無級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于傳動領(lǐng)域，涉及一種無級變速器。該變速器解決了現(xiàn)有無級變速器成本高、傳動帶容易損壞、不能承受較大的載荷等問題。它實現(xiàn)了無級變速器的諸多優(yōu)點，又能承受較大的載荷。該變速器結(jié)構(gòu)簡單可靠、體積小、成本低。該變速器通過輸入裝置2將動力同時傳遞給液力變矩器泵輪9和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接，進行動力輸出；行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接，使液力變矩器的渦輪8倒轉(zhuǎn)，通過增加液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差，來擴大變矩、變速范圍。泵輪9通過改變渦輪8的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向改變變速器的動力輸出。
【專利說明】無級變速器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于傳動領(lǐng)域，具體的說是一種無級變速器。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前的變速器主要分為有級變速器，無級變速器。
[0003] 有級變速器又分為手動變速器、液力自動變速器、手自一體變速器、雙離合變速 器。手動變速器操作復雜，誤操作容易對變速器造成損害，而且惡劣的交通狀況下駕駛起來 比較累人。液力自動變速器傳動效率低，經(jīng)濟性不好，結(jié)構(gòu)復雜，維修成本高。手自一體變 速器結(jié)構(gòu)復雜，成本高。雙離合變速器在復雜工況下，如長時間堵車，離合器長時間處于半 聯(lián)動狀態(tài)，容易發(fā)生故障。
[0004] 無級變速器駕駛平順性、加速性、經(jīng)濟性以及排放都較好。無級變速器最大優(yōu)點就 是無級控制輸出的速比，在行駛中達到行云流水的感覺，沒有換檔的感覺，加速也會比自動 變速器快。
[0005] 但是目前的無級變速器多采用特殊鋼帶進行動力傳遞，對材料要求比較苛刻，價 格昂貴，維修費用高。而且在大扭矩輸出時容易損壞，因此多用于小排量汽車。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有無級變速器成本高、傳動帶容易損壞、不能承受較大的載荷等問題， 本發(fā)明提供一種無級變速器。它實現(xiàn)了無級變速器的諸多優(yōu)點，又能承受較大的載荷。該 變速器結(jié)構(gòu)簡單可靠、成本低、體積小，甚至可以整體安裝的發(fā)動機上。
[0007] 該變速器主要通過以下方式實現(xiàn)：該變速器通過輸入裝置2將動力同時傳遞給液 力變矩器泵輪9和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接， 進行動力輸出；行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接，使液力變矩器的渦輪8 倒轉(zhuǎn)，通過增加液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差，來擴大變矩、變速范圍。泵輪9通 過改變渦輪8的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向改變變速器的動力輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1 :變速器實例軸向剖視圖
[0009] 1、變速器殼
[0010] 2、輸入裝置
[0011] 3、輸出裝置
[0012] 4、單向離合器軸管
[0013] 5、單向離合器
[0014] 6、導論
[0015] 7、鎖止器
[0016] 8、渦輪
[0017] 9、泵輪
[0018] 4-9構(gòu)成液力變矩器。
[0019] 10、液力變矩器殼上的齒輪（半徑為6R)
[0020] 11、傳動軸
[0021] 12、行星齒輪組的行星齒輪架
[0022] 13、行星齒輪組的太陽輪（半徑為4R)
[0023] 14、行星齒輪組的行星齒輪（半徑為4R，安裝在行星齒輪組的行星齒輪架12上）
[0024] 15、行星齒輪組的齒圈（內(nèi)圈半徑為12R)
[0025] 12-15構(gòu)成本實例的行星齒輪組。
[0026] 16、傳動部太陽輪（半徑為R)
[0027] 17、傳動部行星齒輪（半徑為2R，安裝在變速器殼1上）
[0028] 18、傳動部齒圈（內(nèi)圈半徑為5R)
[0029] 16-18構(gòu)成本實例的傳動部，該傳動部與行星齒輪組的區(qū)別是：傳動部行星齒輪 17安裝在變速器殼1上，而行星齒輪組的行星齒輪14是安裝在行星齒輪組的行星齒輪架 12上。該傳動部的主要作用是同軸改變轉(zhuǎn)動的方向并改變傳動比。該傳動部齒圈和傳動部 太陽輪的傳動比為0.2。
[0030] 圖2:泵輪軸向剖視圖
[0031] 圖3:液力變矩器外觀圖
[0032] 圖4 :傳動軸外觀圖

【具體實施方式】
[0033] 以下將通過實例來解釋本
【發(fā)明內(nèi)容】
，本實例僅為闡明本發(fā)明的實施方案，并非用 以限制本發(fā)明。需說明，以下實例及圖中，與本發(fā)明非直接相關(guān)的元件已省略，且圖中各元 件尺寸僅為求容易理解，并非用以限制實際比例。
[0034] 該變速器主要結(jié)構(gòu)：液力變矩器、行星齒輪組。如圖1所示。
[0035] 行星齒輪組的太陽輪13、行星齒輪組的行星齒輪架12、行星齒輪組的齒圈15三 端，一端與輸入裝置2連接，一端與輸出裝置3連接，一端與液力變矩器渦輪8連接。
[0036] 具體實現(xiàn)方式一：行星齒輪組的行星齒輪架12與輸入裝置2連接，行星齒輪組的 齒圈15與輸出裝置3連接，行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器的渦輪8連接。
[0037] 具體實現(xiàn)方式二：行星齒輪組的行星齒輪架12與輸入裝置2連接，行星齒輪組的 太陽輪13與輸出裝置3連接，行星齒輪組的齒圈15與液力變矩器的渦輪8連接。
[0038] 具體實現(xiàn)方式三：行星齒輪組的齒圈15與輸入裝置2連接，行星齒輪組的行星齒 輪架12與輸出裝置3連接，行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器的渦輪8連接。
[0039] 具體實現(xiàn)方式四：行星齒輪組的齒圈15與輸入裝置2連接，行星齒輪組的太陽輪 13與輸出裝置3連接，行星齒輪組的行星齒輪架12與液力變矩器的渦輪8連接。
[0040] 具體實現(xiàn)方式五：行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2連接，行星齒輪組的齒圈 15與輸出裝置3連接，行星齒輪組的行星齒輪架12與液力變矩器的渦輪8連接。
[0041] 具體實現(xiàn)方式六：行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝置2連接，行星齒輪組的行星 齒輪架12與輸出裝置3連接，行星齒輪組的齒圈15與液力變矩器的渦輪8連接。
[0042] 其特點是：行星齒輪組的齒圈15、行星齒輪組的行星齒輪架12、行星齒輪組的太 陽輪13三端都不固定。
[0043] 實例中的具體實現(xiàn)方式是：通過輸入裝置2將動力同時傳遞給液力變矩器泵輪9 和行星齒輪組的齒圈15。行星齒輪組的行星齒輪架12與輸出裝置3連接，進行動力輸出； 行星齒輪組的太陽輪13與液力變矩器渦輪8連接，使液力變矩器的渦輪8倒轉(zhuǎn)，通過增加 液力變矩器的泵輪9和渦輪8的轉(zhuǎn)速差，來擴大變矩、變速范圍。泵輪9通過改變渦輪8的 扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動方向改變變速器的動力輸出。
[0044] 它有三條動力傳遞通道，通道中包括但不限于所列部件：
[0045] 一、輸入裝置--行星齒輪組--輸出裝置。通道一的特點：輸入裝置2使用剛性 元件與輸出裝置3連接，僅采用齒輪傳動方式不間斷的進行動力傳遞。
[0046] 二、輸入裝置--液力變矩器--行星齒輪組--輸出裝置。通道二的特點：輸入 裝置2通過非剛性（液力）元件液力變矩器與輸出裝置3 "軟連接"，進行扭矩傳遞、變矩、 變速、離合。
[0047] 三、輸入裝置--行星齒輪組--液力變矩器的渦輪。通道三的特點：輸入裝置2 與液力變矩器渦輪8連接，僅采用齒輪傳動方式不間斷的進行動力傳遞，擴大變矩、變速范 圍。
[0048] 傳動比分析
[0049] 為了更好的闡明本發(fā)明，設(shè)定以下參數(shù)：
[0050] r :輸入裝置2的轉(zhuǎn)速
[0051] c :輸出裝置3的轉(zhuǎn)速
[0052] q :行星齒輪組的齒圈15的轉(zhuǎn)速
[0053] t :行星齒輪組的太陽輪13的轉(zhuǎn)速。t可以是正值也可以是負值，正值表示行星齒 輪組的太陽輪13與輸入裝置2轉(zhuǎn)動方向相同，負值表示行星齒輪組的太陽輪13與輸入裝 置2轉(zhuǎn)動方向相反。
[0054] w:潤輪8的轉(zhuǎn)速。w可以是正值也可以是負值，正值表示渦輪8與輸入裝置2轉(zhuǎn) 動方向相同，負值表不潤輪8與輸入裝置2轉(zhuǎn)動方向相反。
[0055] A :輸入裝置2與行星齒輪組的齒圈15的傳動比，A=_r / q。因為輸入裝置2與行 星齒輪組的齒圈15轉(zhuǎn)動方向相反，因此用使A的值為正值。
[0056] B :渦輪8與行星齒輪組的太陽輪13的傳動比，B=_(w / t)。因為渦輪8與行星齒 輪組的太陽輪13轉(zhuǎn)動方向相反，因此用使B的值為正值。
[0057] C:變速器傳動比，C=_r / c。因為輸入裝置2與輸出裝置3轉(zhuǎn)動方向相反，因此用 使C的值為正值。
[0058] 由圖1得知：本實例行星齒輪組的太陽輪13半徑為4R，行星齒輪組的行星齒輪14 半徑為4R，行星齒輪組的齒圈15半徑為12R。
[0059] 因此由以上參數(shù)可以得出：
[0060] q=-r/A
[0061] t=-w / B
[0062] c=q/4*3+t/4=-3r/4A-w/4B 〇
[0063] 液力變矩器鎖止器7鎖止后：w=r。
[0064] 因此鎖止器 7 鎖止后：C=-r / c=r / (3r / 4A+r / 4B)=1 / (3 / 4A+1 / 4B)。
[0065] 本實例中輸入裝置2與行星齒輪組的齒圈15的傳動比A=2,渦輪8與行星齒輪組 的太陽輪13的傳動比B=0. 2。
[0066] 因此本實例鎖止器7鎖止后變速器傳動比C=1 / 1.625=0. 6154。
[0067] 實際應(yīng)用中，應(yīng)該根據(jù)實際工況選擇合適的傳動比?？梢愿鶕?jù)需要調(diào)整A、B的值， 也可以改變行星齒輪組的尺寸比例來改變變速器的傳動比。
[0068] 變速器工作過程
[0069] 當變速器輸出裝置3轉(zhuǎn)速為0時，渦輪8按與泵輪9相反的方向倒轉(zhuǎn)，增加了液力 變矩器渦輪8與泵輪9的轉(zhuǎn)速差，且此時渦輪8相對于導輪6倒轉(zhuǎn)，導輪6給渦輪8的反作 用力增加。因此，在車輛起步時，液力變矩器能夠為變速器提供較大扭矩。
[0070] -直深踩油門，液力變矩器的渦輪8與泵輪9就會一直保持最大轉(zhuǎn)速差，變速器可 以一直以最大扭矩進行輸出，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速達到最大值。穩(wěn)定油門，則變速器開始平穩(wěn)的 變速過程，直至液力變矩器鎖止進行勻速轉(zhuǎn)動。
[0071] 另外，可以使用差速器代替本發(fā)明中行星齒輪組的，來實現(xiàn)本發(fā)明。
[0072] 差速器行星齒輪架、差速器左側(cè)齒輪、差速器右側(cè)齒輪三端，僅有一端與輸出裝置 3連接。差速器一端與輸出裝置3連接，一端與輸入裝置2連接，一端與液力變矩器的渦輪 8連接。
[0073] 具體實現(xiàn)方式一：差速器行星齒輪架與輸出裝置3連接，差速器一個側(cè)齒輪與輸 入裝置2連接，一個側(cè)齒輪與液力變矩器的渦輪8連接。
[0074] 具體實現(xiàn)方式二：差速器行星齒輪架與輸入裝置2連接，差速器一個側(cè)齒輪與輸 出裝置3連接，一個側(cè)齒輪與液力變矩器的渦輪8連接。
[0075] 具體實現(xiàn)方式三：差速器行星齒輪架與液力變矩器的渦輪8連接，差速器一個側(cè) 齒輪與輸入裝置2連接，一個側(cè)齒輪與輸出裝置3連接。
[0076] 該變速器具有通過渦輪8的倒轉(zhuǎn)主動增加扭矩的特點，使得車輛即使在高速行駛 進行加速時仍能夠提供較大的扭矩輸出。它能夠一定程度的對液壓油的阻力加以利用。渦 輪8的倒轉(zhuǎn)增加了導輪6對渦輪8的反作用力，擴大了變矩、變速范圍。
[0077] 該變速器通過行星齒輪組進行動力合成，增加了扭矩輸出。
[0078] 因為該變速器是無級變速，減少了發(fā)動機的轉(zhuǎn)速波動，且變速器的變速范圍大，提 高了燃油經(jīng)濟性。
[0079] 該變速器是真正的自動變速器，它不需要其他輔助系統(tǒng)（如與調(diào)速相關(guān)的換擋機 構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電子系統(tǒng)等）即可根據(jù)輸出轉(zhuǎn)速自動調(diào)節(jié)輸出扭矩和傳動比。
[0080] 此外，該變速器可以當作改進的變矩器使用，使用方式是在該變速器動力傳遞通 道一或三中加裝一個變速機構(gòu)。該變速器能夠用極少的檔位大幅度增加變速范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種變速器，它包括液力變矩器。其特征在于，輸入裝置（2)與液力變矩器的泵輪 (9)連接，輸入裝置（2)與液力變矩器的渦輪（8)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器。其特征在于，輸入裝置（2)向液力變矩器的泵輪（9)傳 遞動力的轉(zhuǎn)動方向與輸入裝置（2)向液力變矩器的渦輪（8)傳遞動力的轉(zhuǎn)動方向相反。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器。其特征在于，輸入裝置（2)使用剛性元件與液力變矩器 的渦輪⑶連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的變速器。其特征在于，輸入裝置（2)使用剛性元件與液力變矩器 的渦輪（8)連接，且該連接僅采用齒輪傳動方式不間斷的進行動力傳遞。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器，它包括行星齒輪組。其特征在于，行星齒輪組的行星齒輪 架（12)、行星齒輪組的齒圈（15)、行星齒輪組的太陽輪（13)三端都不固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的變速器。其特征在于，行星齒輪組一端與輸入裝置（2)連接，一端 與輸出裝置（3)連接，一端與液力變矩器的渦輪（8)連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的變速器。其特征在于，行星齒輪組的齒圈（15)與輸入裝置（2)連 接，行星齒輪組的行星齒輪架（12)與輸出裝置（3)連接，行星齒輪組的太陽輪（13)與液力 變矩器的渦輪（8)連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器，它包括差速器。其特征在于，差速器行星齒輪架、差速器 左齒輪、差速器右齒輪三端，僅有一端與輸出裝置（3)連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的變速器。其特征在于，差速器一端與輸出裝置（3)連接，一端與輸 入裝置（2)連接，一端與液力變矩器的渦輪（8)連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的變速器。其特征在于，差速器的行星齒輪架與輸出裝置（3)連 接，一個側(cè)齒輪與輸入裝置（2)連接，一個側(cè)齒輪與液力變矩器的渦輪（8)連接。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器。其特征在于，輸入裝置（2)使用剛性元件與輸出裝置 (3)連接，且該連接僅采用齒輪傳動方式不間斷的進行動力傳遞。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1的變速器。其特征在于，該變速器動力傳遞通道一或三中包含變速 機構(gòu)。
【文檔編號】F16H57/08GK104061307SQ201310500766
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月7日
【發(fā)明者】夏興旺 申請人:夏興旺