CN104500683A - 一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器 - Google Patents

一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器，其技术方案要点是，输入齿轮（22）与起动齿轮副（12）,输入齿圈（23）与输入大齿圈（24）联接，输出行星架（25）与输出齿轮副（5）联接,输出小齿圈（26）以及输入行星架（27）与联接齿轮（6）联接，输出小齿轮（29）与起动输出齿轮副（7）联接，起动输出齿轮副（7）与变速机构（4）以及限矩型水介质液力偶合器（15）联接,变速机构（4）与输入齿轮副（11）联接,输入齿轮副（11）与输出行星架（21）联接，限矩型水介质液力偶合器（15）以及起动齿轮（14）与起动齿轮副（12）联接。

Description

一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器
技术领域
本发明属于液力偶合器以及起动领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合型限矩型水介质液力偶合器以及起动器。
背景技术
目前，液力偶合器都是根据流体静力学等原理来设计的，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的使用寿命，结构简单，操控方便，低成本，节能高效的复合型限矩型水介质液力偶合器以及起动器。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：
一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器，包括输入轴（1）、输出轴（3）、变速机构（4）、输出齿轮副（5）、联接齿轮（6）、起动输出齿轮副（7）、空挂档机构（8）、单向离合器（9）、固定单向离合器（10）、输入齿轮副（11）、起动齿轮副（12）、超越离合器（13）、起动齿轮（14）、限矩型水介质液力偶合器（15），所述固定单向离合器（10）的输入端（101）与固定元件联接, 所述的输入轴（1）与输出轴（3）之间设有行星齿轮（20）、输入双联行星架（21）、输入齿轮（22）、输出齿圈（23）、输入大齿圈（24）、输出行星架（25）、输出小齿圈（26）、输入行星架（27）、输出大齿轮（28）、输出小齿轮（29），输入齿轮（22）与起动齿轮副（12）的输出齿轮（122）以及超越离合器（13）的输出端（132）联接, 超越离合器（13）的输入端（131）与输入轴（1）联接, 输入齿轮（22）通过输出行星架（21）上的行星齿轮（20）与输出行星架（21）、输入齿圈（23）相互配合工作，输入齿圈（23）与输入大齿圈（24）联接，输入大齿圈（24）通过输出行星架（25）上的行星齿轮（20）与输出行星架（25）、输出小齿圈（26）相互配合工作，输出行星架（25）与输出齿轮副（5）的输入齿轮（51）联接, 输出小齿圈（26）以及输入行星架（27）与联接齿轮（6）联接，输入行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（28）、输出小齿轮（29）相互配合工作，输出大齿轮（28）、输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）以及单向离合器（9）的输入端（91）与空挂档机构（8）的输入端（81）联接, 空挂档机构（8）的输出端（82）与输出轴（3）联接, 单向离合器（9）的输出端（92）与输入轴（1）联接, 输出小齿轮（29）与起动输出齿轮副（7）的输入齿轮（71）联接，起动输出齿轮副（7）的输出齿轮（72）与变速机构（4）的输入端（41）以及限矩型水介质液力偶合器（15）的输入端（151）联接, 变速机构（4）的输出端（42）与输入齿轮副（11）的输入齿轮（111）联接, 输入齿轮副（11）的输出齿轮（112）与固定单向离合器（10）的输出端（102）以及输出行星架（21）联接，限矩型水介质液力偶合器（15）的输出端（152）以及起动齿轮（14）与起动齿轮副（12）的输入齿轮（121）联接。
所述各个需要联接的元件, 而被其它若干元件分隔的元件, 可采用中空或联接架的方法, 穿过或跨过其它若干元件, 与之连接；当联接的元件是齿轮或齿圈时，则相互啮合或联接；所述各个齿轮副以及变速机构的传动比，按实际需要设计。
所述限矩型水介质液力偶合器可选用液力变矩器替代。
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） 本发明大部份功率由齿圈、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，都能使发动机和起动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机和起动机等效的前提下，它降低了发动机和起动机的制造成本；
（3） 本发明使发动机和起动机处于经济转速区域内运转，也就是使发动机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统以及起动机的使用寿命，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，有利于提高生产率；
（6） 本发明起动时，具有自动变矩和变速的性能，输入功率不间断，不会发生冲击现象，可保证发动机起动平稳、减少噪音，使发动机的起动磨损减少，并延长了起动电机以及蓄电池的使用寿命；
（7） 本发明减少了现今起动机的传动机构，降低了制造成本，发动机起动后，只需对起动电机采取制动措施，使其停止传动。
另外，本发明是是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合型限矩型水介质液力偶合器以及起动器。
附图说明
说明书附图为本发明实施例的结构图，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
下面结合说明书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：
如图1中所示，一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器，包括输入轴1、输出轴3、变速机构4、输出齿轮副5、联接齿轮6、起动输出齿轮副7、空挂档机构8、单向离合器9、固定单向离合器10、输入齿轮副11、起动齿轮副12、超越离合器13、起动齿轮14、限矩型水介质液力偶合器15，所述固定单向离合器10的输入端101与固定元件联接, 所述的输入轴1与输出轴3之间设有行星齿轮20、输入双联行星架21、输入齿轮22、输出齿圈23、输入大齿圈24、输出行星架25、输出小齿圈26、输入行星架27、输出大齿轮28、输出小齿轮29，输入齿轮22与起动齿轮副12的输出齿轮122以及超越离合器13的输出端132联接, 超越离合器13的输入端131与输入轴1联接, 输入齿轮22通过输出行星架21上的行星齿轮20与输出行星架21、输入齿圈23相互配合工作，输入齿圈23与输入大齿圈24联接，输入大齿圈24通过输出行星架25上的行星齿轮20与输出行星架25、输出小齿圈26相互配合工作，输出行星架25与输出齿轮副5的输入齿轮51联接, 输出小齿圈26以及输入行星架27与联接齿轮6联接，输入行星架27通过其上的行星齿轮20与输出大齿轮28、输出小齿轮29相互配合工作，输出大齿轮28、输出齿轮副5的输出齿轮52以及单向离合器9的输入端91与空挂档机构8的输入端81联接, 空挂档机构8的输出端82与输出轴3联接, 单向离合器9的输出端92与输入轴1联接, 输出小齿轮29与起动输出齿轮副7的输入齿轮71联接，起动输出齿轮副7的输出齿轮72与变速机构4的输入端41以及限矩型水介质液力偶合器15的输入端151联接, 变速机构4的输出端42与输入齿轮副11的输入齿轮111联接, 输入齿轮副11的输出齿轮112与固定单向离合器10的输出端102以及输出行星架21联接，限矩型水介质液力偶合器15的输出端152以及起动齿轮14与起动齿轮副12的输入齿轮121联接。
输入大齿圈24通过输出行星架25上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路， 一路流入输出行星架25，另一路经过输出小齿圈26以及联接齿轮6，传递到输入行星架27, 输入行星架27再通过其上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路, 一路流入输出大齿轮28，另一路流入输出小齿轮29。
由于上述各个元件的转速分配关系可以改变, 两路功率流将根据两者之间转速分配的变化而变化，当输出行星架25、输出大齿轮28的转速为零时，输出功率为零，但力矩不为零，此时，输出行星架25、输出大齿轮28的输入功率则由一定值改变到最大值，所述的一定值指的是当输出行星架25、输出大齿轮28与各自配合的输入大齿圈24、输入行星架27的转速相同时，两者按行星排力矩比分配输入功率所得的值，所述的最大值指的是由输入大齿圈24、输入行星架27输入的总功率，也就是说，当两路功率发生变化时，传递到输出行星架25、输出大齿轮28上的力矩也随之变化。
起动机的输入功率由起动齿轮14经起动齿轮副12或发动机的输入功率经输入轴1，再通过超越离合器13传递到输入齿轮22，并通过输入双联行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出齿圈23，再传递到输入大齿圈24，输入大齿圈24通过输出行星架25上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路，一路流入输出行星架25，另一路经过输出小齿圈26以及联接齿轮6，传递到输入行星架27, 输入行星架27再通过其上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路, 一路流入输出大齿轮28，另一路流入输出小齿轮29，输出小齿轮29再流入起动输出齿轮副7的输入齿轮71, 起动输出齿轮副7的输出齿轮72再把传递到此的功率分流为两路, 一路流入变速机构4的输入端41，变速机构4的输出端42通过输入齿轮副11把功率传递到输入双联行星架21，另一路流入限矩型水介质液力偶合器15的输入端151，限矩型水介质液力偶合器15的输出端152通过起动齿轮副12把功率传递到输入齿轮22，传递到输入齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入齿轮22的功率汇合，并且与流入输入双联行星架21的功率，都通过输入双联行星架21上的行星齿轮20传递到输出齿圈23，输出齿圈23再重复上述过程，使传递到输出行星架25、输出大齿轮28上的力矩不断增大，发动机起动前，经输出行星架25传递到输出齿轮副5的功率以及传递到输出大齿轮28的功率，都通过空挂档机构8的输入端81、单向离合器9以及输入轴1传递到发动机曲轴上，发动机起动后，接合空挂档机构8，经输出行星架25传递到输出齿轮副5的功率以及传递到输出大齿轮28的功率，则通过空挂档机构8传递至本发明的输出轴3, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴3对外输出。
对于本发明，当输入轴1的转速不变，输出行星架25、输出大齿轮28上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，传递到输出行星架25、输出大齿轮28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限矩型水介质液力偶合器以及起动器。
本发明使用时，设起动机通过起动齿轮14输入的功率、转速以及其负荷不变，即输入齿轮22的转速与扭矩为常数，发动机起动前，发动机的转速为零，当起动机启动，因输出轴3静止不动，即输出行星架25、输出大齿轮28静止不动, 起动机的输入功率由起动齿轮14经起动齿轮副12传递到输入齿轮22, 其中，由于此时没有功率流入输入双联行星架21，并且固定单向离合器10的输入端101与固定元件联接，起限制转向的作用，使输入双联行星架21不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，传递到输入齿轮22的功率，则通过输入双联行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出齿圈23，再传递到输入大齿圈24，输入大齿圈24通过输出行星架25上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路， 一路流入输出行星架25，另一路经过输出小齿圈26以及联接齿轮6，传递到输入行星架27, 输入行星架27再通过其上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路, 一路流入输出大齿轮28，另一路流入输出小齿轮29，输出小齿轮29再流入起动输出齿轮副7的输入齿轮71, 起动输出齿轮副7的输出齿轮72再把传递到此的功率分流为两路, 一路流入变速机构4的输入端41，变速机构4的输出端42通过输入齿轮副11把功率传递到输入双联行星架21，另一路流入限矩型水介质液力偶合器15的输入端151，限矩型水介质液力偶合器15的输出端152通过起动齿轮副12把功率传递到输入齿轮22，传递到输入齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入齿轮22的功率汇合，并且与流入输入双联行星架21的功率，都通过输入双联行星架21上的行星齿轮20传递到输出齿圈23，输出齿圈23再重复上述过程，并在各个元件之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环, 使传递到输出行星架25、输出大齿轮28上的力矩不断增大，经输出行星架25传递到输出齿轮副5的功率以及传递到输出大齿轮28的功率，都通过空挂档机构8的输入端81、单向离合器9以及输入轴1传递到发动机曲轴上，当传递到发动机的曲轴上的扭矩，产生的起动力足以克服发动机的起动阻力时，发动机则起动并开始加速。
发动机起动后，设发动机的输入功率、输入转速及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，接合空挂档机构8，输出轴3的转速为零，发动机的输入功率经输入轴1以及超越离合器13，传递到输入齿轮22，其中，由于此时没有功率流入输入双联行星架21，并且固定单向离合器10的输入端101与固定元件联接，起限制转向的作用，使输入双联行星架21不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，传递到输入齿轮22的功率，则通过输入双联行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出齿圈23，再传递到输入大齿圈24，输入大齿圈24通过输出行星架25上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路，一路流入输出行星架25，另一路经过输出小齿圈26以及联接齿轮6，传递到输入行星架27, 输入行星架27再通过其上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路, 一路流入输出大齿轮28，另一路流入输出小齿轮29，输出小齿轮29再流入起动输出齿轮副7的输入齿轮71, 起动输出齿轮副7的输出齿轮72再把传递到此的功率分流为两路, 一路流入变速机构4的输入端41，变速机构4的输出端42通过输入齿轮副11把功率传递到输入双联行星架21，另一路流入限矩型水介质液力偶合器15的输入端151，限矩型水介质液力偶合器15的输出端152通过起动齿轮副12把功率传递到输入齿轮22，传递到输入齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入齿轮22的功率汇合，并且与流入输入双联行星架21的功率，都通过输入双联行星架21上的行星齿轮20传递到输出齿圈23，输出齿圈23再重复上述过程，并在各个元件之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环, 使传递到输出行星架25、输出大齿轮28上的力矩不断增大，经输出行星架25传递到输出齿轮副5的功率以及传递到输出大齿轮28的功率，则通过空挂档机构8传递至本发明的输出轴3, 当传递到输出轴3上的扭矩，经传动系统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，与之相联的输出行星架25、输出大齿轮28的转速也从零逐渐增加，此时，流入输入双联行星架21的功率逐渐减少，从而使输出轴3的扭矩随着转速的增加而减少。

Claims (1)

1.一种复合式限矩型水介质液力偶合器以及起动器，包括输入轴（1）、输出轴（3）、变速机构（4）、输出齿轮副（5）、联接齿轮（6）、起动输出齿轮副（7）、空挂档机构（8）、单向离合器（9）、固定单向离合器（10）、输入齿轮副（11）、起动齿轮副（12）、超越离合器（13）、起动齿轮（14）、限矩型水介质液力偶合器（15），所述固定单向离合器（10）的输入端（101）与固定元件联接, 其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（3）之间设有行星齿轮（20）、输入双联行星架（21）、输入齿轮（22）、输出齿圈（23）、输入大齿圈（24）、输出行星架（25）、输出小齿圈（26）、输入行星架（27）、输出大齿轮（28）、输出小齿轮（29），输入齿轮（22）与起动齿轮副（12）的输出齿轮（122）以及超越离合器（13）的输出端（132）联接, 超越离合器（13）的输入端（131）与输入轴（1）联接, 输入齿轮（22）通过输出行星架（21）上的行星齿轮（20）与输出行星架（21）、输入齿圈（23）相互配合工作，输入齿圈（23）与输入大齿圈（24）联接，输入大齿圈（24）通过输出行星架（25）上的行星齿轮（20）与输出行星架（25）、输出小齿圈（26）相互配合工作，输出行星架（25）与输出齿轮副（5）的输入齿轮（51）联接, 输出小齿圈（26）以及输入行星架（27）与联接齿轮（6）联接，输入行星架（27）通过其上的行星齿轮（20）与输出大齿轮（28）、输出小齿轮（29）相互配合工作，输出大齿轮（28）、输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）以及单向离合器（9）的输入端（91）与空挂档机构（8）的输入端（81）联接, 空挂档机构（8）的输出端（82）与输出轴（3）联接, 单向离合器（9）的输出端（92）与输入轴（1）联接, 输出小齿轮（29）与起动输出齿轮副（7）的输入齿轮（71）联接，起动输出齿轮副（7）的输出齿轮（72）与变速机构（4）的输入端（41）以及限矩型水介质液力偶合器（15）的输入端（151）联接, 变速机构（4）的输出端（42）与输入齿轮副（11）的输入齿轮（111）联接, 输入齿轮副（11）的输出齿轮（112）与固定单向离合器（10）的输出端（102）以及输出行星架（21）联接，限矩型水介质液力偶合器（15）的输出端（152）以及起动齿轮（14）与起动齿轮副（12）的输入齿轮（121）联接。
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