CN104315105A - 一种电动汽车无级变速的方法及变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车变速装置的技术领域，公开一种电动汽车无级变速的方法及变速器，所述方法采用的电动汽车无级变速器，壳体内具有主动轮传输机构的主动轮通过传动带与从动轮传输机构的从动轮连接；所述主动轮传输机构具有用于连接动力装置的主动轴与套置在主动轴上向从动轮传输机构传输扭矩的主动轮构成，所述主动轮由固定在主动轴上的主动轮固定锥盘与套置在主动轴上的主动轮活动锥盘组成，主动轮活动锥盘通过套置在主动轴上的螺旋推力装置与电动调速驱动装置相连；本发明能够满足电动汽车在高速行驶和低速爬坡的性能要求，还能够满足电动汽车倒车的性能要求，其结构简单、操作方便、生产成本低，易于推广和普及。

Description

一种电动汽车无级变速的方法及变速器

技术领域

    本发明涉及汽车变速装置技术领域，尤其涉及一种电动汽车无级变速的方法及变速器。

背景技术

目前，作为节能减排的新能源交通工具——电动代步车的出现，为节约能源保护环境探索了一条新的道路。

电动代步车电机虽然转速范围可调，但也很难同时满足高速行驶和低速爬坡时的性能要求。当前电动代步车所用的动力源都是高速电动机，特别是占有率呈上升趋势的交流电动机，其最高转速大多为6000~9000转/分，电机输出的动力必须经过减速齿轮箱才能驱动车辆。齿轮箱的减速比很大程度地影响着车辆的性能。因在车辆行进中会有各种不同的工况，既要保证起步和爬坡时有一定的牵引力，又要保证平路行驶时能达到一定的速度，又要在高速小扭矩和低速大扭矩之间权衡，往往是照顾了行车速度却损失了一部分爬坡能力。配备单纯齿轮变速箱的车辆，起步或爬坡时电动机在低效率区工作，会损耗较多的能量，影响电池的续航里程和使用寿命。

由于其低速爬坡时所需的电流过大而带来了电池效率偏低、续航里程下降、电池寿命缩短等一系列的弊端。现有的同步器式齿轮变速器，在换档位时需要用离合器切断动力，否则就不能进行顺利的换档，由于离合器的存在，换档频繁操作困难，并且增加成本，加工难度大。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种电动汽车无级变速的方法及变速器。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车无级变速器，包括：壳体、主动轮传输机构、从动轮传输机构、电动调速驱动装置、螺旋推力装置，所述壳体内的主动轮传输机构的主动轮通过传动带与从动轮传输机构的从动轮连接；所述主动轮传输机构由连接动力电机的主动轴与主动轴上设置的向从动轮传输机构传输扭矩的主动轮构成，所述主动轮由固定在主动轴上的主动轮固定锥盘与套置在主动轴上的主动轮活动锥盘组成，主动轮活动锥盘通过主动轴上的螺旋推力装置与电动调速驱动装置相连；

所述电动调速驱动装置包括：变速控制器、调节电机及减速齿轮组，变速控制器控制的调节电机上设置的齿轮与减速齿轮组上的输入齿轮啮合连接，减速齿轮组上的另一输出齿轮与螺旋推力装置的调速齿轮啮合连接；

所述螺旋推力装置包括：活动部件的调速齿轮、固定部件的螺旋推力座，所述活动部件的调速齿轮由筒体上设置的外齿构成，调速齿轮的外齿与减速齿轮组输出齿轮啮合连接，且沿减速齿轮组输出齿轮移动；调速齿轮的筒体一端设置的内螺纹与螺旋推力座的外螺纹丝扣连接，螺旋推力座一端轴向固定在壳体的轴孔内；调速齿轮的筒体另一端设置的角接触球轴承座固定的角接触球轴承套置固定在主动轮活动锥盘的轴套上，构成所述活动部件的调速齿轮在电动调速驱动装置的作用下，相对固定部件的螺旋推力座轴向移动，带动主动轮活动锥盘沿主动轴轴向位移的结构；且调速齿轮一侧设置的凸台与壳体上固定的限位的挡块对应。

所述从动轮传输机构包括：从动轮、从动轴、从动齿轮，从动轮由固定在从动轴上的从动轮固定锥盘与套置在从动轴上从动轮活动锥盘结合组成，从动轮活动锥盘轴套外设置有向从动轮固定锥盘轴向移动的推力弹簧，推力弹簧一端与从动轮活动锥盘接触，推力弹簧另一端与固定于从动轴弹簧座上固定的推力轴承接触，且从动轮活动锥盘轴套径向设置有向从动轴传输扭矩的驱动槽，驱动槽套置在从动轴的驱动销上，从动轴上的从动齿轮通过减速齿轮与差速器啮合连接；

其中，主动轮活动锥盘在电动调速驱动装置、螺旋推力装置作用下作与主动轮固定锥盘相向的轴向移动，且移动的从动轮活动锥盘在传动带的作用下作与从动轮固定锥盘背向的轴向移动；轴向移动的主动轮活动锥盘与主动轮固定锥盘之间构成调节主动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径，与主动轮活动锥盘背向移动的从动轮活动锥盘与从动轮固定锥盘之间构成调节从动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径；从而得出调节主动轴与从动轴之间转速的传动比；

其中，与主动轮对应的壳体上设置有监测主动轮活动锥盘轴向移动的位置传感器；

其中，主动轴上设置有转速感应圈，与主动轴上转速感应圈对应的壳体上设置有一个监测主动轴转速的主动轴转速传感器；

其中，与从动轴的从动轮对应的壳体上设置有一个监测从动轮转速的从动轴转速传感器。

 一种电动汽车无级变速器， 所述螺旋推力装置或替换为滚珠丝杠推力装置；滚珠丝杠推力装置由调速齿轮、滚珠、螺旋推力座构成，调速齿轮由筒体与筒体上的外齿连接构成，所述筒体一端的内螺纹与螺旋推力座的外螺纹间形成的螺旋道内均布有配合连接的滚珠，筒体另一端通过角接触球轴承套置在主动轮活动锥盘的轴套上，构成调速齿轮带动主动轮活动锥盘沿主动轴轴向位移的推力结构。

一种电动汽车无级变速器，所述从动轴一端设置有用以固定从动轮固定锥盘的小直径段，从动轴的中间设置有套置轴向滑动的从动轮活动锥盘的大直径段，大直径段的从动轴上设置有与从动轮活动锥盘轴套上驱动槽对应的驱动销；从动轴另一端的小直径段依序设置有弹簧座安装位、从动轴轴承安装位、从动齿轮安装位。

一种电动汽车无级变速器，所述从动轮活动锥盘的轴套上驱动槽为对称的等腰三角形孔，对称的等腰三角形孔分别套置在从动轴的驱动销上，所述的等腰三角形孔内具有用于正向驱动传输扭力的驱动销对应的一等腰边，和用于反向驱动传输扭力的驱动销对应的另一等腰边。

一种电动车无级变速器，所述箱体具有无级变速器的壳体与后盖结合成的后腔体，和壳体与前盖结合成的前腔体；

所述后腔体具有用以设置主动轮传输机构的主动轮传输机构腔体，所述主动轮传输机构腔体的一侧水平上方具有用以设置电动调速驱动装置的腔体，另一侧水平上方具有用以设置从动轮传输机构的腔体；与所述主动轮传输机构腔体对应的壳体具有使主动轮传输机构的主动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；与壳体的圆形安装孔对应并同轴设置有用以容纳主动轮传输机构的主动轴和主动轴上所套置的感应圈的圆形空腔；与所述从动轮传输机构腔体对应的壳体具有使从动轮传输机构的从动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；

所述前腔体内具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮的空腔、具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮啮合连接的主减速齿轮的空腔、具有用以设置与主减速齿轮啮合连接的差速器的空腔；

前腔体内具有的用以设置主减速齿轮的空腔位于设置从动齿轮的空腔的一侧，所述设置差速器的空腔位于设置主减速齿轮的空腔的下方一侧；所述设置从动齿轮的空腔、设置主减速齿轮的空腔和设置差速器的空腔均为圆形空腔；

差速器的圆形空腔的轴心线、从动齿轮的圆形空腔的从动轴心线、主减速齿轮圆形空腔的轴心线与横截面相交的三个点连线为钝角三角形，差速器的圆形空腔的轴心线截面点经主减速齿轮圆形空腔的轴心线截面点至从动齿轮的圆形空腔的从动轴心线截面点的夹角为钝角。

一种电动汽车无级变速器，所述变速控制器具有处理信号的微处理器，通过模数转换接口与监测主动活动锥盘位移的位置传感器、与监测电动机调速电位器位置的传感器电连接；通过采集输入接口与监测主动轴转速的主动轴转速传感器、与监测从动轴转速的从动轴转速传感器电连接； 通过数据接口与刹车制动传感器电连接；通过脉宽调制PWM端接口经电机驱动电路与电动调速驱动装置中的调节电机电连接。

一种电动汽车无级变速的方法，通过电动调速驱动装置控制的螺旋推力装置，改变主动轮传输机构的主动轮与从动轮传输机构的从动轮上的传动带工作直径，调节主动轴与从动轴的速比，其步骤如下：

1）、正向行驶时，电动调速驱动装置通电，变速控制器控制的调节电机处于待工作状态，主动轴与从动轴的速比，保持不变；

当动力电动机启动运行，动力电动机带动主动轮传输机构的主动轮转动，同时，变速控制器的微处理器通过监测接收主动轮活动锥盘位移的位置传感器、监测接收主动轴转速的主动轮转速传感器、监测接收从动轴转速的从动轮转速传感器，及监测接收控制动力电动机速度快慢线传感器的电信号，经微处理器进行处理，控制调节电机的旋转方向及转速，达到自动调节主动轴与从动轴的速比，控制对轮轴输出的扭矩；

a）当起步或上坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的起步或上坡速比相比，速比相同，微处理器判断增大速比，控制调节电机反向转动，通过减速齿轮组驱动螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带的工作直径，增大扭矩；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮内螺纹沿螺旋推力座的外螺纹转动，使调速齿轮带动主动活动锥盘沿轴缓慢离开主动固定锥盘，增大主动轮活动锥盘与主动轮固定锥盘间截面形成“V”型槽的间距，使传动带向主动轮轴芯移动，减小主动轮上传动带的工作直径；

同时，随着传动带在从动轮的拖动放松，从动轴上从动轮活动锥盘受推力弹簧轴向力的作用，使橡胶传动带向从动轮边缘移动，缩小从动轮固定锥盘与从动轮活动锥盘间截面形成“V”型槽的间距，从而实现从动轮活动锥盘与从动轮固定锥盘合拢，增大从动轮上橡胶传动带的工作直径，从而达到减速；

从动轮活动锥盘轴套上等腰三角形孔的等腰边斜面通过驱动销直接将扭矩力传递到从动轴上，从动轴上的从动齿轮通过主减速齿轮对外输出扭矩力；

b）当平路时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的平路速比相比，速比相同，微处理器判断减小速比，发出指令，控制调节电机正向转动，调节电机通过减速齿轮组、螺旋推力装置使主动轮上橡胶传动带的工作直径增大；从动轮上橡胶传动带的工作直径减小，达到辅助加速的目的；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮内螺纹沿螺旋推力座的外螺纹转动，调速齿轮通过角接触球轴承连接的主动轮活动锥盘沿主动轮固定锥盘向作轴向缓慢移动，缩小主动轮活动锥盘与主动轮固定锥盘间截面形成“V”型槽的间距，随着橡胶传动带拖动从动轮的转动，渐渐增大了主动轮活动锥盘与主动轮固定锥盘间橡胶传动带的工作直径；

同时，拉紧的橡胶传动带，促使从动轴上的从动轮活动锥盘克服弹簧力与从动轮固定锥盘相离，从而实现从动活动锥盘与从动固定锥盘张开，增大了从动轮固定锥盘与从动轮活动锥盘间截面形成“V”型槽的间距，减小从动轮上橡胶传动带的工作直径，从而实现增速；

当微处理器监测接收到控制动力电动机速度电位器快慢线传感器的电信号减小时，微处理器判断动力电机正在进行减速，微处理器控制的调节电机，使主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，使调节电机通过螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带的工作直径，减速辅助刹车；

c）下坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的下坡速比相比，速比相同，微处理器控制调节电机静止，主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，通过调节电机、螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带的工作直径，减速辅助刹车；

2）、当需倒向行驶时，动力电机反向转动，动力电机带动主动轮反向转动，变速控制器发出指令，调节电机反向转动，通过减速齿轮组驱动调速齿轮转动，使调速齿轮带动主动活动锥盘沿轴向渐渐离开主动固定锥盘，减小主动轮上橡胶传动带的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带的工作直径；

主动轮通过橡胶传动带带动从动轮反转，反转的从动轮上从动活动锥盘的轴套上对称的等腰三角形孔的另一等腰边斜面通过驱动销驱动从动轴反向转动，从动齿轮通过主减速齿轮、差速器带动轮轴反向转动，进行低速状态的倒行。

 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

一种电动汽车无级变速的方法及变速器，能够同时满足高速行驶和低速爬坡性能的要求；还能够满足电动汽车倒车的性能要求，并且在爬坡时，采用低速所需的电流保持不变，爬坡能力强，不会因为放电电流过大，而带来电池续航里程下降、电池使用的效率降低、电池使用的寿命缩短等一系列的弊端。其结构简单、操作方便、生产成本低，易于推广和普及。

附图说明

图1是本发明电动汽车无级变速器的结构示意图。

图2是主动轮传输经螺旋推力与电动调速驱动连接的示意图。

图3是从动轮传输机构的结构示意图。

图4是电动汽车无级变速箱的箱体结构示意图；

图5是电动汽车无级变速箱的螺旋推力机构示意图；

图6是滚珠丝杠推力装置的结构示意图。

图7是带三角形孔的从动活动锥盘结构示意图。

图中：1--动力电机，2--调节电机，3--转速感应圈，4--减速齿轮组，4.1--输入齿轮，4.2--输出齿轮，5--主动轮固定锥盘，6--传动带，7--主动轮活动锥盘，8--调速齿轮，8.1--筒体，8.2--外齿，8.3--角接触球轴承，8.4--凸台，9--螺旋推力座，9.1--滚珠，10--位置传感器，11--从动轮固定锥盘，12--从动轮活动锥盘，12.1--轴套，12.2--三角形孔，13--驱动销，14--主减速齿轮，15--差速器，16--弹簧座，16.1--油封，17--后盖，18--主壳体，19--前盖，20--推力弹簧，21--推力轴承，22--主动轴转速传感器，23--从动轴转速传感器，24--防震密封面24，25--主动轴轴线，26--从动轴轴线，27--从动轴承，28--从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图并用最佳的实施例对本发明作详细的说明。

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种电动汽车无级变速器，包括：壳体、主动轮传输机构、从动轮传输机构、电动调速驱动装置、螺旋推力装置，所述壳体内的主动轮传输机构的主动轮通过传动带6与从动轮传输机构的从动轮连接；所述主动轮传输机构由连接动力电机1的主动轴与主动轴上设置的向从动轮传输机构传输扭矩的主动轮构成，所述主动轮由固定在主动轴上的主动轮固定锥盘5与套置在主动轴上的主动轮活动锥盘7组成，主动轮活动锥盘7通过主动轴上的螺旋推力装置与电动调速驱动装置相连；

所述电动调速驱动装置包括：变速控制器、调节电机2及减速齿轮组4，变速控制器控制的调节电机2上设置的齿轮与减速齿轮组上的输入齿轮4.1啮合连接，减速齿轮组上的另一输出齿轮4.2与螺旋推力装置的调速齿轮8啮合连接；如图1、2所示。

所述螺旋推力装置包括：活动部件的调速齿轮8、固定部件的螺旋推力座9，所述活动部件的调速齿轮8由筒体8.1上设置的外齿8.2构成，调速齿轮的外齿8.2与减速齿轮组输出齿轮4.2啮合连接，且沿减速齿轮组输出齿轮4.2移动；调速齿轮的筒体8.1一端设置的内螺纹与螺旋推力座9的外螺纹丝扣连接，螺旋推力座9一端轴向固定在壳体的轴孔内；调速齿轮的筒体8.1另一端设置的角接触球轴承座固定的角接触球轴承8.3套置固定在主动轮活动锥盘7的轴套上，构成所述活动部件的调速齿轮8在电动调速驱动装置的作用下，相对固定部件的螺旋推力座9轴向移动，带动主动轮活动锥盘7沿主动轴轴向位移的结构；且调速齿轮8一侧设置的凸台8.4与壳体上固定的限位的挡块对应。如图2、5所示。

所述从动轮传输机构包括：从动轮、从动轴、从动齿轮，从动轮由固定在从动轴上的从动轮固定锥盘11与套置在从动轴上从动轮活动锥盘12结合组成，从动轮活动锥盘12轴套外设置有向从动轮固定锥盘11轴向移动的推力弹簧20，推力弹簧20一端与从动轮活动锥盘接触，推力弹簧20另一端与固定于从动轴弹簧座上固定的推力轴承21接触，且从动轮活动锥盘12轴套径向设置有向从动轴传输扭矩的驱动槽，驱动槽套置在从动轴的驱动销13上，从动轴上的从动齿轮通过减速齿轮14与差速器15啮合连接；如图3所示。

其中，主动轮活动锥盘7 在电动调速驱动装置、螺旋推力装置作用下作与主动轮固定锥盘5相向的轴向移动，且移动的从动轮活动锥盘12在传动带的作用下作与从动轮固定锥盘11背向的轴向移动；轴向移动的主动轮活动锥盘7与主动轮固定锥盘5之间构成调节主动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径，与主动轮活动锥盘7背向移动的从动轮活动锥盘12与从动轮固定锥盘11之间构成调节从动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径；从而得出调节主动轴与从动轴之间转速的传动比；

其中，与主动轮对应的壳体上设置有监测主动轮活动锥盘7轴向移动的位置传感器10；主动轴上设置有转速感应圈3，与主动轴上转速感应圈对应的壳体上设置有一个监测主动轴转速的主动轴转速传感器22；与从动轴的从动轮对应的壳体上设置有一个监测从动轮转速的从动轴转速传感器23。

该电动汽车无级变速器的螺旋推力装置或替换为滚珠丝杠推力装置；滚珠丝杠推力装置由调速齿轮8、滚珠、螺旋推力座9构成，调速齿轮8由筒体与筒体上的外齿连接构成，所述筒体一端的内螺纹与螺旋推力座9的外螺纹间形成的螺旋道内均布有配合连接的滚珠，筒体另一端通过角接触球轴承套置在主动轮活动锥盘7的轴套上，构成调速齿轮8带动主动轮活动锥盘7沿主动轴轴向位移的推力结构。如图6所示。

该电动汽车无级变速器的从动轴一端设置有用以固定从动轮固定锥盘11的小直径段，从动轴的中间设置有套置轴向移动的从动轮活动锥盘12的大直径段，大直径段的从动轴上设置有与从动轮活动锥盘12轴套上驱动槽对应的驱动销13；从动轴另一端的小直径段依序设置有弹簧座16安装位、从动轴轴承27安装位、从动齿轮28安装位。如图3所示。

该电动汽车无级变速器的从动轮活动锥盘12的轴套12.1上驱动槽为对称的等腰三角形孔12.2，对称的等腰三角形孔12.2分别套置在从动轴的驱动销13上，所述的等腰三角形孔12.2内具有用于正向驱动传输扭力的驱动销13对应的一等腰边，和用于反向驱动传输扭力的驱动销13对应的另一等腰边。如图7所示。

该电动车无级变速器的箱体具有无级变速器的壳体18与后盖17结合成的后腔体，和壳体18与前盖19结合成的前腔体；如图1、4所示。

所述后腔体具有用以设置主动轮传输机构的主动轮传输机构腔体，所述主动轮传输机构腔体的一侧水平上方具有用以设置电动调速驱动装置的腔体，另一侧水平上方具有用以设置从动轮传输机构的腔体；与所述主动轮传输机构腔体对应的壳体18具有使主动轮传输机构的主动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；与壳体18的圆形安装孔对应并同轴设置有用以容纳主动轮传输机构的主动轴和主动轴上所套置的感应圈3的圆形空腔；与所述从动轮传输机构腔体对应的壳体18具有使从动轮传输机构的从动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；

所述前腔体内具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮28的空腔、具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮啮合连接的主减速齿轮14的空腔、具有用以设置与主减速齿轮啮合连接的差速器15的空腔；

前腔体内具有的用以设置主减速齿轮14的空腔位于设置从动齿轮28的空腔的一侧，所述设置差速器15的空腔位于设置主减速齿轮14的空腔的下方一侧；所述设置从动齿轮的空腔、设置主减速齿轮的空腔和设置差速器的空腔均为圆形空腔；

差速器15的圆形空腔的轴心线、从动齿轮28的圆形空腔的从动轴心线26、主减速齿轮14圆形空腔的轴心线与横截面相交的三个点连线为钝角三角形，差速器15的圆形空腔的轴心线截面点经主减速齿轮14圆形空腔的轴心线截面点至从动齿轮的圆形空腔的从动轴心线26截面点的夹角为钝角；其中，主动轮传输机构腔体对应的壳体18与电动机1结合的面为弹性防震密封面24。

该电动汽车无级变速器的变速控制器具有处理信号的微处理器，通过模数转换接口与监测主动活动锥盘7位移的位置传感器10、与监测电动机调速电位器位置的传感器电连接；通过采集输入接口与监测主动轴转速的主动轴转速传感器22、与监测从动轴转速的从动轴转速传感器23电连接； 通过数据接口与刹车制动传感器电连接；通过脉宽调制PWM端接口经电机驱动电路与电动调速驱动装置中的调节电机电连接。

一种电动汽车无级变速的方法，通过电动调速驱动装置控制的螺旋推力装置，改变主动轮传输机构的主动轮与从动轮传输机构的从动轮上的传动带工作直径，调节主动轴与从动轴的速比，其步骤如下：

1）、正向行驶时，电动调速驱动装置通电，变速控制器控制的调节电机处于待工作状态，主动轴与从动轴的速比，保持不变；

当动力电动机1启动运行，动力电动机1带动主动轮传输机构的主动轮转动，同时，变速控制器的微处理器通过监测接收主动轮活动锥盘7位移的位置传感器10、监测接收主动轴转速的主动轮转速传感器22、监测接收从动轴转速的从动轮转速传感器23，及监测接收控制动力电动机1速度快慢线传感器的电信号，经微处理器进行处理，控制调节电机2的旋转方向及转速，达到自动调节主动轴与从动轴的速比，控制对轮轴输出的扭矩；

a）当起步或上坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的起步或上坡速比相比，相比的速比相同，微处理器判断增大速比，控制调节电机2反向转动，通过减速齿轮组4驱动螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带6的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带6的工作直径，增大扭矩；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮8内螺纹沿螺旋推力座9的外螺纹转动，使调速齿轮8带动主动活动锥盘7沿轴缓慢离开主动固定锥盘5，增大主动轮活动锥盘7与主动轮固定锥盘5间截面形成“V”型槽的间距，使传动带6向主动轮轴芯移动，减小主动轮上传动带6的工作直径；

同时，随着传动带6在从动轮的拖动放松，从动轴上从动轮活动锥盘12受推力弹簧20轴向力的作用，使橡胶传动带6向从动轮边缘移动，缩小从动轮固定锥盘11与从动轮活动锥盘12间截面形成“V”型槽的间距，从而实现从动轮活动锥盘12与从动轮固定锥盘11合拢，增大从动轮上橡胶传动带6的工作直径，从而达到减速；

从动轮活动锥盘12轴套上等腰三角形孔12.2的等腰边斜面通过驱动销13直接将扭矩力传递到从动轴上，从动轴上的从动齿轮28通过主减速齿轮14对外输出扭矩力；

b）当平路时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的平路速比相比，相比的速比相同，微处理器判断减小速比，发出指令，控制调节电机2正向转动，调节电机2通过减速齿轮组4、螺旋推力装置使主动轮上橡胶传动带6的工作直径增大；从动轮上橡胶传动带6的工作直径减小，达到辅助加速的目的；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮8内螺纹沿螺旋推力座9的外螺纹转动，调速齿轮8通过角接触球轴承8.3连接的主动轮活动锥盘7沿主动轮固定锥盘5向作轴向缓慢移动，缩小主动轮活动锥盘7与主动轮固定锥盘5间截面形成“V”型槽的间距，随着橡胶传动带6拖动从动轮的转动，渐渐增大了主动轮活动锥盘7与主动轮固定锥盘5间橡胶传动带6的工作直径；

同时，拉紧的橡胶传动带6，促使从动轴上的从动轮活动锥盘12克服弹簧力与从动轮固定锥盘11相离，从而实现从动活动锥盘12与从动固定锥盘11张开，增大了从动轮固定锥盘11与从动轮活动锥盘12间截面形成“V”型槽的间距，减小从动轮上橡胶传动带6的工作直径，从而实现增速；

当微处理器监测接收到控制动力电动机1速度电位器快慢线传感器的电信号减小时，微处理器判断动力电机1正在进行减速，微处理器控制的调节电机2，使主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，使调节电机2通过螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带6的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带6的工作直径，减速辅助刹车；

c）下坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的下坡速比相比，相比的速比相同，微处理器控制调节电机2静止，主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，通过调节电机2、螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带6的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带6的工作直径，减速辅助刹车；

2）、当需倒向行驶时，动力电机1反向转动，动力电机1带动主动轮反向转动，变速控制器发出指令，调节电机2反向转动，通过减速齿轮组4驱动调速齿轮8转动，使调速齿轮8带动主动活动锥盘7沿轴向渐渐离开主动固定锥盘5，减小主动轮上橡胶传动带6的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带6的工作直径；

主动轮通过橡胶传动带6带动从动轮反转，反转的从动轮上从动活动锥盘12的轴套上对称的等腰三角形孔12.2的另一等腰边斜面通过驱动销13驱动从动轴反向转动，从动齿轮28通过主减速齿轮14、差速器15带动轮轴反向转动，进行低速状态的倒行。

本发明的动力电机1与变速机构的主动轮固定锥盘5通过花键直接联结，主动轮固定锥盘上装有一个测量转速的感应圈3。主动轮固定锥盘与主动轮活动锥盘7的锥面形成一个“V”型槽，随着主动轮活动锥盘7的轴向移动，改变橡胶传动带6在锥盘上的位置。从动轮固定锥盘11和从动轮活动锥盘12靠弹簧力保持经常的夹紧状态。当传递扭矩时，橡胶传动带作用到从动活动锥盘12上的力，通过驱动销13传递到从动轴上，然后驱动主减速齿轮14和差速器15对外输出扭矩。需要变速时，微电脑发出指令，控制调节电机2驱动减速齿轮4、调速齿轮8和螺旋推力机构9，使主动轮活动锥盘7轴向移动。

主动轮活动锥盘7轴向移动行程，可通过位置传感器10进行监测，当主动轮活动锥盘7退到极限位置时，调速齿轮8上的凸台8.4与壳体上的挡块相碰，阻挡主动轮活动锥盘7过分移动。

动力电机1传递到主动轮固定锥盘上的力矩，通过调节电机2、螺旋推力装置，使主动轮活动锥盘与主动轮固定锥盘上的橡胶传动带工作，然后通过橡胶传动带作用给从动轮；从动轮上的从动活动锥盘12上开两个三角形的孔12.2，三角形的斜边与驱动销13相互产生作用力，从动活动锥盘12向驱动销13传递力的同时，驱动销13对从动活动锥盘12的斜面产生轴向反作用力，使橡胶传动带6被夹得更紧，其夹紧力随着扭矩的增加而增加。电动车用“V”型橡胶传动带和可改变V型槽宽度的锥盘相互作用，分别改变主动盘和从动盘工作直径使速比变化。工作直径的改变是通过微电脑控制的调节电机2来驱动，从而达到自动变速的目的。

以上实施例是本发明较优选具体实施方式的一种，本领域技术人员在本技术方案范围内进行的通常变化和替换应包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动汽车无级变速器，其特征是：包括：壳体、主动轮传输机构、从动轮传输机构、电动调速驱动装置、螺旋推力装置，所述壳体内的主动轮传输机构的主动轮通过传动带（6）与从动轮传输机构的从动轮连接；所述主动轮传输机构由连接动力电机（1）的主动轴与主动轴上设置的向从动轮传输机构传输扭矩的主动轮构成，所述主动轮由固定在主动轴上的主动轮固定锥盘（5）与套置在主动轴上的主动轮活动锥盘（7）组成，主动轮活动锥盘（7）通过主动轴上的螺旋推力装置与电动调速驱动装置相连；

所述电动调速驱动装置包括：变速控制器、调节电机（2）及减速齿轮组（4），变速控制器控制的调节电机（2）上设置的齿轮与减速齿轮组上的输入齿轮（4.1）啮合连接，减速齿轮组上的另一输出齿轮（4.2）与螺旋推力装置的调速齿轮（8）啮合连接；

所述螺旋推力装置包括：活动部件的调速齿轮（8）、固定部件的螺旋推力座（9），所述活动部件的调速齿轮（8）由筒体（8.1）上设置的外齿（8.2）构成，调速齿轮的外齿（8.2）与减速齿轮组输出齿（4.2）轮啮合连接，且沿减速齿轮组输出齿轮（4.2）移动；调速齿轮的筒体（8.1）一端设置的内螺纹与螺旋推力座（9）的外螺纹丝扣连接，螺旋推力座（9）一端轴向固定在壳体的轴孔内；调速齿轮的筒体（8.1）另一端设置的角接触球轴承座固定的角接触球轴承（8.3）套置固定在主动轮活动锥盘（7）的轴套上，构成所述活动部件的调速齿轮（8）在电动调速驱动装置的作用下，相对固定部件的螺旋推力座（9）轴向移动，带动主动轮活动锥盘（7）沿主动轴轴向位移的结构；且调速齿轮（8）一侧设置的凸台（8.4）与壳体上固定的限位的挡块对应；

所述从动轮传输机构包括：从动轮、从动轴、从动齿轮，从动轮由固定在从动轴上的从动轮固定锥盘（11）与套置在从动轴上从动轮活动锥盘（12）结合组成，从动轮活动锥盘（12）轴套外设置有向从动轮固定锥盘（11）轴向移动的推力弹簧（20），推力弹簧（20）一端与从动轮活动锥盘接触，推力弹簧（20）另一端与固定于从动轴弹簧座上固定的推力轴承（21）接触，且从动轮活动锥盘（12）轴套径向设置有向从动轴传输扭矩的驱动槽，驱动槽套置在从动轴的驱动销（13）上，从动轴上的从动齿轮通过减速齿轮（14）与差速器（15）啮合连接；

其中，主动轮活动锥盘（7 ）在电动调速驱动装置、螺旋推力装置作用下作与主动轮固定锥盘（5）相向的轴向移动，且移动的从动轮活动锥盘（12）在传动带的作用下作与从动轮固定锥盘（11）背向的轴向移动；轴向移动的主动轮活动锥盘（7）与主动轮固定锥盘（5）之间构成调节主动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径，与主动轮活动锥盘（7）背向移动的从动轮活动锥盘（12）与从动轮固定锥盘（11）之间构成调节从动轮“V”型皮带槽内的传动带工作直径；从而得出调节主动轴与从动轴之间转速的传动比；

其中，与主动轮对应的壳体上设置有监测主动轮活动锥盘（7）轴向移动的位置传感器（10）；

其中，主动轴上设置有转速感应圈（3），与主动轴上转速感应圈对应的壳体上设置有一个监测主动轴转速的主动轴转速传感器（22）；

其中，与从动轴的从动轮对应的壳体上设置有一个监测从动轮转速的从动轴转速传感器（23）。

2. 根据权利要求1所述的一种电动汽车无级变速器，其特征是：  所述螺旋推力装置或替换为滚珠丝杠推力装置；滚珠丝杠推力装置由调速齿轮（8）、滚珠、螺旋推力座（9）构成，调速齿轮（8）由筒体与筒体上的外齿连接构成，所述筒体一端的内螺纹与螺旋推力座（9）的外螺纹间形成的螺旋道内均布有配合连接的滚珠，筒体另一端通过角接触球轴承套置在主动轮活动锥盘（7）的轴套上，构成调速齿轮8带动主动轮活动锥盘（7）沿主动轴轴向位移的推力结构。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无级变速器，其特征是：所述从动轴一端设置有用以固定从动轮固定锥盘（11）的小直径段，从动轴的中间设置有套置轴向滑动的从动轮活动锥盘（12）的大直径段，大直径段的从动轴上设置有与从动轮活动锥盘（12）轴套上驱动槽对应的驱动销（13）；从动轴另一端的小直径段依序设置有弹簧座（16）安装位、从动轴轴承（27）安装位、从动齿轮（28）安装位。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无级变速器，其特征是：所述从动轮活动锥盘（12）的轴套（12.1）上驱动槽为对称的等腰三角形孔（12.2），对称的等腰三角形孔（12.2）分别套置在从动轴的驱动销（13）上，所述的等腰三角形孔（12.2）内具有用于正向驱动传输扭力的驱动销（13）对应的一等腰边，和用于反向驱动传输扭力的驱动销（13）对应的另一等腰边。

5.根据权利要求1所述的一种电动汽车无级变速器，其特征是：所述箱体具有无级变速器的壳体（18）与后盖（17）结合成的后腔体，和壳体（18）与前盖（19）结合成的前腔体；

所述后腔体具有用以设置主动轮传输机构的主动轮传输机构腔体，所述主动轮传输机构腔体的一侧水平上方具有用以设置电动调速驱动装置的腔体，另一侧水平上方具有用以设置从动轮传输机构的腔体；与所述主动轮传输机构腔体对应的壳体（18）具有使主动轮传输机构的主动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；与壳体（18）的圆形安装孔对应并同轴设置有用以容纳主动轮传输机构的主动轴和主动轴上所套置的感应圈（3）的圆形空腔；与所述从动轮传输机构腔体对应的壳体（18）具有使从动轮传输机构的从动轴穿过并安装轴承的圆形安装孔；

所述前腔体内具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮（28）的空腔、具有用以容纳与从动轴上所套置的从动齿轮啮合连接的主减速齿轮（14）的空腔、具有用以设置与主减速齿轮啮合连接的差速器（15）的空腔；

前腔体内具有的用以设置主减速齿轮（14）的空腔位于设置从动齿轮28的空腔的一侧，所述设置差速器（15）的空腔位于设置主减速齿轮（14）的空腔的下方一侧；所述设置从动齿轮的空腔、设置主减速齿轮的空腔和设置差速器的空腔均为圆形空腔；

差速器（15）的圆形空腔的轴心线、从动齿轮（28）的圆形空腔的从动轴心线（26）、主减速齿轮（14）圆形空腔的轴心线与横截面相交的三个点连线为钝角三角形，差速器（15）的圆形空腔的轴心线截面点经主减速齿轮（14）圆形空腔的轴心线截面点至从动齿轮的圆形空腔的从动轴心线（26）截面点的夹角为钝角。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无级变速器，其特征是：所述变速控制器具有处理信号的微处理器，通过模数转换接口与监测主动活动锥盘（7）位移的位置传感器（10）、与监测电动机调速电位器位置的传感器电连接；通过采集输入接口与监测主动轴转速的主动轴转速传感器（22）、与监测从动轴转速的从动轴转速传感器（23）电连接； 通过数据接口与刹车制动传感器电连接；通过脉宽调制PWM端接口经电机驱动电路与电动调速驱动装置中的调节电机电连接。

7.如权利要求1所述一种电动汽车无级变速器的无级变速方法，其特征是：通过电动调速驱动装置控制的螺旋推力装置，改变主动轮传输机构的主动轮与从动轮传输机构的从动轮上的传动带工作直径，调节主动轴与从动轴的速比，其步骤如下：

1）、正向行驶时，电动调速驱动装置通电，变速控制器控制的调节电机处于待工作状态，主动轴与从动轴的速比，保持不变；

当动力电动机（1）启动运行，动力电动机（1）带动主动轮传输机构的主动轮转动，同时，变速控制器的微处理器通过监测接收主动轮活动锥盘（7）位移的位置传感器（10）、监测接收主动轴转速的主动轮转速传感器（22）、监测接收从动轴转速的从动轮转速传感器（23），及监测接收控制动力电动机（1）速度快慢线传感器的电信号，经微处理器进行处理，控制调节电机（2）的旋转方向及转速，达到自动调节主动轴与从动轴的速比，控制对轮轴输出的扭矩；

a）当起步或上坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的起步或上坡速比相比，速比相同，微处理器判断增大速比，控制调节电机（2）反向转动，通过减速齿轮组（4）驱动螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，增大扭矩；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮（8）内螺纹沿螺旋推力座（9）的外螺纹转动，使调速齿轮（8）带动主动活动锥盘（7）沿轴缓慢离开主动固定锥盘5，增大主动轮活动锥盘（7）与主动轮固定锥盘（5）间截面形成“V”型槽的间距，使传动带（6）向主动轮轴芯移动，减小主动轮上传动带（6）的工作直径；

同时，随着传动带（6）在从动轮的拖动放松，从动轴上从动轮活动锥盘（12）受推力弹簧（20）轴向力的作用，使橡胶传动带（6）向从动轮边缘移动，缩小从动轮固定锥盘（11）与从动轮活动锥盘（12）间截面形成“V”型槽的间距，从而实现从动轮活动锥盘（12）与从动轮固定锥盘（11）合拢，增大从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，从而达到减速；

从动轮活动锥盘（12）轴套上等腰三角形孔（12.2）的等腰边斜面通过驱动销（13）直接将扭矩力传递到从动轴上，从动轴上的从动齿轮28通过主减速齿轮（14）对外输出扭矩力；

b）当平路时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的平路速比相比，速比相同，微处理器判断减小速比，发出指令，控制调节电机（2）正向转动，调节电机（2）通过减速齿轮组（4）、螺旋推力装置使主动轮上橡胶传动带（6）的工作直径增大；从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径减小，达到辅助加速的目的；

其中，螺旋推力装置的调速齿轮（8）内螺纹沿螺旋推力座（9）的外螺纹转动，调速齿轮（8）通过角接触球轴承（8.3）连接的主动轮活动锥盘（7）沿主动轮固定锥盘（5）向作轴向缓慢移动，缩小主动轮活动锥盘（7）与主动轮固定锥盘（5）间截面形成“V”型槽的间距，随着橡胶传动带（6）拖动从动轮的转动，渐渐增大了主动轮活动锥盘（7）与主动轮固定锥盘（5）间橡胶传动带（6）的工作直径；

同时，拉紧的橡胶传动带（6），促使从动轴上的从动轮活动锥盘（12）克服弹簧力与从动轮固定锥盘（11）相离，从而实现从动活动锥盘（12）与从动固定锥盘（11）张开，增大了从动轮固定锥盘（11）与从动轮活动锥盘（12）间截面形成“V”型槽的间距，减小从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，从而实现增速；

当微处理器监测接收到控制动力电动机（1）速度电位器快慢线传感器的电信号减小时，微处理器判断动力电机（1）正在进行减速，微处理器控制的调节电机（2），使主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，使调节电机（2）通过螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，减速辅助刹车；

c）下坡时，变速控制器的微处理器对监测接收的各电信号进行计算处理，计算出的主动轴与从动轴的速比与储存的主动轴与从动轴的下坡速比相比，速比相同，微处理器控制调节电机（2）静止，主动轴与从动轴的速比保持不变；

当微处理器监测接收到刹车的电信号时，微处理器发出指令，通过调节电机（2）、螺旋推力装置减小主动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，减速辅助刹车；

2）、当需倒向行驶时，动力电机（1）反向转动，动力电机（1）带动主动轮反向转动，变速控制器发出指令，调节电机（2）反向转动，通过减速齿轮组（4）驱动调速齿轮（8）转动，使调速齿轮（8）带动主动活动锥盘（7）沿轴向渐渐离开主动固定锥盘（5），减小主动轮上橡胶传动带（6）的工作直径，增大从动轮上橡胶传动带（6）的工作直径；

主动轮通过橡胶传动带（6）带动从动轮反转，反转的从动轮上从动活动锥盘（12）的轴套上对称的等腰三角形孔（12.2）的另一等腰边斜面通过驱动销（13）驱动从动轴反向转动，从动齿轮28通过主减速齿轮（14）、差速器（15）带动轮轴反向转动，进行低速状态的倒行。