CN104870863A - 多范围无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多范围无级变速器，其具有能无级调节的变速装置和至少两个转换级用于形成至少两个具有无级传动比的运行范围。本发明特征在于至少一个跨接所述变速装置的直接挡传动级，所述直接挡传动级具有一个特定的传动比用于形成在所述运行范围之间的范围变换。

Description

多范围无级变速器

技术领域

本发明涉及一种多范围无级变速器(CVT)，所述多范围无级变速器具有能无级调节的变速装置和至少两个转换级，所述至少两个转换级用于形成至少两个具有无级传动比的运行范围。无级变速器称为CVT，其中，字母CVT代表无级变速器(continuously variable transmission)。

背景技术

为了提高总变速器的传动比范围，也就是其扩展范围，由EP 2169277已知，在无级变速器之后布置行星齿轮换挡机构。该行星齿轮包含双范围换挡机构和倒车换挡机构。在较大的输入扭矩的情况下例如在用于商用车辆应用的情况下，该从动侧的行星齿轮必须被特别大地定尺寸。这意味着特别是在行星滚动的范围中效率相对差。

此外，由DE 102 61 990 A1已知，具有固定的可接通档位的多范围无级变速器，例如设置用于启动或者用于最高速度，其中，但是在该固定传动比的运行时该变速装置被脱耦。因此，仅有一个无级范围，其不能够在所有行驶范围中无级行驶。

发明内容

本发明的目的在于，简化多范围无级变速器的构造和/或运行，所述多范围无级变速器具有能无级调节的变速装置和至少两个转换级，所述至少两个转换级用于形成至少两个具有无级传动比的运行范围。

在一种多范围无级变速器中，其具有能无级调节的变速装置和至少两个转换级用于形成至少两个具有无级传动比的运行范围，该目的通过如下方式实现：至少一个跨接所述变速装置的直接挡传动级，所述直接挡传动级具有一个特定的传动比用于形成所述运行范围之间的范围变换。该直接挡传动级并联于变速装置支路设置。借助于该直接挡传动级，特别有利地实现所述运行范围之间的转换而没有不期望的牵引力中断。运行范围之间的转换也可在全负荷的情况下，例如在斜坡上重型负载的车辆起动时特别有利地进行。

该多范围无级变速器的一个优选实施例的特征在于，直接挡传动级的传动比这样选择，使得通过直接挡传动支路的总变速器传动比与通过变速装置支路的总变速器传动比相同。由此实现了，借助于合适的离合器也在全负荷时在没有牵引力中断的情况下在运行变换点上或者范围变换点上在直接挡传动级和变速装置支路之间进行切换。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，直接挡传动级包括直接挡传动离合器并且在变速装置输入端和所述转换级中的一个转换级之间切换。直接挡传动级例如包括一个直接或者间接与变速装置输入轴耦合的齿轮。直接挡传动级的另一齿轮有利地与所述转换级中的一个转换级的齿轮耦合。直接挡传动离合器有利地在直接挡传动级的这两个齿轮之间被切换。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，直接挡传动离合器实施为爪齿离合器。爪齿离合器能耐用地并且成本有利地制造。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，直接挡传动级在负荷切换离合器装置和第一转换级之间切换，所述第一转换级形成第一运行范围。负荷切换离合器装置包括至少一个能在负荷下切换的负荷切换离合器。负荷切换离合器装置特别有利地包括两个能在负荷下切换的负荷切换离合器。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，转换离合器设置在第一转换级和第二转换级之间，所述第二转换级形成第二运行范围。转换离合器有利地具有空挡位置，在所述空挡位置中不通过所述转换级进行扭矩传递。在转换离合器的第一切换位置上，在第一运行范围中进行扭矩传递。在转换离合器的第二切换位置上，通过第二转换级进行扭矩传递。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，转换离合器实施为爪齿离合器。爪齿离合器能耐用地并且成本有利地制造。

该多范围无级变速器的另一个优选实施例的特征在于，负荷切换离合器装置实施为用于前进换挡机构和倒车换挡机构的双离合器。负荷切换离合器装置有利地在变速器输入轴和所述变速装置输入轴之间切换。

在一种用于运行上述多范围无级变速器的方法中，上述的目的替代地或者附加地由如下方式实现：在范围变换点上在全负荷时在没有牵引力中断的情况下在变速装置支路和直接挡传动级支路之间进行转换。在第一运行范围中，可无级地行驶直到变速装置的终端传动比。因为在该点上有利地不存在转速差，所以直接挡传动级支路可通过直接挡传动离合器被接通。之后，转换离合器至第一转换级的离合可被打开。然后，通过直接挡传动级支路进行全部的力传递。变速装置支路因此可被调节到合适的传动比用于变换到第二运行范围中。接着，为了形成第二运行范围，转换离合器至第二转换级的离合被闭合。最后，直接挡传动离合器被打开，以便能在第二运行范围中通过变速装置支路实现无级的继续行驶。

该方法的一个优选实施例的特征在于，在打开配属给所述变速装置的离合器元件之前为了将负荷转移到所述直接挡传动级上，变速装置传动比稍微向低速传动方向调整。由此，可特别有利地形成一特定的变速装置传动比调整用于在变速装置支路上移走负荷。

附图说明

从下面的说明中得出本发明的其他的优点、特征和细节，在说明中参考附图详细描述不同的实施例。附图示出了：

图1：根据本发明的多范围无级变速器的简化剖视图；以及

图2：用于说明在两个运行范围之间的范围变换的笛卡尔坐标图，在所述运行范围中能运行图1的无级变速器。

具体实施方式

在图1中示出了根据本发明的多范围无级变速器的简化剖视图。多范围无级变速器1尤其非常好地适用于商用车辆应用，因为该车辆以低转速但是大的从动侧的扭矩行驶。多范围无级变速器1例如在拖拉机中使用。

常规的多范围无级变速器尤其具有缺点：在两个运行范围之间的范围变换时引起力流中断。该牵引力中断此外使得在斜坡上起动重型负载车辆时转换变得困难。通过根据本发明的多范围无级变速器1提供一种在运行范围之间的成本有利的改进的切换。在此，尤其能实现在这两个运行范围之间的全负荷切换。

多范围无级变速器1包括输入轴3，所述输入轴配属给负荷离合器装置5。负荷离合器装置5实施为具有两个子离合器7、8的双离合器。子离合器7实现了配备有该多范围无级变速器1的车辆、特别是商用车辆的前进行驶运行。子离合器8实现了倒车行驶运行。子离合器7、8分别包括一个离合器从动盘，所述离合器从动盘抗扭转地与不同的变速器轴连接。

在输入侧的负荷离合器装置5的下游连接具有变速装置输入轴20的变速装置22。变速装置22实施为锥盘缠绕式传动装置，该锥盘缠绕式传动装置具有输入侧的盘组25和输出侧的盘组26。这两个盘组25、26通过缠绕式器件28、例如链彼此耦合。

输入轴3能够通过闭合的子离合器7和轴31抗扭转地与传动级35连接。传动级35的齿轮抗扭转地与变速装置输入轴20连接。通过子离合器8和轴32，输入轴3能抗扭转地与传动级36连接。传动级36的齿轮抗扭转地与变速装置输入轴20连接。

变速装置22包括变速装置输出轴38，所述变速装置输出轴抗扭转地与传动比级39连接。变速装置输出轴38通过传动比级39与转换传动装置40耦合。转换传动装置40包括两个转换级41、42。

转换级41用于形成第一运行范围，在所述第一运行范围中该多范围无级变速器1可通过变速装置22无级地运行。转换级42用于形成第二运行范围，在所述第二运行范围中该多范围无级变速器1可通过变速装置22无级地运行。第一运行范围实现了相对小的行驶速度。第二运行范围实现了相对大的行驶速度。

为了在两个运行范围之间转换，转换离合器45设置在这两个转换级41和42之间。转换离合器45实施为爪齿离合器并且在图1示出的切换位置上在其空挡位置。通过双箭头46指出，变速装置输出轴38能够通过传动比级39或者与转换级41或者与转换级42固定地连接。

转换传动装置40或者说多范围无级变速器1的输出轴48通过差速传动装置或者差速器50与两个半轴51、52耦合。这两个半轴51、52用于驱动优选实施为拖拉机的商用车辆的驱动轴的两个(未示出的)驱动轮。

根据本发明的一个基本方面，借助于直接挡传动级60转换给多范围无级变速器1，所述多范围无级变速器尤其实施为双范围无级变速器。直接挡传动级60包括直接挡传动齿轮61，所述直接挡传动齿轮61通过传动级35抗扭转地与变速装置输入轴20连接。此外，直接挡传动级60包括直接挡传动齿轮62，所述直接挡传动齿轮62抗扭转地与转换传动装置40的转换级41连接。

这两个直接挡传动齿轮61、62能够在中间插入直接挡传动离合器65的情况下通过直接挡传动轴68抗扭转地彼此连接。直接挡传动离合器65实施为爪齿离合器。在图1中示出直接挡传动离合器65在其打开的切换位置中。

在直接挡传动离合器65打开的情况下，没有扭矩从直接挡传动齿轮61传递到直接挡传动齿轮62上。通过箭头69指出，直接挡传动离合器65能通过直接挡传动轴68将这两个直接挡传动齿轮61、62彼此抗扭转地连接。闭合的直接挡传动离合器65用于形成一个直接挡传动支路，所述直接挡传动支路并联于一个变速装置支路被切换。借助于实施为爪齿离合器的直接挡传动离合器65，该直接挡传动级60能够接通或者脱开。

直接挡传动级60的传动比这样选择，使得通过该直接挡传动级支路(也称为直接挡传动支路)的总变速器传动比与通过所述变速装置支路在范围变换点时的总变速器传动比相同。由此实现了，在全负荷时在没有牵引力中断的情况下在范围变换点上在直接挡传动级60和变速装置支路之间借助于实施为爪齿离合器的离合器45、65进行切换。

在图2中示出了具有x轴71和y轴72的笛卡尔坐标系图。在x轴71上描绘的是变速装置传动比。在y轴72上描绘的是配备有该多范围无级变速器的商用车辆的行驶速度(千米每小时)。商用车辆优选是拖拉机，所述拖拉机在主工作范围74中在4和12千米每小时之间运行。

由曲线75表示的是该拖拉机的第一运行范围，所述第一运行范围实现呈现低速度。由曲线76表示的是该拖拉机的第二运行范围，所述第二运行范围实现较高的行驶速度。点77设置在曲线75的上端部上。点78示出在曲线76的下端部上。

通过平行于x轴71在点77、78之间延伸的双箭头79示出在这两个运行范围75、76之间的无牵引力的转换。通过曲线76的向下虚线画出的延长线80示出理论可能的范围，但是所述范围仅允许部分负荷的运行。在野外作业时拖拉机的使用不设置在该理论可能的范围80中。

在第一运行范围75中，能够行驶直到达到该变速装置的终端传动比，例如通过点77示出。那么直接挡传动级支路能够通过实施为爪齿离合器的直接挡传动离合器65被接通。这由此通过如下方式实现：在该点上在直接挡传动离合器65上基本无转速差。其后，转换离合器45在变速装置支路中被打开。由此，所有的力传递或者扭矩传递通过直接挡传动级支路进行。

因此，变速装置支路能调整到用于变换到第二运行范围76的合适传动比。在调整该变速装置后，转换离合器45可在第二运行范围中闭合，所述第二运行范围通过第二转换级42形成。其后，直接挡传动级支路的直接挡传动离合器65可打开，以便通过该变速装置支路在第二运行范围76中实现无级的继续行驶。

此外，在拖拉机的主工作范围74中仅在第一运行范围75中行驶，这在缠绕式器件28的负荷和使用寿命方面是有利的。虚线的范围80应该不被使用或者仅在具有相应的识别策略的低负荷时使用。

附图标记列表

1   多范围无级变速器

3   输入轴

5   负荷离合器装置

7   子离合器

8   子离合器

20  变速装置输入轴

22  变速装置

24  锥盘缠绕传式动装置

25  盘组

26  盘组

28  缠绕式器件

31  轴

32  轴

35  传动级

36  传动级

38  变速装置输出轴

39  传动比级

40  转换传动装置

41  转换级

42  转换级

45  转换离合器

46  双箭头

48  输出轴

50  差速传动装置

51  半轴

52  半轴

60  直接挡传动级

61  直接挡传动齿轮

62  直接挡传动齿轮

65  直接挡传动离合器

68  直接挡传动轴

69  箭头

71  x轴

72  y轴

74  主工作范围

75  曲线

76  曲线

77  点

78  点

79  双箭头

80  虚线的范围

Claims (10)

1.多范围无级变速器，其具有能无级调节的变速装置(22)和至少两个转换级(41，42)用于形成至少两个具有无级传动比的运行范围(75，76)，其特征在于，至少一个跨接所述变速装置(22)的直接挡传动级(60)，所述直接挡传动级具有一个特定的传动比用于形成在所述运行范围(75，76)之间的范围变换。

2.根据权利要求1所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述直接挡传动级(60)的传动比这样选择，使得通过直接挡传动支路的总变速器传动比与通过变速装置支路的总变速器传动比相同。

3.根据上述权利要求中任一项所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述直接挡传动级(60)包括直接挡传动离合器(65)并且在变速装置输入端和所述转换级(41、42)中的一个转换级之间切换。

4.根据权利要求3所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述直接挡传动离合器(65)实施为爪齿离合器。

5.根据上述权利要求中任一项所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述直接挡传动级(60)在负荷切换离合器装置(5)和第一转换级(41)之间被切换，所述第一转换级形成第一运行范围(75)。

6.根据权利要求5所述的多范围无级变速器，其特征在于，转换离合器(45)设置在所述第一转换级(41)和一第二转换级(42)之间，所述第二转换级形成第二运行范围(76)。

7.根据权利要求6所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述转换离合器(45)实施为爪齿离合器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的多范围无级变速器，其特征在于，所述负荷切换离合器装置(5)实施为用于前进换挡机构和倒车换挡机构的双离合器。

9.用于运行根据上述权利要求中任一项所述的多范围无级变速器(1)的方法，其特征在于，在范围变换点上在全负荷时在无牵引力中断的情况下在所述变速装置支路和所述直接挡传动支路之间进行转换。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在打开配属给所述变速装置(22)的离合器元件之前为了将负荷转移到所述直接挡传动级(60)上，变速装置传动比稍微向低速传动方向调整。