專利名稱：一種雙混動力差動調(diào)速的機(jī)械式無級變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全齒輪傳動的無級變速裝置，尤其是齒輪常嚙、雙混動力、 主動力定速驅(qū)動、副動力協(xié)動調(diào)速、變比幅寬、傳動功率大的機(jī)械式車用無級變 速器。
背景技術(shù)：
眾所周知，汽車綜合性能的評估，不僅取決于發(fā)動機(jī)，在很大程度上還依
賴于變速器性能與發(fā)動機(jī)配合及動態(tài)調(diào)控的質(zhì)量；實踐證明，無級變速器(cvT) 以其變速過程漸進(jìn)、平穩(wěn)，加上電子測控技術(shù)的自動控制，維持車輛行駛時其 動態(tài)條件與發(fā)動機(jī)理想工況及時得到最佳配合，從而提高燃料的經(jīng)濟(jì)性、行駛 的可靠性，同時降低汽車造成對環(huán)境的污染，尤其是油電雙混動力之少碳質(zhì)發(fā) 動機(jī)無級變速器對節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境具有一定的意義。
到目前為止，各種無級變速器已層出不窮，然而大都因傳遞效率低、結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、造價較高等原因，不僅中、大噸位車輛未能廣泛使用，甚至諸多小噸位 車輛也未能全面普及。近年來，油電雙混動力轎車斬露頭角，而適宜于兩支動 力簡便匯合的無級變速器尚處于萌芽狀態(tài)，總之，雙混動力、差動調(diào)速的無級 變速技術(shù)應(yīng)用具有廣闊的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種常嚙齒輪傳動、雙混動力、主動力定速驅(qū)動、副動力協(xié)動調(diào) 速、傳遞功率大的機(jī)械式無級變速器，旨于改善車用無級變速器對變幅、功率、 可靠、造價等需要，最終達(dá)到進(jìn)一步降低燃料比耗，減少環(huán)境污染的目的。
本發(fā)明所采取的技術(shù)方案
顯而易見，齒輪傳動形式具有傳動效率高、傳遞功率大、結(jié)構(gòu)簡單、可靠
性好的優(yōu)勢，只因其齒輪副齒數(shù)比固定而限制傳動比i不能作動態(tài)漸進(jìn)(升或 降)的無級變速傳動；本發(fā)明根據(jù)圓內(nèi)旋輪數(shù)學(xué)理論，遵循天體星系行星自轉(zhuǎn)
3且公轉(zhuǎn)的運(yùn)動法則，在定比常嚙齒輪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上以雙動力差動原理取副動力調(diào) 控模式，令行星齒輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不變而公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速改變，實現(xiàn)輸出軸作動態(tài)變速比i 漸進(jìn)(升或降)的無級變速是本發(fā)明的技術(shù)方案。
本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)由太陽齒輪(輸入軸)、行星齒輪、行星齒輪架(輸出軸)、 差動齒輪、掣動器、變速調(diào)控齒輪副、超越式離合器、倒檔裝置等八個部件組 成。差動齒輪呈一中空鋼輪狀，輪的內(nèi)、外圓都有輪齒，其內(nèi)齒與雙行星齒輪 常嚙，為雙行星齒輪提供公轉(zhuǎn)支點(diǎn)；外齒與變速調(diào)控齒輪副常嚙，變速調(diào)控齒 輪副經(jīng)超越離合器與副動力機(jī)聯(lián)接，是變速調(diào)控的紐帶。差動齒輪外圓有一掣 動器。
當(dāng)太陽齒輪1 (輸入軸)獲得動力(下稱主動力)而帶動雙行星齒輪2轉(zhuǎn)動
時，其動力將分別作用于行星齒輪架3和差動齒輪4上。(1)若差動齒輪4的 轉(zhuǎn)動阻力小于行星齒輪架3的轉(zhuǎn)動阻力者，雙行星齒輪2所獲得來自太陽齒輪1 的主動力以行星齒輪架3上兩叉柄為支點(diǎn)，僅完成自轉(zhuǎn)而無公轉(zhuǎn)，雙行星齒輪2 自轉(zhuǎn)作用力通過與差動齒輪4輪齒迫使差動齒輪4反轉(zhuǎn)而行星齒輪架3(輸出軸) 的轉(zhuǎn)速為0,不論設(shè)計給定其傳動比i值大小，此時的變速器是一臺分離狀態(tài)的 離合器。(2)若給此分離狀態(tài)工作中的變速器之差動齒輪4外圓上掣動器5柔 和掣動，令差動齒輪4上的轉(zhuǎn)動阻力大于行星齒輪架3的轉(zhuǎn)動阻力直至不轉(zhuǎn)， 此時雙行星齒輪2所獲得的轉(zhuǎn)動作用力以差動齒輪4輪齒為支點(diǎn)(旋進(jìn)動支點(diǎn)) 從原地自轉(zhuǎn)平穩(wěn)進(jìn)入位移自轉(zhuǎn)的公轉(zhuǎn)狀態(tài)，公轉(zhuǎn)產(chǎn)生角速推動行星齒輪架3 (輸 出軸)隨之轉(zhuǎn)動，變速器從離合器變?yōu)槎ū葴p速器，其傳動比i按傳統(tǒng)公式設(shè) 計給定為K。 (3)若挈動器5掣動釋放，以一動力源(下稱副動力)通過超越離 合器7驅(qū)動變速調(diào)控齒輪副6令差動齒輪4外齒聯(lián)動內(nèi)齒轉(zhuǎn)動，控制其內(nèi)齒(實 質(zhì)是雙行星齒輪2公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速)作可慢于、等于、快于設(shè)計給定傳動比值K轉(zhuǎn)速 差的-n、 0 n、 +n,即以另 一副動力源通過差動齒輪4的外齒聯(lián)動內(nèi)齒給雙行 星齒輪2輸入另 一動力，共同作用于行星齒輪架3做慢于或快于K的角速差n, 此時，這一變速器既是雙混動力離合器、又是雙混動力驅(qū)動的CTV,傳動比i可在K+ ( - n)(降速)，K+0n(定速)、K+ ( + n )(升速)范圍內(nèi)變化，通過智能 ECU調(diào)控，實現(xiàn)CTV功能。
不難看出，驅(qū)動雙行星齒輪2工作的主動力是一定速的原動機(jī)，驅(qū)動變速 調(diào)控齒輪副5的副動力源必須是隨時平穩(wěn)、漸進(jìn)、無級變速的原動機(jī)，就當(dāng)前 汽車動力機(jī)技術(shù)發(fā)展而言，雙混動力，即以油為主、以電為輔的動力機(jī)已經(jīng)成 為巿場發(fā)展取向，以調(diào)頻、調(diào)磁技術(shù)實現(xiàn)無級變速的伺服電機(jī)可輕而易舉地?fù)?dān) 負(fù)雙混動力、差動調(diào)速的使命，故這一種CTV先天具有離合器、并列器、變速 器兼容條件，體現(xiàn)出比積重小、比造價省、比可靠性高的優(yōu)越性。這一雙混動 力差動調(diào)速的無級變速器尤為適用作雙混動力汽車變速器。


圖1為本發(fā)明無級變速器主結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)由太陽齒輪(輸入軸)、行星齒輪、行星齒輪架(輸出軸)、 差動齒輪、掣動器、變速調(diào)控齒輪副、超越式離合器、倒檔裝置等八個部件組 成。
附圖l中雙混動力、差動調(diào)速之無級變速器其太陽齒輪1、雙行星齒輪2、 差動齒輪4的內(nèi)齒4個齒輪副為常嚙齒輪，雙行星齒輪2動套于與太陽齒輪1 同軸線的行星齒輪架3的兩叉柄上，1、 2、 3、 4四個部件是主構(gòu)件。
①以離合器模式工作的離合減速器，這一減速器由太陽齒輪1、雙行星齒 輪2、行星齒輪架3、差動齒輪4和掣動器5組成。當(dāng)掣動力釋放，因行星齒輪 架3 (輸出軸)掛有負(fù)荷而轉(zhuǎn)動阻力大，差動齒輪4轉(zhuǎn)動阻力小，給太陽齒輪l (輸入軸)輸入動力，此時，雙行星齒輪2獲得的作用力以行星齒輪架3的兩 叉柄為支點(diǎn)作無公轉(zhuǎn)的原地自轉(zhuǎn)運(yùn)動,.驅(qū)動常嚙的差動齒輪4內(nèi)齒輪作反轉(zhuǎn)運(yùn) 動，行星齒輪架3無公轉(zhuǎn)動力傳遞而輸出轉(zhuǎn)速為0,減速器以離合器分離狀態(tài)工 作；啟動完成后隨著給掣動器5柔和施加掣動力，令差動齒輪4漸減轉(zhuǎn)速直至 不轉(zhuǎn)，此時雙行星齒輪2被迫位移自轉(zhuǎn)且以差動齒輪4內(nèi)齒為支點(diǎn)形成公轉(zhuǎn)而推動行星齒輪架3 (輸出軸)轉(zhuǎn)動，輸出軸轉(zhuǎn)速可平穩(wěn)上升至給定的傳動比i=K 為止，離合器閉合，減速器進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
這一模式的離合減速器以其簡便可靠而適用于大功率電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)啟動 與減速傳動的平穩(wěn)聯(lián)接，其優(yōu)點(diǎn)是掣動力可柔和、間歇調(diào)控，消除因啟動造成 的突發(fā)沖擊。
②以調(diào)控模式工作的無級變速器，如①所述，不同的是取消掣動器5差 動齒輪4內(nèi)、外圈都是齒輪，外圈的外齒輪與變速調(diào)控齒輪副6常嚙，用內(nèi)燃 機(jī)或調(diào)速電機(jī)作副動力源經(jīng)超越離合器7與變速調(diào)控齒輪副6連接令差動齒輪4 內(nèi)齒受控轉(zhuǎn)動，給雙行星齒輪2另路動力源，出現(xiàn)與雙行星齒輪2公轉(zhuǎn)動支點(diǎn) 受控作慢于、等于、快于設(shè)計給定行星齒輪架3(輸出軸)轉(zhuǎn)動角速K的差動n, 從而完成雙行星齒輪2自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速(主動力機(jī)轉(zhuǎn)速)不變而公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速由副動力協(xié) 動改變，完成行星齒輪架3 (輸出軸)轉(zhuǎn)速作或降或升的無級變化。
目前，由于油、電雙混動力汽車發(fā)展已成為巿場取向，顯然，以調(diào)頻、調(diào) 磁電機(jī)為副動力的并列雙混動力驅(qū)動尤為必要且具簡便、可靠的必然，當(dāng)設(shè)計 給定這一無級變速器基點(diǎn)K的傳動比i相似于傳統(tǒng)變速器一、或二檔者，副動 力電機(jī)以某一轉(zhuǎn)速驅(qū)動變速調(diào)控齒輪副6帶動差動齒輪4相對于行星齒輪架3 作等角速差的差動，主動力在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)維持變速器輸出軸以近似于一或 二檔轉(zhuǎn)速工作；若運(yùn)行工況改變，隨機(jī)增加副動力電機(jī)轉(zhuǎn)速(出力)，給雙行星 齒輪2的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速加快，變速器輸出轉(zhuǎn)速升至近似高檔位或降回轉(zhuǎn)速至近似某 一檔位而維持不變，這一無級變速器即時傳動比i可在所維持的傳動比i-K+( -n), i=K+0n、 i=K+ (+n)內(nèi)正常工作。
此雙混動力、差動調(diào)速之無級變速器，油、電或電、油兩路動力并列驅(qū)動、 不需同步、主副位置可以互換；若雙混動力中以電力為主動力者，則驅(qū)動變速 調(diào)控齒輪副6工作的副動力源為內(nèi)燃機(jī)，其間主動力電機(jī)不需變頻、變磁調(diào)速， 變速調(diào)控齒輪6的副動力源一一內(nèi)燃機(jī)變速具有與生俱來的優(yōu)勢，無級調(diào)速配 置顯得更簡省而自然。單一動力源的汽車，若運(yùn)行中因動力機(jī)故障或缺油(無電)，車輛只得無奈 地拋錨，本發(fā)明雙混動力中之主、副動力源，均具有單一動力應(yīng)急工作的優(yōu)點(diǎn)， 當(dāng)兩路動力源之一路發(fā)生故障或缺油(無電)時，故障一路的輸入軸應(yīng)急掣動， 有動力一路單方投入應(yīng)急驅(qū)動，比時變速器以傳動比i《(低檔位)傳遞動力，將
汽車拖走一定的路程，完成自救。
通常，汽車用變速器有空檔、倒檔功能，本發(fā)明之雙混動力、差動調(diào)速無 級變速器其變速調(diào)控齒輪副6與副動力間連接一超越離合器7，在無副動力或轉(zhuǎn) 速低至一定值的狀態(tài)下，啟動主動力源，太陽齒輪1運(yùn)行，行星齒輪架3因負(fù)
載阻力大而差動齒輪4反轉(zhuǎn)，超越離合器打滑，行星齒輪架3 (輸出軸)不轉(zhuǎn)，
就是空檔；接著啟動副動力源或加速達(dá)一定值，超越離合器正常工作，差動齒
輪4不轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)，行星齒輪架3 (輸出軸)有轉(zhuǎn)速，就是掛擋；至于倒檔，可按 傳統(tǒng)配置倒檔齒輪8及操作機(jī)構(gòu)即可完成。
鑒于這一無級變速器多以自動控制手段去實現(xiàn)，因此，隨車ECU功能配合 尤顯得非常重要。
權(quán)利要求
1、一種雙混動力差動調(diào)速的機(jī)械式無級變速器，其特征是差動齒輪(4)呈一中空鋼輪狀，輪的內(nèi)、外圓都有輪齒，其內(nèi)齒與雙行星齒輪(2)常嚙，為雙行星齒輪(2)提供公轉(zhuǎn)支點(diǎn)；外齒與變速調(diào)控齒輪副(6)常嚙，變速調(diào)控齒輪副(6)經(jīng)超越離合器(7)與副動力機(jī)聯(lián)接，是變速調(diào)控的紐帶。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙混動力差動調(diào)速的機(jī)械式無級變速器， 其特征是差動齒輪(4)外圓有一掣動器(5)。
全文摘要
本發(fā)明是在定比常嚙齒輪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上以雙動力差動原理取副動力調(diào)控模式令行星齒輪自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不變而公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速改變，實現(xiàn)輸出軸作動態(tài)變速比i漸進(jìn)的無級變速，特征是差動齒輪呈一中空鋼輪狀，輪的內(nèi)、外圓都有輪齒，其內(nèi)齒與雙行星齒輪常嚙，為行星齒輪提供公轉(zhuǎn)支點(diǎn)，外齒與變速調(diào)控齒輪副常嚙，變速調(diào)控齒輪副經(jīng)超越離合器與副動力機(jī)聯(lián)接。當(dāng)太陽齒輪獲得主動力時，其分別作用于行星齒輪架和差動齒輪上，若轉(zhuǎn)動阻力小，差動齒輪反轉(zhuǎn)行星齒輪架不轉(zhuǎn)；若以阻力靜止，主動力轉(zhuǎn)移驅(qū)動行星齒輪架正轉(zhuǎn)；若以另一動力帶動差動齒輪正向旋轉(zhuǎn)，此時兩路動力出力，則行星齒輪架可出現(xiàn)無級變速。本發(fā)明尤為適用作雙混動力汽車變速器。
文檔編號F16H3/44GK101608684SQ20091011422
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者韋海虎 申請人:韋?；?br>