本發(fā)明屬于變速器領(lǐng)域，更具體地說，它是一種用于各種地面車輛、船舶、鐵道機車、工程機械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕工、食品、紡織、起重運輸機械、機床、機械人以及軍工的復合液力變矩器的無級變速器。
背景技術(shù)：
目前，常用的無級變速器都是根據(jù)摩擦、流體靜力學等原理來設(shè)計的，它所能傳遞的功率不大，并且效率不高；另外，這些復合液力變矩器的無級變速器結(jié)構(gòu)復雜，操控麻煩，并需通過昂貴的材料和精密的制造才能實現(xiàn)，因此成本高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，操控方便，低成本，節(jié)能高效的復合液力變矩器的無級變速器。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案以下：
一種復合液力變矩器的無級變速器，包括輸入軸（1）、輸出軸（4）、變速機構(gòu)（6）、液力變矩器（7）、固定單向離合器（8）、聯(lián)接件（13），所述固定單向離合器（8）的輸入端（81）與固定元件聯(lián)接, 所述的輸入軸（1）與輸出軸（4）之間設(shè)有若干個匯矩單元（2）和分矩單元（3），所述的匯矩單元（2）包括匯矩輸入元件（21）、匯矩行星齒輪（22）、匯矩輸出元件（23）、匯矩回流元件（24），分矩單元（3）包括分矩輸入元件（31）、分矩行星齒輪（32）、分矩輸出元件（33）、分矩聯(lián)接輸出元件（34），各個匯矩單元（2）和分矩單元（3）通過各自配合的元件相互聯(lián)接，匯矩單元（2）的匯矩輸入元件（21）與輸入軸（1）聯(lián)接，匯矩單元（2）的匯矩輸出元件（23）與首個分矩單元（3）的分矩輸入元件（31）聯(lián)接，其余各個分矩單元（3）的分矩輸入元件（31）與各自上一個分矩單元（3）的分矩聯(lián)接輸出元件（34）聯(lián)接，最后一個分矩單元（3）的分矩聯(lián)接輸出元件（34）與變速機構(gòu)（6）的輸入端（61）聯(lián)接，變速機構(gòu)（6）的輸出端（62）與液力變矩器（7）的輸入端（71）聯(lián)接, 液力變矩器（7）的輸出端（72）與聯(lián)接件（13）聯(lián)接, 聯(lián)接件（13）與其它元件以及固定單向離合器（8）的輸出端（82）與聯(lián)接, 固定單向離合器（8）的輸出端（82）與匯矩單元（2）的匯矩回流元件（24）聯(lián)接, 各個分矩單元（3）的分矩輸出元件（33）與輸出軸（4）聯(lián)接。
所述匯矩單元（2）為差動輪系中的行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)。
所述分矩單元（3）為差動輪系中的行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)。
所述匯矩單元（2）為行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)，其匯矩輸入元件（21）、匯矩輸出元件（23）和匯矩回流元件（24）可以從構(gòu)成上述行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)的元件中選用，其起到匯合力矩的作用。
所述分矩單元（3）為行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)，其分矩輸入元件（31）、分矩輸出元件（33）和分矩聯(lián)接輸出元件（34）可以從構(gòu)成上述行星齒輪傳動機構(gòu)、少齒差傳動機構(gòu)、擺線針輪行星傳動機構(gòu)或諧波齒輪傳動機構(gòu)的元件中選用，其起到分流功率的作用。
所述液力變矩器（7）可選擇電控或液控摩擦式離合器、液力偶合器、液壓泵和液壓馬達；液力變矩器（7）在有轉(zhuǎn)速差的情況下，能把輸入力矩自動或被動地輸出，其中，如果選擇的是偶合器或者是液力變矩器，它可以自動實現(xiàn)輸入力矩的輸出；如果選擇的是各種可控力矩的離合器或液壓泵和液壓馬達，它則需要在人工或電腦的控制下通過改變電流或液壓的大小，才能實現(xiàn)輸入力矩的輸出。
應用于車輛時，本發(fā)明能夠根據(jù)車輛行駛時的速度變化以及受到阻力大小，自動地、無級地改變傳動比。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點：
（1）本發(fā)明沒有其它換檔和操縱機構(gòu)，因此結(jié)構(gòu)簡單，有利于降低制造的成本，更易于維修，并且操控方便；
（2）本發(fā)明發(fā)動機的功率大部分由高效率以及能傳遞大功率的匯矩單元2和分矩單元3傳遞，變距和變速是自動完成，能實現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動，并且除了起步以外，都能使發(fā)動機在最佳的范圍內(nèi)工作，與其它復合液力變矩器的無級變速器相比，在發(fā)動機等效的前提下，它降低了發(fā)動機的制造成本；
（3）本發(fā)明通過無級變速，使發(fā)動機處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)，也就是在非常小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，避免了發(fā)動機在怠速和高速運行時，排放大量廢氣，從而減少了廢氣的排放，有利于保護環(huán)境；
（4）本發(fā)明能利用內(nèi)部轉(zhuǎn)速差起緩沖和過載保護的作用，有利于延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命，另外，當行駛阻力增大，則能使車輛自動降速，反之則升速，有利于提高車輛的行駛性能；
（5）本發(fā)明通過無級變速，使輸入功率不間斷，可保證車輛有良好的加速性和較高的平均車速，使發(fā)動機的磨損減少，延長了大修間隔里程，提高了出車率，有利于提高生產(chǎn)率。
另外，本發(fā)明是一種還可用于各種地面車輛、船舶、鐵道機車、工程機械、各種航天、航空器、冶金、礦山、石油、化工、輕工、食品、紡織、起重運輸機械、機床、機械人以及軍工的復合液力變矩器的無級變速器。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明：
實施例：
如圖1中所示，一種復合液力變矩器的無級變速器，包括輸入軸1、輸出軸4、變速機構(gòu)6、液力變矩器7、固定單向離合器8、聯(lián)接件13，所述固定單向離合器8的輸入端81與固定元件聯(lián)接, 所述的輸入軸1與輸出軸4之間設(shè)有若干個匯矩單元2和分矩單元3，所述的匯矩單元2包括匯矩輸入元件21、匯矩行星齒輪22、匯矩輸出元件23、匯矩回流元件24，分矩單元3包括分矩輸入元件31、分矩行星齒輪32、分矩輸出元件33、分矩聯(lián)接輸出元件34，各個匯矩單元2和分矩單元3通過各自配合的元件相互聯(lián)接，匯矩單元2的匯矩輸入元件21與輸入軸1聯(lián)接，匯矩單元2的匯矩輸出元件23與首個分矩單元3的分矩輸入元件31聯(lián)接，其余各個分矩單元3的分矩輸入元件31與各自上一個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34聯(lián)接，最后一個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34與變速機構(gòu)6的輸入端61聯(lián)接，變速機構(gòu)6的輸出端62與液力變矩器7的輸入端71聯(lián)接, 液力變矩器7的輸出端72與聯(lián)接件13聯(lián)接, 聯(lián)接件13與其它元件以及固定單向離合器8的輸出端82與聯(lián)接, 固定單向離合器8的輸出端82與匯矩單元2的匯矩回流元件24聯(lián)接, 各個分矩單元3的分矩輸出元件33與輸出軸4聯(lián)接。
所述各個需要聯(lián)接, 而被其它若干元件分隔的元件, 可采用中空的方法, 穿過其它若干元件，與之聯(lián)接。
首個分矩單元3的分矩輸入元件31通過首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把傳遞到此的功率分流為兩路，一路流入首個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路經(jīng)過首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34, 再傳遞到第二個分矩單元3的分矩輸入元件31, 再通過與第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入第二個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路流入第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34。
由于上述各個元件的轉(zhuǎn)速分配關(guān)系可以改變，兩路功率流將根據(jù)兩者之間轉(zhuǎn)速分配的變化而變化，當首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33的轉(zhuǎn)速為零時，其輸出功率為零，但力矩不為零，此時，首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33的輸入功率則由一定值改變到最大值，所述的一定值指的是當首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33與各自配合的首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34、第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34的轉(zhuǎn)速相同時，兩者按行星排力矩比分配輸入功率所得的值，所述的最大值指的是由首個分矩單元3的分矩輸入元件31、第二個分矩單元3的分矩輸入元件31輸入的總功率，也就是說，當兩路功率發(fā)生變化時，傳遞到首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33以及輸出軸4上力矩也隨之變化。
發(fā)動機的輸入功率經(jīng)輸入軸1，再經(jīng)匯矩單元2的匯矩輸入元件21，并通過匯矩單元2的匯矩回流元件24上的匯矩行星齒輪22把功率傳遞到匯矩單元2的匯矩輸出元件23，再傳遞到首個分矩單元3的分矩輸入元件31，并通過首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把功率分流為兩路，一路流入首個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路流入首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34，再傳遞到第二個分矩單元3的分矩輸入元件31，再通過第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把功率分流為兩路, 一路流入第二個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路流入第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34，第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34把功率再分流為兩路，一路流入其它元件作功，另一路流入變速機構(gòu)6的輸入端61，經(jīng)變速機構(gòu)6的輸出端62流入液力偶合器7的輸入端71，再經(jīng)液力偶合器7的輸出端72流入聯(lián)接件13，聯(lián)接件13再通過固定單向離合器8的輸出端82把功率傳遞到匯矩單元2的匯矩回流元件24，傳遞到匯矩單元2的匯矩回流元件24的此路功率和由發(fā)動機經(jīng)輸入軸1，再經(jīng)匯矩單元2的匯矩輸入元件21的功率，則全部通過匯矩單元2的匯矩回流元件24上的匯矩行星齒輪22傳遞到匯矩單元2的匯矩輸出元件23，匯矩單元2的匯矩輸出元件23再重復上述過程，使傳遞到首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33上的力矩不斷增大，并傳遞至本發(fā)明的輸出軸4, 從而實現(xiàn)了把發(fā)動機的功率通過輸出軸4對外輸出。
對于本發(fā)明，當輸入軸1的轉(zhuǎn)速不變，首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33以及輸出軸4上的扭矩隨其轉(zhuǎn)速的變化而變化，轉(zhuǎn)速越低，傳遞到匯矩單元2的匯矩回流元件24 、首個分矩輸出元件33、第二個分矩輸出元件33以及輸出軸4上的扭矩就越大，反之，則越小，從而實現(xiàn)本發(fā)明能隨車輛行駛阻力的不同而改變力矩以及速度的復合液力變矩器的無級變速器。
本發(fā)明使用時，設(shè)發(fā)動機的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速及其負荷不變，即輸入軸1的轉(zhuǎn)速與扭矩為常數(shù)，汽車起步前，輸出軸4的轉(zhuǎn)速為零，當汽車啟動，發(fā)動機的輸入功率經(jīng)輸入軸1，傳遞到匯矩單元2的匯矩輸入元件21，其中，由于此時沒有功率流入?yún)R矩單元2的匯矩回流元件24，而且匯矩單元2的匯矩回流元件24與固定單向離合器8的輸出端82聯(lián)接, 并且固定單向離合器8的輸入端81與固定元件聯(lián)接, 起限制轉(zhuǎn)向的作用，使匯矩單元2的匯矩回流元件24不能與發(fā)動機相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為零，此時，傳遞到匯矩單元2的匯矩輸入元件21的功率，則通過匯矩單元2的匯矩回流元件24上的匯矩行星齒輪22把功率傳遞到匯矩單元2的匯矩輸出元件23，再傳遞到分矩單元3的分矩輸入元件31，并通過首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把功率分流為兩路，一路流入首個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路流入首個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34，再傳遞到第二個分矩單元3的分矩輸入元件31，再通過第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34上的分矩行星齒輪32把功率分流為兩路, 一路流入第二個分矩單元3的分矩輸出元件33，另一路流入第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34，第二個分矩單元3的分矩聯(lián)接輸出元件34把功率流入變速機構(gòu)6的輸入端61，經(jīng)變速機構(gòu)6的輸出端62流入液力偶合器7的輸入端71，再經(jīng)液力偶合器7的輸出端72流入聯(lián)接件13，聯(lián)接件13再把功率分流為兩路, 一路流入其它元件作功，另一路流入輸入固定單向離合器8的輸出端82，再把功率傳遞到匯矩單元2的匯矩回流元件24，傳遞到匯矩單元2的匯矩回流元件24的此路功率和由發(fā)動機經(jīng)輸入軸1，再經(jīng)匯矩單元2的匯矩輸入元件21的功率，則全部通過匯矩單元2的匯矩回流元件24上的匯矩行星齒輪22傳遞到匯矩單元2的匯矩輸出元件23，匯矩單元2的匯矩輸出元件23再重復上述過程，在各個元件之間不斷地進行分矩、變矩以及匯矩的反復循環(huán)，使傳遞到首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33上的力矩不斷增大，并傳遞至本發(fā)明的輸出軸4，當傳遞到輸出軸4上的扭矩，經(jīng)傳動系傳動到驅(qū)動輪上產(chǎn)生的牽引力足以克服汽車起步阻力時，汽車則起步并開始加速，與之相聯(lián)的首個分矩單元3的分矩輸出元件33、第二個分矩單元3的分矩輸出元件33以及輸出軸4的轉(zhuǎn)速也從零逐漸增加，此時，流入?yún)R矩單元2的匯矩回流元件24的功率逐漸減少，從而使輸出軸4的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。