CN110626166B - 双通道无级变速燃油汽车动力系统 - Google Patents

双通道无级变速燃油汽车动力系统 Download PDF

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Abstract

本发明是一种双通道无级变速燃油汽车动力系统,其涉及一种应用于燃油汽车的无级变速动力系统,包括内燃发动机、离合器一、连接齿轮二、无级变速器、连接齿轮一、齿轮连接部件一、离合器二、主减速器、测速装置、齿轮连接部件二。其转矩传递通道一采用摩擦力传递内燃发动机转矩,转矩传递通道二采用齿轮传递内燃发动机转矩,两个转矩传递通道分别驱动主减速器的两个输入端,形成输出转速能够无级变速的燃油汽车动力系统,该动力系统传递的转矩大小和响应速度性能均优于普通无级变速器,能够实现内燃发动机不停机时零转速输出,若燃油汽车配置该动力系统,内燃发动机能够始终在经济转速区域内运行,能够提高该燃油汽车燃油效率、降低污染物排放。

Description

双通道无级变速燃油汽车动力系统
技术领域
本发明是一种双通道无级变速燃油汽车动力系统,其涉及一种应用于燃油汽车的无级变速动力系统,特别是涉及一种采用钢球调速锥齿差速减速机构和齿轮连接部件一传递内燃发动机转矩驱动双锥齿差速减速机构的输入端一,采用齿轮连接部件二传递内燃发动机转矩驱动双锥齿差速减速机构的输入端二,形成两个转矩传递通道的双通道无级变速燃油汽车动力系统。
背景技术
目前纯电动汽车续航里程较短,在电池储能技术获得突破之前,混合动力电动汽车具有较高的实际应用价值,但是混合动力电动汽车成本高,并且混合动力电动汽车仍然需要配置燃油发动机,其串联混合模式时油耗较高,并联混合模式时内燃发动机依然不能始终在经济转速区域内运行,导致燃油发动机在怠速和低转速行驶状态时污染物排放量高的现象不可避免。由于汽车行业新排放标准临近实施,汽车行业现状是电动汽车技术尚未成熟之际,燃油汽车领域已经面临危机。降低燃油发动机污染物排放量的核心是研发一种全新的变速器系统,确保燃油发动机始终在经济转速区域内运行的前提下,实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,才能降低其污染物排放量,在电动汽车技术完全成熟之前,该技术方案具有更高的实际应用价值。
燃油汽车的变速器主要分为手动变速器、自动变速器、无级变速器,手动变速器和自动变速器采用齿轮传递内燃发动机转矩,传递的转矩大、响应速度快,手动变速器对驾驶技术要求高,自动变速器成本高,无级变速器采用摩擦力传递内燃发动机转矩,传递的转矩小、响应速度慢,无级变速器对驾驶技术要求低、成本适中。目前汽车领域技术较为成熟的CVT无级变速器无法实现内燃发动机不停机时零转速输出,需要在内燃发动机与CVT无级变速器之间配置液力变矩器进行软连接,燃油汽车起步时内燃发动机转速较低,内燃发动机、液力变矩器配合CVT无级变速器实现燃油汽车从零转速起步,但是配置液力变矩器后,在汽车起步需要大转矩时,内燃发动机转速低,通过液力变矩器传递的转矩却较小,在汽车高速巡航时,内燃发动机转速高,通过液力变矩器传递转矩的效率偏低。
中国发明专利申请公布资料中CN109915564A钢球调速锥齿差速减速机构具有传动比大、输出转矩大、结构简单、使用寿命长的优点,其能够实现内燃发动机不停机时零转速输出,以及能够实现输入轴不改变旋转方向时改变输出轴旋转方向的功能。钢球调速锥齿差速减速机构在内燃发动机不停机的前提下零转速输出时,其传动比为无穷大,受其结构影响,钢球调速锥齿差速减速机构的最小传动比在2:1至3:1之间。中国发明专利申请公布资料中CN109854681A双锥齿差速减速机构是符合成本低、性能高、传动比大、输出转矩大、具有两个输入轴的减速器,其输出轴旋转速度及旋转方向与其两个输入轴的转速差相关。钢球调速锥齿差速减速机构采用摩擦力传递转矩,在内燃发动机急加速时摩擦面依然会产生滑动,导致加速度滞后现象,影响驾驶体验。双锥齿差速减速机构应用于电动汽车、洗衣机等采用电动机驱动的领域,双锥齿差速减速机构若应用于燃油汽车,需要配置变速器调节其两个输入轴的转速差。
发明内容
本发明的目的是克服普通CVT无级变速器无法实现内燃发动机不停机时零转速输出,以及克服普通无级变速器采用摩擦力传递内燃发动机转矩时,传递的转矩小、响应速度慢的缺点,提供一种具有两个转矩传递通道的双通道无级变速燃油汽车动力系统,该动力系统的转矩传递通道一采用摩擦力传递内燃发动机转矩,转矩传递通道二采用齿轮传递内燃发动机转矩,其传递的转矩大小和响应速度性能均优于普通无级变速器,并且,该动力系统能够确保燃油发动机始终在经济转速区域内运行的前提下,实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,若燃油汽车配置该动力系统,能够提高该燃油汽车燃油效率、降低污染物排放。本发明的实施方案如下:
所述动力系统包括内燃发动机、离合器一、连接齿轮二、无级变速器、连接齿轮一、齿轮连接部件一、离合器二、主减速器、测速装置、齿轮连接部件二。所述动力系统的无级变速器采用钢球调速锥齿差速减速机构,主减速器采用双锥齿差速减速机构。主减速器包括双锥齿轮一和双锥齿轮二,双锥齿轮一的主外侧轮齿一是主减速器的输入端一,双锥齿轮二的主外侧轮齿二是主减速器的输入端二,所述动力系统采用无级变速器和齿轮连接部件一传递内燃发动机一部分输出转矩驱动主减速器的输入端一,形成转矩传递通道一,转矩传递通道一具有可调节的传动比,即无级变速。所述动力系统采用齿轮连接部件二传递内燃发动机另外一部分输出转矩驱动主减速器的输入端二,形成转矩传递通道二,转矩传递通道二具有固定的传动比。主减速器的输出轴旋转速度及旋转方向与其两个输入端的转速差相关,通过无级变速器改变主减速器输入端一的旋转速度和旋转方向,能够控制主减速器的输出轴旋转速度及旋转方向,由测速装置监控主减速器的输出轴旋转速度,并且通过离合器二的分离状态或者接合状态控制主减速器的转矩输出状态,形成应用于燃油汽车的具有两个转矩传递通道的无级变速动力系统。
无级变速器包括固定筒部件、钢球部件、摩擦盘锥齿轮部件、副行星支架部件,固定筒部件包括固定筒、导向联动支架,钢球部件包括操作钢球、调速钢球、联动销、副轴套四、推力钢球、弹簧,摩擦盘锥齿轮部件包括摩擦盘锥齿轮一、摩擦盘锥齿轮二、副轴套一、副挡圈一、副销一、副轴套二、键条一、总输入轴,副行星支架部件包括变速器输出轴、副行星锥齿轮、副轴套三、副行星支架、副行星轴。若干个钢球部件安装在副行星支架部件径向外侧,钢球部件和副行星支架部件安装在固定筒径向内侧,导向联动支架安装在固定筒径向外侧,摩擦盘锥齿轮部件把钢球部件与副行星支架部件连接在一起。摩擦盘锥齿轮部件的总输入轴与副行星支架部件的变速器输出轴同轴。
固定筒呈圆筒形,固定筒径向外表面有若干个呈圆柱形的固定台,固定台有径向的固定台轴孔,固定台位于固定筒径向内侧的端面有呈半球形曲面的定位球面凹槽。导向联动支架的导向环呈环形,导向环径向外表面均布若干对联动杆,每一对联动杆之间是导向槽,每一个联动杆右端有一个联动槽孔。钢球部件的弹簧、推力钢球依次安装在调速钢球的半球内腔二中,副轴套四安装在操作钢球的半球内腔一中,调速钢球的定位凸台安装在副轴套四的轴套轴孔中。副行星支架呈环形,副行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面一,每一个支架安装平面一中心有一个支架固定轴孔一。变速器输出轴轴向中间的固定轴肩一径向外表面均布若干个径向的固定轴孔一,副行星轴一端安装在变速器输出轴的固定轴孔一中,副行星轴另外一端安装在副行星支架的支架固定轴孔一中,副轴套三安装在副行星轴轴向中间位置,副行星锥齿轮安装在副轴套三径向外侧。
摩擦盘锥齿轮一径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔一,摩擦盘锥齿轮一径向内侧是副内侧轮齿一,摩擦盘锥齿轮一径向外侧是圆盘形的摩擦盘一,摩擦盘一径向外表面是环形的摩擦盘一滚动面,副内侧轮齿一、摩擦盘一滚动面在轴向同一侧。摩擦盘锥齿轮二轴向左端有轮毂,轮毂径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔二,摩擦盘锥齿轮轴孔二径向内表面有内键槽一,摩擦盘锥齿轮二轴向右端的径向中间是轴套安装孔,摩擦盘锥齿轮二轴向右端的径向内侧是副内侧轮齿二,副内侧轮齿二径向外侧是圆盘形的摩擦盘二,摩擦盘二径向外表面是环形的摩擦盘二滚动面,副内侧轮齿二、摩擦盘二滚动面在轴向同一侧。总输入轴轴向右端径向外表面有外键槽一,总输入轴轴向右端安装在摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘锥齿轮轴孔二中,键条一安装在总输入轴的外键槽一和摩擦盘锥齿轮二的内键槽一中。副轴套一安装在变速器输出轴的固定轴肩一轴向右侧位置,摩擦盘锥齿轮一安装在副轴套一径向外侧,副挡圈一、副销一安装固定在副轴套一轴向右侧的变速器输出轴径向外表面。副轴套二安装在摩擦盘锥齿轮二的轴套安装孔中,变速器输出轴轴向左端安装在副轴套二的轴套轴孔中。
钢球部件的操作钢球的钢球操作轴穿过固定筒的固定台轴孔,使操作钢球的半球一上端径向外表面与固定筒的定位球面凹槽接触安装在一起,使操作钢球的钢球操作轴上端位于固定筒径向外侧,使操作钢球的钢球操作轴上端位于导向联动支架的导向槽中,把联动销两端安装在导向联动支架的一对联动杆的联动槽孔中,把联动销中间位置安装固定在操作钢球的钢球操作轴的联动销孔中。使调速钢球能够围绕钢球操作轴轴线旋转,导向联动支架沿着固定筒轴向移动时,使若干个钢球部件的操作钢球的钢球操作轴能够向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜,钢球操作轴轴线也随之向固定筒轴向左端或者向固定筒轴向右端倾斜。副行星支架部件的副行星锥齿轮分别与副内侧轮齿一和副内侧轮齿二啮合。钢球部件的调速钢球径向外表面分别与摩擦盘一径向外表面的摩擦盘一滚动面和摩擦盘二径向外表面的摩擦盘二滚动面接触安装在一起,调速钢球旋转时,调速钢球径向外表面分别与摩擦盘一滚动面和摩擦盘二滚动面进行滚动运动。
主减速器包括主行星支架部件、双锥齿轮一、主轴套一、主挡圈一、主销一、双锥齿轮二、主销二、主挡圈二、主轴套二,主行星支架部件包括主行星支架传动轴、主行星锥齿轮、主轴套三、主行星轴、主行星支架。主行星支架呈环形,主行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面二,每一个支架安装平面二中心有一个支架固定轴孔二。主行星支架传动轴轴向中间的固定轴肩二径向外表面均布若干个径向的固定轴孔二,主行星轴一端安装在主行星支架传动轴的固定轴孔二中,主行星轴另外一端安装在主行星支架的支架固定轴孔二中,主轴套三安装在主行星轴轴向中间位置,主行星锥齿轮安装在主轴套三径向外表面。
双锥齿轮一径向中间是双锥齿轮轴孔一,双锥齿轮一径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿一、主外侧轮齿一。双锥齿轮二径向中间是双锥齿轮轴孔二,双锥齿轮二径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿二、主外侧轮齿二。双锥齿轮一和双锥齿轮二分别安装在主行星支架部件轴向两端,双锥齿轮一的主内侧轮齿一与主行星支架部件的主行星锥齿轮啮合,双锥齿轮二的主内侧轮齿二与主行星支架部件的主行星锥齿轮啮合。主轴套一安装在主行星支架传动轴的固定轴肩二轴向右侧位置,双锥齿轮一安装在主轴套一径向外侧,主挡圈一、主销一安装固定在主轴套一轴向右侧的主行星支架传动轴径向外表面。主轴套二安装在主行星支架传动轴的固定轴肩二轴向左侧位置,双锥齿轮二安装在主轴套二径向外侧,主销二、主挡圈二安装固定在主轴套二轴向左侧的主行星支架传动轴径向外表面。
齿轮连接部件一包括连接转轴一、连接齿轮三、连接齿轮五。齿轮连接部件二包括连接转轴二、连接齿轮四、连接齿轮六。连接齿轮一、连接齿轮三、连接齿轮五、连接齿轮二、连接齿轮四、连接齿轮六是锥齿轮。连接转轴一轴向两端分别是连接齿轮三、连接齿轮五,连接转轴二轴向两端分别是连接齿轮四、连接齿轮六。通过键条二或者通过花键把连接齿轮一安装固定在无级变速器的变速器输出轴上,连接齿轮一轴向两端分别安装有一个副挡圈二、副销二。若通过键条二把连接齿轮一安装固定在无级变速器的变速器输出轴上,需要在无级变速器的副挡圈一轴向右侧的变速器输出轴径向外表面加工制造外键槽二,外键槽二轴向两侧各有一个副销孔二,副销二安装固定在副销孔二中,并且在连接齿轮一的轴孔径向内表面加工制造内键槽二,键条二安装固定在变速器输出轴的外键槽二和连接齿轮一的内键槽二中。无级变速器的摩擦盘锥齿轮二轴向左端有轮毂,连接齿轮二安装固定在摩擦盘锥齿轮二的轮毂径向外侧,或者,在摩擦盘锥齿轮二的轮毂径向外侧加工制造连接齿轮二。
齿轮连接部件一和齿轮连接部件二分别安装在副行星支架部件和主行星支架部件轴向两端,无级变速器轴线与主减速器轴线相互平行,齿轮连接部件一的连接齿轮三与连接齿轮一啮合,齿轮连接部件一的连接齿轮五与主减速器的双锥齿轮一的主外侧轮齿一啮合,齿轮连接部件一位于连接齿轮一与主外侧轮齿一轴向中间位置。齿轮连接部件二的连接齿轮四与连接齿轮二啮合,齿轮连接部件二的连接齿轮六与主减速器的双锥齿轮二的主外侧轮齿二啮合,齿轮连接部件二位于连接齿轮二与主外侧轮齿二轴向左侧位置。无级变速器的总输入轴既是无级变速器的输入轴,又是所述动力系统的输入轴,变速器输出轴是无级变速器的输出轴。齿轮连接部件一的连接转轴一是主减速器的输入轴一,齿轮连接部件二的连接转轴二是主减速器的输入轴二,主减速器的主行星支架传动轴既是主减速器的输出轴,又是所述动力系统的输出轴。所述动力系统运行时,双锥齿轮二旋转方向固定不变,若双锥齿轮二旋转方向是汽车向前行驶时车轮的旋转方向,主行星支架传动轴正向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同。
所述动力系统应用时,无级变速器的总输入轴与内燃发动机输出端的离合器一输出轴连接在一起,主减速器的主行星支架传动轴轴向一端与测速装置连接在一起,主减速器的主行星支架传动轴轴向另一端与离合器二输入轴连接在一起,离合器二输出轴与车轮差速器输入轴连接在一起。所述动力系统运行时,转矩传递通道一的路径是,内燃发动机输出的一部分转矩依次通过离合器一、总输入轴、无级变速器、变速器输出轴、连接齿轮一、连接齿轮三、连接转轴一、连接齿轮五、主减速器的双锥齿轮一,转矩传递至主减速器的输入端一,转矩传递通道二的路径是,内燃发动机输出的另外一部分转矩依次通过离合器一、总输入轴、摩擦盘锥齿轮二的轮毂、连接齿轮二、连接齿轮四、连接转轴二、连接齿轮六、主减速器的双锥齿轮二,转矩传递至主减速器的输入端二,内燃发动机输出的转矩通过主减速器的主行星支架传动轴、离合器二、车轮差速器驱动车轮。转矩传递通道一的无级变速器采用摩擦力传递转矩,转矩传递通道一其余零部件采用齿轮传递转矩,转矩传递通道二全部采用齿轮传递转矩。
内燃发动机输出的转矩依次通过连接齿轮一、连接齿轮三、连接齿轮五、主减速器的双锥齿轮一的主外侧轮齿一时的传动比是齿轮连接部件一的传动比,齿轮连接部件一采用等速传动或者增速传动或者减速传动方式。无级变速器的传动比与齿轮连接部件一的传动比乘积等于转矩传递通道一的传动比。内燃发动机输出的转矩依次通过连接齿轮二、连接齿轮四、连接齿轮六、主减速器的双锥齿轮二的主外侧轮齿二时的传动比是齿轮连接部件二的传动比,齿轮连接部件二采用减速传动方式。齿轮连接部件二的传动比等于转矩传递通道二的传动比。齿轮连接部件二的传动比大于无级变速器的最小传动比。齿轮连接部件二的传动比是固定数值,则转矩传递通道二的传动比也是固定数值。双锥齿轮二旋转速度取决于转矩传递通道二的传动比,在内燃发动机输出转速不变的前提下,双锥齿轮二旋转速度固定不变。无级变速器的传动比是非固定数值,则转矩传递通道一的传动比也是非固定数值。双锥齿轮一旋转速度取决于转矩传递通道一的传动比,调节无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值,即改变无级变速器的传动比,能够改变双锥齿轮一旋转速度和旋转方向。
所述动力系统运行时,若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线重合,无级变速器的变速器输出轴输出转速等于零,无级变速器处于空转运行状态。若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间有偏移夹角α,变速器输出轴正向旋转方向与总输入轴旋转方向相同,变速器输出轴旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二旋转速度与摩擦盘锥齿轮一旋转速度之差的一半,无级变速器处于正向减速运行状态。若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间有偏移夹角β,变速器输出轴反向旋转方向与总输入轴旋转方向相反,变速器输出轴旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一旋转速度与摩擦盘锥齿轮二旋转速度之差的一半,无级变速器处于反向减速运行状态。钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值小,则无级变速器的传动比大,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值大,则无级变速器的传动比小。
所述动力系统运行时,设定钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于γ至γ加δ的区域内时,主减速器处于向后行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ时,主减速器处于停止行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至γ的区域内时,主减速器处于低速向前行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至β的区域内时,主减速器处于高速向前行驶状态。偏移夹角α、β、γ、δ是锐角。
所述动力系统运行时,若无级变速器处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度等于双锥齿轮二旋转速度,主减速器的输出转速等于零,主减速器处于停止行驶状态,此时无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ,γ角度数值小于α角度数值。
若无级变速器处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度小于双锥齿轮二旋转速度,主减速器的主行星支架传动轴旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器输出转速等于双锥齿轮二旋转速度与双锥齿轮一旋转速度之差的一半,主减速器处于低速向前行驶状态,此时无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内。此时若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于零,无级变速器的摩擦盘锥齿轮一旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二旋转速度,无级变速器的变速器输出轴输出转速等于零,即无级变速器处于空转运行状态,此时主减速器的双锥齿轮一旋转速度等于零,主减速器输出转速等于双锥齿轮二旋转速度的一半,主减速器低速向前行驶状态时的输出转速达到最大值。
若无级变速器处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度大于双锥齿轮二旋转速度,主减速器的主行星支架传动轴旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反,主减速器输出转速等于双锥齿轮一旋转速度与双锥齿轮二旋转速度之差的一半,主减速器处于向后行驶状态,此时无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内。此时若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ加δ,即偏移夹角数值等于α,主减速器向后行驶状态时的输出转速达到最大值。
若无级变速器处于反向减速运行状态,变速器输出轴反向旋转方向与总输入轴旋转方向相反,主减速器的双锥齿轮一反向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器的主行星支架传动轴旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器输出转速等于双锥齿轮二旋转速度与双锥齿轮一旋转速度之和的一半,主减速器处于高速向前行驶状态,此时无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内。此时若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值使转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度等于双锥齿轮二旋转速度,并且主减速器的双锥齿轮一反向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器输出转速等于双锥齿轮二旋转速度,或者,主减速器输出转速等于双锥齿轮一旋转速度。此时若无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于β,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度大于双锥齿轮二旋转速度,并且主减速器的双锥齿轮一反向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器输出转速等于双锥齿轮二旋转速度与双锥齿轮一旋转速度之和的一半,主减速器高速向前行驶状态时的输出转速达到最大值。
所述动力系统运行过程是:所述动力系统运行之前,离合器一、离合器二处于分离状态,通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架正向移动方向倾斜,使无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ。所述动力系统运行时,内燃发动机启动并且在经济转速区域内运行,汽车控制模块发出指令使离合器一处于接合状态,内燃发动机输出转矩传递至无级变速器的总输入轴,总输入轴沿着总输入轴旋转方向旋转,内燃发动机一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二传递至转矩传递通道一,内燃发动机另外一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二的轮毂、连接齿轮二传递至转矩传递通道二。在转矩传递通道二中,总输入轴通过键条一、摩擦盘锥齿轮二驱动连接齿轮二同方向旋转,连接齿轮二通过齿轮连接部件二驱动双锥齿轮二沿着双锥齿轮二旋转方向旋转。
在转矩传递通道一中,总输入轴通过键条一驱动摩擦盘锥齿轮二同方向旋转,摩擦盘锥齿轮二的摩擦盘二驱动钢球部件的调速钢球沿着调速钢球旋转方向旋转,调速钢球通过摩擦盘一驱动摩擦盘锥齿轮一旋转,摩擦盘锥齿轮一旋转方向与摩擦盘锥齿轮二旋转方向相反。此时钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ,调速钢球径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长大于调速钢球径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球旋转时摩擦盘二旋转速度大于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二的副内侧轮齿二驱动副行星锥齿轮旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一的副内侧轮齿一驱动副行星锥齿轮旋转速度,为了抵消副内侧轮齿二和副内侧轮齿一分别驱动副行星锥齿轮的速度差,副行星锥齿轮围绕副行星轴轴线自转的同时,副行星锥齿轮还会围绕无级变速器轴线公转,副行星锥齿轮驱动副行星支架低转速旋转,副行星支架通过副行星轴驱动变速器输出轴低转速同方向旋转,变速器输出轴沿着变速器输出轴正向旋转方向旋转,变速器输出轴正向旋转方向与总输入轴旋转方向相同,此时无级变速器处于正向减速运行状态。变速器输出轴依次通过连接齿轮一、齿轮连接部件一驱动双锥齿轮一沿着双锥齿轮一正向旋转方向旋转。双锥齿轮一正向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反,并且,转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度等于双锥齿轮二旋转速度,双锥齿轮二的主内侧轮齿二驱动主行星锥齿轮旋转速度等于双锥齿轮一的主内侧轮齿一驱动主行星锥齿轮旋转速度,主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线自转,主行星支架处于静止状态,主行星支架传动轴的转速为零,若测速装置监控主行星支架传动轴的转速也为零,汽车控制模块发出指令使离合器二处于接合状态,主减速器处于停止行驶状态。此时内燃发动机在经济转速区域内运行,主减速器零转速输出,通过控制钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值和偏移方向,能够使汽车从零转速起步进入向后行驶状态,或者进入低速向前行驶状态,或者进入高速向前行驶状态。
主减速器处于停止行驶状态时,无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架正向移动方向倾斜,使无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内,此时无级变速器处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度大于双锥齿轮二旋转速度,双锥齿轮一的主内侧轮齿一驱动主行星锥齿轮旋转速度大于双锥齿轮二的主内侧轮齿二驱动主行星锥齿轮旋转速度,为了抵消主内侧轮齿一和主内侧轮齿二分别驱动主行星锥齿轮的速度差,主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线自转的同时,主行星锥齿轮还会围绕主减速器轴线公转,主行星锥齿轮驱动主行星支架低转速旋转,主行星支架通过主行星轴驱动主行星支架传动轴低转速同方向旋转,主行星支架传动轴沿着主行星支架传动轴正向旋转方向的相反方向旋转,主减速器处于向后行驶状态。
主减速器处于停止行驶状态时,无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架反向移动方向倾斜,使无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时无级变速器处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器的双锥齿轮一旋转速度小于双锥齿轮二旋转速度,双锥齿轮一的主内侧轮齿一驱动主行星锥齿轮旋转速度小于双锥齿轮二的主内侧轮齿二驱动主行星锥齿轮旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二和主内侧轮齿一分别驱动主行星锥齿轮的速度差,主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线自转的同时,主行星锥齿轮还会围绕主减速器轴线公转,主行星锥齿轮驱动主行星支架低转速旋转,主行星支架通过主行星轴驱动主行星支架传动轴低转速同方向旋转,主行星支架传动轴沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器处于低速向前行驶状态。
主减速器处于低速向前行驶状态时,无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时通过操纵导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架反向移动方向倾斜,使无级变速器的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内,调速钢球径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长小于调速钢球径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球旋转时摩擦盘二旋转速度小于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二的副内侧轮齿二驱动副行星锥齿轮旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一的副内侧轮齿一驱动副行星锥齿轮旋转速度,为了抵消副内侧轮齿一和副内侧轮齿二分别驱动副行星锥齿轮的速度差,副行星锥齿轮围绕副行星轴轴线自转的同时,副行星锥齿轮还会围绕无级变速器轴线公转,副行星锥齿轮驱动副行星支架低转速旋转,副行星支架通过副行星轴驱动变速器输出轴低转速同方向旋转,变速器输出轴沿着变速器输出轴反向旋转方向旋转,变速器输出轴反向旋转方向与总输入轴旋转方向相反,此时无级变速器处于反向减速运行状态。变速器输出轴依次通过连接齿轮一、齿轮连接部件一驱动双锥齿轮一沿着双锥齿轮一反向旋转方向旋转。双锥齿轮一反向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,若双锥齿轮一旋转速度等于双锥齿轮二旋转速度,双锥齿轮一和双锥齿轮二共同驱动主行星锥齿轮仅围绕主减速器轴线公转,若双锥齿轮一旋转速度不等于双锥齿轮二旋转速度,双锥齿轮一的主内侧轮齿一驱动主行星锥齿轮旋转速度不等于双锥齿轮二的主内侧轮齿二驱动主行星锥齿轮旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二和主内侧轮齿一分别驱动主行星锥齿轮的速度差,主行星锥齿轮105在围绕主减速器轴线114公转的同时,主行星锥齿轮还会围绕主行星轴轴线自转,主行星锥齿轮驱动主行星支架高转速旋转,主行星支架通过主行星轴驱动主行星支架传动轴高转速同方向旋转,主行星支架传动轴沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器处于高速向前行驶状态。
所述动力系统具有两个转矩传递通道,其转矩传递通道一采用摩擦力传递内燃发动机转矩,并且具有可调节的传动比,即无级变速,转矩传递通道二采用齿轮传递内燃发动机转矩,并且具有固定的传动比,两个转矩传递通道分别驱动主减速器的两个输入端,形成输出转速能够无级变速的燃油汽车动力系统,该动力系统传递的转矩大小和响应速度性能均优于普通无级变速器。该动力系统的主减速器两个输入端转速相等时,其输出转速为零,能够实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,以及能够实现该动力系统的总输入轴不改变旋转方向时改变该动力系统的输出轴旋转方向。若燃油汽车配置该动力系统,内燃发动机能够始终在经济转速区域内运行,能够提高该燃油汽车燃油效率、降低污染物排放。内燃发动机在经济转速区域内的低转速状态下运行时,内燃发动机输出的功率小,内燃发动机在经济转速区域内的高转速状态下运行时,内燃发动机输出的功率大,则内燃发动机输出功率在一定范围内能够调节。
附图说明
图1是所述动力系统两个转矩传递通道的路径示意图。
图2是所述动力系统的轴测剖视图。
图3是所述动力系统的无级变速器处于正向减速运行状态时,内燃发动机输出的转矩传递通道中各个转轴旋转方向的示意图。
图4是所述动力系统的无级变速器处于反向减速运行状态时,内燃发动机输出的转矩传递通道中各个转轴旋转方向的示意图。
图5是无级变速器的轴测剖视图。
图6是无级变速器与连接齿轮一、连接齿轮二安装在一起的轴测剖视图。
图7是固定筒的轴测剖视图。
图8是导向联动支架的轴测图。
图9是摩擦盘锥齿轮部件、副行星支架部件与连接齿轮一、连接齿轮二安装在一起的轴测图。
图10是摩擦盘锥齿轮部件、副行星支架部件安装在一起的轴测剖视图。
图11是操作钢球的轴测图。
图12是调速钢球的轴测图。
图13是摩擦盘锥齿轮一的轴测剖视图。
图14是摩擦盘锥齿轮二的轴测剖视图。
图15是钢球部件的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间倾斜角度示意图。
图16是无级变速器运行时摩擦盘锥齿轮一和摩擦盘锥齿轮二旋转方向的示意图,也是无级变速器处于空转运行状态时,钢球部件的钢球操作轴轴线与无级变速器轴线相互垂直的示意图。
图17是无级变速器处于正向减速运行状态时,摩擦盘锥齿轮一和摩擦盘锥齿轮二驱动副行星支架部件旋转的示意图。图中UⅡ大于UⅠ,则UⅢ与UⅡ旋转方向相同。
图18是无级变速器处于正向减速运行状态时,导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架正向移动方向倾斜的示意图。
图19是无级变速器处于反向减速运行状态时,导向联动支架驱动钢球部件的钢球操作轴轴线沿着导向联动支架反向移动方向倾斜的示意图。
图20是主减速器与连接转轴一、连接齿轮五、连接转轴二、连接齿轮六安装在一起的轴测图。
图21是主减速器的轴测剖视图。
图22是双锥齿轮一的轴测图。
图23是双锥齿轮二的轴测剖视图。
图24是所述动力系统的无级变速器处于正向减速运行状态时,主减速器处于低速向前行驶状态的示意图。图中UⅡ'大于UⅠ',则UⅢ'与UⅡ'旋转方向相同。
图25是所述动力系统的无级变速器处于反向减速运行状态时,主减速器处于高速向前行驶状态的示意图。图中UⅢ'与UⅡ'和UⅠ'旋转方向相同。
图26是所述动力系统的沿着轴线剖切示意图。
图中UⅠ是摩擦盘锥齿轮一的副内侧轮齿一分度圆位置旋转的线速度,UⅡ是摩擦盘锥齿轮二的副内侧轮齿二分度圆位置旋转的线速度,UⅢ是副行星支架上与摩擦盘锥齿轮一的副内侧轮齿一分度圆半径相等或者与摩擦盘锥齿轮二的副内侧轮齿二分度圆半径相等的位置旋转的线速度。α是无级变速器处于正向减速运行状态时钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角最大值,β是无级变速器处于反向减速运行状态时钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角最大值。无级变速器处于正向减速运行状态时钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角等于γ时,主减速器零转速输出。δ等于α减γ。图中UⅠ'是双锥齿轮一的主内侧轮齿一分度圆位置旋转的线速度,UⅡ'是双锥齿轮二的主内侧轮齿二分度圆位置旋转的线速度,UⅢ'是主行星支架上与双锥齿轮一的主内侧轮齿一分度圆半径相等或者与双锥齿轮二的主内侧轮齿二分度圆半径相等的位置旋转的线速度。
图中标注有操作钢球1、固定筒2、调速钢球3、总输入轴4、键条一5、副轴套二6、副行星锥齿轮7、摩擦盘锥齿轮二8、副轴套三9、副行星支架10、副行星轴11、摩擦盘锥齿轮一12、副轴套一13、副挡圈一14、副销一15、变速器输出轴16、弹簧17、副轴套四18、固定台19、推力钢球20、联动销21、导向联动支架22、无级变速器轴线23、轮毂24、钢球操作轴轴线25、总输入轴旋转轨迹26、总输入轴旋转方向27、变速器输出轴旋转轨迹28、变速器输出轴正向旋转方向29、摩擦盘锥齿轮二旋转方向30、摩擦盘锥齿轮二旋转轨迹31、调速钢球旋转方向32、调速钢球旋转轨迹33、副销孔二34、外键槽二35、摩擦盘锥齿轮一旋转方向36、摩擦盘锥齿轮一旋转轨迹37、固定台轴孔38、定位球面凹槽39、联动槽孔40、联动杆41、导向环42、导向槽43、定位凹槽44、半球内腔一45、半球一46、联动销孔47、钢球操作轴48、半球二49、定位凸台50、半球内腔二51、摩擦盘锥齿轮轴孔一52、副内侧轮齿一53、摩擦盘一滚动面54、内键槽一55、摩擦盘锥齿轮轴孔二56、副内侧轮齿二57、摩擦盘二滚动面58、轴套安装孔59、副行星支架正向旋转方向60、副行星支架旋转轨迹61、副行星锥齿轮旋转方向62、副行星轴轴线63、副行星锥齿轮旋转轨迹64、导向联动支架正向移动方向65、无级变速器轴线垂直线66、导向联动支架反向移动方向67、变速器输出轴反向旋转方向68、变速器输出轴反向旋转方向69。
主销二101、主挡圈二102、主轴套二103、双锥齿轮二104、主行星锥齿轮105、主轴套三106、主行星轴107、主行星支架108、双锥齿轮一109、主轴套一110、主挡圈一111、主销一112、主行星支架传动轴113、主减速器轴线114、双锥齿轮二旋转轨迹115、双锥齿轮二旋转方向116、双锥齿轮一旋转轨迹117、双锥齿轮一正向旋转方向118、双锥齿轮一反向旋转方向119、双锥齿轮轴孔一120、主内侧轮齿一121、主外侧轮齿一122、双锥齿轮轴孔二123、主内侧轮齿二124、主外侧轮齿二125、主行星支架正向旋转方向126、主行星支架旋转轨迹127、主行星锥齿轮旋转方向128、主行星轴轴线129、主行星锥齿轮旋转轨迹130、双锥齿轮一反向旋转方向131。
内燃发动机201、离合器一202、连接齿轮二203、无级变速器204、连接齿轮一205、齿轮连接部件一206、离合器二207、主减速器208、测速信号线路209、测速装置210、转矩传递路径211、齿轮连接部件二212、转矩传递方向213、连接齿轮六214、连接转轴二215、连接齿轮四216、副挡圈二217、副销二218、键条二219、连接齿轮三220、连接转轴一221、连接齿轮五222、连接转轴二旋转方向223、连接转轴二旋转轨迹224、连接转轴一旋转轨迹225、连接转轴一正向旋转方向226、连接转轴二轴线227、连接转轴一轴线228、连接转轴一反向旋转方向229。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步叙述。参照图1至图4、图15、图26,所述动力系统包括内燃发动机201、离合器一202、连接齿轮二203、无级变速器204、连接齿轮一205、齿轮连接部件一206、离合器二207、主减速器208、测速装置210、齿轮连接部件二212。所述动力系统的无级变速器204采用钢球调速锥齿差速减速机构,主减速器208采用双锥齿差速减速机构。主减速器208包括双锥齿轮一109和双锥齿轮二104,双锥齿轮一109的主外侧轮齿一122是主减速器208的输入端一,双锥齿轮二104的主外侧轮齿二125是主减速器208的输入端二,所述动力系统采用无级变速器204和齿轮连接部件一206传递内燃发动机201一部分输出转矩驱动主减速器208的输入端一,形成转矩传递通道一,转矩传递通道一具有可调节的传动比,即无级变速。所述动力系统采用齿轮连接部件二212传递内燃发动机201另外一部分输出转矩驱动主减速器208的输入端二,形成转矩传递通道二,转矩传递通道二具有固定的传动比。主减速器208的输出轴旋转速度及旋转方向与其两个输入端的转速差相关,通过无级变速器204改变主减速器208输入端一的旋转速度和旋转方向,能够控制主减速器208的输出轴旋转速度及旋转方向,由测速装置210监控主减速器208的输出轴旋转速度,并且通过离合器二207的分离状态或者接合状态控制主减速器208的转矩输出状态,形成应用于燃油汽车的具有两个转矩传递通道的无级变速动力系统。
参照图1至图26,无级变速器204包括固定筒部件、钢球部件、摩擦盘锥齿轮部件、副行星支架部件,固定筒部件包括固定筒2、导向联动支架22,钢球部件包括操作钢球1、调速钢球3、联动销21、副轴套四18、推力钢球20、弹簧17,摩擦盘锥齿轮部件包括摩擦盘锥齿轮一12、摩擦盘锥齿轮二8、副轴套一13、副挡圈一14、副销一15、副轴套二6、键条一5、总输入轴4,副行星支架部件包括变速器输出轴16、副行星锥齿轮7、副轴套三9、副行星支架10、副行星轴11。若干个钢球部件安装在副行星支架部件径向外侧,钢球部件和副行星支架部件安装在固定筒2径向内侧,导向联动支架22安装在固定筒2径向外侧,摩擦盘锥齿轮部件把钢球部件与副行星支架部件连接在一起。摩擦盘锥齿轮部件的总输入轴4与副行星支架部件的变速器输出轴16同轴。
固定筒2呈圆筒形,固定筒2径向外表面有若干个呈圆柱形的固定台19,固定台19有径向的固定台轴孔38,固定台19位于固定筒2径向内侧的端面有呈半球形曲面的定位球面凹槽39。导向联动支架22的导向环42呈环形,导向环42径向外表面均布若干对联动杆41,每一对联动杆41之间是导向槽43,每一个联动杆41右端有一个联动槽孔40。钢球部件的弹簧17、推力钢球20依次安装在调速钢球3的半球内腔二51中,副轴套四18安装在操作钢球1的半球内腔一45中,调速钢球3的定位凸台50安装在副轴套四18的轴套轴孔中。副行星支架10呈环形,副行星支架10径向内表面均布若干个支架安装平面一,每一个支架安装平面一中心有一个支架固定轴孔一。变速器输出轴16轴向中间的固定轴肩一径向外表面均布若干个径向的固定轴孔一,副行星轴11一端安装在变速器输出轴16的固定轴孔一中,副行星轴11另外一端安装在副行星支架10的支架固定轴孔一中,副轴套三9安装在副行星轴11轴向中间位置,副行星锥齿轮7安装在副轴套三9径向外侧。
摩擦盘锥齿轮一12径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔一52,摩擦盘锥齿轮一12径向内侧是副内侧轮齿一53,摩擦盘锥齿轮一12径向外侧是圆盘形的摩擦盘一,摩擦盘一径向外表面是环形的摩擦盘一滚动面54,副内侧轮齿一53、摩擦盘一滚动面54在轴向同一侧。摩擦盘锥齿轮二8轴向左端有轮毂24,轮毂24径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔二56,摩擦盘锥齿轮轴孔二56径向内表面有内键槽一55,摩擦盘锥齿轮二8轴向右端的径向中间是轴套安装孔59,摩擦盘锥齿轮二8轴向右端的径向内侧是副内侧轮齿二57,副内侧轮齿二57径向外侧是圆盘形的摩擦盘二,摩擦盘二径向外表面是环形的摩擦盘二滚动面58,副内侧轮齿二57、摩擦盘二滚动面58在轴向同一侧。总输入轴4轴向右端径向外表面有外键槽一,总输入轴4轴向右端安装在摩擦盘锥齿轮二8的摩擦盘锥齿轮轴孔二56中,键条一5安装在总输入轴4的外键槽一和摩擦盘锥齿轮二8的内键槽一55中。副轴套一13安装在变速器输出轴16的固定轴肩一轴向右侧位置,摩擦盘锥齿轮一12安装在副轴套一13径向外侧,副挡圈一14、副销一15安装固定在副轴套一13轴向右侧的变速器输出轴16径向外表面。副轴套二6安装在摩擦盘锥齿轮二8的轴套安装孔59中,变速器输出轴16轴向左端安装在副轴套二6的轴套轴孔中。
钢球部件的操作钢球1的钢球操作轴48穿过固定筒2的固定台轴孔38,使操作钢球1的半球一46上端径向外表面与固定筒2的定位球面凹槽39接触安装在一起,使操作钢球1的钢球操作轴48上端位于固定筒2径向外侧,使操作钢球1的钢球操作轴48上端位于导向联动支架22的导向槽43中,把联动销21两端安装在导向联动支架22的一对联动杆41的联动槽孔40中,把联动销21中间位置安装固定在操作钢球1的钢球操作轴48的联动销孔47中。使调速钢球3能够围绕钢球操作轴轴线25旋转,导向联动支架22沿着固定筒2轴向移动时,使若干个钢球部件的操作钢球1的钢球操作轴48能够向固定筒2轴向左端或者向固定筒2轴向右端倾斜,钢球操作轴轴线25也随之向固定筒2轴向左端或者向固定筒2轴向右端倾斜。副行星支架部件的副行星锥齿轮7分别与副内侧轮齿一53和副内侧轮齿二57啮合。钢球部件的调速钢球3径向外表面分别与摩擦盘一径向外表面的摩擦盘一滚动面54和摩擦盘二径向外表面的摩擦盘二滚动面58接触安装在一起,调速钢球3旋转时,调速钢球3径向外表面分别与摩擦盘一滚动面54和摩擦盘二滚动面58进行滚动运动。
主减速器208包括主行星支架部件、双锥齿轮一109、主轴套一110、主挡圈一111、主销一112、双锥齿轮二104、主销二101、主挡圈二102、主轴套二103,主行星支架部件包括主行星支架传动轴113、主行星锥齿轮105、主轴套三106、主行星轴107、主行星支架108。主行星支架108呈环形,主行星支架108径向内表面均布若干个支架安装平面二,每一个支架安装平面二中心有一个支架固定轴孔二。主行星支架传动轴113轴向中间的固定轴肩二径向外表面均布若干个径向的固定轴孔二,主行星轴107一端安装在主行星支架传动轴113的固定轴孔二中,主行星轴107另外一端安装在主行星支架108的支架固定轴孔二中,主轴套三106安装在主行星轴107轴向中间位置,主行星锥齿轮105安装在主轴套三106径向外表面。
双锥齿轮一109径向中间是双锥齿轮轴孔一120,双锥齿轮一109径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿一121、主外侧轮齿一122。双锥齿轮二104径向中间是双锥齿轮轴孔二123,双锥齿轮二104径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿二124、主外侧轮齿二125。双锥齿轮一109和双锥齿轮二104分别安装在主行星支架部件轴向两端,双锥齿轮一109的主内侧轮齿一121与主行星支架部件的主行星锥齿轮105啮合,双锥齿轮二104的主内侧轮齿二124与主行星支架部件的主行星锥齿轮105啮合。主轴套一110安装在主行星支架传动轴113的固定轴肩二轴向右侧位置,双锥齿轮一109安装在主轴套一110径向外侧,主挡圈一111、主销一112安装固定在主轴套一110轴向右侧的主行星支架传动轴113径向外表面。主轴套二103安装在主行星支架传动轴113的固定轴肩二轴向左侧位置,双锥齿轮二104安装在主轴套二103径向外侧,主销二101、主挡圈二102安装固定在主轴套二103轴向左侧的主行星支架传动轴113径向外表面。
齿轮连接部件一206包括连接转轴一221、连接齿轮三220、连接齿轮五222。齿轮连接部件二212包括连接转轴二215、连接齿轮四216、连接齿轮六214。连接齿轮一205、连接齿轮三220、连接齿轮五222、连接齿轮二203、连接齿轮四216、连接齿轮六214是锥齿轮。连接转轴一221轴向两端分别是连接齿轮三220、连接齿轮五222,连接转轴二215轴向两端分别是连接齿轮四216、连接齿轮六214。通过键条二219或者通过花键把连接齿轮一205安装固定在无级变速器204的变速器输出轴16上,连接齿轮一205轴向两端分别安装有一个副挡圈二217、副销二218。若通过键条二219把连接齿轮一205安装固定在无级变速器204的变速器输出轴16上,需要在无级变速器204的副挡圈一14轴向右侧的变速器输出轴16径向外表面加工制造外键槽二35,外键槽二35轴向两侧各有一个副销孔二34,副销二218安装固定在副销孔二34中,并且在连接齿轮一205的轴孔径向内表面加工制造内键槽二,键条二219安装固定在变速器输出轴16的外键槽二35和连接齿轮一205的内键槽二中。无级变速器204的摩擦盘锥齿轮二8轴向左端有轮毂24,连接齿轮二203安装固定在摩擦盘锥齿轮二8的轮毂24径向外侧,或者,在摩擦盘锥齿轮二8的轮毂24径向外侧加工制造连接齿轮二203。
齿轮连接部件一206和齿轮连接部件二212分别安装在副行星支架部件和主行星支架部件轴向两端,无级变速器轴线23与主减速器轴线114相互平行,齿轮连接部件一206的连接齿轮三220与连接齿轮一205啮合,齿轮连接部件一206的连接齿轮五222与主减速器208的双锥齿轮一109的主外侧轮齿一122啮合,齿轮连接部件一206位于连接齿轮一205与主外侧轮齿一122轴向中间位置。齿轮连接部件二212的连接齿轮四216与连接齿轮二203啮合,齿轮连接部件二212的连接齿轮六214与主减速器208的双锥齿轮二104的主外侧轮齿二125啮合,齿轮连接部件二212位于连接齿轮二203与主外侧轮齿二125轴向左侧位置。无级变速器204的总输入轴4既是无级变速器204的输入轴,又是所述动力系统的输入轴,变速器输出轴16是无级变速器204的输出轴。齿轮连接部件一206的连接转轴一221是主减速器208的输入轴一,齿轮连接部件二212的连接转轴二215是主减速器208的输入轴二,主减速器208的主行星支架传动轴113既是主减速器208的输出轴,又是所述动力系统的输出轴。所述动力系统运行时,双锥齿轮二旋转方向116固定不变,若双锥齿轮二旋转方向116是汽车向前行驶时车轮的旋转方向,主行星支架传动轴正向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向116相同。
所述动力系统应用时,无级变速器204的总输入轴4与内燃发动机201输出端的离合器一202输出轴连接在一起,主减速器208的主行星支架传动轴113轴向一端与测速装置210连接在一起,主减速器208的主行星支架传动轴113轴向另一端与离合器二207输入轴连接在一起,离合器二207输出轴与车轮差速器输入轴连接在一起。所述动力系统运行时,转矩传递通道一的路径是,内燃发动机201输出的一部分转矩依次通过离合器一202、总输入轴4、无级变速器204、变速器输出轴16、连接齿轮一205、连接齿轮三220、连接转轴一221、连接齿轮五222、主减速器208的双锥齿轮一109,转矩传递至主减速器208的输入端一,转矩传递通道二的路径是,内燃发动机201输出的另外一部分转矩依次通过离合器一202、总输入轴4、摩擦盘锥齿轮二8的轮毂24、连接齿轮二203、连接齿轮四216、连接转轴二215、连接齿轮六214、主减速器208的双锥齿轮二104,转矩传递至主减速器208的输入端二,内燃发动机201输出的转矩通过主减速器208的主行星支架传动轴113、离合器二207、车轮差速器驱动车轮。转矩传递通道一的无级变速器204采用摩擦力传递转矩,转矩传递通道一其余零部件采用齿轮传递转矩,转矩传递通道二全部采用齿轮传递转矩。
内燃发动机201输出的转矩依次通过连接齿轮一205、连接齿轮三220、连接齿轮五222、主减速器208的双锥齿轮一109的主外侧轮齿一122时的传动比是齿轮连接部件一206的传动比,齿轮连接部件一206采用等速传动或者增速传动或者减速传动方式。无级变速器204的传动比与齿轮连接部件一206的传动比乘积等于转矩传递通道一的传动比。内燃发动机201输出的转矩依次通过连接齿轮二203、连接齿轮四216、连接齿轮六214、主减速器208的双锥齿轮二104的主外侧轮齿二125时的传动比是齿轮连接部件二212的传动比,齿轮连接部件二212采用减速传动方式。齿轮连接部件二212的传动比等于转矩传递通道二的传动比。齿轮连接部件二212的传动比大于无级变速器204的最小传动比。齿轮连接部件二212的传动比是固定数值,则转矩传递通道二的传动比也是固定数值。双锥齿轮二104旋转速度取决于转矩传递通道二的传动比,在内燃发动机201输出转速不变的前提下,双锥齿轮二104旋转速度固定不变。无级变速器204的传动比是非固定数值,则转矩传递通道一的传动比也是非固定数值。双锥齿轮一109旋转速度取决于转矩传递通道一的传动比,调节无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值,即改变无级变速器204的传动比,能够改变双锥齿轮一109旋转速度和旋转方向。
所述动力系统运行时,若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66重合,无级变速器204的变速器输出轴16输出转速等于零,无级变速器204处于空转运行状态。若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间有偏移夹角α,变速器输出轴正向旋转方向29与总输入轴旋转方向27相同,变速器输出轴16旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二8旋转速度与摩擦盘锥齿轮一12旋转速度之差的一半,无级变速器204处于正向减速运行状态。若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间有偏移夹角β,变速器输出轴反向旋转方向69与总输入轴旋转方向27相反,变速器输出轴16旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一12旋转速度与摩擦盘锥齿轮二8旋转速度之差的一半,无级变速器204处于反向减速运行状态。钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值小,则无级变速器204的传动比大,钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值大,则无级变速器204的传动比小。
所述动力系统运行时,设定钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于γ至γ加δ的区域内时,主减速器处于向后行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ时,主减速器处于停止行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至γ的区域内时,主减速器处于低速向前行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至β的区域内时,主减速器处于高速向前行驶状态。偏移夹角α、β、γ、δ是锐角。
所述动力系统运行时,若无级变速器204处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度等于双锥齿轮二104旋转速度,主减速器208的输出转速等于零,主减速器208处于停止行驶状态,此时无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ,γ角度数值小于α角度数值。
若无级变速器204处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度小于双锥齿轮二104旋转速度,主减速器208的主行星支架传动轴113旋转方向与双锥齿轮二旋转方向116相同,主减速器208输出转速等于双锥齿轮二104旋转速度与双锥齿轮一109旋转速度之差的一半,主减速器208处于低速向前行驶状态,此时无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内。此时若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于零,无级变速器204的摩擦盘锥齿轮一12旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二8旋转速度,无级变速器204的变速器输出轴16输出转速等于零,即无级变速器204处于空转运行状态,此时主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度等于零,主减速器208输出转速等于双锥齿轮二104旋转速度的一半,主减速器208低速向前行驶状态时的输出转速达到最大值。
若无级变速器204处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度大于双锥齿轮二104旋转速度,主减速器208的主行星支架传动轴113旋转方向与双锥齿轮二旋转方向116相反,主减速器208输出转速等于双锥齿轮一109旋转速度与双锥齿轮二104旋转速度之差的一半,主减速器208处于向后行驶状态,此时无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内。此时若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ加δ,即偏移夹角数值等于α,主减速器208向后行驶状态时的输出转速达到最大值。
若无级变速器204处于反向减速运行状态,变速器输出轴反向旋转方向69与总输入轴旋转方向27相反,主减速器208的双锥齿轮一反向旋转方向119与双锥齿轮二旋转方向116相同,主减速器208的主行星支架传动轴113旋转方向与双锥齿轮二旋转方向116相同,主减速器208输出转速等于双锥齿轮二104旋转速度与双锥齿轮一109旋转速度之和的一半,主减速器208处于高速向前行驶状态,此时无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内。此时若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值使转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度等于双锥齿轮二104旋转速度,并且主减速器208的双锥齿轮一反向旋转方向119与双锥齿轮二旋转方向116相同,主减速器208输出转速等于双锥齿轮二104旋转速度,或者,主减速器208输出转速等于双锥齿轮一109旋转速度。此时若无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于β,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度大于双锥齿轮二104旋转速度,并且主减速器208的双锥齿轮一反向旋转方向119与双锥齿轮二旋转方向116相同,主减速器208输出转速等于双锥齿轮二104旋转速度与双锥齿轮一109旋转速度之和的一半,主减速器208高速向前行驶状态时的输出转速达到最大值。
参照图1至图4、图15至图19、图24至图26,所述动力系统运行过程是:所述动力系统运行之前,离合器一202、离合器二207处于分离状态,通过操纵导向联动支架22驱动钢球部件的钢球操作轴轴线25沿着导向联动支架正向移动方向65倾斜,使无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ。所述动力系统运行时,内燃发动机201启动并且在经济转速区域内运行,汽车控制模块发出指令使离合器一202处于接合状态,内燃发动机201输出转矩传递至无级变速器204的总输入轴4,总输入轴4沿着总输入轴旋转方向27旋转,内燃发动机201一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二8传递至转矩传递通道一,内燃发动机201另外一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二8的轮毂24、连接齿轮二203传递至转矩传递通道二。在转矩传递通道二中,总输入轴4通过键条一5、摩擦盘锥齿轮二8驱动连接齿轮二203同方向旋转,连接齿轮二203通过齿轮连接部件二212驱动双锥齿轮二104沿着双锥齿轮二旋转方向116旋转。
在转矩传递通道一中,总输入轴4通过键条一5驱动摩擦盘锥齿轮二8同方向旋转,摩擦盘锥齿轮二8的摩擦盘二驱动钢球部件的调速钢球3沿着调速钢球旋转方向32旋转,调速钢球3通过摩擦盘一驱动摩擦盘锥齿轮一12旋转,摩擦盘锥齿轮一旋转方向36与摩擦盘锥齿轮二旋转方向30相反。此时钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ,调速钢球3径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长大于调速钢球3径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球3旋转时摩擦盘二旋转速度大于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二8的副内侧轮齿二57驱动副行星锥齿轮7旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一12的副内侧轮齿一53驱动副行星锥齿轮7旋转速度,为了抵消副内侧轮齿二57和副内侧轮齿一53分别驱动副行星锥齿轮7的速度差,副行星锥齿轮7围绕副行星轴轴线63自转的同时,副行星锥齿轮7还会围绕无级变速器轴线23公转,副行星锥齿轮7驱动副行星支架10低转速旋转,副行星支架10通过副行星轴11驱动变速器输出轴16低转速同方向旋转,变速器输出轴16沿着变速器输出轴正向旋转方向29旋转,变速器输出轴正向旋转方向29与总输入轴旋转方向27相同,此时无级变速器204处于正向减速运行状态。变速器输出轴16依次通过连接齿轮一205、齿轮连接部件一206驱动双锥齿轮一109沿着双锥齿轮一正向旋转方向118旋转。双锥齿轮一正向旋转方向118与双锥齿轮二旋转方向116相反,并且,转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度等于双锥齿轮二104旋转速度,双锥齿轮二104的主内侧轮齿二124驱动主行星锥齿轮105旋转速度等于双锥齿轮一109的主内侧轮齿一121驱动主行星锥齿轮105旋转速度,主行星锥齿轮105围绕主行星轴轴线129自转,主行星支架108处于静止状态,主行星支架传动轴113的转速为零,若测速装置210监控主行星支架传动轴113的转速也为零,汽车控制模块发出指令使离合器二207处于接合状态,主减速器208处于停止行驶状态。此时内燃发动机201在经济转速区域内运行,主减速器208零转速输出,通过控制钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值和偏移方向,能够使汽车从零转速起步进入向后行驶状态,或者进入低速向前行驶状态,或者进入高速向前行驶状态。
主减速器208处于停止行驶状态时,无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架22驱动钢球部件的钢球操作轴轴线25沿着导向联动支架正向移动方向65倾斜,使无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内,此时无级变速器204处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度大于双锥齿轮二104旋转速度,双锥齿轮一109的主内侧轮齿一121驱动主行星锥齿轮105旋转速度大于双锥齿轮二104的主内侧轮齿二124驱动主行星锥齿轮105旋转速度,为了抵消主内侧轮齿一121和主内侧轮齿二124分别驱动主行星锥齿轮105的速度差,主行星锥齿轮105围绕主行星轴轴线129自转的同时,主行星锥齿轮105还会围绕主减速器轴线114公转,主行星锥齿轮105驱动主行星支架108低转速旋转,主行星支架108通过主行星轴107驱动主行星支架传动轴113低转速同方向旋转,主行星支架传动轴113沿着主行星支架传动轴正向旋转方向的相反方向旋转,主减速器208处于向后行驶状态。
主减速器208处于停止行驶状态时,无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架22驱动钢球部件的钢球操作轴轴线25沿着导向联动支架反向移动方向67倾斜,使无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时无级变速器204处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器208的双锥齿轮一109旋转速度小于双锥齿轮二104旋转速度,双锥齿轮一109的主内侧轮齿一121驱动主行星锥齿轮105旋转速度小于双锥齿轮二104的主内侧轮齿二124驱动主行星锥齿轮105旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二124和主内侧轮齿一121分别驱动主行星锥齿轮105的速度差,主行星锥齿轮105围绕主行星轴轴线129自转的同时,主行星锥齿轮105还会围绕主减速器轴线114公转,主行星锥齿轮105驱动主行星支架108低转速旋转,主行星支架108通过主行星轴107驱动主行星支架传动轴113低转速同方向旋转,主行星支架传动轴113沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器208处于低速向前行驶状态。
主减速器208处于低速向前行驶状态时,无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时通过操纵导向联动支架22驱动钢球部件的钢球操作轴轴线25沿着导向联动支架反向移动方向67倾斜,使无级变速器204的钢球操作轴轴线25与无级变速器轴线垂直线66之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内,调速钢球3径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长小于调速钢球3径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球3旋转时摩擦盘二旋转速度小于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二8的副内侧轮齿二57驱动副行星锥齿轮7旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一12的副内侧轮齿一53驱动副行星锥齿轮7旋转速度,为了抵消副内侧轮齿一53和副内侧轮齿二57分别驱动副行星锥齿轮7的速度差,副行星锥齿轮7围绕副行星轴轴线63自转的同时,副行星锥齿轮7还会围绕无级变速器轴线23公转,副行星锥齿轮7驱动副行星支架10低转速旋转,副行星支架10通过副行星轴11驱动变速器输出轴16低转速同方向旋转,变速器输出轴16沿着变速器输出轴反向旋转方向69旋转,变速器输出轴反向旋转方向69与总输入轴旋转方向27相反,此时无级变速器204处于反向减速运行状态。变速器输出轴16依次通过连接齿轮一205、齿轮连接部件一206驱动双锥齿轮一109沿着双锥齿轮一反向旋转方向119旋转。双锥齿轮一反向旋转方向119与双锥齿轮二旋转方向116相同,若双锥齿轮一109旋转速度等于双锥齿轮二104旋转速度,双锥齿轮一109和双锥齿轮二104共同驱动主行星锥齿轮105仅围绕主减速器轴线114公转,若双锥齿轮一109旋转速度不等于双锥齿轮二104旋转速度,双锥齿轮一109的主内侧轮齿一121驱动主行星锥齿轮105旋转速度不等于双锥齿轮二104的主内侧轮齿二124驱动主行星锥齿轮105旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二124和主内侧轮齿一121分别驱动主行星锥齿轮105的速度差,主行星锥齿轮105在围绕主减速器轴线114公转的同时,主行星锥齿轮105还会围绕主行星轴轴线129自转,主行星锥齿轮105驱动主行星支架108高转速旋转,主行星支架108通过主行星轴107驱动主行星支架传动轴113高转速同方向旋转,主行星支架传动轴113沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器208处于高速向前行驶状态。

Claims (2)

1.一种双通道无级变速燃油汽车动力系统,所述动力系统包括内燃发动机(201)、离合器一(202)、无级变速器(204),其特征在于:所述动力系统还包括连接齿轮二(203)、连接齿轮一(205)、齿轮连接部件一(206)、离合器二(207)、主减速器(208)、测速装置(210)、齿轮连接部件二(212);所述动力系统的无级变速器(204)采用钢球调速锥齿差速减速机构,主减速器(208)采用双锥齿差速减速机构;主减速器(208)包括双锥齿轮一(109)和双锥齿轮二(104),双锥齿轮一(109)的主外侧轮齿一(122)是主减速器(208)的输入端一,双锥齿轮二(104)的主外侧轮齿二(125)是主减速器(208)的输入端二,所述动力系统采用无级变速器(204)和齿轮连接部件一(206)传递内燃发动机(201)一部分输出转矩驱动主减速器(208)的输入端一,形成转矩传递通道一,转矩传递通道一具有可调节的传动比,即无级变速;所述动力系统采用齿轮连接部件二(212)传递内燃发动机(201)另外一部分输出转矩驱动主减速器(208)的输入端二,形成转矩传递通道二,转矩传递通道二具有固定的传动比;主减速器(208)的输出轴旋转速度及旋转方向与其两个输入端的转速差相关,通过无级变速器(204)改变主减速器(208)输入端一的旋转速度和旋转方向,能够控制主减速器(208)的输出轴旋转速度及旋转方向,由测速装置(210)监控主减速器(208)的输出轴旋转速度,并且通过离合器二(207)的分离状态或者接合状态控制主减速器(208)的转矩输出状态,形成应用于燃油汽车的具有两个转矩传递通道的无级变速动力系统;
无级变速器(204)包括固定筒部件、钢球部件、摩擦盘锥齿轮部件、副行星支架部件,固定筒部件包括固定筒(2)、导向联动支架(22),钢球部件包括操作钢球(1)、调速钢球(3)、联动销(21)、副轴套四(18)、推力钢球(20)、弹簧(17),摩擦盘锥齿轮部件包括摩擦盘锥齿轮一(12)、摩擦盘锥齿轮二(8)、副轴套一(13)、副挡圈一(14)、副销一(15)、副轴套二(6)、键条一(5)、总输入轴(4),副行星支架部件包括变速器输出轴(16)、副行星锥齿轮(7)、副轴套三(9)、副行星支架(10)、副行星轴(11);若干个钢球部件安装在副行星支架部件径向外侧,钢球部件和副行星支架部件安装在固定筒(2)径向内侧,导向联动支架(22)安装在固定筒(2)径向外侧,摩擦盘锥齿轮部件把钢球部件与副行星支架部件连接在一起;摩擦盘锥齿轮部件的总输入轴(4)与副行星支架部件的变速器输出轴(16)同轴;
固定筒(2)呈圆筒形,固定筒(2)径向外表面有若干个呈圆柱形的固定台(19),固定台(19)有径向的固定台轴孔(38),固定台(19)位于固定筒(2)径向内侧的端面有呈半球形曲面的定位球面凹槽(39);导向联动支架(22)的导向环(42)呈环形,导向环(42)径向外表面均布若干对联动杆(41),每一对联动杆(41)之间是导向槽(43),每一个联动杆(41)右端有一个联动槽孔(40);钢球部件的弹簧(17)、推力钢球(20)依次安装在调速钢球(3)的半球内腔二(51)中,副轴套四(18)安装在操作钢球(1)的半球内腔一(45)中,调速钢球(3)的定位凸台(50)安装在副轴套四(18)的轴套轴孔中;副行星支架(10)呈环形,副行星支架(10)径向内表面均布若干个支架安装平面一,每一个支架安装平面一中心有一个支架固定轴孔一;变速器输出轴(16)轴向中间的固定轴肩一径向外表面均布若干个径向的固定轴孔一,副行星轴(11)一端安装在变速器输出轴(16)的固定轴孔一中,副行星轴(11)另外一端安装在副行星支架(10)的支架固定轴孔一中,副轴套三(9)安装在副行星轴(11)轴向中间位置,副行星锥齿轮(7)安装在副轴套三(9)径向外侧;
摩擦盘锥齿轮一(12)径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔一(52),摩擦盘锥齿轮一(12)径向内侧是副内侧轮齿一(53),摩擦盘锥齿轮一(12)径向外侧是圆盘形的摩擦盘一,摩擦盘一径向外表面是环形的摩擦盘一滚动面(54),副内侧轮齿一(53)、摩擦盘一滚动面(54)在轴向同一侧;摩擦盘锥齿轮二(8)轴向左端有轮毂(24),轮毂(24)径向中间是摩擦盘锥齿轮轴孔二(56),摩擦盘锥齿轮轴孔二(56)径向内表面有内键槽一(55),摩擦盘锥齿轮二(8)轴向右端的径向中间是轴套安装孔(59),摩擦盘锥齿轮二(8)轴向右端的径向内侧是副内侧轮齿二(57),副内侧轮齿二(57)径向外侧是圆盘形的摩擦盘二,摩擦盘二径向外表面是环形的摩擦盘二滚动面(58),副内侧轮齿二(57)、摩擦盘二滚动面(58)在轴向同一侧;总输入轴(4)轴向右端径向外表面有外键槽一,总输入轴(4)轴向右端安装在摩擦盘锥齿轮二(8)的摩擦盘锥齿轮轴孔二(56)中,键条一(5)安装在总输入轴(4)的外键槽一和摩擦盘锥齿轮二(8)的内键槽一(55)中;副轴套一(13)安装在变速器输出轴(16)的固定轴肩一轴向右侧位置,摩擦盘锥齿轮一(12)安装在副轴套一(13)径向外侧,副挡圈一(14)、副销一(15)安装固定在副轴套一(13)轴向右侧的变速器输出轴(16)径向外表面;副轴套二(6)安装在摩擦盘锥齿轮二(8)的轴套安装孔(59)中,变速器输出轴(16)轴向左端安装在副轴套二(6)的轴套轴孔中;
钢球部件的操作钢球(1)的钢球操作轴(48)穿过固定筒(2)的固定台轴孔(38),使操作钢球(1)的半球一(46)上端径向外表面与固定筒(2)的定位球面凹槽(39)接触安装在一起,使操作钢球(1)的钢球操作轴(48)上端位于固定筒(2)径向外侧,使操作钢球(1)的钢球操作轴(48)上端位于导向联动支架(22)的导向槽(43)中,把联动销(21)两端安装在导向联动支架(22)的一对联动杆(41)的联动槽孔(40)中,把联动销(21)中间位置安装固定在操作钢球(1)的钢球操作轴(48)的联动销孔(47)中;使调速钢球(3)能够围绕钢球操作轴轴线(25)旋转,导向联动支架(22)沿着固定筒(2)轴向移动时,使若干个钢球部件的操作钢球(1)的钢球操作轴(48)能够向固定筒(2)轴向左端或者向固定筒(2)轴向右端倾斜,钢球操作轴轴线(25)也随之向固定筒(2)轴向左端或者向固定筒(2)轴向右端倾斜;副行星支架部件的副行星锥齿轮(7)分别与副内侧轮齿一(53)和副内侧轮齿二(57)啮合;钢球部件的调速钢球(3)径向外表面分别与摩擦盘一径向外表面的摩擦盘一滚动面(54)和摩擦盘二径向外表面的摩擦盘二滚动面(58)接触安装在一起,调速钢球(3)旋转时,调速钢球(3)径向外表面分别与摩擦盘一滚动面(54)和摩擦盘二滚动面(58)进行滚动运动;
主减速器(208)包括主行星支架部件、双锥齿轮一(109)、主轴套一(110)、主挡圈一(111)、主销一(112)、双锥齿轮二(104)、主销二(101)、主挡圈二(102)、主轴套二(103),主行星支架部件包括主行星支架传动轴(113)、主行星锥齿轮(105)、主轴套三(106)、主行星轴(107)、主行星支架(108);主行星支架(108)呈环形,主行星支架(108)径向内表面均布若干个支架安装平面二,每一个支架安装平面二中心有一个支架固定轴孔二;主行星支架传动轴(113)轴向中间的固定轴肩二径向外表面均布若干个径向的固定轴孔二,主行星轴(107)一端安装在主行星支架传动轴(113)的固定轴孔二中,主行星轴(107)另外一端安装在主行星支架(108)的支架固定轴孔二中,主轴套三(106)安装在主行星轴(107)轴向中间位置,主行星锥齿轮(105)安装在主轴套三(106)径向外表面;
双锥齿轮一(109)径向中间是双锥齿轮轴孔一(120),双锥齿轮一(109)径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿一(121)、主外侧轮齿一(122);双锥齿轮二(104)径向中间是双锥齿轮轴孔二(123),双锥齿轮二(104)径向外侧的轴向两端分别是主内侧轮齿二(124)、主外侧轮齿二(125);双锥齿轮一(109)和双锥齿轮二(104)分别安装在主行星支架部件轴向两端,双锥齿轮一(109)的主内侧轮齿一(121)与主行星支架部件的主行星锥齿轮(105)啮合,双锥齿轮二(104)的主内侧轮齿二(124)与主行星支架部件的主行星锥齿轮(105)啮合;主轴套一(110)安装在主行星支架传动轴(113)的固定轴肩二轴向右侧位置,双锥齿轮一(109)安装在主轴套一(110)径向外侧,主挡圈一(111)、主销一(112)安装固定在主轴套一(110)轴向右侧的主行星支架传动轴(113)径向外表面;主轴套二(103)安装在主行星支架传动轴(113)的固定轴肩二轴向左侧位置,双锥齿轮二(104)安装在主轴套二(103)径向外侧,主销二(101)、主挡圈二(102)安装固定在主轴套二(103)轴向左侧的主行星支架传动轴(113)径向外表面;
齿轮连接部件一(206)包括连接转轴一(221)、连接齿轮三(220)、连接齿轮五(222);齿轮连接部件二(212)包括连接转轴二(215)、连接齿轮四(216)、连接齿轮六(214);连接齿轮一(205)、连接齿轮三(220)、连接齿轮五(222)、连接齿轮二(203)、连接齿轮四(216)、连接齿轮六(214)是锥齿轮;连接转轴一(221)轴向两端分别是连接齿轮三(220)、连接齿轮五(222),连接转轴二(215)轴向两端分别是连接齿轮四(216)、连接齿轮六(214);通过键条二(219)或者通过花键把连接齿轮一(205)安装固定在无级变速器(204)的变速器输出轴(16)上,连接齿轮一(205)轴向两端分别安装有一个副挡圈二(217)、副销二(218);若通过键条二(219)把连接齿轮一(205)安装固定在无级变速器(204)的变速器输出轴(16)上,需要在无级变速器(204)的副挡圈一(14)轴向右侧的变速器输出轴(16)径向外表面加工制造外键槽二(35),外键槽二(35)轴向两侧各有一个副销孔二(34),副销二(218)安装固定在副销孔二(34)中,并且在连接齿轮一(205)的轴孔径向内表面加工制造内键槽二,键条二(219)安装固定在变速器输出轴(16)的外键槽二(35)和连接齿轮一(205)的内键槽二中;无级变速器(204)的摩擦盘锥齿轮二(8)轴向左端有轮毂(24),连接齿轮二(203)安装固定在摩擦盘锥齿轮二(8)的轮毂(24)径向外侧,或者,在摩擦盘锥齿轮二(8)的轮毂(24)径向外侧加工制造连接齿轮二(203);
齿轮连接部件一(206)和齿轮连接部件二(212)分别安装在副行星支架部件和主行星支架部件轴向两端,无级变速器轴线(23)与主减速器轴线(114)相互平行,齿轮连接部件一(206)的连接齿轮三(220)与连接齿轮一(205)啮合,齿轮连接部件一(206)的连接齿轮五(222)与主减速器(208)的双锥齿轮一(109)的主外侧轮齿一(122)啮合,齿轮连接部件一(206)位于连接齿轮一(205)与主外侧轮齿一(122)轴向中间位置;齿轮连接部件二(212)的连接齿轮四(216)与连接齿轮二(203)啮合,齿轮连接部件二(212)的连接齿轮六(214)与主减速器(208)的双锥齿轮二(104)的主外侧轮齿二(125)啮合,齿轮连接部件二(212)位于连接齿轮二(203)与主外侧轮齿二(125)轴向左侧位置;无级变速器(204)的总输入轴(4)既是无级变速器(204)的输入轴,又是所述动力系统的输入轴,变速器输出轴(16)是无级变速器(204)的输出轴;齿轮连接部件一(206)的连接转轴一(221)是主减速器(208)的输入轴一,齿轮连接部件二(212)的连接转轴二(215)是主减速器(208)的输入轴二,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)既是主减速器(208)的输出轴,又是所述动力系统的输出轴;所述动力系统运行时,双锥齿轮二旋转方向(116)固定不变,若双锥齿轮二旋转方向(116)是汽车向前行驶时车轮的旋转方向,主行星支架传动轴正向旋转方向与双锥齿轮二旋转方向(116)相同;
所述动力系统应用时,无级变速器(204)的总输入轴(4)与内燃发动机(201)输出端的离合器一(202)输出轴连接在一起,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)轴向一端与测速装置(210)连接在一起,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)轴向另一端与离合器二(207)输入轴连接在一起,离合器二(207)输出轴与车轮差速器输入轴连接在一起;所述动力系统运行时,转矩传递通道一的路径是,内燃发动机(201)输出的一部分转矩依次通过离合器一(202)、总输入轴(4)、无级变速器(204)、变速器输出轴(16)、连接齿轮一(205)、连接齿轮三(220)、连接转轴一(221)、连接齿轮五(222)、主减速器(208)的双锥齿轮一(109),转矩传递至主减速器(208)的输入端一,转矩传递通道二的路径是,内燃发动机(201)输出的另外一部分转矩依次通过离合器一(202)、总输入轴(4)、摩擦盘锥齿轮二(8)的轮毂(24)、连接齿轮二(203)、连接齿轮四(216)、连接转轴二(215)、连接齿轮六(214)、主减速器(208)的双锥齿轮二(104),转矩传递至主减速器(208)的输入端二,内燃发动机(201)输出的转矩通过主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)、离合器二(207)、车轮差速器驱动车轮;转矩传递通道一的无级变速器(204)采用摩擦力传递转矩,转矩传递通道一其余零部件采用齿轮传递转矩,转矩传递通道二全部采用齿轮传递转矩;
内燃发动机(201)输出的转矩依次通过连接齿轮一(205)、连接齿轮三(220)、连接齿轮五(222)、主减速器(208)的双锥齿轮一(109)的主外侧轮齿一(122)时的传动比是齿轮连接部件一(206)的传动比,齿轮连接部件一(206)采用等速传动或者增速传动或者减速传动方式;无级变速器(204)的传动比与齿轮连接部件一(206)的传动比乘积等于转矩传递通道一的传动比;内燃发动机(201)输出的转矩依次通过连接齿轮二(203)、连接齿轮四(216)、连接齿轮六(214)、主减速器(208)的双锥齿轮二(104)的主外侧轮齿二(125)时的传动比是齿轮连接部件二(212)的传动比,齿轮连接部件二(212)采用减速传动方式;齿轮连接部件二(212)的传动比等于转矩传递通道二的传动比;齿轮连接部件二(212)的传动比大于无级变速器(204)的最小传动比;齿轮连接部件二(212)的传动比是固定数值,则转矩传递通道二的传动比也是固定数值;双锥齿轮二(104)旋转速度取决于转矩传递通道二的传动比,在内燃发动机(201)输出转速不变的前提下,双锥齿轮二(104)旋转速度固定不变;无级变速器(204)的传动比是非固定数值,则转矩传递通道一的传动比也是非固定数值;双锥齿轮一(109)旋转速度取决于转矩传递通道一的传动比,调节无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值,即改变无级变速器(204)的传动比,能够改变双锥齿轮一(109)旋转速度和旋转方向;
所述动力系统运行时,若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)重合,无级变速器(204)的变速器输出轴(16)输出转速等于零,无级变速器(204)处于空转运行状态;若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间有偏移夹角α,变速器输出轴正向旋转方向(29)与总输入轴旋转方向(27)相同,变速器输出轴(16)旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二(8)旋转速度与摩擦盘锥齿轮一(12)旋转速度之差的一半,无级变速器(204)处于正向减速运行状态;若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间有偏移夹角β,变速器输出轴反向旋转方向(69)与总输入轴旋转方向(27)相反,变速器输出轴(16)旋转速度等于摩擦盘锥齿轮一(12)旋转速度与摩擦盘锥齿轮二(8)旋转速度之差的一半,无级变速器(204)处于反向减速运行状态;钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值小,则无级变速器(204)的传动比大,钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值大,则无级变速器(204)的传动比小;
所述动力系统运行时,设定钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于γ至γ加δ的区域内时,主减速器处于向后行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值等于γ时,主减速器处于停止行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至γ的区域内时,主减速器处于低速向前行驶状态,钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值位于零至β的区域内时,主减速器处于高速向前行驶状态;偏移夹角α、β、γ、δ是锐角;
所述动力系统运行时,若无级变速器(204)处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度等于双锥齿轮二(104)旋转速度,主减速器(208)的输出转速等于零,主减速器(208)处于停止行驶状态,此时无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ,γ角度数值小于α角度数值;
若无级变速器(204)处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度小于双锥齿轮二(104)旋转速度,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)旋转方向与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮二(104)旋转速度与双锥齿轮一(109)旋转速度之差的一半,主减速器(208)处于低速向前行驶状态,此时无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内;此时若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于零,无级变速器(204)的摩擦盘锥齿轮一(12)旋转速度等于摩擦盘锥齿轮二(8)旋转速度,无级变速器(204)的变速器输出轴(16)输出转速等于零,即无级变速器(204)处于空转运行状态,此时主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度等于零,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮二(104)旋转速度的一半,主减速器(208)低速向前行驶状态时的输出转速达到最大值;
若无级变速器(204)处于正向减速运行状态,并且转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度大于双锥齿轮二(104)旋转速度,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)旋转方向与双锥齿轮二旋转方向(116)相反,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮一(109)旋转速度与双锥齿轮二(104)旋转速度之差的一半,主减速器(208)处于向后行驶状态,此时无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内;此时若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ加δ,即偏移夹角数值等于α,主减速器(208)向后行驶状态时的输出转速达到最大值;
若无级变速器(204)处于反向减速运行状态,变速器输出轴反向旋转方向(69)与总输入轴旋转方向(27)相反,主减速器(208)的双锥齿轮一反向旋转方向(119)与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,主减速器(208)的主行星支架传动轴(113)旋转方向与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮二(104)旋转速度与双锥齿轮一(109)旋转速度之和的一半,主减速器(208)处于高速向前行驶状态,此时无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内;此时若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值使转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度等于双锥齿轮二(104)旋转速度,并且主减速器(208)的双锥齿轮一反向旋转方向(119)与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮二(104)旋转速度,或者,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮一(109)旋转速度;此时若无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于β,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度大于双锥齿轮二(104)旋转速度,并且主减速器(208)的双锥齿轮一反向旋转方向(119)与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,主减速器(208)输出转速等于双锥齿轮二(104)旋转速度与双锥齿轮一(109)旋转速度之和的一半,主减速器(208)高速向前行驶状态时的输出转速达到最大值。
2.根据权利要求1所述的一种双通道无级变速燃油汽车动力系统的使用方法,其特征在于:所述动力系统运行过程是:所述动力系统运行之前,离合器一(202)、离合器二(207)处于分离状态,通过操纵导向联动支架(22)驱动钢球部件的钢球操作轴轴线(25)沿着导向联动支架正向移动方向(65)倾斜,使无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ;所述动力系统运行时,内燃发动机(201)启动并且在经济转速区域内运行,汽车控制模块发出指令使离合器一(202)处于接合状态,内燃发动机(201)输出转矩传递至无级变速器(204)的总输入轴(4),总输入轴(4)沿着总输入轴旋转方向(27)旋转,内燃发动机(201)一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二(8)传递至转矩传递通道一,内燃发动机(201)另外一部分输出转矩通过摩擦盘锥齿轮二(8)的轮毂(24)、连接齿轮二(203)传递至转矩传递通道二;在转矩传递通道二中,总输入轴(4)通过键条一(5)、摩擦盘锥齿轮二(8)驱动连接齿轮二(203)同方向旋转,连接齿轮二(203)通过齿轮连接部件二(212)驱动双锥齿轮二(104)沿着双锥齿轮二旋转方向(116)旋转;
在转矩传递通道一中,总输入轴(4)通过键条一(5)驱动摩擦盘锥齿轮二(8)同方向旋转,摩擦盘锥齿轮二(8)的摩擦盘二驱动钢球部件的调速钢球(3)沿着调速钢球旋转方向(32)旋转,调速钢球(3)通过摩擦盘一驱动摩擦盘锥齿轮一(12)旋转,摩擦盘锥齿轮一旋转方向(36)与摩擦盘锥齿轮二旋转方向(30)相反;此时钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ,调速钢球(3)径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长大于调速钢球(3)径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球(3)旋转时摩擦盘二旋转速度大于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二(8)的副内侧轮齿二(57)驱动副行星锥齿轮(7)旋转速度大于摩擦盘锥齿轮一(12)的副内侧轮齿一(53)驱动副行星锥齿轮(7)旋转速度,为了抵消副内侧轮齿二(57)和副内侧轮齿一(53)分别驱动副行星锥齿轮(7)的速度差,副行星锥齿轮(7)围绕副行星轴轴线(63)自转的同时,副行星锥齿轮(7)还会围绕无级变速器轴线(23)公转,副行星锥齿轮(7)驱动副行星支架(10)低转速旋转,副行星支架(10)通过副行星轴(11)驱动变速器输出轴(16)低转速同方向旋转,变速器输出轴(16)沿着变速器输出轴正向旋转方向(29)旋转,变速器输出轴正向旋转方向(29)与总输入轴旋转方向(27)相同,此时无级变速器(204)处于正向减速运行状态;变速器输出轴(16)依次通过连接齿轮一(205)、齿轮连接部件一(206)驱动双锥齿轮一(109)沿着双锥齿轮一正向旋转方向(118)旋转;双锥齿轮一正向旋转方向(118)与双锥齿轮二旋转方向(116)相反,并且,转矩传递通道一的传动比等于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度等于双锥齿轮二(104)旋转速度,双锥齿轮二(104)的主内侧轮齿二(124)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度等于双锥齿轮一(109)的主内侧轮齿一(121)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度,主行星锥齿轮(105)围绕主行星轴轴线(129)自转,主行星支架(108)处于静止状态,主行星支架传动轴(113)的转速为零,若测速装置(210)监控主行星支架传动轴(113)的转速也为零,汽车控制模块发出指令使离合器二(207)处于接合状态,主减速器(208)处于停止行驶状态;此时内燃发动机(201)在经济转速区域内运行,主减速器(208)零转速输出,通过控制钢球操作轴轴线与无级变速器轴线垂直线之间的偏移夹角数值和偏移方向,能够使汽车从零转速起步进入向后行驶状态,或者进入低速向前行驶状态,或者进入高速向前行驶状态;
主减速器(208)处于停止行驶状态时,无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架(22)驱动钢球部件的钢球操作轴轴线(25)沿着导向联动支架正向移动方向(65)倾斜,使无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在γ与γ加δ之间的区域内,此时无级变速器(204)处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比小于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度大于双锥齿轮二(104)旋转速度,双锥齿轮一(109)的主内侧轮齿一(121)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度大于双锥齿轮二(104)的主内侧轮齿二(124)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度,为了抵消主内侧轮齿一(121)和主内侧轮齿二(124)分别驱动主行星锥齿轮(105)的速度差,主行星锥齿轮(105)围绕主行星轴轴线(129)自转的同时,主行星锥齿轮(105)还会围绕主减速器轴线(114)公转,主行星锥齿轮(105)驱动主行星支架(108)低转速旋转,主行星支架(108)通过主行星轴(107)驱动主行星支架传动轴(113)低转速同方向旋转,主行星支架传动轴(113)沿着主行星支架传动轴正向旋转方向的相反方向旋转,主减速器(208)处于向后行驶状态;
主减速器(208)处于停止行驶状态时,无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值等于γ,此时通过操纵导向联动支架(22)驱动钢球部件的钢球操作轴轴线(25)沿着导向联动支架反向移动方向(67)倾斜,使无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时无级变速器(204)处于正向减速运行状态,并且,转矩传递通道一的传动比大于转矩传递通道二的传动比,即主减速器(208)的双锥齿轮一(109)旋转速度小于双锥齿轮二(104)旋转速度,双锥齿轮一(109)的主内侧轮齿一(121)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度小于双锥齿轮二(104)的主内侧轮齿二(124)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二(124)和主内侧轮齿一(121)分别驱动主行星锥齿轮(105)的速度差,主行星锥齿轮(105)围绕主行星轴轴线(129)自转的同时,主行星锥齿轮(105)还会围绕主减速器轴线(114)公转,主行星锥齿轮(105)驱动主行星支架(108)低转速旋转,主行星支架(108)通过主行星轴(107)驱动主行星支架传动轴(113)低转速同方向旋转,主行星支架传动轴(113)沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器(208)处于低速向前行驶状态;
主减速器(208)处于低速向前行驶状态时,无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在零与γ之间的区域内,此时通过操纵导向联动支架(22)驱动钢球部件的钢球操作轴轴线(25)沿着导向联动支架反向移动方向(67)倾斜,使无级变速器(204)的钢球操作轴轴线(25)与无级变速器轴线垂直线(66)之间的偏移夹角数值在零与β之间的区域内,调速钢球(3)径向外表面与摩擦盘二接触轨迹的周长小于调速钢球(3)径向外表面与摩擦盘一接触轨迹的周长,调速钢球(3)旋转时摩擦盘二旋转速度小于摩擦盘一旋转速度,摩擦盘锥齿轮二(8)的副内侧轮齿二(57)驱动副行星锥齿轮(7)旋转速度小于摩擦盘锥齿轮一(12)的副内侧轮齿一(53)驱动副行星锥齿轮(7)旋转速度,为了抵消副内侧轮齿一(53)和副内侧轮齿二(57)分别驱动副行星锥齿轮(7)的速度差,副行星锥齿轮(7)围绕副行星轴轴线(63)自转的同时,副行星锥齿轮(7)还会围绕无级变速器轴线(23)公转,副行星锥齿轮(7)驱动副行星支架(10)低转速旋转,副行星支架(10)通过副行星轴(11)驱动变速器输出轴(16)低转速同方向旋转,变速器输出轴(16)沿着变速器输出轴反向旋转方向(69)旋转,变速器输出轴反向旋转方向(69)与总输入轴旋转方向(27)相反,此时无级变速器(204)处于反向减速运行状态;变速器输出轴(16)依次通过连接齿轮一(205)、齿轮连接部件一(206)驱动双锥齿轮一(109)沿着双锥齿轮一反向旋转方向(119)旋转;双锥齿轮一反向旋转方向(119)与双锥齿轮二旋转方向(116)相同,若双锥齿轮一(109)旋转速度等于双锥齿轮二(104)旋转速度,双锥齿轮一(109)和双锥齿轮二(104)共同驱动主行星锥齿轮(105)仅围绕主减速器轴线(114)公转,若双锥齿轮一(109)旋转速度不等于双锥齿轮二(104)旋转速度,双锥齿轮一(109)的主内侧轮齿一(121)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度不等于双锥齿轮二(104)的主内侧轮齿二(124)驱动主行星锥齿轮(105)旋转速度,为了抵消主内侧轮齿二(124)和主内侧轮齿一(121)分别驱动主行星锥齿轮(105)的速度差,主行星锥齿轮(105)在围绕主减速器轴线(114)公转的同时,主行星锥齿轮(105)还会围绕主行星轴轴线(129)自转,主行星锥齿轮(105)驱动主行星支架(108)高转速旋转,主行星支架(108)通过主行星轴(107)驱动主行星支架传动轴(113)高转速同方向旋转,主行星支架传动轴(113)沿着主行星支架传动轴正向旋转方向旋转,主减速器(208)处于高速向前行驶状态。
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