CN105402375A - 离合式脉动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种离合式脉动变速器，包括变速箱体、脉动发生装置、缓冲机构，变速器与脉动发生装置连接，脉动发生装置与缓冲机构连接，缓冲机构的输出端与变速器的动力输出轴连接，脉动发生装置包括至少两组离合装置，离合装置的输出端与缓冲机构的输入端通过中间轴连接，脉动发生装置将动力输入轴的稳定转速转变为高频脉动转速并向中间轴输出，变速器的动力输入轴旋转一周，离合装置至少完成一次结合与分离。本发明通过添加缓冲机构及脉动发生装置能更好的适用于动力源、输出负载具有巨大转动惯性矩场合，提高了滤波缓冲效果，降低了脉动特性，本发明中的变速器尺寸小，成本低、重量轻，结构巧妙，且可实现输出/输入速度比0—1之间的无级变速。

Description

离合式脉动变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器，尤其涉及一种脉动变速器，属于机械技术领域。
背景技术
变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。
现有的机械变速器包括以下两种：
1）齿轮传动式，但齿轮传动式变速器只能实现有级变速，应用于自动变速时，控制结构复杂，尺寸大、重量重，成本高昂。
2）摩擦传动式，摩擦传动式虽然可实现无级变速，但仍然存在传递力矩小、容易打滑、传动效率低、控制结构复杂、尺寸大、重量重、成本高昂等不足。
发明内容
鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的在于提供一种离合式脉动变速器。
本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：
离合式脉动变速器，包括变速箱体，包括置于箱体内的脉动发生装置，缓冲机构，所述变速器的动力输入轴与脉动发生装置的输入端连接，所述脉动发生装置的输出端与缓冲机构的输入端连接，所述缓冲机构的输出端与所述变速器的动力输出轴连接，所述脉动发生装置包括至少两组高速离合装置，所述高速离合装置的输出端与所述缓冲机构的输入端通过中间轴连接，高速离合装置包括主动端与从动端，高速离合装置可对其主动端与从动端进行快速结合与分离操作；脉动发生装置将动力输入轴的稳定转速转变为脉动转速并向中间轴输出，所述变速器的动力输入轴旋转一周，所述离合装置至少可完成一次结合与分离操作。
优选地，所述脉动发生装置输出端还设置有一用于在所述高速离合装置处于分离状态期间防止脉动发生装置输出端发生非受控反转的槽轮机构。
优选地，所述槽轮机构包括拨盘及槽轮，所述拨盘与所述离合装置的输出从动端连接，所述槽轮机构与所述缓冲机构的输入端连接，所述拨盘与所述槽轮间歇式接触，所述拨盘运动带动所述槽轮间歇式运动。
优选地，所述高速离合装置设置有三组，分别为直接挡离合器、脉动挡离合器和静止挡离合器；所述中间轴通过直接挡离合器与动力输入轴呈分离或结合关系，通过脉动挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，通过静止挡离合器与所述箱体呈分离或结合关系；三组高速离合装置同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
优选地，所述脉动发生装置还包括有第四组高速离合装置，所述高速离合装置为一倒挡离合器，所述中间轴通过直接挡离合器与动力输入轴呈分离或结合关系，所述脉动挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，所述静止挡离合器与所述箱体呈分离或结合关系，所述倒挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，四组高速离合装置同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
优选地，所述高速离合装置的主动端与从动端同轴旋转，主动端与从动端之间有两个互相贴近的离合面，每个所述离合面为一平面或者圆柱面或者圆锥面；所述离合面上，分别设有互相面向布置的动槽和定槽，所述动槽可选择性的设置于主动端或从动端，所述动槽内设置有传动块，所述传动块在动槽内向定槽方向做伸出或缩入活动。
优选地，所述主动端与所述从动端分别设置有相应设置的相位信号齿与相位传感器。
优选地，所述缓冲机构为具有扭转弹性的扭力缓冲弹簧，所述缓冲机构置于变速箱体内或设置于变速箱体外。
本发明利用的基本原理与开关电源工作原理相似：输入的高电压通过一个开关元件高频交替接通与切断，形成一个高频脉动电压，再通过电容对该高频脉动电压进行滤波缓冲，于是在输出端即可形成稳定的直流电压。通过控制开关元件的通断频率和占空比，理论上可在零至高电压之间随意调节输出的电压数值。
本发明突出效果为：通过添加缓冲机构及脉动发生装置能更好的适用于动力源、输出负载具有巨大转动惯性矩场合，通过缓冲机构能够提高滤波缓冲效果，通过提高离合装置的离合频率，可降低脉动特性，本发明中的变速器尺寸小，成本低、重量轻，结构巧妙，且可实现输出/输入速度比0—1之间的无级变速。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图，此时，缓冲机构置于变速器箱体内。
图2是本发明的总体结构示意图，此时，缓冲机构置于变速器箱体外。
图3是本发明的实施例一的结构示意图。
图4是本发明的实施例二的结构示意图。
图5是高速离合装置中此时离合面为一平面，动槽布置在主动端的结构示意图。
图6是高速离合装置中此时离合面为一平面，动槽布置在从动端的结构示意图。
图7是高速离合装置中此时离合面为一圆柱面，动槽布置在主动端的结构示意图。
图8是高速离合装置中此时离合面为一圆柱面，动槽布置在从动端的结构示意图。
图9是高速离合装置中此时离合面为一圆锥面，动槽布置在主动端的结构示意图。
图10是高速离合装置中此时离合面为一圆锥面，动槽布置在从动端的结构示意图。
图11是高速离合装置实施例的横截面结构示意图，此时传动块缩入动槽内，离合器为分离状态。
图12是高速离合装置实施例的横截面结构示意图，此时传动块伸出动槽卡入定槽内，离合器为结合状态。
具体实施方式
本发明揭示了一种离合式脉动变速器，如图1、图2所示，包括变速箱体2，置于箱体2内的至少一个脉动发生装置3，所述变速器还包括一缓冲机构，所述变速器的动力输入轴1与脉动发生装置3的输入端通过中间轴4连接，所述脉动发生装置3的输出端与缓冲机构5的输入端连接。所述缓冲机构可置于变速箱体2内或变速箱体3外。所述缓冲机构为具有扭转弹性的缓冲弹簧，所述缓冲弹簧为平面弹簧、圆柱卷簧、扭杆弹簧或圆周缓冲弹簧，本发明中所有实施例中均以缓冲弹簧为扭力缓冲弹簧5为例。
实施例一：
结合图3所示，所述缓冲机构的输出端与所述变速器的动力输出轴6连接，所述脉动发生装置3包括三组高速离合装置7，分别为直接挡离合器C1、脉动挡离合器C2和静止挡离合器C3；所述中间轴4通过直接挡离合器C1与动力输入轴1呈分离或结合关系，通过脉动挡离合器C2和齿轮组11，12与槽轮9呈分离或结合关系，通过静止挡离合器C3与所述箱体2呈分离或结合关系；三组高速离合器同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
实施例二：
结合图4所示，所述高速离合装置7至少设置有四套，分别为直接挡离合器C1、脉动挡离合器C2、静止挡离合器C3和倒挡离合器C4，所述中间轴4通过直接挡离合器C1与动力输入轴1呈分离或结合关系，通过脉动挡离合器C2和齿轮组11，12与槽轮9呈分离或结合关系，通过静止挡离合器C3与所述箱体2呈分离或结合关系，通过倒挡离合器C4和齿轮组11，13，14，15与槽轮9呈分离或结合关系；四组高速离合装置同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
结合图5-图12所示，以上实施例中的高速离合装置7的主动端16与从动端23均同轴旋转，主动端16与从动端23之间有互相贴近的两个离合面分别为第一离合面19第二离合面19’，离合面可以为一平面或者圆柱面或者圆锥面。
所述离合面上分别设有互相面向布置的动槽22和定槽20，其中一端的槽为动槽22，动槽22可布置在主动端16或者从动端23，另一端的槽为定槽20；动槽22内设置有传动块21，传动块21可在动槽22内朝定槽20方向做伸出或缩入活动；传动块21缩入动槽22内时，主动端16与从动端23不能传递动力，高速离合装置7呈分离状态，传动块21部分伸出动槽22并卡入定槽20时，主动端16与从动端23同步旋转，高速离合装置7呈结合状态。所述传动块21由电磁线圈或者液压柱塞或者压电陶瓷致动器驱动。
为了更精确运算出适合所述传动块21做出伸出或缩入活动的恰当时间窗口，所述从动端23与主动端16上分别设置有相应设置的第一相位信号齿17和相位传感器18、第二相位信号17’和相位传感器18’，通过实时测得的主动端16与从动端23的相位关系，可实现所述高速离合装置7在该时间窗口内快速精准的分离或结合操作。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.离合式脉动变速器，包括变速箱体，其特征在于：包括置于箱体内的脉动发生装置、缓冲机构，所述变速器的动力输入轴与脉动发生装置的输入端连接，所述脉动发生装置的输出端与缓冲机构的输入端连接，所述缓冲机构的输出端与所述变速器的动力输出轴连接，所述脉动发生装置包括至少两组高速离合装置，所述高速离合装置的输出端与所述缓冲机构的输入端通过中间轴连接，高速离合装置包括主动端与从动端，高速离合装置可对其主动端与从动端进行快速结合与分离操作；脉动发生装置将动力输入轴的稳定转速转变为脉动转速并向中间轴输出，所述变速器的动力输入轴旋转一周，所述离合装置至少可完成一次结合与分离操作。
2.根据权利要求1所述的离合式脉动变速器，其特征在于：所述脉动发生装置包括一槽轮机构；槽轮机构包括作为主动件的拨盘和作为从动件的槽轮，所述拨盘与所述动力输入轴固定连接，所述拨盘运动带动所述槽轮间歇式运动。
3.根据权利要求2所述的离合式脉动变速器，其特征在于：所述高速离合装置设置有三组，分别为直接挡离合器、脉动挡离合器和静止挡离合器；所述中间轴通过直接挡离合器与动力输入轴呈分离或结合关系，通过脉动挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，通过静止挡离合器与所述箱体呈分离或结合关系；三组高速离合装置同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
4.根据权利要求3所述的离合式脉动变速器，其特征在于：所述脉动发生装置还包括有第四组高速离合装置，所述高速离合装置为一倒挡离合器，所述中间轴通过直接挡离合器与动力输入轴呈分离或结合关系，所述脉动挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，所述静止挡离合器与所述箱体呈分离或结合关系，所述倒挡离合器和齿轮组与槽轮呈分离或结合关系，四组高速离合装置同一时刻最多仅有一套呈结合状态。
5.根据权利要求1所述的离合式脉动变速器，其特征在于：所述高速离合装置的主动端与从动端同轴旋转，主动端与从动端之间有两个互相贴近的离合面，每个所述离合面为一平面或者圆柱面或者圆锥面；所述离合面上，分别设有互相面向布置的动槽和定槽，所述动槽可选择性的设置于主动端或从动端，所述动槽内设置有传动块，所述传动块在动槽内向定槽方向做伸出或缩入活动。
6.根据权利要求5所述的离合式脉动变速器，其特征是：所述主动端与所述从动端分别设置有相应设置的相位信号齿与相位传感器。
7.根据权利要求1所述的离合式脉动变速器，其特征在于：所述缓冲机构为具有扭转弹性的扭力缓冲弹簧，所述缓冲机构置于变速箱体内或设置于变速箱体外。
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