CN106438906A - 一种圆锥带式汽车无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种圆锥带式汽车无级变速器，属于汽车变速器技术领域。本发明通过主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带相配合的机械传动系统以及电子控制系统，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。同时该变速器结构简单，操作容易，传动效率高，达到节能的目的。

Description

一种圆锥带式汽车无级变速器

技术领域

本发明属于汽车变速器技术领域，具体是涉及一种圆锥带式汽车无级变速器。

背景技术

汽车变速器是汽车中的关键部件之一，自动变速器是汽车变速器的发展方向，目前汽车自动变速器主要有行星轮式自动变速器和带式无级变速器，自动变速器从1904年美国通用汽车公司的凯迪拉克汽车采用了手操纵的三挡行星齿轮变速器和福特汽车采用了二挡行星齿轮变速器以来，发展很快，具有消除了驾驶员换挡技术的差异性、提供了良好的传动比转换性能、改善了车辆的动力性和通过性、可减轻驾驶员疲劳强度，提高行车的安全性、可减少发动机排气污染使发动机工作在最经济区等优点，但结构复杂，制造成本高、传动效率低、维修技术也较复杂。目前，常见的复合式行星齿轮机构有：辛普森式齿轮机构、拉维娜式行星齿轮机构和CR-CR式行星齿轮机构等。定轴式齿轮变速传动机构，它主要由平行轴、各档齿轮和湿式多片离合器等组成。

带式无级变速器CVT(Continuously Variable Transmission)技术即无级变速技术，采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)。由于CVT可以实现传动比的连续变化，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车的燃油经济性和动力性，改善驾驶员的操纵方便性和乘员的乘坐舒适性，所以它是理想的汽车传动装置，但结构复杂，变速效果不好。

针对上述问题，设计一种结构操作都简单的汽车无级变速器很有必要。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种圆锥带式汽车无级变速器，具有结构简单，操作容易，传动效率高，达到节能的目的。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种圆锥带式汽车无级变速器，包括机械传动系统和电子控制系统，所述机械传动系统包括安装在箱体内的行星齿轮机构、倒档制动器、前进档离合器和圆锥带式无级变速机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、若干行星轮、行星架和大齿轮，太阳轮上设有输入轴，且固接在输入轴上，所述输入轴通过轴承固接在箱体上，所述行星轮的内周与太阳轮啮合，外周与大齿轮啮合，所述行星架的轴空套在行星轮的中心孔内，行星架的右侧架与倒档制动器的主动盘轴相连，倒档制动器的从动盘与箱体固接，所述前进档离合器的主动盘轴与输入轴相连，前进档离合器的从动盘左面与大齿轮相连，所述圆锥带式无级变速机构包括主动圆锥摩擦轮轴、主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮轴、从动圆锥摩擦轮、传动带、中间轴、变速操纵套、制动盘和制动带，所述主动圆锥摩擦轮轴与前进档离合器的从动盘右面相连，且两端通过轴承固接在箱体上，所述主动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮轴上，所述从动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮的下侧，从动圆锥摩擦轮轴设置在从动圆锥摩擦轮上，且通过轴承固接在箱体上，所述中间轴设置在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮之间，且通过轴承固接在箱体上，所述变速操纵套设置在中间轴上，且夹在传动带的左右两侧，所述制动盘设置在从动圆锥摩擦轮的右端，所述制动带套在制动盘上；所述电子控制系统包括换档控制、倒档锁止控制、动力系统控制模块和液压控制系统，所述液压控制系统内设有油箱、过滤器、液压泵、四位五通液压阀、制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸，所述油箱、过滤器和液压泵之间通过管道依次连接，且液压泵通过管道与四位五通液压阀的进口端连接，所述制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸分别通过管道与四位五通液压阀的出口端连接。

作为优选，所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮位于同一平面，所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的横截面为梯形，主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥度相反设置，且主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮相邻的锥度线保持平行，所述主动圆锥摩擦轮的左侧直径是右侧直径的三倍，所述从动圆锥摩擦轮的右侧直径是左侧直径的三倍。

作为优选，所述中间轴位于主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮所在垂直面的中间。

作为优选，所述传动带套在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥面上。

作为优选，所述行星齿轮机构位于圆锥带式汽车无级变速器的左侧，圆锥带式无级变速机构位于圆锥带式汽车无级变速器的右侧。

作为优选，所述主动圆锥摩擦轮轴和从动圆锥摩擦轮轴之间设有张紧机构，主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带的表面为耐摩擦材料。

作为优选，所述行星轮的数量为三个，且均布在行星架上。

采用上述技术方案，汽车发动机动力驱动输入轴转动，输入轴带动太阳轮转动，行星轮的内周与太阳轮啮合，外周与大齿轮啮合，动力通过太阳轮、行星轮传动到大齿轮，前进档离合器的主动盘轴与输入轴相连，前进档离合器的从动盘左面与大齿轮相连，前进档离合器的从动盘右面与主动圆锥摩擦轮轴相连，大齿轮与主动圆锥摩擦轮轴同轴，主动圆锥摩擦轮轴带动主动圆锥摩擦轮转动，主动圆锥摩擦轮通过传动带带动从动圆锥摩擦轮转动，从动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮轴联结，从而发动机动力从从动圆锥摩擦轮轴输出。当倒档制动器啮合、前进档离合器分离时，主动圆锥摩擦轮轴反转，当倒档制动器分离、前进档离合器啮合时，主动圆锥摩擦轮轴正转。中间轴上套有变速操纵套，移动变速操纵套可使传动带在主动圆锥摩擦轮与从动圆锥摩擦轮上移动，从而改变变速器传动比，改变从动摩擦轮轴转速。

动力系统控制模块操纵电磁阀对变速器传动比的变换进行控制。动力系统控制模块将实际行驶条件与储存的行驶条件进行比较，以便进行换档控制，并根据各种传感器和开关传来的信号，确定传动比。同时通过液压控制系统进行连续调节，实现无级变速传动。油箱内的液压油通过过滤器、液压泵传送到四位五通液压阀，四位五通液压阀分别控制制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸的工作。

本发明具有的有益效果：通过主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带相配合的机械传动系统以及电子控制系统，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。同时该变速器结构简单，操作容易，传动效率高，达到节能的目的。

附图说明

图1是本发明机械传动系统的一种结构示意图；

图2是本发明行星齿轮机构的一种结构示意图；

图3是本发明电子控制系统的一种示意图；

图4是本发明液压控制系统的一种示意图。

图中：1、箱体；2、轴承；3、输入轴；4、太阳轮；5、行星轮；6、行星架；7、倒档制动器；8、大齿轮；9、前进档离合器；10、主动圆锥摩擦轮轴；11、主动圆锥摩擦轮；12、中间轴；13、变速操纵套；14、传动带；15、从动圆锥摩擦轮；16、从动圆锥摩擦轮轴；17、制动盘；18、制动带；19、行星齿轮机构；20、圆锥带式无级变速机构；21、换档控制；22、倒档锁止控制；23、动力系统控制模块；24、液压控制系统；25、油箱；26、过滤器；27、液压泵；28、四位五通液压阀；29、制动档油缸；30、倒档油缸；31、前进档油缸；32、空档；33、液压油；34、电磁阀；35、传感器；36、开关。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种圆锥带式汽车无级变速器，如图1-4所示，包括机械传动系统和电子控制系统，所述机械传动系统包括安装在箱体内的行星齿轮机构、倒档制动器、前进档离合器和圆锥带式无级变速机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、若干行星轮、行星架和大齿轮，太阳轮上设有输入轴，且固接在输入轴上，所述输入轴通过轴承固接在箱体上，所述行星轮的内周与太阳轮啮合，外周与大齿轮啮合，所述行星架的轴空套在行星轮的中心孔内，行星架的右侧架与倒档制动器的主动盘轴相连，倒档制动器的从动盘与箱体固接，所述前进档离合器的主动盘轴与输入轴相连，前进档离合器的从动盘左面与大齿轮相连，所述圆锥带式无级变速机构包括主动圆锥摩擦轮轴、主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮轴、从动圆锥摩擦轮、传动带、中间轴、变速操纵套、制动盘和制动带，所述主动圆锥摩擦轮轴与前进档离合器的从动盘右面相连，且两端通过轴承固接在箱体上，所述主动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮轴上，所述从动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮的下侧，从动圆锥摩擦轮轴设置在从动圆锥摩擦轮上，且通过轴承固接在箱体上，所述中间轴设置在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮之间，且通过轴承固接在箱体上，所述变速操纵套设置在中间轴上，且夹在传动带的左右两侧，所述制动盘设置在从动圆锥摩擦轮的右端，所述制动带套在制动盘上；所述电子控制系统包括换档控制、倒档锁止控制、动力系统控制模块和液压控制系统，所述液压控制系统内设有油箱、过滤器、液压泵、四位五通液压阀、制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸，所述油箱、过滤器和液压泵之间通过管道依次连接，且液压泵通过管道与四位五通液压阀的进口端连接，所述制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸分别通过管道与四位五通液压阀的出口端连接，所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮位于同一平面，所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的横截面为梯形，主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥度相反设置，且主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮相邻的锥度线保持平行，所述主动圆锥摩擦轮的左侧直径是右侧直径的三倍，所述从动圆锥摩擦轮的右侧直径是左侧直径的三倍，所述中间轴位于主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮所在垂直面的中间，所述传动带套在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥面上，所述行星齿轮机构位于圆锥带式汽车无级变速器的左侧，圆锥带式无级变速机构位于圆锥带式汽车无级变速器的右侧，所述主动圆锥摩擦轮轴和从动圆锥摩擦轮轴之间设有张紧机构，主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带的表面为耐摩擦材料，所述行星轮的数量为三个，且均布在行星架上。

采用上述技术方案，汽车发动机动力驱动输入轴转动，输入轴带动太阳轮转动，行星轮的内周与太阳轮啮合，外周与大齿轮啮合，动力通过太阳轮、行星轮传动到大齿轮，前进档离合器的主动盘轴与输入轴相连，前进档离合器的从动盘左面与大齿轮相连，前进档离合器的从动盘右面与主动圆锥摩擦轮轴相连，大齿轮与主动圆锥摩擦轮轴同轴，主动圆锥摩擦轮轴带动主动圆锥摩擦轮转动，主动圆锥摩擦轮通过传动带带动从动圆锥摩擦轮转动，从动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮轴联结，从而发动机动力从从动圆锥摩擦轮轴输出。当倒档制动器啮合、前进档离合器分离时，主动圆锥摩擦轮轴反转，当倒档制动器分离、前进档离合器啮合时，主动圆锥摩擦轮轴正转。中间轴上套有变速操纵套，移动变速操纵套可使传动带在主动圆锥摩擦轮与从动圆锥摩擦轮上移动，从而改变变速器传动比，改变从动摩擦轮轴转速。

动力系统控制模块操纵电磁阀对变速器传动比的变换进行控制。动力系统控制模块将实际行驶条件与储存的行驶条件进行比较，以便进行换档控制，并根据各种传感器和开关传来的信号，确定传动比。同时通过液压控制系统进行连续调节，实现无级变速传动。油箱内的液压油通过过滤器、液压泵传送到四位五通液压阀，四位五通液压阀分别控制制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸的工作。

本发明通过主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带相配合的机械传动系统以及电子控制系统，可以实现传动比的连续改变，从而得到传动系与发动机工况的最佳匹配。同时该变速器结构简单，操作容易，传动效率高，达到节能的目的。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种圆锥带式汽车无级变速器，包括机械传动系统和电子控制系统，其特征在于所述机械传动系统包括安装在箱体内的行星齿轮机构、倒档制动器、前进档离合器和圆锥带式无级变速机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮、若干行星轮、行星架和大齿轮，太阳轮上设有输入轴，且固接在输入轴上，所述输入轴通过轴承固接在箱体上，所述行星轮的内周与太阳轮啮合，外周与大齿轮啮合，所述行星架的轴空套在行星轮的中心孔内，行星架的右侧架与倒档制动器的主动盘轴相连，倒档制动器的从动盘与箱体固接，所述前进档离合器的主动盘轴与输入轴相连，前进档离合器的从动盘左面与大齿轮相连，所述圆锥带式无级变速机构包括主动圆锥摩擦轮轴、主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮轴、从动圆锥摩擦轮、传动带、中间轴、变速操纵套、制动盘和制动带，所述主动圆锥摩擦轮轴与前进档离合器的从动盘右面相连，且两端通过轴承固接在箱体上，所述主动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮轴上，所述从动圆锥摩擦轮设置在主动圆锥摩擦轮的下侧，从动圆锥摩擦轮轴设置在从动圆锥摩擦轮上，且通过轴承固接在箱体上，所述中间轴设置在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮之间，且通过轴承固接在箱体上，所述变速操纵套设置在中间轴上，且夹在传动带的左右两侧，所述制动盘设置在从动圆锥摩擦轮的右端，所述制动带套在制动盘上；所述电子控制系统包括换档控制、倒档锁止控制、动力系统控制模块和液压控制系统，所述液压控制系统内设有油箱、过滤器、液压泵、四位五通液压阀、制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸，所述油箱、过滤器和液压泵之间通过管道依次连接，且液压泵通过管道与四位五通液压阀的进口端连接，所述制动档油缸、倒档油缸和前进档油缸分别通过管道与四位五通液压阀的出口端连接。

2.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮位于同一平面，所述主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的横截面为梯形，主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥度相反设置，且主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮相邻的锥度线保持平行，所述主动圆锥摩擦轮的左侧直径是右侧直径的三倍，所述从动圆锥摩擦轮的右侧直径是左侧直径的三倍。

3.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述中间轴位于主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮所在垂直面的中间。

4.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述传动带套在主动圆锥摩擦轮和从动圆锥摩擦轮的锥面上。

5.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述行星齿轮机构位于圆锥带式汽车无级变速器的左侧，圆锥带式无级变速机构位于圆锥带式汽车无级变速器的右侧。

6.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述主动圆锥摩擦轮轴和从动圆锥摩擦轮轴之间设有张紧机构，主动圆锥摩擦轮、从动圆锥摩擦轮和传动带的表面为耐摩擦材料。

7.根据权利要求1所述的一种圆锥带式汽车无级变速器，其特征在于所述行星轮的数量为三个，且均布在行星架上。