CN107975578A

CN107975578A - 原始移位系统

Info

Publication number: CN107975578A
Application number: CN201711003897.3A
Authority: CN
Inventors: 曾焕雄; 曾国洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-05-01
Anticipated expiration: 2037-10-24
Also published as: JP2018071785A; CN107975578B; DE102017119799A1; TW201825808A; TWI761381B; KR20180045812A; JP6998010B2

Abstract

本发明提供一种原始移位系统。所述原始移位系统可包含一动力输出组件、一动力输入组件、一套环组件，及一连接组件以连接所述动力输出组件与动力输入组件。所述移位系统非常优越，因为所述移位系统仅使用齿轮和液压来传递动力，可用于从低扭矩到重载的任何扭矩情况，如大型客运汽车、大型卡车和重型机械。此外，不需要使用额外的能量来保持变速器在结合时“足够紧”以防止其“滑动”，且可增加动力传递的整体效率。

Description

原始移位系统

技术领域

本发明关于一种用于车辆的移位系统，特别是一种原始移位系统。所述原始移位系统即为改进的无段自动变速器中的移位系统，所述改进的无段自动变速器比传统的无段自动变速器更耐用，可用于产生更高的扭矩。

背景技术

一般来说，自动变速器基本上就是调节转换器，其独立逐步或无级地改变作为当前或预期操作条件函数的当下传动比，这些操作条件比如部分负载、推力和环境参数，后者比如温度、空气压力和湿度。这些调节转换器中包括基于电动，气动，流体动力学或流体静力学原理，或这些原理组合的调节转换器。

无段自动变速器通常包括可以从原动机接收扭矩的一第一轴、或是可以与第一轴平行的一第二轴、在两轴的每一个上面的可调节滑轮或滑轮，及一无尽柔性组件(如链条或皮带，以下简称链条)，连接所述两个滑轮以便当第一轴由原动机驱动时，将扭矩从第一轴传递到第二轴。两个滑轮是可调节的，为此，每个滑轮包括固定到相应轴上的一第一锥形凸缘，及可与第一凸缘一起旋转的一第二锥形凸缘，所述第二锥形凸缘相对于相应轴轴向移动，朝向和远离相应的第一凸缘。滑轮的这种可调节性使得链条可以将其一个环形部分径向向内移向一个轴，而其它环形部分径向向外移动并远离另一个轴，反过来也是这样。

无段自动变速器通常优于自动变速器，后者采用结合所谓的旁路或锁止离合器的动力学变矩器，自动变速器这样设计的理由是因为进入不同齿轮比的变化总是逐渐发生而无任何可观的冲击，无段自动变速器为机动车辆的乘客提供更大的舒适度。此外，在动力传动中使用无段自动变速器意味着大大地节省汽车的燃料需求。

但是，由于无段自动变速器使用“锥形皮带轮”概念或皮带/链条驱动系统的物理限制，传统的无段自动变速器只能用于小型乘用车和轻型机械等低扭矩情况。此外，无段自动变速器的锥体或带/链条必须保持紧密，以便提供足够的摩擦力以能够成功地传递动力并防止“滑动”。用于保持锥体和皮带/链条紧密的这种能量实际上是浪费能量的另一种形式，从而降低总体效率。

此外，在传统的无段自动变速器中，从油门踏板压低到车子加速时，存在“滞后”时间，这也是由于传统的无段自动变速器系统的锥形皮带轮或皮带/链条的物理限制导致加速度较慢和扭矩不足。另外，传统的无段自动变速器也有噪音、振动和粗糙度的问题。由于传统的无段自动变速器的结构复杂，其可靠性和耐久性降低。因此，仍然需要一种改进的移位系统来克服上述问题。

发明内容

本发明是于2015年9月20日提交的序号第14/859,302号的部份延续案(CIP)，等待核准中，现在把它通过引用并入本文。

本发明提供一种原始移位系统，包括：

一动力输入组件，具有一动力源、一液压动力传动系统、一主旋臂与一可调齿轮组件；

一动力输出组件，具有通过一第一轴与一第一齿轮连接的一第一飞轮、通过一第二轴与一第二齿轮连接的一第二飞轮、一主杆、一输出齿轮及一输出轴，所述第一飞轮与在所述主杆上方的一主杆齿条结合，而所述第二飞轮与在所述主杆底部的一主杆齿条结合；

一套环组件具有一滑动套环，所述滑动套环用于在所述主旋转轴上滑动并枢轴连接所述可调齿轮组件；

一连接组件具有一旋转臂、多个连接所述可调齿轮组件的滑动袖套，及一曲柄销，所述曲柄销自所述旋转臂枢轴延伸并枢轴连接一连杆，所述连杆枢轴连接所述主杆；

所述液压动力传动系统具有至少一个液压缸，一液压定位杆从所述液压缸延伸，所述液压定位杆另一端用于连接至一端板以控制所述可调齿轮组件的移动，

所述可调齿轮组件具有一第一担架，所述第一担架一端与所述滑动套环的一上部枢轴连接，另一端与设于所述旋转臂的一第一滑动袖套枢轴连接；及一第二担架，所述第二担架一端与所述滑动套环的一下部枢轴连接，另一端与设于所述旋转臂的一第二滑动袖套枢轴连接，

所述旋转臂以循环的方式旋转以驱动所述连杆与所述主杆，进一步驱动所述第一齿轮与所述第二齿轮及所述输出齿轮，所述改进的无段自动变速器所提供的速度与扭矩由所述旋转臂上的所述第一担架与所述第二担架间的距离所控制。

本发明的提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器仅使用齿轮和液压来传递动力，可用于从低扭矩到重载的任何扭矩情况，如大型客运汽车、大型卡车和重型机械。

本发明的另一个实施例提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器仅使用齿轮和液压来传递动力，所以没有必要使用额外的能量来保持变速器“足够紧”，以防止任何“滑动”。

本发明的又一个实施例提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器仅使用齿轮和液压来传递动力，所以功率的传递是实时的，不会受到加速度的“滞后”的影响，从而提高传动系统的控制、效率和安全性。

本发明的再一个实施例提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器仅使用齿轮和液压来传递动力，以消除传统无段自动变速器中与加速相关的噪声，振动和粗糙度问题。

本发明的又再一个实施例提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器具有相当简单的结构而更加可靠耐用，且制造成本可以大大降低。

本发明的又再一个实施例提供一种原始移位系统，无段自动变速器无论速度和条件如何，都可以设计成最合适和最有效率的传动比，以降低能耗。

本发明的又再一个实施例提供一种原始移位系统，所述无段自动变速器仅使用齿轮和液压来传递动力，可以用于自动赛车或爬山等场合，因为它具有瞬时和相当加速的能力。

各种实施例在本文提供的附图和描述中展示。但是，应当理解，本发明不限于附图中所示和具体描述的实施方式。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的原始移位系统的示意图。

图2为本发明一实施例提供的动力输出组件的示意图。

图3为本发明一实施例提供的动力输出组件的主杆和飞轮的示意图。

图4为本发明一实施例提供的动力输出组件的第一齿轮和第二齿轮及输出齿轮的示意图。

图5为本发明一实施例提供的的套环组件的示意图。

图6为本发明一实施例提供的当旋转臂上的担架打开以达到高速低扭矩目标时的动力输入组件的示意图。

图7为本发明一实施例提供的当担架在旋转臂上相互移动，以达成高扭矩和低速度的目标的动力输入组件的示意图。

图8为本发明一实施例提供的的参数R。

图9为本发明一实施例提供的当旋转臂平行于连杆时，原始移位系统的示意图。

图10为本发明一实施例提供的当旋转臂旋转到平行于连杆时，原始移位系统的示意图。

图11为本发明一实施例提供的当旋转臂从图9旋转180度时，原始移位系统的示意图。

图12为本发明一实施例提供的当旋转臂从图9旋转270度时，原始移位系统的示意图。

标号说明：

1 第一飞轮

2 第二飞轮

3 第一齿轮

4 第二齿轮

5 输出齿轮

6 输出轴

7 第一轴

8 第二轴

9 主杆

10 主杆齿条

11 连杆

12 枢转机构

13 枢转铰链

14 第一方向

15 第二方向

16 曲柄销

17 轨道

18 旋转臂

19 第一担架

19’ 第二担架

20 第一滑动袖套

20’ 第二滑动袖套

21 主旋转轴

22 液压定位杆

23 下部

23’ 下凸缘

24 上部

24’ 上凸缘

25 端板

26 前套环

27 液压缸

28 减速器

29 输入齿轮

30 输入轴

31 滑动轮

32 液压油管

33 控制单元

34 中套环

35 后套环

36 滑动套环

37 平衡销

38 液压油管

39 油泵

40 动力源

100 动力输出组件

200 动力输入组件

300 套环组件

400 连接组件

Rx 旋转臂中间部分与上(或下)凸缘部分间的距离

R₀ 第一飞轮或第二飞轮的半径

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。应当理解，相同或等效的功能和组件也可以由旨在包含在本发明的精神和范围内的不同实施例来实现。

除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的具有相同的含义。尽管与本发明相似或等同的任何方法、装置和材料可用于本发明的实践或测试中，但是现在描述示例性方法、装置和材料。

所提及的所有出版物通过引用并入本文，目的是描述和揭露例如可以结合当前描述的发明使用的出版物中描述的设计和方法。上文、下文和整个文本中列出或讨论的出版物仅因在本申请案提交之前揭露而提供。本文中的任何内容都不得被解释为承认发明人凭借先前的发明而无权提前公开此揭露内容。

如在本说明书和整个权利要求中所使用的，“一”和“所述”的含义包括提及多个，除非上下文另有明确规定。此外，如在本文的描述和整个权利要求中所使用的，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等应被理解为是开放式的，即意味着包括但不限于。如在本说明书和所有权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则“在”包含“在其内”与“在其上”。

可以理解，虽然术语第一、第二等。可用于描述各种组件，这些组件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素与另一个元素区分开。例如，第一组件可以被称为第二组件，并且类似地，第二组件可以被称为第一组件，而不脱离实施例的范围。如本文所使用的，术语“和/”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

应当理解，当组件被称为被“连接”或“耦合”到另一组件时，它可以直接连接或耦合到另一个组件，或者可以存在中间组件。相反，当组件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一组件时，不存在中间组件。

如图1至图3所示，本发明提供一种原始移位系统。所述原始移位系统即为本发明关于改进的无段自动变速器的移位系统。所述原始移位系统可包括一动力输出组件100、一动力输入组件200、一套环组件300，及一连接组件400。所述连接组件400连接动力输出组件100与动力输入组件200。在一实施例中，所述移位系统用于无段自动变速器中。动力输出组件100可包括通过一第一轴7与一第一齿轮3连接的一第一飞轮1，及通过一第二轴8与一第二齿轮4连接的一第二飞轮2。在一实施例中，第一飞轮1能与一主杆9上方的一主杆齿条10结合，而第二飞轮2能与主杆9底部的主杆齿条10结合。

主杆9通过一枢转铰链13枢轴连接一连杆11以形成一枢转机构12，因此当动力由动力输入组件200产生时，所述动力能用来通过连接组件400驱动连杆11。在一实施例中，主杆9朝向一第二方向15移动，如图1到图3所示，且所述主杆10以“齿条和小齿轮啮合”的方式与第一飞轮1及第二飞轮2进行结合。与此同时，第二飞轮2以及第二齿轮4通过第二轴8以顺时针方式旋转，第二齿轮4可通过一输出轴6来驱动输出齿轮5以逆时针方式旋转来与至少一输出齿轮5进行结合。输入齿轮5也与所述第一齿轮3结合以驱动第一齿轮3以及第一飞轮1以顺时针方式旋转，但是，当主杆9朝向所述第二方向15移动时，第一飞轮1应该以逆时针方式旋转。由于以不同方向旋转的两个不同的动量同时应用于第一飞轮1，所述第一飞轮1可能会变成闲置。值得注意的是主杆9配置多个滑动轮31，所述滑动轮31沿着主杆9每一侧的一轨道17滑动。

在另一实施例中，主杆9朝向如图1到图3所示的一第一方向14移动，且主杆10以“齿条与小齿轮啮合”的方式与第一飞轮1及第二飞轮2进行结合。现阶段中，第一飞轮1以及第一齿轮3通过第一轴7以顺时针方式旋转，且第一齿轮3被配置成与具有输出轴6的至少一个输出齿轮5啮合，并以逆时针方式驱动输出齿轮5旋转。输入齿轮5也与第二齿轮4结合以驱动第二齿轮4以及第二飞轮2以顺时针方式旋转。但是，当主杆9朝向第一方向14移动时，第二飞轮2应该以逆时针方式旋转。由于以不同方向旋转的两个不同的动量同时应用于第二飞轮2，第二飞轮2可能会变成闲置。

值得注意的是，不管主杆9的移动方向如何，如图4所示，第一齿轮3及第二齿轮4始终以顺时针方式旋转，且输出齿轮5总是以逆时针方式旋转。然后动力可以通过输出轴6以逆时针方式输出。

参见图1，动力输入组件200可包含一输入齿轮29、一输入轴30与一动力源40。在一实施例中，输入齿轮29与一减速器28结合。一主旋转轴21的一端插入减速器28的中心，另一端与一旋转臂18连接，所以旋转臂18可以由减速器28通过主旋转轴21驱动。

动力输入组件200可进一步包括一液压缸27。所述液压缸27耦接一液压定位杆22。且所述液压缸27的移动是由一控制单元33所控制。所述液压定位杆22连接到一端板25。如图5所示，动力输入组件200可具有一套环组件300。所述动力输入组件200可包括一前套环26、一中套环34、一后套环35及一滑动套环36。滑动套环36用于在主旋转轴21上滑动及转动。且所述前套环26与后套环35两者皆耦接滑动套环36。所以三个套环(前套环26、后套环35和滑动套环36)能以一个单元于主旋转轴21上旋转。值得注意的是，中套环34是一个非旋转套环并且被前套环26与后套环35包夹，中套环34也能在主旋转轴21上滑动。滑动套环36可以在主旋转轴21上往复滑动，因为中套环34到端板25且所述端板25由液压缸27所移动。

动力输入组件200也能包括一第一担架19。所述第一担架19一端连接到一上凸缘24’。所述上凸缘24’设于一第一滑动袖套20。所述第一担架19的另一端连接到滑动套环36的一上部24。而一第二担架19’一端连接到一下凸缘23’。所述下凸缘23’设于一第二滑动袖套20’。所述第二担架19’的另一端连接到滑动套环36的一下部23。在一实施例中，所述第一担架19和所述第二担架19’被布置成如图1所示的V形构造。在另一实施例中，动力输入组件200可包含一油泵39。所述油泵39通过液压油管32与38以供应油至液压缸27与控制单元33。

在一个实施例中，当液压缸27朝向旋转臂18移动时，所述液压缸27通过液压定位杆22推动端板25，且进一步朝向旋转臂18推动滑动套环36。与此同时，因为所述第一担架19和所述第二担架19’枢轴连接所述滑动套环36的上部24与下部23以及上凸缘24’与下凸缘23’，第一滑动袖套20与第二滑动袖套20’接着被驱动以分别沿旋转臂18上下移动，如图6所示。现阶段中，旋转臂18上所述第一担架19和所述第二担架19’间的距离增加，这类似于具有较高速度但较低扭矩的车辆变速器中的“上移”。

另一实施例中，当液压缸27缩回以自旋转臂18拉回所述端板25，滑动套环36也由旋转臂18拉回，进一步驱动所述第一担架19和所述第二担架19’在旋转臂18上彼此靠近，如图7所示。现阶段中，旋转臂18上所述第一担架19和所述第二担架19’间的距离减少，类似于具有较低速度但较高扭矩的车辆变速器中的“下降”。

请参阅图8，一参数R可被定义为Rx/R₀，其中Rx为变量，指出旋转臂18中间部分与上(或下)凸缘部分间的距离，R₀是第一飞轮1或第二飞轮2的半径。根据前述实施例的论述，当液压缸27朝向旋转臂18移动时，旋转臂18上所述第一担架19和所述第二担架19’的距离增加，也就是Rx如图8所示一样增加。假设R₀是定值，我们可以得出结论：所得的参数R越高，变速器可以提供的速度更高以及扭矩更低。反过来，当参数R较低时，表示速度较低但扭矩较高。

连接组件400可包括旋转臂18、第一滑动袖套20上的上凸缘24’、第二滑动袖套20’上的下凸缘23’、一平衡销37及自上凸缘24’对面延伸的一曲柄销16。曲柄销16枢轴连接连杆11，所以动力输入组件200产生的动力能被传输到动力输出组件100。

图9到图12表明动力是如何通过改进的无段自动变速器，由动力输入组件200传输至动力输出组件100。旋转臂18由0度(旋转臂18平行于连杆11)开始，而当动力从动力输入组件200开始输出时，主旋转轴21被驱动来旋转旋转臂18至90度，也就是旋转臂18垂直于主旋转轴21，接着180度及270度以完成整个动力传输周期。在动力传输周期期间，连杆11被驱动来移动主杆9去驱动第一飞轮1与第二飞轮2，并如上述所述驱动过程进一步驱动输出齿轮5与输出轴6。

与传统的无段自动变速器相比，本发明优点突出，因为本发明中的改进的无段自动变速器仅利用齿轮和液压来传递动力。进一步来说，其速度与扭矩可由所述第一担架19和所述第二担架19’在旋转臂18上的开展程度来控制，而旋转臂18由液压缸27所控制。本发明不需要使用额外的能量来保持变速器在结合时“足够紧”以防止其“滑动”，且将增加功率传输的总体效率。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种原始移位系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的原始移位系统，其特征在于，所述第一飞轮与所述第二飞轮以齿条和小齿轮啮合的方式与所述主杆的所述主杆齿条结合。

3.根据权利要求1所述的原始移位系统，其特征在于，所述动力输入组件进一步包括自所述动力源延伸并连接一输入齿轮的一输入轴，所述输入齿轮与一减速器结合。

4.根据权利要求3所述的原始移位系统，其特征在于，所述主旋转轴由所述减速器驱动。

5.根据权利要求1所述的原始移位系统，其特征在于，当所述液压缸朝向所述旋转臂移动以通过所述液压定位杆推动所述端板，并进一步推动所述滑动套环朝向所述旋转臂时，枢轴连接所述滑动套环的上部与下部的所述第一担架与所述第二担架以及所述第一滑动袖套与所述第二滑动袖套皆被驱动从而在所述旋转臂上分别上下移动来增加所述第一滑动袖套与所述第二滑动袖套间的距离。

6.根据权利要求1所述的原始移位系统，其特征在于，所述液压缸缩回以自所述旋转臂拉回所述端板与所述滑动套环来进一步驱动所述第一担架与所述第二担架在旋转臂上彼此靠近。