CN102011842B - 自适应变速器 - Google Patents

Abstract

一种自适应变速器，包括主动轮、闭合的金属传递件、及从动轮，是采用半径可变轮作为主动轮与从动轮，通过闭合的金属传递件将主动轮的运动和动力传递给从动轮，通过主动轮与从动轮半径大小的相反改变，来实现主动轮与从动轮的牵引力自适应增大或变小，而使从动轮的转速自适应变慢或变快。本发明结构简单、操作方便、成本降低又能节省能源，并可运用上述方案组合出多级变速结构，满足不同变速的具体实际要求，填补了现有自适应变速器的空白。

Description

自适应变速器

技术领域：

本发明涉及一种适应于各种车辆的变速器，尤指一种自适应变速器。

背景技术：

目前世界上使用最多的汽车自动变速器主要有4种类型：液力自动变速器(AT)、电控机械式自动变速器(AMT)、机械无级自动变速器(CVT)和双离合自动变速器(DCT)，其中：

AT生产制造已有70多年历史，性能和技术都日趋完善可靠，因此，AT仍是主流自动变速器。其优越性是驾驶员仅通过脚踩油门踏板便可实现自动变速，免除了手动变速器繁杂的换档和脚踩离合器踏板的频繁操作。其电力控制系统使得自动切换速度柔、平稳，所以乘坐与驾驶都感觉很舒适。但是存在结构复杂、重量大、制造工艺复杂等缺点，因而，也限制了其发展。

AMT的电控机械式自动变速器，大多数在小排量的车辆中使用，以其传动效率高、制造成本低和易于制造等优点在自动变速器家族中占有重要的地位。电控机械自动变速器是通过改变传动滚轮的中心轴的方向，使得滚轮与主从动盘的接触点改变，从而改变传动半径，使得速比发生变化，实现无级变速。但是由于传力的接触点应力大，不易形成油膜润滑，其寿命和可靠性难以保证，故在实际使用中比较少。

CVT结构比传统变速器简单、体积更小，既没有手动变速器的繁多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主、从动轮和传动实现速比的无级变化。无级变速器的综合性能优于有级变速器，它能实现传动比连续变化，所以一直以来是汽车制造商和用户追求的理想变速器。但是，CVT传递的扭矩容量不大，目前小排量汽车的性能和可靠性尚未经过充分的考验和证实，技术还不够成熟。金属带式无级变速器(VDT—CVT)是目前最具有发展前景的机械式无级变速器。其性能优良、传动机理独特，是一种新型的传动形式，世界上针对VDT—CVT的研究方兴未艾。

DCT双离合自动变速器的控制系统中，电控单元(ECU)采集各个传感器的信号，其中主要包括转速、扭矩信号，模拟量信号，及其它输入量信号等，并且实现实时在线闭环控制对车辆的运行状态进行识别与判断。在需要进行换档等操作时，ECU发出指令.控制离合器及同步器换档机构实现2个离合器与变速器同步换档动作的操纵。离合器和换档操纵机构的动力由电机进行控制。DCT的发展在传动效率、换档性能、控制策略等大大提高地同时，又保护了现有的手动变速器生产设备，在一定程度上降低了开发成本，越来越受到人们的青睐。

自动变速器无级变速器具有速比光滑变化、无级传递扭矩、加速性好、燃料经济性高、结构简单、控制系统的诊断功能不断增强等特点，被认为是最有前景的一种自动变速技术。全球环境保护规则的加强和世界汽车市场激烈的竞争，自动变速器技术是车辆传动系统的核心技术之一，它的理论与设计达到了相对完善，在各种车辆上得到越来越广泛的应用。但总的来说，现有变速装置的手动结构简单且节省能源，但是操作不方便；自动操作虽然方便，但结构复杂成本高，且不节能。而自适应变速器在各种车辆变速器方面仍是处在空白状态，它将是各种车辆制造商和用户追求的理想变速器。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种使各种车辆的变速装置结构简单、操作方便、既能降低成本又能节约能源的自适应变速器。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种自适应变速器，包括主动轮、闭合的金属传递件、及从动轮，其特点是：该自适应变速器是采用具有数条具弹性的轮辐的半径可变轮作为主动轮和从动轮，通过闭合的金属传递件将主动轮的运动和动力传递给从动轮，通过主动轮与从动轮半径大小的相反改变，来实现主动轮与从动轮的牵引力自适应性增大或变小，而使从动轮的转速自适应性变慢或变快。

在另一较佳实施例中，所述为半径可变轮的主动轮的轮辐远离轴心的端部设有齿；金属传递件为金属链条；从动轮的轮辐远离轴心的端部设有齿。

在又一较佳实施例中，所述为半径可变轮的主动轮的轮辐远离轴心的端部设有U型槽；金属传递件为金属带；从动轮的轮辐远离轴心的端部设有U型槽。

与现有技术相比，本发明的优点是：填补了现有自适应变速器的空白，并可运用上述方案组合出多级变速结构，从而满足不同变速的具体实际要求；且本发明结构简单、操作方便、成本降低又能节省能源。

附图说明：

图1是本发明的一实施例的结构示意图。

图2是本发明的另一实施例的结构示意图。

图3是本发明的又一实施例的结构示意图。

图4是本发明的金属带与轮辐上的U型槽相接合的示意图。

具体实施方式：

本发明的自适应变速器包括主动轮1、闭合的金属传递件2、及从动轮3，是采用半径可变轮作为主动轮，通过闭合的金属传递件将主动轮的运动和动力传递给从动轮，通过主动轮半径的改变，来实现主动轮的牵引力自适应增大或变小，从而使从动轮的转速自适应变慢或变快。

参见图1，为本发明的第一实施例，该自适应变速器包括主动轮1、闭合的金属传递件2、及从动轮3，是通过闭合的金属传递件将主动轮的运动和动力传递给从动轮，在本实施例中，主动轮1为半径可变轮，具有数条具弹性的轮辐4，轮辐4远离轴心的端部设有齿5；金属传递件2为金属链条；从动轮3为半径固定的齿轮。

其工作原理为：当主动轮（半径可变轮）1在轴心的带动下逆时针方向（图中箭头所示为运动方向）转动时，先带动有弹性的轮辐4转动，轮辐4转到一定位置，轮辐上的齿5与金属链条啮合，同时带动金属链条前进，金属链条通过与从动轮3上的齿6的啮合带动从动轮3逆时针方向转动。

当从动轮3的阻力增大时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变大，从而缩小主动轮1的半径实现牵引力自适应增大，同时从动轮3的转速自适应变慢。当金属链条上段出现松动，可通过加压齿轮7在弹性件8（如弹簧）的作用下压紧金属链条让其正常工作。相反，当从动轮3的阻力减小时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变小从而增大主动轮的半径实现牵引力自适应减小，同时从动轮3的转速自适应变快。当金属链条上段出现变紧时，可通过加压齿轮7借助弹性件8（弹簧）使金属链条恢复到原来位置让其正常工作。当从动轮的阻力特大，而主动轮的半径不能再变小的情况下，主动轮轮辐上的齿5可以滑向金属链条中的后一个链节，这样主动轮仍可转动。

参见图2，为本发明的第二实施例，该自适应变速器包括主动轮1、闭合的金属传递件2、及从动轮3，是通过闭合的金属传递件2将主动轮1的运动和动力传递给从动轮3，在本实施例中，主动轮1为半径可变轮，具有数条具弹性的轮辐4，轮辐4远离轴心的端部设有齿5；金属传递件2为金属链条；从动轮3为半径可变轮，具有数条具弹性的轮辐9，轮辐9远离轴心的端部设有齿10。

本实施例与第一实施例在结构上相比，不同之处在于从动轮为半径可变轮，而且去掉了加压齿轮和弹性件。

本实施例采用半径可变轮作为主动轮与从动轮，通过闭合的金属传递件将主动轮的运动和动力传递给从动轮，通过主动轮与从动轮半径大小的相反改变，来实现主动轮与从动轮的牵引力自适应增大或变小，而使从动轮的转速自适应变慢或变快。

工作原理如下：当主动轮（半径可变轮）1在轴心的带动下逆时针方向（图中箭头所示为运动方向）转动时，先带动有弹性的轮辐4转动，轮辐4转到一定位置，轮辐上的齿5与金属链条啮合，同时带动金属链条前进，金属链条通过与从动轮3的轮辐9上的齿10的啮合带动从动轮3逆时针方向转动。

当从动轮3的阻力增大时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变大从而缩小主动轮1的半径实现牵引力自适应增大，同时从动轮3的轮辐弯曲变小，从动轮的半径变大，转速自适应变慢。相反，当从动轮3的阻力减小时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变小，从而增大主动轮的半径实现牵引力自适应减小，同时从动轮的轮辐9弯曲变大，从动轮的半径变小，转速自适应变快。由于主从动轮可处在一个半径增大而另一个半径可减小的互补模式下运行，金属链条可基本上保持在一个松紧状态下运行而无需另行调节。当从动轮的阻力特大，而主动轮的半径不能再变小的情况下，轮辐4上的齿5可以滑向金属链条中的后一个链节，这样主动轮仍可转动。

参见图3，为本发明的第三实施例，该自适应变速器包括主动轮1、闭合的金属传递件2、及从动轮3，是通过闭合的金属传递件2将主动轮1的运动和动力传递给从动轮3，在本实施例中，主动轮1为半径可变轮，具有数条具弹性的轮辐4，轮辐4远离轴心的端部设有U型槽11；金属传递件2为金属带；从动轮3为半径可变轮，具有数条具弹性的轮辐9，轮辐9远离轴心的端部设有U型槽12。

本实施例与第二实施例的工作原理基本相同，而本实施例与第二实施例在结构上的不同之处在于：金属链条换成了金属带；主、从动轮上的轮辐上的齿换成了U型槽。

工作原理如下：结合图3和图4，当主动轮（半径可变轮）1在轴心的带动下逆时针方向（图中箭头所示为运动方向）转动时，先带动有弹性的轮辐4转动，轮辐4转到一定位置，轮辐上的U型槽11与金属带接合，同时带动金属带前进，金属带通过与从动轮3上的轮辐9上的U型槽12的接合带动从动轮3逆时针方向转动。

当从动轮的阻力增大时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变大，从而缩小主动轮1的半径，实现牵引力自适应增大，同时从动轮的轮辐9弯曲变小，从动轮的半径变大，转速自适应变慢；相反，当从动轮的阻力减小时，主动轮的轮辐4沿顺时针方向弯曲变小，从而增大主动轮的半径实现牵引力自适应减小，同时从动轮的轮辐9弯曲变大，轮的半径变小，转速自适应变快。由于主从动轮可处在一个半径增大而另一个半径可减小的互补模式下运行，金属带可基本上保持在一个松紧状态下运行而无需另行调节。当从动轮的阻力特大，而主动轮的半径不能再变小的情况下，轮辐上的U型槽11可以滑向金属带的后端，这样主动轮仍可转动。

Claims (2)

1.一种自适应变速器，包括主动轮(1)、闭合的金属传递件(2)、及从动轮(3)，其特征在于：该自适应变速器是采用具有数条具弹性的轮辐的半径可变轮作为主动轮(1)和从动轮(3)，通过闭合的金属传递件(2)将主动轮的运动和动力传递给从动轮(3)，通过主动轮与从动轮半径大小的相反改变，来实现主动轮(1)与从动轮的牵引力自适应性增大或变小，而使从动轮(3)的转速自适应性变慢或变快：所述主动轮(1)的轮辐(4)远离轴心的端部设有齿(5)，金属传递件(2)为金属链条，从动轮(3)的轮辐(9)远离轴心的端部设有齿(10)；当从动轮(3)的阻力增大时，主动轮的轮辐(4)沿顺时针方向弯曲变大从而缩小主动轮(1)的半径实现牵引力自适应增大，同时从动轮(3)的轮辐弯曲变小，从动轮的半径变大，转速自适应变慢；当从动轮(3)的阻力减小时，主动轮的轮辐(4)沿顺时针方向弯曲变小，从而增大主动轮的半径实现牵引力自适应减小，同时从动轮的轮辐(9)弯曲变大，从动轮的半径变小，转速自适应变快。

2.一种自适应变速器，包括主动轮(1)、闭合的金属传递件(2)、及从动轮(3)，其特征在于：该自适应变速器是采用具有数条具弹性的轮辐的半径可变轮作为主动轮(1)和从动轮(3)，通过闭合的金属传递件(2)将主动轮的运动和动力传递给从动轮(3)，通过主动轮与从动轮半径大小的相反改变，来实现主动轮(1)与从动轮的牵引力自适应性增大或变小，而使从动轮(3)的转速自适应性变慢或变快：该主动轮(1)的轮辐(4)远离轴心的端部设有U型槽(11)，金属传递件(2)为金属带，从动轮(3)的轮辐(9)远离轴心的端部设有U型槽(12)；当从动轮的阻力增大时，主动轮的轮辐(4)沿顺时针方向弯曲变大，从而缩小主动轮(1)的半径，实现牵引力自适应增大，同时从动轮的轮辐(9)弯曲变小，从动轮的半径变大，转速自适应变慢；相反，当从动轮的阻力减小时，主动轮的轮辐(4)沿顺时针方向弯曲变小，从而增大主动轮的半径实现牵引力自适应减小，同时从动轮的轮辐(9)弯曲变大，轮的半径变小，转速自适应变快。