CN105972182A - 一种复合型向心式液力变矩器以及起动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合型向心式液力变矩器以及起动器，其技术方案要点是，输出行星架（21）与输出齿轮副（5）联接，空挂档机构（10）与输出轴（3）联接，向心式液力变矩器（6）与输入大齿轮（22）联接,联接齿轮副（15）与输入小齿轮（23）联接。

Description

一种复合型向心式液力变矩器以及起动器

技术领域

本发明属于液力变矩器以及起动领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合型向心式液力变矩器以及起动器。

背景技术

目前，液力偶合器都是根据流体静力学等原理来设计的，它所能传递的功率不大，并且效率不高；另外，成本高。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种延长发动机的使用寿命，结构简单，操控方便，低成本，节能高效的复合型向心式液力变矩器以及起动器。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：

一种复合型向心式液力变矩器以及起动器，包括输入轴（1）、输出轴（3）、超越离合器（4）、输出齿轮副（5）、向心式液力变矩器（6）、变速机构（7）、第一输入齿轮副（8）、第二输入齿轮副（9）、空挂档机构（10）、输出双联行星架（11）、输入小齿圈（12）、第一联接齿轮副（13）、固定单向离合器（14）、第二联接齿轮副（15）、起动齿轮副（16）、单向离合器（17）、起动输入齿轮副（18），所述固定单向离合器（14）的输入端（141）与固定元件联接, 所述的输入轴（1）与输出轴（3）之间设有行星齿轮（20）、输出行星架（21）、输入大齿轮（22）、输入小齿轮（23）、输出齿轮（24）、输入行星架（25），输入大齿轮（22）与起动齿轮副（16）的输出齿轮（162）以及超越离合器（4）的输出端（42）联接, 超越离合器（4）的输入端（41）以及起动输入齿轮副（18）的输出齿轮（182）与输入轴（1）联接, 起动齿轮副（16）的输出齿轮（162）与起动齿轮副（16）的输入齿轮（161）联接，输入大齿轮（22）通过输出行星架（21）上的行星齿轮（20）与输出行星架（21）、输入小齿轮（23）相互配合工作，输出行星架（21）与输出齿轮副（5）的输入齿轮（51）联接，输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）与输入小齿圈（12）联接，输入小齿圈（12）通过输出双联行星架（11）上的行星齿轮（20）与输出双联行星架（11）、第二输入齿轮副（9）的输入齿轮（91）相互配合工作，第二输入齿轮副（9）的输出齿轮（92）与输入行星架（25）联接，输入行星架（25）通过其上的行星齿轮（20）与输出齿轮（24）、第一输入齿轮副（8）的输入齿轮（81）相互配合工作，第二输入齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输出双联行星架（11）联接，输出双联行星架（11）与空挂档机构（10）的输入端（101）以及单向离合器（17）的输入端（171）联接，空挂档机构（10）的输出端（102）与输出轴（3）联接，单向离合器（17）的输出端（172）与起动输入齿轮副（18）的输入齿轮（181）联接，输出齿轮（24）与向心式液力变矩器（6）的输入端（61）以及变速机构（7）的输入端（71）联接, 向心式液力变矩器（6）的输出端（62）与输入大齿轮（22）联接, 变速机构（7）的输出端（72）与第一联接齿轮副（13）的输入齿轮（131）联接，第一联接齿轮副（13）的输出齿轮（132）与固定单向离合器（14）的输出端（142）以及第二联接齿轮副（15）的输入齿轮（151）联接，第二联接齿轮副（15）的输出端（152）与输入小齿轮（23）联接。

所述各个需要联接的元件, 而被其它若干元件分隔的元件, 可采用中空或联接架的方法, 穿过或跨过其它若干元件, 与之连接；当联接的元件是齿轮或齿圈时，则相互啮合或联接；所述各个齿轮副以及变速机构的传动比，按实际需要设计。

所述向心式液力变矩器可选用液力偶合器器替代。

本发明应用于车辆时，能够根据车辆行驶时受到阻力的大小，自动地改变输出扭矩以及速度的变化。

本发明具有以下的优点：

（1） 本发明大部份功率由齿圈、行星齿轮、行星架、齿轮传递，因而传动功率和传动效率都极大地提高, 而且结构简单，更易于维修；

（2） 本发明的变矩和变速是自动完成的，能实现高效率的传动，并且除了起步以外，都能使发动机和起动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机和起动机等效的前提下，它降低了发动机和起动机的制造成本；

（3） 本发明使发动机和起动机处于经济转速区域内运转，也就是使发动机在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；

（4） 本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系统以及起动机的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；

（5） 本发明使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，有利于提高生产率；

（6） 本发明起动时，具有自动变矩和变速的性能，输入功率不间断，不会发生冲击现象，可保证发动机起动平稳、减少噪音，使发动机的起动磨损减少，并延长了起动电机以及蓄电池的使用寿命；

（7） 本发明减少了现今起动机的传动机构，降低了制造成本，发动机起动后，只需对起动电机采取制动措施，使其停止传动。

另外，本发明是是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车以及机床的复合型向心式液力变矩器以及起动器。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图，附图中两个元件之间的连接处，运用粗实线表示固定连接，细实线表示两个元件可以相对转动。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

实施例：

如图1中所示，一种复合型向心式液力变矩器以及起动器，包括输入轴1、输出轴3、超越离合器4、输出齿轮副5、向心式液力变矩器6、变速机构7、第一输入齿轮副8、第二输入齿轮副9、空挂档机构10、输出双联行星架11、输入小齿圈12、第一联接齿轮副13、固定单向离合器14、第二联接齿轮副15、起动齿轮副16、单向离合器17、起动输入齿轮副18，所述固定单向离合器14的输入端141与固定元件联接, 所述的输入轴1与输出轴3之间设有行星齿轮20、输出行星架21、输入大齿轮22、输入小齿轮23、输出齿轮24、输入行星架25，输入大齿轮22与起动齿轮副16的输出齿轮162以及超越离合器4的输出端42联接, 超越离合器4的输入端41以及起动输入齿轮副18的输出齿轮182与输入轴1联接, 起动齿轮副16的输出齿轮162与起动齿轮副16的输入齿轮161联接，输入大齿轮22通过输出行星架21上的行星齿轮20与输出行星架21、输入小齿轮23相互配合工作，输出行星架21与输出齿轮副5的输入齿轮51联接，输出齿轮副5的输出齿轮52与输入小齿圈12联接，输入小齿圈12通过输出双联行星架11上的行星齿轮20与输出双联行星架11、第二输入齿轮副9的输入齿轮91相互配合工作，第二输入齿轮副9的输出齿轮92与输入行星架25联接，输入行星架25通过其上的行星齿轮20与输出齿轮24、第一输入齿轮副8的输入齿轮81相互配合工作，第二输入齿轮副8的输出齿轮82与输出双联行星架11联接，输出双联行星架11与空挂档机构10的输入端101以及单向离合器17的输入端171联接，空挂档机构10的输出端102与输出轴3联接，单向离合器17的输出端172与起动输入齿轮副18的输入齿轮181联接，输出齿轮24与向心式液力变矩器6的输入端61以及变速机构7的输入端71联接, 向心式液力变矩器6的输出端62与输入大齿轮22联接, 变速机构7的输出端72与第一联接齿轮副13的输入齿轮131联接，第一联接齿轮副13的输出齿轮132与固定单向离合器14的输出端142以及第二联接齿轮副15的输入齿轮151联接，第二联接齿轮副15的输出端152与输入小齿轮23联接。

输入小齿圈12通过输出双联行星架11上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路，一路流入输出双联行星架11，另一路经过第二输入齿轮副9，传递到输入行星架25, 输入行星架25再通过其上的行星齿轮20把传递到此的功率分流为两路, 一路流入输出齿轮24，另一路流入第一输入齿轮副8的输入齿轮81。

由于上述各个元件的转速分配关系可以改变, 两路功率流将根据两者之间转速分配的变化而变化，当第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11的转速为零时，输出功率为零，但力矩不为零，此时，第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11的输入功率则由一定值改变到最大值，所述的一定值指的是当第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11与各自配合的输入小齿圈12、输入行星架25的转速相同时，两者按行星排力矩比分配输入功率所得的值，所述的最大值指的是由输入小齿圈12、输入行星架25输入的总功率，也就是说，当两路功率发生变化时，传递到第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11以及输出轴3上的力矩也随之变化。

起动机的输入功率由起动齿轮副16或发动机的输入功率经输入轴1，再通过超越离合器4传递到输入大齿轮22，并通过输出行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出行星架21，输出行星架21通过输出齿轮副5把功率传递到输入小齿圈12，输入小齿圈12再通过输出双联行星架11上的行星齿轮20把功率分流为两路，一路流入输出双联行星架11，另一路流入第二输入齿轮副9的输入齿轮91，再通过第二输入齿轮副9的输出齿轮92流入输入行星架25，输入行星架25再通过其上的行星齿轮20把功率分流为两路, 一路流入第一输入齿轮副8的输入齿轮81，再通过第一输入齿轮副8的输出齿轮82流入输出双联行星架11，另一路经输出齿轮24再把功率分流为两路, 一路经变速机构7、第一联接齿轮副13以及第二联接齿轮副15流入输入小齿轮23，另一路流入向心式液力变矩器6的输入端61, 向心式液力变矩器6的输出端62再流入输入大齿轮22，传递到输入大齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入大齿轮22的功率汇合，并且与流入输入小齿轮23的功率，都通过输出行星架21上的行星齿轮20传递到输出行星架21，输出行星架21再重复上述过程，使传递到第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11上的力矩不断增大，发动机起动前，输入功率经第一输入齿轮副8的输入齿轮81、第一输入齿轮副8的输出齿轮82、输出双联行星架11、单向离合器17、起动输入齿轮副18以及输入轴1传递到发动机曲轴上，发动机起动后，接合空挂档机构10，输入功率则通过第一输入齿轮副8的输入齿轮81、第一输入齿轮副8的输出齿轮82、输出双联行星架11、空挂档机构10传递至本发明的输出轴3, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴3对外输出。

对于本发明，当输入轴1的转速不变，第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11以及输出轴3上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，传递到第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11以及输出轴3上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合型向心式液力变矩器以及起动器。

本发明使用时，设起动机通过起动齿轮副16输入的功率、转速以及其负荷不变，即输入大齿轮22的转速与扭矩为常数，发动机起动前，发动机的转速为零，当起动机启动，因输出轴3静止不动，即第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11静止不动, 起动机的输入功率经起动齿轮副16传递到输出行星架21, 其中，由于此时没有功率流入输入小齿轮23，并且固定单向离合器14的输入端141与固定元件联接，起限制转向的作用，使输入小齿轮23不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，传递到输入大齿轮22的功率，则通过输出行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出行星架21，输出行星架21通过输出齿轮副5把功率传递到输入小齿圈12，输入小齿圈12再通过输出双联行星架11上的行星齿轮20把功率分流为两路，一路流入输出双联行星架11，另一路流入第二输入齿轮副9的输入齿轮91，再通过第二输入齿轮副9的输出齿轮92流入输入行星架25，输入行星架25再通过其上的行星齿轮20把功率分流为两路, 一路流入第一输入齿轮副8的输入齿轮81，再通过第一输入齿轮副8的输出齿轮82流入输出双联行星架11，另一路经输出齿轮24再把功率分流为两路, 一路经变速机构7、第一联接齿轮副13以及第二联接齿轮副15流入输入小齿轮23，另一路流入向心式液力变矩器6的输入端61, 向心式液力变矩器6的输出端62再流入输入大齿轮22，传递到输入大齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入大齿轮22的功率汇合，并且与流入输入小齿轮23的功率，都通过输出行星架21上的行星齿轮20传递到输出行星架21，输出行星架21再重复上述过程，并在各个元件之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环, 使传递到第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11上的力矩不断增大，并通过第一输入齿轮副8的输入齿轮81、第一输入齿轮副8的输出齿轮82、输出双联行星架11、单向离合器17、起动输入齿轮副18以及输入轴1传递到发动机曲轴上，当传递到发动机的曲轴上的扭矩，产生的起动力足以克服发动机的起动阻力时，发动机则起动并开始加速。

发动机起动后，设发动机的输入功率、输入转速及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，接合空挂档机构10，输出轴3的转速为零，发动机的输入功率经输入轴1以及超越离合器4，传递到输入大齿轮22，其中，由于此时没有功率流入输入小齿轮23，并且固定单向离合器14的输入端141与固定元件联接，起限制转向的作用，使输入小齿轮23不能与发动机相反的转向转动，转速为零，此时，传递到输入大齿轮22的功率，则通过输出行星架21上的行星齿轮20把功率传递到输出行星架21，输出行星架21通过输出齿轮副5把功率传递到输入小齿圈12，输入小齿圈12再通过输出双联行星架11上的行星齿轮20把功率分流为两路，一路流入输出双联行星架11，另一路流入第二输入齿轮副9的输入齿轮91，再通过第二输入齿轮副9的输出齿轮92流入输入行星架25，输入行星架25再通过其上的行星齿轮20把功率分流为两路, 一路流入第一输入齿轮副8的输入齿轮81，再通过第一输入齿轮副8的输出齿轮82流入输出双联行星架11，另一路经输出齿轮24再把功率分流为两路, 一路经变速机构7、第一联接齿轮副13以及第二联接齿轮副15流入输入小齿轮23，另一路流入向心式液力变矩器6的输入端61, 向心式液力变矩器6的输出端62再流入输入大齿轮22，传递到输入大齿轮22的此路功率，则和由起动机或发动机传递到输入大齿轮22的功率汇合，并且与流入输入小齿轮23的功率，都通过输出行星架21上的行星齿轮20传递到输出行星架21，输出行星架21再重复上述过程，并在各个元件之间不断地进行分矩、变矩以及汇矩的反复循环, 使传递到第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11上的力矩不断增大，并通过第一输入齿轮副8的输入齿轮81、第一输入齿轮副8的输出齿轮82、输出双联行星架11、空挂档机构10把功率传递至本发明的输出轴3, 当传递到输出轴3上的扭矩，经传动系统传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，与之相联的第一输入齿轮副8的输入齿轮81、输出双联行星架11以及输出轴3的转速也从零逐渐增加，此时，流入输入小齿轮23的功率逐渐减少，从而使输出轴3的扭矩随着转速的增加而减少。

Claims (1)

1.一种复合型向心式液力变矩器以及起动器，包括输入轴（1）、输出轴（3）、超越离合器（4）、输出齿轮副（5）、向心式液力变矩器（6）、变速机构（7）、第一输入齿轮副（8）、第二输入齿轮副（9）、空挂档机构（10）、输出双联行星架（11）、输入小齿圈（12）、第一联接齿轮副（13）、固定单向离合器（14）、第二联接齿轮副（15）、起动齿轮副（16）、单向离合器（17）、起动输入齿轮副（18），所述固定单向离合器（14）的输入端（141）与固定元件联接, 其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（3）之间设有设有行星齿轮（20）、输出行星架（21）、输入大齿轮（22）、输入小齿轮（23）、输出齿轮（24）、输入行星架（25），输入大齿轮（22）与起动齿轮副（16）的输出齿轮（162）以及超越离合器（4）的输出端（42）联接, 超越离合器（4）的输入端（41）以及起动输入齿轮副（18）的输出齿轮（182）与输入轴（1）联接, 起动齿轮副（16）的输出齿轮（162）与起动齿轮副（16）的输入齿轮（161）联接，输入大齿轮（22）通过输出行星架（21）上的行星齿轮（20）与输出行星架（21）、输入小齿轮（23）相互配合工作，输出行星架（21）与输出齿轮副（5）的输入齿轮（51）联接，输出齿轮副（5）的输出齿轮（52）与输入小齿圈（12）联接，输入小齿圈（12）通过输出双联行星架（11）上的行星齿轮（20）与输出双联行星架（11）、第二输入齿轮副（9）的输入齿轮（91）相互配合工作，第二输入齿轮副（9）的输出齿轮（92）与输入行星架（25）联接，输入行星架（25）通过其上的行星齿轮（20）与输出齿轮（24）、第一输入齿轮副（8）的输入齿轮（81）相互配合工作，第二输入齿轮副（8）的输出齿轮（82）与输出双联行星架（11）联接，输出双联行星架（11）与空挂档机构（10）的输入端（101）以及单向离合器（17）的输入端（171）联接，空挂档机构（10）的输出端（102）与输出轴（3）联接，单向离合器（17）的输出端（172）与起动输入齿轮副（18）的输入齿轮（181）联接，输出齿轮（24）与向心式液力变矩器（6）的输入端（61）以及变速机构（7）的输入端（71）联接, 向心式液力变矩器（6）的输出端（62）与输入大齿轮（22）联接, 变速机构（7）的输出端（72）与第一联接齿轮副（13）的输入齿轮（131）联接，第一联接齿轮副（13）的输出齿轮（132）与固定单向离合器（14）的输出端（142）以及第二联接齿轮副（15）的输入齿轮（151）联接，第二联接齿轮副（15）的输出端（152）与输入小齿轮（23）联接。