CN111102332B - 多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明属于汽车领域，涉及一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其包括主动轮、金属带、从动轮和中间减速器；主动轮通过金属带驱动从动轮转动，从动轮的动力输出端与中间减速器连接；主动轮和从动轮结构相同；主动轮包括传动轴、第一转盘、第二转盘、径向移动装置、横梁、活齿模块；第一转盘、第二转盘设置在传动轴上；横梁设置在第一转盘、第二转盘之间，横梁的两端可沿预定轨迹在第一转盘、第二转盘上移动；径向移动装置设置在传动轴上，且位于第一转盘和第二转盘之间，径向移动装置可带动多个横梁同步靠近或远离传动轴；活齿模块设置在横梁上，活齿模块与金属带啮合。本发明具有结构紧凑、承载能力高、传动效率高的优点。

Description

多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器。

背景技术

变速器作为发动机动力输入和汽车负载之间得桥梁，在整车设计中占据了重要的地位。目前汽车用变速方式主要有手动变速箱MT、液力自动变速箱AT、无级变速箱CVT、双离合变速箱DSG等，其中无极变速方式中应用较为广泛的为金属带式无级变速器。

参见图1，金属带式无级变速器由发动机飞轮1、起动离合器2、主动轮液压控制缸30、主动转轮40、液压泵50、从动轮液压控制缸60、从动转轮70、第一中间减速器80、主减速器与差速器90和V型金属带100组成。V型金属带100由两束金属环和几百个金属片构成。主动转轮40和从动转轮70都由可动盘和固定盘组成，靠近液压控制缸一侧的带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。可动盘与固定盘都是锥面结构，它们的锥面形成V型槽来与V型金属带100啮合。发动机飞轮1输出的动力首先传递到CVT的主动转轮40，然后通过V型金属带100传递到从动转轮70，最后经第一中间减速器80，主减速器与差速器90传递给车轮来驱动汽车。工作时通过主动转轮40与从动转轮70的可动盘作轴向移动来改变主动转轮40、从动转轮70锥面与V型金属带100啮合的工作半径，从而改变传动比。可动盘的轴向移动量是由驾驶者根据需要通过控制系统自动调节主动轮液压控制缸30、从动轮液压控制缸60的压力来实现的。由于主动转轮40和从动转轮70的工作半径可以实现连续调节，从而实现了无级自动变速。

但是，金属带无级变速器因其依靠钢带与金属锥盘之间的摩擦传递扭矩，导致其存在以下缺点：

(1)传递扭矩有限，容易出现打滑现象；

(2)传动系统传动效率低；

(3)金属带制造工艺复杂，而且长期磨损容易断裂，影响变速箱使用寿命。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其依靠活齿模块与链条的啮合传递大扭矩，具有结构紧凑、承载能力高、传动效率高的优点。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特殊之处在于：

包括主动轮、金属带、从动轮和中间减速器；

所述主动轮通过金属带驱动从动轮转动，从动轮的动力输出端与中间减速器连接；

所述主动轮和从动轮结构相同；

所述主动轮包括传动轴、第一转盘、第二转盘、径向移动装置、横梁、活齿模块；

所述第一转盘、第二转盘设置在传动轴上；所述横梁设置在第一转盘、第二转盘之间，横梁的两端可沿预定轨迹在第一转盘、第二转盘上移动，横梁的数量为多个；径向移动装置设置在传动轴上，且位于第一转盘和第二转盘之间，径向移动装置的数量与横梁的数量相同，径向移动装置可带动多个横梁同步靠近或远离传动轴；

所述活齿模块设置在横梁上，活齿模块与金属带啮合。

进一步地，上述活齿模块包括活齿滑片、滑片固定片、复位弹簧和活齿托；

活齿滑片的数量为多个，活齿滑片下端带有多个位置固定柱，每个位置固定柱上套设有复位弹簧，两端分布圆形孔；活齿托上设有与位置固定柱对应的安装孔，保证每个活齿滑片在压缩和复位的过程中固定柱底部始终保持在活齿托底部的安装孔中；滑片固定片上同样带有与活齿滑片圆形孔对应的固定柱，滑片固定片与活齿托固定连接，用于活齿滑片定位；

所述金属带由多个链片首尾相接而成；

活齿模块与金属带在运动中啮合时，带啮合齿的链片与活齿滑片啮合，啮合结束后活齿滑片在复位弹簧的作用下复位。

进一步地，上述第一转盘为导轨固定盘，第二转盘为渐开线盘；

导轨固定盘上设有多个导轨，导轨的数量与径向移动装置的数量相同，横梁的另一端设有与导轨配合的第一滑块；

所述渐开线盘包括多个渐开线槽，渐开线槽的数量与径向移动装置的数量相同，横梁的一端设有与渐开线槽配合的第二滑块。

进一步地，上述径向移动装置为液压缸，液压缸包括柱塞和柱塞缸筒，柱塞的轴心垂直于传动轴的轴心，柱塞以主动轮传动轴的轴心为中心圆周均布；横梁与柱塞缸筒固定连接。

进一步地，上述液压缸的数量为六个。

进一步地，上述金属带的数量为两条。

进一步地，上述径向移动装置为气缸或者电动缸。

本发明的优点：

(1)本发明一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，摆脱了依靠摩擦传动对传动扭矩的限制，依靠活齿模块与链条的啮合传递大扭矩；

(2)本发明一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，承载能力高、传动效率高；

(3)本发明一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，结构紧凑、制作简单。

附图说明

图1为现有金属带式无级变速器结构图；

图2为本发明实施例的整体结构图；

图3为图2中A-A方向剖视图；

图4为图3的B处放大图；

图5为本发明实施例的活齿模块分解图；

图6为图5的截面图。

其中，1-发动机飞轮；2-起动离合器；3-主动轮；4-金属带；5-从动轮；6-中间减速器；7-柱塞；8-传动轴；9-活齿模块；10-柱塞缸筒；11-渐开线盘；12-导轨固定盘；13-导轨；15-链片；16-活齿滑片；17-滑片固定片；18-复位弹簧；19-活齿托；20-横梁；21-位置固定柱；22-第一滑块；23-渐开线槽；24-第二滑块；25-进油孔；26-固定柱；30-主动轮液压控制缸；40-主动转轮；50-液压泵；60-从动轮液压控制缸；70-从动转轮；80-第一中间减速器；90-主减速器与差速器；100-V型金属带。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多种”或“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图2-图6，一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，包括主动轮3、金属带4、从动轮5和中间减速器6。

所述主动轮3通过金属带4驱动从动轮5转动，从动轮5的动力输出端与中间减速器6连接；主动轮3的动力输入端通过起动离合器2与发动机飞轮1连接。

所述主动轮3和从动轮5结构相同。

所述主动轮3包括传动轴8、第一转盘、第二转盘、径向移动装置、横梁20、活齿模块9；所述第一转盘通过花键固定在传动轴8上，第二转盘通过轴承固定设置在传动轴8上；所述横梁20设置在第一转盘、第二转盘之间，横梁20的两端可沿预定轨迹在第一转盘、第二转盘上移动，横梁20的数量为多个，本实施例优选六个，六个横梁20在第一转盘上圆周均布；径向移动装置设置在传动轴8上，且位于第一转盘和第二转盘之间，径向移动装置的数量与横梁20的数量相同，径向移动装置可带动多个横梁20同步靠近或远离传动轴8。

所述活齿模块9设置在横梁20上，活齿模块9与金属带4啮合。

进一步地，上述活齿模块9包括活齿滑片16、滑片固定片17、复位弹簧18和活齿托19；活齿滑片16的数量为多个，活齿滑片16下端带有多个位置固定柱21，每个位置固定柱21上套设有复位弹簧18，两端分布圆形孔；活齿托19上设有与位置固定柱21对应的安装孔，保证每个活齿滑片16在压缩和复位的过程中位置固定柱21底部始终保持在活齿托19底部的安装孔中；滑片固定片17上同样带有与活齿滑片16圆形孔对应的固定柱26，滑片固定片17与活齿托19固定连接，用于活齿滑片16定位；所述金属带4由多个链片15首尾相接而成，每个链片15上带有一定宽度的啮合齿。

活齿模块9与金属带4在运动中啮合时，金属带4的链片15与活齿滑片16啮合，啮合结束后活齿滑片16在复位弹簧18的作用下复位。

进一步地，第一转盘为导轨固定盘12，第二转盘为渐开线盘11；导轨固定盘12上设有多个导轨，导轨的数量与径向移动装置的数量相同，横梁20的另一端设有与导轨配合的第一滑块；所述渐开线盘11包括多个渐开线槽23，渐开线槽23的数量与径向移动装置的数量相同，横梁20的一端设有与渐开线槽23配合的第二滑块24，渐开线槽23的作用为：一方面控制所有的第二滑块24进行同步运动，另一方面是对第二滑块24实现自锁。

进一步地，径向移动装置为液压缸，液压缸的数量优选六个，液压缸包括柱塞7和柱塞缸筒10，为了确保足够的径向移动距离，柱塞缸筒10为多级缸筒。柱塞7的轴心垂直于传动轴8的轴心，柱塞7以主动轮传动轴8的轴心为中心圆周均布，传动轴8上设有进油孔25，与液压缸相连；横梁20与柱塞缸筒10固定连接。当然径向移动装置也可以采用气缸或者电动缸等装置。

进一步地，为保证传动平稳，金属带4的数量为两条，分别位于移动装置的两侧。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：

包括主动轮(3)、带啮合齿的金属带(4)、从动轮(5)和中间减速器(6)；

所述主动轮(3)通过带啮合齿的金属带(4)驱动从动轮(5)转动，从动轮(5)的动力输出端与中间减速器(6)连接；

所述主动轮(3)和从动轮(5)结构相同；

所述主动轮(3)包括传动轴(8)、第一转盘、第二转盘、径向移动装置、横梁(20)、活齿模块(9)；

所述第一转盘、第二转盘设置在传动轴(8)上；所述横梁(20)设置在第一转盘、第二转盘之间，横梁(20)的两端可沿预定轨迹在第一转盘、第二转盘上移动，横梁(20)的数量为多个；径向移动装置设置在传动轴(8)上，且位于第一转盘和第二转盘之间，径向移动装置的数量与横梁(20)的数量相同，径向移动装置可带动多个横梁(20)同步靠近或远离传动轴(8)；

所述活齿模块(9)设置在横梁(20)上，活齿模块(9)与金属带(4)啮合；

所述活齿模块(9)包括活齿滑片(16)、滑片固定片(17)、复位弹簧(18)和活齿托(19)；

活齿滑片(16)的数量为多个，活齿滑片(16)下端带有多个位置固定柱(21)；每个位置固定柱(21)上套设有复位弹簧(18)，两端分布圆形孔；活齿托(19)上设有与位置固定柱(21)对应的安装孔；滑片固定片(17)上同样带有与活齿滑片(16)圆形孔对应的固定柱(26)，滑片固定片(17)与活齿托(19)固定连接；

所述金属带(4)由多个链片(15)首尾相接而成。

2.根据权利要求1所述的一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：所述第一转盘为导轨固定盘(12)，第二转盘为渐开线盘(11)；

导轨固定盘(12)上设有多个导轨(13)，导轨(13)的数量与径向移动装置的数量相同，横梁(20)的另一端设有与导轨(13)配合的第一滑块(22)；

所述渐开线盘(11)包括多个渐开线槽(23)，渐开线槽(23)的数量与径向移动装置的数量相同，横梁(20)的一端设有与渐开线槽(23)配合的第二滑块(24)。

3.根据权利要求1或2所述的一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：所述径向移动装置为液压缸，液压缸包括柱塞(7)和柱塞缸筒(10)，柱塞(7)的轴心垂直于传动轴(8)的轴心，柱塞(7)以主动轮传动轴(8)的轴心为中心圆周均布；横梁(20)与柱塞缸筒(10)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：所述液压缸的数量为六个。

5.根据权利要求4所述的一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：所述金属带(4)的数量为两条。

6.根据权利要求5所述的一种多动力径向直接驱动调节的金属齿形带式汽车无级变速器，其特征在于：所述径向移动装置为气缸或者电动缸。

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