CN103939568A - 一种复合型多元件工作轮液力变矩器以及无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合型多元件工作轮液力变矩器，其技术方案要点是，输入行星架21与输入轴1联接，输出大齿轮22与联接大齿轮25以及汇流大齿轮29联接,输出小齿轮23与联接行星架24联接,联接小齿轮26与多元件工作轮液力变矩器3联接，多元件工作轮液力变矩器3与单向离合器4以及汇流小齿轮28联接,输出行星架27与输出轴5联接。

Description

一种复合型多元件工作轮液力变矩器以及无级变速器
技术领域
本发明属于液力变矩器领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合型多元件工作轮液力变矩器以及无级变速器。
背景技术
目前，液力变矩器都需要通过流体静力学等原理设计，它所能传递的功率不大，并且效率不高；另外，成本高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种延长发动机和传动系的使用寿命，结构简单，节能高效的复合型多元件工作轮液力变矩器。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：
一种复合型多元件工作轮液力变矩器，包括输入轴（1）、多元件工作轮液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出轴（5），所述的输入轴（1）与输出轴（5）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）、联接行星架（24）、联接大齿轮（25）、联接小齿轮（26）、输出行星架（27）、汇流小齿轮（28）、汇流大齿轮（29）, 输入行星架（21）与输入轴（1）联接，输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）配合工作, 输出大齿轮（22）与联接大齿轮（25）以及汇流大齿轮（29）联接, 输出小齿轮（23）与联接行星架（24）联接, 联接行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与联接大齿轮（25）、联接小齿轮（26）配合工作, 联接小齿轮（26）与多元件工作轮液力变矩器（3）的输入端（31）联接，多元件工作轮液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）以及汇流小齿轮（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）与固定元件联接，输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流小齿轮（28）、汇流大齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与输出轴（5）联接。
一种复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器，包括输入轴（1）、多元件工作轮液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出齿轮副（6）、联接轴（7）、输入齿轮副（8）、输出轴（9），所述的输入轴（1）与输出轴（9）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）、固定齿圈（24）、输出齿轮（25）、联接行星架（26）、联接汇流行星架（27）、联接汇流小齿轮（28）、联接汇流大齿轮（29）、汇流行星齿轮（50）、输出行星架（51）、汇流小齿轮（52）、汇流大齿轮（53）, 输入行星架（21）以及输入齿轮副（8）的输入齿轮（81）与输入轴（1）联接，输入齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输出齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，输出齿轮副（6）的输出齿轮（62）与汇流小齿轮（52）联接, 输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）配合工作, 输出大齿轮（22）通过联接轴（7）与联接汇流大齿轮（29）联接, 输出小齿轮（23）与联接行星架（26）联接, 联接行星架（26）通过其上的行星齿轮（20）与固定齿圈（24）、输出齿轮（25）配合工作, 输出齿轮（25）与多元件工作轮液力变矩器（3）的输入端（31）联接，多元件工作轮液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）以及联接汇流小齿轮（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）以及固定齿圈（24）与固定元件联接，联接汇流行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与联接汇流小齿轮（28）、联接汇流大齿轮（29）配合工作, 联接汇流行星架（27）与汇流大齿轮（53）联接，输出行星架（51）通过其上的汇流行星齿轮（50）与汇流小齿轮（52）、汇流大齿轮（53）配合工作, 输出行星架（51）与输出轴（9）联接。
两个需要联接的元件，都可以选择直接连接、通过中空轴的方式穿过其它元件或通过连接杆的方式跨过其它元件，使两个需要联接的元件连接在一起。
本发明应用于车辆时，能够根据车辆行驶时受到阻力的大小，自动地改变输出扭矩以及速度的变化。
本发明具有以下的优点：
（1）本发明的功率由齿轮、行星齿轮、行星架传递，因而传动功率和传动效率都极大地提高, 而且结构简单，更易于维修；
（2）本发明的变矩和变速是自动完成的，能实现高效率的传动，并且除了起步以外，都能使发动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机等效的前提下，它降低了发动机的制造成本；
（3）本发明使发动机处于经济转速区域内运转，也就是在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；
（4）本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；
（5）本发明使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率，有利于提高生产率。
 另外，本发明是一种还可用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合型多元件工作轮液力变矩器以及无级变速器。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构图；
图2为本发明实施例二的结构图；
附图中两个元件之间的连接处，运用粗实线表示固定连接，细实线表示两个元件可以相对转动。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
实施例一：
如图1中所示，一种复合型多元件工作轮液力变矩器，包括输入轴1、多元件工作轮液力变矩器3、单向离合器4、输出轴5，所述的输入轴1与输出轴5之间设有行星齿轮20、输入行星架21、输出大齿轮22、输出小齿轮23、联接行星架24、联接大齿轮25、联接小齿轮26、输出行星架27、汇流小齿轮28、汇流大齿轮29, 输入行星架21与输入轴1联接，输入行星架21通过其上的行星齿轮20与输出大齿轮22、输出小齿轮23配合工作, 输出大齿轮22与联接大齿轮25以及汇流大齿轮29联接, 输出小齿轮23与联接行星架24联接, 联接行星架24通过其上的行星齿轮20与联接大齿轮25、联接小齿轮26配合工作, 联接小齿轮26与多元件工作轮液力变矩器3的输入端31联接，多元件工作轮液力变矩器3的输出端32与单向离合器4的输入端41以及汇流小齿轮28联接, 单向离合器4的输出端42与固定元件联接，输出行星架27通过其上的行星齿轮20与汇流小齿轮28、汇流大齿轮29配合工作, 输出行星架27与输出轴5联接。
发动机的输入功率经输入轴1流入输入行星架21，再通过输入行星架21上的行星齿轮20分流为两路，第一路，流入输出大齿轮22，再流入联接大齿轮25，再流入汇流大齿轮29；第二路，流入输出小齿轮23，再流入联接行星架24，联接行星架24再通过联接行星架24上的行星齿轮20分流为两路，第一路，流入联接大齿轮25，再流入汇流大齿轮29，第二路，流入联接小齿轮26，再流入多元件工作轮液力变矩器3，再流入汇流小齿轮28。
由于汇流小齿轮28和汇流大齿轮29是汇流元件，所以流入汇流小齿轮28的功率和流入汇流大齿轮29的功率，则汇流于输出行星架27，并传递到输出轴5, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴5对外输出。
对于本发明的复合型多元件工作轮液力变矩器，当输入轴1的转速不变，输出轴5上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴5上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合型多元件工作轮液力变矩器。
本发明的复合型多元件工作轮液力变矩器使用时，设发动机的输入功率、输入转速以及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴5的转速为零，当汽车启动，因阻力较大，并且由于单向离合器4的作用，汇流小齿轮28静止不动，汇流大齿轮29则把从输入轴1通过各个元件传递到此的扭矩，再传递到输出行星架27，使输出行星架27降速增矩，并传递到输出轴5，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，当增加动力继续加速或阻力减少时，单向离合器4自动解除对汇流小齿轮28转动方向的控制，多元件工作轮液力变矩器3的输入端31和输出端32的转速差不断减少，即汇流小齿轮28的转速不断增加，并与汇流大齿轮29的转速汇速于输出行星架27，使输出行星架27的转速也不断增加，并传动到输出轴5, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴5对外输出。
实施例二：
如图2中所示，一种复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器，包括输入轴1、多元件工作轮液力变矩器3、单向离合器4、输出齿轮副6、联接轴7、输入齿轮副8、输出轴9，所述的输入轴1与输出轴9之间设有行星齿轮20、输入行星架21、输出大齿轮22、输出小齿轮23、固定齿圈24、输出齿轮25、联接行星架26、联接汇流行星架27、联接汇流小齿轮28、联接汇流大齿轮29、汇流行星齿轮50、输出行星架51、汇流小齿轮52、汇流大齿轮53, 输入行星架21以及输入齿轮副8的输入齿轮81与输入轴1联接，输入齿轮副8的输出齿轮82与输出齿轮副6的输入齿轮61联接，输出齿轮副6的输出齿轮62与汇流小齿轮52联接, 输入行星架21通过其上的行星齿轮20与输出大齿轮22、输出小齿轮23配合工作, 输出大齿轮22通过联接轴7与联接汇流大齿轮29联接, 输出小齿轮23与联接行星架26联接, 联接行星架26通过其上的行星齿轮20与固定齿圈24、输出齿轮25配合工作, 输出齿轮25与多元件工作轮液力变矩器3的输入端31联接，多元件工作轮液力变矩器3的输出端32与单向离合器4的输入端41以及联接汇流小齿轮28联接, 单向离合器4的输出端42以及固定齿圈24与固定元件联接，联接汇流行星架27通过其上的行星齿轮20与联接汇流小齿轮28、联接汇流大齿轮29配合工作, 联接汇流行星架27与汇流大齿轮53联接，输出行星架51通过其上的汇流行星齿轮50与汇流小齿轮52、汇流大齿轮53配合工作, 输出行星架51与输出轴9联接。
发动机的输入功率经输入轴1分流为三路，第一路，流入输入行星架21，再流入输出大齿轮22，再通过联接轴7流入联接汇流大齿轮29；第二路，流入输入行星架21，输入行星架21通过其上的行星齿轮20流入输出小齿轮23，再流入联接行星架26，联接行星架26通过其上的行星齿轮20流入输出齿轮25，再流入多元件工作轮液力变矩器3，再流入联接汇流小齿轮28；第三路，通过输入齿轮副8流入汇流齿轮副6，再流入汇流小齿轮52。
由于联接汇流小齿轮28、联接汇流大齿轮29是汇流元件，所以流入第一路联接汇流大齿轮29的功率和流入第二路联接汇流小齿轮28的功率，汇流于联接汇流行星架27，再流入汇流大齿轮53。
由于汇流小齿轮52以及汇流大齿轮53是汇流元件，所以流入汇流大齿轮53的功率和流入第三路汇流小齿轮52的功率，汇流于输出行星架51，并传递到输出轴9, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴9对外输出。
对于本发明的复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器，当输入轴1的转速不变，输出轴9上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴9上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器。
本发明的复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器使用时，设发动机的输入功率、输入转速以及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴9的转速为零，当汽车启动，因阻力较大，并且由于单向离合器4的作用，联接汇流小齿轮28静止不动，联接汇流大齿轮29则把从输入轴1通过各个元件传递到此的扭矩，再传递到联接汇流行星架27，使联接汇流行星架27降速增矩，再传递到汇流大齿轮53，并与传递到汇流小齿轮52的扭矩汇流于输出行星架51，最后传递到输出轴9，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，当增加动力继续加速或阻力减少时，单向离合器4自动解除对联接汇流小齿轮28转动方向的控制，多元件工作轮液力变矩器3的输入端31和输出端32的转速差不断减少，即联接汇流小齿轮28的转速不断增加，并与联接汇流大齿轮29的转速汇速于联接汇流行星架27，使联接汇流行星架27的转速也不断增加，即汇流大齿轮53的转速也不断增加，再与汇流小齿轮52的转速汇速于输出行星架51，并传动到输出轴9, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴9对外输出。

Claims (2)

1.一种复合型多元件工作轮液力变矩器，包括输入轴（1）、多元件工作轮液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出轴（5），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（5）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）、联接行星架（24）、联接大齿轮（25）、联接小齿轮（26）、输出行星架（27）、汇流小齿轮（28）、汇流大齿轮（29）, 输入行星架（21）与输入轴（1）联接，输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）配合工作, 输出大齿轮（22）与联接大齿轮（25）以及汇流大齿轮（29）联接, 输出小齿轮（23）与联接行星架（24）联接, 联接行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与联接大齿轮（25）、联接小齿轮（26）配合工作, 联接小齿轮（26）与多元件工作轮液力变矩器（3）的输入端（31）联接，多元件工作轮液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）以及汇流小齿轮（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）与固定元件联接，输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流小齿轮（28）、汇流大齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与输出轴（5）联接。
2.一种复合型多元件工作轮液力变矩器的无级变速器，包括输入轴（1）、多元件工作轮液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出齿轮副（6）、联接轴（7）、输入齿轮副（8）、输出轴（9），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（9）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）、固定齿圈（24）、输出齿轮（25）、联接行星架（26）、联接汇流行星架（27）、联接汇流小齿轮（28）、联接汇流大齿轮（29）、汇流行星齿轮（50）、输出行星架（51）、汇流小齿轮（52）、汇流大齿轮（53）, 输入行星架（21）以及输入齿轮副（8）的输入齿轮（81）与输入轴（1）联接，输入齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输出齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，输出齿轮副（6）的输出齿轮（62）与汇流小齿轮（52）联接, 输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（22）、输出小齿轮（23）配合工作, 输出大齿轮（22）通过联接轴（7）与联接汇流大齿轮（29）联接, 输出小齿轮（23）与联接行星架（26）联接, 联接行星架（26）通过其上的行星齿轮（20）与固定齿圈（24）、输出齿轮（25）配合工作, 输出齿轮（25）与多元件工作轮液力变矩器（3）的输入端（31）联接，多元件工作轮液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）以及联接汇流小齿轮（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）以及固定齿圈（24）与固定元件联接，联接汇流行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与联接汇流小齿轮（28）、联接汇流大齿轮（29）配合工作, 联接汇流行星架（27）与汇流大齿轮（53）联接，输出行星架（51）通过其上的汇流行星齿轮（50）与汇流小齿轮（52）、汇流大齿轮（53）配合工作, 输出行星架（51）与输出轴（9）联接。
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