CN105333082A - 新型无极变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速器领域，尤其涉及一种新型无极变速装置。新型无极变速装置主要包括输入构件、第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器、无极变速系统和输出构件。新型无极变速装置的动力传递是通过控制无极变速系统和四个离合器两两交替地工作来完成的。本发明的有益效果为：大大地增大了无极变速器传递的扭矩、冲击性、变速范围以及效率等，并且结构简单，成本低廉，能广泛使用。

Description

新型无极变速装置

技术领域

本发明属于变速器领域，具体涉及一种新型无极变速装置。

背景技术

无极变速器被广泛应用于工业(特别是汽车工业)目前，无极变速器有多种。例如液压无极变速器，电力无极变速器，机械式无极变速器等。因液力无极变速器效率低，加工要求高。电力无极变速器材料要求高，结构复杂等原因，机械无极变速器不适合大扭矩，承载能力耐冲击性差，速比变化范围小等，故一般适合中小功率的传动并难以适合大功率传动。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种新型无极变速装置，其能够达到适合大功率、大扭矩、速比变化范围广、传动效率高的一种新型无极变速装置。

本发明所采用的技术方案为：

一种新型无极变速装置，包括输入构件、输出构件、第一离合机构、第二离合机构和无极变速系统；其中，所述第一离合机构，包括第一扭矩传递构件和第二扭矩传递构件；所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件可选择的接入以将所述输入构件与所述无极变速系统的输入端连接；所述第二离合机构，包括第三扭矩传递构件和第四扭矩传递构件，所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件可选择的接入以将所述输出构件与所述无极变速系统的输出端连接。

可选的，所述第一离合机构为第一双离合器，所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件分别为所述双离合器的第一离合器和第二离合器；所述第二离合机构为第二双离合器，所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件分别为所述第二双离合器的第三离合器和第四离合器。

可选的，所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件分别为独立的第一离合器和第二离合器，所述第一离合器和所述第二离合器通过齿轮啮合构造成所述第一离合机构；所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件分别为独立的第三离合器和第四离合器，所述第三离合器和所述第四离合器通过齿轮啮合构造成所述第二离合机构。

可选的，所述第二双离合器和所述无极变速系统之间还设置有第一行星轮系，所述第一行星齿轮系的太阳轮与所述无极变速系统的输出端连接，所述第一行星齿轮系的行星架连接所述第四离合器。

可选的，所述第二离合器和所述无极变速系统之间还设置有第二行星轮系，所述第二离合器连接第二行星轮系的太阳轮，第二行星轮系的齿圈固定，第二行星轮系的行星架连接所述无极变速系统的输入端。

可选的，所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器和所述第四离合器中至少有一个为牙嵌式离合器。

可选的，所述无极变速系统为金属带式无极变速器、金属链式无极变速器或KRG锥环式无极变速器中的一种。

本发明的有益效果为：本发明可以连续地来回调节两工作轮的工作半径，从而改变金属带传动的传动比，在这个过程中，同时有规律地控制四个离合器的两两交替结合或分离；与现有无极变速系统比较，可以传递大功率、大扭矩，比现在无极变速器传动范围广平方倍，传动效率更高，燃油经济性更好等。

附图说明

图1是本发明采用独立离合器的结构示意图；

图2是本发明独立离合器和行星齿轮系相连接的结构示意图；

图3是本发明采用双离合器的结构示意图；

图4是本发明连接惰轮的结构示意图；

图5是本发明双离合器和行星齿轮系相连接的结构示意图。

图中：1、输入轴；2、第一齿轮；3、第一离合器；4、无极变速系统第一工作轮可动部分；5、无极变速系统第一工作轮固定部分；6、第三离合器；7、第三齿轮；8、输出轴；9、输出齿轮；10、第四齿轮；11、第四离合器；12、无极变速系统第二工作轮可动部分；13、无极变速系统第二工作轮固定部分；14、第二离合器；15、第二齿轮；16、输入齿轮；17、钢带；18、无极变速系统；

19、齿轮C；20、齿轮D；21、第二行星齿轮系；22、齿轮B；23、齿轮A；24、第三行星齿轮系；25、齿轮E；26、齿轮F；27、齿轮G；28、齿轮H；29、齿轮I；30、第二双离合器；31、齿轮J；32、齿轮K；33、齿轮L；34、第一双离合器；35、惰轮A；36、惰轮B；37、第一行星齿轮系；38、齿轮M；39、齿轮N；40、齿轮O；41、齿轮P；42、齿轮Q；43、齿轮R。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚下面将对本发明的一部分技术方案进清楚、完整的描述。显然，所描述的是一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

在本发明描述中，需要说明的是，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“左”、“右”只是相对应附图的方位，便于描述。

在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义解释，可以是连接，也可以是拆卸连接，或一体连接，可以是机械连接或摩擦连接等。对于本领域的普通技术人员，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种新型无极变速装置，包括输入构件、输出构件、第一离合机构、第二离合机构和无极变速系统；其中，所述第一离合机构，包括第一扭矩传递构件和第二扭矩传递构件；所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件可选择的接入以将所述输入构件与所述无极变速系统的输入端连接；所述第二离合机构，包括第三扭矩传递构件和第四扭矩传递构件，所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件可选择的接入以将所述输出构件与所述无极变速系统的输出端连接。

如图1所示，做为本发明的一个实施方式，其包括第一离合器3、第二离合器14、第三离合器6、第四离合器11，它们均为独立离合器；传动机构包括输入齿轮16、第一齿轮2、第二齿轮15、第三齿轮7、第四齿轮10和输出齿轮9。

输入轴1与输入齿轮16连接；输入齿轮16分别与第一齿轮2、第二齿轮15啮合；第一齿轮2与第一离合器3连接；第一离合器3与无极变速系统第一工作轮可动部分4连接；无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第一工作轮固定部分5通过摩擦与钢带17连接；钢带17又通过摩擦同时与无极变速系统第二工作轮可动部分12和无极变速系统第二工作轮固定部分13连接；第二齿轮15与第二离合器14连接；第二离合器14与无极变速系统第二工作轮固定部分13连接；无极变速系统第一工作轮固定部分5连接第三离合器6；无极变速系统第二工作轮可动部分12连接第四离合器11；第三离合器6、第四离合器11分别与第三齿轮7、第四齿轮10连接；第三齿轮7、第四齿轮10都与输出齿轮9啮合；输出齿轮9与输出轴8连接。

下面对其工作原理进行详细说明：

如图1所示，当本发明开始变速时，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离。此时，动力传递路线为：输入轴1→输入齿轮16→第二齿轮15→第二离合器14→无极变速系统第二工作轮→钢带17→无极变速系统第一工作轮→第三离合器6→第三齿轮7→输出齿轮9→输出轴8。

设输入轴1的转速为27n，转矩为M，无极变速系统最大有效传动比3，最小有效传动比1/3，输入齿轮16与第二齿轮15的传动比为3，第三齿轮7与输出齿轮9的传动比为3。又根据所有传动机构的传动比满足于每个离合器在交换结合(交换结合不包括第一次结合)时属于同步结合(同步结合是指离合器在结合过程中，离合器输入转速与离合器输出转速相同)，所以有输入齿轮16与第一齿轮2的传动比为1，第四齿轮10与输出齿轮9的传动比为1。

不计摩擦损失，无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12在最右位置(最大有效传动比为3)、第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离时，则第二齿轮15和无极变速系统第二工作轮的转速为9n，无极变速系统第一工作轮和第三齿轮7的转速为3n，输出齿轮9和输出轴8的转速为n，输出轴8转矩为27M。

当无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最右端压到最左端(最大有效传动比1/3)时，第二齿轮15和无极变速系统第二工作轮的转速为9n，无极变速系统第一工作轮和第三齿轮7的转速为27n，输出齿轮9和输出轴8的转速为9n，输出轴8转矩为3M，这个过程和现在的变速器没有区别。

当还要变动到更高挡时，第一离合器3和第四离合器11迅速结合，同时第二离合器14和第三离合器6迅速分离，此时动力传递路线改变为：输入轴1→输入齿轮16→第一齿轮2→第一离合器3→无极变速系统第一工作轮→钢带17→无极变速系统第二工作轮→第四离合器11→第四齿轮10→输出齿轮9→输出轴8。这时第一齿轮2和无极变速系统第一工作轮的转速都为27n，所以第一离合器属于同步结合，无极变速系统第二工作轮的转速为9n与第一离合器3和第四离合器11结合之前的第四齿轮10转速相等，所以第四离合器属于同步结合，所以输出轴8的转速为9n，输出轴8转矩为3M，这时无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最左端又压回去，也就是说又回到刚开始变速时的位置，这时第一齿轮2和无极变速系统第一工作轮的转速为27n，无极变速系统第二工作轮转速为81n，第四齿轮10转速为81n，所以输出轴的转速也为81n，转矩为M/3这就完成了一个从最低到最高变速过程，如果要降速就是把升速过程逆回去。

如图2所示，还可以将定轴轮系换成行星轮系，达到结构紧凑、体积小、质量小、承载能力大、运行噪声小、效率高及寿命长等优点。

将输入轴1与输入齿轮16连接；输入齿轮16分别与齿轮A23、齿轮B22啮合；齿轮A23、齿轮B22分别与第一离合器3、第二离合器14连接；第一离合器3连接无极变速系统第一工作轮；第二离合器14连接第二行星轮系21的太阳轮；第二行星轮系21的齿圈固定，第二行星轮系21的行星架连接无极变速系统18的第二工作轮；无极变速系统第一工作轮和无极变速系统第二工作轮通过钢带17的摩擦连接；无极变速系统18的第一工作轮、第二工作轮分别还与第三行星轮系24的太阳轮、第四离合器11连接；第三行星轮系24的行星架连接第三离合器6；第二行星轮系24的齿圈固定；第三离合器6、第四离合器11分别与齿轮C19、齿轮D20连接；齿轮C19、齿轮D20都与输出齿轮9啮合；输出齿轮9与输出轴8连接；行星轮系与离合器可交换位置连接。

工作原理为：开始变速时，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离。此时，动力传递路线为：输入轴1→输入齿轮16→齿轮B22→第二离合器14→第二行星轮系21→无极变速系统第二工作轮→钢带17→无极变速系统第一工作轮→第三行星轮系24→第三离合器6→齿轮C19→输出齿轮9→输出轴8。

设输入轴1的转速为16n，转矩为M，无极变速系统最大有效传动比2，最小有效传动比1/2，输入齿轮16与齿轮B22的传动比为1，齿轮C19与输出齿轮9的传动比为1，第一行星轮系21、第二行星轮系24的输入端与输出端传动比分别为2、4，又根据所有传动机构的传动比满足于每个离合器在交换结合(交换结合不包括第一次结合)时属于同步结合(同步结合是指离合器在结合过程中，离合器输入转速与离合器输出转速相同)，所以有输入齿轮16与齿轮A23的传动比为1，齿轮D20与输出齿轮9的传动比为2。

不计摩擦损失，开始变速时，无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12在最左位置，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离时，则齿轮B22和第二行星轮系21太阳轮的转速为16n，第二行星轮系21行星架和无极变速系统第二工作轮的转速为8n，无极变速系统第一工作轮和第三行星轮系24的太阳轮的转速为4n，第二行星轮系24的行星架和齿轮C19转速为n，输出齿轮9和输出轴8的转速为n，输出轴8转矩为16M。

当无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最左端压到最右端时，齿轮B22和第一行星轮系21太阳轮的转速为16n，第二行星轮系21行星架和无极变速系统第二工作轮的转速为8n，无极变速系统第一工作轮和第三行星轮系24的太阳轮的转速为16n，第三行星轮系24的行星架和齿轮C19转速为4n，输出齿轮9和输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为4M。

当还要变更高挡时，第一离合器3和第四离合器11迅速结合，同时第二离合器14和第三离合器6迅速分离，动力传递路线改变为：输入轴1→输入齿轮16→齿轮A23→第一离合器3→无极变速系统第一工作轮→钢带17→无极变速系统第二工作轮→第四离合器11→齿轮D20→输出齿轮9→输出轴8。这时齿轮A23和无极变速系统第一工作轮的转速都为16n，所以第一离合器属于同步结合，无极变速系统第二工作轮的转速为8n与第一离合器3和第四离合器11结合之前的齿轮C20的转速8n相等，所以第四离合器属于同步结合，所以输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为4M，这时无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最右端又压回到最左端，也就是说又回到刚开始变速时的位置，这时齿轮A23和无极变速系统第一工作轮的转速为16n，无极变速系统第二工作轮转速为32n，齿轮D20转速为32n，所以输出轴的转速为16n，转矩为M这就完成了一个从最低到最高变速过程，如果要降速就是把升速过程逆回去。

如图3所示，需要指出的是第一离合器、第二离合器、第三离合器、第四离合器不但可以使用独立工作的离合，还可以使用双离合器，从而使变速箱结构紧凑、体积小、控制方便等优点。

第一离合器3、第二离合器14合并一起称第一双离合器34，第三离合器6、第四离合器11合并一起称第二双离合器；传动机构包括齿轮E25、齿轮F26、齿轮G27、齿轮H28、齿轮I29、齿轮J31、齿轮K32和齿轮L33；双离合机构工作原理与双离合器式自动变速器的双离合器工作原理一样，一个离合器处于结合状态，那么另一个离合器就处于分离状态。

输入轴1连接第一双离合器34；第一双离合器的第一离合器3连接所述齿轮F26；齿轮F26与齿轮G27啮合；第一双离合器的第二离合器14连接齿轮E25；齿轮E25与齿轮L33啮合；齿轮G27连接无极变速系统第一工作轮；齿轮L33连接无极变速系统第二工作轮；无极变速系统第一工作轮和无极变速系统第二工作轮通过钢带17的摩擦连接；无极变速系统第一工作轮还连接齿轮H28；无极变速系统第二工作轮连接齿轮K32；齿轮H28、齿轮K32分别与齿轮I29、齿轮J31啮合；齿轮I29、齿轮J31分别与第二双离合器30的第三离合器6、第四离合器11连接第二双离合器30连接输出轴8。

其工作原理为：开始变速时，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离。因为第一离合器3和第四离合器11分离，所以动力传递路线为：输入轴1→第一双离合器34→第二离合器14→齿轮E25→齿轮L33→无极变速系统第二工作轮→钢带17→无极变速系统第一工作轮→齿轮H28→齿轮I29→第三离合器6→第二双离合器30→输出轴8。

设输入轴1的转速为8n，转矩为M，无极变速系统最大有效传动比2，最小有效传动比1/2，齿轮E25与齿轮L33的传动比为2，齿轮H28与齿轮I29的传动比为2，又根据所有传动机构的传动比满足于每个离合器在交换结合(交换结合不包括第一次结合)时属于同步结合(同步结合是指离合器在结合过程中，离合器输入转速与离合器输出转速相同)，所以有齿轮F26与齿轮G27传动比为1，齿轮K32与齿轮J31的传动比为1。

不计摩擦损失，无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12在最右位置，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离时，则齿轮E25与齿轮L33的转速分别为8n、4n，无极变速系统第二工作轮的转速为4n，无极变速系统第一工作轮和齿轮H28的转速都为2n，齿轮I29和输出轴8的转速为n，输出轴8转矩为8M。当无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最右端压到最左端时，则齿轮E25与齿轮L33的转速分别为8n、4n，无极变速系统第二工作轮的转速为4n，无极变速系统第一工作轮和齿轮H28的转速都为8n，齿轮I29和输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为2M。

当还要变更高挡时，这时第一离合器3和第四离合器11迅速结合，同时第二离合器14和第三离合器6迅速分离，动力传递路线改变为：输入轴1→第一双离合器34→第一离合器3→齿轮F26→齿轮G27→无极变速系统第一工作轮→钢带17→无极变速系统第二工作轮→齿轮K32→齿轮J31→第二双离合器30→第四离合器11→输出轴8。这时输入轴1和齿轮F26的转速都为8n，所以第一离合器属于同步结合，无极变速系统第二工作轮的转速为4n与第一离合器3和第四离合器11结合之前的齿轮C20的转速4n相等，所以第四离合器也属于同步结合，所以输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为2M。

无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最左端又压回到最右端，也就是说又回到刚开始变速时的位置，这时输入轴1和齿轮F26的转速都为8n，齿轮G27转速和无极变速系统第一工作轮也为8n，无极变速系统第二工作轮转速为16n，所以齿轮K32和齿轮J31转速都为16n，所以输出轴8转速为16n，转矩为M/2，这就完成了一个从最低到最高变速过程，如果要降速就是把升速过程逆回去。

当然，本发明可以进一步改变其齿轮传动系统，如使用惰轮进行传动连接。

如图4所示，第一离合器3、第二离合器14合并一起称第一双离合器34，第三离合器6、第四离合器11合并一起称第二双离合器30；传动机构包括齿轮E25、齿轮H28、惰轮B36、齿轮I29、齿轮L33和惰轮A35。

输入轴1连接第一双离合器34；第一双离合器的第一离合器3连接无极变速系统第一工作轮；第一双离合器的第二离合器14连接齿轮E25；齿轮E25与惰轮A35啮合；惰轮A35与齿轮L33啮合；齿轮L33与无极变速系统第二工作轮连接；无极变速系统第一工作轮输出端、第二工作轮输出端分别与齿轮H28、第二双离合器的第四离合器11连接；齿轮H28与惰轮B36啮合；惰轮B36与齿轮I29啮合；齿轮I29连接第二双离合器的第三离合器6；第二双离合器30连接输出轴8。

工作原理为：开始变速时，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离。动力传递路线为：输入轴1→第一双离合器34→第二离合器14→齿轮E25→惰轮A35→齿轮L33→无极变速系统第二工作轮→钢带17→无极变速系统第一工作轮→齿轮H28→惰轮B36→齿轮I29→第三离合器6→第二双离合器30→输出轴8。

设输入轴1的转速为8n，转矩为M，无极变速系统最大有效传动比2，最小有效传动比1/2，又根据所有传动机构的传动比满足于每个离合器在交换结合(交换结合不包括第一次结合)时属于同步结合(同步结合是指离合器在结合过程中，离合器输入转速与离合器输出转速相同)，所以有齿轮E25与齿轮L33的传动比为2，齿轮H28与齿轮I29的传动比为2。

不计摩擦损失，无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12在最右位置，第二离合器14和第三离合器6结合，第一离合器3和第四离合器11分离时，则齿轮E25与齿轮L33的转速分别为8n、4n，无极变速系统第二工作轮的转速为4n，无极变速系统第一工作轮和齿轮H28的转速都为2n，齿轮I29和输出轴8的转速为n，输出轴8转矩为8M。

当无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最右端压到最左端时，则齿轮E25与齿轮L33的转速分别为8n、4n，无极变速系统第二工作轮的转速为4n，无极变速系统第一工作轮和齿轮H28的转速都为8n，齿轮I29和输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为2M。

当还要变更高挡时，第一离合器3和第四离合器11迅速结合，同时第二离合器14和第三离合器6迅速分离，动力传递路线改变为：输入轴1→第一双离合器34→第一离合器3→无极变速系统第一工作轮→钢带17→无极变速系统第二工作轮→第四离合器11→第二双离合器30→输出轴8，这时输入轴1和无极变速系统第一工作轮的转速都为8n，第一离合器属于同步结合，无极变速系统第二工作轮的转速为4n与输出轴的转速4n相等，第四离合器也属于同步结合，所以输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为2M，这时无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最左端又压回到最右端，也就是说又回到刚开始变速时的位置，这时输入轴1和无极变速系统第一工作轮的转速都为8n，无极变速系统第二工作轮的转速为16n，输出轴8的转速16n，转矩为M/2，这就完成了一个从最低到最高变速过程，如果要降速就是把升速过程逆回去。

做为本发明的一个实施方式，双离合器还可以通过行星轮系实现接入，使传递功率范围及传动比范围增大。

如图5所示，第一离合器3、第二离合器14合并一起称第一双离合器34，第三离合器6、第四离合器11合并一起称第二双离合器30；传动机构包括齿轮F26、齿轮G27、齿轮Q42、齿轮R43、齿轮M38、齿轮N39、齿轮O40、齿轮P41和第一行星齿轮系37；

输入轴1连接第一双离合器34；第一双离合器的第一离合器3、第二离合器14分别连接齿轮F26、齿轮P41；齿轮F26、齿轮P41分别与齿轮G27、齿轮O40啮合；齿轮G27、齿轮O40分别与无极变速系统第一工作轮、第二工作轮连接；无极变速系统第一工作轮与无极变速系统第二工作轮通过钢带摩擦连接，无极变速系统第一工作轮、第二工作轮输出端分别与齿轮Q42、齿轮N39连接；齿轮Q42、齿轮N39分别与齿轮R43、齿轮M38啮合；齿轮R43、齿轮M38分别与第二双离合器的第三离合器6、第一行星齿轮系37的太阳轮连接；第一行星齿轮系37的行星架连接第二双离合器的第四离合器11；第二双离合器30与输出轴8连接。

工作原理如下：开始变速时，第一离合器3和第四离合器11结合，第二离合器14和第三离合器6分离。所以动力传递路线为：输入轴1→第一双离合器34→第一离合器3→齿轮F26→齿轮G27→无极变速系统第一工作轮→钢带17→无极变速系统第二工作轮→齿轮N39→齿轮M38→第一行星齿轮系37→第四离合器11→第二双离合器30→输出轴8。

设输入轴1的转速为16n，转矩为M，无极变速系统18最大有效传动比2，最小有效传动比1/2，齿轮F26与齿轮G27的传动比为1，齿轮N39与齿轮M38的传动比为2，第三行星齿轮系37输入端与输出端传动比为4，根据所有传动机构的传动比满足于每个离合器在交换结合(交换结合不包括第一次结合)时属于同步结合(同步结合是指离合器在结合过程中，离合器输入转速与离合器输出转速相同)，所以有齿轮P41与齿轮O40传动比为1/2，齿轮Q42与齿轮R43的传动比为4。

不计摩擦损失，无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12在最左位置，第一离合器3和第四离合器11结合，第二离合器14和第三离合器6分离时，则齿轮F26与齿轮G27的的转速都为16n，无极变速系统第一工作轮的转速为16n，无极变速系统第二工作轮和齿轮N39的转速都为8n，齿轮M38的转速为4n，第三行星齿轮系37行星架的转速为n，输出轴8转速为n，转矩为16M。

当无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最左端压到最右端时，则齿轮F26与齿轮G27的的转速为16n，无极变速系统第一工作轮的转速为16n，无极变速系统第二工作轮和齿轮N39的转速都为32n，齿轮M38的转速为16n，第三行星齿轮系37行星架的转速为4n，输出轴8转速为4n，转矩为4M。

当还要变更高挡时，这时第二离合器14和第三离合器6迅速结合，同时第一离合器3和第四离合器11迅速分离，动力传递路线改变为：输入轴1→第一双离合器34→第二离合器14→齿轮P41→齿轮O40→无极变速系统第二工作轮→钢带17→无极变速系统第一工作轮→齿轮Q42→齿轮R43→第三离合器6→第二双离合器30→输出轴8，这时输入轴1和齿轮P41的转速都为16n，齿轮O40的转速为32n，无极变速系统第二工作轮的转速为32n与第一离合器3和第四离合器11分离时的转速相等，无极变速系统第一工作轮的转速为16n，齿轮Q42的转速为16n、齿轮R43的转速为4n，所以输出轴8的转速为4n，输出轴8转矩为4M。

无极变速系统第一工作轮可动部分4和无极变速系统第二工作轮可动部分12从最右端又压回到最左端，也就是说又回到刚开始变速时的位置，这时输入轴1和齿轮P41的转速为16n，齿轮O40的转速为32n，无极变速系统第二工作轮的转速为32n，无极变速系统第一工作轮的转速为64n，齿轮Q42的转速为64n、齿轮R43的转速为16n，所以输出轴8的转速为16n，输出轴8转矩为M，这就完成了一个从最低到最高变速过程，如果要降速就是把升速的过程逆回去。

本发明的倒挡原理和现在的无极变速器倒挡原理一样，在此不做赘述。

需要指出的是，本发明附图中使用的是金属带式无极变速器配合说明书进行说明，而实际上本发明所指的无极变速系统包括现有的不能适合大功率、大扭矩的无极变速器，例如，金属链式无极变速器、KRG锥环式无极变速器、半环式无极变速器等。

还需要指出的是，离合器不仅可以为电磁离合器、磁粉离合器、摩擦式离合器或液力离合器，还可以为牙嵌式离合器。牙嵌式离合器由两个端面上有牙的半离合器组成，半离合器一固定在主动轴上，半离合器二用导向花键或平键与从动轴连接，并通过操纵机构轴向移动滑块使其做轴向移动，从而起到离合作用，牙嵌式离合器以其外形尺寸小，传递转矩大，接合过程中主从动部件无相对滑动或相对滑动特别小，尤为适用于本发明。本发明中当四个离合器都为牙嵌式离合器时，这时倒挡机构中的前进、倒挡离合器可作平稳起步和过载作用。

在本发明的中每个实施方式中，在一个变速过程中，每个工作轮既有担任主动工作轮也有担任从动工作轮的过程，其中，一个变速过程是指输入轴转速不变，输出轴转速从最慢到最快的过程或者说在开始变速时某个工作轮的可动部分的位置和变速完的位置是同一个位置。

通过以上实施方式可以看出，本发明中扭矩传递构件可以选择独立工作的离合器，或者双离合变速器。

本发明的工作特点是，在动力传递时满足于第一离合器结合，则第二离合器分离，第三离合器分离，第四离合器结合；反之第一离合器分离，则第二离合器结合，第三离合器结合，第四离合器分离；在动力不传递时满足于第一离合器分离，第二离合器分离，第三离合器结合，第四离合器结合或四个离合器都分离或第一离合器结合，第二离合器结合，第三离合器分离，第四离合器分离。

根据以上不同结构的实施方式所获得的范围，本发明的变速范围是普通无极变速系统的平方倍，即当无极变速系统的变速范围是7时，本发明可以达到的变速范围49。因此，使用本发明时无需再借助液力变矩器，也可做到传动效率更高，并且使发动机在超出现在几倍的范围内，也能“舒服”的工作，可以更省油提高燃油效率。

本发明可以进行多次减速增扭，从而使变速系统承受的扭矩大大降低，大大提高无极变速器的传递扭矩，使本发明能用于各种小、中、大型车辆和需要变速的大型机械设备上，改变当前这种“摩擦式无极变速不能大转矩输出”的瓶颈。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型无极变速装置，其特征在于：包括输入构件、输出构件、第一离合机构、第二离合机构和无极变速系统；其中，

所述第一离合机构包括第一扭矩传递构件和第二扭矩传递构件；所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件可选择的接入以将所述输入构件与所述无极变速系统的输入端连接；

所述第二离合机构包括第三扭矩传递构件和第四扭矩传递构件，所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件可选择的接入以将所述输出构件与所述无极变速系统的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第一离合机构为第一双离合器，所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件分别为所述双离合器的第一离合器和第二离合器；所述第二离合机构为第二双离合器，所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件分别为所述第二双离合器的第三离合器和第四离合器。

3.根据权利要求1所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第一扭矩传递构件和所述第二扭矩传递构件分别为独立的第一离合器和第二离合器，所述第一离合器和所述第二离合器通过齿轮啮合构造成所述第一离合机构；所述第三扭矩传递构件和所述第四扭矩传递构件分别为独立的第三离合器和第四离合器，所述第三离合器和所述第四离合器通过齿轮啮合构造成所述第二离合机构。

4.根据权利要求2所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第二双离合器和所述无极变速系统之间还设置有第一行星轮系，所述第一行星齿轮系的太阳轮与所述无极变速系统的输出端连接，所述第一行星齿轮系的行星架连接所述第四离合器。

5.根据权利要求3所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第二离合器和所述无极变速系统之间还设置有第二行星轮系，所述第二离合器连接第二行星轮系的太阳轮，第二行星轮系的齿圈固定，第二行星轮系的行星架连接所述无极变速系统的输入端。

6.根据权利要求3或4所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第三离合器和所述无极变速系统之间还设置有第三行星轮系，所述第三离合器连接第三行星轮系的太阳轮，第三行星轮系的齿圈固定，第三行星轮系的行星架连接所述无极变速系统的输出端。

7.根据权利要求6所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述第一离合器、所述第二离合器、所述第三离合器和所述第四离合器中至少有一个为牙嵌式离合器。

8.根据权利要求1所述的新型无极变速装置，其特征在于：所述无极变速系统为金属带式无极变速器、金属链式无极变速器或KRG锥环式无极变速器中的一种。