CN108591385A - 一种发电式无级齿轮变速器 - Google Patents

一种发电式无级齿轮变速器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种发电式无级齿轮变速器，至少包括输入轴、输出轴、行星轮、太阳轮以及外齿圈，所述的发电式无级齿轮变速器包括外壳、输入轴齿机构、发电机构、调节机构和输出齿圈机构；其中输入轴齿机构由输入轴和设置于输入轴顶端的第一太阳轮组成；发电机构由第一行星架、安装于第一行星架上的行星轮、发电机和第二太阳轮组成；所述调节机构由第一外齿圈、第二行星架、安装于第二行星架上的行星轮、副输出轴组成；所述输出齿圈机构由第二外齿圈和主输出轴组成。该变速器结构相对简单，能够根据所承受载荷自行变速，并且将部分损失的能量进行回收。

Description

一种发电式无级齿轮变速器
技术领域
本发明涉及一种变速器领域，具体涉及一种无级变速式齿轮变速器，特别是涉及一种能够进行发电的无级齿轮变速器。
背景技术
变速器是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比，又称变速箱。变速器由变速传动机构和操纵机构组成，有些汽车还有动力输出机构。传动机构大多用普通齿轮传动，也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和同步器等。
目前变速器可按照变速形式分为有级式变速器和无级式变速器，有级式变速器是使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(普通变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。无级变速器是指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以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)。
目前的无级式变速器(CVT)技术主要是采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，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。目前主要存在有以下两点不足：1、传动带容易损坏，无法承受较大的载荷。2、车辆在公路行驶时都需要经历从起步加速至恒速，以及爬坡丶下坡丶减速、停车等一系列的动作，在上述作业过程中很多能量可以进行回收，然而目前没有任何一款能上述能量进行回收的变速器。
发明内容
本发明针对上述现有技术中的不足，提供了一种集齿轮式无级变速与能量回收于一体的发电式无级齿轮变速器，该变速器结构相对简单，能够根据所承受载荷自行变速，并且将部分损失的能量进行回收。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种发电式无级齿轮变速器，至少包括输入轴、输出轴、行星轮、太阳轮以及外齿圈，所述的发电式无级齿轮变速器包括外壳、输入轴齿机构、发电机构、调节机构和输出齿圈机构；
其中输入轴齿机构由输入轴和设置于输入轴顶端的第一太阳轮组成；发电机构由第一行星架、安装于第一行星架上的行星轮、发电机和第二太阳轮组成，输入轴齿机构位于第一行星架的内部，且第一太阳轮与第一行星架上的行星轮相啮合，第二太阳轮固定连接于第一行星架的的外侧轴心处，第一行星架的里端与发电机的转子相连接，当发电机构的行星架及太阳轮转动时，带动发电机的转子旋转从而进行发电；
所述调节机构由第一外齿圈、第二行星架、安装于第二行星架上的行星轮、副输出轴组成，其中第一外齿圈、第二行星架以及副输出轴三者依次固定连接为一体式结构，三者同步旋转，其中第一外齿圈套在第一行星架的行星轮上且相啮合，第二行星架上的行星轮与第二太阳轮相啮合；
所述输出齿圈机构由第二外齿圈和主输出轴组成，两者固定连接为一体，其中第二外齿圈套在第二行星架的行星轮上且相啮合，主输出轴为空心轴，其套在副输出轴的外部，且两者之间存在间隙。
所述外壳呈圆筒状，由上盖、下盖和筒体组成，三者之间通过螺栓固定连接；其中上盖上设置有供主输出轴穿过的圆孔，所述筒体的内壁与主输出轴之间安装有轴承；下盖上设置有供第一行星架穿过的圆孔，所述筒体的内壁与第一行星架之间安装有轴承。
所述的发电机的转子为筒式结构，其内部沿其轴线方向设置有可供输入轴穿过的通孔。
所述的输入轴与电动机或内燃机连接。
本发明所提供的发电式无级齿轮变速器的工作原理如下：本装置中主要是根据输出端阻力大小(即载荷大小)由发电机构、调节机构相互齿合相互制约来达到实时无级变速和能量回收的效果。其中输入轴齿机构的作用是输入动力；所述发电机构的作用是以发电产生阻力来自动调节转速；所述调节机构的作用是平衡发电阻尼大小和输出端阻力大小配速，在载荷越大时调节机构将输入动力倾向于分配至发电机构，当载荷越小时调节机构将输入动力倾向于分配至发电机构。所述输出齿圈机构的作用是输出动力。
当使用有该变速器的车辆在空转或者恒速行驶时，此时主输出轴的载荷低于发电机的阻力，这时发电机构不转动发电，第一太阳轮顺时针带动第一行星架上的行星轮逆时针自转，并进一步带动第一外齿圈逆时针转动，由于调节机构中的第一外齿圈和第二行星架为一体结构，因此又会带动第二外齿圈逆时针转动，从而从主输出轴输出动力。此时传动比最小。
车辆在起步段、加速段或上坡段时，需要的载荷逐渐增大，需要较大传动比才能稳定起步或上坡。随着载荷逐渐增大，此时动力从第一太阳轮输入，从第一行星架和第一内齿圈输出，由于第一行星架和第二太阳轮为一体式，第一内齿圈和第二行星架为一体式，因此动力从第二太阳轮与第二行星架输入，从第二内齿圈合成后输出，此时主输出轴逆时针旋转，副输出轴逆时针旋转。
随着载荷进一步增大，副输出轴的转速逐渐降低，当载荷增大到某个临界点时，副输出轴停止旋转，即调节机构停止转动，此时，第一太阳轮带动第一行星架顺时针转动，即带动发电机构转动，发电机构的转动带动发电机转子转动进行发电。与此同时，发电机构中的第二太阳轮通过第二行星架上的行星轮进而带动第二内齿圈逆时针转动，从而从主输出轴输出动力。此时传动比较大，减速增扭。
载荷继续增大至特殊状态下时，(陷车状态或者上坡坡度太大驱动轮打滑状态)，主输出轴的转速极小接近于零，此时传动比最大。在此状态下，第一太阳轮顺时针转动，带动发电机构以最快的速度顺时针转动发电，同时发电机构中的第二太阳轮通过第二行星架上的行星轮以最大传动比传动，直至驱动轮打滑。
如果本装置用于内燃机车辆中，无需安装离合装置，只需要断开发电机线路开关(即消除了发电机阻尼)，并切换至副输出轴并锁死主输出轴即可实现倒车(因为在主输出轴锁死的状态下，第二太阳轮会带动第二行星架及副输出轴顺时针旋转，与主输出轴的旋转方向相反)。如果本装置用于电动机车辆中，通过改变电流方向实现输入轴旋转方向调整即可实现倒车。
因此本发明所提供的发电式无级齿轮变速器，与现有技术相比具有以下优点：1、安装有本发明提供的发电式无级齿轮变速器的车辆能够在不同的驾驶阶段，根据车辆所承受的载荷自动的调节传动比，且速比变化范围大，变速平缓。2、本发电式无级齿轮变速器中由于采用齿轮传动，因此运行稳定性高，解决了现有的无级变速器中传送带无法承受较高载荷的缺点，其能够输入和输出较高的载荷，能够适用于大排量的汽车发动机中。3、将本发明提供的发电式无级齿轮变速器中的发电机与蓄电池相连接，可以将减速、加速制动、下坡牵制时发动机所产生的多余的能量转化为电能进行存储，从而实现能量回收。
附图说明
图1为本发明提供的发电式无级齿轮变速器的结构示意图；
图中：1-输入轴，2-第一太阳轮，3-第一行星架，4-第二太阳轮，5第一外齿圈，6-第二行星架，7-副输出轴，8-第二外齿圈，9-主输出轴，10-上盖，11-下盖，12-筒体，13-轴承，14-发电机。
具体实施方式
下面结合具体附图及具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。
本实施例提供的发电式无级齿轮变速器的结构如图1所示，包括外壳、输入轴齿机构、发电机构、调节机构和输出齿圈机构。
其中输入轴齿机构由输入轴1和设置于输入轴顶端的第一太阳轮2组成；发电机构由第一行星架3、安装于第一行星架3上的行星轮、发电机14和第二太阳轮4组成，输入轴齿机构位于第一行星架的内部，且第一太阳轮与第一行星架上的行星轮相啮合，第二太阳轮固定连接于第一行星架的的外侧轴心处，第一行星架3的里端与发电机14的转子相连接，当发电机构的行星架及太阳轮转动时，带动发电机的转子旋转从而进行发电；所述的发电机的转子为筒式结构，其内部沿其轴线方向设置有可供输入轴穿过的通孔。
所述调节机构由第一外齿圈5、第二行星架6、安装于第二行星架上的行星轮、副输出轴7组成，其中第一外齿圈、第二行星架以及副输出轴三者依次固定连接为一体式结构，三者同步旋转，其中第一外齿圈套在第一行星架的行星轮上且相啮合，第二行星架上的行星轮与第二太阳轮相啮合。
所述输出齿圈机构由第二外齿圈8和主输出轴9组成，两者固定连接为一体，其中第二外齿圈套在第二行星架的行星轮上且相啮合，主输出轴为空心轴，其套在副输出轴的外部，且两者之间存在间隙。
所述外壳呈圆筒状，由上盖10、下盖11和筒体12组成，三者之间通过螺栓固定连接；其中上盖上设置有供主输出轴穿过的圆孔，所述筒体的内壁与主输出轴之间安装有轴承13；下盖上设置有供第一行星架穿过的圆孔，所述筒体的内壁与第一行星架之间安装有轴承13。
所述的输入轴与电动机或内燃机连接。如果本装置用于内燃机车辆中，无需安装离合装置，只需要断开发电机线路开关，并切换至副输出轴并锁死主输出轴即可实现倒车。如果本装置用于电动机车辆中，通过改变电流方向实现输入轴旋转方向调整即可实现倒车。

Claims (4)

1.一种发电式无级齿轮变速器，至少包括输入轴、输出轴、行星轮、太阳轮以及外齿圈，其特征在于：所述的发电式无级齿轮变速器包括外壳、输入轴齿机构、发电机构、调节机构和输出齿圈机构；
其中输入轴齿机构由输入轴和设置于输入轴顶端的第一太阳轮组成；发电机构由第一行星架、安装于第一行星架上的行星轮、发电机和第二太阳轮组成，输入轴齿机构位于第一行星架的内部，且第一太阳轮与第一行星架上的行星轮相啮合，第二太阳轮固定连接于第一行星架的的外侧轴心处，第一行星架的里端与发电机的转子相连接，当发电机构的行星架及太阳轮转动时，带动发电机的转子旋转从而进行发电；
所述调节机构由第一外齿圈、第二行星架、安装于第二行星架上的行星轮、副输出轴组成，其中第一外齿圈、第二行星架以及副输出轴三者依次固定连接为一体式结构，三者同步旋转，其中第一外齿圈套在第一行星架的行星轮上且相啮合，第二行星架上的行星轮与第二太阳轮相啮合；
所述输出齿圈机构由第二外齿圈和主输出轴组成，两者固定连接为一体，其中第二外齿圈套在第二行星架的行星轮上且相啮合，主输出轴为空心轴，其套在副输出轴的外部，且两者之间存在间隙。
2.根据权利要求1所述的发电式无级齿轮变速器，其特征在于：所述外壳呈圆筒状，由上盖、下盖和筒体组成，三者之间通过螺栓固定连接；其中上盖上设置有供主输出轴穿过的圆孔，所述筒体的内壁与主输出轴之间安装有轴承；下盖上设置有供第一行星架穿过的圆孔，所述筒体的内壁与第一行星架之间安装有轴承。
3.根据权利要求1所述的发电式无级齿轮变速器，其特征在于：所述的发电机的转子为筒式结构，其内部沿其轴线方向设置有可供输入轴穿过的通孔。
4.根据权利要求1所述的发电式无级齿轮变速器，其特征在于：所述的输入轴与电动机或内燃机连接。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110056617A (zh) * 2019-05-29 2019-07-26 威海团中变速器有限公司 无级变速器
CN110486424A (zh) * 2019-09-19 2019-11-22 广东肇庆爱龙威机电有限公司 行星齿轮传动箱
CN113224903A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 江苏科技大学 一种静音式高转速输出的电机系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007079694A1 (fr) * 2006-01-14 2007-07-19 Guiqiang Qin Dispositif de changement de vitesse a variation continue progressive du type a engrenage
CN202914648U (zh) * 2012-12-04 2013-05-01 何晓荷 电机调速的无级变速装置
WO2016165581A1 (zh) * 2015-04-13 2016-10-20 南京康尼精密机械有限公司 一种差动调速行星齿轮无级变速器
CN206368946U (zh) * 2016-11-28 2017-08-01 彭世昌 多动力行星机构无级变速传动系统及无级变速器
WO2018033005A1 (zh) * 2016-08-16 2018-02-22 钟跃荣 一种双行星机构组成的机械无极变速方法及无级变速机构
CN207049265U (zh) * 2017-07-28 2018-02-27 汤斌 行星齿轮无级变速装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007079694A1 (fr) * 2006-01-14 2007-07-19 Guiqiang Qin Dispositif de changement de vitesse a variation continue progressive du type a engrenage
CN202914648U (zh) * 2012-12-04 2013-05-01 何晓荷 电机调速的无级变速装置
WO2016165581A1 (zh) * 2015-04-13 2016-10-20 南京康尼精密机械有限公司 一种差动调速行星齿轮无级变速器
WO2018033005A1 (zh) * 2016-08-16 2018-02-22 钟跃荣 一种双行星机构组成的机械无极变速方法及无级变速机构
CN206368946U (zh) * 2016-11-28 2017-08-01 彭世昌 多动力行星机构无级变速传动系统及无级变速器
CN207049265U (zh) * 2017-07-28 2018-02-27 汤斌 行星齿轮无级变速装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110056617A (zh) * 2019-05-29 2019-07-26 威海团中变速器有限公司 无级变速器
CN110056617B (zh) * 2019-05-29 2024-05-28 威海团中变速器有限公司 无级变速器
CN110486424A (zh) * 2019-09-19 2019-11-22 广东肇庆爱龙威机电有限公司 行星齿轮传动箱
WO2021052186A1 (zh) * 2019-09-19 2021-03-25 广东肇庆爱龙威机电有限公司 行星齿轮传动箱
CN113224903A (zh) * 2021-05-13 2021-08-06 江苏科技大学 一种静音式高转速输出的电机系统

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