CN106151423B - 无级变速器以及具有其的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无级变速器以及具有其的车辆，无级变速器包括：传动组件，传动组件包括主动轮组、从动轮组和传动带，主动轮组包括第一主动盘和第一从动盘，从动轮组包括第二主动盘和第二从动盘；设置成用于驱动第一主动盘向靠近或远离第一从动盘的方向运动且设置成还用于驱动第二主动盘向靠近或远离第二从动盘的方向运动的作动器；设置在作动器上的第一磁性部件；第二磁性部件，第二磁性部件可与第一磁性部件磁性配合以驱动作动器带动第一主动盘和第二主动盘运动，第一磁性部件和第二磁性部件中的至少一个为第一电磁线圈；PLC控制器，PLC控制器与第一电磁线圈相连。根据本发明实施例的无级变速器，安全性较高。

Description

无级变速器以及具有其的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种无级变速器以及具有该无级变速器的车辆。

背景技术

相关技术中，无级变速器通过液压系统控制主动轮组和从动轮组的主动盘轴向移动，改变主动盘、从动盘锥面与传动带之间的啮合工作半径，进而改变传动比，实现变速。但是液压传动过程存在不可避免的泄露，对传动比要求严格的场合(如齿轮啮合传动)会产生不良影响；液压传动过程对油温的变化比较敏感，油温变化会影响传动的稳定性，而对于汽车变速器来说，其油温变化相对较频繁，采用液压传动会对齿轮啮合运动产生一定影响；液压传动系统设计布置要求精密，其故障诊断和维修相对较困难。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种无级变速器，以解决液压传动过程液体泄漏的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种无级变速器，包括：传动组件，所述传动组件包括主动轮组、从动轮组和传动带，所述传动带设置在所述主动轮组和所述从动轮组之间，所述主动轮组包括第一主动盘和第一从动盘，所述从动轮组包括第二主动盘和第二从动盘；作动器，所述作动器设置成用于驱动所述第一主动盘向靠近或远离所述第一从动盘的方向运动且设置成还用于驱动所述第二主动盘向靠近或远离所述第二从动盘的方向运动；第一磁性部件，所述第一磁性部件设置在所述作动器上；第二磁性部件，所述第二磁性部件可与所述第一磁性部件磁性配合以驱动所述作动器带动所述第一主动盘和所述第二主动盘运动，从而改变所述主动轮组和所述从动轮组之间的传动比，所述第一磁性部件和所述第二磁性部件中的至少一个为第一电磁线圈；PLC控制器，所述PLC控制器与所述第一电磁线圈相连。

进一步地，所述第一磁性部件为衔铁，所述第二磁性部件为所述第一电磁线圈。

进一步地，所述作动器上设置有吊耳，所述吊耳的两侧分别设置有所述衔铁，所述第一电磁线圈分别位于所述作动器的两侧且分别与所述吊耳两侧的所述衔铁正对。

进一步地，所述吊耳通过第一V型作动机构与所述第一主动盘配合；所述作动器还通过第二V型作动机构与所述第二主动盘配合。

进一步地，所述无级变速器还包括：缓冲结构，所述缓冲结构设置成用于在所述作动器运动时提供阻碍所述作动器运动的阻碍力。

进一步地，所述缓冲结构包括：缓冲活塞，所述缓冲活塞具有活塞杆，所述活塞杆与所述作动器相连。

进一步地，所述缓冲活塞分别位于所述作动器的两侧，该两个所述缓冲活塞的活塞杆成一体结构且穿设所述作动器。

进一步地，所述无级变速器还包括：驻停块，所述驻停块上设置有朝向所述作动器敞开的驻停槽，所述作动器上设置有作动器槽，所述作动器槽内设置有挡位保持块，所述驻停槽和所述挡位保持块中的至少一个为第二电磁线圈，所述第二电磁线圈与所述PLC控制器相连，在所述驻停槽和所述挡位保持块磁性配合时所述挡位保持块磁性吸附在所述驻停槽内以保持所述作动器的当前位置，在所述驻停槽和所述挡位保持块脱离磁性配合时所述挡位保持块与所述驻停槽分离。

进一步地，所述作动器槽内设置有弹性抵压所述挡位保持块的弹簧。

进一步地，所述无级变速器还包括用于检测车速的速度传感器，所述速度传感器设置在所述缓冲活塞的外周壁上且与所述PLC控制器相连。

相对于现有技术，本发明所述的用于配气机构的凸轮轴组件具有以下优势：

根据本发明实施例的无级变速器，可以通过PLC控制器和第一电磁线圈改变主动轮组的工作半径和从动轮组的工作半径，进而可以改变主动轮组和从动轮组之间的传动比以实现无级变速器的变速，从而可以使得无级变速器控制过程简单和结构简单。而且通过设置PLC控制器，可以有效避免现有技术中的无级变速器的液压泄漏带来的不良后果，从而可以提高无级变速器的使用安全性，而且出现故障时，通过改编PLC控制器的控制程序可以有效解除故障，从而使得无级变速器的故障诊断和维修过程简单。

本发明的另一目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述所述的无级变速器。

相对于现有技术，本发明所述的发动机具有以下优势：

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的无级变速器。具有上述实施例的无级变速器的车辆的无级变速器的安全性高，而且故障诊断和维修过程简单。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的无级变速器的立体图；

图2为本发明实施例所述的无级变速器的主视图；

图3为本发明实施例所述的无级变速器的作动器和缓冲机构的剖视图；

图4为本发明实施例所述的无级变速器的作动器的剖视图；

图5为本发明实施例所述的第一V型作动机构的结构示意图。

附图标记说明：

无级变速器1000；

传动组件100；

主动轮组10；第一主动盘11；第一从动盘12；

从动轮组20；第二主动盘21；第二从动盘22；

传动带30；

作动器200；第一磁性部件210；吊耳220；第一V型作动机构230；第二V型作动机构240；作动器槽250；挡位保持块260；弹簧270；滚珠280；

第二磁性部件300；磁轭310；第一电磁线圈320；

缓冲结构500；缓冲活塞510；活塞杆520；连接管530；

驻停块600；速度传感器700；输入轴800；输出轴900。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明根据本发明实施例的无级变速器1000，根据本发明实施例的无级变速器1000可以应用在车辆上，例如电动车。

如图1所示，根据本发明实施例的无级变速器1000可以包括传动组件100、作动器200、作动器200、第二磁性部件300和PLC控制器(可编程逻辑控制器)。结合图1和图2所示，传动组件100包括主动轮组10、从动轮组20和传动带30，传动带30设置在主动轮组10和从动轮组20之间，主动轮组10包括第一主动盘11和第一从动盘12，从动轮组20包括第二主动盘21和第二从动盘22。其中，第一主动盘11相对第一从动盘12可轴向移动(即图2所示的左右方向)，第二主动盘21相对第二从动盘22可轴向移动(即图2所示的左右方向)。可选地，主动轮组10和从动轮组20的结构可以相同。具体地，第一主动盘11、第一从动盘12、第二主动盘21和第二从动盘22可以均为锥面结构以便于与传动带30配合。

如1和图2所示，输入轴800与主动轮组10相连，输出轴900与从动轮组20相连，也就是说，车辆的动力从输入轴800传递给主动轮组10，主动轮组10通过传送带传递给从动轮组20，从动轮组20通过输出轴900输出动力。其中，通过改变主动轮组10和从动轮组20的工作半径以调节主动轮组10和从动轮组20之间的传动比。需要说明的是，主动轮组10的工作半径即主动轮组10与传动带30的接触半径，从动轮组20的工作半径即从动轮组20与传动带30的接触半径。

作动器200设置成用于驱动第一主动盘11向靠近或远离第一从动盘12的方向运动且设置成还用于驱动第二主动盘21向靠近或远离第二从动盘22的方向运动。换言之，作动器200可以在调节主动轮组10的工作半径的同时，还可以调节从动轮组20的工作半径以调节主动轮组10和从动轮组20之间的传动比。具体地，当作动器200驱动第一主动盘11向靠近第一从动盘12的方向(即2所示的从右向左方向)运动时，作动器200还同时驱动第二主动盘21向远离第二从动盘22的方向(即2所示的从右向左方向)运动以调节主动轮组10和从动轮组20之间的传动比。

如图1和图2所示，第一磁性部件210设置在作动器200上，第二磁性部件300可与第一磁性部件210磁性配合以驱动作动器200带动第一主动盘11和第二主动盘21运动，从而改变主动轮组10和从动轮组20之间的传动比，第一磁性部件210和第二磁性部件300中的至少一个为第一电磁线圈320。也就是说，第一磁性部件210可以单独为第一电磁线圈320；或者第二磁性部件300可以单独为第一电磁线圈320；或者第一磁性部件210和第二磁性部件300可以同时为第一电磁线圈320。具体地，第一磁性部件210可以为衔铁，第二磁性部件300可以为第一电磁线圈320。当第一电磁线圈320通电时，第一电磁线圈320可以产生电磁感应以使得衔铁磁性吸附在第一电磁线圈320上。具体地，如图3所示，第二磁性部件300还可以包括磁轭310，第一电磁线圈320设置在磁轭310内，磁轭310起到传输第一电磁线圈320产生的电磁感应。

其中，PLC控制器与第一电磁线圈320相连。PLC控制器可以根据换挡规律控制第一电磁线圈320的通电和断电状态以控制第一磁性部件210和第二磁性部件300之间是否磁性配合。当PLC控制器使得第一电磁线圈320处于通电状态下时，衔铁可以磁性吸附在第一电磁线圈320上，与衔铁固定连接的作动器200朝向第一电磁线圈320运动，从而作动器200可以带动第一主动盘11和第二主动盘21朝向第一电磁线圈320运动以改变主动轮组10的工作半径和从动轮组20的工作半径，进而可以改变主动轮组10和从动轮组20之间的传动比以实现无级变速器1000的变速。

进一步地，如图2所示，作动器200上可以设置有吊耳220，吊耳220的两侧分别设置有衔铁，第一电磁线圈320分别位于作动器200的两侧(即图2所示的作动器200的左右两侧)，而且两个第一电磁线圈320分别与吊耳220两侧的衔铁正对。可以理解的是，通过在作动器200的左右两侧均设置衔铁，并且相对应地设置第一电磁线圈320，从而可以使得无级变速器1000的变速过程连续。例如，如图2所示，当位于作动器200左侧的第一电磁线圈320通电时，作动器200向左运动，主动轮组10的工作半径增大，从动轮组20的工作半径减小，传动比变小，低速挡变为高速挡；当位于作动器200右侧的第一电磁线圈320通电时，作动器200向右运动，主动轮组10的工作半径减小，从动轮组20的工作半径增大，传动比变大，高速挡变为低速挡。

由此，根据本发明实施例的无级变速器1000，可以通过PLC控制器和第一电磁线圈320改变主动轮组10的工作半径和从动轮组20的工作半径，进而可以改变主动轮组10和从动轮组20之间的传动比以实现无级变速器1000的变速，从而可以使得无级变速器1000控制过程简单和结构简单。而且通过设置PLC控制器，可以有效避免现有技术中的无级变速器的液压泄漏带来的不良后果，从而可以提高无级变速器1000的使用安全性，而且无级变速器1000出现故障时，通过改编PLC控制器的控制程序可以有效解除故障，从而使得无级变速器1000的故障诊断和维修过程简单。

在本发明的一些具体示例中，吊耳220可以通过第一V型作动机构230与第一主动盘11配合，作动器200还可以通过第二V型作动机构240与第二主动盘21配合。具体地，如图1和图2所示，第一V型作动机构230设置在作动器200上部的吊耳220的右端，第二V型作动机构240设置在作动器200的下部的左端以便于改变主动轮组10和从动轮组20之间的传动比。可选地，第一V型作动机构230和第二V型作动机构240可以结构相同。可选地，如图5所示，第一V型作动机构230和第二V型作动机构240内均设有滚珠280。通过设置滚珠280，可以使得第一主动盘11相对第一V型作动机构230可以转动，以及可以使得第二主动盘21相对第二V型作动机构240可以转动。

在本发明的一些示例中，如图1和图2所示，无级变速器1000还可以包括：缓冲结构500，缓冲结构500设置成用于在作动器200运动时提供阻碍作动器200运动的阻碍力。具体地，缓冲结构500可以包括：缓冲活塞510，缓冲活塞510具有活塞杆520，活塞杆520与作动器200相连。缓冲活塞510可以分别位于作动器200的两侧，该两个缓冲活塞510的活塞杆520成一体结构，而且活塞杆520穿设作动器200。缓冲活塞510内可以充满液体(例如冷却液)或者气体，从而可以使得作动器200运动时，缓冲活塞510可以提供活塞杆520阻碍活塞杆520运动的阻碍力，由于作动器200与活塞杆520固定连接，所以缓冲机构可以提供作动器200阻碍作动器200运动的阻碍力，进而可以使得作动器200运动缓慢且平稳以提高无级变速器1000的工作稳定性。

进一步地，如图3所示，缓冲活塞510包括两个腔，而且两个腔通过连接管530相连，从而可以使得缓冲活塞510内的液体或者气体在两个腔没流动以使得活塞杆520缓慢运动。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，无级变速器1000还可以包括：驻停块600，驻停块600上设置有朝向作动器200敞开的驻停槽(图未示出)，作动器200上设置有作动器槽250，作动器槽250内设置有挡位保持块260，驻停槽和挡位保持块260中的至少一个为第二电磁线圈，第二电磁线圈与PLC控制器相连。在驻停槽和挡位保持块260磁性配合时挡位保持块260磁性吸附在驻停槽内以保持作动器200的当前位置，在驻停槽和挡位保持块260脱离磁性配合时挡位保持块260与驻停槽分离。具体地，如图4所示，挡位保持块260为衔铁，驻停槽内设有第二电磁线圈(图未示出)。当PLC控制器控制第二电磁线圈处于通电状态时，衔铁吸附在第二电磁线圈上以对作动器200限位，作动器200保持在左右方向上的当前位置，此时，车辆匀速运动。当PLC控制器控制第二电磁线圈处于断电状态时，衔铁与第二电磁线圈之间不产生电磁感应，作动器200可以在左右方向上运动以实现无级变速器1000的变速。

可选地，如图4所示，作动器槽250内可以设置有弹性抵压挡位保持块260的弹簧270。弹簧270的两端分别固定连接在挡位保持块260和作动器槽250上。当第二电磁线圈由通电状态切换成断电状态，弹簧270可以拉动挡位保持块260远离第二电磁线圈以使得挡位保持块260伸入作动器槽250内以解除驻停块600对作动器200的限位。可选地，如图4所示，作动器200的前后两侧均设有作动器槽250，两个作动器槽250内均设有挡位保持块260，无级变速器1000包括两个驻停块600，两个驻停块600分别与作动器200的两个作动器槽250沿图4所示的前后方向正对设置。

可选地，如图1和图2所示，无级变速器1000还可以包括用于检测车速的速度传感器700，速度传感器700可以设置在缓冲活塞510的外周壁上。速度传感器700可以检测车辆的速度，将检测的车速数据传递给PLC控制器，PLC控制器根据换挡规律可以控制第一电磁线圈320和第二电磁线圈的通电和断电状态。

下面参考附图详细描述根据本发明实施例的无级变速器1000的工作原理。

变速过程包括两种：

低速挡切换成高速挡：车辆起步时，电机带动输入轴800正转，主动轮组10的工作半径比从动轮组20的工作半径小，传动比大，车速较小；速度传感器700采集信号，PLC控制器按照换挡规律控制位于作动器200左侧的第一电磁线圈320通电，此时位于作动器200右侧的第一电磁线圈320未通电，衔铁朝向位于作动器200左侧的第一电磁线圈320运动并带动作动器200和活塞杆520向左移动，主动轮组10的工作半径变大，同时从动轮组20的工作半径变小，传动比变小，挡位改变，由低速挡变为高速挡。

高速挡切换成低速挡：速度传感器700采集信号，PLC控制器按照换挡规律控制位于作动器200右侧的第一电磁线圈320通电，此时位于作动器200左侧的第一电磁线圈320未通电，衔铁朝向位于作动器200右侧的第一电磁线圈320运动并带动作动器200和活塞杆520向右移动，主动轮组10的工作半径变小，同时从动轮组20的工作半径变大、传动比变大，挡位改变，由高度挡变为低速挡。

需要说明的是，无级变速器1000在变速过程中第二电磁线圈处于断电状态。

匀速运动包括一种：PLC控制器控制驻停槽内的第二电磁线圈通电，此时第一电磁线圈320处于断电状态。在电磁感应的作用下，作动器200上的衔铁克服弹簧270的弹力紧紧吸附在驻停槽内的第二电磁线圈上，在此过程中，主动轮组10和从动轮组20的工作半径保持不变，传动比保持不变。

需要说明的是，当电机反转时，主动轮组10和从动轮组20旋转方向改变，可实现倒车工况。

根据本发明另一方面实施例的车辆，包括上述实施例的无级变速器1000。具有上述实施例的无级变速器1000的车辆的无级变速器1000的安全性高，而且故障诊断和维修过程简单。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无级变速器(1000)，其特征在于，包括：

传动组件(100)，所述传动组件(100)包括主动轮组(10)、从动轮组(20)和传动带(30)，所述传动带(30)设置在所述主动轮组(10)和所述从动轮组(20)之间，所述主动轮组(10)包括第一主动盘(11)和第一从动盘(12)，所述从动轮组(20)包括第二主动盘(21)和第二从动盘(22)；

作动器(200)，所述作动器(200)设置成用于驱动所述第一主动盘(11)向靠近或远离所述第一从动盘(12)的方向运动且设置成还用于驱动所述第二主动盘(21)向靠近或远离所述第二从动盘(22)的方向运动；

第一磁性部件(210)，所述第一磁性部件(210)设置在所述作动器(200)上；

第二磁性部件(300)，所述第二磁性部件(300)可与所述第一磁性部件(210)磁性配合以驱动所述作动器(200)带动所述第一主动盘(11)和所述第二主动盘(21)运动，从而改变所述主动轮组(10)和所述从动轮组(20)之间的传动比，所述第一磁性部件(210)和所述第二磁性部件(300)中的至少一个为第一电磁线圈(320)；

PLC控制器，所述PLC控制器与所述第一电磁线圈(320)相连；

缓冲结构(500)，所述缓冲结构(500)设置成用于在所述作动器(200)运动时提供阻碍所述作动器(200)运动的阻碍力。

2.根据权利要求1所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述第一磁性部件(210)为衔铁，所述第二磁性部件(300)为所述第一电磁线圈(320)。

3.根据权利要求2所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述作动器(200)上设置有吊耳(220)，所述吊耳(220)的两侧分别设置有所述衔铁，所述第一电磁线圈(320)分别位于所述作动器(200)的两侧且分别与所述吊耳(220)两侧的所述衔铁正对。

4.根据权利要求3所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述吊耳(220)通过第一V型作动机构(230)与所述第一主动盘(11)配合；所述作动器(200)还通过第二V型作动机构(240)与所述第二主动盘(21)配合。

5.根据权利要求1所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述缓冲结构(500)包括：缓冲活塞(510)，所述缓冲活塞(510)具有活塞杆(520)，所述活塞杆(520)与所述作动器(200)相连。

6.根据权利要求5所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述缓冲活塞(510)分别位于所述作动器(200)的两侧，该两个所述缓冲活塞(510)的活塞杆(520)成一体结构且穿设所述作动器(200)。

7.根据权利要求1所述的无级变速器(1000)，其特征在于，还包括：驻停块(600)，所述驻停块(600)上设置有朝向所述作动器(200)敞开的驻停槽，所述作动器(200)上设置有作动器槽(250)，所述作动器槽(250)内设置有挡位保持块(260)，所述驻停槽和所述挡位保持块(260)中的至少一个为第二电磁线圈，所述第二电磁线圈与所述PLC控制器相连，

在所述驻停槽和所述挡位保持块(260)磁性配合时所述挡位保持块(260)磁性吸附在所述驻停槽内以保持所述作动器(200)的当前位置，在所述驻停槽和所述挡位保持块(260)脱离磁性配合时所述挡位保持块(260)与所述驻停槽分离。

8.根据权利要求7所述的无级变速器(1000)，其特征在于，所述作动器槽(250)内设置有弹性抵压所述挡位保持块(260)的弹簧(270)。

9.根据权利要求5所述的无级变速器(1000)，其特征在于，还包括用于检测车速的速度传感器(700)，所述速度传感器(700)设置在所述缓冲活塞(510)的外周壁上且与所述PLC控制器相连。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的无级变速器(1000)。