為無級變速主傳動裝置提供附加模式的單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可在多種模式(regime)中運行的這類無級變速傳動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無級變速傳動裝置(“CVT”)典型地包括:
[0003](a)變速器一具有旋轉(zhuǎn)輸入和旋轉(zhuǎn)輸出的設(shè)備，該設(shè)備能夠以無級的方式改變其輸入速度與其輸出速度之比(“變速比”)，以及
[0004](b)關(guān)聯(lián)的齒輪傳動裝置，變速器借助該齒輪傳動裝置接合在旋轉(zhuǎn)功率源(如發(fā)動機)與功率使用點(例如機動車的從動輪)之間。
[0005]傳動裝置整體上提供的總速度比(“傳動比”)是變速比的函數(shù)，但通常與其不相同，由關(guān)聯(lián)的齒輪傳動裝置更改。
[0006]在齒輪傳動裝置中引入典型地為行星輪(印icyclic)類型的“分路(shunt) ”齒輪裝置是眾所周知的。分路齒輪可用來使功率再循環(huán)，減小變速器自身處理的功率，并用來提供本領(lǐng)域中公知的“齒輪空檔”狀況。分路典型地具有接合到變速器的相對側(cè)的兩個旋轉(zhuǎn)輸入、以及接合到諸如最終齒輪傳動裝置并進而接合到車輪的旋轉(zhuǎn)輸出。在一定的變速比(“齒輪空檔比”)下，分路的兩個輸入彼此抵消，維持輸出不變。這種狀況被稱為“齒輪空檔”，并使得傳動裝置輸出軸在其未與正在運行的發(fā)動機物理地脫離接合的情況下停止。因此，這樣的傳動裝置可在沒有任何“起動設(shè)備”(諸如用來在汽車起動時和在剎車以停止時使發(fā)動機和傳動裝置接合/脫離接合的傳統(tǒng)自動傳動裝置的手動離合器或轉(zhuǎn)矩變換器)的情況下使用。齒輪空檔比一側(cè)的變速比提供反向輸出旋轉(zhuǎn)并使車輛反向行駛。齒輪空檔比另一側(cè)的變速比提供正向輸出旋轉(zhuǎn)并使車輛正向行駛。當變速比處于齒輪空檔比時，從動輪和車輛處于停止。
[0007]典型地，CVT的齒輪傳動裝置結(jié)合有一個或多個離合器設(shè)備，這些離合器的嚙合/脫離嚙合允許傳動裝置在“模式”之間切換。傳動比是變速比的函數(shù)，但在每個模式中，變速比與傳動比之間的關(guān)系是不同的。例如，機動車傳動裝置通常設(shè)計成提供兩種模式一高速和低速。低速模式提供倒車檔、齒輪空檔和低速前進檔。高速模式提供較高速前進檔。
[0008]齒輪傳動裝置中的比率選擇成使得當變速器達到接近其范圍的一端的一定變速器比(“同步比”)，從低速模式到高速模式的變化不會導(dǎo)致傳動比的變化。在同步比下的模式變化可平穩(wěn)地進行，不會導(dǎo)致車輪處扭矩的大的不連續(xù)或發(fā)動機速度的變化。
[0009]就傳動裝置的能量效率而言，期望使用多個模式。變速器自身典型地是傳動裝置中效率最低的部件。在任何給定的模式中，如果傳動裝置整體上提供的比率范圍大于變速器的比率范圍，則分路“功率分流(power split)”。也就是說，僅有一部分的總功率通過變速器傳輸。減小給定模式中的比率范圍會減小總功率通過變速器的比例，且因此可以提高效率和減小變速器自身的必要尺寸和規(guī)格。因此，在某些情形中，期望可以提供兩種以上的模式。大型公路行駛的卡車提供了一個實例。對于這類車輛，能量效率是重要考慮因素，并且它們的發(fā)動機會產(chǎn)生特別高的功率和轉(zhuǎn)矩，在兩種模式傳動裝置中，變速器對這種高功率和轉(zhuǎn)矩的處理可能是成問題的。
[0010]在三種或更多模式中運行的CVT的已知實例在以Torotrak(發(fā)展)有限公司名義的公開的國際專利申請WO 94/24462中提供。其美國對應(yīng)申請(counterpart)為US5643121。所述傳動裝置使用兩個行星分路齒輪。其中一個行星分路齒輪在該文獻中被稱為“功率分流”行星輪，因為其從發(fā)動機接收功率并適應(yīng)第一軸和第二軸的相對速度的變化使功率在第一軸與第二軸之間分流。變速器自身具有其連接到第一軸的輸入及其連接到第二軸的輸出，因此(對于固定的發(fā)動機速度)，變速比的增加會導(dǎo)致第二軸加速而第一軸減速，同時變速比的減小會導(dǎo)致第二軸減速而第一軸加速。每個軸都能夠選擇性地經(jīng)至少一個離合器/齒輪裝置接合到車輪?？紤]當傳動比增加時會發(fā)生什么。首先，假定第一軸經(jīng)第一離合器/齒輪裝置連接到車輪。第二軸斷開且因此靠慣性運行。變速器順利通過(sweepthrough)其比率范圍以增加第一軸的速度和從動輪的速度。最終，變速器達到其比率范圍的端點，進而同步模式變化被起動，斷開第一軸并將第二軸通過第二離合器/齒輪裝置連接到車輪。此時，變速比的變化方向反向。然后，變速器往回順利通過其比率范圍，增加第二軸和從動輪的速度。當其達到其比率范圍的相對端時，可通過斷開第二軸并將第一軸經(jīng)第三離合器/齒輪裝置連接到車輪而變到更高速模式。原則上，通過為每個軸提供多個離合器/齒輪裝置來以不同的比率驅(qū)動車輪，可提供任意數(shù)量的模式。
[0011]第二分路齒輪在WO 94/24462中被稱為“功率再循環(huán)”行星輪，并用來提供低速模式，包含齒輪空檔。其輸入跨越變速器連接，且其輸出可經(jīng)離合器連接到從動輪。在低速模式中，第一軸和第二軸都與車輪斷開，車輪改為由功率再循環(huán)行星輪的輸出驅(qū)動。
[0012]這類傳動裝置的設(shè)計和布局是有問題的。WO 94/24462示出了其中兩個行星分路輪彼此共軸地并與傳動裝置輸入軸共軸地布置，但變速器自身側(cè)向地偏離其公共軸線。從包裝的角度看，這并非總是便利的，也并非必然允許功率傳輸路徑中的齒輪的數(shù)量最小化，且不期望有附加的齒輪傳動裝置，因為其增加了傳動裝置能量耗散。
[0013]以基本類似的原理運行但具有不同布局的傳動裝置在再次以Torotrak (發(fā)展)有限公司名義的公開的國際專利申請WO 94/16244中公開。其美國對應(yīng)申請是US 5564998。在該傳動裝置中，兩個行星輪裝置與變速器在任一側(cè)都共軸，但傳動裝置的輸出通過偏離變速器的軸線的第二中間軸獲得，這在包裝方面也是成問題的。
[0014]名稱“輸入”和“輸出”上面已經(jīng)使用并還將在下面關(guān)于軸或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件重復(fù)使用，諸如變速器一實際上傳動裝置自身的部件通過該軸或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件接合到其他部件。對于區(qū)分部件的一側(cè)與另一側(cè)，這是有用的術(shù)語，但應(yīng)該理解，在大多數(shù)情形中，這些名稱基本是任意的，且功率的流動(盡管在下面的論述中假定功率從發(fā)動機流到車輪)將不必總是從輸入到輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的第一方面旨在提供一種多種模式傳動裝置，其是能量有效的和/或制造經(jīng)濟的和/或便于包裝的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種無級變速傳動裝置，其具有傳動裝置輸入軸和傳動裝置輸出軸，并適于以無級變速傳動比在該傳動裝置輸入軸與傳動裝置輸出軸之間傳遞動力，該傳動裝置進一步包括:變速器，具有至少兩個變速器滾道(race)，動力以無級變速比在這兩個變速器滾道之間傳遞，變速器滾道安裝成繞著第一中間軸所限定的軸線旋轉(zhuǎn)；第二中間軸，與第一中間軸側(cè)向地分離；分流器行星輪，具有布置成由傳動裝置輸入軸驅(qū)動的分流器行星輪輸入構(gòu)件和布置成分別驅(qū)動第二中間軸和第一中間軸的兩個分流器行星輪輸出構(gòu)件；再循環(huán)行星輪，具有第一和第二再循環(huán)輸入構(gòu)件以及再循環(huán)輸出構(gòu)件，該第一和第二再循環(huán)輸入構(gòu)件布置成可操作地分別接合到第一中間軸和第二中間軸；以及離合器裝置，用于選擇性地嚙合:
[0017](a)其中再循環(huán)輸出構(gòu)件驅(qū)動傳動裝置輸出軸的模式；
[0018](b)其中第二中間軸驅(qū)動傳動裝置輸出軸的模式；以及
[0019](c)其中第一中間軸驅(qū)動傳動裝置輸出軸的模式；
[0020]第一中間軸與下列各項共軸:
[0021]