CN201021707Y - 新型机械无级自动变速器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是属于机械无级自动变速器领域的一种新型机械无级自动变速器，具有机械无级自动变速器机构和新型磁力离合器机构，其特征在于：用新型磁力离合器机构替代机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构，其中，将新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2中部的输入轴部分去掉并制成可套过机械无级变速器机构中的输入轴1的通孔后再与机械无级变速器机构中的行星架4的内侧同轴联接在一起，将新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5与机械无级变速器机构中的内齿轮3的内侧同轴联接在一起。
Description
一、技术领域
本实用新型是一种用于机械变速器领域的新型机械无级自动变速器。
二、背景技术
我们知道，在机械变速器领域中，无级自动变速器一直是人们追求的目标，原因是它具有操作简单、效率高及节能等特点。但是，由于存在着传递转矩容量、可靠性和使用寿命等因素的制约，这种结构的变速器到目前为止在应用上仍然是有限的。
以汽车领域为例，直到二十世纪七十年代中期，荷兰Van Doorne′sTransmissie B.V公司开发出一种金属带式无级自动变速器，称为VDT-CVT。这种无级自动变速器克服了以前其它传动形式的缺点，首先实现了真正意义上的无级变速传动。VDT-CVT自1987年商品化以来，到目前为止，世界上几乎所有的汽车生产厂家，都接受了这项技术，开发出自己的CVT。CVT的适用范围也从最初的0.6升，发展到目前的3.3升。CVT主要由主动轮组、从动轮组和金属带构成。金属带由两束金属环和几百个金属片构成。在主动轮组和从动轮组中，与油缸靠近的一侧带轮可以在轴上滑动，另一侧则固定。两个带轮的锥面相对构成V型槽，与金属片的侧面接触，在液压系统的作用下，实现动力传递和速比的变化。在金属带式无级变速器的液压系统中，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动锥轮的位置沿轴向移动，在主动轮组金属带沿V型槽移动，由于金属带的长度不变，在从动轮上金属带沿V型槽向相反的方向变化。金属带在主动轮组和从动轮组上的回转半径发生变化，实现速比的连续变化。由于无级变速传动使发动机的工作点与车速无关，根据不同的需要可以控制发动机的工作点在最经济工作点或最佳动力工作点工作，因此无级变速传动比其它传动方式表现出更高的经济性和动力性。但是，由于受到如材料性能等多方面技术上的限制，这种变速器目前也只能限制在小功率汽车上使用，且制造成本相对也比较高。
最近，我国先后产生了专利名称为：机械无级自动变速器、专利号为：200520087689.2和专利名称为：新型磁力离合器、专利申请号为：200620083609.0的两个专利项目，从目前的情况来看，现有的机械无级自动变速器机构在具体设计时，由于其中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构在设计时其轴向尺寸有时会因为设计扭矩容量较大的原因而设计的较大，所以这样在具体设计时有时就不太方便，而将新型磁力离合器用于机械无级变速器中有时也是很积极的。
三、实用新型内容
本实用新型的目的是提出一种用上述的新型磁力离合器来替代上述机械无级自动变速器中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构的适用范围相对较广、结构比较简单的可在一定程度上减小变速器的轴向尺寸的新型机械无级自动变速器的原理性技术方案。
本实用新型是这样实现的：机构中具有机械无级自动变速器机构和新型磁力离合器机构，其特征在于：用新型磁力离合器机构替代机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构，其中，将新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2中部的输入轴部分去掉并制成可套过机械无级变速器机构中的输入轴1的通孔后再与机械无级变速器机构中的行星架4的内侧同轴联接在一起，将新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5与机械无级变速器机构中的内齿轮3的内侧同轴联接在一起。
可以通过螺钉将行星架4的内侧与中部通孔套装在行星架4内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2同轴联接在一起，再通过螺钉将内齿轮3的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮3的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5同轴联接在一起。
也可以通过配有挡圈的键联接结构将行星架4的内侧与中部通孔套装在行星架4内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2同轴联接在一起，再通过配有挡圈的键联接结构将内齿轮3的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮3的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5同轴联接在一起。
可以看出，新型磁力离合器机构和机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构在这里起的基本作用是相同的，其特点是在离心式磁力联轴器机构中的动、定磁铁的位置在设计时是沿轴向分布时的情况下，本实用新型的轴向尺寸相对小一些，所以，具体工作时，动力经行星减速器机构中输出端制有齿轮的输入轴1通过齿轮联轴器传递给太阳轮，随着太阳轮的转动，行星减速器机构开始工作，这时，由于内齿轮3在单向离合器的锁止作用下无法做与太阳轮方向相反的转动，所以行星架4开始在行星轮的带动及内齿轮的约束下开始与太阳轮做同向转动。由于起步阶段要克服负载的惯性质量，所以这时系统的输出转速相对是比较低的，所以联接在行星架上新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2基本上是不起作用的，因此在这种情况下，机构中的轮系实际上是一个行星轮系，所以有着较大的减速比，随着行星架转速的提高，新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2中的动磁铁在离心力的作用下，开始逐步的沿径向向新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5的定磁铁靠近，并同时对定磁铁所在系统施加一个力的作用，由于动磁铁是转动的，所以在动定磁铁的相互作用下，内齿轮3就具有了与行星架4同方向转动的运动趋势。起步工作完成后，当原动机达到额定转速时，如果负载对机构的反向的阻力矩相对较大时，由于这时行星架4的转速处于最低的设计转速情况下，所以这时由动磁铁所产生的作用力还不足以拖动内齿轮3与行星架4作同方向转动，因此这时系统处于低速运行状态，随着负载的变化，当负载产生的阻力矩相对减小时，行星轮对内齿轮3的作用力也会相对减小，这时，内齿轮3将会在新型磁力离合器机构的拖动下产生一个与行星架4同方向的转动，这样，就会带动行星架4做加速运动，当负载的阻力矩加大时，行星架4又开始减速，可以看出，这时机构中的轮系实际上就成为一个差动轮系了。根据差动轮系的工作原理可以看出，轮系的最高输出转速可以达到与原动机同步的转速。当本实用新型用于汽车变速器时，无论汽车发动机的加速运转还是恒速运转，系统都可以根据负载的变化情况自动的调整输出转速。这样一来，就可以实现使系统的输出转速随着负载的变化而连续的变化的目的了，也就是可以实现无级自动变速的目的。
由于本实用新型具有适用范围广、结构简单、节能效果好等特点，而且，可在一定程度上减小变速器的轴向尺寸，所以实施后预计可以产生比较积极的效果。
四、附图说明
本实用新型有1个附图，图中：1、输入轴，2、新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端，3、机械无级变速器机构中的内齿轮，4、机械无级变速器机构中的行星架，5、新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端。
五、具体实施方式
由于本实用新型只是在原机械无级自动变速器技术方案的基础上，用新型磁力离合器机构替代了机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构，所以，具体实施时，应先参考专利名称为：机械无级自动变速器、专利号为：200520087689.2和专利名称为：新型磁力离合器、专利申请号为：200620083609.0的两个专利项目公开的技术方案。
下面，参照说明书附图，对这种具体的替代方法做一个进一步的说明。
从附图中可以看出，机构中具有机械无级自动变速器机构和新型磁力离合器机构，其特征在于：用新型磁力离合器机构替代机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构，其中，将新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2中部的输入轴部分去掉并制成可套过机械无级变速器机构中的输入轴1的通孔后再与机械无级变速器机构中的行星架4的内侧同轴联接在一起，将新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5与机械无级变速器机构中的内齿轮3的内侧同轴联接在一起。可以看出，新型磁力离合器机构和机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构在这里起的基本作用是相同的，在离心式磁力联轴器机构中的动、定磁铁的位置在设计时是沿轴向分布的情况下时，也就是说这时动、定磁铁的磁场方向是沿行星机构径向分布的情况下时，这时由于新型磁力离合器机构中的动、定磁铁按磁极方向是沿行星机构轴向分布的，因此在具体设计时其轴向尺寸相对较小，而且在变速器的径向尺寸大致相同的情况下，本实用新型中动磁铁的设计最大工作离心半径要大于原机械无级自动变速器机构中动磁铁的设计最大工作离心半径，因此在设计的扭矩容量相同的条件下，机构的轴向设计尺寸会相对小一些，这里所指的最大工作离心半径是指当机构中的动、定磁铁组到达相互作用力最大的程度时其二者的计算作用中心到行星机构的轴心线的距离。
具体设计时，可以通过螺钉将行星架4的内侧与中部通孔套装在行星架4内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2同轴联接在一起，再通过螺钉将内齿轮3的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮3的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5同轴联接在一起。这种联接结构的特点是比较简单，而且占用空间也相对较小。
也可以通过配有挡圈的键联接结构将行星架4的内侧与中部通孔套装在行星架4内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端2同轴联接在一起，再通过配有挡圈的键联接结构将内齿轮3的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮3的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端5同轴联接在一起。这种联接结构的特点是不需要在行星架4和内齿轮3上沿轴向打贯通孔，在行星架4中安装的行星齿轮的数量较多的情况下，这种结构在设计上有时是比较方便的。
总之，具体设计时，可根据具体情况灵活的设计，有时也可以将上述两种安装方法混合使用。
Claims (3)
1.一种新型机械无级自动变速器，具有机械无级自动变速器机构和新型磁力离合器机构，其特征在于：用新型磁力离合器机构替代机械无级自动变速器机构中的具有离心式结构的离心式磁力联轴器机构，其中，将新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端(2)中部的输入轴部分去掉并制成可套过机械无级变速器机构中的输入轴(1)的通孔后再与机械无级变速器机构中的行星架(4)的内侧同轴联接在一起，将新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端(5)与机械无级变速器机构中的内齿轮(3)的内侧同轴联接在一起。
2.根据权利要求1所述的新型机械无级自动变速器，其特征在于：可以通过螺钉将行星架(4)的内侧与中部通孔套装在行星架(4)内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端(2)同轴联接在一起，再通过螺钉将内齿轮(3)的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮(3)的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端(5)同轴联接在一起。
3.根据权利要求1所述的新型机械无级自动变速器，其特征在于：可以通过配有挡圈的键联接结构将行星架(4)的内侧与中部通孔套装在行星架(4)内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有动磁铁的输入端(2)同轴联接在一起，再通过配有挡圈的键联接结构将内齿轮(3)的内侧与中部制有的通孔套装在内齿轮(3)的内侧端部突出部分的轴段上的新型磁力离合器机构中的装有定磁铁的输出端(5)同轴联接在一起。
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