CN104455234A - 一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：它包括一公转托盘，在所述公转托盘两侧的中心分别转动连接一第一转轴，在两所述转轴上分别紧固连接一太阳轮，两所述太阳轮分别啮合至少一个的行星轮，每一所述行星轮均通过一轮轴转动支撑在所述公转托盘上，在所述公转托盘的两侧分别同轴设置一齿圈，所述齿圈的内侧与所述行星轮啮合，两所述齿圈相对的一侧均设置有锥形齿，在两所述齿圈之间对称设置两同时与两上述齿圈啮合的锥齿轮，两所述锥齿轮分别紧固套接一第二转轴。
Description
技术领域
本发明涉及一种变速箱，特别涉及一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱。
背景技术
目前，机械动力系统所使用的变速箱主要有如下几种：用在机动车、船泊等领域的有手动变速箱、自动有级变速箱及自动无级变速箱；用在机械加工领域的有单一速比式和无级变速箱。用在机动车、船泊等领域的手动变速箱，其劣势较为突出：首先，其运行过程操作繁琐；其次，其在挡位切换时顿挫明显；再者其工作噪音大；此外，动力机在配合手动操作时，动力机转速是在高低状态下配合完成的，造成能量浪费。而自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式达到变速的目的，其主要问题是运行不稳定、噪音大。无极变速箱是通过液压作用改变夹在动力转送带间的主动/从动轮直径比，来完成无级变速，由于主动/从动轮直径比不存在0/d，所以其只能在一定范围内实现无级变速，且有摩擦热产生造成能量损耗。在机械加工领域的单一速比式和无级变速箱，前者速比单一而后者由于结构限制只能在一定的速度范围内实现无极变速，且结构体积过大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种高效率、低噪音的多动力混合输入双/单输出的无级变速箱。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：它包括一公转托盘，在所述公转托盘两侧的中心分别转动连接一第一转轴，在两所述转轴上分别紧固连接一太阳轮，两所述太阳轮分别啮合至少一个的行星轮，每一所述行星轮均通过一轮轴转动支撑在所述公转托盘1上，在所述公转托盘的两侧分别同轴设置一齿圈，所述齿圈的内侧与所述行星轮啮合，两所述齿圈相对的一侧均设置有锥形齿，在两所述齿圈之间对称设置两同时与两上述齿圈啮合的锥齿轮，两所述锥齿轮分别紧固套接一第二转轴。
还包括一变速箱外壳，两所述第一转轴和两所述第二转轴均伸出所述变速箱外壳并与所述变速箱外壳转动连接；两所述齿圈转动支撑在所述变速箱外壳内侧。
所述第一转轴与所述公转盘之间、所述行星轮与所述轮轴之间均通过轴承连接。
所述第一转轴、第二转轴、齿圈与所述变速箱外壳之间均通过轴承连接。
其中一所述第一转轴作为主动力输入轴且连接主动力装置，另一所述第一转轴作为辅助动力输入轴且连接双效动力机。
其中一所述第二转轴作为第三动力输入轴且连接一第三动力装置。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明设置在公转托盘两侧的两转轴分别作为主动力输入轴和辅助动力输入轴，而与两锥齿轮连接的两转轴，一个作为第三动力输入轴或者输出轴，而另一个始终作为输出轴，通过主动力输入轴与辅助动力输入轴的转速比能够使变速箱实现无级变速，且主动力与辅助动力的转速比越大无级变速的输出速度越小，反之主动力与辅助动力的转速比越小无级变速的输出速度越大。2、本发明由于变速过程通过调节主动力与辅助动力的转速比即可完成，因此与传统的丹东里相比没有换挡所产生的噪音，实现无声变速，无摩擦热产生。3、本发明是由调节双动力转速比完成，所以始终让主动力在高效状态下工作；主动力输入的转速可以直接在无荷载的情况下，从0加速到X(X为高效工作范围)，然后通过调节辅助动力的转速来完成调节变速箱的输出速度，使变速箱输出速度也是在从0加速到N，因此在汽车、船泊等启动时，不需要大功率动力来完成，在时间范围内小功率动力就可以完成；特别是混合动力，更为明显；由电动机将速度提到内燃机的最佳工作范围，然后由内燃机维持高效节能工作状态。4、本发明能够将无级变速箱传递回来的动能进行回收(在汽车、船泊等最显著)，当汽车、船泊需要减速时产生的惯性能量，通过变速箱传递给电机，电机由动力功能转为发电功能，将动能转为电能储存与电瓶；并且通过调节电机的发电输出量的大小，可以调节汽车、船泊减速大小。5、本发明结构简单，动力传输完全靠齿轮完成；变速箱体积小、重量轻、造价低，减轻了运动荷载，减少能耗。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明采用三动力输入单输出时的示意图；
图3是本发明采用双动力输入单输出时的示意图；
图4是本发明采用混合双动力输入单输出时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一公转托盘1，在公转托盘1两侧的中心分别转动连接一转轴2，两转轴2上分别紧固连接一太阳轮3，两太阳轮3分别啮合至少一个的行星轮4，每一行星轮4均通过一轮轴5转动支撑在公转托盘1上。在公转托盘1的两侧分别同轴设置一齿圈6，齿圈6的内侧与行星轮4啮合。两齿圈6相对的一侧均设置有锥形齿，在两齿圈6之间对称设置两同时与两齿圈6啮合的锥齿轮7，两锥齿轮7分别紧固套接一转轴8。
如图1所示，本发明还包括一变速箱外壳9，四个所述转轴2、8均伸出变速箱外壳9并与变速箱外壳9转动连接；两齿圈6转动支撑在变速箱外壳9内侧。
上述实施例中，转轴2与公转托盘1之间、行星轮4与轮轴5之间、转轴2、8与变速箱外壳9之间、齿圈6与变速箱外壳9之间均通过轴承连接。
本发明其中一转轴2作为主动力输入轴可以连接单台燃油机、气动机、液压动力机、电动机等主动力装置10，另一转轴2作为辅助动力输入轴可以连接双效电机(可作电动机和发电机)、双效气动机等双效动力机11；本发明其中一转轴8可以连接单台燃油机、气动机、液压动力机、电动机等第三动力装置12作为第三动力输入轴，也可以作为输出轴，而另一转轴8始终作为输出轴。
本发明的双输出模式运行过程如下：
主动力输入轴的转速直接在无荷载的情况下，从0加速到X(X为主动力最佳工作转速)，该过程中双效动力机11发挥双效作用，即当主动力输入轴在最佳工作转速X下、两转轴8(输出轴)需要由0加速至N(N根据X大小决定)，在两转轴8由0加速到N/2左右的过程中，双效动力机11为发电工作状态，而当两转轴8输出速度达到N/2左右时，双效动力机11转为动力输出，加速至主动力装置10、双效动力机11均达到高效工作状态，而两转轴8输出速度达到N(此时主动力和辅助动力的功率及速度都是叠加输出)。
本发明变速箱输出转速的调节主要依靠主动力装置10与双效动力机11的速比变化来实现，如果将本发明变速箱运行过程细化，完成整个加速过程可分为两个阶段：一是两转轴8的转速从0加速到N/2左右，在此过程中，双效动力机11发电，发电即提供反向力矩；二是两转轴8的转速从N/2左右加速到N，此过程双效动力机11由发电变为动力输出，生产正向力矩与主动力装置10共同驱动。
本发明的单输出模式运行过程如下：
主动力输入轴的转速可从0到X(为了节能X大小要在高效范围)；双效动力机11发挥双效作用，调节主动力输入转速与本发明所述变速箱输出转速的比。当主动力输入轴与辅助动力输入轴的调节加速度达到高效状态(也是第三动力输入轴的高效状态)时，由第三动力装置12对第三动力输入轴输入动力；主动力输入轴与辅助动力输入轴停止工作，由第三动力输入轴维持运行，此系统用在需要油电混合动力系统最好；输出转轴8输出0到N的转速。
下面举例说明本发明的有益效果：
实施例一：多动力输入单输出的运行过程
如图2所示，本发明的主动力输入轴连接一淄博休普电机有限公司产3Kw48V的三相异步电动机10作为主动力，辅助动力输入轴连接一淄博休普电机有限公司产3Kw48V的三相异步电动机11作为辅助动力，第三动力输入轴连接一奇瑞产0.6升双缸汽油机12。
1)把主动力电动机转速控制在高效区3000r/min；
2)与辅助动力电动机启用发电功能，控制其发电输出量由0变大，输出转轴8的输出转速由0变大；
3)当输出转速达到1500r/min时，辅助动力电动机停止发电功能，转为动力功能，控制其转速达到3000r/min，此时输出转轴8输出转速得到3000r/min。
4)在完成上述步骤后刚好达到奇瑞产0.6升双缸汽油机12高效工作区，启动汽油机12保持其转速在3000r/min维持节能状态。
实施例二：双动力输入单输出的运行过程
如图3所示，本发明的主动力输入轴连接一淄博休普电机有限公司产3Kw48V的三相异步电动机10作为主动力，辅助动力输入轴连接一淄博休普电机有限公司产3Kw48V的三相异步电动机11作为辅助动力。
1)把主动力电动机转速控制在高效区3000r/min；
2)与辅助动力电动机启用发电功能，控制其发电输出量由0变大，输出转轴8的输出转速由0变大；
3)当输出转速达到1500r/min时，辅助动力电动机停止发电功能，转为动力功能，控制其转速达到3000r/min，此时输出转轴8输出转速得到3000r/min。
实施例三：混合双动力输入单输出的运行过程
如图4所示，本发明的主动力输入轴连接一奇瑞产0.6升双缸汽油机12，辅助动力输入轴连接一淄博休普电机有限公司产3Kw48V的三相异步电动机11作为辅助动力。
1)把汽油机12转速控制在高效区3000r/min；
2)与辅助动力电动机启用发电功能，控制其发电输出量由0变大，输出转轴8的输出转速由0变大；
3)当输出转速达到1500r/min时，辅助动力电动机停止发电功能，转为动力功能，控制其转速达到3000r/min，此时输出转轴8输出转速得到3000r/min。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：它包括一公转托盘，在所述公转托盘两侧的中心分别转动连接一第一转轴，在两所述转轴上分别紧固连接一太阳轮，两所述太阳轮分别啮合至少一个的行星轮，每一所述行星轮均通过一轮轴转动支撑在所述公转托盘上，在所述公转托盘的两侧分别同轴设置一齿圈，所述齿圈的内侧与所述行星轮啮合，两所述齿圈相对的一侧均设置有锥形齿，在两所述齿圈之间对称设置两同时与两上述齿圈啮合的锥齿轮，两所述锥齿轮分别紧固套接一第二转轴。
2.如权利要求1所述的一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：还包括一变速箱外壳，两所述第一转轴和两所述第二转轴均伸出所述变速箱外壳并与所述变速箱外壳转动连接；两所述齿圈转动支撑在所述变速箱外壳内侧。
3.如权利要求1或2所述的一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：所述第一转轴与所述公转盘之间、所述行星轮与所述轮轴之间均通过轴承连接。
4.如权利要求2所述的一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：所述第一转轴、第二转轴、齿圈与所述变速箱外壳之间均通过轴承连接。
5.如权利要求1或2或4所述的一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：其中一所述第一转轴作为主动力输入轴且连接主动力装置，另一所述第一转轴作为辅助动力输入轴且连接双效动力机。
6.如权利要求3所述的一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：其中一所述第一转轴作为主动力输入轴且连接一主动力装置，另一所述第一转轴作为辅助动力输入轴且连接一双效动力机。
7.如权利要求5所述一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：其中一所述第二转轴作为第三动力输入轴且连接一第三动力装置。
8.如权利要求6所述一种多动力混合输入双/单输出的无级变速箱，其特征在于：其中一所述第二转轴作为第三动力输入轴且连接一第三动力装置。
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