CN101260920A - 速度反馈无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种速度反馈无级变速器，是由多级行星齿轮传动机构实现的无级变速技术。其中第一、二级的齿圈和第四级的太阳齿轮连接在一起；第三级的齿圈和第四级的行星架连接在一起；第四级的齿圈同输出轴制成一体并与第三级太阳齿轮连接在一起；第一、二级的太阳齿轮连接在一起；第二、三级的行星架连接在一起；第一级的行星架与输入轴制成一体。该多级行星齿轮机构由贯穿机体前后端的输出轴支撑于机体之内。本发明能够满足大功率、大扭矩、宽泛传动比的无级变速之要求。

Description

速度反馈无级变速器

技术领域：

本发明涉及一种无级变速器，特别是涉及一种速度反馈无级变速器.

背景技术：

传统的汽车变速传动技术(MT)是采用三轴多挡主、被动齿轮配对，依靠同步器结合拨叉、拨杆机构人工操作的有级换挡.人工操作换挡，要求驾驶员的操作技术娴熟.长时间的频繁操作动作，会给驾驶员造成工作疲劳.有级换挡在实际工作中难以实现与发动机动力性和经济性的最佳匹配.现代汽车自动变速器技术(AT)采用电子智能程序控制下的伺服机构，通过物理信号比对方法，实现自动换挡，其实质仍然属于有级变速.再就是智能变径轮盘与传输带间靠摩擦力传动的无级变速技术(CVT)，其致命缺陷就是功率、扭矩传输能力有限，不能够满足大功率、大扭矩动力传输技术领域发展的需要.

长期以来形成的齿轮传动不能够实现无级变速的思维定式严重的束缚着人们的头脑，而大功率、大扭矩、宽泛传动比的无级变速技术是机械动力传动的终极目标，当今对于该技术的迫切需求日益凸显，打破这种窘困局面是人们长久以来梦寐以求的理想夙愿.

发明内容：

本发明的目的在于提供一种速度反馈无级变速器，它是由多级行星齿轮传动机构实现的无级变速技术.

本发明的技术方案是这样实现的：如图1所示，它是由一、二、三、四级行星轮系通过互相连接而成的多级行星齿轮传动机构，并安装在由变速器壳体和前端盖组成的机体内，组合成速度反馈无级变速器.其中，第一、二级的齿圈和第四级的太阳齿轮连接在一起；第三级的齿圈和第四级的行星架连接在一起；第四级的齿圈同输出轴制成一体并与第三级的太阳齿轮连接在一起；第一、二级的太阳齿轮连接在一起；第二、三级的行星架连接在一起；第一级的行星架同输入轴制成一体.多级行星齿轮机构由贯穿机体前后的输出轴支撑于机体之内.

本发明的积极效果在于实现了由齿轮传动的无级变速功能，从而打破了纯齿轮传动机构不能够实现无级变速的思想束缚所造成的尴尬历史局面，开创了传动动力学学科的一个新的研究领域.为以科学技术提升生产力开辟了广阔的空间.速度反馈无级变速器具有相当宽泛的变速比范围，能够满足大功率、大扭矩动力传输的需要.其机构简单且坚固、维修简便、造价低廉，并能自动保持发动机始终工作在最佳动力性、最佳经济性的工作状态，做到了安全、节能、环保.

附图说明：

图1是本发明速度反馈无级变速器原理图.

图2是本发明速度反馈无级变速器结构装配图.

具体实施方式：

如图2所示，速度反馈无级变速器采用将多级行星齿轮传动机构套装在动力输出轴上的布局形式，动力输出轴贯穿于机体中心，起到支撑多级行星齿轮传动机构的作用.

速度反馈无级变速器的机体是由壳体19和前端盖2通过端盖螺栓1连接在一起，两者的接合面间夹装有润滑油油封，两者的中心孔处均嵌装有轴承6和润滑油油封5，两者端部均以油封盖3用螺钉加以固定.

速度反馈无级变速器多级齿轮传动机构的连接关系是：一二级齿圈共体轮25与四级太阳齿轮筒体14通过键齿方式连接在一起；三级齿圈轮盘21与四级行星后架16通过键齿方式连接在一起；四级齿圈共体输出轴17与三级太阳齿轮23通过键齿方式连接在一起；输入及一级行星前架一体轴4穿过前端盖2的中心孔通过键齿方式与动力输入部件连接；二三级共体行星架11通过行星架连接螺栓18将二级行星前架盘9和三级行星后架13连接在一起；一级太阳齿轮轴26与二级太阳齿轮24通过键齿方式连接在一起；四级齿圈共体输出轴17穿过壳体19的中心孔通过键齿方式与动力输出部件连接.一级行星后架8和输入及一级行星前架一体轴4、四级行星前架盘20和四级行星后架16通过行星架连接螺栓18各自进行连接组合.该多级齿轮传动机构的各个相对运动机件之间采取轴承支撑方式，相应部位设置间隔环支撑定位的办法，

速度反馈无级变速器的工作过程是：输入的动力经过输入及一级行星前架一体轴4传递给一级行星齿轮7为功率A，然后以差速的方式将功率分配给一二级齿圈共体轮25为功率B和一级太阳齿轮轴26为功率C；一级太阳齿轮轴26将得来的功率传递给二级太阳齿轮24为功率C，一二级齿圈共体轮25得来的功率B和四级太阳齿轮筒体14反馈来的功率D合成为功率E；功率E和功率C经二级行星齿轮10以差速的方式合成为功率F，并通过二三级共体行星架11传递给三级行星齿轮12；三级行星齿轮12将功率F以差速的方式将功率分配给三级齿圈轮盘21为功率G和三级太阳齿轮23为功率H；三级齿圈轮盘21将功率G通过四级行星后架16传递给四级行星齿轮15；四级行星齿轮15将功率G以差速的方式将功率分配给四级齿圈共体输出轴17为功率I和四级太阳齿轮筒体14为功率D；功率H和功率I经输出轴合成为功率A`作为动力输出.

在忽略机械损失的理论前提下，速度反馈无级变速器的输入功率A等于输出功率A`.

在发动机输入功率保持不变的条件下：

当外界阻力不变时，车辆就可以保持稳定的车速行进，体现在速度反馈无级变速器的输出转速即为稳定在某一转速下工作.其中速度反馈无级变速器中的各个机件，都相应的保持在某一个稳定的工作转速下.整个速度反馈无级变速器作为一个系统，是处于内外平衡的稳定工作状态下.

当外界阻力增大时，速度反馈无级变速器的输出轴即会发生转速下降的变化，这个阻力的增大和减速效应，会依次传遍速度反馈无级变速器的整个系统.其中，突出的反映在二级行星齿轮机构上，由于二级行星架所受的阻力增大，导致在二级齿圈处所受到的反向力矩也随之增大，势必引起一、二级齿圈和四级太阳齿轮的转速降低.此时，由于二级齿圈的转速降低了，使得二级行星齿轮机构的变速比相对得以增大，从而二级行星架获得的驱动力矩相应的增大.又由于此时的输出轴转速降低了，产生三级行星齿轮机构的变速比增大，加之由二级行星架传递来的驱动力矩加大，所以在三级齿圈处获得的力矩进一步增大许多，(而同时使得三级太阳齿轮的输出力矩也获得了增大)并将增大的力矩传递到四级行星架上.因为四级行星架获得的驱动力矩的增大和四级太阳齿轮转速的降低所引起的四级行星齿轮机构变速比的增大，造成在四级齿圈处的力矩进一步变得更大.这样一来，由于外界阻力增大引起速度反馈无级变速器系统的变化，形成了速度反馈无级变速器的输出轴工作转速下降而输出扭矩增加的变化.

相反，当外界阻力减小时，速度反馈无级变速器的各个机件就会向相反的工作状态变化.

速度反馈无级变速器的工作始终处于动平衡状态过程中，引起该动平衡的波动原因取决于输入、输出端施加的影响.这种动平衡的变化是连续性的，所以度反馈无级变速器的变速比也是连续性的，故称得上是由纯齿轮传动的无级变速器.

这其中，设置速度反馈机构是其至要法门.表现输出轴工作状况的与输出轴制为一体的四级齿圈通过四级行星齿轮经四级太阳齿轮向一、二级齿圈进行反馈为一路；与输出轴通过花键连接在一起的三级太阳齿轮另成一路反馈路径.各级行星齿轮传动机构在承接传输一级输入动力的同时，也吸纳着两路反馈的动力信号，并通过逐级合成来处理完成速度反馈无级变速器的动平衡过程，从而实现着无级变速的工作过程。

Claims (1)

1. 速度反馈无级变速器的无级变速器，其特征在于：它是采用将多级行星齿轮传动机构套装在动力输出轴上的布局形式，动力输出轴贯穿于机体中心，起到支撑多级行星齿轮传动机构的作用；

速度反馈无级变速器多级齿轮传动机构的结构关系是：一二级齿圈共体轮(25)与四级太阳齿轮筒体(14)通过键齿方式连接在一起；三级齿圈轮盘(21)与四级行星后架(16)通过键齿方式连接在一起；四级齿圈共体输出轴(17)与三级太阳齿轮(23)通过键齿方式连接在一起；输入及一级行星前架一体轴(4)穿过前端盖(2)的中心孔通过键齿方式与动力输入部件相连接；二三级共体行星架(11)通过行星架连接螺栓(18)将二级行星前架盘(9)和三级行星后架(13)连接在一起；一级太阳齿轮轴(26)与二级太阳齿轮(24)通过键齿方式连接在一起；四级齿圈共体输出轴(17)穿过壳体(19)的中心孔通过键齿方式与动力输出部件相连接；一级行星后架(8)和输入及一级行星前架一体轴(4)、四级行星前架盘(20)和四级行星后架(16)各自通过行星架连接螺栓(18)进行连接；该多级齿轮传动机构的各个相对运动机件之间采取轴承支撑方式，相应部位设置间隔环支撑定位的办法，

速度反馈无级变速器的机体是由壳体(19)和前端盖(2)通过端盖螺栓(1)连接在一起，两者的接合面间夹装有润滑油油封；两者的中心孔处均嵌装有轴承(6)和润滑油油封(5)；两者端部均以油封盖(3)用螺钉加以固定。

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