CN1246420A - 一种机动车无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动车无级变速传动装置,它在输入和输出传动轴上分别安装了一组结构完全相同的伞型轮组成传动轮,伞型轮之间的弧型滑块组成传动轮的传动齿圈。在调节力的作用下,弧型滑块可以沿两伞型轮的滑道向外或向内滑动,从而调节传动轮的传动齿圈直径,实现无级调控传动速比的目的。通过齿链或齿带以及其他传动带输出动力。本发明结构简单,传动比大,效率高,大幅度降低机动车无级变速传动装置成本。

Description

一种机动车无级变速传动装置

本发明涉及一种机动车无级变速的传动装置。尤其是一种由电脑板、伺服电机、离合器、传动轴、传动轮、传动齿链、调控齿轮组成的无级变速传动装置。

目前机动车上所应用的无级变速装置几乎都是液力偶合器或皮带轮式变速装置。液力偶合器虽然具有它的优点，但终因它的变速比小于1，很难单独应用在机动车上。它必须与数组行星齿轮配合才能在机动车上使用。液力偶合器的效率低，所以应用液力偶合器的机动车油耗较大，而它的结构复杂、造价高，这是众所周知的。皮带轮式无级变速装置虽然结构简单，造价低，但因结构上的缺陷，加速性能差，油耗很大，只能在小型摩托车上使用。

本发明的目的是提供一种传动效率高、变速比大，能自动调节速比，结构简单，造价低的机动车无级变速装置。

本发明的目的是这样实现的：在输入传动轴和输出传动轴上分别安装了一组相同结构的传动轮。每组传动轮由两个结构相同的伞型轮组成，以伞型轮的园锥型斜面相对安装在传动轴上。两个伞型轮中心有轴孔，通过轴孔内的轴向键槽与传动轴的花键接合，并且与传动轴同步转动。两个伞型轮在调节力的作用下可以在传动轴的花键部位往复滑动。伞型轮的园锥型斜面有按一定等分角度并且与斜面斜度相同的滑道。两伞型轮的园锥型斜面相对的滑道之间横跨着一块弧型滑块，滑块的外园有齿，滑块的两端与两伞型轮的园锥型斜面相贴合并分别装有一滚柱与伞型轮相对应的一组滑道相接合。弧型滑块的两端分别有复位弹簧。由全等分的6-12块弧型滑块组成传动轮的传动齿圈，在调节力的作用下两伞型轮在传动轴上往复滑动使组成传动齿圈的弧型滑块沿伞型轮滑道向外或向内移动，从而改变传动轮的传动齿圈直径，两个传动轮的齿圈直径在调节齿轮的作用下按一个增大，另一个缩小并且是全等变量进行，这样在传动过程中，传动比便可以实现无级调控。它的调节过程由电脑板根据机动车的里程速度，发动机的转速识别扭矩的变化，发出调节指令驱动伺服电机转动，两组调节齿轮便正转或反转，相应连接的螺旋套跟着转动，螺旋套上的螺旋鼓便向内或向外移动，螺旋鼓便推动传动轮的两个伞型轮移动。两个伞型轮的位移便促使组成传动齿圈的弧型滑块位移，从而调节传动轮的传动直径。通过齿链或齿带以及其他传动带传输动力。

本发明的一种机动车无级变速传动装置结构简单，传动比可以任意调控，解决了现今使用的液力偶合器能容不能无级变化，不可控问题，并且使机动车的无级变速传动装置的成本大幅度降低。

以下结合本发明的实施例进一步说明。图(1)是本发明的第一个实施例的结构原理图；图(2)是本发明图(1)实施例的传动比自动调节结构图；图(3)是本发明的传动轮的传动齿圈的传动结构图；(4)是本发明另一实施例的结构原理图。

如图(1)所示：发动机转速经转动轴(11)，离合器(20)，传动齿轮(31)(40)传给传动输入轴(2)，传动输入轴(2)和传动输出轴(46)上分别安装了一组相同结构的传动轮。其中传动输入轴的传动轮由两个结构相同的伞型轮(12)(19)组成。传动输出轴的传动轮也同样由两个结构相同的伞型轮(32)(39)组成。两个伞型轮中心轴孔内有轴向键槽，在调节力的作用下它们在各自的传动轴上沿轴花键(15)(38)轴向滑动，同时由轴花键卡合与传动轴同向转动。伞型轮的园锥型斜面上有与锥面斜度相同的滑道(13)(18)(34)(36)，滑道的数量由组成传动轮的传动齿圈的弧型滑块(16)(35)的块数决定，弧型滑块的两端与两伞型轮的园锥型斜面相贴合并分别装有一个滚柱(14)(17)(33)(37)与两个伞型轮上的滑道接合。当伞型轮受到螺旋鼓(9)(21)(28)(41)的相向或背向的调节力时，伞型轮(12)(19)便相向位移，两伞型轮之间的距离缩短，组成传动轮传动齿圈的滑块(16)在推力作用下通过两端的滚柱沿各自的滑道向外等量移动。这样使传动输入轴上的传动轮的传动齿圈的直径扩大。同时传动输出轴上的两伞型轮(32)(39)在螺旋鼓的反向推力作用下，两个伞型轮背向位移，两伞型轮的距离变大，组成传动轮传动齿圈的滑块(35)在复位弹簧(44)的作用下通过滑块两端的滚柱(33)(37)沿各自的滑道径向等量收缩。这样使输出轴的传动轮的传动齿圈直径缩小。输入轴传动轮的传动齿圈的扩大缩小，与输出轴传动轮的传动齿圈的缩小扩大是同步等量的。以此实现传动速比的调节。通过齿链或齿带以及其他传动带(30)传输动力。

传动速比的调节过程是这样进行的：本发明由电脑板跟踪检测机动车的里程速度以及发动机的转速，以此识别机动车扭矩的变化，由电脑发出调控指令，驱动伺服执行电机(1)，通过齿轮(3)带动调节传动轴(4)转动。调节传动轴上的两个齿轮(6)(24)分别与传动输入轴伞型轮两端的螺旋套齿轮(7)(25)齿合。传动输入轴的螺旋套齿轮再分别与传动输出轴伞型轮两端的螺旋套齿轮(5)(26)齿合。这样现实了伺服执行电机(1)执行电脑的调节速比指令时输入轴伞型轮两端的螺旋套(8)(23)与输出轴伞型轮两端的螺旋套(27)(43)反向转动。由于同一个传动轴上的伞型轮两端的螺旋套的螺旋(10)(22)(29)(42)方向是反向的，因此同轴上的螺旋套转动时，与螺旋套接合的螺旋鼓(9)(21)(28)(41)就会产生相向或背向的推力。同轴上的伞型轮便产生相向或背向位移，传动齿圈便跟着扩大或缩小。从而实现了速比的调节。

空档与挂档：本发明空档与挂档由人工控制，液压油泵(48)将回油仓(47)中的油压入压力油储灌(49)，当三通电磁阀(45)被接通时，压力油灌的压力油便进入离合器活塞仓，活塞(77)在油压的作用下将离合器(20)的离合器摩擦片压紧，变速装置挂上了档。当三通电磁阀(45)断开时，电磁阀(45)恢复泄放状态，活塞仓内的压力油被泄放，离合器分离，变速装置与发动机脱开，也就是变速装置处于空档。

倒档：倒档控制设在两组无级变速传动装置的串连接合处，安装倒档传动齿轮和手动拉杆来实现。

也可以根据上述原理设计出另一种由油压调控的无级变速装置，他的结构原理如图(4)所示。在这种结构中，主动传动轮和被动传动轮的两端都分别设置有活塞(58)(59)(60)(61)和传动轴上相应的复位弹簧(66)(67)(68)(69)，弹簧一端以传动轴齿键为支撑，另一端与相应的伞型轮轴孔挡圈相接。主动传动轮两端的活塞仓之间还设置有连通压力油管(56)以及连通接头(70)(71)。被动传动轮两端的活塞仓之间也同样设置有连通压力油管(57)及连通接头(72)(73)，使两端活塞仓的油压均衡。在连通压力油管上分别安装电磁进油阀(53)(50)，电磁泄放阀(54)(51)和电磁油压均衡阀(55)(52)。它的调控过程是这样进行的：启动时压力油泵(48)将回油仓(47)内的油压入压力油储灌(49)内，此时主动轴传动轮两端活塞仓连通压力油管(56)上的电磁阀由电脑板的程序控制为电磁进油阀(53)和电磁油压均衡阀(55)关闭，电磁泄放阀(54)打开，使活塞仓油压为零。传动轴上的复位弹簧(66)(67)通过轴套(62)(63)将活塞(58)(59)推向两端活塞底部，由于弹簧复位力也同时使两伞型轮背向位移，主动轴传动齿圈直径保持在最小状态。而被动轴传动轮两端的活塞仓连通压力油管(57)上的电磁泄放阀(51)，电磁油压均衡阀(52)由电脑板的程序控制为关闭状态，而电磁进油阀则为开通状态，这样被动轴传动轮两端的活塞仓的压力油增为最高油压，通过活塞(60)(61)，轴套(64)(65)推动两伞型轮(32)(39)相向位移至互相顶接，使被动轴传动齿圈直径维持在最大状态。这样当变速装置由空档挂上前进档或倒档时，变速装置为最大减速比传动状态。当电脑板测得发动机增速，并且里程速度增加时，电脑便发出增速调控指令，控制电磁泄放阀(51)(54)，电磁进油阀(50)(53)关闭，开通电磁油压均衡阀(55)(52)，被动轴传动轮两端的活塞仓压力油便通过连通油管进入主动轴传动轮两端的活塞仓，使主动轴传动轮与被动轴传动轮的两端活塞仓的油压均衡。被动轴传动轮因两端活塞支撑力减小，在复位弹簧(68)(69)的作用下，两伞型轮(32)(39)背向位移，组成传动齿圈的弧型滑块(35)径向收缩，传动齿圈直径缩小，而主动轴传动轮两端的活塞仓油压由零增至与被动轴传动轮两端活塞仓的油压相等。主动轴两伞型轮(12)(19)在活塞(58)(59)的推力作用下相向位移，组成传动齿圈的弧型滑块(16)便向外扩张，传动齿圈直径由小变大。被动轴传动轮的传动齿圈直径缩小与主动轴传动轮的传动齿圈直径扩大是同步相等的，最终它们的传动直径之比达到1∶1，而传动速比也因此而由开始时减速传动很快增至1∶1的增速传动。

如需高速传动只须由电脑发出高速程控指令，将主动轴传动轮两端活塞仓连通油管上的电磁泄放阀，电磁油压均衡阀关闭，打开电磁进油阀(53)，同时将被动轴传动轮两端活塞仓连通油管上的电磁泄放阀(51)打开，将电磁进油阀和电磁油压均衡阀关闭就能达高速比传动。

如须减速增扭，同样只须电脑根据机动车车况发出减速指令，电磁阀的控制编程与增速相反便能快速实现。这一实施例的无级变速传动装置通过传动齿轮(74)(75)输出轴(76)传输动力。

Claims (9)

1、一种机动车无级变速传动装置，它包括电脑板、伺服电机、离合器、传动轴、传动轮、传动带、调控齿轮，其特征在于：

(1)它的主动传动轮和被动传动轮都是由两个相同结构的伞型轮(12)(19)(32)(39)组成，以伞型轮的园锥型斜面相对安装在相应的传动轴上；

(2)伞型轮中心有轴孔，通过轴孔内的轴向键槽与相应的传动轴(2)(46)的花键(15)(38)接合；

(3)伞型轮的园锥型斜面有按一定的等分角度并且与斜面斜度相同的滑道(13)(18)(34)(36)，两个伞型轮的园锥型斜面相对的滑道之间横跨着一弧型滑块(16)(35)，滑块的外园有齿，滑块的两端与两伞型轮的园锥型斜面相贴合，并分别装有一滚柱(14)(17)(33)(37)与伞型轮相对应的滑道相接合；

(4)由全等分的弧型滑块组成传动轮的传动齿圈，弧型滑块的两端分别有复位弹簧。

2、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：每组伞型轮的两端内都有螺旋套(8)(23)、(27)(43)，每组螺旋套的螺旋(10)(22)、(29)(42)都是相反方向的，螺旋套外有螺旋鼓(9)(21)、(28)(41)。

3、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：调节传动轴(4)的齿轮(6)(24)分别与传动轮的螺旋套调节齿轮(7)(25)相齿合，主动轮的螺旋套调节齿轮(7)(25)分别与被动轮螺旋套调节齿轮(5)(26)齿合。

4、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：组成传动轮的传动齿圈的弧型滑块可以是6块，也可以是8块或12块。

5、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：它的传动带可以是齿链，也可以是齿带，或者其他传动带。

6、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：它可以由两组相同的无级变速传动结构串连组成高传动比的无级变速传动装置。

7、根据权利要求1所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：它还有一个在主动传动轮和被动传动轮的两端都分别设置有活塞(58)(59)(60)(61)，在传动轴的花键两端分别设置有复位弹簧(66)(67)(68)(69)，弹簧的一端以传动轴的花键为支撑，另一端与相应的伞型轮轴孔挡圈相接。

8、根据权利要求1或7所述的一种机动车无级变速传动装置，特其征在于：它在主动传动轮和被动传动轮两端活塞仓之间分别设置有连通压力油管(56)(57)及连通接头(70)(71)(72)(73)。

9、根据权利要求1或7所述的一种机动车无级变速传动装置，其特征在于：它的连通压力油管上分别设置有电磁阀。

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