專利名稱：一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動的無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種金屬帶傳動無級變速器傳動裝置，屬于機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
金屬帶式無級自動變速器(ContinuouslyVariable Transmission，簡稱為 CVT) 是一種能根據(jù)車輛行駛條件自動連續(xù)變化速比的新型變速器。當(dāng)車輛處于驅(qū)動工況時，通過改變速比使發(fā)動機(jī)按最佳燃油經(jīng)濟(jì)性曲線或最佳動力性曲線工作，可以顯著提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，改善汽車的動力性和乘坐舒適性，降低發(fā)動機(jī)的排放污染。因此，無級變速傳動是一種理想的車輛動力傳動方式，自汽車誕生以來一直是人們追求的目標(biāo)。近20年來無級變速傳動技術(shù)有了很大的提高，各國競相研制，投入批量生產(chǎn)，成為汽車變速傳動發(fā)展的主要方向。由于以上優(yōu)異性能，CVT逐步獲得了市場的認(rèn)可，越來越多的汽車生產(chǎn)商開始裝用CVT，全球CVT的產(chǎn)量和市場占有率逐漸增加。金屬帶式無級變速器主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵、液壓缸等基本部件金屬帶由兩束金屬環(huán)和幾百個金屬片構(gòu)成。主、從動帶輪分別由一軸向固定的錐盤和可軸向移動的錐盤組成，與油缸靠近的一側(cè)錐盤可以在軸上滑動，另一側(cè)則固定。置于固定和移動兩錐盤構(gòu)成的V行槽內(nèi)的金屬帶是一個組合元件，它由數(shù)百片厚約2mm的V形摩擦片和嵌在摩擦片鞍座面內(nèi)的兩組金屬鋼環(huán)片組成。每組鋼帶環(huán)組由若干層厚度為0. 18mm 的鋼帶環(huán)套合而成，帶環(huán)寬度和層數(shù)可根據(jù)傳遞轉(zhuǎn)矩的不同而增減。鋼帶環(huán)的作用一是引導(dǎo)摩擦片的運(yùn)動方向，二是承擔(dān)金屬帶中的張力。摩擦片的作用是傳遞轉(zhuǎn)矩。發(fā)動機(jī)輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車輪來驅(qū)動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、 從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據(jù)需要通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動輪、從動輪液壓油缸內(nèi)的壓力來實(shí)現(xiàn)的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無級變速。液壓控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度和車速控制主、從動帶輪沿軸向移動，金屬帶在兩錐輪構(gòu)成的V型槽內(nèi)沿徑向滑動，即主、從動輪的作用半徑發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)速比在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)變化。在速比的變化過程中，由于工作半徑即節(jié)圓半徑的變化是連續(xù)的，因此速比也是連續(xù)變化的。盡管CVT有著諸多方面的優(yōu)點(diǎn)，但它的缺點(diǎn)也是明顯的，就是傳動帶容易損壞，不能承受較大的載荷，只能應(yīng)用于低功率、低扭矩汽車上使用。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型發(fā)明的目的是提供一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動無級變速器，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中傳遞力矩較小、傳遞效率低、使用壽命短等不足。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該無級變速器含有一根主動傳動軸，兩根被動傳動軸，設(shè)置在主動傳動軸上的兩組錐盤，分別設(shè)置在兩根被動傳動軸上的兩組錐盤以及連接主動傳動軸與被動傳動軸的兩根傳動金屬帶，被動傳動軸分別與差速器
3兩半軸相連，通過差速器殼體輸出動力，上述錐盤與相應(yīng)傳動軸采用鍵連接。另外針對本無級變速器的特點(diǎn)，提供其液壓控制系統(tǒng)原理圖，液壓控制系統(tǒng)為單壓力式控制回路，主要由油泵、速比控制閥、夾緊力控制閥、同步控制閥、信號處理單元等組成。本實(shí)用新型的有益效果是①由兩根傳動金屬帶共同傳遞扭矩，與現(xiàn)有無級變速器對比，傳遞扭矩大一倍，提高了傳動效率，擴(kuò)大了 CVT的應(yīng)用范圍。②利用差速器將兩組金屬帶輸出轉(zhuǎn)矩耦合，允許每組被動帶輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩不同，避免了因帶輪間速比差異而損壞，降低了速比控制的難度，提高變速器的可靠性。③液壓系統(tǒng)利用在現(xiàn)有單壓力控制系統(tǒng)上增加錐盤液壓缸同步控制功能，控制系統(tǒng)可靠易行。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種機(jī)械耦合式雙金屬帶無級變速器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型提供的無級變速器液壓控制系統(tǒng)原理圖。圖中1.主動傳動軸，2.主動傳動軸上的第一定錐盤，3.第一金屬V帶，4.主動傳動軸上的第一動錐盤，5.主動傳動軸上的第二動錐盤，6.主動傳動軸上的第二定錐盤， 7.第二金屬V帶，8.被動傳動軸上的第二動錐盤，9.第二被動傳動軸，10.被動傳動軸上的第二定錐盤，11.差速器，12.被動傳動軸上的第一定錐盤，13.被動傳動軸上的第一定錐盤，14.第一被動傳動軸，15.夾緊力控制閥，16.同步控制閥，17.第二速比控制閥，18.第一速比控制閥，19.油泵，A.第一帶輪組，B.第二帶輪組。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1為本實(shí)用新型提供的機(jī)械耦合雙金屬帶無級變速器的機(jī)構(gòu)示意圖。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩傳至主動傳動軸1，主動軸上所有錐盤均通過鍵連接與主動軸同步轉(zhuǎn)動，2、6分別為第一、第二定錐盤，只有轉(zhuǎn)動自由度，4、5為第一、第二動錐盤可沿軸向滑動。10、12分別為第一被動傳動軸14和第二被動傳動軸9上的第一定錐盤和第二定錐盤，均采用鍵連接無軸向滑動。13、8分別為第一被動傳動軸14和第二被動傳動軸9上的第一動錐盤和第二動錐盤， 均采用鍵連接可以沿軸向滑動。兩組帶輪分別由金屬V帶2和7連接傳遞扭矩，金屬V帶周長固定不變。CVT的變速原理CVT工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，金屬帶在兩錐輪構(gòu)成的V型槽內(nèi)沿徑向滑動，即主、從動輪的作用半徑發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)速比在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)變化從而改變傳動比。 可動盤的軸向移動量是由駕駛者根據(jù)需要通過控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)主動輪、從動輪液壓油缸內(nèi)的壓力來實(shí)現(xiàn)的。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)了無級變速。 本實(shí)用新型提供的無級變速器共有兩個帶輪組，速比控制要求第一帶輪組速比要與第二帶輪組(如圖1所示)速比同步變化，如果被動傳動軸設(shè)計(jì)為一根剛性軸，那么因?yàn)閮蓭л喗M間速比控制誤差會使金屬帶與帶輪打滑，損壞變速器。本實(shí)用新型將被動傳動軸設(shè)計(jì)成第二被動傳動軸9和第一被動傳動軸14兩根軸，其分別連接差速器的左右半軸，整個變速器的動力由差速器殼體輸出，允許第一、第二帶輪組間傳遞不同轉(zhuǎn)速和扭矩。由行星輪系的傳動理論可得差速器運(yùn)動動力學(xué)規(guī)律為(其中W為相應(yīng)部位輸出轉(zhuǎn)速，T為相應(yīng)部位輸出扭矩)
權(quán)利要求1.一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于該無級變速器含有一根主動傳動軸(1)，兩根被動傳動軸第一被動傳動軸(9)和第二被動傳動軸(14)，設(shè)置在主動傳動軸上的兩組錐盤0、4、5、6)，分別設(shè)置在兩根被動傳動軸上的兩組錐盤(12、13、 9,10)以及連接主動傳動軸與被動傳動軸的兩根傳動金屬帶(3、7)，被動傳動軸與差速器 (11)相連，該變速器速比控制通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)包括速比控制閥(17、18)、同步控制閥(16)、夾緊力控制閥(15)、可動錐盤(4、5、8、13)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動的無級變速器，其特征在于 被動傳動軸與差速器半軸相連，即被動傳動軸(14、9)的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩分別輸入到差速器(11) 的左、右半軸，差速器(11)殼體作為該無級變速器輸出端。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動的無級變速器，液壓系統(tǒng)中速比控制閥(17、18)均為三位三通比例電磁閥，閥(18)出口通過油路與動錐盤⑷油缸相連，閥(17)出口與動錐盤(5)油缸相連，同步控制閥(16)為三位四通比例電磁閥，閥 (16)輸出口分別與動錐盤(4)和動錐盤(5)油缸相連。
專利摘要一種機(jī)械耦合式雙金屬帶傳動的無級變速器，該無級變速器屬于機(jī)械傳動技術(shù)領(lǐng)域。該無級變速器含有一根主動傳動軸，兩根被動傳動軸，設(shè)置在主動傳動軸上的兩組錐盤，分別設(shè)置在兩根被動傳動軸上的兩組錐盤以及連接主動傳動軸與被動傳動軸的兩根傳動金屬帶，被動傳動軸分別與差速器兩半軸相連，通過差速器殼體輸出動力，上述錐盤與相應(yīng)傳動軸采用鍵連接，并提供該變速器液壓控制系統(tǒng)原理圖。本實(shí)用新型傳遞扭矩大，速比同步控制難度小，控制系統(tǒng)可靠易行。
文檔編號F16H9/18GK202301796SQ20112035711
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者劉宏偉, 康寧 申請人:劉宏偉