CN201170297Y - 汽车智能无级变速传动装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车智能无级变速传动装置，离合器锥套的后端与第一壳体齿圈固定连接，第一壳体齿圈的内齿通过第一行星齿轮与中间齿轮的前端啮合，中间齿轮的后端与第二壳体齿圈固定连接；第二壳体齿圈的内齿通过第二行星齿轮与支撑轮啮合，该支撑轮及其后侧的前进挡齿轮套装在中间轴上，其中前进挡齿轮通过第三行星齿轮与第三壳体齿圈的内齿啮合，在第三壳体齿圈内壁的中心设有倒挡齿轮；所述内齿拨叉套与输出轴花键连接，内齿拨叉套的前端为双齿套结构。本实用新型在机械原理基础上融入了电离合、缓冲及自动控制技术，使得变速箱结构简单，装配容易，大大降低了制造成本；本实用新型操作简便，动力传递及无挡级提速快，不仅安全可靠，而且油耗小。

Description

汽车智能无级变速传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车变速箱，尤其涉及汽车智能无级变速传动装置。

背景技术

目前，汽车变速箱一般分为有级变速箱和无级变速箱两种。其中有级变速箱中离合器和变速器是分离开的，离合器及变速器的结构复杂，成本高，油耗大，驾驶操作困难。无级变速箱是通过电脑控制箱体内部齿轮的自动转换来进行工作的，也存在结构复杂，装配困难，制造成本高，油耗大等不足，并且提速较为缓慢。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种结构简单、油耗较小的汽车智能无级变速传动装置。

本实用新型的技术方案如下：一种汽车智能无级变速传动装置，输入轴和输出轴分别通过轴承支承在箱体的前、后壁上，其关键在于：

A、在所述箱体内设有中间轴，该中间轴的前、后端通过滚针轴承分别与输入轴及输出轴连接，三根轴的轴心线位于同一直线上；

B、在所述输入轴上套装离合器锥体，该离合器锥体位于离合器锥套内，所述离合器锥套的后端穿过离合线圈导电环，并与第一壳体齿圈固定连接，在离合器锥套的后部嵌设磁钢，所述磁钢及第一壳体齿圈均通过轴承支承在中间轴上；

C、所述第一壳体齿圈的内齿通过第一行星齿轮与中间齿轮的前端啮合，中间齿轮的后端与第二壳体齿圈固定连接，且中间齿轮和第二壳体齿圈均通过轴承支承在中间轴上；

D、所述第二壳体齿圈的内齿通过第二行星齿轮与支撑轮啮合，该支撑轮及其后侧的前进挡齿轮套装在中间轴上，其中前进挡齿轮通过第三行星齿轮与第三壳体齿圈的内齿啮合，第三行星齿轮与对应的第二行星齿轮同轴安装，所述第三壳体齿圈通过轴承支承在内齿拨叉套上，在第三壳体齿圈内壁的中心设有倒挡齿轮；

E、所述内齿拨叉套与输出轴花键连接，该内齿拨叉套的后端通过环槽与换挡拨叉连接，内齿拨叉套的前端为双齿套结构，其中前齿套能与前进挡齿轮的尾端啮合，后齿套能与倒挡齿轮啮合。

本实用新型中的箱体输入轴与汽车发动机的输出轴连接，本实用新型的箱体输出轴与汽车桥系机构连接，发动机的动力通过箱体输入轴花键传递给离合器锥体，使离合器锥体旋转。此时控制离合线圈导电环通电，使磁钢得电后产生磁力，并吸合离合器锥体，使离合器锥体与离合器锥套、磁钢及第一壳体齿圈接合在一起，在发动机动力的驱动下同步旋转。第一壳体齿圈通过第一行星齿轮带动中间齿轮及第二壳体齿圈在中间轴上提速反转，第二壳体齿圈又通过第二行星齿轮和第三行星齿轮带动前进挡齿轮提速正转，此时第三壳体齿圈在内齿拨叉套上反向降速空转。当汽车需要前进时，通过换挡拨叉拨动内齿拨叉套，使内齿拨叉套在箱体输出轴上朝着前进挡齿轮的方向移动，内齿拨叉套前端的前齿套与前进挡齿轮的尾端啮合，这样前进挡齿轮通过内齿拨叉套带动箱体输出轴同向旋转，箱体输出轴将动力传递给汽车桥系机构，整车前行；当汽车需要倒车时，通过换挡拨叉拨动内齿拨叉套，使内齿拨叉套在箱体输出轴上朝着倒挡齿轮的方向移动，内齿拨叉套前端的后齿套与倒挡齿轮啮合，这样第三壳体齿圈通过倒挡齿轮及内齿拨叉套带动箱体输出轴反转，箱体输出轴再将动力传递给汽车桥系机构，完成倒挡。

本实用新型通过两级齿轮的提速即可达到整车的最高时速。本实用新型中离合线圈导电环的电源与汽车油门拉线联动，只要一踩动油门踏板，油门拉线动作使发动机运转的同时，离合线圈导电环通电并使磁钢工作，将离合器锥体与离合器锥套、磁钢及第一壳体齿圈接合在一起，以及时传递发动机的动力。

在上述箱体内设有测速编码器和伺服电机，其中测速编码器位于离合器锥体的前侧，并套装在输入轴上；所述伺服电机的输出轴与蜗杆连接，该蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮及第一行星齿轮的轴均固定在调速板上。测速编码器用于检测发动机的转速，通过其内部设定的升速比或降速比以及相应的电路控制伺服电机输出轴的转向及转速，伺服电机通过蜗杆带动蜗轮及调速板旋转，调速板再通过第一行星齿轮的轴向第一行星齿轮施加一转动力。当作用在第一行星齿轮上的转动力与第一壳体齿圈的转向相同时，中间齿轮升速旋转；当作用在第一行星齿轮上的转动力与第一壳体齿圈的转向相反时，中间齿轮降速旋转。由此可见，本实用新型能根据发动机的转速自动实现整车速度的调节，并且无挡级提速快，性能可靠。相对应地，可以设置一个与速度调节控制部分相适应的小型视屏安装于仪表盘上，以便于驾驶员以人机见面的方式观察运行状况。

在上述离合器锥体的前端开设有环槽，一安全拨叉的叉部卡入该环槽中。安全拨叉与汽车手制动联动，当汽车处于静止时，拉动手制动锁定车辆的同时，安全拨叉拨动离合器锥体，使离合器锥体与离合器锥套接合，离合器锥体、离合器锥套、磁钢、第一壳体齿圈、第一行星齿轮、中间齿轮、第二壳体齿圈、前进挡齿轮和内齿拨叉套形成一个整体，将发动机锁定，防止车辆发生滑动，具有更佳的安全性。

在上述离合器锥体的外圆周上沿轴向开设有六条安装槽，六条安装槽在圆周上均匀分布，各安装槽中装有刹车片。刹车片在离合器锥体与离合器锥套接合时起增强摩擦力的作用，一方面可以更好地传递动力，另一方面在车辆拉上手制动时能进一步保证安全性。

在上述离合器锥体的后端设有三个按圆周均匀分布的凹槽，各凹槽中嵌设缓冲缸。在离合器锥体与离合器锥套接合的过程中，缓冲缸顶住磁钢的电磁力，使离合器锥体与离合器锥套接合更平稳、可靠。

为了增强动力传递的稳定性、并保障动力能快速传递，上述第一壳体齿圈通过三个第一行星齿轮与中间齿轮啮合，三个第一行星齿轮在第一壳体齿圈与中间齿轮之间呈圆周均匀分布。

同样的道理，上述第二壳体齿圈通过三个第二行星齿轮与支撑轮啮合，三个第二行星齿轮在第二壳体齿圈与支撑轮之间呈圆周均匀分布；所述第三壳体齿圈通过三个第三行星齿轮与前进挡齿轮啮合，三个第三行星齿轮在第三壳体齿圈与前进挡齿轮之间呈圆周均匀分布，并且各第三行星齿轮与对应的第二行星齿轮同轴安装，

有益效果：本实用新型在机械原理基础上融入了电离合、缓冲及自动控制技术，使得变速箱结构简单，装配容易，大大降低了制造成本；本实用新型操作简便，动力传递及无挡级提速快，不仅安全可靠，而且油耗小，适宜于大规模推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中离合器锥体及离合器锥套的布置示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为本实用新型中第一壳体齿圈与中间齿轮的连接示意图。

图5为图4的B-B剖视图。

图6为本实用新型中第二壳体齿圈、第三壳体齿圈及内齿拨叉套的连接示意图。

图7为图6的C-C剖视图。

图8为图6的D-D剖视图。

图9为图6的E-E剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1、图4和图6所示，输入轴2的前部通过轴承25支承在箱体1的前壁上，输入轴2的后端伸入箱体1内。输出轴3的后部通过轴承26支承在箱体1的后壁上，输出轴3的前端也伸入箱体1内。中间轴4位于输入轴2与输出轴3之间，该中间轴4的前端通过滚针轴承27与输入轴2的后端连接，中间轴4的后端通过滚针轴承28与输出轴3的前端连接，并且输入轴2、中间轴4和输出轴3三者的轴心线位于同一直线上。

如图1、图2、图3和图4所示，在箱体1内靠近其前内壁处设有测速编码器17，该测速编码器17套装在输入轴2上。在输入轴2的后部套装离合器锥体5，两者花键连接，且离合器锥体5能在输入轴2上滑动。所述离合器锥体5位于离合器锥套6前部对应的锥孔内，在离合器锥体5的前端开设有环槽，一安全拨叉24的叉部卡入该环槽中，安全拨叉24与汽车手制动联动，当拉动手制动锁定车辆的同时，安全拨叉24能拨动离合器锥体5，使之在输入轴2上滑动。在所述离合器锥体5的外圆周上沿轴向开设有六条安装槽，六条安装槽在圆周上均匀分布，各安装槽中装有带刹车材料的刹车片23。在离合器锥体5的后端设有三个按圆周均匀分布的凹槽，各凹槽中嵌设缓冲缸22或其它等同的缓冲元件。所述离合器锥套6的后端穿过离合线圈导电环9，并通过螺钉与第一壳体齿圈8固定，离合线圈导电环9与箱体1的内壁固定连接。在离合器锥套6的后部嵌设磁钢7，离合器锥套6与磁钢7焊接固定，磁钢7通过轴承29支承在中间轴4的前端，离合器锥套6的后端以及第一壳体齿圈8共同通过滚针轴承30支承在中间轴4的前部。

如图1、图4和图5所示，所述第一壳体齿圈8后端的内齿通过三个第一行星齿轮10与中间齿轮11的前端啮合，中间齿轮11的后端通过螺钉与第二壳体齿圈13固定。中间齿轮11的前部通过滚针轴承31支承在中间轴4的中前部，中间齿轮11的后端及第二壳体齿圈13共同通过轴承39支承在中间轴4的中部。所述三个第一行星齿轮10在第一壳体齿圈8与中间齿轮11之间呈圆周均匀分布，三个第一行星齿轮10的轴均固定在调速板21上，该调速板21上还固定蜗轮20，蜗轮20及调速板21均通过滚针轴承32安装在中间齿轮11的中后部。所述蜗轮20与蜗杆19啮合，蜗杆19与伺服电机18的输出轴连接。

如图1、图6、图7、图8和图9所示，在第二壳体齿圈13的后侧设置第三壳体齿圈38，两者的敞口端相对。其中第二壳体齿圈13后端的内齿通过三个第二行星齿轮12与支撑轮35啮合，支撑轮35套装在中间轴4的中后部，三个第二行星齿轮12在第二壳体齿圈13与支撑轮35之间呈圆周均匀分布。第三壳体齿圈38前端的内齿通过三个第三行星齿轮37与前进挡齿轮36啮合，前进挡齿轮36套装在中间轴4的后端，三个第三行星齿轮37在第三壳体齿圈38与前进挡齿轮36之间呈圆周均匀分布，并且三个第三行星齿轮37与三个第二行星齿轮12成对设置，每一对同轴安装，其安装轴通过轴承支承在支撑板33上，支撑板33通过螺钉与箱体1的内壁固定。

所述第三壳体齿圈38的后端通过轴承34支承在内齿拨叉套14上，在第三壳体齿圈38后端内壁的中心一体成型有倒挡齿轮15。所述内齿拨叉套14与输出轴3花键连接，该内齿拨叉套14的后端位于第三壳体齿圈38的后侧，且内齿拨叉套14的后端开设有环槽，换挡拨叉16的叉部卡入该环槽中，换挡拨叉16能拨动内齿拨叉套14在输出轴3上滑动。所述内齿拨叉套14的前端伸入第三壳体齿圈38内，该内齿拨叉套14的前端设为双齿套结构，其中前齿套能与前进挡齿轮36的尾端啮合，后齿套能与倒挡齿轮15啮合。

本实用新型是这样工作的：

离合线圈导电环9的电源与汽车油门拉线联动，只要一踩动油门踏板，油门拉线动作使发动机运转的同时，离合线圈导电环9通电，并使磁钢7产生电磁力，磁钢7吸合离合器锥体5运动，使离合器锥体5与离合器锥套6、磁钢7及第一壳体齿圈8接合在一起，在发动机动力的驱动下同步旋转。第一壳体齿圈8通过第一行星齿轮10带动中间齿轮11及第二壳体齿圈13在中间轴4上提速反转，第二壳体齿圈13又通过第二行星齿轮12和第三行星齿轮37带动前进挡齿轮36提速正转，此时第三壳体齿圈38在内齿拨叉套14上反向降速空转。当汽车需要前进时，通过换挡拨叉16拨动内齿拨叉套14，使内齿拨叉套14在箱体输出轴3上朝着前进挡齿轮36的方向移动，内齿拨叉套14前端的前齿套与前进挡齿轮36的尾端啮合，这样前进挡齿轮36通过内齿拨叉套14带动箱体输出轴3同向旋转，箱体输出轴3将动力传递给汽车桥系机构，整车前行；当汽车需要倒车时，通过换挡拨叉16拨动内齿拨叉套14，使内齿拨叉套14在箱体输出轴3上朝着倒挡齿轮15的方向移动，内齿拨叉套14前端的后齿套与倒挡齿轮15啮合，这样第三壳体齿圈38通过倒挡齿轮15及内齿拨叉套14带动箱体输出轴3反转，箱体输出轴3再将动力传递给汽车桥系机构，完成倒挡。

测速编码器17用于随时检测发动机的转速，通过其内部设定的升速比或降速比以及相应的电路控制伺服电机18输出轴的转向及转速，伺服电机18通过蜗杆19带动蜗轮20及调速板21旋转，调速板21再通过第一行星齿轮10的轴向第一行星齿轮10施加一转动力。当作用在第一行星齿轮10上的转动力与第一壳体齿圈8的转向相同时，中间齿轮11升速旋转；当作用在第一行星齿轮10上的转动力与第一壳体齿圈8的转向相反时，中间齿轮11降速旋转，以此实现整车速度的自动调节。

Claims (8)

1、一种汽车智能无级变速传动装置，输入轴(2)和输出轴(3)分别通过轴承支承在箱体(1)的前、后壁上，其特征在于：

A、在所述箱体(1)内设有中间轴(4)，该中间轴(4)的前、后端通过滚针轴承分别与输入轴(2)及输出轴(3)连接，三根轴的轴心线位于同一直线上；

B、在所述输入轴(2)上套装离合器锥体(5)，该离合器锥体(5)位于离合器锥套(6)内，所述离合器锥套(6)的后端穿过离合线圈导电环(9)，并与第一壳体齿圈(8)固定连接，在离合器锥套(6)的后部嵌设磁钢(7)，所述磁钢(7)及第一壳体齿圈(8)均通过轴承支承在中间轴(4)上；

C、所述第一壳体齿圈(8)的内齿通过第一行星齿轮(10)与中间齿轮(11)的前端啮合，中间齿轮(11)的后端与第二壳体齿圈(13)固定连接，且中间齿轮(11)和第二壳体齿圈(13)均通过轴承支承在中间轴(4)上；

D、所述第二壳体齿圈(13)的内齿通过第二行星齿轮(12)与支撑轮(35)啮合，该支撑轮(35)及其后侧的前进挡齿轮(36)套装在中间轴(4)上，其中前进挡齿轮(36)通过第三行星齿轮(37)与第三壳体齿圈(38)的内齿啮合，第三行星齿轮(37)与对应的第二行星齿轮(12)同轴安装，所述第三壳体齿圈(38)通过轴承支承在内齿拨叉套(14)上，在第三壳体齿圈(38)内壁的中心设有倒挡齿轮(15)；

E、所述内齿拨叉套(14)与输出轴(3)花键连接，该内齿拨叉套(14)的后端通过环槽与换挡拨叉(16)连接，内齿拨叉套(14)的前端为双齿套结构，其中前齿套能与前进挡齿轮(36)的尾端啮合，后齿套能与倒挡齿轮(15)啮合。

2、根据权利要求1所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：在所述箱体(1)内设有测速编码器(17)和伺服电机(18)，其中测速编码器(17)位于离合器锥体(5)的前侧，并套装在输入轴(2)上；所述伺服电机(18)的输出轴与蜗杆(19)连接，该蜗杆(19)与蜗轮(20)啮合，所述蜗轮(20)及第一行星齿轮(10)的轴均固定在调速板(21)上。

3、根据权利要求1所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：在所述离合器锥体(5)的前端开设有环槽，一安全拨叉(24)的叉部卡入该环槽中。

4、根据权利要求3所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：在所述离合器锥体(5)的外圆周上沿轴向开设有六条安装槽，六条安装槽在圆周上均匀分布，各安装槽中装有刹车片(23)。

5、根据权利要求1或3或4所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：在所述离合器锥体(5)的后端设有三个按圆周均匀分布的凹槽，各凹槽中嵌设缓冲缸(22)。

6、根据权利要求1或2所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：所述第一壳体齿圈(8)通过三个第一行星齿轮(10)与中间齿轮(11)啮合，三个第一行星齿轮(10)在第一壳体齿圈(8)与中间齿轮(11)之间呈圆周均匀分布。

7、根据权利要求1或2所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：所述第二壳体齿圈(13)通过三个第二行星齿轮(12)与支撑轮(35)啮合，三个第二行星齿轮(12)在第二壳体齿圈(13)与支撑轮(35)之间呈圆周均匀分布。

8、根据权利要求7所述的汽车智能无级变速传动装置，其特征在于：所述第三壳体齿圈(38)通过三个第三行星齿轮(37)与前进挡齿轮(36)啮合，三个第三行星齿轮(37)在第三壳体齿圈(38)与前进挡齿轮(36)之间呈圆周均匀分布，并且各第三行星齿轮(37)与对应的第二行星齿轮(12)同轴安装。

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