CN106884945B - 机械液压双控无级变速器 - Google Patents

机械液压双控无级变速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机械液压双控无级变速器，包括套设在第一传动轴上的主动带轮、套设在第二传动轴上的从动带轮和卷绕在主动带轮和从动带轮上的传动皮带；所述第一传动轴上安装有第一弹性元件，该第一弹性元件沿靠近主动带轮固定盘的方向对主动带轮可动盘施力；所述第二传动轴上安装有第二弹性元件，该第二弹性元件沿靠近从动带轮固定盘的方向对从动带轮可动盘施力；在所述第一传动轴上还安装有液压缸，该液压缸的活塞杆与主动带轮可动盘抵接。本发明采用机械液压结合方式，实现速比调节，主动带轮的夹紧力主要由第一弹性元件通过机械方式提供，其余部分由液压缸提供，能够减小液压系统的功率消耗，提高传动效率。

Description

机械液压双控无级变速器
技术领域
本发明涉及车辆变速器技术领域，尤其是能够应用到新能源汽车上的机械液压双控无级变速器。
背景技术
无级变速器又称CVT，它采用传动带和工作直径可变的主、从动带轮相配合来传递动力，其速比在一定范围内能够连续变化，发动机可以工作在最佳工作区域，因此，装备该类型变速器的汽车具有良好的平顺性和经济性。
传统的无级变速器采用液压系统为主、从动带轮提供夹紧力，并且通过液压系统改变主动带轮可动盘的轴向位移来调剂速比，由于需求的夹紧力较大，因此液压系统工作压力大，消耗的功率大，造成该类变速器传动效率普遍较低。
传统无级变速器液压系统的液压泵由发动机直接驱动，在新能源汽车的电动工况下，液压泵将停止工作，不能保证液压系统的油压。因此，若要在新能源汽车上使用该类型的变速器，则需要设置专门的电机驱动液压泵，而该电机的功率将会很大，这在一定程度上限制了无级变速器在新能源汽车上的应用。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种机械液压双控无级变速器，能够减小液压系统的功率消耗，并提高变速器的传动效率，便于在新能源汽车上使用。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种机械液压双控无级变速器，包括套设在第一传动轴上的主动带轮、套设在第二传动轴上的从动带轮和卷绕在所述主动带轮和从动带轮上的传动皮带；
所述主动带轮包括主动带轮可动盘和主动带轮固定盘，从动带轮包括从动带轮可动盘和从动带轮固定盘，所述主动带轮和从动带轮能够分别通过主动带轮可动盘和从动带轮可动盘的轴向移动而改变其与传动皮带配合的槽宽，其特征在于：
所述第一传动轴上安装有第一弹性元件，该第一弹性元件沿靠近主动带轮固定盘的方向对主动带轮可动盘施力；
所述第二传动轴上安装有第二弹性元件，该第二弹性元件沿靠近从动带轮固定盘的方向对从动带轮可动盘施力；
在所述第一传动轴上还安装有液压缸，该液压缸的活塞杆与主动带轮可动盘抵接。
采用以上结构，主动带轮的夹紧力由弹性元件和液压缸共同提供，即主动带轮的夹紧力主要由第一弹性元件通过机械方式提供，其余部分由液压缸提供，并通过液压缸改变主动带轮可动盘的轴向位移，进而调节变速器的速比，相比传统无级变速器，大大降低了液压系统的功率消耗，能够提升变速器传动效率。
作为优选，所述液压缸通过液压泵连接有油箱，该液压泵连接有电机，以方便控制液压缸动作，由于有第一弹性元件为主动带轮提供主要夹紧力，因此对电机功率需求较低。
作为优选，所述油箱和液压泵之间设有油液滤清器，以确保液压系统油液清洁。
作为优选，所述液压缸与液压泵之间还设有换向阀和溢流阀，利用换向阀控制液压油流入或流出液压缸油腔，以实现对液压缸的运动，溢流阀能够调节液压油路压力，确保液压系统的稳定运行，可靠性较好。
作为优选，所述第一弹性元件和第二弹性元件均为碟形弹簧，采用以上结构，利用碟形弹簧的变刚度特性，在其变形量发生改变时，其提供给主动带轮和从动带轮的夹紧力也相应发生改变，以保证转矩的可靠传递。
作为优选，所述第一弹性元件通过前挡板和后挡板安装到第一传动轴上，其中，前挡板固套在第一传动轴上，后挡板与主动带轮可动盘固定，且与主动带轮可动盘之间留有安装所述液压缸的空间，所述第一弹性元件两端分别抵接在前挡板和后挡板上。该结构能够确保第一弹性元件的可靠安装，并为液压缸的装配提供便利。
作为优选，所述第一传动轴中心沿轴向设置有连通至液压缸油腔的油道，以方便向液压缸供给液压油。
有益效果：
采用以上技术方案的机械液压双控无级变速器，采用机械液压结合方式，实现速比调节，主动带轮的夹紧力主要由第一弹性元件通过机械方式提供，其余部分由液压缸提供，能够减小液压系统的功率消耗，提高传动效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1、第一传动轴，2、主动带轮，21、主动带轮可动盘，22、主动带轮固定盘，3、第二传动轴，4、从动带轮，41、从动带轮可动盘，42从动带轮固定盘，5、传动皮带，6、第一弹性元件，61、前挡板，62、后挡板，7、第二弹性元件，8、液压缸，81、液压泵，82、油箱，83、电机，84、油液滤清器，85、换向阀，86、溢流阀，87、液压管路。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种机械液压双控无级变速器，包括相互平行的第一传动轴1和第二传动轴3，该第一传动轴1和第二传动轴3均通过轴承可转动地支撑在变速器箱体(图中未示出)上，在第一传动轴1上套设有主动带轮2，第二传动轴3上套设从动带轮4，主动带轮2和从动带轮4上卷绕传动皮带5，主动带轮2随第一传动轴1转动过程中，能够通过传动皮带5带动从动带轮4转动。
主动带轮2包括正对设置的主动带轮可动盘21和主动带轮固定盘22，主动带轮固定盘22固套在第一传动轴1上，主动带轮可动盘21在随第一传动轴1转动的同时，可以在一定范围内沿第一传动轴1轴向滑动，即朝着靠近或远离主动带轮固定盘22的方向运动，使得主动带轮2与传动皮带5配合的槽宽发生改变。
从动带轮4的结构大致与主动带轮2相同，包括正对设置的从动带轮可动盘41和从动带轮固定盘42，从动带轮固定盘42固套在第二传动轴3上，从动带轮可动盘41可以沿第二传动轴3轴向滑动，以改变从动带轮4与传动皮带配合的槽宽，为便于实现其槽宽调整，主动带轮可动盘21、主动带轮固定盘22、从动带轮可动盘41和从动带轮固定盘42均具有适当锥度，当主动带轮2和从动带轮4槽宽发生变化时，变速器速比即发生改变。
本实施例中，第二传动轴3上从动带轮可动盘41和从动带轮固定盘42的设置方向与第一传动轴1上主动带轮可动盘21和主动带轮固定盘22的设置方向正好相反，即第一传动轴1上主动带轮可动盘21在前，主动带轮固定盘22在后，而第二传动轴3上，从动带轮固定盘42在前，从动带轮可动盘41在后，当然，主动带轮2和从动带轮4的布局不限于上述形式，也可以根据变速器实际安装空间灵活确定。
第一传动轴1在主动带轮可动盘21远离主动带轮固定盘22的一侧安装有第一弹性元件6，该第一弹性元件6为碟形弹簧，其通过前挡板61和后挡板62安装到第一传动轴1上，其中，前挡板61固套在第一传动轴1上，第一弹性元件6前端与前挡板61抵接或固定，后端抵接或固定在后挡板62上，后挡板62径向外缘向后延伸并固定到主动带轮可动盘21上，第一弹性元件6沿着靠近主动带轮固定盘22的方向向主动带轮可动盘21施力，即将主动带轮固定盘22推向主动带轮可动盘21，以保持对传动皮带5的夹紧力。
后挡板62径向外缘向后延伸后，在后挡板62与主动带轮可动盘21之间形成一容纳空间，在该空间内的第一传动轴1上套设有液压缸8，液压缸8的活塞杆向后延伸，并与主动带轮可动盘21连接固定，可以带动主动带轮可动盘21沿第一传动轴1轴向向前或向后滑动。
在第一传动轴1前端中心加工有沿轴向延伸的油道，该油道与液压缸8的油腔连通，并连接有为液压缸8供给液压油的液压管路87，液压管路87上依次设置有换向阀85、溢流阀86、液压泵81、油液滤清器84和油箱82，液压泵81连接有电机83，可以通过该电机83控制液压泵81工作，从而将油箱82中的液压油泵入液压管路87中，通过换向阀85控制液压油流入或流出液压缸8，以改变活塞杆的运动方向，溢流阀86用于平衡液压管路87内油压。
本实施例中，液压管路87与第一传动轴1前端油道间采用动密封，以确保第一传动轴1转动过程中，仍能保证向液压缸8内供油。当然，也可以在液压缸8与第一传动轴1之间增加轴承，使液压缸8能够与第一传动轴1相对转动，并将液压缸8与变速器相同固定，其活塞杆端面与主动带轮可动盘21端面间也采用例如推力球轴承滑动配合，这样，第一传动轴1转动时，液压缸8处于相对静止状态，方便供给液压油。
第二传动轴3在从动带轮可动盘41后端，即从动带轮可动盘41远离主动带轮固定盘42的一侧安装有第二弹性元件7，该第二弹性元件7同样为碟形弹簧，其向着靠近主动带轮固定盘42的方向对从动带轮可动盘41施力，以提供从动带轮4对传动皮带5的夹紧力。
从动带轮4对传动皮带5的夹紧力全部由第二弹性元件7提供，而主动带轮2对传动皮带5的夹紧力则由第一弹性元件6和液压缸8共同提供，并且第一弹性元件6提供压力大于液压缸8压力。
车辆巡航过程中，在一定速比下，第一弹性元件6和第二弹性元件7均具有一定的压缩量，分别为主动带轮2和从动带轮4提供夹紧力，液压缸8内的液压油具有一定的压力，为主动带轮2提供部分夹紧力，此时，电机83驱动液压泵81不工作，变速器稳定地工作在一定速比下。
当需要速比发生变化时，电机83控制液压泵81工作，液压油经液压管路87流入液压缸8的油腔内，使主动带轮可动盘21的轴向位移发生变化，同时从动带轮可动盘41的轴向位移相应发生变化，实现速比的调节，并且第一弹性元件6和第二弹性元件7的形变量也会相应发生变化，其提供给主动带轮2和从动带轮4的夹紧力会适应性地改变，以保证转矩的可靠传递。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种机械液压双控无级变速器，包括套设在第一传动轴(1)上的主动带轮(2)、套设在第二传动轴(3)上的从动带轮(4)和卷绕在所述主动带轮(2)和从动带轮(4)上的传动皮带(5)；
所述主动带轮(2)包括主动带轮可动盘(21)和主动带轮固定盘(22)，从动带轮(4)包括从动带轮可动盘(41)和从动带轮固定盘(42)，所述主动带轮(2)和从动带轮(4)能够分别通过主动带轮可动盘(21)和从动带轮可动盘(41)的轴向移动而改变其与传动皮带(5)配合的槽宽，其特征在于：
所述第一传动轴(1)上安装有第一弹性元件(6)，该第一弹性元件(6)沿靠近主动带轮固定盘(22)的方向对主动带轮可动盘(21)施力；
所述第二传动轴(3)上安装有第二弹性元件(7)，该第二弹性元件(7)沿靠近从动带轮固定盘(42)的方向对从动带轮可动盘(41)施力；
在所述第一传动轴(1)上还安装有液压缸(8)，该液压缸(8)的活塞杆与主动带轮可动盘(21)抵接；
所述第一弹性元件(6)通过前挡板(61)和后挡板(62)安装到第一传动轴(1)上，其中，前挡板(61)固套在第一传动轴(1)上，后挡板(62)与主动带轮可动盘(21)固定，且与主动带轮可动盘(21)之间留有安装所述液压缸(8)的空间，所述第一弹性元件(6)两端分别抵接在前挡板(61)和后挡板(62)上。
2.根据权利要求1所述的机械液压双控无级变速器，其特征在于：所述液压缸(8)通过液压泵(81)连接有油箱(82)，该液压泵(81)连接有电机(83)。
3.根据权利要求2所述的机械液压双控无级变速器，其特征在于：所述油箱(82)和液压泵(81)之间设有油液滤清器(84)。
4.根据权利要求2所述的机械液压双控无级变速器，其特征在于：所述液压缸(8)与液压泵(81)之间还设有换向阀(85)和溢流阀(86)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机械液压双控无级变速器，其特征在于：所述第一弹性元件(6)和第二弹性元件(7)均为碟形弹簧。
6.根据权利要求1所述的机械液压双控无级变速器，其特征在于：所述第一传动轴(1)中心沿轴向设置有连通至液压缸(8)油腔的油道。
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