CN101907153A - 汽车智能无级变速箱 - Google Patents

Abstract

一种新颖的数控无级变速系统，通过输入花键轴传递动力于第一壳体齿圈、与行星齿轮包啮合于中间齿轮花键轴上传递动力输出。采用了差速原理提速，壳体大齿圈带动一对称行星轮旋转啮合于中间齿轮花键轴提速反转，另一功能：当输出动力不匹配时，数控电机得到调速信号啮合传递于蜗轮付，蜗轮付与行星齿轮包为整体，两组4个行星轮、各对称于壳体齿圈与中间齿轮花键轴圆周啮合旋转，差速包有公转、自转原理，利用该原理降低输入花键轴转速、匹配于输出花键轴转速，车辆平稳启动运行。当车辆正常运行时调速停止运行，差速传递动力，当输出动力受阻、调速系统工作，周而复始，保证了在不同路况下、车辆以不同要求的高、低速平稳行驶。

Description

汽车智能无级变速箱

技术领域

本专利涉及一种汽车变速箱，尤其涉及汽车智能无级变速箱。

背景技数

目前，汽车变速箱一般分为有级变速箱和无级变速器两种。其中有级变速箱中离合器和变速器是分离开的，离合器及变速器的结构复杂，成本高，油耗大，驾驶操作困难。无级变速箱是通过电脑控制箱体内部齿轮的自动转换来进行工作的，也存在结构复杂，装配困难，制造成本高，油耗大等不足，并且提速较为缓慢。

发明专利内容

本专利所要解决的技术问题在于提供一种结构新颖、油耗较小的汽车智能无级变速箱。输入花键轴、中间齿轮花键轴、和输出花键轴分别通过轴承支撑在箱体的前、中、后壁上、其关键在于：

A、在所述箱体内设中间齿轮花键轴，该中间齿轮花轴的前，后端通过轴承分别与花键输入轴及输出轴连接，三根轴的轴心线位于同一直线上；

B、在所述输入花键轴上套装离合器锥体，该锥体位于离合器锥套内，所述离合器锥套的后端穿过离合线圈导电环，并与第一壳体齿圈固定连接，在离合器锥套的后部嵌设磁缸，所述磁缸及第一壳体齿圈均通过轴承支撑在中间花键轴上；

C、所述第一壳体齿圈的内齿通过第一行星齿轮包与中间齿轮花键轴的齿轮啮合第一次提速反转。

D、所述第二壳体花键套与中间花轮齿键轴上花键长联反转，中间齿花键轴有两功能，当中间齿轮花键轴花键、与第一壳体齿圈为反转，传递于第二壳体齿圈、与行星齿轮包、中间花键齿轮轴上空套齿轮啮合为正传。第二壳体与第三壳体为常连接反转，所述第三壳体通过轴承支撑于输出轴上，壳体内壁中心设有倒挡接合齿；

E、所述内齿拨叉套与输出花键轴套装，该内齿拨叉套后端通过环槽与换挡拨叉连接，内齿拨叉套的前端为双齿结构，其中前齿套移动与中间齿轮轴上空套齿轮啮合-为前进挡，齿套移动后齿与壳体三内壁齿啮合-为倒档。

本专利中的箱体输入花键轴与汽车发动机的输出轴连接，本专利的箱体输出花键轴与汽车桥系机构连接，发动机的动力通过箱体输入轴花键传递给离合器锥体，使离合器锥体旋转。踏动油门离合器线圈得电磁缸产生磁力，吸合离合器锥体，使离合器锥套磁缸、及第一壳体齿圈结合一体旋转第一壳体齿圈与行星齿轮包、中间齿轮花键轴第一次提速反向旋转，中间齿轮花键轴上花键与第二壳体齿圈、行星齿轮包、中间齿轮花键轴上空套齿轮啮合第二次提速正转，第三壳体与第二壳体齿圈常连反转，当汽车需要前进时，通过换挡拨叉、拨动拨叉套与中间齿花键轮轴上空套齿轮啮合提速正转，当汽车需要倒车时拨动拨叉套与第三壳体齿啮合降速反转，通过汽车桥系连接完成前进，倒退程序。

本专利通过两级差速齿包提速即可达到整车的最高时速。离合线圈导电环的电源与油门踏板联动踏动油门发动机提速离合器开关导通离合器磁缸线圈得电，锥体、锥套第一壳体齿圈结合一体，以及时传递发动机的动力。

在上所述箱体内设有测速编码器和伺服电机，其中测速编码器位于输出轴第三壳体上；所述伺服电机的输出轴与蜗杆连接、蜗杆与蜗轮啮合、蜗轮套装在第一行星齿轮包上。测速编码器检测输出轴转速，当转速不匹配时，通过内部设定的升速比或减速比以及相应的电路控制伺服电机转速的高、低匹配输出花键轴平稳输出动力，所述调速采用差速齿轮包行星齿轮绕第一齿圈和中间齿轮花键轴自转，使来自第一齿圈转速传递于中间齿轮花键轴转速降低、平衡输出轴动力。

本专利能根据发动机的转速自动实现整车速度的调节，并且无级提速快，性能可靠。相应地可以设置一个小型视屏安装于仪表盘上，以变于驾驶员以人机见面方式观察运行状况。

在上述离合器锥体的前端开设有环槽，一安全拨叉的叉部卡入该环槽中。安全拨叉与汽车手制动联动，当汽车处于静止时，拉动手制动锁定车辆的同时，安全拨叉拨动离合器锥体，使离合器锥体与离合器锥套接合，第一壳体齿圈、齿轮包中间齿轮花键轴上空套齿轮，输出花键轴、花键拨叉套与前进、或倒挡齿啮合形成整体，靠静态发动机锁定防止车辆发生滑动，具有更佳的安全性。

在上述离合器锥体的外圆周上沿轴向开设有六条安装槽在圆周上均匀分布，各安装槽中装有刹车片。刹车片在离合器锥体与离合器锥套接合时起增强摩擦力的作用，一方面可以更好地传递动力，另一方面在车辆拉上手制动时能进一步保证安全性。

在上述离合器锥体的后端设有三个按圆周均匀分布的凹槽，各凹槽中嵌设缓冲缸。在离合器锥体与离合器锥套接合的过程中，缓冲缸顶住磁缸的电磁力，使离合器锥体与离合器锥套接合更平稳、可靠。

有益效果：本专利述变速原理新颖，通过输入花键轴传递动力于第一壳体齿圈、与行星齿轮包啮合传递于中间齿轮花键轴动力输出。采用了差速原理提速，壳体大齿圈带动一对称小行星轮旋转传递于中间齿轮花键轴提速反转，另一功能；当输出动力不匹配时，数控电机得到旋转信号传递于蜗轮付，蜗轮付与行星齿轮包为整体，两组4个行星轮各对称于壳体齿圈与中间齿轮花键轴圆周啮合旋转，差速包有公转、自转原理利用该原理降低输入花键轴转速、匹配于输出花键轴转速，车辆平稳启动运行。当车辆正常运行时调速停止运行，差速传递动力，当输出动力受阻调速工作，周而复始，保证了在不同路况下车辆高，低速平稳运行。

本专利在机械原理基础上融入了电离合、缓冲及自动控制技术，使得变速箱结构简单，装配容易，大大降低了制造成本；本专利操作简便，动力传递及无挡级提速快，不仅安全可靠，而且油耗小，适宜于大规模推广使用。

附图说明

图1为本专利的结构示意图。

图2为本专利电离合第一壳体齿圈分解装配说明图

图3为本专利变速系统分解装配说明图

图4为本专利前进、倒档输出动力分解装配说明图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本专利作进一步说明：

如图1、2所示输入花键轴1前端支撑在箱体轴承上，花键轴套有锥体离合器锥体9，锥体表面均布6个凹槽镶嵌6片制动片，动力由制动片传动于锥套5、磁缸6、螺钉7、壳体齿圈8组合成电离合器，通过油门联动电源分合锥体、锥套，离合速度迅速。

锥体9、B-B剖图面上有拨叉杆10、在车辆静态情况下离合器处于掉电状态，移动拨叉杆锥体9与锥套5锁定，输出花键轴1与静态发动机锁定确保车辆静态时的安全，该拨叉杆10与手制动联动。

锥体9、A-A剖面图上均布3个圆孔12安装3个缓冲器13，功能在于电离合导通时缓冲器受阻，缓冲器平稳释放阻力，离合器平稳结合车辆平稳运行。输入花键轴1后端上轴承2支撑于离合器总成壳体，壳体8上轴承支撑于箱体。

如图3、图2所示差速变速系统是由第一壳体齿圈8与行星齿轮3，行星包2不旋转，第一壳体齿圈8顺转啮合于双联行星齿轮3，双联齿轮3啮合于中间齿轮啮合行星齿轮包花键轴4第一次提速反转，当输出动力受阻差速包支架2蜗轮附6为整体固定于箱体上，数控电机7得到调速电信号带动蜗杆、蜗轮、差速包对称双联行星齿轮3、对称轴套齿行星轮5绕第一壳体齿圈8、中间齿轮花键轴4齿轮顺时公转降速，它工作原理是不调速时按转速比旋转，齿轮行星包不转动、需调速时差速包公转，自转把差速比降低，就起到了无级调速功能，结构紧凑、制造简单。

中间齿轮花键轴4有两功能，一通过中间齿轮花键轴花键4与壳体齿圈8结合反转。另一功能、第二壳体齿圈8与行星齿轮包9啮合、行星齿轮包9与中间齿轮花键轴上空套齿轮10啮合形成第二次提速正转。整个前进挡、倒档在中间齿轮花键轴和第二壳体齿圈上完成。

输入花键轴1与图2轴承位1支撑，中间齿轮花键轴4与行星齿轮包蜗轮付轴承支撑。A-A剖面图上是各2个双联齿轮和2个轴套齿轮，B-B剖面图上3个行星齿轮9、空套齿轮10及壳体齿圈8。

壳体齿圈8支撑于箱体轴承上，空套齿轮10支撑于中间齿轮花键轴滚针轴承上。

如图4、图3输出花键1轴与中间齿轮花键轴上滚针轴承连接支撑，输出花键轴1上套有移动拨叉套9，第二壳体齿圈8与第三壳体2为常联反转，第三壳体2轴承空套移动拨叉套9、第三壳体2有1个内结合齿圈，当移动拨叉套9与中间齿花键轮轴4上空套齿轮10啮合输出正转动力给输出花键轴1上花键接盘8为-前进挡。当移动拨叉套9与第三壳体2内齿3啮合输出反转动力给输出花键轴1上花键接盘8为-倒档。图4中A-A剖面上为拨叉杆10、拨叉套9结合状态。

输出花键轴1套有调速编码器5当输出动力受阻车辆不能行走传出信号给电脑自动调速。输出花键轴1受轴承6轴承盖7支撑于箱体上，整体结构极为紧奏、结构简单、制造成本低。三轴在箱体轴承支撑下完成离合、变速、换挡程序工作及为合理。

Claims (7)

1.一种汽车智能无极变速箱，输入花键轴(1)中间齿轮轴(9)、输出花键轴(17)分别通过轴承支撑在箱体(23)(24)的前、中、后壁上其特征在于；

A、在所述箱体(23)(24)内设有输入花键轴(1)与第一壳体(7)受轴承支撑、中间齿轮轴(9)与蜗轮(10)轴承与第二壳体(13)、箱体(23)(24)受轴承支撑、中间齿轮轴(9)通过滚针轴承支撑、空套齿轮(15)与输出花键轴(17)连接，三根轴的轴心线位于同一直线上；

B、在所述输入花键轴(1)上套装离合器锥体(2)，套装在离合器锥体套(3)内，所述离合器锥套(3)的后端穿过离合器磁缸(4)、线圈(5)导电环(6)并与第一壳体齿圈(7)固定连接在离合器锥套(3)的后部嵌设磁缸(4)，所述磁缸(4)及第一壳体齿圈(7)均支撑在箱体(23)(24)轴承上；

C、所述第一壳体齿圈(7)的内齿通过第一行星齿轮包(8)与中间齿轮轴(9)的前端啮合形成提速反转，中间齿轮花键轴(9)的后端空套齿轮(15)通过齿轮花键轴花键(9)与第二壳体齿圈连接(13)均通过轴承支撑在箱体与中间长齿轮花键轴(9)上；

D、所述第二壳体齿圈(13)动力来于中间花键齿轮轴(9)花键带动第二壳体(13)花键套反转递于常连第三壳体(17)反转，当第二壳体齿圈(13)与差速包(14)行星轮啮合传递给中间齿轮花键轴(9)上空套齿轮(15)形成二次提速正转为前进档。第三壳体(16)受轴承支撑空套于拨叉套(19)上，第三壳体(16)内壁的中心设有倒挡拨叉齿。(19)的后端通过环槽与换挡拨叉(18)连接，内齿拨叉套(19)的前端为双齿套结构，齿轮(15)与拨叉套(19)前端齿啮合-为前进挡。拨叉套(19)后端齿与第三壳体(16)上内齿圈啮合-为倒档。

2.根据权利要求1所述汽车智能无级变速箱，其特征在于；在所述箱体(23)(24)内设有测速编码器(20)位于箱体(23)末端壁上并套装在输出花键轴(17)上；所述伺服电机(11)轴与蜗杆(12)连接，所述蜗轮(10)及第一行星齿轮包(8)为整体，形成差速数控调速。

3.根据权利要求1所述的汽车智能无级变速箱其特征在于：在所述离合器锥体(2)开设有环槽，一安全拨叉(18)的叉部卡入该环槽中，当汽车静态时安全拨叉(18)与手制动联动连接、离合器锥套(3)锁定确保安全。

4.根据权利要求3所述的汽车智能无级变速箱，其特征在于；在所述离合器锥体(3)的外圆周上沿轴向开设有六条安装槽，六条安装槽在圆周上均匀分布，各安装槽中装有刹车片。

5.根据权利要求1或3或4所述的汽车智能无级变速箱，其特征在于：在所述离合器锥体(3)的后端设有三个按圆周均匀分布的凹槽，个凹槽中嵌设缓冲缸。

6.根据权利要求1或2所述的汽车智能无级变速箱，其特征在于所述第一壳体齿圈(7)通过差速齿轮包两对称双联行星轮(8)与中间花键齿轮轴(9)啮合，提速反转。

差速包(8)的另一对单齿行星轮与第一壳体齿圈(7)啮合与蜗轮付连接数控电机(11)智能差速调速。

7.根据权利要求6所述中间齿轮花键轴(9)上，空套齿轮(15)与输出花键轴(17)上可移动拨叉套(18)与空套齿轮(15)啮合第二次提速正转、传递于输出花键轴(17)通过接盘(21)输出前进动力。

所述移动拨叉杆(18)拨动拨叉套与第三壳体(16)内齿圈啮合、动力来于中间齿轮花键轴(9)上花键与第二壳体齿圈(13)连接为反向动力传递给第三壳体内齿圈啮合，经过拨叉套(19)、输出花键轴(17)、接盘(21)输出倒档动力。

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