CN103953708A - 一种复合型向心式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向心式液力变矩器，其技术方案要点是，第一输入大齿圈22以及输入齿轮副7与输入轴1联接，输出小齿圈22与向心式液力变矩器3联接，向心式液力变矩器3与单向离合器4以及汇流小齿轮29联接，输入齿轮副7与输出齿轮副5联接，输出齿轮副5与第二输入大齿圈25联接，输出小齿轮26与汇流大齿圈28联接，输出行星架27与输出轴6联接。

Description

一种复合型向心式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向心式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，节能高效的复合型向心式液力变矩器以及无级变速器。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：
一种复合型向心式液力变矩器，包括输入轴（1）、向心式液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出齿轮副（5）、输出轴（6）、输入齿轮副（7），所述的输入轴（1）与输出轴（6）之间设有行星齿轮（20）、第一固定行星架（21）、输出小齿圈（22）、第一输入大齿圈（23）、第二固定行星架（24）、第二输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）、输出行星架（27）、汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）, 第一输入大齿圈（22）以及输入齿轮副（7）的输入齿轮（71）与输入轴（1）联接，第一输入大齿圈（22）通过第一固定行星架（21）上的行星齿轮（20）与第一固定行星架（21）、输出小齿圈（22）配合工作, 输出小齿圈（22）与向心式液力变矩器（3）的输入端（31）联接，向心式液力变矩器（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（29）联接, 输入齿轮副（7）的输出齿轮（72）与输出齿轮副（5）的输入端（51）联接，输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）与第二输入大齿圈（25）联接, 第二输入大齿圈（25）通过第二固定行星架（24）上的行星齿轮（20）与第二固定行星架（24）、输出小齿轮（26）配合工作, 输出小齿轮（26）与汇流大齿圈（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）、第一固定行星架（21）以及第二固定行星架（24）与固定元件联接，输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与输出轴（6）联接。
一种复合型向心式液力变矩器的无级变速器，包括输入轴（1）、向心式液力变矩器（3）、单向离合器（4）、联接轴（6）、联接架（7）、输出轴（8），所述的输入轴（1）与输出轴（8）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿圈（22）、固定小齿圈（23）、固定行星架（24）、输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）、汇流输出行星架（27）、汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）、汇流行星齿轮（50）、汇流小齿圈（51）、汇流大齿圈（52）、输出行星架（53）, 输入行星架（21）以及向心式液力变矩器（3）的输入端（31）与输入轴（1）联接，向心式液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）联接, 并通过联接架（7）与汇流大齿圈（28）联接, 输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿圈（22）、固定小齿圈（23）配合工作, 输出大齿圈（22）与输入大齿圈（25）联接, 固定行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）配合工作, 固定小齿圈（23）以及固定行星架（24）通过联接轴（6）与固定元件联接，单向离合器（4）的输出端（42）与固定元件联接，输出小齿轮（26）与汇流小齿轮（29）以及汇流小齿圈（51）联接，汇流输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与汇流大齿圈（52）联接，输出行星架（53）通过其上的汇流行星齿轮（50）与汇流小齿圈（51）、汇流大齿圈（52）配合工作, 输出行星架（53）与输出轴（8）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）本发明的功率由齿圈、行星齿轮、行星架、齿轮传递，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向心式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，一种复合型向心式液力变矩器，包括输入轴1、向心式液力变矩器3、单向离合器4、输出齿轮副5、输出轴6、输入齿轮副7，所述的输入轴1与输出轴6之间设有行星齿轮20、第一固定行星架21、输出小齿圈22、第一输入大齿圈23、第二固定行星架24、第二输入大齿圈25、输出小齿轮26、输出行星架27、汇流大齿圈28、汇流小齿轮29, 第一输入大齿圈22以及输入齿轮副7的输入齿轮71与输入轴1联接，第一输入大齿圈22通过第一固定行星架21上的行星齿轮20与第一固定行星架21、输出小齿圈22配合工作, 输出小齿圈22与向心式液力变矩器3的输入端31联接，向心式液力变矩器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29联接, 输入齿轮副7的输出齿轮72与输出齿轮副5的输入端51联接，输出齿轮副5的输出齿轮52与第二输入大齿圈25联接, 第二输入大齿圈25通过第二固定行星架24上的行星齿轮20与第二固定行星架24、输出小齿轮26配合工作, 输出小齿轮26与汇流大齿圈28联接, 单向离合器4的输出端42、第一固定行星架21以及第二固定行星架24与固定元件联接，输出行星架27通过其上的行星齿轮20与汇流大齿圈28、汇流小齿轮29配合工作, 输出行星架27与输出轴6联接。
发动机的输入功率经输入轴1分流为两路, 第一路, 流入第一输入大齿圈23，再通过第一固定行星架21上的行星齿轮20流入输出小齿圈22，再经向心式液力变矩器3流入汇流小齿轮29；第二路，通过输入齿轮副7以及输出齿轮副5流入第二输入大齿圈25，第二输入大齿圈25通过第二固定行星架24上的行星齿轮20流入输出小齿轮26，再流入汇流大齿圈28。
由于汇流小齿轮29和汇流大齿圈28是汇流元件，所以流入第一路汇流小齿轮29的功率和流入第二路汇流大齿圈28的功率，汇流于输出行星架27，并传递到输出轴6, 从而实现了把发动机功率通过输出轴6对外输出。
对于本发明的复合型向心式液力变矩器，当输入轴1的转速不变，输出轴6上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴6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向心式液力变矩器。
本发明使用的复合型向心式液力变矩器时，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6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29静止不动，汇流大齿圈28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6，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29转动方向的控制，向心式液力变矩器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29的转速不断增加，并与汇流大齿圈28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6, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴6对外输出。
实施例二：
如图2中所示，一种复合型向心式液力变矩器的无级变速器，包括输入轴1、向心式液力变矩器3、单向离合器4、联接轴6、联接架7、输出轴8，所述的输入轴1与输出轴8之间设有行星齿轮20、输入行星架21、输出大齿圈22、固定小齿圈23、固定行星架24、输入大齿圈25、输出小齿轮26、汇流输出行星架27、汇流大齿圈28、汇流小齿轮29、汇流行星齿轮50、汇流小齿圈51、汇流大齿圈52、输出行星架53, 输入行星架21以及向心式液力变矩器3的输入端31与输入轴1联接，向心式液力变矩器3的输出端32与单向离合器4的输入端41联接, 并通过联接架7与汇流大齿圈28联接, 输入行星架21通过其上的行星齿轮20与输出大齿圈22、固定小齿圈23配合工作, 输出大齿圈22与输入大齿圈25联接, 固定行星架24通过其上的行星齿轮20与输入大齿圈25、输出小齿轮26配合工作, 固定小齿圈23以及固定行星架24与固定元件联接，单向离合器4的输出端42与固定元件联接，输出小齿轮26与汇流小齿轮29以及汇流小齿圈51联接，汇流输出行星架27通过其上的行星齿轮20与汇流大齿圈28、汇流小齿轮29配合工作, 输出行星架27与汇流大齿圈52联接，输出行星架53通过其上的汇流行星齿轮50与汇流小齿圈51、汇流大齿圈52配合工作, 输出行星架53与输出轴8联接。
发动机的输入功率经输入轴1分流为三路, 第一路, 通过向心式液力变矩器3以及汇流联接架7流入汇流大齿圈28 ；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流入输出大齿圈22，再流入输入大齿圈25，输入大齿圈25通过其上的行星齿轮20流入输出小齿轮26，再流入汇流小齿轮29；第三路，流入输入行星架21, 输入行星架21通过其上的行星齿轮20流入输出大齿圈22，再流入输入大齿圈25，输入大齿圈25通过其上的行星齿轮20流入输出小齿轮26，再流入汇流小齿圈51。
由于汇流大齿圈28、汇流小齿轮29是汇流元件，所以流入第一路汇流大齿圈28的功率和流入第二路汇流小齿轮29的功率，汇流于汇流输出行星架27，再流入汇流大齿圈52。
由于汇流小齿圈51以及汇流大齿圈52是汇流元件，所以流入汇流大齿圈52的功率和流入第三路汇流小齿圈51的功率，汇流于输出行星架53，并传递到输出轴8, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴8对外输出。
对于本发明的复合型向心式液力变矩器的无级变速器，当输入轴1的转速不变，输出轴8上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴8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向心式液力变矩器的无级变速器。
本发明的复合型向心式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8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，汇流大齿圈28静止不动，汇流小齿轮29则把从输入轴1通过各个元件传递到此的扭矩，再传递到汇流输出行星架27，使汇流输出行星架27降速增矩，再传递到汇流大齿圈52，并与传递到汇流小齿圈51的扭矩汇流于输出行星架53，最后传递到输出轴8，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自动解除对汇流大齿圈28转动方向的控制，向心式液力变矩器3的输入端31和输出端32的转速差不断减少，即汇流大齿圈28的转速不断增加，并与汇流小齿轮29的转速汇速于汇流输出行星架27，使汇流输出行星架27的转速也不断增加，即汇流大齿圈52的转速也不断增加，再与汇流小齿圈51的转速汇速于输出行星架53，并传动到输出轴8, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴8对外输出。

Claims (2)

1.一种复合型向心式液力变矩器，包括输入轴（1）、向心式液力变矩器（3）、单向离合器（4）、输出齿轮副（5）、输出轴（6）、输入齿轮副（7），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（6）之间设有行星齿轮（20）、第一固定行星架（21）、输出小齿圈（22）、第一输入大齿圈（23）、第二固定行星架（24）、第二输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）、输出行星架（27）、汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）, 第一输入大齿圈（22）以及输入齿轮副（7）的输入齿轮（71）与输入轴（1）联接，第一输入大齿圈（22）通过第一固定行星架（21）上的行星齿轮（20）与第一固定行星架（21）、输出小齿圈（22）配合工作, 输出小齿圈（22）与向心式液力变矩器（3）的输入端（31）联接，向心式液力变矩器（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（29）联接, 输入齿轮副（7）的输出齿轮（72）与输出齿轮副（5）的输入端（51）联接，输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）与第二输入大齿圈（25）联接, 第二输入大齿圈（25）通过第二固定行星架（24）上的行星齿轮（20）与第二固定行星架（24）、输出小齿轮（26）配合工作, 输出小齿轮（26）与汇流大齿圈（28）联接, 单向离合器（4）的输出端（42）、第一固定行星架（21）以及第二固定行星架（24）与固定元件联接，输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与输出轴（6）联接。
2.一种复合型向心式液力变矩器的无级变速器，包括输入轴（1）、向心式液力变矩器（3）、单向离合器（4）、联接轴（6）、联接架（7）、输出轴（8），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（8）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、输出大齿圈（22）、固定小齿圈（23）、固定行星架（24）、输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）、汇流输出行星架（27）、汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）、汇流行星齿轮（50）、汇流小齿圈（51）、汇流大齿圈（52）、输出行星架（53）, 输入行星架（21）以及向心式液力变矩器（3）的输入端（31）与输入轴（1）联接，向心式液力变矩器（3）的输出端（32）与单向离合器（4）的输入端（41）联接, 并通过联接架（7）与汇流大齿圈（28）联接, 输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿圈（22）、固定小齿圈（23）配合工作, 输出大齿圈（22）与输入大齿圈（25）联接, 固定行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与输入大齿圈（25）、输出小齿轮（26）配合工作, 固定小齿圈（23）以及固定行星架（24）通过联接轴（6）与固定元件联接，单向离合器（4）的输出端（42）与固定元件联接，输出小齿轮（26）与汇流小齿轮（29）以及汇流小齿圈（51）联接，汇流输出行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与汇流大齿圈（28）、汇流小齿轮（29）配合工作, 输出行星架（27）与汇流大齿圈（52）联接，输出行星架（53）通过其上的汇流行星齿轮（50）与汇流小齿圈（51）、汇流大齿圈（52）配合工作, 输出行星架（53）与输出轴（8）联接。
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