CN103899366A - 涡轮机械无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种涡轮机械无级变速器，该变速器通过输入轴1将动力传递给太阳轮4，行星架5与输出轴3连接，行星轮6与太阳轮4和齿圈7齿合，齿圈7与涡轮轴8齿合，涡轮轴8与涡轮10连接，发动机排气驱动涡轮10转动，涡轮10将动力传递给涡轮轴8，涡轮轴8将动力传递给齿圈7，使齿圈7按与太阳轮4相同的方向转动，齿圈7和太阳轮4形成合力，并通过行星架5输出。该变速器解决了现有无级变速器成本高、传动带容易损坏、不能承受较大的载荷等问题。该变速器能承受较大的载荷，结构简单可靠、体积小、成本低、传动效率高，提高了燃油利用效率。

Description

涡轮机械无级变速器

技术领域

本发明属于传动领域，具体的说是一种无级变速器。

背景技术

目前的变速器主要分为有级变速器，无级变速器。

有级变速器又分为手动变速器、液力自动变速器、手自一体变速器、双离合变速器。手动变速器操作复杂，误操作容易对变速器造成损害，而且恶劣的交通状况下驾驶起来比较累人。液力自动变速器传动效率低，经济性不好，结构复杂，维修成本高。手自一体变速器结构复杂，成本高。双离合变速器在复杂工况下，如长时间堵车，离合器长时间处于半联动状态，容易发生故障。

无级变速器驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。无级变速器最大优点就是无级控制输出的速比，在行驶中达到行云流水的感觉，没有换档的感觉，加速也会比自动变速器快。

但是目前的无级变速器多采用特殊钢带进行动力传递，对材料要求比较苛刻，价格昂贵，维修费用高。而且在大扭矩输出时容易损坏，因此多用于小排量汽车。

发明内容

为了解决现有无级变速器成本高、传动带容易损坏、不能承受较大的载荷等问题，本发明提供一种无级变速器。它实现了无级变速器的诸多优点，又能承受较大的载荷。该变速器结构简单可靠、体积小、成本低、传动效率高，提高了燃油利用效率。

该变速器通过以下方式实现：它包括差动轮系、涡轮10、涡轮轴8；差动轮系一端与输入轴1连接，一端与输出轴3连接，一端与涡轮轴8连接；涡轮轴8安装在变速器壳上，涡轮轴8与涡轮10连接，变速器上有气道，气道与发动机排气歧管连通，涡轮10位于气道腔内，涡轮10由发动机排气驱动。

所述差动轮系是行星齿轮组，输入轴1与太阳轮4连接，行星架5与输出轴3连接，行星轮6安装在行星架5上，行星轮6与太阳轮4和齿圈7齿合，齿圈7与涡轮轴8齿合，涡轮轴8安装在变速器壳上，涡轮轴8与涡轮10连接。如图1所示。

发动机排气驱动涡轮10转动，涡轮10将动力传递给涡轮轴8，涡轮轴8将动力传递给齿圈7，使齿圈7按与太阳轮4相同的方向转动。齿圈7和太阳轮4形成合力，并通过行星架5输出。

该变速器还包括蜗轮蜗杆传动机构，涡轮轴8是一个蜗杆；齿圈7有外齿，构成一个蜗轮；所述蜗杆和所述蜗轮齿合。

该变速器还包括超越离合器11，涡轮10和涡轮轴8通过超越离合器11连接。

该变速器还包括离合器2、超越离合器9，输入轴1通过离合器2与太阳轮4连接；涡轮轴8通过超越离合器9安装在变速器壳上。

该变速器利用发动机排气进行速度调节，有利于提高变速器传动效率。

该变速器将发动机排气中的能量转化为机械扭矩，通过变速器进行输出，提高了燃油的利用效率。

附图说明

图1：变速器实例一结构图

1、输入轴

3、输出轴

4、太阳轮

5、行星架

6、行星轮

7、齿圈

4-7构成行星齿轮组。

8、涡轮轴

10、涡轮

图2：变速器实例二结构图

2、离合器

11、超越离合器

图3：变速器实例二的行星齿轮组、涡轮、蜗杆轴向结构图

9、超越离合器

图4：蜗杆外观图

具体实施方式

以下将通过实例来解释本发明内容，本实例仅为阐明本发明的实施方案，并非用以限制本发明。需说明，以下实例及图中，与本发明非直接相关的元件己省略，且图中各元件尺寸仅为求容易理解，并非用以限制实际比例。

该变速器主要结构：涡轮、差动轮系，如图1所示。

该变速器通过以下方式实现：它包括差动轮系、涡轮10、涡轮轴8；差动轮系一端与输入轴1连接，一端与输出轴3连接，一端与涡轮轴8连接；涡轮轴8安装在变速器壳上，涡轮轴8与涡轮10连接，变速器上有气道，气道与发动机排气歧管连通，涡轮10位于气道腔内，涡轮10由发动机排气驱动。气道由变速器壳形成，形状与涡轮增压器涡轮气道类似。

所述差动轮系是行星齿轮组，输入轴1与太阳轮4连接，行星架5与输出轴3连接，行星轮6安装在行星架5上，行星轮6与太阳轮4和齿圈7齿合，齿圈7与涡轮轴8齿合，涡轮轴8安装在变速器壳上，涡轮轴8与涡轮10连接。如图1所示。

发动机排气驱动涡轮10转动，涡轮10将动力传递给涡轮轴8，涡轮轴8将动力传递给齿圈7，使齿圈7按与太阳轮4相同的方向转动。齿圈7和太阳轮4形成合力，并通过行星架5输出。

该变速器主要原理是差动原理和涡轮增压器原理。

空档或P档时，发动机将动力传递给太阳轮4时，齿圈7按与太阳轮4相反的方向转动，并通过涡轮轴8传递给涡轮10，使涡轮10反向转动，发动机排气管泄压阀打开，排气泄压。

起步时，关闭排气管泄压阀，这样发动机排气管内气压就会增加，随发动机转速、排气管内气压的增加，涡轮10会逐渐的正向转动，这样形成了一个半联动的过程，有利于车辆的平稳起步。

该变速器还包括蜗轮蜗杆传动机构，涡轮轴8是一个蜗杆；齿圈7有外齿，构成一个蜗轮；所述蜗杆和所述蜗轮齿合。蜗杆作为主动轮时传动比大，能转换为较大扭矩。如图2、图3所示。

该变速器还包括超越离合器11，涡轮10和涡轮轴8通过超越离合器11连接。涡轮10可以按涡轮轴8相反的方向空转，变速器在发动机排气急剧减少时，不会因为涡轮转速的急剧下降而急剧降低输出转速。如图2、图3所示。

该变速器还包括离合器2、超越离合器9，输入轴1通过离合器2与太阳轮4连接；涡轮轴8通过超越离合器9安装在变速器壳上。起步时，发动机将动力传递给太阳轮4，齿圈7不能反向转动，这样发动机提供的扭矩全部传递给行星轮6，并通过行星架5进行输出。如图2、图3所示。

该变速器对发动机排气加以利用，对变速器进行调节，有利于提高变速器传动效率。该变速器不像涡轮增压器那样靠增加进气量和进油量来提高功率输出，而是将发动机排气中的能量转化为机械扭矩，通过变速器进行输出，提高了输出功率和燃油的利用效率。

该变速器变矩、变速范围大，可以广泛应用于各种领域。

该变速器可根据输出转速自动调节输出扭矩和传动比，还可以通过控制排气管泄压阀开启的大小控制传动比。

此外，该变速器可以当作变矩器使用，该变速器能够用极少的档位大幅度增加变速范围。

Claims (5)

1.一种变速器，其特征在于，它包括差动轮系、涡轮(10)、涡轮轴(8)；差动轮系一端与输入轴(1)连接，一端与输出轴(3)连接，一端与涡轮轴(8)连接；涡轮轴(8)安装在变速器壳上，涡轮轴(8)与涡轮(10)连接，变速器上有气道，气道与发动机排气歧管连通，涡轮(10)位于气道腔内，涡轮(10)由发动机排气驱动。

2.根据权利要求1的变速器，其特征在于，所述差动轮系是行星齿轮组，输入轴(1)与太阳轮(4)连接，行星架(5)与输出轴(3)连接，行星轮(6)安装在行星架(5)上，行星轮(6)与太阳轮(4)和齿圈(7)齿合，齿圈(7)与涡轮轴(8)齿合。

3.根据权利要求2的变速器，其特征在于，它还包括蜗轮蜗杆传动机构，涡轮轴(8)是一个蜗杆；齿圈(7)有外齿，构成一个蜗轮；所述蜗杆和所述蜗轮齿合。

4.根据权利要求1的变速器，其特征在于，它还包括超越离合器(11)，涡轮(10)和涡轮轴(8)通过超越离合器(11)连接。

5.根据权利要求1的变速器，其特征在于，它还包括离合器(2)、超越离合器(9)，输入轴(1)通过离合器(2)与太阳轮(4)连接；涡轮轴(8)通过超越离合器(9)安装在变速器壳上。

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