CN102072301A - 独立变速驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无级变速器技术领域，尤其是指一种独立变速驱动系统，包括输入轴、变速机构、制动盘及输出轴，制动盘与输出轴连接，所述变速机构包括第一差速机构、第二差速机构、可锁合的偶合器、缓冲离合器及飞轮，输入轴与第一差速机构传动连接，第一差速机构与第二差速机构连接，第二差速机构与偶合器连接，偶合器及飞轮与缓冲离合器连接，输出轴与偶合器连接。本发明结构简单、体积小，既可根据实际工作状况自动调节输入轴与输出轴的转速比，又可有效存储汽车刹车或急停时汽车的能量，并在汽车怠速之后重新启动或加速时能有效利用存储的能量，大大降低了汽车急停或暂停后重新启动的能耗，实用性强，经济效益高。

Description

独立变速驱动系统

技术领域

本发明涉及无级变速器技术领域，尤其是指一种独立变速驱动系统。 

背景技术

变速器按照变速方式主要分为手动变速器和自动变速器，按照变速级数可分为有级变速器和无级变速器。 

传统的手动变速器早已广泛地应用于各种变速传动机构，手动变速器一般都需要配合离合器一起使用，在变速传动机构的运行中，需要对离合器进行切断和结合操作才能实现变速器的变速操作，例如在汽车的换挡过程中，驾驶员切断和结合离合器的时机与挂档的动作配合不好，容易导致发动机熄火，或者挂档不稳，造成离合器的严重磨损。 

自动变速器能够根据发动机负荷和车速情况自动变换传动比，使汽车获得良好的动力性和燃料经济性，并减少发动机的排放污染。 

以汽车的变速箱为例，现有技术的自动变速机构是根据汽车速度，发动机转速、动力负荷等因素自动进行升降档位，不需由驾驶者操作离合器换挡，自动变速器比手动变速器复杂很多，有很多方面不相同，但很大的区别在于控制方面。手动变速器由驾驶员操纵档位，加档或减档由人工操作，而自动变速器是由机器自动控制档位，变换档位是由液压控制装置进行的。液压控制装置根据节气门（油门）开度和变速器输出轴送来的信号控制升降档。根据节气门开度变化，液压控制装置中的调节阀产生与加速踏板下量成正比的液压，该液压作为节气门开度信号加到液压控制装置；另外有装配在输出轴上的速控液压阀可产生与转速（车速）成正比的液压，作为车速信号加到液压控制装置。因此，就有节气门开度信号和车速信号，液压控制装置根据这两个信号自动调节变速器油量（档位），从而控制换挡时机。在汽车驾驶中驾驶员踏下加速踏板（油门踏板），控制节气门开度就能自动控制变速器内的液压控制装置，液压控制装置会利用液力去控制行星齿轮系统的离合器和制动器，以改变行星齿轮的传动状态，如果是电子控制自动变速器，就要在上述基础上增加电磁阀。电控单元借助电磁阀控制自动变速器工作过程。ECU输入电路接受传感器和其他装置输入的信号，对信号进行过滤处理和放大，然后转换成电信号驱动被控的电磁阀的工作。然而，此种结构的变速器体积大、机构复杂、重量重、维修费用高而导致该类变速器的缺陷尤为明显。此外，汽车刹车或急停时，汽车的动能转化成离合制动时产生的热能而损失掉了，汽车再重新启动时，往往需要消耗更多的能量使汽车启动或加速，启动时离合器也会产生一定的热能，从而导致汽车能耗较高。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小的独立变速驱动系统，该独立变速驱动系统既可根据实际工作状况自动调节输入轴与输出轴的转速比，又可有效存储汽车刹车或急停时汽车的能量，并在汽车怠速之后重新启动或加速时能有效利用存储的能量。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：独立变速驱动系统，包括输入轴、变速机构、制动盘及输出轴，制动盘与输出轴连接，所述变速机构包括第一差速机构、第二差速机构、可锁合的偶合器、缓冲离合器及飞轮，输入轴与第一差速机构传动连接，第一差速机构与第二差速机构连接，第二差速机构与偶合器连接，偶合器及飞轮与缓冲离合器连接，输出轴与偶合器连接。 

其中，所述偶合器包括第一偶合轮和第二偶合轮；所述第二差速机构包括第三太阳轮、第二行星轮架、内齿圈及设置于第二行星轮架的第二行星齿轮，第三太阳轮和内齿圈均与第二行星齿轮啮合连接；第一差速机构与第三太阳轮连接，第二行星轮架与第一偶合轮连接，第二偶合轮及飞轮均与缓冲离合器连接；第二偶合轮与输出轴连接，内齿圈与飞轮连接。 

优选的，所述第一差速机构包括第一太阳轮、第一行星轮架、第二太阳轮及设置于第一行星轮架的第一行星齿轮，第一太阳轮和第二太阳轮均与第一行星齿轮啮合连接；所述输入轴与第一行星轮架传动连接，第一太阳轮与输出轴连接，第二太阳轮与第三太阳轮连接。 

其中，所述输入轴设置有主动齿轮，第一行星轮架设置有外齿圈，主动齿轮与外齿圈啮合连接。 

其中，所述第一太阳轮、第二太阳轮及第一行星齿轮均为锥齿轮；所述第一行星轮架设置有行星锥齿轮轴，第一行星齿轮活动套接于该行星锥齿轮轴。 

另一优选的，所述第一差速机构包括第一太阳轮、第一行星轮架、第二太阳轮及设置于第一行星轮架的第一行星齿轮，第一太阳轮和第二太阳轮均与第一行星齿轮啮合连接；所述输入轴与第一太阳轮连接，第一行星轮架与输出轴连接，第二太阳轮与第三太阳轮连接。 

其中，所述第一太阳轮为第一外齿轮，第二太阳轮为第二内齿轮，第一行星齿轮为直齿圆柱齿轮；第一行星轮架设置有直齿轮轴，直齿圆柱齿轮套接于该直齿轮轴。 

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种独立变速驱动系统，包括输入轴、变速机构、制动盘及输出轴，制动盘与输出轴连接，所述变速机构包括第一差速机构、第二差速机构、可锁合的偶合器、缓冲离合器及飞轮，输入轴与第一差速机构传动连接，第一差速机构与第二差速机构连接，第二差速机构与偶合器连接，偶合器及飞轮与缓冲离合器连接。本发明所述独立变速驱动系统的结构简单、体积小，既可根据实际工作状况自动调节输入轴与输出轴的转速比，又可有效存储汽车刹车或急停时汽车的能量，并在汽车怠速之后重新启动或加速时能有效利用存储的能量，大大降低了汽车急停或暂停后重新启动的能耗，实用性强，经济效益高。 

附图说明

图1为本发明实施例一的立体结构示意图。 

图2为本发明实施例一的立体结构分解示意图。 

图3为本发明实施例一的第二太阳轮与第三太阳轮部分的立体结构示意图。 

图4为本发明实施例一的剖面结构示意图。 

图5为本发明实施例二的剖面结构示意图。 

图6为本发明实施例三的剖面结构示意图。 

图7为本发明实施例四的剖面结构示意图。 

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。 

如图1至图4所示为本发明所述独立变速驱动系统的实施例一，包括输入轴1、变速机构、制动盘2及输出轴3，制动盘2与输出轴3连接，其特征在于：所述变速机构包括第一差速机构、第二差速机构、可锁合的偶合器、缓冲离合器4及飞轮5，输入轴1与第一差速机构传动连接，第一差速机构与第二差速机构连接，第二差速机构与偶合器连接，偶合器及飞轮5与缓冲离合器4连接，输出轴3与偶合器连接。 

本实施例一的所述偶合器包括第一偶合轮6和第二偶合轮7；所述第二差速机构包括第三太阳轮8、第二行星轮架9、内齿圈10及设置于第二行星轮架9的第二行星齿轮11，第三太阳轮8和内齿圈10均与第二行星齿轮11啮合连接；第一差速机构与第三太阳轮8连接，第二行星轮架9与第一偶合轮6连接，第二偶合轮7及飞轮5均与缓冲离合器4连接；第二偶合轮7与输出轴3连接，内齿圈10与飞轮5连接。 

本实施例一的所述第一差速机构包括第一太阳轮12、第一行星轮架13、第二太阳轮14及设置于第一行星轮架13的第一行星齿轮15，第一太阳轮12和第二太阳轮14均与第一行星齿轮15啮合连接；所述输入轴1与第一行星轮架13传动连接，第一太阳轮12与输出轴3连接，第二太阳轮14与第三太阳轮8连接。 

本实施例一的所述输入轴1设置有主动齿轮16，第一行星轮架13设置有外齿圈17，主动齿轮16与外齿圈17啮合连接。 

当汽车处于空挡位置时，偶合器为锁合状态，缓冲离合器4处于传动分离状态，转动的输入轴1带动第一行星轮架13转动，由于汽车处于空挡位置，汽车没有跑动，输出轴3不转，则第一行星轮架13带动第二太阳轮14和第三太阳轮8转动；由于偶合器为锁合状态，缓冲离合器4处于传动分离状态，故此时第一偶合轮6、第二偶合轮7及第二行星轮架9均不转，第三太阳轮8带动第一行星齿轮15转动，从而带动第三太阳轮8转动，飞轮5在第三太阳轮8的作用下转动。 

汽车起步时，轻抬刹车，偶合器解除锁合，缓冲离合器4处于半离合状态，一方面飞轮5将动能经过缓冲离合器4传给第二偶合轮7，并带动输出轴3开始转动；另一方面，第一偶合轮在第二偶合轮7的作用下开始慢慢转动，并逐渐加速；再一方面，由于第三太阳轮8与第一行星轮架13的转速差慢慢加大，使第一太阳轮12的转速逐渐加速；综合上述三方面，即可实现输出轴3的稳定加速。缓冲离合器4完全锁合进行传动时，缓冲离合器4全速运转，偶合器根据实际工作状况调节第一偶合轮和第二偶合轮7之间的转速差，并通过第一差速机构和第二差速机构的转矩分配来调整输出轴3的转矩，进而实现其自动无级变速功能。 

当踩下刹车时，偶合器锁合，缓冲离合器4传动分离，此时输出轴3在制动盘2的作用下，输出轴3、第一太阳轮12及第二偶合轮7的转速降低，第一偶合轮及第二行星轮架9在第二偶合轮7的偶合作用下也逐渐降低，第一行星轮架13的转矩通过第一行星齿轮15传给内齿圈10，进而带动飞轮5转动，以实现汽车动能的存储。汽车再次起步时，轻抬刹车，偶合器解除锁合，缓冲离合器4处于半离合状态，一方面飞轮5将动能经过缓冲离合器4传给第二偶合轮7，并带动输出轴3开始转动；另一方面，第一偶合轮也同时带动第二偶合轮7开始转动，并逐渐加速；再一方面，由于第三太阳轮8与第一行星轮架13的转速差慢慢加大，使第一太阳轮12的转速逐渐加速；综合上述三方面，即可实现利用飞轮5存储的能量来促进输出轴3的加速。 

本发明所述独立变速驱动系统的结构简单、体积小，既可根据实际工作状况自动调节输入轴1与输出轴3的转速比，又可有效存储汽车刹车或急停时汽车的能量，并在汽车怠速之后重新启动或加速时能有效利用存储的能量，大大降低了汽车急停或暂停后重新启动的能耗，实用性强，经济效益高。 

如图5所示为本发明所述独立变速驱动系统的实施例二，与上述实施例一的不同之处在于：所述第一太阳轮12、第二太阳轮14及第一行星齿轮15均为锥齿轮；所述第一行星轮架13设置有行星锥齿轮轴18，第一行星齿轮15活动套接于该行星锥齿轮轴18。 

本实施例二的所述第一差速机构包括第一太阳轮12、第一行星轮架13、第二太阳轮14及设置于第一行星轮架13的第一行星齿轮15，第一太阳轮12和第二太阳轮14均与第一行星齿轮15啮合连接；所述输入轴1与第一太阳轮12连接，第一行星轮架13与输出轴3连接，第二太阳轮14与第三太阳轮8连接。 

本实施例二的所述第一太阳轮12为第一外齿轮，第二太阳轮14为第二内齿轮，第一行星齿轮15为直齿圆柱齿轮；第一行星轮架13设置有直齿轮轴19，直齿圆柱齿轮套接于该直齿轮轴19。 

本实施例二为所述独立变速驱动系统的另一种实施方式，其工作原理与上述实施例相似，并同样能达到上述技术效果，控制方便，性能可靠。 

如图6所示为本发明所述独立变速驱动系统的实施例三，与上述实施例一的不同之处在于：第一差速机构的第二太阳轮14与第二差速机构的第二行星轮架9连接，第二差速机构太阳轮8与第一偶合轮6连接，第二偶合轮7与输出轴3连接，第二偶合轮7与缓冲离合器4连接，缓冲离合器4与飞轮5连接，同样也能实现上述技术效果。 

如图7所示为本发明所述独立变速驱动系统的实施例四，与上述实施例二的不同之处在于：第一差速机构的第二太阳轮14与第二差速机构的第二行星轮架9连接，第二差速机构太阳轮8与第一偶合轮6连接，第二偶合轮7与输出轴3连接，第二偶合轮7与缓冲离合器4连接，缓冲离合器4与飞轮5连接，同样也能实现上述技术效果。 

上述实施例为本发明较佳的实现方案中的四种，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.独立变速驱动系统，包括输入轴（1）、变速机构、制动盘（2）及输出轴（3），制动盘（2）与输出轴（3）连接，其特征在于：所述变速机构包括第一差速机构、第二差速机构、可锁合的偶合器、缓冲离合器（4）及飞轮（5），输入轴（1）与第一差速机构传动连接，第一差速机构与第二差速机构连接，第二差速机构与偶合器连接，偶合器及飞轮（5）与缓冲离合器（4）连接，输出轴（3）与偶合器连接。

2.根据权利要求1所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述偶合器包括第一偶合轮（6）和第二偶合轮（7）；所述第二差速机构包括第三太阳轮（8）、第二行星轮架（9）、内齿圈（10）及设置于第二行星轮架（9）的第二行星齿轮（11），第三太阳轮（8）和内齿圈（10）均与第二行星齿轮（11）啮合连接；第一差速机构与第三太阳轮（8）连接，第二行星轮架（9）与第一偶合轮（6）连接，第二偶合轮（7）与缓冲离合器（4）连接；第二偶合轮（7）与输出轴（3）连接，内齿圈（10）与飞轮（5）连接。

3.根据权利要求2所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述第一差速机构包括第一太阳轮（12）、第一行星轮架（13）、第二太阳轮（14）及设置于第一行星轮架（13）的第一行星齿轮（15），第一太阳轮（12）和第二太阳轮（14）均与第一行星齿轮（15）啮合连接；所述输入轴（1）与第一行星轮架（13）传动连接，第一太阳轮（12）与输出轴（3）连接，第二太阳轮（14）与第三太阳轮（8）连接。

4.根据权利要求3所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述输入轴（1）设置有主动齿轮（16），第一行星轮架（13）设置有外齿圈（17），主动齿轮（16）与外齿圈（17）啮合连接。

5.根据权利要求3所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述第一太阳轮（12）、第二太阳轮（14）及第一行星齿轮（15）均为锥齿轮；所述第一行星轮架（13）设置有行星锥齿轮轴（18），第一行星齿轮（15）活动套接于该行星锥齿轮轴（18）。

6.根据权利要求2所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述第一差速机构包括第一太阳轮（12）、第一行星轮架（13）、第二太阳轮（14）及设置于第一行星轮架（13）的第一行星齿轮（15），第一太阳轮（12）和第二太阳轮（14）均与第一行星齿轮（15）啮合连接；所述输入轴（1）与第一太阳轮（12）连接，第一行星轮架（13）与输出轴（3）连接，第二太阳轮（14）与第三太阳轮（8）连接。

7.根据权利要求6所述的独立变速驱动系统，其特征在于：所述第一太阳轮（12）为第一外齿轮，第二太阳轮（14）为第二内齿轮，第一行星齿轮（15）为直齿圆柱齿轮；第一行星轮架（13）设置有直齿轮轴（19），直齿圆柱齿轮套接于该直齿轮轴（19）。

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