CN109027156A - 四油缸通路金属带式无级变速器 - Google Patents

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Abstract

一种四油缸通路金属带式无级变速器，属汽车领域。为了消除现有技术液压控制回路中，大压运行、加压变速等技术缺陷，本发明在液压控制回路中采用了弹簧做油压源，主、从动轴油缸、中间油缸、压力油缸四油缸通路，主、从动轴油缸缸径相等、活塞杆直径相等，主、从动轴油缸同时直接对金属带施加相等工作夹紧力，变速油缸连带中间油缸推动一锥轮可动锥盘，另一锥轮可动锥盘相随同步移动，实现了主、从动轴锥轮工作直径大小的连续改变。本发明的有益效果是：与现有技术相比，大幅度地降低了金属带承受的夹紧力，消除了加压变速，数倍的提高了金属带的寿命，设置了付变速机构，加大了传动比，减小了高压力油耗，提高功率利用率。

Description

四油缸通路金属带式无级变速器
技术领域
本发明涉及汽车领域，具体是一种四油缸通路金属带式无级变速器。
背景技术
自汽车诞生以来，无级变速传动装置一直是人们追求的目标。金属带式无级变速器采用 了一对可变工作直径的锥轮进行传动，实现了传动比的连续改变，是理想的汽车传动装置。 众多摩擦无级变速传动装置中，金属带式无级变速传动装置有着先天的优势，金属带和锥轮 接触面积大，理想接触工作线长，变速变扭，但现在因金属带使用寿命低，传递扭矩受限， 发展缓慢。
目前公知金属带式无级变速器现有的液压控制回路是，油泵为油压源，比例溢流阀控制 油压，以传递上级动力扭矩为准设定工作夹紧力，从动轴油缸对金属带施加工作夹紧力，电 控换向阀通过主动轴油缸控制主动轴可动锥盘做轴向位移，金属带推拉从动轴可动锥盘轴向 位移，实现主动锥轮和从动锥轮工作直径大小的连续改变。此液压控制回路金属带式无级变 速器已形成量产的，有日产专利XTYONC-CVT无级变速器，应用车型有东风日产、天籁、奇骏、 轩逸、长城炫丽等。
金属带式无级变速器的核心部件是金属带，它的功能是配合锥轮传递扭矩、实现无级变 速。金属带传递扭矩的先决条件是主动轴锥轮和从动轴锥轮同时与金属带之间产生足够传递 额定输入扭矩的摩擦力。摩擦力源于油缸施加金属带的夹紧力。
现有金属带式无级变速器液压控制回路的技术缺陷：
1、大压运行，加压变速。汽车在不变速行使时，主动轴油缸对金属带不施加夹紧力，金 属带和主动轴锥轮之间的摩擦力是从动轴油缸施加金属带夹紧力形成分力生成的。金属带和 锥轮的接触面一般取11°。金属带和主动轴锥轮之间的切向摩擦力大小是：从动轴油缸施加金 属带工作夹紧力乘以sin11°再乘以cos11°，是从动轴油缸直接施加金属带夹紧力两侧之间生 成切向摩擦力1/5.24。设主动轴锥轮与金属带在正常传递额定输入扭矩所需工作夹紧力为F， 则从动轴油缸施加金属带的夹紧力需大于5.24F。汽车加速时，主动轴锥轮工作直径增大， 从动轴锥轮工作直径缩小，需主动轴油缸对金属带施加大于5.24x5.24F的工作夹紧力才能 实现推拉从动轴油缸可动锥盘轴向位移，虽采取系统降压力方法进行汽车加速，效果也不理 想。金属带是小块摩擦片的组合，变速过程是动态中加动态，金属带承受夹紧力大，夹紧力 成倍变化，扭曲变形大，摩损大，极大地消减着使用寿命。
2、液压系统耗能大。主动轴油缸做变速，从动轴油缸对金属带施加夹紧力，汽车行走换向， 需要配置较大压力流量的油泵
发明内容
为了在金属带式无级变速器液压控制回路中消除大压运行，加压变速，本发明提供一种 四油缸通路金属带式无级变速器。
本发明解决技术问题的技术方案是：液压控制回路中采用了弹簧做油压源，主动轴油缸、 从动轴油缸、中间油缸、压力油缸四油缸通路，主动轴油缸和从动轴油缸缸径相等，活塞杆直 径相等，主动轴油缸和从动轴油缸同时直接对金属带施加相等工作夹紧力，电控换向阀控制 变速油缸连带中间油缸推动一端主动轴可动锥盘、或从动轴可动锥盘移动，另一端从动轴可 动锥盘、或主动轴可动锥盘在大气压和金属带的推拉下相随同步移动，实现主动轴锥轮和从 动轴锥轮工作直径的大小连续改变。
本发明四油缸通路金属带式无级变速器的用途及有益效果是：
1、主动轴油缸和从动轴油缸同时直接对金属带施加相等工作夹紧力，相比现有液压控制 回路金属带承受的夹紧力缩小了5.24倍。增减变速在主动轴油缸、从动轴油缸、中间油缸、 压力油缸和金属带组成的机动液控闭环通路下进行，变速力小，压力油作用主动轴油缸的摩 擦力即是变速力。增减变速的过程是，在一个油压下，主动轴油缸、从动轴油缸同速等量进 退油，达到金属带在主动轴锥轮和从动轴锥轮上轴向位移时，同步、同向、平稳移动，消除 了金属带在工作运动中的倾斜、扭曲、变形变态。同现有技术相比，同等传递扭矩，成倍地 提高了金属带的使用寿命。同样的金属带，增大总夹紧力即可增大了传递扭矩。
2、弹簧做油压源，相比现有液压控制回路，取消了主动轴油缸在变速时和从动轴油缸对 金属带施加工作夹紧力所需的高压力、大流量液控油耗，有效地减小了压力油控能量损失， 提高了发动机的功率有效利用率。
3、汽车行驶在泥泞、沟坎、爬坡的路面上需要低速、低油耗、大扭矩：行驶在高速、等 级、路面上需要速度快、低油耗。机械变速器的功能是变速变扭，传动比大有利于发挥汽车 的经济性、动力性，是节能减排的有效途径。单级金属带传动比小，本发明设置了付变速机 构，加大了传动比。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是四油缸通路金属带式无级变速器传动装配图。
图2是四油缸通路金属带式无级变速器机动液控示意图。
图中：1、输入轴，2、双行星齿轮机构，3、倒车油缸，4、倒车离合器，5、前进离合器，6、前进油缸，7、主动轴油缸，8、主动轴可动锥盘，9、金属带，10、主动轴锥轮，11、主 动轴，12、从动轴锥轮，13、从动轴可动锥盘，14、从动轴，15、从动轴油缸，16、压力油 缸，17、中间油缸，18、变速油缸，19、付变速器低速传动齿轮，20、付变速器高速传动齿 轮，21、差速器，22、K型三位四通电控换向阀，23、M型三位四通电控换向阀，24、溢流 阀，25、油泵。
具体实施方式
在图1中，动力扭矩机动输入、输出的路线是：
动力经输入轴(1)输入，通过双行星齿轮机构(2)，经倒车油缸(3)作用倒车离合器(4)；或经前进油缸(6)作用前进离合器(5)，传递到主动轴(11)上，经主动轴锥轮(10) 通过金属带(9)传递到从动轴锥轮(12)上，由从动轴(14)经付变速器低速传动齿轮(19) 或付变速器高速传动齿轮(20)传递到差速器(21)输出。
在图1图2中，液控无级变速路线是；
压力油缸(16)生成压力油，作用于主动轴油缸(7)、从动轴油缸(15)对金属带形型成 工作夹紧力，同时作用于中间油缸(17)平衡缩减变速压力差。油泵(25)生成压力油，经溢流阀(24)控压，一路经K型三位四通电控换向阀(22)通过前进油缸(6)作用前进离合 器(5)；或经倒车油缸(3)作用倒车离合器(4)，实现汽车换向。另一路经M型三位四通 电控换向阀(23)通过变速油缸(18)拖动中间油缸(17)，实现汽车变速。
汽车增速，中间油缸(17)左腔出油右腔等量进油，从动轴油缸(15)等量出油，主动轴油缸(7)等量进油，位移主动轴可动锥盘(8)、从动轴可动锥盘(13)，主动轴锥轮(10) 工作直径增大，从动轴锥轮(12)工作直径缩小。汽车减速，中间油缸(17)右腔出油，左 腔等量进油，主动轴油缸(7)等量出油，从动轴油缸(15)等量进油，位移从动轴可动锥盘 (13)、主动轴可动锥盘(8)，主动轴锥轮(10)工作直径缩小，从动轴锥轮(12)工作直径 增大。

Claims (1)

1.一种四油缸通路金属带式无级变速器，其特证在于，液压控制回路中采用了弹簧做油压源，主动轴油缸、从动轴油缸、中间油缸、压力油缸四油缸通路，主动轴油缸和从动轴油缸缸径相等，活塞杆直径相等，主动轴油缸和从动轴油缸同时直接对金属带施加相等工作夹紧力，电控换向阀控制变速油缸连带中间油缸推动一端主动轴可动锥盘、或从动轴可动锥盘移动，另一端从动轴可动锥盘、或主动轴可动锥盘在大气压和金属带的推拉下相随同步移动，实现主动轴锥轮和从动轴锥轮工作直径的大小连续改变。
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