大的降低生產(chǎn)汽車的成本。
文檔編號F16H21/00GK2811673SQ20052000954
公開日2006年8月30日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者徐兵 申請人:徐兵