終極變速箱的制作方法
【專(zhuān)利摘要】終極變速箱，本發(fā)明為汽車(chē)核心技術(shù)之一，動(dòng)力總成，尤其是無(wú)級(jí)變速箱領(lǐng)域，其主要發(fā)明點(diǎn)是解決了困擾世界一百多年的齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的問(wèn)題，齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是舉世公認(rèn)的世界性難題，是機(jī)械傳動(dòng)上的一個(gè)哥德巴赫猜想，本發(fā)明利用其獨(dú)特的行星齒輪機(jī)構(gòu)和傳統(tǒng)的液力變矩器，進(jìn)行巧妙的組合，使其達(dá)到高效大功率傳動(dòng)和自動(dòng)適應(yīng)性的無(wú)級(jí)變速能力；在本發(fā)明中液力變矩器不再是直接的動(dòng)力傳遞原件，而是輔助的或間接的動(dòng)力傳遞和變速控制原件，液力變矩器的功率只需輸入軸功率的1/2.5至1/4甚至更低，所以其可以做到小型化甚至微型化，本發(fā)明是齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的唯一方案，和現(xiàn)有技術(shù)相比是一個(gè)終極產(chǎn)品，也是汽車(chē)變速傳動(dòng)的終極目標(biāo)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】終極變速箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于變速箱【技術(shù)領(lǐng)域】，實(shí)用于一切機(jī)動(dòng)車(chē)輛及需要變速的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 從汽車(chē)誕生至今已有一百多年的歷史，汽車(chē)的變速箱也己發(fā)展了一百多年，從最 初的手機(jī)變速箱，到目前已發(fā)展形成了三大變速箱系列即，手動(dòng)變速箱、自動(dòng)變速箱和無(wú)極 變速箱。
[0003] 自動(dòng)變速箱分為三種：1、AM機(jī)械式自動(dòng)變速箱；2、AT行星齒輪自動(dòng)變速箱；3、DSG 雙離合變速箱。AMT機(jī)械式自動(dòng)變速箱是對(duì)傳統(tǒng)手動(dòng)變速箱，進(jìn)行電子控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔 的變速箱，其控制過(guò)程基本是模擬駕駛員的操作，AT自動(dòng)變速箱是通過(guò)液力傳動(dòng)和行星齒 輪串連組合的方法，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔的變速箱。DSG雙離合變速箱實(shí)際上是由兩套手動(dòng)變速 箱組合在一起形成的，一個(gè)離合控制奇數(shù)檔，另一個(gè)控制偶數(shù)檔及倒檔，其特點(diǎn)是換檔速度 快，動(dòng)力不中斷，屬于高度自動(dòng)智能化的變速箱。
[0004] 無(wú)級(jí)變速箱目前技術(shù)比較成熟的是：鋼帶（金屬鏈）錐盤(pán)式CVT無(wú)級(jí)變速箱。
[0005] 發(fā)明的目的
[0006] 目前可以說(shuō)我國(guó)車(chē)企完全掌握生產(chǎn)制造技術(shù)的只有手動(dòng)變速箱MT，雖然MT變速 箱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單性能可靠，制造和維護(hù)成本低，且傳動(dòng)效率高，但是相比自動(dòng)變速箱，它操作繁 瑣，檔位切換挫明顯的劣勢(shì)是無(wú)法彌補(bǔ)的，更重要的一點(diǎn)是因其是有極的，不能時(shí)時(shí)刻刻都 發(fā)輝發(fā)動(dòng)機(jī)的最高功率，所以MT變速箱節(jié)油只是相對(duì)的（只是機(jī)械傳動(dòng)效率高）。
[0007] 在自動(dòng)變速箱領(lǐng)域，我國(guó)80 %依靠進(jìn)口，20 %是合資企業(yè)生產(chǎn)其核心技術(shù)依然是 控制在國(guó)外的廠商手中，雖然國(guó)內(nèi)的一些車(chē)企也投入巨資研發(fā)自動(dòng)變速箱，但是在整體上 無(wú)法超越他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。國(guó)外的技術(shù)封鎖市場(chǎng)對(duì)自動(dòng)變速箱需求的逐年增加，這使我國(guó) 自主品牌車(chē)企只能通過(guò)購(gòu)買(mǎi)的方式獲得自動(dòng)變速箱而自身技術(shù)的缺失和國(guó)外廠商的限制。 導(dǎo)致自主品牌車(chē)企在自動(dòng)變速箱的選擇上很有現(xiàn)，多數(shù)搭載的產(chǎn)品在技術(shù)上也沒(méi)太大的優(yōu) 勢(shì)。
[0008] 雖然國(guó)外的廠商在自動(dòng)變速箱領(lǐng)域擁有比較先進(jìn)的技術(shù)和成熟的產(chǎn)品，但是各種 自動(dòng)變速箱都有各自的不可克服的缺點(diǎn)，AMT機(jī)械自動(dòng)變速箱已有40多年的歷史，隨著AT、 CVT、DSG變速箱等技術(shù)的日益完善，這種本質(zhì)上屬于液壓自動(dòng)離合器的手動(dòng)變速箱，因其固 有的缺點(diǎn)，換檔容易產(chǎn)生"頓挫感"換檔過(guò)程中動(dòng)力中斷，使得換檔過(guò)程中加速性能不好等 缺點(diǎn)，現(xiàn)在已很少有車(chē)型彩用。
[0009] AT自動(dòng)變速箱的技術(shù)比較成熟，但由于液力變矩器和行星齒輪組直接串連，是直 接的動(dòng)力傳輸元件，所以其效率偏低，而復(fù)雜的行星齒輪組以及電控模塊使其制造和維護(hù) 成本居高不下，再有就是比較費(fèi)油和換檔遲緩，這些都是AT不可克服的缺點(diǎn)。
[0010] DSG雙離合變速箱代表了當(dāng)今世界變速箱領(lǐng)域的最先進(jìn)技術(shù)，但其實(shí)際上只是高 度自動(dòng)智能化的手動(dòng)變速箱，因其是高度自動(dòng)智能化的變速箱，所以它的電控模塊的復(fù)雜 程度是可想而知，由于是高度的自動(dòng)知能化所以其成本高，故障率高是必然的，再一點(diǎn)它也 是有級(jí)的。CVT無(wú)極變速箱不管是鋼帶錐盤(pán)式，錐環(huán)推動(dòng)式還是滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式等它們都無(wú)一例 外的都是采用了無(wú)極變徑的原理，而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變徑的唯一方法就是摩擦傳動(dòng)，而摩擦傳動(dòng) 和傳遞功率之間是一個(gè)無(wú)發(fā)調(diào)合的矛盾關(guān)系，為了增加傳遞功率就必須增加接觸面，而為 了提高效率又力求減小接觸面，這樣一來(lái)就必須增大壓力，而金屬材料的強(qiáng)度是有限的，所 以如今CVT無(wú)極變速箱的功率已達(dá)極限，要想再提高功率是極其困難的，更為重要的是：雖 然無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是最理想的效率最高的傳動(dòng)方式，但現(xiàn)有的技術(shù)和產(chǎn)品因其上述固有的缺 點(diǎn)以及它的控制系統(tǒng)永遠(yuǎn)也不可能做到，像液力變矩器那樣的自動(dòng)適應(yīng)性，所以它的效率 比手動(dòng)變速箱低就是不爭(zhēng)的事實(shí)，只是相比AT自動(dòng)變速箱要省油一些。
[0011] 從一百年前的橡膠帶極變速到現(xiàn)在的鋼帶傳動(dòng)無(wú)極變速，一百年的大回轉(zhuǎn)說(shuō)明無(wú) 級(jí)變速傳動(dòng)是汽車(chē)傳動(dòng)的終級(jí)目標(biāo)，然而要想實(shí)現(xiàn)真正意義上的無(wú)極變速傳動(dòng)（即實(shí)現(xiàn)大 功率高效率以及自動(dòng)適應(yīng)性等），就必須采用純齒輪傳動(dòng)的方式才能實(shí)現(xiàn)，但是純鋼性的齒 輪實(shí)現(xiàn)無(wú)極變速是一個(gè)舉世公認(rèn)的世界性難題，齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速是機(jī)械傳動(dòng)上的一個(gè)哥 德巴赫猜想，傳統(tǒng)的理論認(rèn)為，齒輪的齒數(shù)是固定的是正整數(shù)不是任意數(shù)，所以只能通過(guò)不 同大小齒輪組合的方式得到幾個(gè)固定的傳動(dòng)比。一百年以來(lái)，歐美等國(guó)在這方面投入了上 百億美金而毫無(wú)進(jìn)展（相對(duì)于真正意義的無(wú)級(jí)變速），而國(guó)內(nèi)的一些車(chē)企也都投入巨資研 發(fā)也毫無(wú)結(jié)果。
[0012] 盡管齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速有理論上的限制，但為了我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，為了打破 外企的壟斷和技術(shù)封鎖，提高國(guó)產(chǎn)品牌汽車(chē)在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，使我國(guó)成為世界汽車(chē) 強(qiáng)國(guó)，多年以來(lái)，我一直沒(méi)有放棄努力。從理論研究到設(shè)計(jì)樣品試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的失敗，克 服了沒(méi)有資金以及生活壓力的重重困難，終于成功設(shè)計(jì)出了純齒輪傳動(dòng)的無(wú)極變速箱，但 因其和現(xiàn)今世界上所有的變速箱相比有下列不可比的優(yōu)勢(shì)：
[0013] 1、在制造工藝性要求上，和手動(dòng)變速箱無(wú)異，在成本上按變速性能及控制方式上 可以分為3-5種類(lèi)型，分別匹配不同的車(chē)型及不同的駕駛習(xí)慣的車(chē)主；最低的和手動(dòng)變速 箱相差無(wú)幾，最高端的遠(yuǎn)低于雙離合及8AT。
[0014] 2、在智能化程度上，具有自動(dòng)適應(yīng)性（能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)功率及車(chē)輛行駛阻力的變化 自動(dòng)的無(wú)限級(jí)的改變傳動(dòng)比而無(wú)需復(fù)雜的微電腦控制系統(tǒng)，而它的反應(yīng)速度幾乎是不需要 時(shí)間的所以它的智能化程度是任何現(xiàn)有變速箱都無(wú)法相比的）。
[0015] 3、在可靠性上因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單沒(méi)有摩擦部件，沒(méi)有別外的耗功原件以極復(fù)雜的控制 系統(tǒng)，所以壽命可以和整個(gè)車(chē)輛同步。
[0016] 4、在傳動(dòng)效率上，比手動(dòng)變速箱稍低（指的是機(jī)械效率）實(shí)際運(yùn)行效率因其有自 動(dòng)適應(yīng)性能力，所以比手動(dòng)變速箱至少要降低油耗15%以上。
[0017] 綜上所述本發(fā)明和現(xiàn)有的最先進(jìn)的變速箱相比是一個(gè)終級(jí)產(chǎn)品，所以我給它取的 名稱(chēng)是"終極變速箱"因其從該變速箱公開(kāi)之后所有的研發(fā)都會(huì)圍繞在該變速箱的設(shè)計(jì)改 進(jìn)上，其它所有的變速箱研發(fā)項(xiàng)目都將下馬。
[0018] 發(fā)明的內(nèi)容
[0019] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了全新設(shè)計(jì)的行星齒輪組（和AT自動(dòng)變速箱的行星 齒輪組要簡(jiǎn)單很多）和傳統(tǒng)的液力變矩器通過(guò)巧妙的組合，使其實(shí)現(xiàn)了高效大功率的無(wú)級(jí) 變速的目的。
[0020] 該變速箱由三部分組成，行星齒輪組部分，液力變矩器以及起連接，變速作用的齒 輪和軸及輔助部件（一端連接至行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪至液力變 矩器的泵輪至渦輪至行星架）行星齒輪組分為兩部分即：變速傳動(dòng)行星齒輪組和行星架反 作用力控制行星齒輪組；液力變矩器在該變速箱中不再是直接的動(dòng)力傳遞原件，而是和行 星齒輪組并連是輔助的或間接的動(dòng)力傳遞和變速控制原件，其泵輪通過(guò)齒輪及軸或直接和 行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪嚙合連接，渦輪通過(guò)齒輪及軸和行星架?chē)Ш?連接，導(dǎo)輪固定在變速箱的殼體上。整個(gè)行星架被加工成一個(gè)外齒輪或部分加工成外齒輪， 兩個(gè)行星齒輪組的行星架鋼性的連為一個(gè)整體，或共用一個(gè)行星架這樣結(jié)構(gòu)更加緊湊兩個(gè) 行星齒輪組同軸，在結(jié)構(gòu)上是串連的，而在原理上是并連的，兩個(gè)行星齒輪組在結(jié)構(gòu)上是一 模一樣的，所不同的是：變速傳動(dòng)行星齒輪組是減速行星齒輪組，根據(jù)速比的設(shè)計(jì)當(dāng)行星 架轉(zhuǎn)速為零時(shí)，輸出太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速降致最低，而行星架反作用力控制行星齒輪組是一個(gè)增 速行星齒輪組，根據(jù)速比的設(shè)計(jì)，當(dāng)行星架轉(zhuǎn)速為零時(shí)，其輸出太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速升至最高。行 星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速和行星架的轉(zhuǎn)速通過(guò)液力變矩器的自動(dòng) 適應(yīng)性調(diào)整，使該變速箱據(jù)有自動(dòng)適應(yīng)性的高度智能化的無(wú)級(jí)變速能力。行星架反作用力 控制行星齒輪組在輸入軸的輸入端，變速傳動(dòng)行星齒輪組在其后面，行星架反作用力控制 行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪和輸入軸同軸，但和輸入軸游離，可以相對(duì)于輸入軸正反旋轉(zhuǎn)，變 速傳動(dòng)行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪也和輸入軸同軸，也和其游離也可以相對(duì)于輸入軸正反旋 轉(zhuǎn)。行星架反作用力控制行星齒輪組的輸入太陽(yáng)輪和變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸入太陽(yáng)輪都 鋼性的固定在輸入軸上，所以其轉(zhuǎn)速和輸入軸同步。行星架也和輸入軸同軸，也可以相對(duì)輸 入軸任意旋轉(zhuǎn)。因兩個(gè)行星齒輪組都各有輸入，輸出兩個(gè)太陽(yáng)輪，所以都必須有輸入，輸出 兩個(gè)行星齒輪與之相應(yīng)的嚙合，行星齒輪之間通過(guò)行星齒輪軸鋼性的連接在一起。為了平 衡域增加強(qiáng)度，減小軸向尺寸，行星齒輪可以設(shè)計(jì)為兩組或三組，對(duì)稱(chēng)排列或互為120度角 通過(guò)行星輪軸固定在行星架上。該變速箱的液力變矩器因不是直接的動(dòng)力傳遞原件，所以 其能容（即功率）只需輸入軸功率的1/2. 5至1/4甚至更低，在最大傳動(dòng)比時(shí)只需幾十分 之一，所以該變速箱的液力變矩器可以做到小型化甚至微型化。為了使該變速箱的效率在 傳動(dòng)比范圍內(nèi)的任意速比下都保持93%以上的傳動(dòng)效率（會(huì)在90%至96之間波動(dòng)），所以 需要把它分成幾個(gè)檔，最多四個(gè)檔，最少兩個(gè)檔，按操作方式的不同可以分為：MT手動(dòng)式、 手自一體式，AMT式、AT式、DSG式混合式六種類(lèi)型。而每種類(lèi)型又都可分為高端型（四檔） 和經(jīng)濟(jì)型（兩檔）。高端型四檔的檔位分別是：四檔超速檔，傳動(dòng)比在1-0. 65之間（傳動(dòng) 比大于1時(shí)效率會(huì)降低）所以必須使用直接檔，以此類(lèi)推，3檔或叫直接檔，傳動(dòng)比在1-1. 7 之間；2檔傳動(dòng)比在1. 7-2. 5之間；1檔傳動(dòng)比在2. 5-5左右，兩檔型的沒(méi)有超速檔主要應(yīng) 用小排量車(chē)，1檔和2檔之間的落差會(huì)大一些因?yàn)橐毫ψ兙仄鞯奶匦韵拗?，所以其效率稍?一些，以上的傳動(dòng)比范圍只是一個(gè)參考值。該變速箱的液力變矩器根據(jù)車(chē)型及功率的不同 需要選擇不同穿透性的液力變矩器域綜合式液力變矩器或非穿透性的變矩器。以上將該變 速箱的主體核心部分做了比較詳細(xì)的介紹，該變速箱檔位、類(lèi)型指的是：該變速箱的行星架 反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪，和液力變矩器泵輪之間（兩者嚙合或連接）的減 速，或等速，以及渦輪與行星架之間的減速或等速齒輪的不同類(lèi)型，以及控制方法的不同而 分為六種類(lèi)型，下面將該變速箱的六種類(lèi)型逐一說(shuō)明。
[0021] 1、MT手動(dòng)型：在行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪上設(shè)計(jì)一個(gè)減速 齒輪等速齒輪通過(guò)手動(dòng)撥檔桿與液力變矩器的泵輪交替嚙合；在與渦輪連接的軸上設(shè)計(jì)一 個(gè)減速和等速齒輪，通過(guò)撥檔桿與行星架交替嚙合，再在輸出軸上設(shè)計(jì)一個(gè)倒檔，一個(gè)超速 檔空檔將根據(jù)需要而定，這是四前速的MT手動(dòng)型的無(wú)級(jí)變速箱，對(duì)于經(jīng)濟(jì)型車(chē)可以取消超 速檔和一個(gè)減速檔。
[0022] 2、手自一體型：該型是針對(duì)那些追求駕駛樂(lè)趣的人士而設(shè)計(jì)的，它可以和其他五 種類(lèi)型任意配合，從而實(shí)手動(dòng)自動(dòng)的任意切換，這就是手自一體式無(wú)級(jí)變速箱。
[0023] 3、AMT式：和AMT機(jī)械式自動(dòng)變速箱一樣，所不同的是它在檔位切換時(shí)非常平順， 據(jù)有自動(dòng)適應(yīng)性。
[0024] 4、AT式：所謂AT式，就是在變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪后面串連一個(gè)傳統(tǒng) 的單排行星齒輪組，其主要目的是提供一個(gè)倒檔，一個(gè)超速檔，一個(gè)減速檔（這個(gè)減速檔的 目的是為了縮小該變箱的變速傳動(dòng)行星齒輪組傳動(dòng)比范圍，使其效率更高），當(dāng)然還有一個(gè) 直接檔（在直接檔時(shí)，該單排行星齒輪組就不起作用，，該行星排的換檔時(shí)機(jī)除倒檔需手動(dòng) 夕卜，其它三個(gè)檔都是自動(dòng)的該行星排的換檔時(shí)機(jī)由，變速箱的行星架運(yùn)行狀態(tài)提供，當(dāng)行星 架轉(zhuǎn)速接近零時(shí)降檔，轉(zhuǎn)速接近輸入軸轉(zhuǎn)速時(shí)升檔。）在液力變矩器的泵輪和行星架反作用 力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪之間；渦輪和行星架之間各串連一個(gè)小型化AT式的單排 行星齒輪組，其只需提供直接檔和降速檔，使用兩個(gè)的目的是為了增加它的傳動(dòng)比范圍，因 一個(gè)行星排的所提供的最大傳動(dòng)比只有3左右，而兩個(gè)的話就可以達(dá)到9左右，如果液力變 矩器在零速時(shí)的變矩系數(shù)達(dá)到6那么其可以把泵輪的力矩放大數(shù)十倍，這兩個(gè)小型化行星 排，彼此分開(kāi)而單獨(dú)串連是因?yàn)椋喝绻阉冀M合在泵輪一側(cè)，因行星架反作用力控制行星 齒輪組是一個(gè)增速行星齒輪組，當(dāng)變速箱的行星架轉(zhuǎn)速為零時(shí)，它的輸出太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速達(dá)到 最高，而該行星排會(huì)把輸出太陽(yáng)輪的轉(zhuǎn)速降低9倍左右，這樣一來(lái)液力變矩器的泵輪轉(zhuǎn)速 會(huì)太低從而影響功率。而如把它都組合在渦輪一側(cè)，其結(jié)果是在同樣的狀態(tài)下液力變矩器 的泵輪轉(zhuǎn)速會(huì)太高。該兩個(gè)行星排的換檔時(shí)機(jī)通過(guò)液力變矩器導(dǎo)輪的反作用力的大小提供 信息，?；虮幂喤c渦輪之間的速比提供信息等。
[0025] 5、DSG雙離合型，該型其實(shí)就是把手動(dòng)型的檔位或混合其它的變速方式組合在兩 個(gè)離合器上，而它的控制系統(tǒng)也是通過(guò)液力變矩器導(dǎo)輪受力大小或其它工況條件改變來(lái)提 供換檔時(shí)機(jī)。
[0026] 6、混合型：所謂混合型就綜合前幾種類(lèi)型的所有優(yōu)點(diǎn)而去除其缺點(diǎn)，根據(jù)不同的 車(chē)型和功率而優(yōu)化設(shè)計(jì)的變速控制方式。
[0027] 在以上的類(lèi)型中，AT型的其可以提供倒檔的傳統(tǒng)單排行星齒輪組，在其它的所有 類(lèi)型中都可以使用。該變速箱也可以取消行星架反作用力控制行星齒輪組，液力變矩器的 泵輪通過(guò)齒輪及軸或直接連接在變速箱的輸入軸上，其它不變，但這樣做會(huì)使其效率降低 5% -15%。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1為本發(fā)明主附圖，液力變矩器也可以和輸入軸同軸其輸出軸，和后橋之間串 連的傳統(tǒng)單排行星齒輪組，主要目的是提供倒檔，其超速檔和減速檔是為了減小變速箱的 傳動(dòng)比范圍，使其效率更高。
[0029] 圖2為本發(fā)明手動(dòng)型（只是簡(jiǎn)單示意）
[0030] 圖3為本發(fā)明的AT型（只是簡(jiǎn)單示意）
[0031] (本發(fā)明的所有類(lèi)型，都是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而進(jìn)優(yōu)化組合的技術(shù)方案，在這里就不 一一列舉）。
[0032] 圖1說(shuō)明
[0033] 1輸入軸；2液力變矩器；3副軸（該軸作用是連接變速箱，在泵輪一側(cè)為泵輪軸， 渦輪一側(cè)為渦輪軸是連接變速箱反作用控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪--液力變矩器泵 輪--渦輪--行星架之間的橋梁作用）；4行星架；5行星架反作用力控制行星齒輪組的 輸入太陽(yáng)輪；6變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸入太陽(yáng)輪；7行星架同步齒輪（該齒輪與行星架鋼 性連接與輸出軸游離設(shè)計(jì)該齒輪的目的是為了減小變速箱的徑向尺寸）。8傳統(tǒng)單排行星 齒輪組（該齒輪組的控制，換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，唯一的區(qū)別就是它的換檔 時(shí)機(jī)由變速箱的行星架運(yùn)行狀態(tài)提供，所以在這里只是一個(gè)簡(jiǎn)單示意圖，只是為了表明它 在該變速箱中的位置）；9輸出軸；10變速傳動(dòng)行星齒輪組輸出太陽(yáng)輪（該太陽(yáng)輪與傳統(tǒng)單 排行星齒輪組8串連）；11變速傳動(dòng)行星齒輪組的行星輪軸；12變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸 出行星輪；13變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸入行星輪；14行星架反作用力控制行星齒輪組的輸 入行星輪；15行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出行星輪；16行星架反作用力控制行星 齒輪組的行星輪軸；17行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪；18與17鋼性連接 的軸套承載安裝相關(guān)的齒輪等，與泵輪嚙合或連接。
[0034] 圖2說(shuō)明：
[0035] 19行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出齒輪，19檔位齒輪（該齒輪通過(guò)單向軸 承固定在軸18上，和液力變矩器2泵輪連接嚙合，為使變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，泵輪外殼被加工成 齒輪，其與之嚙合的齒輪半徑比為3 : 1左右）；20與19 一樣的齒輪（其區(qū)別是與軸鋼性 連接直徑比19大）；21檔位齒輪：該齒輪與泵輪軸游離通過(guò)同步器22與泵輪連接；22同步 器；23撥叉：24換檔手柄；25同步器；26檔位齒輪與渦輪軸游離；27檔位齒輪與渦輪軸游 離。
[0036] 圖3說(shuō)明
[0037] 28行星架反作用力控制行星齒輪組輸出軸18上常嚙合齒輪；29與齒輪28常嚙合 傳動(dòng)；30小型化的傳統(tǒng)單排行星齒輪組（串連于齒輪29與液力變矩器泵輪之間）；31小型 化傳統(tǒng)單排行星齒輪組（串連于液力變矩器2渦輪與齒輪32之間）；32與行星架4常合齒 輪。
【具體實(shí)施方式】 [0038] 及實(shí)施例
[0039] 現(xiàn)接合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)施例?，F(xiàn)將該變速箱的變速原理，以及 該變速箱的變速傳動(dòng)行星齒輪組的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)，行星架反作用力控制行星齒輪組的傳動(dòng)比 設(shè)計(jì)，液力變矩器的泵輪、渦輪減速比的設(shè)計(jì)，液力變矩器在不同效率工況下，與該變速箱 的傳動(dòng)效率之間的函數(shù)關(guān)系，各運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間的速比關(guān)系，接合附圖作更進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō) 明。
[0040] 為便于書(shū)寫(xiě)和表達(dá)本發(fā)明的一些運(yùn)轉(zhuǎn)部件及單位將用字母表示。
[0041] A表示變速傳動(dòng)行星齒輪組
[0042] B表示行星架反作用力控制行星齒輪組
[0043] C4表示行星架
[0044] Z表示齒輪及齒數(shù)
[0045] η表示效率
[0046] r/min表示每分鐘轉(zhuǎn)速
[0047] i表示傳動(dòng)比
[0048] 例：變速傳動(dòng)行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪10表示為（Z1(l)以此類(lèi)推。
[0049] A 的最大傳動(dòng)比：i = Z13 + Z6 X (Z1Q + Z12)
[0050] B的最大傳動(dòng)比：因 B是增速行星齒輪組，它的輸出太陽(yáng)輪17所受阻力的大 小，取決于行星架4的反作用力大小，所以其只能按其增速比來(lái)表示其特性；輸入軸 1+(Z 14 + Z5) X (Z17 + Z15)的數(shù)值就是其與輸入軸1的增速倍數(shù)。B的最小傳動(dòng)比：i = Z14 + Z5X (z17 + z15)。
[0051] 該變速箱A的最大傳動(dòng)比乘以單排行星齒輪組8的最大傳動(dòng)比就是該變速箱的最 大傳動(dòng)比。
[0052] C4的最大反作用力（C4轉(zhuǎn)速為零或接近零時(shí)）=A的最大傳動(dòng)比減1。
[0053] 該變速箱傳動(dòng)比等于1時(shí)或接近1時(shí)（也就A的傳動(dòng)比為1)或接近1, C4的轉(zhuǎn)速 等于或接近輸入軸1轉(zhuǎn)速）
[0054] C4的最小反作用力=C4的最大反作用力+A的最大傳動(dòng)比XB的最小傳動(dòng)比。
[0055] 該變速箱A的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)，B的增速比設(shè)計(jì)，液力變矩器泵輪、渦輪減速比的設(shè)計(jì)， 對(duì)該變速箱的效率影響，以及各運(yùn)轉(zhuǎn)部件之間的速比關(guān)系，已經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)取得數(shù)據(jù)并 通過(guò)計(jì)算對(duì)該變速箱匹配不同功率的車(chē)型及類(lèi)型，從而得出最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。
[0056] 現(xiàn)例舉一下同不的傳動(dòng)比設(shè)計(jì)，對(duì)該變速箱效率的影響：
[0057] 設(shè)A的最大傳動(dòng)比為4
[0058] 設(shè)B的最小傳動(dòng)比為0. 5,也就是相對(duì)輸出軸1，增速2倍。
[0059] 則C4的最大反作用力為4-1 = 3
[0060] C4的最小反作用力3 + 4X0. 5 = 0· 375
[0061] 因 B是增速行星齒輪組，所以當(dāng)A處在最大傳動(dòng)比時(shí)（C4的轉(zhuǎn)速已接近0或=0 時(shí)），B的輸出太陽(yáng)輪17轉(zhuǎn)速為輸入軸1轉(zhuǎn)速+0. 5 =輸入軸轉(zhuǎn)速的2倍。先計(jì)算一下傳 動(dòng)比為1時(shí)傳動(dòng)效率。設(shè)輸入軸轉(zhuǎn)速為l〇〇〇/min。
[0062] 因 A的傳動(dòng)比為1時(shí)，C4的反作用力=0· 375，
[0063] 而B(niǎo)的輸出太陽(yáng)輪17的扭力也=0· 375,二者平衡。
[0064] 此時(shí)液力變矩器2的泵輪直接和B的輸出太陽(yáng)輪17嚙合連接，渦輪直接和C4嚙 合連接，嚙合齒比為1 : 1，此時(shí)它們的轉(zhuǎn)速都同步，但液力變矩器2沒(méi)有鎖止的情況下，它 們的轉(zhuǎn)速不可能同步，所以其效率也不可能100%。傳統(tǒng)的AT自動(dòng)變速箱在液力變矩器工 況的偶合點(diǎn)的速比一般為〇. 85,效率也就是85%，但是該變速箱的效率為：渦輪轉(zhuǎn)速為泵 輪的85%，也就是C4的轉(zhuǎn)速只有B的輸出太陽(yáng)輪17轉(zhuǎn)速的85%，設(shè)C 4的轉(zhuǎn)速為X，
[0065] 則 C4 的轉(zhuǎn)速=(2000-x) X0. 85 = X
[0066] X = 918. 91
[0067] C4 = 918. 91
[0068] 因 A的最大傳動(dòng)比為4,所以其最終的速比為：
[0069] A的效率 η = [(1000-918. 91)+4+918. 91]+1000 = 0· 939(也就是效率93. 9%)
[0070] 這時(shí)行星齒輪組基本沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)際上只有兩對(duì)齒輪在嚙合，因這時(shí)C4的反 作用力只有輸入軸1的（1+0.375=2.67) A所以其齒輪的傳動(dòng)效率應(yīng)在99%以上，最終 2.0/ 效率為Π = 0.939X0.99 = 0.929(比AT的效率提高了 8% )，再看看在最大傳動(dòng)比時(shí)該 變速箱的效率。
[0071] A = 4 C4 = 4-1 = 3設(shè)定泵輪的減速比為3,渦輪的減速比為3,這樣在液力變 矩器2在沒(méi)有變矩的情況下，B的輸出太陽(yáng)輪17的扭矩被放大了 9倍，如果液力變矩器2在 零速時(shí)變矩系數(shù)達(dá)到3,那么B的輸出太陽(yáng)輪的扭力將被放大27倍。
[0072] 因 C4的反作用力只有3,所以B的輸出太陽(yáng)輪扭力只需3的1/27,而液力變矩器2 又會(huì)自動(dòng)適應(yīng)性調(diào)整，泵輪與渦輪的扭矩比
[0073] 因 C4反作用力=3,所以其效率為：η = (3 + 27X26+1) +4 = 0· 972
[0074] 這是液力變矩器2效率為0的情況下，該變速箱的最大傳動(dòng)比的效率（沒(méi)有計(jì) 算齒輪損耗），因 Α和Β在原理上是并連的，所以這時(shí)只有3對(duì)齒輪在嚙合，其效率為： 100X0. 99X0. 99X0. 99 = 0· 97X0. 972 = 0· 94,這是變速箱最大傳動(dòng)比時(shí)，液力變矩器 效率為〇時(shí)效率。該變速箱在最大傳動(dòng)比時(shí)B的輸出太陽(yáng)輪阻力只有C4的1/27,也就是 這1/27被液力變矩器消耗掉了，輸入液力變矩器2泵輪的扭力因被減速齒輪放大了 3倍： 3 + 27X3 = 0. 333,反而比傳動(dòng)比為1時(shí)小，這就需要使用具有一定穿透性的變矩器。
[0075] 再計(jì)算一下該變速箱的傳動(dòng)比為2時(shí)的效率。
[0076] A = 2 C4 = 2-1 = 1(因 A傳動(dòng)比為2,所以A的輸出太陽(yáng)輪10轉(zhuǎn)速為500/min)
[0077] C4和B的輸出太陽(yáng)輪17速比為：
[0078] C4 的轉(zhuǎn)速：（1000-x) +4+x = 500
[0079] X = 333. 333
[0080] C4 = 333. 333
[0081] B 的輸出太陽(yáng)輪轉(zhuǎn)速為：2000-333. 333 = 1666. 666
[0082] C4和B的輸出太陽(yáng)輪17速比為1 : 5,即C4轉(zhuǎn)1圈，太陽(yáng)輪17轉(zhuǎn)5圈。
[0083] 液力變矩器2的泵輪被減速齒輪減慢3倍，而傳動(dòng)比為2時(shí)行星架C4的轉(zhuǎn)速比B 的輸出太陽(yáng)輪17轉(zhuǎn)速要慢5倍，所以其渦輪還需降速1. 66倍，對(duì)應(yīng)液力變矩器在該速比下 的效率為80%，因此時(shí)C4的反作用力為（2-1 = 1)1，所以其B的輸出太陽(yáng)輪17的扭力為 (1 + 5 = 0· 2)0. 2,渦輪作用在行星架上的扭力被抵消了 0· 2,行星架還剩0· 8的推力+輸入 軸 1 的扭力=1.8,1.8 + 2 = 0.9。
[0084] 所以變速箱在該狀況下的效率為η = 1.8 + 2,即：90%
[0085] 下面再重新設(shè)計(jì)一下傳動(dòng)比，看看效率有什么變化
[0086] A的最大傳動(dòng)比設(shè)為2. 5
[0087] B的輸出太陽(yáng)輪最小傳動(dòng)比設(shè)為0. 333……，輸出軸1轉(zhuǎn)速還是1000/min，因 B17 的最小傳動(dòng)比為〇. 3333,所以其在C4的轉(zhuǎn)速為0時(shí)（A達(dá)到最大傳動(dòng)比時(shí)），B的輸出太陽(yáng) 輪17轉(zhuǎn)速是輸入軸1的3倍，與之對(duì)應(yīng)的是B的輸出太陽(yáng)輪17轉(zhuǎn)速每下降2, C4的轉(zhuǎn)速就 上升1，當(dāng)其下降2000與輸入軸1同步時(shí)，C4剛好上升為1000與輸入軸1同步，傳動(dòng)比為 1，但是和上面一樣有損耗，不可能=1，C4和B的輸出太陽(yáng)輪17的速比任為85%。
[0088] C4 的轉(zhuǎn)速 X = (3000-2x) X0. 85
[0089] C4 = 944. 444......
[0090] 因 A的最大傳動(dòng)比為2· 5,所以其效率為η = [(1000-944. 444) +2. 5+944. 444] + 1000 = 0.9666,即效率 96. 66%。
[0091] A最大傳動(dòng)比時(shí)的效率：設(shè)泵輪、渦輪的減速比同上，零速變矩系數(shù)也同上則：C4 的最大反作用力為：2· 5-1 = 1. 5
[0092] n = (1. 5 + 27Χ26)+1 + 2· 5 = 0· 9777
[0093] 由此可以看出該變速的Α的最大傳動(dòng)比越小，Β的增速比越大，增速倍數(shù)在2-4之 間比較合適，該變速箱的效率越高，在某些工況下甚至高于齒輪的效率，如果液力變矩器零 速變矩系數(shù)能達(dá)到6,則該變速箱的效率在某些工況下幾乎可以達(dá)到98%以上（不算齒輪 的損耗），如果變速箱的最大傳動(dòng)比設(shè)定為5,則其和傳統(tǒng)AT單排行星齒輪組8配合后，則 各自的傳動(dòng)比為=2.236,這樣該變速箱的效率大大提高。該變速箱具有自動(dòng)適應(yīng)性的 變速能力，是因?yàn)檐?chē)輛行駛的阻力在變速箱傳動(dòng)比范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)上，行星架4都有與 之對(duì)應(yīng)的阻力和轉(zhuǎn)速，而行星架4的轉(zhuǎn)速和阻力通過(guò)液力變矩器2的自動(dòng)適應(yīng)性調(diào)整，始終 保持和發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳匹配。
[0094] 下面再具體析介紹一下圖2和圖3的兩個(gè)實(shí)施例。
[0095] 圖2介紹：
[0096] 圖2是該變速箱的手動(dòng)型，其原理是：把整個(gè)傳動(dòng)比范圍，分成幾個(gè)無(wú)級(jí)變速段通 過(guò)手動(dòng)；使其達(dá)到與發(fā)動(dòng)機(jī)的完美匹配。
[0097] 例如：在汽車(chē)的行駛阻力為1時(shí)，傳動(dòng)比也為1，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速恒定的情況下，這時(shí)行 星架4，AB兩個(gè)齒輪組可以看成是一個(gè)整體與輸入軸1同步旋轉(zhuǎn)，直接輸出動(dòng)力，齒輪20與 齒輪21嚙合（該兩個(gè)齒輪齒比一致），齒輪21與同步器22連接，從而使變矩器2的泵輪 與軸18的轉(zhuǎn)速同步，因齒輪19安裝在單向軸承上，所以這時(shí)它可以自由旋轉(zhuǎn)。變矩器2的 渦輪通過(guò)同步器25連接齒輪27,齒輪27與齒輪7嚙合，齒輪27與齒輪7齒比一致（齒輪 7為行星架4的同步齒輪，它與輸出軸游離與行星架4鋼性連接，設(shè)計(jì)該齒輪的目的在于減 小變速箱的尺寸，當(dāng)然也可以不要），這就是傳動(dòng)比為1時(shí)齒輪的嚙合狀態(tài)（當(dāng)然液力變扭 器沒(méi)有鎖止的情況下傳動(dòng)效率為95%左右）。當(dāng)汽車(chē)的行駛阻力持續(xù)增大到一定值，S卩：變 矩器2的泵輪與渦輪的速比達(dá)到3 : 1時(shí)，為了提高效率，通過(guò)手柄24撥叉23使同步器22 與齒輪21分離，使其自由旋轉(zhuǎn)，這時(shí)齒輪19與變矩器泵輪殼嚙合，其齒比為1 : 3,即泵輪 殼的齒數(shù)是齒輪19的3倍，這樣渦輪的扭矩在變矩器沒(méi)有變矩的情況下，就被放大了 3倍， 汽車(chē)行駛的阻力繼續(xù)增大，當(dāng)齒輪19與齒輪27的速比達(dá)到9 : 1時(shí)，S卩：齒輪19的速轉(zhuǎn)是 齒輪27的9倍。這時(shí)通過(guò)手柄24把同步器25與齒輪27分開(kāi)，使其自由旋轉(zhuǎn)，再把同步器 25與齒輪26嚙合，因齒輪26的齒數(shù)是行星架4的1/3,所以現(xiàn)在，在變矩器沒(méi)有變矩的情 況下，作用在行星架4的推力被放大了 9倍，汽車(chē)的阻力進(jìn)一步增大，直到達(dá)到其最大傳動(dòng) 比時(shí)，這時(shí)行星架4的轉(zhuǎn)速為零，變矩器2的渦輪轉(zhuǎn)速也為零，但其扭力被放大了數(shù)十倍，也 就是這數(shù)十分之一的被損耗掉了。如果把變速傳動(dòng)行星齒輪組的最大傳動(dòng)比設(shè)為力，那 么與該變速箱輸出軸與后橋之間串連的傳統(tǒng)單排行星齒輪組8的最大傳動(dòng)比也相應(yīng)的設(shè) 為,這樣其總的最大傳動(dòng)比就是5,如果齒輪組8的超速檔為0. 65,則該變速箱的傳動(dòng)比 范圍達(dá)到（5 + 0. 65)7. 69,當(dāng)然傳動(dòng)比可以根據(jù)需要而設(shè)計(jì)，當(dāng)汽車(chē)的阻力達(dá)到變速傳動(dòng)行 星齒輪組的最大傳動(dòng)比時(shí)，傳感器檢測(cè)到行星架4的轉(zhuǎn)速很慢或靠近0時(shí)，對(duì)齒輪組8發(fā)出 降檔指令，這樣變動(dòng)傳動(dòng)行星齒輪組在齒輪組8的傳動(dòng)比范圍內(nèi)又重復(fù)同樣的無(wú)極變速過(guò) 程。
[0098] 傳統(tǒng)單排行星齒輪組8的控制鎖止換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)（提供 換檔時(shí)機(jī)的信息由行星架4的運(yùn)行狀況提供，行星架4轉(zhuǎn)速接近0或等于0或小于0時(shí)降 檔，轉(zhuǎn)速和輸入軸1接近時(shí)升檔），所以在圖上只是為表明其位置的簡(jiǎn)單示意圖，其細(xì)節(jié)沒(méi) 必要一一畫(huà)出。液力變矩器也是一樣的表明位置的示意圖，其泵輪、渦輪、導(dǎo)輪等的細(xì)節(jié)也 沒(méi)有畫(huà)出。在該變速箱中變矩器2的導(dǎo)輪還有一個(gè)輔助作用就是根據(jù)所其所受反作用力的 大小為自動(dòng)型的提供換檔時(shí)機(jī)信息，當(dāng)導(dǎo)輪的反作用力為〇時(shí)升檔，渦輪與泵輪的速比達(dá) 到0. 33左右或根據(jù)導(dǎo)輪的反作用力達(dá)到某值時(shí)降檔。
[0099] 圖3介紹
[0100]圖3是該變速箱的AT型，其原理是把手動(dòng)型的齒輪換檔機(jī)構(gòu)換成了兩個(gè)傳統(tǒng)單排 行星齒輪組。每個(gè)單排行星齒輪組只需提供兩個(gè)檔，即：減速檔和直接檔，當(dāng)然其換檔時(shí)機(jī) 也由變矩器2的導(dǎo)輪提供。兩個(gè)小型化的傳統(tǒng)單排行星齒輪組的鎖止控制原件也是使用現(xiàn) 有技術(shù)，所以在圖上只是簡(jiǎn)單示意其位置關(guān)系。
[0101] 齒輪28與齒輪29嚙合，齒輪組30串連于齒輪29與變矩器2的泵輪之間，齒輪組 31串連于渦輪與齒輪32之間，齒輪32與齒輪7常合。
[0102] 以上的手動(dòng)型和AT型兩個(gè)技術(shù)方案僅供參考，其實(shí)際應(yīng)根據(jù)不同的車(chē)型及消費(fèi) 群體在6種類(lèi)型中任意搭配或單獨(dú)使用。該變速箱還有一個(gè)簡(jiǎn)化型，就是取消行星架反作 用力，控制行星齒輪組，液力變矩器2的泵輪通過(guò)齒輪及軸或直接固定在輸入軸1上，渦輪 通過(guò)齒輪及軸依然和行星架4嚙合，其它不變。但這樣會(huì)使其效率降低很多（經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn) 證），其原理就不細(xì)說(shuō)了。
[0103] 該變速箱經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試及理論分析計(jì)算，表明，其性能特征為：變速傳動(dòng)行星齒輪 組的最大傳動(dòng)比越小，行星架反作用力控制行星齒輪組的增速比越大，整個(gè)傳動(dòng)比范圍內(nèi) 的檔位越多，其效率越高，最理想也是最合理的設(shè)計(jì)為：變速傳動(dòng)行星齒輪組的最大傳動(dòng)比 在2-4之間，再配合齒輪組8,其最大傳動(dòng)比將達(dá)到4-8足夠了，行星架反作用力控制齒輪組 的最大增速比在2-4之間，其檔位數(shù)最多4個(gè)前進(jìn)檔己足夠了。
[0104] 最后來(lái)計(jì)算一下，6檔手動(dòng)變速箱的實(shí)際運(yùn)行效率。
[0105] 檔位傳動(dòng)比 各檔最低效率 平均效率 1 4.15 2.37+4.15=0.571 (0.571+100%) +2=0.786 2 2.37 1.56+2.37=0.658 (0.658+100%) +2=0.829 3 1.56 1.15 + 1.56=0.737 (0.737+100%) +2=0.869 4 1.15 0.86+1.15=0.749 (0.749+100%) +2=0.875 5 0.86 0.69+0.86=0.802 (0.802+100%) +2=0.901 6 0.69
[0106] 總的平均效率 η = (0· 876+0. 829+0. 869+0. 875+0. 901)+5
[0107] = 85. 2%
[0108] 以上的計(jì)算可以看出效率最高的手動(dòng)變速箱的實(shí)際運(yùn)行效率是偏低的，平均只有 85. 2% (齒輪的損耗不計(jì)），為什么會(huì)是這種結(jié)果呢，現(xiàn)以1檔為例說(shuō)明一下：在汽車(chē)的行 駛阻力剛好最大傳動(dòng)比時(shí)，這時(shí)的效率為100%，在阻力比2檔傳動(dòng)比稍大時(shí)，但比1檔的傳 動(dòng)比小很多，這時(shí)如果用2檔，則動(dòng)力不夠，只能用1檔，但又浪費(fèi)了很多功率，所以這時(shí)效 率最低。由此可見(jiàn)，就是目前最省油的手動(dòng)變速箱運(yùn)行效率至少比本發(fā)明低8 %以上，而就 是一流的駕駛員也不可能時(shí)時(shí)刻刻都能把握最佳換擋時(shí)機(jī)，所以其效率還要降低5%以上。
[0109] 本發(fā)明是齒輪實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)的唯一方案，也是終級(jí)方案，它的出現(xiàn)在變速箱 發(fā)展史上是一個(gè)重大突破，在不久的將來(lái)，它將會(huì)徹底淘汰所有類(lèi)型的摩擦傳動(dòng)CVT無(wú)級(jí) 變速箱和AT自動(dòng)變速箱，以及雙離合等變速箱。如果把該變速箱應(yīng)用在工程機(jī)械上，將會(huì) 使其燃油經(jīng)濟(jì)性最少提高40%。該發(fā)明是一個(gè)世界級(jí)的巨大市場(chǎng)，該市場(chǎng)我們中國(guó)人已搶 灘成功。
【權(quán)利要求】
1. 一種齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征在于，該變速箱由變速傳動(dòng)行星齒輪組，行星架反 作用力控制行星齒輪組，液力變矩器（2)及其輔助部件組成，變速傳動(dòng)行星齒輪組由，和輸 入軸⑴鋼性連接的輸入太陽(yáng)輪（6)，和輸入軸⑴游離或斷開(kāi)的輸出太陽(yáng)輪（10)，與輸入 太陽(yáng)輪（6)嚙合的行星輪（13)，與輸出太陽(yáng)輪（10)嚙合的行星輪（12)，行星輪（13)與行 星輪（12)都鋼性的連接在行星輪軸（11)上，行星輪軸（11)按裝在行星架（4)上，齒輪（7) 與輸出軸游離與行星架（4)鋼性連接，行星架（4)部分或全部被加工成一個(gè)外齒輪，行星架 反作用力控制行星齒輪組由：與輸入軸（1)鋼性連接的輸入太陽(yáng)輪（5)，與輸入軸（1)游離 的輸出太陽(yáng)輪（17)及與（17)連接的套筒（18)，與輸入太陽(yáng)輪（5)嚙合的行星輪（14)，與 輸出太陽(yáng)輪（17)嚙合的行星輪（15)，（17)、（15)兩個(gè)行星輪鋼性固定在行星輪軸（16)上， 行星輪軸（16)按裝在行星架（4)上，行星架（4)與輸入軸（1)同軸，兩個(gè)行星齒輪組可以共 用一個(gè)行星架也可以彼此獨(dú)立使用各自的行星架，但它們的行星架必須鋼性連接或嚙合同 步轉(zhuǎn)動(dòng)。為了平衡或增加強(qiáng)度，與兩個(gè)齒輪組的輸入輸出太陽(yáng)輪嚙合的行星輪可以增加若 干組，行星架反作用力控制行星齒輪組必須是個(gè)增速行星齒輪組，變速傳動(dòng)行星齒輪組必 須是由個(gè)減速行星齒輪組，該變速箱的行星齒輪組與液力變矩器（2)的組合特征是：液力 變矩器（2)與兩個(gè)行星齒輪組并連，或在結(jié)構(gòu)上可以串連但在原理上必須并連，液力變矩 器不再是直接的動(dòng)力傳遞原件，而是輔助的或間接的動(dòng)力傳遞和變速控制原件，其最大的 特征是：液力變矩（2)器的泵輪必須與行星架反作用力控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪（17) 或軸套（18)，通過(guò)齒輪或齒輪組嚙合連接或直接連接，渦輪必須通過(guò)渦輪軸及齒輪與行星 架（4)嚙合，液力變矩器運(yùn)用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，需要做的只是把它小型化，所以在附圖中只 是簡(jiǎn)單示意，其泵輪、導(dǎo)輪、渦輪、殼體等細(xì)節(jié)都未畫(huà)出，其原理是變矩器的渦輪根據(jù)車(chē)輛行 駛阻力的不斷變化，從而自動(dòng)適應(yīng)性的調(diào)整行星架（4)的轉(zhuǎn)速和扭矩大小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征在于：在該變速箱的變速 傳動(dòng)行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪（10)后面再串連一個(gè)傳統(tǒng)的單排行星齒輪組（8)它的結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，所以在附圖中只是簡(jiǎn)單示意，表明其在變速箱的位置，該齒 輪組（8)的作用是提供一個(gè)倒當(dāng)，一個(gè)超速檔，一個(gè)減速檔，使該變速箱效率更高，變速范 圍更寬，齒輪組（8)的換檔時(shí)機(jī)信息由，行星架（4)的運(yùn)行狀態(tài)提供，即行星架（4)的轉(zhuǎn)速 等于零或接近零時(shí)降檔，和輸入軸（1)的轉(zhuǎn)速接近時(shí)升檔，其倒檔需手動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征在于：為了使該變速箱在 整個(gè)傳動(dòng)比范圍內(nèi)的效率保持在93%以上，需要把它分成幾個(gè)級(jí)，按照操作方式的不同可 以分6種類(lèi)型，分別是：1、MT手動(dòng)型；2、AMT電控手動(dòng)型；3、手自一體型；4、AT型；5、DSG 雙離合型；6、混合型，混合型就是綜合其它與幾種類(lèi)型的優(yōu)點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，以上的幾種類(lèi)型 的結(jié)構(gòu)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)都可運(yùn)用現(xiàn)有的成熟技術(shù)而擇優(yōu)，換檔時(shí)機(jī)信息由液力變矩器（2)的 導(dǎo)輪，泵輪與渦輪之間的速比提供信息，導(dǎo)輪的反作用力為零即液力變矩器達(dá)到偶合點(diǎn)時(shí) 升檔，當(dāng)導(dǎo)輪的反作用力相對(duì)于泵輪達(dá)到一定值時(shí)或泵輪與渦輪的速比達(dá)到一定值時(shí)降檔 以上的幾種類(lèi)型的所有設(shè)計(jì)布置，都是在該變速箱的反作用控制行星齒輪組的輸出太陽(yáng)輪 (17)與液力變矩器（2)的泵輪之間，液力變矩器（2)的渦輪與行星架⑷之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征在于該變速箱可以去掉行 星架反作用力控制行星齒輪組，即去掉太陽(yáng)輪（5) (17)以及相應(yīng)的行星輪（14) (15)及行星 輪軸（16)，液力變矩器可以直接串連在輸入軸（1)上，其泵輪直接與輸入軸（1)鋼性連接， 導(dǎo)輪固定在殼體上，渦輪必須同樣的通過(guò)軸及齒輪與行星架（4)嚙合，如果串連不合理變 矩器（2)也可以與齒輪組并連，其泵輪通過(guò)齒輪與輸入軸（1)嚙合，其它不變，這樣雖然使 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單了一些，但會(huì)使效率降低5% -10%左右。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其最大特征在于：該變速箱的液 務(wù)變矩器（2)不再是直接的動(dòng)力傳遞原件，而是輔助的或間接的動(dòng)力傳遞和變速控制原 件，必須和變速傳動(dòng)行星齒輪組并連，其泵輪必須和行星架反作用力控制行星齒輪組的輸 出太陽(yáng)輪（17)，通過(guò)軸或齒輪連接或嚙合，渦輪必須和變速傳動(dòng)行星齒輪組的行星架（4) 通過(guò)軸及齒輪嚙合，變速傳動(dòng)行星齒輪組和行星架反作用力控制行星齒輪組的行星架必須 剛性連接，或共用一個(gè)行星架或嚙合同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速箱，其特征在于：該變速箱的變速原 理是獨(dú)一無(wú)二的一個(gè)終級(jí)方案，但在結(jié)構(gòu)上可根據(jù)不同的車(chē)型及類(lèi)型做適量的改動(dòng)，例如 為使其徑向尺寸更小，可以把兩個(gè)齒輪組的行星架分開(kāi)，使用直徑比行星架小的齒輪把它 們連接起來(lái)等。
【文檔編號(hào)】F16H47/08GK104121347SQ201410286082
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】周慶華 申請(qǐng)人:周慶華