CN104685260B - 用于环面型cvt的调制夹紧力发生器 - Google Patents

Abstract

提供了一种环面变速牵引驱动器。所述驱动器包括驱动环面盘组件(4)和从动环面盘组件(3)。所述环面盘组件(3，4)具有公共的旋转轴线。多个辊子组件介于所述环面盘(3，4)之间。每个辊子组件包括至少一个辊子(6)所述环面盘(3，4)被轴线指向的夹紧力推到一起到介于中间的辊子组件上。每个辊子组件的每个辊子(16)在接触点处接触每个环面盘(3，4)。所述驱动环面盘组件(4)被提供输入扭矩的输入驱动轴(14)驱动。从动环面盘(3)驱动输出结构(5)，其围绕所述公共的旋转轴线旋转，所述输出结构(5，12)驱动输出轴(13)。介于中间的夹紧设备(1，5)设置在从动环面盘(3)和输出结构(5，12)之间，所述介于中间的夹紧设备(1，5)提供所述轴向指向的夹紧力，所述夹紧力与所述输出轴(13)所经历的输出扭矩成比例。

Description

用于环面型CVT的调制夹紧力发生器

技术领域

本发明涉及连续可变变速器(CVT)。

背景技术

大部分CVT机构依赖于压力以在一个表面和另一个表面之间生成摩擦力，从而将扭矩从一个旋转构件传递到另一个。

在环面型CVT的情况下，牵引辊被夹在输入盘和输出盘之间；而在带或链式CVT的情况下，带节段被夹在类似的盘之间。在两种情况下，切向力从被夹紧部件(辊或带节段)通过特定牵引流体传递到盘并且从盘传递。

在处于压力下时牵引流体具有增大其粘性的独特特性。当在0.5GPa的高压下时，这个增长是大约10,000倍的量级，而在处于2GPa的非常高压力下时，所述增长是1,000,000,000倍的量级。图1的曲线示出这种压力相关关系并也示出它与温度的相应关系。

当两个表面之间的接触压力高时，这种高粘性允许流体在两个表面之间传递高剪切力，且在两个表面之间仅具有小的速度差(蠕动)。对于这些力能够是多大的限制涉及到在滚动或平移构件中使用的材料的特性以及装置的设计寿命。

利用这些流体的CVT的功率密度与所允许切向力相对所施加的夹紧力的关系直接相关。这通常被称为牵引系数。最大牵引系数是切向力和接触力之间的最高比率，并且典型地小于0.1。当切向力大于这个上限所限定的限制时，接触将开始过渡打滑。由于这种打滑产生的热量降低了粘性并且打滑以指数速率增大。通过使用更高的牵引系数，可以传递更大扭矩；但是超过特定程度，将发生过大的蠕动或打滑，并且CVT的效率将变差。大部分环面型牵引驱动器使用0.06至0.07左右的牵引系数。

夹紧力必须足够高以传递切向力而没有过分打滑，并且切向力必须绝不会变得足够大以导致过分打滑造成的流体膜的整体破裂(gross breakdown)以及伴随的过分加热。

夹紧力保持恒定且足够大以管理可在CVT内产生的最大切向力大体上是不接受的。通常，一些形式的球斜面装置放置在输入驱动器中，该输入驱动器被设计成产生夹紧力，该夹紧力与输入扭矩成正比。这确保了仅在高扭矩穿过CVT时才存在高接触力。这明显延长了由夹紧力加应力的部件的疲劳寿命和牵引流体的寿命。

这些球斜坡被设计成将输入扭矩(典型地来自发动机)转变成轴向力或夹紧力，并为此原因设置在CVT的输入侧上。

但是，在环面型CVT机构内产生的切向力的量是扭矩和辊子的速比位置的函数。典型地，利用安装在输入侧的球斜面，当处于低档时(当切向力高时)系统被充分夹紧，而当系统处于高档时过夹紧。

辊子和盘的详细几何形状也影响过夹紧或夹紧不足的程度。半环面型CVT(SHTV)的特定几何形状适于输入安装的球斜面，这是因为在处于高档和低档时，它仅稍微过夹紧。

过夹紧的消除会延长CVT的寿命并提高其效率。

典型的球斜面

典型的球斜面设备由两个板件构成，每个板件被加工有狭槽，该狭槽彼此面对并且卡陷球或辊子。一个板件连接到输入的旋转能量，而另一个连接到被旋转的系统。狭槽由两个斜面构成，使得当扭矩被施加到输入斜面盘时，斜面迫使辊子抵靠相对的斜面并产生夹紧力，所述相对斜面被加工在输出斜面盘中。

夹紧力的量由这个方程限定：

CF＝(T x 1/r)/TANθ

其中：

1.CF是以牛顿为单位的夹紧力

2.T是以Nm为单位的输入扭矩

3.r是从旋转中心线到辊子或球的中心的半径距离，以米为单位

4.θ是以度为单位的斜面角度

在典型的CVT中，传递力所需的法向力的大小由这个方程给出：

NF＝TF/μ

其中：

1.NF是以N为单位的法向力

2.TF是在接触点处的切向力，以N为单位，该切向力必须在输入盘和辊子、带或链之间产生

3.μ是牵引系数

与环面型CVT一起使用的球斜面相对简单并在图2中示出。图3描绘了利用支撑在轴上的辊子的类似设备，所述轴抵靠承载单个斜面。由于环面盘并不移动，在允许偏转的情况下，夹紧可以仅利用机械相互作用来执行。

斜面的角度被布置成提供恰当的夹紧力，以确保在盘和辊子接触处不发生打滑。

如前面指出的，正确角度从方程NF＝TF/μ导出，且TF是最大切向力，在这种设备中，该最大切向力在低档处发生。

随着CVT向更高档位改变速比，夹紧力变得比所需要的大，并且盘被实际上过夹紧。仅在低档下牵引系数在其优选值工作。这种情形对环面型牵引驱动器而言是特有的，其他牵引驱动器，如使用球或盘的那些，像kopp变速器，最适于输入夹紧球斜面的应用。

有可能设计一种系统，该系统使用额外的活塞，该活塞可以随着速比变化而接合或脱开，使得夹紧力阶跃地减小。

在这种两级系统的情况下，重要的是任何反向扭矩(如在发动机制动过程中发生的)非常低；因为在扭矩反向时相对切向力在过驱动中(高档)变得比驱动不足中大。这种设备基本上不适于在基于飞轮的KERS中使用，这是因为反向扭矩非常高。在用在多级IVT中时，在变速器多于一次扫掠过整个速比变化时，也是不适当的。

发明内容

本发明的目的是基于简单的机械部件生成一种夹紧系统，以在基于牵引的变速器中，在辊子接触点上产生接近理想法向夹紧力。

本发明可以应用于环面型变速器，单个环面型和半环面型，并且可以应用于需要控制夹紧力的其他形式的变速器。

根据本发明，提供了一种环面型可变速度牵引驱动器，包括：驱动环面盘组件和从动环面盘组件，所述环面盘组件具有公共的旋转轴线；多个辊子组件，所述多个辊子组件介于所述环面盘之间，每个辊子组件包括至少一个辊子；其中，所述环面盘由轴向指向的夹紧力抵靠介于中间的辊子组件被推到一起，其中每个辊子组件的每个辊子在接触点处接触每个环面盘；所述驱动环面盘组件被提供输入扭矩的输入驱动轴所驱动；所述从动环面盘驱动输出结构，该从动环面盘围绕所述公共的旋转轴线旋转，且所述输出结构驱动输出轴；其中，介于中间的夹紧设备设置在从动环面盘和输出结构之间，所述介于中间的夹紧设备提供轴向指向的夹紧力，该轴向指向的夹紧力与输出轴所经受的输出扭矩成比例。

在示例性实施方式中，所述驱动环面盘组件被输入结构驱动，所述输入结构围绕所述公共的旋转轴线旋转，所述输入结构被输入驱动轴驱动；其中，第二介于中间的夹紧设备设置在驱动环面盘和输入结构之间，所述第二介于中间的夹紧设备提供与输入扭矩成比例的轴向指向的夹紧力；其中，所述第二夹紧设备所提供的轴向指向的夹紧力与第一夹紧设备所提供的轴向指向的夹紧力方向相反。

所述输入和输出结构可以被连接，以允许一个结构的位移导致另一个结构的位移，其中，当所述第一和第二夹紧设备提供的夹紧力达到平衡时所述输入和输出结构的相互位移结束。

这里所提出的发明涵盖一种夹紧球斜面的系统，其单独使用基于输出的球斜面或者使用两个基于输出的球斜面(一个在输入侧且一个在输出侧)。当输出斜面被采用时，在高档位中的夹紧可以被布置成在处于超速(加速)速比时非常接近所需的夹紧，但是在处于减速(降速)速比时过夹紧。这在低扭矩状态仅在低档位中经受的特定用途中是有利的，如变容积增压器，其中不可能产生阻力扭矩，直到涡轮机以高速回转。当使用两个斜面时，可能布置成使得在任一侧上产生的最低夹紧力成为实际夹紧力，使得在跨整个速比范围避免过度的过夹紧。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的优选实施方式，其中：

图1是示出牵引流体的典型压力和粘性关系的曲线；

图2示出具有输入球夹紧设备的全环面型CVT的现有技术构造的示意图；

图3示出具有输入辊子夹紧设备的全环面型CVT的现有技术构造的示意图；

图4显示了示出基于具有这样的示意性设备的夹紧设备的输入和输出的力关系的曲线；

图5显示了示出基于用于VVS机构的夹紧设备的以2000rpm的速度操作的输入和输出的力的曲线；

图6示出与图5相同的设备的以4000rpm的速度操作的曲线；

图7示出与图5相同的设备的以6000rpm的速度操作的曲线；

图8是应用于单腔双辊子全环面型变速器的本发明的实施方式的横截面图，所述变速器联接到变容积增压器；

图9是应用于双辊子全环面型变速器的本发明的另一实施方式在处于高速比位置中时的横截面图；

图10图示了对于图9所示的实施方式，在处于各种速比和负载条件下时沿着输入和输出夹紧设备的纵向截面；

图11图示了图9的输入和输出夹紧设备的轴向视图；

图12示出当处于低档位置中时图9中所示的实施方式；

图13示出应用于双腔双辊子全环面型变速器的本发明的另一实施方式在高和低档位中的横截面图。

具体实施方式

作为本发明的前身，提出了在CVT的输出侧上布置球斜面，并且设计斜面角度，使得它提供用于高档位操作的正确夹紧。实际上，发现随着CVT向低档位移动这将导致过夹紧。这种过夹紧需要CVT被设计成比具有输入斜面的CVT更重。输入斜面导致的在高档位中的过夹紧影响效率和寿命，但是不需要更重的设计，并为此原因可以用于环面装置中。

称为变容积增压器(VVS)的特定类型的发动机增强系统正被应用于内燃机，作为降低其活塞排量但保持高发动机性能的一种方式。在这种应用中，环面型CVT联接到涡轮，使得当发动机以低转数运行并且驾驶员要求加速时，CVT从低档位向高档位移动并且加速涡轮，在低转速下产生增压，允许快速加速响应。然后，随着发动机速度增加，CVT从高档位返回，以避免过分提速涡轮。目前已知的设计都使用基于输入的夹紧力产生斜面。

这个机构可以得益于使用基于输出的斜面系统，这是因为虽然输出斜面在低档位中过夹紧，但是在低档位中的扭矩典型地非常低，并且过夹紧绝不需要故意的过分工程设计，而后者在典型CVT变速器中是必须的。

但是，如果CVT用在排气能量返回到发动机曲轴的涡轮复合增压器(turbocompounder)中，(一旦发动机以高速运行)，则扭矩足够高以使得这个状态成为确定部件尺寸的临界状态。结果是在低档位下的CVT既处于过夹紧又处于过应力的状态。

图8描绘了通过变容积增压器的截面，其中，带轮38驱动轴14，轴14花键连接到驱动环面盘4，该驱动环面盘4将辊子16夹在从动盘3上。带轮直径典型地被布置成以大约发动机速度的两倍运行。具有被捕获的球1的球斜面形成在从动盘3和斜面结构5中，该斜面结构5驱动连接到输出轴13的输出盘12。输出轴13驱动牵引驱动行星增速齿轮组42的行星架，该增速齿轮组42通过10:1和13:1之间的典型速比增加轴43的速度，所述轴43连接到位于涡轮壳体39内侧的涡轮40。推力轴承11被保持抵靠从动盘3的背面和轴14，作为夹紧力限制机构。在这种设备中，涡轮被设计成将压缩空气传送到内燃发动机机的进气歧管。储油槽41被设计成收集牵引流体，这些装置在该牵引流体中工作。

辊子16和相关联的托架可以被圆形齿条45所旋转，所述圆形齿条45被蜗杆46驱动，以改变从动和驱动盘3、4的相对速度。蜗轮又经由连接到轴的小齿轮驱动，所述轴被电动机44驱动。该截面是在驱动盘4以大约30:1的组合速度增大使从动盘3增速并进一步使涡轮40增速的速比情况下绘制。当辊子16被旋转回到低档位置时，速度增大典型地为6:1。

空气的压力取决于涡轮的速度并且通常在低于60,000RPM的速度下非常低，在120,000RPM的速度下升高1-2bar。这意味着当处于低档位中时，存在非常小的穿过系统的扭矩，并且球斜面设备1所产生的夹紧力远低于在高档位时它所发展的。当处于高档位中时，斜面设备1发展确保在盘3、4和辊子16之间不发生打滑所需要的夹紧力。

当应用于动能回收系统(KERS)中时存在类似情况，在动能回收系统中，能量被存储在高速飞轮中并且扭矩在进出飞轮的两个方向上流动。设置在输入侧上或是设置在输出侧上的任何简单的机械夹紧系统将导致在一些速比下过夹紧和过应力。

对于理解也重要的是，由于输入或输出斜面所生成的夹紧力平行于盘旋转轴线，因此在接触点处所需要的抵抗该夹紧力的实际法向力在中心位置之外的任何位置处总是更大。由于环面盘中的曲率，存在楔效应，使得实际法向力等于轴向力(斜面产生)乘上所述辊子被旋转的角度的余弦的倒数。

图4示出在法向力和牵引力(恒定牵引系数或完美夹紧)之间产生恒定关系所需要的法向力(在恒定扭矩下)和基于输入或输出的斜面产生的力的关系。可以看出，基于输入的斜面在高档位中产生过夹紧(B和C之间)，而基于输出的斜面在低档位中产生过夹紧(在A和B之间)。

图5示出以2,000RPM的发动机速度操作的VVS机构的类似关系。可以看出，当CVT处于低档位中时，涡轮以如此低速度运行，使得需要非常小的扭矩输入到CVT。随着速比变化并且涡轮被增速，越来越大量的扭矩需要被输入，且当CVT处于高档位时达到最大扭矩水平。如果基于输入的斜面用于控制夹紧力，则它将在辊子上产生法向力，该法向力远大于所需要的，并且在使用这种类型的设备设计时，辊子将必须做得比需要的大以支承这个力。CVT的物理尺寸将变得比需要的更大。可以看出，尽管基于输出的斜面在CVT处于低档中时生成比需要的更大的法向力，这个力总是远小于最大需要法向力，并且在部件尺寸方面对CVT的设计没有影响。

图6示出在发动机以4,000RPM操作的情况下的相同VVS机构。现在需要限制CVT的上限速比为大约1.5:1，使得涡轮不会超速。可以看出，基于输出的斜面的使用连续保持法向力高于所需要的，但是基于输出的斜面保持处于或低于最大需要法向力。

图7示出在6,000RPM的发动机速度下的情况，其中CVT速比必须被限制到低于1:1，以防止涡轮超速。再次，基于输出的斜面在1:1速比下传递接近正确的法向力，并且实际上与在这种设计中的法向力相同。基于输出的斜面在这个速度下确实会比输入斜面更大地过夹紧CVT，但是再次绝不会超过最大(在任何时候的)需要法向力地夹紧CVT。

另一实施方式在图9中示出。

所示的横截面是利用单腔的双辊子全环面型变速器或DFTV。从动盘104被夹紧的辊子旋转，所述夹紧的辊子卡陷(trap)在输入斜面102内侧。这些斜面中的一个形成在从动盘104中，且一个形成在斜面支撑结构106中。斜面支撑结构106被连接到输入轴109所驱动的指状件支撑板113上的扭矩指状件108驱动。预加载弹簧115被装载在输入斜面支撑结构106和指状件支撑板113之间。指状件108可以在输入斜面支撑结构106内的开孔的内侧轴向移动，输入斜面支撑结构106在低摩擦辊子上运行。

夹紧轴114承载在预加载弹簧115的背侧上并且穿过盘103、104到达变速器的另一侧，以通过螺母118保持在推力轴承111上。在输出侧上的推力轴承111抵靠承载输出斜面支撑结构105，该输出斜面支撑结构105具有形成在其表面内的斜面101，该斜面匹配驱动盘103内的类似斜面，在其内侧是另一卡陷的夹紧辊子。卡陷的夹紧辊子理想地是球轴承，如图所示。从动盘104和驱动盘103夹紧在辊子116上，在操作中提供所需的轴向力，以生成法向力，该法向力足够大但是不过度大，以支承切向滚动接触力。

卡陷在斜面101内的辊子被驱动盘103驱动，驱动盘103驱动输出斜面支撑结构105，该输出斜面支撑结构105驱动扭矩指状件107，该扭矩指状件107连接到输出驱动板112，而输出驱动板112驱动输出轴110。

可以看出，当变速器处于高档位置中时，在输入侧产生的扭矩大于在输出侧产生的。然后，输入斜面102能够克服在输出处产生的力，并且它沿着输入斜面102滚动被卡陷的辊子，直到输出斜面101被靠近。

这个作用可以在图10中看出。位置A对应于图9所示的截面(高档位但是支承低扭矩)。在输出斜面101中产生的力被输入斜面102产生的力克服，并且输出斜面101与输入侧上的辊子接近，达到在那里它不能再施加更大的力的止动部。夹紧力现在被输出斜面101产生。这种特定状态是其中输入扭矩足够大以克服预加载弹簧115但是不足以导致变速器自身较大轴向偏转的状态。于是，卡陷在输出斜面101内的辊子朝向输出斜面101的中心定位。如果输入扭矩增加，则偏转允许被卡陷的辊子沿着输出斜面101滚动相当大距离，并由此斜面必须足够长以适应该轴向偏转。在这种情况下，该设计是用于典型的道路汽车变速器，其中向前扭矩必须大于反向(发动机制动扭矩)，使得反向扭矩侧上的输入斜面102可以小得多。

位置B对应于处于低档位中的变速器(见图12)，其中输出斜面101产生比输入侧斜面102更高的夹紧力，并且被卡陷的辊子以往返方式移动到另一侧，且斜面结构本身移动一小距离X(见图12)且轴向向左移动夹紧轴114。在图10的简图B中，系统支承低扭矩，使得输入斜面辊子保持在输入斜面102的中心附近。

在简图C中，系统在高扭矩下操作，这将生成偏转，该偏转允许卡陷的输入辊子沿着输入斜面102移动。在输出斜面101上的被卡陷辊子已经一直移动到端部止动部位置，在此它不再能够夹紧到比输入斜面辊子102更大的程度。

现在，通过观察图4至7中的曲线可以看出，实现了保持足以避免打滑但是并非过分大的夹紧程度的目的。

如果在斜面101、102中的一个处产生的力大于另一个的话，则附接有推力轴承111的夹紧轴114可以轴向移动一小段距离。斜面101、102本身构建在输入和输出环面盘103、104以及输入斜面结构106和输出斜面结构105板的背面中。它们形成为扁V形形状，该扁V形形状终止于止动部中，该止动部防止在卡陷的辊子到达斜面的端部时卡陷的辊子的任何进一步沿着狭槽的滚动。

图10示出通过这些斜面的典型截面，且被卡陷的夹紧辊子处于它们采取用于各种配置的位置中。

图11示出这些斜面的平面图和截面图，这些斜面涉及输入和输出斜面。用于这些斜面的斜面角度被设置成为任一斜面传送所需的夹紧，该夹紧足以确保牵引系数总是保持足够低，以保证没有整体打滑。在这个设计中，输出斜面A的斜面角度为2.28°，而输入斜面B的斜面角度为5.2°。通过输出斜面A的截面示出驱动盘103和输出斜面结构105以及构成从动盘104的输入斜面和输入斜面结构106。每个斜面具有向前扭矩部分119和反向扭矩部分120。19和20的相对尺寸与最大向前和反向扭矩的相对强度相关。

在这种情况下，斜面针对传统变速器应用来设计，在传统变速器应用中，向前扭矩(加速)总是远大于反向扭矩(发动机制动)，并因此斜面一侧较长，以适应在向前扭矩状态下发生的更大的整体偏转。在诸如动能回收系统的机构中，其中向前和反向扭矩将大致相同，斜面将需要为相等长度。

能够看出当一个斜面产生最大力时，卡陷的球辊子将滚上斜面到端部止动部，并且实际的夹紧力将成为两个力中的较低者。以这种方式，非常好地折中的法向力被施加到辊子116，且无论CVT的速比如何几乎没有过夹紧。这可以在之前描述的图4中看到。

图12示出与图9中相同的CVT，处于它已经移动到低档位且夹紧力由输入斜面102产生之后。在输出斜面101上产生的更高夹紧力的影响下，夹紧轴114已经向左移动。在输出斜面101上卡陷的辊子球现在抵靠压迫(hard up against)相应的斜面端部止动部，而输入斜面102上的其他卡陷的辊子球自由移动，并产生输入斜面夹紧力。

图10中的简图D图示了在零扭矩下操作时的辊子斜面位置。在预加载弹簧115的影响下，卡陷的辊子都已经移动到斜面的底部。例如在没有扭矩时，在扭矩反向的过程中辊子滚过这个位置。一旦产生了扭矩，辊子将沿着两个斜面101、102向上滚动，并在来自两个斜面101、102的夹紧力相等时建立平衡。

斜面101、102也可以设计有曲线坡度，使得当每个卡陷的辊子搁置在斜面的一部分上时建立夹紧平衡，所述斜面的一部分允许扭矩来建立相等的夹紧力。曲线斜面可以用于精确地生成正确的夹紧力，其中存在较小程度的过度夹紧，且使用恒定坡度的坡度和止动部被消除。也可能生产曲线和止动部的混合结构，这使得该设备对偏转导致的滞后不敏感，其方式为使得能够在甚至更大程度上减小过夹紧。

图13示出应用于双腔DFTV的双斜面系统。可以看出在这种情况下夹紧轴214也关于第二腔支承扭矩，并且在斜面转换过程中，需要轴214和整个第二腔设备轴向移动。转换发生在1:1速比点处或附近。由于在处于1:1位置时在扭矩反作用板中没有扭矩反作用，因此随着过渡发生，非常小的扭矩通过扭矩管。

图13A图示在处于高档位置中时变速器的截面，其中输出斜面201提供夹紧力，且输入斜面卡陷辊子202在止动部上。图13B示出在低档中的相同变速器，且输出斜面201在斜面止动部上，而输入斜面202提供夹紧力。

具有两个驱动或输入盘204和204A以及两个驱动或输出盘203和203A，它们形成封闭辊子216的两个环面腔。在这个双辊子设计中，辊子216被支撑在轭部231上，所述轭部231被旋转接头(未示出)连接到耳轴230上。耳轴230在第二腔内配装有圆形齿条228且在第一腔中配装有圆形齿条229，它们被位于第一腔内的蜗轮237和位于第二腔内的另一蜗轮237驱动。

蜗轮226、237被小齿轮236驱动，小齿轮236连接到电机械致动器驱动的轴(未示出)。

第一腔C内的耳轴230被支撑在一对扭矩反作用板227上，而第二腔D内的耳轴230被支撑在类似的一对板233上。这些板227、233支承来自耳轴230的扭矩反作用，该扭矩反作用在1:1的速比下在双辊子设计中为零。在两个腔中的这些扭矩反作用板中的一个设置有扭矩反作用管224和225，该扭矩反作用管224和225将扭矩从第二腔通过扭矩指状件222传递到第一腔，所述扭矩指状件222包括在第一腔管上的辊子，该辊子在第二腔管内构建的开孔中滚动。油沟滑动管流过油，以从一个扭矩反作用板流动到另一个扭矩反作用板，这为辊子提供润滑。

第二腔D盘、反作用板、耳轴、轭部、齿轮和辊子的整个组件可以沿着夹紧轴214轴向滑动。蜗轮设置有堞形的滑动接头223，该滑动接头223允许它们轴向滑动，同时保持相对于圆形齿条的相同转动位置。

当输入扭矩被提供到输入轴209时，所有这个扭矩经输入扭矩指状件208通过输入扭矩盘213传递到输入斜面结构206中的开孔。这个扭矩的大约50％经轴214和斜面结构206之间的花键连接235传递到第二腔D。另外的50％通过辊子和斜面202的相互作用而传递到第一腔输入(从动)盘204，这种相互作用也造成夹紧力，该夹紧力通过辊子216作用在第一腔输出(驱动)盘203。

第一腔输出盘203驱动位于输出斜面结构205内卡陷的辊子201，同时提供夹紧力，该夹紧力反作用在第二腔输出盘203A上，该第二腔输出盘203A夹在第二腔内的辊子216上，该辊子216抵靠承载第二腔输入盘204A。夹紧力沿着轴214传递以抵消输入斜面202上的卡陷辊子在第一腔内产生的力。输出斜面结构205经扭矩指状件207将扭矩输出到输出钟形壳体234，该壳体234连接到输出轴210。输出斜面支撑结构205连接到第二腔输出盘203A或甚至为第二腔输出盘203A的一部分，并且从第二腔到达的50％扭矩穿过它，用于被输出扭矩指状件207收集。

对于理解重要的是，第一和第二腔将共享在它们本身之间相等的扭矩，这是因为在所有滚动接触点处发生很小的打滑。这些打滑的大小涉及穿过的扭矩的量，并且如果一个腔支承多于50％的扭矩的话，它将打滑更大，并因此丧失承载多于50％的扭矩的能力。

该系统现在能够响应与之前不同的输入扭矩和不同的速比位置，且利用这种夹紧方法，夹紧力由一半输入扭矩生成，并且通常为单腔变速器内的夹紧力大小的一半。随着变速器通过输入斜面202和输出斜面210处生成的夹紧力相等的1:1位置，第二腔内的机构将移动在图13B中的距离X，这将替换产生夹紧的斜面，保持最佳的夹紧。

可以看出轴214可以布置成延伸通过输出轴210，允许收集两个轴速度和扭矩，用于在IVT机构中协作，该IVT机构使用行星齿轮来实现额外的益处。

所示的实施方式是双辊子全环面型变速器，但是显然本发明中描述的方法可以在环面型变速器的其他形式中使用，所述其他形式包括单辊子全环面型变速器、单辊子半环面型变速器和利用包括扭矩控制的其他形式的控制方法的变速器。

也能够看到双斜面设备可以用作伺服系统，该伺服系统使用更小的力和更小的斜面和球辊子或滑动斜面，以产生被设计成提供完整夹紧力的液压。在这样的系统中，斜面可以物理地彼此远离，仅利用液压流体来连接它们。

本领域技术人员将理解到在基于CVT的牵引技术中，包括但不限于环面、行星、带和链类型，双斜面的用途可以以很多方式使用，来控制夹紧力，以便提高机构的效率、功率密度和寿命。

Claims (17)

1.一种环面变速牵引驱动器，包括：

驱动环面盘组件和从动环面盘组件，所述驱动环面盘组件和所述从动环面盘具有公共的旋转轴线；

多个辊子组件，所述多个辊子组件介于所述驱动环面盘和所述从动环面盘之间，每个辊子组件包括至少一个辊子；其中所述驱动环面盘和所述从动环面盘被轴向指向的夹紧力推到一起、抵靠介于中间的辊子组件，其中每个辊子组件的每个辊子在接触点处接触驱动环面盘和从动环面盘中的每一个；

驱动环面盘组件被输入驱动轴驱动，所述输入驱动轴提供输入扭矩；

所述从动环面盘驱动输出结构，其围绕所述公共的旋转轴线转动，所述输出结构驱动输出轴；其中，第一介于中间的夹紧设备设置在所述从动环面盘和所述输出结构之间，所述第一介于中间的夹紧设备提供所述轴向指向的夹紧力，该夹紧力与所述输出轴所经受的输出扭矩成比例。

2.如权利要求1所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述输出轴连接到涡轮并驱动所述涡轮，所述涡轮被设计用于压缩气体。

3.如权利要求1所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述第一介于中间的夹紧设备包括多个夹紧辊子，每个夹紧辊子布置在具有变化深度的相应凹槽内，所述凹槽形成在环面腔的相对侧上的从动环面盘以及输出结构上。

4.如权利要求3所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述第一介于中间的夹紧设备提供的夹紧力的量取决于夹紧辊子沿着相应凹槽的瞬时位置的深度，其中，最小深度提供最大夹紧力，而最大深度提供最小夹紧力。

5.如权利要求3所述的环面变速牵引驱动器，其中，每个凹槽在最小深度的点到最大深度的点之间沿着凹槽的长度形成第一斜面状构形，所述最小深度的点在所述斜面状构形的端部处。

6.如权利要求5所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述斜面状构形提供从最大深度的点到最小深度的点的增大或减小的倾斜角度。

7.如权利要求6所述的环面变速牵引驱动器，其中，每个凹槽在第二最小深度点和最大深度点之间形成第二斜面状构形，所述第二最小深度点在所述斜面状构形的关于最大深度点的相对端部处。

8.如权利要求7所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述第一和第二斜面状构形具有不相等的长度。

9.如权利要求3所述的环面变速牵引驱动器，其中，每个夹紧辊子为球的形式。

10.如权利要求3所述的环面变速牵引驱动器，其中，每个夹紧辊子为圆柱形或锥形辊子的形式。

11.如权利要求3所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述凹槽在每个端部处具有止动部构形，以防止相应的夹紧辊子行进经过所述止动部构形。

12.如前述权利要求1或2所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述驱动环面盘被所述输入驱动轴间接驱动。

13.如权利要求12所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述驱动环面盘组件被输入结构驱动，其围绕所述公共的旋转轴线旋转，所述输入结构被所述输入驱动轴驱动；其中，第二介于中间的夹紧设备设置在所述驱动环面盘和所述输入结构之间，所述第二介于中间的夹紧设备提供轴向指向的夹紧力，所述轴向指向的夹紧力与所述输入扭矩成比例；其中，由所述第二介于中间的夹紧设备提供的所述轴向指向的夹紧力与由所述第一介于中间的夹紧设备提供的所述轴向指向的夹紧力方向相反。

14.如权利要求13所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述第二介于中间的夹紧设备包括多个夹紧辊子，每个夹紧辊子布置在具有变化深度的相应凹槽内，所述凹槽在环面腔的相对侧上形成在驱动环面盘和输入结构上。

15.如权利要求14所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述第二介于中间的夹紧设备包括与第一介于中间的夹紧设备相当的特征。

16.如权利要求15所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述输入和输出结构每个沿着所述轴向均可位移。

17.如权利要求16所述的环面变速牵引驱动器，其中，所述输入和输出结构被连接，以允许一个结构的位移导致另一个结构的位移，其中，输入和输出结构的相互位移在所述第一和第二夹介于中间的紧设备提供的夹紧力达到平衡时终止。