CN111173912A - 一种新型无级变速器 - Google Patents

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Abstract

一种无级变速器，在无级变速装置从动轴后面布置具有两个前进挡的平行轴式副变速器，副变速器两个前进挡的主动齿轮和离合器与无级变速装置从动轴同轴布置，副变速器两个前进挡的从动齿轮与主减速器主动齿轮同轴固定在一起；输入轴与无级变速装置主动轴同轴布置，存在与输入轴固定在一起的形状锁合式换挡元件能够选择性的接合和分离倒挡主动齿轮和无级变速装置主动轴，倒挡主动齿轮和倒挡从动齿轮互为外啮合齿轮，且倒挡从动齿轮与无级变速装置从动轴同轴固定在一起；存在与输入轴同轴布置的过渡挡离合器能够接合和分离输入轴和过渡挡主动齿轮，过渡挡主动齿轮与输入轴同轴且与副变速器两个从动齿轮中的其中一个外啮合。

Description

一种新型无级变速器
技术领域
本发明涉及一种新型无级变速器。
背景技术
在以往公布的CN 103527736 A中，提出了“有级过渡式无级变速传动”的换挡方法。在“有级过渡式无级变速传动”方案中，动力传动有两个路径，分别是无级变速传动路径和过渡挡传动路径。无级变速传动路径具有无级变速装置和副变速器，副变速器串联在无级变速装置后面，副变速器具有两个前进挡、空挡和倒挡，并且其通过两个行星排和四个多片离合器换挡元件来实现上述挡位的保持和变更。过渡挡传动路径由两个外啮合齿轮副和一个湿式多片离合器组成，过渡挡传动路径布置在无级变速装置主动轴和副变速器输出轴之间，一个齿轮和副变速器输出轴同轴且固定在一起，另外一个齿轮和无级变速装置主动轴同轴布置且两者之间布置过渡挡离合器；上述两个齿轮同时和一个外圆柱齿轮啮合。通过设定无级变速装置的最大及最小传动比、行星排的齿数和过渡挡传动路径齿轮的齿数，使得无级变速路径在副变速器处于1挡和2挡时都存在与过渡挡传动路径传动比相等的时刻。这样副变速器工作在1挡时，无级变速传动路径能够等传动比切换到过渡挡传动路径；同样在副变速器工作在2挡时，无级变速传动路径也能够等传动比切换到过渡挡传动路径。这样使得所有挡位的切换都是在等传动比无动力中断前提下进行的，从而解决了无级变速装置后串联副变速器带来的挡位切换冲击问题。
通过“有级过渡式无级变速传动”方案，可以有效的增加无级变速器的转矩承载水平和速比变化范围。
但是在CN 103527736 A的方案中，副变速器由两个行星排和四个湿式离合器组成，其体积太过庞大，结构也过于复杂，并不利于量产布置和降低成本。为了能够精简结构，需要设计新的副变速器和前进挡倒挡切换机构。
发明内容
本发明基于上述要求，把CN 103527736 A方案中行星齿轮式副变速器变成了平行轴式副变速器，并把前进挡及倒挡切换机构从副变速器中独立出来，做成单独的机构直接布置在无级变速装置动力路径的前端。这样新型无级变速器的复杂程度和体积可以明显的减小。
本具体的发明内容如下。
本新型无级变速器，其具有液力变矩器1、输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、无级变速装置Va、倒挡主动齿轮G2、倒挡从动齿轮G3、过渡挡离合器C1、过渡挡主动齿轮G1、1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4、1挡从动齿轮G6、2挡离合器C3、2挡主动齿轮G5、2挡从动齿轮G7、主减速器主动齿轮G8、主减速器从动齿轮G9、差速器5，无级变速装置Va包括主动带轮总成Pa、金属带4、从动带轮总成Pb。
液力变矩器1的输出构件常动力连接输入轴S1，输入轴S1常动力连接形状锁合式换挡元件SE，形状锁合式换挡元件SE能够选择性的接合和分离倒挡主动齿轮G2和主动带轮总成Pa，同时形状锁合式换挡元件SE也可以不接合倒挡主动齿轮G2和主动带轮总成Pa中的任何一个。倒挡主动齿轮G2和倒挡从动齿轮G3互为外啮合齿轮副且常动力连接；倒挡从动齿轮G3与从动带轮总成Pb常动力连接且固定为一个整体。过渡挡离合器C1能够接合和分离过渡挡主动齿轮G1和输入轴S1，过渡挡主动齿轮G1和1挡从动齿轮G6互为外啮合齿轮副且常动力连接。1挡离合器C2能够接合和分离1挡主动齿轮G4和从动带轮总成Pb，1挡主动齿轮G4和1挡从动齿轮G6互为外啮合齿轮副且常动力连接。2挡离合器C3能够接合和分离2挡主动齿轮G5和从动带轮总成Pb，2挡主动齿轮G5和2挡从动齿轮G7互为外啮合齿轮副且常动力连接。1挡从动齿轮G6、2挡从动齿轮G7和主减速器主动齿轮G8三者同轴固定为一个整体且形成常动力连接；主减速器主动齿轮G8和主减速器从动齿轮G9互为外啮合齿轮副且常动力连接，主减速器从动齿轮G9与差速器5同轴固定在一起且形成常动力连接。液力变矩器1、输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、主动带轮总成Pa、过渡挡离合器C1和过渡挡主动齿轮G1同轴布置，倒挡从动齿轮G3、从动带轮总成Pb、1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4、2挡离合器C3和2挡主动齿轮G5同轴布置。无级变速装置Va能够连续变化由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb的传动比，并且其传动比能够在最大值与最小值之间连续变化。
如上述构件的动力布置关系。
副变速器包括从动带轮总成Pb的一部分、1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4、1挡从动齿轮G6、2挡离合器C3、2挡主动齿轮G5、2挡从动齿轮G7和主减速器主动齿轮G8，能够实现两个前进挡。
过渡挡传动路径包括过渡挡离合器C1、过渡挡主动齿轮G1、1挡从动齿轮G6和主减速器主动齿轮G8。
前进挡及倒挡机构包括输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、倒挡主动齿轮G2、倒挡从动齿轮G3和主动带轮总成Pa。
当形状锁合式换挡元件SE选择性接合主动带轮总成Pa、1挡离合器C2接合、过渡挡离合器C1和2挡离合器C3都分离时，于此同时当无级变速装置Va由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb的传动比在其最小值附近时，过渡挡主动齿轮G1与主动带轮总成Pa存在转速相等的时刻。
当形状锁合式换挡元件SE选择性接合主动带轮总成Pa、2挡离合器C3接合、过渡挡离合器C1和1挡离合器C2都分离时，于此同时当无级变速装置Va由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb的传动比在其最大值附近时，过渡挡主动齿轮G1与主动带轮总成Pa存在转速相等的时刻。
当形状锁合式换挡元件SE选择性接合主动带轮总成Pa、过渡挡离合器C1接合、1挡离合器C2和2挡离合器C3都分离时，于此同时当无级变速装置Va由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb的传动比在其最小值附近时，1挡主动齿轮G4与从动带轮总成Pb存在转速相等的时刻。
为当形状锁合式换挡元件SE选择性接合主动带轮总成Pa、过渡挡离合器C1接合、1挡离合器C2和2挡离合器C3都分离时，于此同时当无级变速装置Va由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb的传动比在其最大值附近时，2挡主动齿轮G5与从动带轮总成Pb存在转速相等的时刻。
附图说明
附图1是新型无级变速器的结构示意图。其中，1、液力变矩器；Va、无级变速装置；S1、输入轴；C1、过渡挡离合器；G1、过渡挡主动齿轮；Pa、主动带轮总成；Pa1、主动带轮固定锥盘；Pa2、主动带轮移动锥盘；Pa3、主动液压缸；2、形状锁合式换挡元件前进挡接合齿；SE、形状锁合式换挡元件；3、形状锁合式换挡元件倒挡接合齿；G2、倒挡主动齿轮；G3、倒挡从动齿轮；4、金属带；Pb、从动带轮总成；Pb1、从动带轮固定锥盘；Pb2、从动带轮移动锥盘；Pb3、从动液压缸；C2、1挡离合器；G4、1挡主动齿轮；G5、2挡主动齿轮；C3、2挡离合器；G6、1挡从动齿轮；G7、2挡从动齿轮；G8、主减速器主动齿轮；G9、主减速器从动齿轮；5、差速器；QL、左驱动轴；QR、右驱动轴。
具体实施方式
下面参照附图1来说明本发明的具体实施方式。在本说明书中，驱动连接是指相互的旋转构件以能够传递驱动力的方式连接的状态，其包括这些旋转构件以一体的旋转方式连接的状态或这些旋转构件经由离合器等以能够传递驱动力的方式连接的状态。
如附图1，发动机的动力经由液力变矩器1传递到输入轴S1，液力变矩器1内部具有锁止离合器。当液力变矩器1内部的锁止离合器分离时，输入轴S1可以和液力变矩器1外壳进行不同步旋转。当液力变矩器1内部的锁止离合器接合时，输入轴S1和液力变矩器1外壳进行同步旋转（或两者转速差极小）。输入轴S1与形状锁合式换挡元件SE常连接在一起，形状锁合式换挡元件SE能够选择性的接合和分离形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2和形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3。形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2与主动带轮固定锥盘Pa1固定为一个整体，形成驱动连接；形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3与倒挡主动齿轮G2固定为一个整体，形成驱动连接。即相当于形状锁合式换挡元件SE能够选择性的接合和分离无级变速装置Va的主动带轮总成Pa和倒挡主动齿轮G2。主动带轮固定锥盘Pa1为中空结构，主动带轮固定锥盘Pa1与输入轴S1同轴布置，且输入轴S1在主动带轮固定锥盘Pa1中空结构的内部，两者之间采用滚动轴承相互支撑（相关轴承图中并未表示）。主动带轮固定锥盘Pa1、形状锁合式换挡元件SE、倒挡主动齿轮G2和输入轴S1四者之间采取同轴布置，并通过滚轴轴承相互支撑（相关轴承图中并未表示完全）。
形状锁合式换挡元件SE可以为汽车手动挡变速器中的渐开线花键式同步器或离合器，可以不带同步功能，也可以不带同步功能。形状锁合式换挡元件SE由附图1并未表示出来的拨叉进行轴向控制的。拨叉由液压或者电机等电磁元件进行驱动，从而实现拨叉的轴向移动。
在本实施方式中，应用带式无级自动变速机构。但是并不限定于此，作为无级变速机构，也可以应用例如环形无级变速机构或圆锥形无级变速机构。
由主动带轮总成Pa、从动带轮总成Pb和金属带4组成无级变速装置Va，该无级变速装置Va能够连续的变更传动比。金属带4卷绕在主动带轮总成Pa和从动带轮总成Pb上。主动带轮总成Pa和从动带轮总成Pb采取平行轴布置。
主动带轮总成Pa具有在轴向上不能移动的主动带轮固定锥盘Pa1和以主动带轮固定锥盘Pa1作为支撑且在轴向上能够移动的主动带轮移动锥盘Pa2，上述主动带轮固定锥盘Pa1和主动带轮移动锥盘Pa2分别具有相对的形成为圆锥面的壁面。通过由上述主动带轮固定锥盘Pa1与主动带轮移动锥盘Pa2形成的V字形截面的槽部夹持金属带4。主动带轮固定锥盘Pa1和主动带轮移动锥盘Pa2以相同的转速进行同步旋转。
同样的，从动带轮总成Pb具有在轴向上不能移动的从动带轮固定锥盘Pb1和以从动带轮固定锥盘Pb1作为支撑且在轴向上能够移动的从动带轮移动锥盘Pb2，上述从动带轮固定锥盘Pb1和从动带轮移动锥盘Pb2分别具有相对的形成为圆锥面的壁面。通过由上述从动带轮固定锥盘Pb1与从动带轮移动锥盘Pb2形成的V字形截面的槽部夹持金属带4。上述主动带轮总成Pa的主动带轮固定锥盘Pa1和从动带轮总成Pb的从动带轮固定锥盘Pb1相对于金属带4配置在轴向的相反一侧。从动带轮固定锥盘Pb1和从动带轮移动锥盘Pb2以相同的转速进行同步旋转。
在主动带轮移动锥盘Pa2的背面侧配置有主动液压缸Pa3，在从动带轮移动锥盘Pb2的背面侧配置有从动液压缸Pb3。并且上述主动液压缸Pa3和从动液压缸Pb3构成为通过供给工作油压产生与负载扭矩对应的带夹紧力，并且产生用于变更或固定变速比的夹紧力。
从动带轮固定锥盘Pb1与倒挡从动齿轮G3同轴固定在一起，并形成驱动连接。倒挡主动齿轮G2和倒挡从动齿轮G3外啮合，且倒挡主动齿轮G2和倒挡从动齿轮G3为一套外啮合齿轮机构，即倒挡主动齿轮G2的旋转方向与倒挡从动齿轮G3相反。
存在1挡离合器C2能够接合和分离从动带轮固定锥盘Pb1和1挡主动齿轮G4，存在2挡离合器C3能够接合和分离从动带轮固定锥盘Pb1和2挡主动齿轮G5。并且1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4、2挡离合器C3、2挡主动齿轮G5均与从动带轮固定锥盘Pb1同轴布置，从动带轮固定锥盘Pb1通过滚动轴承支撑1挡主动齿轮G4，从动带轮固定锥盘Pb1通过滚动轴承支撑2挡主动齿轮G5。
存在过渡挡离合器C1能够接合和分离过渡挡主动齿轮G1和输入轴S1。过渡挡主动齿轮G1、输入轴S1、主动带轮固定锥盘Pa1、过渡挡离合器C1四者同轴布置；主动带轮固定锥盘Pa1通过滚动轴承支撑过渡挡主动齿轮G1。
过渡挡主动齿轮G1与1挡从动齿轮G6外啮合，两者旋转方向相反；1挡主动齿轮G4与1挡从动齿轮G6外啮合，两者旋转方向相反。2挡主动齿轮G5与2挡从动齿轮G7外啮合，两者旋转方向相反。由1挡主动齿轮G4到1挡从动齿轮G6传动比的绝对值大于由2挡主动齿轮G5与2挡从动齿轮G7传动比的绝对值。1挡从动齿轮G6和2挡从动齿轮G7同轴固定连接在主减速器主动齿轮G8上，1挡从动齿轮G6、2挡从动齿轮G7和主减速器主动齿轮G8同步旋转，并且前三者从附图中由左到右的布置顺序为1挡从动齿轮G6、2挡从动齿轮G7、主减速器主动齿轮G8。
主减速器主动齿轮G8与主减速器从动齿轮G9外啮合，两者旋转方向相反。主减速器从动齿轮G9同轴固定连接在主差速器5上，差速器5通过滚动轴承支撑在壳体上。差速器5具有差速功能，并通过左驱动轴QL和右驱动轴QR驱动左右车轮，差速器5能够吸收左右车轮的转速差。
整个变速器仅仅有四个轴，结构非常紧凑。
本新型无级变速器能够实现空挡、驻车挡、两个倒挡、两个前进挡和一个过渡挡。
当新型无级变速器处于空挡时，形状锁合式换挡元件SE不接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2和形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3中的任何一个。过渡挡离合器C1、1挡离合器C2和2挡离合器C3既可以分别保持接合状态也可以分别保持分离状态。输入轴S1受液力变矩器1内的流体运动进行自由转动；也可以在渡挡离合器C1接合的前提下与车轮保持动力连接，并与车轮的转动速度相关联。发动机的动力不能够传递到车轮。
当新型无级变速器处于驻车挡时，锁止元件（本文未标出）会限制过渡挡主动齿轮G1或主减速器主动齿轮G8中任意一个元件的转动。过渡挡主动齿轮G1（或主减速器主动齿轮G8）转动被限制时，由于过渡挡主动齿轮G1和车轮处于常动力连接关系，所以车轮的转动也被限制。这种对转动的限制并不是绝对的，当被限制对象受力超过设定值时，被限制对象依然会发生转动。
当新型无级变速器处于倒挡时，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3。发动机的动力经由液力变矩器1、输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3、倒挡主动齿轮G2、倒挡从动齿轮G3传递到从动带轮固定锥盘Pb1。
当1挡离合器C2接合且当2挡离合器C2分离时，从动带轮固定锥盘Pb1的动力经由1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4和1挡从动齿轮G6组成的外齿轮啮合副传递到主减速器主动齿轮G8并最终传递到车轮。此时为倒挡1挡。
当2挡离合器C3接合且当1挡离合器C1分离时，从动带轮固定锥盘Pb1的动力经由2挡离合器C3、2挡主动齿轮G5和2挡从动齿轮G7组成的外齿轮啮合副传递到主减速器主动齿轮G8并最终传递到车轮。此时为倒挡2挡。
倒挡1挡的传动比（由输入轴S1倒差速器5的传动比）的绝对值要大于倒挡2挡。并且在倒挡工作时，无级变速装置Va是不参与传动的。在倒挡工作条件下，过渡挡离合器C1是处于分离状态的。
当新型无级变速器处于前进挡1挡时，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2，1挡离合器C2处于接合状态，且2挡离合器C3和过渡挡离合器C1都是处于分离状态的。发动机的动力经由液力变矩器1、输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2传递到无级变速装置Va的主动带轮总成Pa。动力由主动带轮总成Pa通过金属带4传递到从动带轮总成Pb；并且在此动力传递路径中，传动比是可以连续变化的。从动带轮总成Pb的动力经由1挡离合器C2、1挡主动齿轮G4和1挡从动齿轮G6组成的外齿轮啮合副传递到主减速器主动齿轮G8并最终传递到车轮。
当新型无级变速器处于前进挡2挡时，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2，2挡离合器C3处于接合状态，且1挡离合器C2和过渡挡离合器C1都是处于分离状态的。发动机的动力经由液力变矩器1、输入轴S1、形状锁合式换挡元件SE、形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2传递到无级变速装置Va的主动带轮总成Pa。动力由主动带轮总成Pa通过金属带4传递到从动带轮总成Pb；并且在此动力传递路径中，传动比是可以连续变化的。从动带轮总成Pb的动力经由2挡离合器C3、2挡主动齿轮G5和2挡从动齿轮G7组成的外齿轮啮合副传递到主减速器主动齿轮G8并最终传递到车轮。
当新型无级变速器处于过渡挡时，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2，过渡挡离合器C1处于接合状态，且1挡离合器C2和2挡离合器C3都是处于分离状态的。发动机的动力经由液力变矩器1传递到输入轴S1，输入轴S1的动力经由过渡挡离合器C1传递到过渡挡主动齿轮G1。最后动力经由过渡挡主动齿轮G1、1挡从动齿轮G6、主减速器主动齿轮G8和主减速器从动齿轮G9传递到差速器5，并最终驱动车轮。
无级变速装置Va中由主动带轮总成Pa到从动带轮总成Pb（经过金属带4）的传动比是iV，iV是连续变化的且为正值，iV的数值大于iVMIN并小于iVMAX。过渡挡主动齿轮G1和1挡从动齿轮G6是一对外齿轮啮合副，由过渡挡主动齿轮G1到1挡从动齿轮G6传动比的绝对值为iSTEP，iSTEP为固定值。1挡主动齿轮G4和1挡从动齿轮G6是一对外齿轮啮合副，由1挡主动齿轮G4到1挡从动齿轮G6传动比的绝对值为i1，i1为固定值。2挡主动齿轮G5和2挡从动齿轮G7是一对外齿轮啮合副，由2挡主动齿轮G5到2挡从动齿轮G7传动比的绝对值为i2，i2为固定值。
当形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2、1挡离合器C2处于接合状态且2挡离合器C3和过渡挡离合器C1都是处于分离状态时，由输入轴S1到主减速器主动齿轮G8的传动比为i1*iV。i1*iV的数值大于i1*iVMIN并小于i1*iVMAX，即i1*iVMAX≥i1*iV≥i1*iVMIN。当形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2、2挡离合器C3处于接合状态且1挡离合器C2和过渡挡离合器C1都是处于分离状态时，由输入轴S1到主减速器主动齿轮G8的传动比为i2*iV。i2*iV的数值大于i2*iVMIN并小于i2*iVMAX，即i2*iVMAX≥i2*iV≥i2*iVMIN。当过渡挡离合器C1处于接合状态且2挡离合器C3和1挡离合器C2都是处于分离状态时，由输入轴S1到主减速器主动齿轮G8的传动比为iSTEP。通过设定i1、i2、iSTEP、iVMAX、iVMIN等数值，使得i2*iVMAX≥iSTEP≥i1*iVMIN，并且i2*iVMAX和i1*iVMIN的数值很接近（接近程度可以定义为都在各自数值变化的15%以内，即0.85倍的i2*iVMAX小于i1*iVMIN且1.15倍的i1*iVMIN大于i2*iVMAX）。
当1挡离合器C2接合（2挡离合器C3和过渡挡离合器C1都分离，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2）且无级变速装置Va的传动比iV在iVMIN附近时，主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1存在转速相等的时刻。在主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1转速接近相等时刻，可以首先接合过渡挡离合器C1再分离1挡离合器C2，进而完成传递路径的切换。于此同时，当过渡挡离合器C1接合（2挡离合器C3和1挡离合器C2都分离，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2）且无级变速装置Va的传动比iV在iVMIN附近时，从动带轮总成Pb和1挡主动齿轮G4存在转速相等的时刻。在从动带轮总成Pb和1挡主动齿轮G4转速接近相等时刻，可以首先接合1挡离合器C2再分离过渡挡离合器C1，进而完成传递路径的切换。
当2挡离合器C3接合（1挡离合器C2和过渡挡离合器C1都分离，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2）且无级变速装置Va的传动比iV在iVMAX附近时，主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1存在转速相等的时刻。在主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1转速接近相等时刻，可以首先接合过渡挡离合器C1再分离2挡离合器C3，进而完成传递路径的切换。于此同时，当过渡挡离合器C1接合（2挡离合器C3和1挡离合器C2都分离，形状锁合式换挡元件SE选择性的接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2）且无级变速装置Va的传动比iV在iVMAX附近时，从动带轮总成Pb和2挡主动齿轮G5存在转速相等的时刻。在从动带轮总成Pb和2挡主动齿轮G5转速接近相等时刻，可以首先接合2挡离合器C3再分离过渡挡离合器C1，进而完成传递路径的切换。
过渡挡的存在主要是为了实现前进1挡和前进2挡的无动力中断切换。
当汽车刚刚起步时，1挡离合器C2处于接合状态，为了减小无级变速器的传动比，无级变速装置Va的传动比iV由iVMAX向iVMIN变化；当iV变化到iVMIN附近时，主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1转速接近相等，过渡挡离合器C1接合并且1挡离合器C2分离。为了继续减小传动比，纵然无级变速装置Va不进行动力传动，无级变速装置Va的传动比iV也要从iVMIN向iVMAX变化；当iV变化到iVMAX附近时，从动带轮总成Pb和2挡主动齿轮G5转速接近相等，2挡离合器C3接合并且过渡挡离合器C1分离，此后无级变速装置Va传递动力。继续减小无级变速的传动比，无级变速装置Va的传动比iV由iVMAX向iVMIN变化。
新型无级变速器传动比增大的过程即为上述过程的反过程。起初2挡离合器C3处于接合状态，为了增大无级变速器的传动比，无级变速装置Va的传动比iV由iVMIN向iVMAX变化；当iV变化到iVMAX附近时，主动带轮总成Pa和过渡挡主动齿轮G1转速接近相等，过渡挡离合器C1接合并且2挡离合器C3分离。为了继续增大传动比，纵然无级变速装置Va不进行动力传动，无级变速装置Va的传动比iV也要从iVMAX向iVMIN变化；当iV变化到iVMIN附近时，从动带轮总成Pb和1挡主动齿轮G4转速接近相等，1挡离合器C2接合并且过渡挡离合器C1分离，此后无级变速装置Va传递动力。继续增大无级变速的传动比，无级变速装置Va的传动比iV由iVMIN向iVMAX变化。
过渡挡为单纯的齿轮啮合传动，当过渡挡单独传动时，整个无级变速器的传动效率要高一些。
过渡挡也在空挡切换到倒挡及空挡切换到前进挡有辅助作用。
当由空挡切换到前进挡前，首先接合过渡挡离合器C1和1挡离合器C2（或2挡离合器C3）。这样输入轴S1和主动带轮总成Pa都和车轮产生动力连接，输入轴S1和主动带轮总成Pa的转速都和车轮成定量的比例关系。当车轮转速为0时，输入轴S1和主动带轮总成Pa的转速也都为0；这样形状锁合式换挡元件SE和形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2也都为0。因此在车速为0时，形状锁合式换挡元件SE接合形状锁合式换挡元件前进挡接合齿2时非常顺利，冲击非常小。
当由空挡切换到倒挡前，首先接合过渡挡离合器C1和1挡离合器C2（或2挡离合器C3）。这样输入轴S1和倒挡主动齿轮G2都和车轮产生动力连接，输入轴S1和倒挡主动齿轮G2的转速都和车轮成定量的比例关系。当车轮转速为0时，输入轴S1和倒挡主动齿轮G2的转速也都为0；这样形状锁合式换挡元件SE和形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3也都为0。因此在车速为0时，形状锁合式换挡元件SE接合形状锁合式换挡元件倒挡接合齿3时非常顺利，冲击非常小。

Claims (6)

1.一种新型无级变速器，其具有液力变矩器（1）、输入轴（S1）、形状锁合式换挡元件（SE）、无级变速装置（Va）、倒挡主动齿轮（G2）、倒挡从动齿轮（G3）、过渡挡离合器（C1）、过渡挡主动齿轮（G1）、1挡离合器（C2）、1挡主动齿轮（G4）、1挡从动齿轮（G6）、2挡离合器（C3）、2挡主动齿轮（G5）、2挡从动齿轮（G7）、主减速器主动齿轮（G8）、主减速器从动齿轮（G9）、差速器（5），所述无级变速装置（Va）包括主动带轮总成（Pa）、金属带（4）、从动带轮总成（Pb）；其特征在于：所述液力变矩器（1）的输出构件常动力连接所述输入轴（S1），所述输入轴（S1）常动力连接所述形状锁合式换挡元件（SE），所述形状锁合式换挡元件（SE）能够选择性的接合和分离所述倒挡主动齿轮（G2）和所述主动带轮总成（Pa），所述倒挡主动齿轮（G2）和所述倒挡从动齿轮（G3）互为外啮合齿轮副且常动力连接；所述倒挡从动齿轮（G3）与所述从动带轮总成（Pb）常动力连接且固定为一个整体；所述过渡挡离合器（C1）能够接合和分离所述过渡挡主动齿轮（G1）和所述输入轴（S1），所述过渡挡主动齿轮（G1）和所述1挡从动齿轮（G6）互为外啮合齿轮副且常动力连接；所述1挡离合器（C2）能够接合和分离所述1挡主动齿轮（G4）和所述从动带轮总成（Pb），所述1挡主动齿轮（G4）和所述1挡从动齿轮（G6）互为外啮合齿轮副且常动力连接；所述2挡离合器（C3）能够接合和分离所述2挡主动齿轮（G5）和所述从动带轮总成（Pb），所述2挡主动齿轮（G5）和所述2挡从动齿轮（G7）互为外啮合齿轮副且常动力连接；所述1挡从动齿轮（G6）、所述2挡从动齿轮（G7）和所述主减速器主动齿轮（G8）三者同轴固定为一个整体且形成常动力连接；所述主减速器主动齿轮（G8）和所述主减速器从动齿轮（G9）互为外啮合齿轮副且常动力连接，所述主减速器从动齿轮（G9）与所述差速器（5）同轴固定在一起且形成常动力连接；所述液力变矩器（1）、所述输入轴（S1）、所述形状锁合式换挡元件（SE）、所述主动带轮总成（Pa）、所述过渡挡离合器（C1）和所述过渡挡主动齿轮（G1）同轴布置，所述倒挡从动齿轮（G3）、所述从动带轮总成（Pb）、所述1挡离合器（C2）、所述1挡主动齿轮（G4）、所述2挡离合器（C3）和所述2挡主动齿轮（G5）同轴布置。
2.根据权利要求1所述的无级变速装置（Va），其特征在于：所述无级变速装置（Va）能够连续变化由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的传动比，并且其传动比能够在最大值与最小值之间连续变化；由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的动力传动是由卷绕在所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）上的所述金属带（4）通过摩擦传动实现的；所述主动带轮总成（Pa）和所述从动带轮总成（Pb）采取平行轴布置，所述主动带轮总成（Pa）和所述从动带轮总成（Pb）旋转方向相同。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的新型无级变速器，其特征在于：当所述形状锁合式换挡元件（SE）选择性接合所述主动带轮总成（Pa）、所述1挡离合器（C2）接合、所述过渡挡离合器（C1）和所述2挡离合器（C3）都分离时，于此同时当所述无级变速装置（Va）由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的传动比在其最小值附近时，所述过渡挡主动齿轮（G1）与所述主动带轮总成（Pa）存在转速相等的时刻。
4.根据权利要求1和权利要求2所述的新型无级变速器，其特征在于：当所述形状锁合式换挡元件（SE）选择性接合所述主动带轮总成（Pa）、所述2挡离合器（C3）接合、所述过渡挡离合器（C1）和所述1挡离合器（C2）都分离时，于此同时当所述无级变速装置（Va）由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的传动比在其最大值附近时，所述过渡挡主动齿轮（G1）与所述主动带轮总成（Pa）存在转速相等的时刻。
5.根据权利要求1和权利要求2所述的新型无级变速器，其特征在于：当所述形状锁合式换挡元件（SE）选择性接合所述主动带轮总成（Pa）、所述过渡挡离合器（C1）接合、所述1挡离合器（C2）和所述2挡离合器（C3）都分离时，于此同时当所述无级变速装置（Va）由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的传动比在其最小值附近时，所述1挡主动齿轮（G4）与所述从动带轮总成（Pb）存在转速相等的时刻。
6.根据权利要求1和权利要求2所述的新型无级变速器，其特征在于：当所述形状锁合式换挡元件（SE）选择性接合所述主动带轮总成（Pa）、所述过渡挡离合器（C1）接合、所述1挡离合器（C2）和所述2挡离合器（C3）都分离时，于此同时当所述无级变速装置（Va）由所述主动带轮总成（Pa）到所述从动带轮总成（Pb）的传动比在其最大值附近时，所述2挡主动齿轮（G5）与所述从动带轮总成（Pb）存在转速相等的时刻。
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