專利名稱:電磁式自動無級變速器的制作方法
本發(fā)明涉及一種無級變速器，特別是一種電磁式自動無級變速器，適用于用內(nèi)燃機作動力的傳動系統(tǒng)。
目前在以內(nèi)燃機為動力的傳動系統(tǒng)中，采用電傳動來實現(xiàn)無級變速的方式是這樣的用內(nèi)燃機驅(qū)動直流發(fā)電機。然后再拖動直流電動機，從而達到無級變速的目的。但在這種傳動方式中，發(fā)電機與電動機是分開的兩個獨立部分，占用的空間大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，另外還要有專門的調(diào)速控制裝置。因此，對于要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合，特別是對于交通運輸車輛，其應(yīng)用便受到限制。
本發(fā)明的目的就是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，以內(nèi)燃機作為動力的電磁式自動無級變速器。
本發(fā)明的具體解決方案是將發(fā)電機與電動機合并為一個有機的整體，主要由主動輪、從動輪和補償輪組成。其中主動輪是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與原動的輸出軸相聯(lián)；補償輪是電動機的定子與變速器的機體相聯(lián)；從動輪既是發(fā)電機的定子，又是電動機的轉(zhuǎn)子與變速器的輸出軸相聯(lián)。從動輪置于主動輪和補償輪之間。主動輪上設(shè)有磁極，該磁極可以是永磁式的，也可以是電磁式的；從動輪和補償輪上分別設(shè)有繞組。從動輪繞組和補償輪繞組通過電刷、滑環(huán)或換向器構(gòu)成一個回路。
在一般的發(fā)電機中，如果將定子繞組的兩端短接，并將定子與負載軸相聯(lián)，此時，當(dāng)發(fā)電機的電樞旋轉(zhuǎn)時，定子將隨電樞同向旋轉(zhuǎn)。同理，在本發(fā)明所述的電磁式自動無級變速器中，當(dāng)原動機帶動主動輪旋轉(zhuǎn)時，由于主動輪和從動輪之間電磁力矩的作用，從動輪將隨主動輪同向旋轉(zhuǎn)，并存在一轉(zhuǎn)差。由于轉(zhuǎn)差的存在，在從動輪繞組上便產(chǎn)生一感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流通過電刷、滑環(huán)或換向器輸往補償輪繞組，于是從動輪與補償輪之間因電磁感應(yīng)也將產(chǎn)生一電磁力矩，這個電磁力矩對從動輪起著補償增扭的作用。當(dāng)原動機轉(zhuǎn)速不變時，即主動輪轉(zhuǎn)速不變時，如果負載增加，從動輪轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差加大，則從動輪繞組上的感應(yīng)電流增大，補償輪對從動輪的增扭作用也隨之加大；負載減少，從動輪轉(zhuǎn)速上升，轉(zhuǎn)差減小，補償輪對從動輪的增扭作用亦隨之減小。所以當(dāng)原動機轉(zhuǎn)速不變時，本發(fā)明所述的變速器可隨外界負載的變化自動進行調(diào)速和增扭，達到恒功率輸出。當(dāng)負載不變時，控制原動機的轉(zhuǎn)速，即控制該變速器主動輪的轉(zhuǎn)速，則從動輪的轉(zhuǎn)速將隨主動輪轉(zhuǎn)速的變化而變化。因此，本發(fā)明所述的變速器具有人為控制和隨機自動調(diào)節(jié)輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的雙重作用，使機器處在最佳的運動狀態(tài)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容加以說明。
圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示，主動輪(1)與內(nèi)燃機的輸出軸相聯(lián)，從動輪(3)與變速器的輸出軸(8)相聯(lián)，補償輪(6)與變速器的機體相聯(lián)，從動輪置于主動輪與補償輪之間。主動輪、從動輪和補償輪均為園盤形狀。在主動輪(1)的端面上設(shè)有磁極(2)、從動輪(3)上設(shè)有繞組(5)，補償輪(6)上設(shè)有繞組(7)，滑環(huán)或換向器(9)置于從動輪的端面上，電刷(10)置于補償輪的端面上。另外在從動輪繞組(5)和補償輪(7)之間還接有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)。繞組(5)通過電刷(10)，滑環(huán)或換向器(9)轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)與繞組(7)構(gòu)成一個回路。除此而外，在從動輪(3)上沿徑向開有一氣隙槽(4)將從動輪分為兩部分，該氣隙槽可認為是發(fā)電機與電動機的分介線，使從動輪上的磁力線得到合理分布。當(dāng)內(nèi)燃機帶動主動輪(1)旋轉(zhuǎn)時，磁極(2)也隨同一起旋轉(zhuǎn)，由于電磁感應(yīng)，在主動輪(1)和從動輪(3)之間將產(chǎn)生一個電磁力矩，使從動輪(3)隨主動輪(1)同向旋轉(zhuǎn)。由于存在轉(zhuǎn)差，從動輪繞組(5)上有感應(yīng)電流產(chǎn)生并輸往補償輪繞組(7)，因此從動輪和補償輪之間因電磁感應(yīng)也作用著一個電磁力矩，這個電磁力矩對從動輪(3)起著補償增扭的作用，其大小將隨轉(zhuǎn)差的變化而變化。當(dāng)內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速不變時，即主動輪(1)的轉(zhuǎn)速不變時，負載增加，從動輪(3)轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差增大，流經(jīng)繞組(5)、(7)的感應(yīng)電流增大從動輪(3)與補償輪(6)之間的電磁力矩亦隨之增大，同理，負載減小，從動輪與補償輪之間的電磁力矩隨之減小。上述變速、增扭們過程是隨機自動進行的。當(dāng)外界負載不變時，從動輪(3)的轉(zhuǎn)速受控于主動輪(1)的轉(zhuǎn)速，即控制內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速，即可控制輸出軸(8)的轉(zhuǎn)速，所以該變速器是通過人為控制和隨機自動調(diào)節(jié)兩個環(huán)節(jié)來實現(xiàn)無級變速的。
另外，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)可以使從動輪繞組(5)和補償輪繞組(7)具有多種接法當(dāng)繞組(7)相對繞組(5)正接時，補償輪對從動輪所作用的電磁力矩與主動輪對從動輪所作用的電磁力矩方向相同，補償輪對從動輪起著補償增扭作用；當(dāng)繞組(7)反接時，補償輪(6)對從動輪(3)所作用的電磁力矩與主動輪(1)對從動輪(3)所作用的電磁力矩方向相反，補償輪(6)對從動輪(3)起制動作用或使從動輪(3)反轉(zhuǎn)；當(dāng)繞組(7)與繞組(5)斷開時，從動輪與主動輪之間無電磁力矩作用，主動輪(1)空轉(zhuǎn)，輸出軸(8)無力矩輸出；當(dāng)從動輪繞組(5)與蓄能器(12)相接時，可將電能儲存在蓄能器(12)里，以供他用。
圖2是本發(fā)明另一實施例的結(jié)構(gòu)簡圖，其中從動輪(3)和補償輪(6)為筒形結(jié)構(gòu)，從動輪(3)置于主動輪(1)和補償輪(6)之間。
本發(fā)明并不僅限于上述實施例這種形式，依據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和電機工程技術(shù)，可制成多種類型的電磁式自動無級變速器。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，變速范圍大，沖擊小。
權(quán)利要求
1.電磁式自動無級變速器，其特征在于該變速器是發(fā)電機與電動機的組合體，主要由主動輪(1)、從動輪(3)和補償輪(6)組成，其中主動輪(1)是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與原動機的輸出軸相聯(lián)，補償輪(6)是電動機的定子與變速器的機體相聯(lián)，從動輪(3)既是發(fā)電機的定子，又是電動機的轉(zhuǎn)子與變速器的輸出軸(8)相聯(lián)，從動輪置于主動輪與補償輪之間，主動輪上設(shè)有磁極(2)，從動輪和補償輪上分別設(shè)有繞組(5)和繞組(7)，并通過電刷、滑環(huán)或換向器構(gòu)成一個回路。
2.如權(quán)利要求
1所述的變速器，其特征在于在從動輪(3)上有一徑向氣隙槽(4)。
3.如權(quán)利要求
1所述的變速器，其特征在于在從動輪繞組(5)與補償輪繞組(7)之間接有一個轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)可實現(xiàn)補償輪繞組(7)與從動輪繞組(5)之間的正接，反接和斷開。
專利摘要
本實用新型是一種電磁式無級變速器，用于以內(nèi)燃機為動力的傳動系統(tǒng)，本實用新型的特點是將發(fā)電機與電動機組合為一個整體，主要由主動輪、從動輪和補償輪組成。其中主動輪是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子，補償輪是電動機的定子，從動輪既是發(fā)電機的定子，又是電動機的轉(zhuǎn)子并與變速器的輸出軸相聯(lián)。當(dāng)原動機帶動主動輪旋轉(zhuǎn)時，從動輪的轉(zhuǎn)速和輸出的扭矩除受控于主動輪的轉(zhuǎn)速外，還可隨負載的變化而自動進行調(diào)節(jié)，從而使機器處于最佳運動狀態(tài)。
文檔編號H02K51/00GK86201099SQ86201099
公開日1987年5月13日 申請日期1986年2月28日
發(fā)明者柏飛 申請人:柏飛導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan