CN111677827A - 一种无级变速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无级变速器，由主动传动部分、从动传动部分、变速控制机构、变速控制杆、张紧机构、推杆及传动带等组成，是利用一套机械式压紧与变速机构来实现V型槽与传动带的压紧以及变速控制。完全克服了采用液压控制的传统无级变速器的各种缺点，其带来的好处就是，V型槽与传动带之间的压紧力更加可靠，因此不会打滑，同时可以采用较大的压紧力，可传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出，且变速响应快，可完全发挥汽车加速性能，省去了复杂的油压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，提高了汽车的燃油效率。

Description

一种无级变速器

技术领域

本发明涉及变速器技术领域，更具体地说，是涉及一种无级变速器。

背景技术

无级变速器是应用于汽车传动系统的一种变速装置，变速器性能的好坏，会直接影响到汽车总体性能。

无级变速器结构简单、体积小、重量轻、传递效率较高、制造成本低的特点，是理想的汽车变速器，在汽车上有教广泛的应用。

无级变速器是利用V形槽与传动带之间的摩擦力实现动力传递，传动比的变化是通过改变传动带与V形槽的径向接触位置来实现，目前应用的无级变速器是采用液压方式来使V型槽与传动带之间产生压紧力，同时通过调节液压油来改变传动比。

但液压控制有一些难以克服的缺点：油压建立时间较慢，V型槽与传动带之间产生压紧力不能及时增加，因此在汽车加速过程中，会限制发动机扭矩输出，防止发动机扭矩增速过快，这样来避免无级变速器打滑，结果就是汽车加速性能较差，不适合激烈驾驶，驾驶乐趣不足。由于油压控制系统比较复杂及容易出现故障，会导致压紧力不足，V型槽与传动带就会打滑，这是无级变速器常见的故障。同时受最大油压的限制，传递扭矩有限，一般只适用于扭矩较小的小排量发动机。

新型无级变速器是利用一套机械式压紧与变速机构来实现V型槽与传动带的压紧以及变速控制。完全克服了采用液压控制的传统无级变速器的各种缺点，其带来的好处就是，V型槽与传动带之间的压紧力更加可靠，不会打滑，可以采用较大的压紧力，传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出，且变速响应快，可完全发挥汽车加速性能，驾驶体验感极强，同时省去了复杂的油压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，也提高了汽车的燃油效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无级变速器，其传递动力时不易打滑，可靠性高，传递扭矩大，变速响应快，适用于大扭矩发动机，结构紧凑，克服了现有无级变速器的不足。可用于燃油汽车、混合动力汽车以及纯电动汽车等交通工具及其他变速机构上。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种无级变速器，包括通过传动带连接的主动传动部分和从动传动部分，两传动部分均具有传动轴、沿传动轴移动的动盘、固定在传动轴上的定盘，其特征在于：两传动部分均设置有片式弹簧、轴承垫片、推力轴承，片式弹簧的中部通过轴承垫片和推力轴承紧压在动盘上，两片式弹簧的一端抵压变速控制杆的两挡块上，另外一端分别抵压在推杆及垫块上。

动盘、定盘具有锥形表面，在动盘与定盘的装配间隙形成V形槽，传动带在V形槽张紧安装。

变速控制杆上设置用于控制变速控制杆沿传动轴轴线方向左右移动的变速控制机构。

主动传动部分的片式弹簧一端接触推杆，所述推杆由张紧机构控制沿传动轴轴线方向左右移动。

所述推力轴承设在轴承垫片与动盘之间，轴承垫片空套在传动轴上，片式弹簧与轴承垫片的中部接触；传动轴包括输入轴、输出轴。

从动传动部分的动盘通过花键安装在输出轴上，可以沿轴向移动。

主动传动部分的动盘通过花键安装在输入轴上，可以沿轴向移动。

本发明的有益效果是：

本发明的无级变速器是利用一套机械式压紧与变速机构来实现V型槽与传动带的压紧以及变速控制。完全克服了采用液压控制的传统无级变速器的各种缺点，其带来的好处就是，V型槽与传动带之间的压紧力更加可靠，因此不会打滑，同时可以采用较大的压紧力，可传递更大的扭矩，无需限制发动机扭矩输出，且变速响应快，可完全发挥汽车加速性能，省去了复杂的油压控制系统，降低了变速器的制造难度及成本，提高了汽车的燃油效率。

附图说明

图1是本发明无级变速器总体结构示意图（以变速控制杆为轴心的展开图）。

图2是本发明无级变速器的侧视图。

图3是本发明无级变速器的片式弹簧自由状态的结构示意图。

图4是本发明无级变速器的片式弹簧受力状态结构示意图。

图5是本发明无级变速器最小传动比的状态图。

图6是本发明无级变速器的传动比由大变小的工作情况图。

图7是本发明无级变速器的传动比由大变小的状态图。

图8是本发明无级变速器的张紧机构工作情况图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1-8，本发明涉及一种无级变速器，利用片式弹簧发生弹性变形产生的弹力来提供无级变速器V形槽与传动带之间的压紧力，并控制片式弹簧的一端的移动来改变无级变速器传动比。无级变速器由主动传动部分100、从动传动部分200、变速控制机构20、变速控制杆22、张紧机构12、推杆13及传动带19等组成，如图1所示为以变速控制杆22为轴心的展开图，侧视图如图2所示。主动传动部分100与从动传动部分200通过皮带19传动连接，主动传动部分100包括输入轴11、主动动盘14、主动定盘15，从动传动部分200包括输出轴25、从动定盘26、从动动盘27；其特征在于，主动传动部分还包括主动片式弹簧16、轴承垫片17、推力轴承18，从动传动部分200还包括从动片式弹簧24、轴承垫片29、推力轴承28。输入轴11穿过主动片式弹簧16、轴承垫片17、推力轴承18，主动片式弹簧16一端与推杆13接触，另外一端与变速控制杆22上的挡块21接触。

输出轴25穿过从动片式弹簧24、轴承垫片29、推力轴承28，从动片式弹簧24一端与垫块30接触，垫块30固定，从动片式弹簧24另外一端与变速控制杆22上的挡块23接触。

主动传动部分100的主动定盘15固定在输入轴11上，主动动盘14通过花键安装在输入轴11上，可轴向移动，主动定盘15与主动动盘14装配好后之间形成主动V形槽，推力轴承18在轴承垫片17与主动动盘14之间，轴承垫片17空套在输入轴11上，主动片式弹簧16与轴承垫片17中间接触，可以绕铰接中心线转动，主动片式弹簧16与输入轴11之间留有可以摆动的空间。

从动传动部分200的从动定盘26固定在输出轴25上，从动动盘27通过花键安装在输出轴25上，可轴向移动，从动定盘26与从动动盘27装配好后之间形成从动V形槽，推力轴承28在轴承垫片29与从动动盘27之间，轴承垫片29空套在输出轴25上，从动片式弹簧24与轴承垫片29中间接触，可以绕铰接中心线转动，从动片式弹簧24与输出轴25之间留有可以摆动的空间。

传动带19安装在主动传动部分100与从动传动部分200的V形槽中。

张紧机构12固定，与推杆13配合，控制推杆13的左右移动，控制主动片式弹簧16、从动片式弹簧24的变形量，从而调节V形槽与传动带19的压紧力。

变速控制机构20与变速控制杆22配合一起，变速控制杆22左右两侧有挡块21、挡块23。变速控制机构20可控制变速控制杆22左右移动，实现传动比的改变。

以下，详细说明无级变速器的工作过程。

1. 动力传递过程

新型无级变速器是利用片式弹簧来提供V形槽与传动带之间的压紧力，如图3所示，片式弹簧在自由状态时，两端向上翘曲。如图4所示，当片式弹簧在两端受到压力时，会逐渐变得平直。

如图1所示，要实现动力传递前，推杆13在张紧机构12的控制下向右移动推压主动片式弹簧16使其产生弹性变形，且主动片式弹簧16绕与轴承垫片17的铰接中心线顺时针转动一个角度，通过杠杆原理，主动片式弹簧16另外一端推动挡块21、变速控制杆22及挡块23向左移动，挡块23推压从动片式弹簧24也使其产生弹性变形，从动片式弹簧24绕与轴承垫片29的铰接中心线逆时针转动一个角度。由于主动片式弹簧16、从动片式弹簧24变形产生弹力，使得主动传动部分100与从动传动部分200的V形槽分别与传动带19产生压紧力，当输入轴旋转，利用V形槽与传动带19之间的摩擦力，将动力传递到输出轴25。

2. 传动比变化

如图1所示，变速控制杆22在变速控制机构20的控制下，处于最左侧，主动片式弹簧16与从动片式弹簧24也处于最左侧。如图5所示，此时主动动盘14与主动定盘15之间的距离最大，传动带19靠近主动V形槽中心最近，既主动转动半径最小；从动动盘27与从动定盘26之间的距离最小，传动带19离从动V形槽中心最远，既从动转动半径最大，如图5所示。

如图6所示，当要减小传动比时，变速控制杆22控制变速控制机构20向右移动，挡块21右移推动主动片式弹簧16一端右移，使得主动片式弹簧16绕与轴承垫片17的铰接中心线逆时针转动一个角度，同时向右推动主动动盘14右移，挤压传动带19向主动V形槽外圆移动，既主动转动半径变大。推块23右移时，从动片式弹簧24在自身弹力及从动动盘27推动下右移，从动片式弹簧24绕与轴承垫片29的铰接中心线顺时针转动一个角度，当从动动盘27右移时，传动带19向从动V形槽中心移动，既从动转动半径变小，此时传动比由大变小，如图7所示。

当变速控制杆22在变速控制机构20控制下向左移动，传动比则变大。

2. V形槽与传动带的压紧力调节

V形槽与传动带的压紧力根据传递扭矩的大小可以进行调节。

如图8所示，张紧机构12控制推杆13向左移动时，作用在主动片式弹簧16的压紧力减小，主动片式弹簧16绕与轴承垫片17的铰接中心线逆时针转动一个角度，使主动片式弹簧16向自由状态恢复。同时变速控制机构20控制变速控制杆22适当右移，也使从动片式弹簧24的压紧力减小。由于压紧力的减小，主动片式弹簧16、从动片式弹簧24的弹性变形减小，从而V形槽与传动带19之间的压紧力减少。

当需要增大V形槽与传动带19之间的压紧力时，张紧机构12控制推杆13向右移动，增加主动片式弹簧16、从动片式弹簧24的弹性变形量。

当变速器不需要传递动力时，张紧机构12控制推杆13移动到最左端，使片式弹簧变形量尽可能减小。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无级变速器，包括通过传动带连接的主动传动部分和从动传动部分，两传动部分均具有传动轴、沿传动轴移动的动盘、固定在传动轴上的定盘，其特征在于：两传动部分均设置有片式弹簧、轴承垫片、推力轴承，片式弹簧的中部通过轴承垫片和推力轴承紧压在动盘上，两片式弹簧的一端抵压在变速控制杆的两挡块上，另外一端分别抵压在推杆及垫块上。

2.根据权利要求1所述无级变速器，其特征在于：动盘、定盘具有锥形表面，在动盘与定盘的装配间隙形成V形槽，传动带在V形槽张紧安装。

3.根据权利要求2所述无级变速器，其特征在于：变速控制杆上设置用于控制变速控制杆沿传动轴轴线方向左右移动的变速控制机构。

4.根据权利要求3所述无级变速器，其特征在于：主动传动部分的片式弹簧一端接触推杆，所述推杆由张紧机构控制沿传动轴轴线方向左右移动。

5.根据权利要求4所述无级变速器，其特征在于：所述推力轴承设在轴承垫片与动盘之间，轴承垫片空套在传动轴上，片式弹簧与轴承垫片的中部接触；传动轴包括输入轴、输出轴。

6.根据权利要求5所述无级变速器，其特征在于：从动传动部分的动盘通过花键安装在输出轴上，可以沿轴向移动。

7.根据权利要求6所述无级变速器，其特征在于：主动传动部分的动盘通过花键安装在输入轴上，可以沿轴向移动。

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