CN201166098Y - 电磁离合式无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无级变速器，集变速、离合、发电为一体，包括：分别固定在变速器轴上的前、后磁铁固定盘、中间电磁铁固定盘。该前、后磁铁固定盘上的分别设有三个装载磁铁的槽座，该中间电磁盘设有三个装载电磁铁的槽孔；中间电磁盘电磁铁磁力分别与前磁铁固定盘磁铁、后磁铁固定盘磁铁相互排斥；行星齿轮变向器，用于改变变速器轴旋转方向；与中间电磁盘电磁铁通过电连接的电子控制系统，控制中间电磁盘电磁铁供电量。本实用新型无级变速器，克服了现有无级变速器大多采用大量齿轮等其它附件导致的结构复杂、制造成本高、以及操作和维修难度大等缺陷，简化了变速器结构，使车辆具有较宽的传动比范围，提高了车辆安全性、平顺性和舒适性。

Description

电磁离合式无级变速器

技术领域

本实用新型涉及一种无级变速器，尤其是一种电磁离合式无级变速器。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，现有的汽车动力传动装置有手动档变速(Manual Transmission，简称MT)、自动档变速(Automatic Transmission，简称AT)以及无级变速(Continuously Variable Transmission，简称CVT)。目前，因为CVT的诸如操作简单、驾驶平稳、传动比范围的宽广连续，以及油耗低等特点，CVT的使用越来越多。

现有的无级变速传动装置有：

1、齿链式、多盘式、钢球式、胶带式、金属带式等摩擦传动的无级变速装置；

2、连杆式脉动无级变速装置；

3、变频调速、直流电机调速、调速电机等电子电磁无级变速装置；

4、液粘调速、液力变扭、油马达等液力传动的无级变速装置。

但是，现有的CVT大多采用大量齿轮等其它附件用于动力的传递，因此结构复杂，导致制造成本高、以及操作和维修难度大等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有CVT的由于采用大量齿轮导致的结构复杂的问题，利用电磁力相互排斥原理，提供一种电磁离合式无级变速器，具有简单的结构，使得车辆具有稳定的传动和较宽的传动比范围，提高车辆安全性、平顺性和舒适性，也提高了燃油的经济性，降低了污染。

为实现本实用新型的目的，提供了一种电磁离合式无极变速器，包括：

行星齿轮变向器，该行星齿轮变向器包括行星齿轮变向器轴；

根据电磁力相互排斥原理的离合式无级变速器，通过所述行星齿轮变向器轴的动力输入端外花键与行星齿轮变向器连接，该离合式无级变速器包括：

变速器轴，该变速器轴的动力输入端设有轴承槽座，该变速器轴的中部设有键槽，该变速器轴的动力输出端设有轴承槽座，并且该变速器轴动力输出端端头处具有内花键；

中心设有圆形通孔的圆形前磁铁固定盘，该前磁铁固定盘上设有三个第一磁铁槽座，每一个第一磁铁槽座分别放置一磁铁，且该前磁铁固定盘通过所述变速器轴动力输入端的轴承槽座置于所述变速器轴上；

中心设有圆形通孔、位于所述前磁铁固定盘右侧的圆形中间电磁铁固定盘，所述中间电磁铁固定盘上设有三个电磁铁槽孔，每一个电磁铁槽孔分别放置一块与所述第一磁铁槽座内磁铁磁力相互排斥的电磁铁，且该中间电磁铁固定盘通过所述变速器轴中部的键槽固定在所述变速器轴上；

中心设有圆形通孔、位于所述中间电磁铁固定盘右侧的圆形后磁铁固定盘，该后磁铁固定盘上设有三个第二磁铁槽座，每一个第二磁铁槽座分别放置一磁铁，该磁铁所形成的磁力与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔内电磁铁的电磁力相互排斥，且该后磁铁固定盘通过所述变速器轴动力输出端的轴承槽座置于所述变速器轴上；

连接块，该连接块设有固定螺孔，通过该螺孔将所述前磁铁固定盘和后磁铁固定盘固定；

控制对所述中间电磁盘电磁铁供电量的电子控制系统，与所述中间电磁盘电磁铁电连接。

所述的中间电磁铁固定盘上的电磁铁槽孔均匀分布在该中间电磁铁固定盘上；所述的前磁铁固定盘上的第一磁铁槽座与所述中间电磁盘电磁铁槽孔外形相同且与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔相互对应；所述的后磁铁固定盘上的第二磁铁槽座与所述中间电磁盘电磁铁槽孔外形相同且与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔相互对应；所述的变速器轴动力输入端的轴承槽座为滚珠轴承槽座；所述的变速器轴动力输出端的轴承槽座为滚针轴承槽座；所述的变速器轴中部的键槽为平键键槽；所述的中间电磁铁电磁盘在停车或者怠速的时候空转。

由以上技术方案可知，本实用新型无级变速器利用中间电磁铁固定盘电磁铁分别与前磁铁固定盘磁铁、后磁铁固定盘磁铁形成的相互排斥的电磁力实现发动机动力的传递，克服了现有技术中因大量采用齿轮等其它附件装置导致的结构复杂、制造成本高、操作和维修难度大的缺陷。同时，集发电功能和离合功能为一体。

下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型电磁离合式无级变速器剖视图之一；

图2为本实用新型电磁离合式无级变速器剖视图之二；

图3为本实用新型电磁离合式无级变速器磁力排斥原理展开示意图；

图4A为本实用新型电磁离合式无级变速器前磁铁固定盘平面图；

图4B为本实用新型电磁离合式无级变速器前磁铁固定盘剖视图；

图5A为本实用新型电磁离合式无级变速器中间电磁铁固定盘平面图；

图5B为本实用新型电磁离合式无级变速器中间电磁铁固定盘剖视图；

图6A为本实用新型电磁离合式无级变速器后磁铁固定盘平面图；

图6B为本实用新型电磁离合式无级变速器后磁铁固定盘剖视图；

图7A为本实用新型电磁离合式无级变速器连接块平面图；

图7B为本实用新型电磁离合式无级变速器连接块剖视图；

图8A为本实用新型电磁离合式无级变速器行星齿轮系平面图；

图8B为本实用新型电磁离合式无级变速器行星齿轮系剖视图；

图9A为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器锁齿架平面图；

图9B为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器锁齿架剖视图；

图10A为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器太阳轮啮合器平面图；

图10B为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器太阳轮啮合器剖视图；

图11A为本实用新型电磁离合式无级变速器啮合器移动盘平面图；

图11B为本实用新型电磁离合式无级变速器啮合器移动盘剖视图；

具体实施方式

如图1和图2所示，为本实用新型电磁离合式无级变速器的两个剖视图，该电磁离合式无级变速器包括：变速器轴1，用于接受发动机动力。中心设有圆形通孔的圆形前磁铁固定盘5，通过滚珠轴承4的槽座44，将固定盘支撑在变速器轴1上，且该固定盘能绕变速器轴1自由旋转，固定螺母2以及垫片3将前磁铁固定盘固定在变速器轴1动力输入端。进一步地，如图4A、4B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器前磁铁固定盘平面图和前磁铁固定盘剖视图，前磁铁固定盘上设有三个结构相同距离均等的第一磁铁槽座39，与中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔38相互对应。中心设有圆形通孔的圆形中间电磁铁固定盘7，通孔内设有键槽8，通过该键槽8将中间电磁盘固定在变速器轴1中部。中间电磁铁固定盘7后端设有卡环及间隙调整片9，用以固定中间电磁铁固定盘7，且中间电磁铁固定盘7能够随变速器轴1自由旋转。进一步地，如图5A、5B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器中间电磁铁固定盘平面图和中间电磁铁固定盘剖视图，该中间电磁铁固定盘7上设有三个结构相同距离均等的固定电磁铁的槽孔38，且该中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔38内的电磁铁37与一固定在无极变速器壳41上的电源电插43相连接，通过该电源电插43为中间电磁铁固定盘电磁铁37供电，中间电磁盘电磁铁37所形成的磁力与前磁铁固定盘磁铁40所形成的磁力相互排斥。中心设有圆形通孔的圆形的后磁铁固定盘11，通过位于滚针轴承槽座45内的滚针轴承10固定在变速器轴1动力输出端上并能自由旋转。进一步地，如图6A、6B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器后磁铁固定盘平面图和剖视图，该后磁铁固定盘11上设有三个结构相同距离均等的用以装载磁铁35的第二磁铁槽座36，与中间电磁铁固定盘7上的电磁铁槽孔38相互对应，后磁铁固定盘磁铁35磁力与中间电磁铁固定盘电磁铁37电磁力相互排斥。进一步地，如图7A、7B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器连接块平面图和连接块剖视图，该连接块34通过连接块固定螺孔33将前磁铁固定盘5与后磁铁固定盘11牢固地固定，保证前、后磁铁固定盘5、11(被动盘)随中间电磁铁固定盘(主动盘)在相互排斥的磁力作用下一起旋转。

变速器轴1动力输出端设有与行星齿轮变向器轴17动力输入端外花键15相啮合的内花键13，用于实现动力经电磁离合式无级变速器向行星齿轮变向器的传递。

进一步地，该电磁离合式无级变速器还包括一电子控制系统(Electrical Control Unit，简称ECU)由通过电连接的传感器信号组件、电量控制器等组成。传感器信号组件包括：节气门位置传感器、车速传感器、发动机转速传感器、发动机温度传感器等。根据传感器组件电信号，ECU通过电量控制器控制对中间电磁盘电磁铁37的供电量，进一步决定中间电磁盘电磁铁37分别与前磁铁固定盘磁铁40、后磁铁固定盘磁铁35之间相互排斥的磁力大小，从而确定电磁离合式变速器轴1的转速。

进一步的再如图1和图2所示，该电磁离合式无级变速器还可以包括一行星齿轮变向器，该行星齿轮变向器包括：行星齿轮变向器轴17，轴端设有与电磁离合式无级变速器轴1内花键13相配合的外花键15，用于传递发动机动力。太阳轮20与行星齿轮变向器轴17制成一体，太阳轮固定锁齿24固定在行星齿轮变向器轴17上；行星齿轮19与行星齿轮轴28制成一体，行星齿轮轴28上制有平键键槽30，便于固定行星齿轮固定锁齿29，行星齿轮锁齿31、太阳轮锁齿22与变向器锁齿架21制成一体，如图9A、9B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器锁齿架平面图和锁齿架剖视图。

进一步的，如图8A、8B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器行星齿轮系平面图和剖视图，通过行星齿轮变向器锁齿架21将由行星齿轮19、太阳轮20组成的行星齿轮系定位在行星齿轮圈架18内，并保证行星齿轮圈架18、行星齿轮19、太阳轮20三者的正常啮合和定位。如图11A、11B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器啮合器移动盘平面图和剖视图，太阳轮啮合器23、行星齿轮啮合器25通过各自啮合器拆装沿46分别安装在啮合器移动盘49上对应的啮合器座孔47、48上。进一步的，如图10A、10B所示，分别为本实用新型电磁离合式无级变速器变向器太阳轮啮合器平面图和剖视图，太阳轮啮合器23与太阳轮锁齿22及太阳轮固定锁齿24相啮合；同样的，行星齿轮啮合器25与行星齿轮锁齿31及行星齿轮固定锁齿29相啮合。在推拉杆拨叉26的作用下，啮合器移动盘49能够带动行星齿轮啮合器25、太阳轮啮合器23向前或向后移动，改变行星齿轮变向器轴17的旋转方向，实现车辆的前进或后退。

实施例中本实用新型电磁离合式无级变速器的工作过程是：

当车辆起步时，推拉杆26推动啮合器移动盘49向后移动，进一步的，啮合器移动盘49推动三个行星齿轮啮合器23和一个太阳轮啮合器25向后移动；行星齿轮锁齿31和行星齿轮固定锁齿29在行星齿轮啮合器23的作用下锁止在一起，太阳轮啮合器23不起作用，变向器锁齿架21随行星齿轮19旋转，行星齿轮19随行星齿轮圈架18只公转而不自转。与此同时，电子控制系统ECU接收到传感器组很弱的的电信号，确定电量控制器不向中间电磁铁固定盘电磁铁37供电，进一步地，中间电磁铁固定盘电磁铁37与前磁铁固定盘磁铁40、后磁铁固定盘磁铁35无法形成相互排斥的电磁力，从而不进行动力的传递。这时发动机动力经变速器轴1--中间电磁铁固定盘7--变速器轴动力输出端内花键13--行星齿轮变向器轴动力输入端外花键15--行星齿轮变向器轴17动力输入端--行星齿轮圈架18--行星齿轮19--太阳轮20--行星齿轮变向器轴17动力输出端，车辆处于前进状态。

起步至中等负荷时，电子控制系统ECU根据传感组件提供的节气门开度、发动机温度和发动机转速等电信号，确定电量控制器向中间电磁铁固定盘电磁铁37供电量。

进一步地，如图3所示，为本实用新型电磁离合式无级变速器磁力排斥原理展开示意图，中间电磁铁固定盘电磁铁37由于有电流通过，电磁铁两端的分别产生了多个电磁场，即中间电磁铁的两面分别形成了多个强磁区12，同时每两个强磁区之间也形成多个弱磁区14，中间电磁铁固定盘7上两面的强磁区12分别与前、后磁铁固定盘5、11上的弱磁区14相“啮合”形成相互排斥的“啮合”力。随着发动机转速不断提高，向中间电磁铁固定盘7上的电磁铁37的供电量不断增加，中间电磁铁固定盘7两面的多个强磁区12与前、后磁铁固定盘5、11上的多个弱磁区14的“啮合力”也不断增加，随着“啮合力”的不断增加，中间电磁铁固定盘7(主动盘)边旋转边带动前、后磁铁固定盘5、11(被动盘)旋转，即主动盘与两个被动盘不等速度旋转。发动机的动力经电磁离合式无级变速器、行星齿轮变向器、传动轴等传动机构传递给汽车驱动轮。

中等负荷至全负何时，电子控制系统(ECU)根据传感组件提供的节气门开度，发动机转速和汽车车速等电信号，确定电量控制器向中间电磁盘电磁铁供电量；中间电磁铁固定盘上的电磁铁37与前磁铁固定盘磁铁40、后磁铁固定盘磁铁35之间的相互排斥的“啮合力”随着电磁铁的供电量而不断增大，当“啮合力”达到最大值时，中间电磁铁固定盘7带动前、后磁铁固定盘5、11等速旋转。发动机的动力经变速器轴1--中间电磁铁固定盘7--前、后磁铁固定盘5、11--变速器轴动力输出端内花键13--行星齿轮变向器轴动力输入端外花键15--行星齿轮圈架18--行星齿轮19--太阳轮20(逆向旋转)--行星齿轮变向器轴17，完成动力的最大传输。

汽车处于停车或怠速状态时，ECU根据传感器信号组有关节气门位置、车速、发动机转速、发动机温度等的电信号停止向中间电磁铁固定盘电磁铁37供电，这时电磁铁没有磁场产生，此时，中间电磁铁固定盘电磁铁37与前磁铁固定盘磁铁40、后磁铁固定盘磁铁35无法形成相互排斥磁力，进一步地，中间电磁铁固定盘7的旋转动力不能传递给前磁铁固定盘5和后磁铁固定盘11，中间电磁铁固定盘7空转，离合变速器具有离合器功能，中断发动机向驱动轮的动力传递，同时中间电磁铁固定盘7在前、后磁铁磁盘磁铁40、35形成的磁场中空转，产生电能，并向车辆用电设备提供电能。

倒档时，推拉杆26推动啮合器移动盘49向前移动，啮合器移动盘49推动三个行星齿轮啮合器25和太阳轮啮合器23向前移动。太阳轮啮合器23把行星齿轮变向器锁齿架21锁止，使行星齿轮变向器锁齿架21不能旋转。由于行星齿轮啮合器25的前移，行星齿轮19在变向器锁齿架21的支承下定位旋转，行星齿轮19自转而不公转。电子控制系统ECU根据传感器组电信号大小，并通过电量控制器确定向中间电磁铁固定盘电磁铁37的供电量。

这时动力经：变速器输入轴1--中间电磁铁固定盘7--前、后磁铁固定盘5、11--离合变速器输出轴动力输出内花键13--行星齿轮变向器输入轴动力输入端外花键15--行星齿轮圈架18--行星齿轮19--太阳轮20(逆向旋转)--行星齿轮变向器输出轴17动力输出端(逆向旋转)，完成倒车。

本实用新型电磁离合式无级变速器的优势在于：根据电磁力相互排斥的原理，采用前磁铁固定盘、中间电磁铁固定盘、后磁铁固定盘式构成的无级变速器，改变了采用传统齿轮式等附件装置的变速器传动力方式，简化了其结构，减小了其制造难度，节约了制造成本，使得变速器操作简单、容易维修，提高了燃油的经济性。更重要的是很好的保证了汽车在行驶过程中较宽的传动比范围，以及动力传动的平稳性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1、一种电磁离合式无级变速器，其特征在于包括：

行星齿轮变向器，该行星齿轮变向器包括行星齿轮变向器轴；

根据电磁力相互排斥原理的离合式无级变速器，通过所述行星齿轮变向器轴的动力输入端外花键与行星齿轮变向器连接，该离合式无级变速器包括：

变速器轴，该变速器轴的动力输入端设有轴承槽座，该变速器轴的中部设有键槽，该变速器轴的动力输出端设有轴承槽座，并且该变速器轴动力输出端端头处设有内花键；

中心设有圆形通孔的圆形前磁铁固定盘，该前磁铁固定盘上设有三个第一磁铁槽座，每一个第一磁铁槽座分别放置一磁铁，且该前磁铁固定盘通过所述变速器轴动力输入端的轴承槽座置于所述变速器轴上；

中心设有圆形通孔、位于所述前磁铁固定盘右侧的圆形中间电磁铁固定盘，所述中间电磁铁固定盘上设有三个电磁铁槽孔，每一个电磁铁槽孔分别放置一块与所述第一磁铁槽座内磁铁磁力相互排斥的电磁铁，且该中间电磁铁固定盘通过所述变速器轴中部的键槽固定在所述变速器轴上；

中心设有圆形通孔、位于所述中间电磁铁固定盘右侧的圆形后磁铁固定盘，该后磁铁固定盘上设有三个第二磁铁槽座，每一个第二磁铁槽座分别放置一磁铁，该磁铁所形成的磁力与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔内电磁铁的电磁力相互排斥，且该后磁铁固定盘通过所述变速器轴动力输出端的轴承槽座置于所述变速器轴上；

连接块，该连接块设有固定螺孔，通过该螺孔将所述前磁铁固定盘和后磁铁固定盘固定；

控制对所述中间电磁盘电磁铁供电量的电子控制系统，与所述中间电磁盘电磁铁电连接。

2、根据权利要求1所述的电磁离合式无极变速器，其特征在于：所述的中间电磁铁固定盘上的电磁铁槽孔均匀分布在该中间电磁铁固定盘上。

3、根据权利要求1所述的电磁离合式无级变速器，其特征在于：所述的前磁铁固定盘上的第一磁铁槽座与所述中间电磁盘电磁铁槽孔外形相同且与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔相互对应。

4、根据权利要求1所述的电磁离合式无极变速器，其特征在于：所述的后磁铁固定盘上的第二磁铁槽座与所述中间电磁盘电磁铁槽孔外形相同且与所述中间电磁铁固定盘电磁铁槽孔相互对应。

5、根据权利要求1所述的电磁离合式无极变速器，其特征在于：所述的变速器轴动力输入端的轴承槽座为滚珠轴承槽座。

6、根据权利要求1所述的电磁离合式无极变速器，其特征在于：所述的变速器轴动力输出端的轴承槽座为滚针轴承槽座。

7、根据权利要求1所述的电磁离合式无极变速器，其特征在于：所述的变速器轴中部的键槽为平键键槽。

8、根据权利要求1所述的电磁离合式无级变速器，其特征在于，所述的中间电磁铁电磁盘在停车或者怠速的时候空转。

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