CN105393025A - 设有摆线泵的无级变速器 - Google Patents

Abstract

本文描述了设有还作为旋转阻滞器的集成摆线泵的无级变速器(CVT)。在一个例示实施方式中，摆线泵被用以将润滑剂和冷却流体泵送通过散热器，并泵送到CVT的中空轴中。

Description

设有摆线泵的无级变速器

技术领域

本公开总体涉及无级变速器(CVT)。更具体地，本公开涉及具有集成摆线泵(gerotorpump)的环形CVT。

背景技术

环形无级变速器(下文中一般称为“CVT”)在本领域中被认为是已知的。这种CVT的操作因此在本文中将仅简要论述。

一般而言，环形CVT设有具有环形表面的驱动盘，同样具有环形表面的从动盘，两个盘通过与它们的各自环形表面接触的辊子链接。辊子相对于驱动盘和从动盘的角度规定了从动盘和驱动盘之间的速比。

通常，环形CVT根据所谓的“双腔”构造设计，该构造包括：两个驱动盘和单个从动盘，从动盘具有相反的环形表面并且位于两个驱动盘之间。当在这一情况时，CVT的输出和输入之一设置在装置的大约中间。

环形CVT一般地需要润滑和冷却，通常通过相同的流体介质来提供，流体介质在CVT中被泵送通过散热器或者其它冷却和存储元件。

附图说明

在附图中：

图1是根据说明性实施方式的设有摆线泵的双腔CVT的截面图；

图2是图1的CVT的侧面立视图；

图3是图1的CVT的摆线泵组件的透视图；

图4是图3的摆线泵组件的正立面图；

图5是沿图4的线5-5截取的截面图；

图5A是图5的一部分的放大图；

图6是沿图4的线6-6截取的截面图；

图7是图4的泵的截面图；

图8是类似于图7的截面图，其中移去了第一和第二转子；

图9是沿图2的线9-9截取的截面图；

图10是沿图2的线10-10截取的截面图；

图11示意性地示出了连接到外部部件的摆线泵组件；

图12是根据另一说明性实施方式的摆线泵组件的正立面图；

图13是沿图12中的线13-13截取的截面图；

图14是图13的一部分的放大图；和

图15是图12的摆线泵组件的截面正立面图。

具体实施方式

本发明目的总体在于提供改进的CVT。更具体地，目的在于提供具有集成摆线泵的CVT。

在权利要求书和/或说明书中，当结合术语“包括”使用单数形式“一”时，可表示“一个”，但也符合“一个或者更多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义。类似地，单词“另一”可意味着至少第二或更多。

如在本说明书和权利要求书中使用的，词语“包含”(及包含的任何形式，诸如复数和单数形式)、“具有”(及具有的任何形式，诸如复数和单数形式)、“包括”(及包括的任何形式，诸如复数和单数形式)或者“含有”(及含有的任何形式，诸如复数和单数形式)，是广泛的或者开放的，不排除额外的、未记载的元件或者处理步骤。

术语“约”用以表示对于用以确定一值的装置或者方法，该值包括固有的误差变化。

要指出的是，表达“原动机”在本文中以及在所附权利要求书中被阐释为内燃机、涡轮发动机或者任何其它机械动力产生元件或者组件。

要指出的是，虽然表达代表无级变速器的“环形CVT”在本文中以及在所附权利要求书中被阐释为描述双腔全环形CVT，但这一表述将在本文中以及在所附权利要求书中阐释为任何类型的环形CVT，诸如，例如半环形CVT和单腔环形CVT。

通过阅读以下参考附图仅举例给出的关于本发明说明性实施方式的非限制性描述，设有摆线泵的无级变速器的其它目的、优点和特征将变更更明显。

更具体地，根据说明性实施方式，提供了一种CVT，包括：轴，所述轴能够在非旋转套筒中旋转；外壳；旋转阻滞器/泵组件，其互连非旋转套筒和外壳。旋转阻滞器/泵组件具有：中心毂，其安装到非旋转套筒；安装在外壳和中心毂之间的引入臂、发送臂和返回臂；和与中心毂关联的摆线泵，所述摆线泵具有进口和出口。摆线泵具有安装到轴的内转子和与内转子啮合的外转子。由此a)所述轴的旋转导致所述摆线泵的内转子和外转子的旋转，由此导致所述摆线泵的进口和出口之间的泵吸作用，并且b)所述非旋转套筒的旋转由所述套筒到所述外壳通过所述旋转阻滞器/泵组件的互接阻止。

根据另一方面，提供了一种用在CVT中的旋转阻滞器/泵组件，其用以通过将套筒连接到CVT的外壳阻止非旋转套筒的旋转，并且用以泵送存在于外壳中的流体，所述CVT包括在非旋转套筒中可旋转的轴。该组件包括：中心毂，其安装到非旋转套筒；安装在外壳和中心毂之间的引入臂、发送臂和返回臂；和与中心毂关联的摆线泵，所述摆线泵具有进口和出口。摆线泵具有安装到轴的内转子和与内转子啮合的外转子。由此a)所述轴的旋转导致摆线泵的内转子和外转子的旋转，由此导致摆线泵的进口和出口之间的泵吸作用，并且b)非旋转套筒的旋转由套筒到外壳通过所述旋转阻滞器/泵组件的互接阻止。

一般而言，在本文中说明的说明性实施方式涉及一体地设有摆线泵/旋转阻滞器组件的环形CVT。在说明性实施方式中，摆线泵被用以将流体、诸如润滑油和冷却流体泵送通过散热器，并泵送到CVT的中空轴中。

如图1所示，根据第一说明性实施方式的环形无级变速器20包括：中空的输入轴22，用于从原动机(未示出)接收动力；两个驱动盘24、26，设有各自的环形表面27、30；从动盘28，设有分别面向环形表面27、30的两个相反的环形表面32、34；和滚筒组件36，其包括传输变速动力输出的输出轴38。

设置在驱动盘24、26和从动盘28之间的是驱动辊40、42，驱动辊40、42适于将来自驱动盘24、26的旋转运动传送到从动盘28。更具体地，驱动辊40、42在驱动盘24、26和从动盘28的环形表面之间旋转，从而通过改变驱动辊40、42相对于驱动盘24、26和从动盘28的角度，在驱动盘24、26的转速和从动盘28的转速之间存在传动比改变，由此提供无级变速。

中空驱动轴22固定地连接到驱动盘26及张力施加机构44，张力施加机构44紧接于驱动盘24设置，用以对驱动盘24施加压力。

随着驱动盘24和26旋转，它们导致驱动辊40、42旋转，其反过来又导致从动盘28旋转。从动盘28绕与驱动盘24、26和驱动轴22相同的轴线旋转。

从动盘28经由轴承51可旋转地安装到非旋转套筒50。套筒50因此安装到中空轴22，由此轴能够在其中旋转。通过将套筒50固定连接到CVT20的外壳53的旋转阻滞器/摆线泵组件52(以下简称泵组件52)，阻止套筒50旋转。

现在转向附图中的图2，图2例示了图1的CVT的端视图。如从该图中清楚的，泵组件52具有三个臂：引入臂54、发送臂58和返回臂56，这些臂以120°分离开。另外还清楚，泵组件52不干涉辊组件40(为清楚原因，在图2中仅示出了安装关节)。出于清楚的原因，包括臂之间的接管的其它元件也在图中省略。

泵组件52在图3和4中更清楚地示出。如从这些图中能够看到的，三个臂54、56和58与中心毂61关联，且设有包括安装孔60的自由端，安装孔60允许将它们经由紧固件安装到CVT20的外壳53的相应的机架55、57和59(见图2)。

泵组件52包括设置在毂61中的中心孔隙62，以允许中空轴22从中通过。中心孔隙62是台阶式的，包括制成花键的较大直径64。这一制有花键的较大直径台阶构造成固定连接到CVT的非旋转套筒50。因此，当泵组件52经由插入通过臂的孔隙60的紧固件安装到外壳53，并且经由制有花键的孔隙64安装到套筒50，套筒50被阻止旋转。因此，泵组件52执行它的旋转阻滞器功能。

根据图5能够理解引入臂和返回臂54、56的各种特征。如从此截面图中能够看到的，引入臂54包括引入导管66，引入导管66具有引入孔隙67，能够通过该引入孔隙67抽吸润滑流体(见箭头68)。要指出的是，引入孔隙67设置在臂54的端部上或附近，并且在CVT20处于它的工作位置时，引入臂54向下设置。因此，可以泵送存在于CVT20的外壳52的底部处的润滑流体69的贮备(见图1和2)。

图1中可看到，引入臂54示出为处于它的工作位置，同时泵组件52安装到CVT20。

返回臂56具有引导至导管72的返回进口70。导管72连接到回流室74，回流室74具有底部孔隙76，其与中空轴22流体连通，由此使润滑流体返回到那里。箭头73示出了返回润滑流体的流路。

附图中的图10例示了在泵组件52安装到CVT20时的返回臂56。如从此图能够看到的，孔隙76与限定分流管80的套筒50和中空轴22之间的空间流体连通。因此，返回到这一分流管80的润滑流体的一部分将经由孔隙82传送到中空轴。润滑流体的另一部分将例如经由套筒50的流体分配孔隙81、83被供给到CVT20的其它部分。中空轴22另外包括用以将润滑流体分配到CVT的其它部分的其它流体分配孔隙85。

图6示出了发送臂58，发送臂58包括具有出口86的发送导管84。箭头88例示了从泵组件52发送的流体流。管子(未示出)将泵组件52的出口86连接到外部元件。例如，冷却润滑流体的散热器(未示出)能够是这样的元件。散热器的出口将例如连接到返回臂56的返回进口70。

本领域技术人员将理解，如果需要外部元件，则出口86能够经由管道(未示出)直接连接到进口70。

图9示出了在泵组件52安装到CVT20情况下的发送臂58。

现在转向图7和5A，图7和5A是泵组件的截面图，将描述泵组件52的操作。泵组件52包括第一内转子90和第二外转子92。

内转子90包括泵52的中心开口62，且具有花键壁94以允许内转子被安装到中空轴22的花键部分用于随之旋转。在图7的说明性实施方式中，内转子具有十二个外部齿96，其与外转子92的十三个内部齿98部分地啮合，外转子92自由地旋转。当然，本领域技术人员将理解，特别地，每个转子的齿数依赖于需要的流体流。因此本领域技术人员会根据泵要求来设计该两个转子。此外，代替花键壁94，其它机械装置可用以将内转子90连接到中空轴22。

现在转向附图中的图8，图8类似于图7，但其中已经移去两个转子90、92以示出端口板100，端口板100设有与引入导管66流体连接的进入口102以及与发送导管84流体连接的发送口104。

因此，如本领域技术人员将易于理解的，两个转子90、92的旋转将通过进入口102从引入臂54形成真空抽吸流体，并且从发送臂58通过发送口104形成压缩排出流体。本领域技术人员将会根据需要的流体流和转子旋转的转速范围来设计转子90、92。

本领域技术人员将理解，端口板100的特征能够整合到中心毂61中，而不使用单独的板。

现在转向附图中的图1。将描述根据说明性实施方式的泵组件52至各种外部元件的互连。要指出的是，图11示出了互连泵组件52的许多可能方式中的一种方式。另外要指出，泵组件52在图11中示意性地示出在包壳200中，具有流体202贮备，且从CVT20断开，这是为了清楚的目的。

当泵组件52在操作时，泵送的流体从泵组件52的出口86流到减压阀204(箭头205)，至恒温阀206(箭头207)，并且流到散热器208(箭头209)，然后经由返回进口70返回到泵组件(箭头211)。

因此，如果润滑回路部件中的压力累积到预定阈值以上，则减压阀204使泵送的流体返回到储存器(箭头213)。当然，将泵送的流体返回到储存器的管道217能够可选地直接连接到引入臂，从而形成闭环，这在泵送的流体是冷的时会是有利的。

为在泵组件52用在冷环境时加速流体的加温，恒温阀206用以在流体温度低于预定阈值时将流体返回到返回进口70(箭头215)。

本领域技术人员，阀204和/或206能够省略，并且这些阀的内部部件能够集成到泵组件52中。

现在转向附图中的图12至16，根据另一说明性实施方式的泵组件300将进行说明。由于泵组件300非常类似于先前附图中的泵组件52，为简洁起见，将仅说明它们之间的差异。

如从图12能够看到的，引入臂302、返回臂304和发送臂306比泵组件52的对等臂坚固，同时仍与其毂301成一体。引入臂302另外包括延长部308，以允许以外壳底部(未示出)的低流体水平操作。此外，引入臂302的进口309设置在侧面上，而不是设置在其端部，这又允许以外壳底部(未示出)的低流体水平操作。

图13是沿着图12的线13-13截取的截面图，例示了返回臂304和中空轴的互连。如在图14所示的放大部分中更好地看到的，管子310被用以将返回臂304连接到限定分流管80的套筒50和轴22之间的空间。

图14和15示出了内转子和外转子312、314的互连。如从图15清楚的，轴22未被键接以与内转子312互连，但包括与内转子312的平坦部段对应的平坦部段316。

根据图14，转子312和314由外罩318保持到位。

虽然泵组件300的毂301包括与引入导管流体连接的进入口320和与发送导管流体连接的发送口322，这些口并不设置在单独的板中，而是被直接机加工在毂301中。

本领域技术人员将理解，泵组件300的操作与上文所述的泵组件52的操作相同。

要指出的是，虽然上述的旋转阻滞器/泵组件已在使用辊子的环形CVT的情形中进行了说明，但其它类型的CVT也能够受益于使用该组件。

本领域技术人员将理解，虽然上述的旋转阻滞器/泵组件设计为使得引入导管、发送导管和返回导管分别集成到引入臂、发送臂和返回臂中，这并不是必要的。实际上，导管能够从臂分离，例如通过将引入管道连接到摆线泵的进口并且到达外壳底部、将发送管道连接到摆线泵出口并且连接到可选择的散热器以及将返回管道连接到散热器出口并且到达外壳底部来实现。

将理解，设有摆线泵的无级变速器的应用不局限于附图中例示的及在上文中描述的构造和部件的细节。设有摆线泵的无级变速器能够具有其它实施方式，能够以多种方式实践。另外将理解，本文使用的措辞或者专业词汇是用于描述的目的，而不是限制性的。因此，虽然设有摆线泵的无级变速器已经通过其说明性实施方式在上文中进行了说明，但能够在不偏离其精神、范围和本质的情况下进行修改。

Claims (19)

1.一种CVT，包括：

轴，所述轴能够在非旋转套筒中旋转；

外壳；

旋转阻滞器/泵组件，所述旋转阻滞器/泵组件将所述非旋转套筒和所述外壳互连，所述旋转阻滞器/泵组件具有：

-中心毂，所述中心毂安装到所述非旋转套筒；

-安装在所述外壳和所述中心毂之间的引入臂、发送臂和返回臂；和

-与所述中心毂关联的摆线泵，所述摆线泵具有进口和出口；所述摆线泵具有安装到所述轴的内转子和与所述内转子啮合的外转子；

由此a)所述轴的旋转导致所述摆线泵的内转子和外转子的旋转，由此导致所述摆线泵的进口和出口之间的泵吸作用，并且b)所述非旋转套筒的旋转由所述套筒到所述外壳通过所述旋转阻滞器/泵组件的互接阻止。

2.根据权利要求1所述的CVT，其中所述摆线泵的进口与所述引入臂关联，并且其中所述摆线泵的出口与所述发送臂关联。

3.根据权利要求2所述的CVT，其中所述发送臂流体连接到所述返回臂。

4.根据权利要求3所述的CVT，其中所述轴是中空轴，并且其中所述返回臂流体连接到所述中空轴，由此所述摆线泵泵送的流体返回到所述中空轴。

5.根据权利要求4所述的CVT，其中所述中空轴设有孔隙，用以分配泵送到所述中空轴中的流体。

6.根据权利要求4所述的CVT，其中分流管设置在所述轴和所述非旋转套筒之间，所述中空轴经由孔隙对于所述分流管开放，所述返回臂经由到所述分流管的连接而流体连接到所述中空轴。

7.根据权利要求1所述的CVT，其中所述引入臂、所述发送臂和所述返回臂与所述中心毂成一体。

8.根据权利要求1所述的CVT，其中所述引入臂、所述发送臂和所述返回臂具有构造为固定到所述外壳的自由端。

9.根据权利要求8所述的CVT，其中所述自由端设有孔隙，并且其中所述外壳设有同样设有相应孔隙的机架，以允许用紧固件将臂固定到所述外壳。

10.根据权利要求2所述的CVT，其中所述外壳包括至少部分地与所述引入臂接触的润滑流体，所述CVT进一步包括散热器，所述散热器设有与所述发送臂关联的输入和与所述返回臂关联的输出，由此冷却从中泵送的润滑流体。

11.根据权利要求10所述的CVT，其中所述CVT另外包括设置在所述发送臂和所述散热器之间的减压阀，所述减压阀构造为在润滑回路部件中的压力增大高于极限值时，将泵送的流体返回到所述外壳。

12.根据权利要求10所述的CVT，其中所述CVT另外包括设置在所述发送臂和所述散热器之间的恒温阀，所述恒温阀构造为在所述润滑流体的温度低于预定阈值时，将流体返回到所述返回臂。

13.在CVT中使用的旋转阻滞器/泵组件，所述旋转阻滞器/泵组件用以通过将非旋转套筒连接到所述CVT的外壳阻止所述套筒的旋转，并且用以泵送存在于所述外壳中的流体，所述CVT包括在所述非旋转套筒中可旋转的轴，该组件包括：

中心毂，所述中心毂安装到所述非旋转套筒；

安装在所述外壳和所述中心毂之间的引入臂、发送臂和返回臂；和

与所述中心毂关联的摆线泵，所述摆线泵具有进口和出口；所述摆线泵具有安装到所述轴的内转子和与所述内转子啮合的外转子；

由此a)所述轴的旋转导致所述摆线泵的内转子和外转子的旋转，由此导致所述摆线泵的进口和出口之间的泵吸作用，并且b)所述非旋转套筒的旋转由所述套筒到所述外壳通过所述旋转阻滞器/泵组件的互接阻止。

14.根据权利要求13所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述摆线泵的进口与所述引入臂关联，并且其中所述摆线泵的出口与所述发送臂关联。

15.根据权利要求14所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述发送臂流体连接到所述返回臂。

16.根据权利要求15所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述轴是中空轴，并且其中所述返回臂流体连接到所述中空轴，由此所述摆线泵泵送的流体返回到所述中空轴。

17.根据权利要求13所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述引入臂、所述发送臂和所述返回臂与所述中心毂成一体。

18.根据权利要求13所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述引入臂、所述发送臂和所述返回臂具有构造为固定到所述外壳的自由端。

19.根据权利要求18所述的旋转阻滞器/泵组件，其中所述自由端设有孔隙，并且其中所述外壳设有同样设有相应孔隙的机架，以允许用紧固件将臂固定到所述外壳。