CN208793546U - 一种无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无级变速器，涉及内燃机变速器领域，针对传统自动变速器结构复杂，换挡慢，易打滑，磨损大等问题，采用变速轮与内燃机或电动机输出轴转动连接，转换机构一端与变速轮连接且转换机构一端能够改变与变速轮圆心的相对位置，转换机构的另一端与变速棘轮连接，转换机构能够将变速轮的圆周旋转运动转换成直线往复运动并传递给变速棘轮，再由变速棘轮将直线往复运动转换成圆周运动输出的技术方案。该方案没有磨擦传递，不会产生打滑，动力传输效率高，损耗小，结构简单，成本低，便于组装和检修，具有广泛的推广前景。

Description

一种无级变速器

技术领域

本实用新型涉及内燃机变速器领域，特别涉及一种无级变速器。

背景技术

目前车用自动变速箱主要有AT变速箱和CVT变速箱及其改进型，AT变速箱的缺点是传动效果不高，换挡慢，油耗偏高，在行驶过程中常出现换挡顿挫。CVT变速箱的缺点：故障率相对较高，成本相对较高，传动的钢带能够承受的力量有限，不能用于高输出发动机，激烈驾驶提速过快会导致传动的钢带打滑，加剧磨损，CVT属于摩擦传动，摩擦产生大量的热量，行驶时间较长会导致传动的钢带温度过高而打滑、损坏，所以CVT变速箱设有热保护模式，通过降低车速成来减少热量的产生。CVT变速箱的控制系统很复杂，需要通过车速和各个传感器信号的变化提供给电脑控制系统，电脑控制系统根据数据来计算出两个带轮的直径，然后控制两个带轮的油压来改变带轮直径的连续变化达到无级变速的目的，同时还要保证传动钢带的松紧度适当，过松摩擦力不足出现打滑现象，过紧则摩擦力大，传动效率下降，加速带轮和钢带的磨损。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种无级变速器，其采用如下技术方案实现：

一种无级变速器，包括变速轮、转换机构以及变速棘轮；

所述变速轮与内燃机或电动机输出轴转动连接，转换机构一端与变速轮连接且转换机构一端能够改变与变速轮圆心的相对位置，转换机构的另一端与变速棘轮连接，转换机构能够将变速轮的圆周旋转运动转换成直线往复运动并传递给所述变速棘轮，再由所述变速棘轮将直线往复运动转换成圆周运动输出。

优选地，所述变速轮包括变速齿轮、变速连杆座导轨以及变速连杆座；

所述变速连杆座导轨径向固定设置在变速齿轮一侧，且穿过变速齿轮的圆心；

变速连杆座导轨上可滑动设置有变速连杆座；

所述转换机构包括变速连杆、连杆齿、变速连杆轴承支架、变速连杆轴承、转换齿轮、转换轮轴；

所述变速连杆的一端与变速连杆座铰接；变速连杆一面设置有连杆齿；变速连杆另一端穿设在变速连杆轴承支架内，变速连杆轴承支架上端固定设置有变速连杆轴承，变速连杆轴承支架下端通过转换轮轴与转换齿轮连接，转换齿轮与所述连杆齿相互啮合，所述变速连杆轴承紧靠所述变速连杆顶部；所述变速连杆轴承支架能够沿着转换轮轴做圆周运动；

所述变速棘轮为棘轮外周设置有轮齿，棘轮内设置有棘爪盘的结构，所述转换齿轮还与所述变速棘轮的轮齿相互啮合。

优选地，还包括连杆座调节装置，所述变速连杆座与连杆座调节装置连接，通过连杆座调节装置能够实现变速连杆座沿着变速连杆座导轨长度方向滑动。连杆座调节装置可以是手动操作，也可以是电动、液压或者气压实现调整，通过调整变速连杆座与变速齿轮圆心的相对位置就可以调整输出转速。

优选地，所述连杆座调节装置包括电动机和丝杠，所述电动机与变速连杆座导轨固定连接，电动机输出轴与丝杠固定连接，丝杠与变速连杆座螺纹连接。通过电动机正反转带动丝杠正反转，丝杠再带动变速连杆座在变速连杆座导轨上移动，即可调整变速连杆座与变速齿轮圆心的相对位置而改变输出力臂。

优选地，还包括连杆座调节装置，所述连杆座调节装置包括内变速液压缸筒、变速液压缸活塞杆、外变速液压缸筒、液压缸导管、液压缸活塞筒、变速齿轮轴、轴承套筒、轴承套筒控制轴、活塞筒轴承、Y形控制片、控制轴孔、固定孔、控制孔；

所述变速齿轮的另一侧一体设置有外变速液压缸筒，外变速液压缸筒一端通过液压缸导管与内变速液压缸筒连通，内变速液压缸筒中可滑动设置有变速液压缸活塞杆，变速液压缸活塞杆一端与变速连杆座连接；

外变速液压缸筒中可滑动设置有液压缸活塞筒，液压缸活塞筒能够在外变速液压缸筒中做活塞往复运动；

液压缸活塞筒外周固定套设有活塞筒轴承，活塞筒轴承外周套设有轴承套筒，轴承套筒上固定设置有轴承套筒控制轴；

轴承套筒控制轴可活动地穿设在Y形控制片两侧的控制轴孔中，Y形控制片上开设有固定孔和控制孔。

优选地，所述控制轴孔为长槽孔结构，该孔长度方向与Y形控制片长度方向一致；所述固定孔可转动设置在转动销轴内，通过控制孔拉动Y形控制片沿着转动销轴旋转就能实现对液压缸活塞筒的位移控制。

优选地，所述转换机构以及变速棘轮至少分别包括两套，两套转换机构在以变速轮为平面的位置相互垂直设置。

优选地，所述变速棘轮包括棘轮、轮齿、第一棘爪盘、第二棘爪盘、第一棘爪、第二棘爪、第一棘齿部、第二棘齿部、滚珠、棘轮轴、第二棘爪盘伞齿轮、转向齿轮、棘爪盘齿轮；

棘轮外圆周设置有轮齿；棘轮内设有第一棘齿部和第二棘齿部，二者分布于棘轮两侧；

棘轮两侧分别设置有第一棘爪盘和第二棘爪盘，第一棘爪盘上设置有第一棘爪，第二棘爪盘上设置有第二棘爪；

所述棘轮、第一棘爪盘、第二棘爪盘三者同心设置；

第二棘爪盘外侧固定设置有第二棘爪盘伞齿轮，第二棘爪盘伞齿轮与转向齿轮相互啮合，转向齿轮又与棘爪盘齿轮啮合；

第一棘爪盘、第二棘爪盘、棘爪盘齿轮三者通过棘轮轴相互连接。

优选地，所述转向齿轮和棘爪盘齿轮均为伞齿轮，采用伞齿轮不仅体积小，还能有效转向。

优选地，还包括连杆座调节装置，所述连杆座调节装置包括内变速液压缸筒、变速液压缸活塞杆、外变速液压缸筒、液压缸导管、内部活塞块、弹簧、通气孔、变速齿轮轴；

变速齿轮轴穿设于变速轮中；

所述变速齿轮另一侧一体设置有外变速液压缸筒，外变速液压缸筒一端通过液压缸导管与内变速液压缸筒连接，内变速液压缸筒中可滑动设置有变速液压缸活塞杆，变速液压缸活塞杆一端与变速连杆座连接；

外变速液压缸筒内部设置有内部活塞块和弹簧，在静止状态下弹簧依靠弹力将内部活塞块向变速齿轮轴方向推动；

外变速液压缸筒与变速齿轮轴之间开始有通气孔；

所述内部活塞块的质量远大于变速液压缸活塞杆与变速连杆座的质量之和，以便于在转动时产生足够大的离心力压缩弹簧和液压油。

本实用新型有益效果包括：

全部采用啮合传递转矩，没有磨擦传递，不会产生打滑，动力传输效率高，损耗小。结构简单，成本低。

发动机在任何转速下输出转速均可以从零起调，从动端与主动端转速比也从0渐升，起步时转速比接近于0，输出转矩最大，同时还可以通过提高发动机的转速来进一步增大起步转矩，增大起步转矩可以使起步更加容易，使发动机受到的反作用力小，不会对发动机和车辆造成冲击，特别是对重车的起步非常有利。因输出转速不能突变，从零起调能使起步更加平缓。

发动机转速和输出转速可以分开调节，以适应不同的载重量和不同的路况对输出转矩的需求。

输出转速可以无级调节，提速平稳无顿挫。

利用行车电脑通过连杆座调节装置来控制变速连杆座的运动可实现无级调整车辆的运行速度，使车辆具有自动档功能。

用途广，除了可以用于小型车辆以外，也可以用于货车，还能用于使用内燃机或电动机的工程器械和农用器械。

因其结构巧妙，效率高，稳定性好，操作方便，便于组装和检修，具有广泛的推广前景。

附图说明

图1是本实用新型提供的实施例一总体结构示意图；

图2是实施例一第一冲程时刻的位置状态示意图；

图3是实施例一第二冲程时刻的位置状态示意图；

图4是实施例一第三冲程时刻的位置状态示意图；

图5是实施例一第四冲程时刻的位置状态示意图；

图6是第二实施例结构示意图；

图7是实施例三的总体结构示意图；

图8是实施例三中变速轮的主视图；

图9是实施例三中变速轮的右视图；

图10是实施例三中变速轮的剖视图；

图11是实施例三变速轮安装上连杆座调节装置后的主视图；

图12是图11的右视图；

图13是实施例三中使用的双向棘轮主视图；

图14是图13的剖视图；

图15是图13的后视图；

图16是实施例四的变速轮剖视图。

图中，各个标号分别表示：变速轮1、转换机构2、变速棘轮3、变速齿轮10、变速连杆座导轨11、变速连杆座12、外变速液压缸筒13、液压缸活塞筒14、变速齿轮轴15、轴承套筒16、Y形控制片17、变速连杆20、连杆齿21、变速连杆轴承支架22、变速连杆轴承23、转换齿轮24、转换轮轴25、棘轮30、第一棘爪盘31a、第二棘爪盘31b、棘轮轴32、第二棘爪盘伞齿轮33、转向齿轮34、棘爪盘齿轮35、内变速液压缸筒120、变速液压缸活塞杆121、

液压缸导管130、内部活塞块131、弹簧132、通气孔133、轴承套筒控制轴160、活塞筒轴承161、控制轴孔170、固定孔171、控制孔172、轮齿300、第一棘齿部301a、第二棘齿部301b、滚珠302、第一棘爪310a、第二棘爪310b。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的图1~16，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1~5所示，一种无级变速器，包括变速轮1、转换机构2以及变速棘轮3；变速轮1与内燃机输出轴转动连接，转换机构2一端与变速轮1连接且转换机构2一端能够改变与变速轮1圆心的相对位置，转换机构2的另一端与变速棘轮3连接，转换机构2能够将变速轮1的圆周旋转运动转换成直线往复运动并传递给变速棘轮3，再由变速棘轮3将直线往复运动转换成圆周运动输出。

具体地，变速轮1包括变速齿轮10、变速连杆座导轨11以及变速连杆座12；变速连杆座导轨11径向固定设置在变速齿轮10一侧，且穿过变速齿轮10的圆心；变速连杆座导轨11上可滑动设置有变速连杆座12；转换机构2包括变速连杆20、连杆齿21、变速连杆轴承支架22、变速连杆轴承23、转换齿轮24、转换轮轴25；变速连杆20的一端与变速连杆座12铰接；变速连杆20一面设置有连杆齿21；变速连杆20另一端穿设在变速连杆轴承支架22内，变速连杆轴承支架22上端固定设置有变速连杆轴承23，变速连杆轴承支架22下端通过转换轮轴25与转换齿轮24连接，转换齿轮24与连杆齿21相互啮合，变速连杆轴承23紧靠变速连杆20顶部；变速连杆轴承支架22能够沿着转换轮轴25做圆周运动；变速棘轮3为棘轮外周设置有轮齿，棘轮内设置有棘爪盘的结构，转换齿轮24还与变速棘轮3的轮齿相互啮合。变速连杆一端与变速连杆座轴铰接，另一端设有轮齿与转换齿轮啮合，转换齿轮与变速棘轮啮合；变速连杆轴承固定于变速连杆轴承支架上，变速连杆轴承支架与转换齿轮的转轴铰接，两个变速连杆轴承和转换齿轮三者构成稳固的三角形，将变速连杆与转换齿轮很好的啮合，并能以转换齿轮的转轴为中心随变速连杆随意转动。

图2~5是用于单缸四冲程内燃机的变速器工作状态。连杆座调节装置可以是手动操作，也可以是电动、液压或者气压实现调整，通过调整变速连杆座12与变速齿轮10圆心的相对位置就可以调整输出转速。

使用于车辆时，电脑控制系统根据油门踏板的行程和行车速度的变化来计算出变速连杆座与变速齿轮圆心的相对位置，然后通过连杆座调节装置来控制变速连杆座运动到计算出的位置，从而能够自由改变传动比，实现全程无级调整输出转速，使车辆具有自动档功能。

实施例二

如图6所示，在实施例一的基础上，分别增加一套转换机构2和变速棘轮3，但是两套转换机构2共用一套变速轮1，这样就可以有效传递变速轮1输出的转矩，提高工作效率。本实施例中，优选两套转换机构2采用垂直分布，这样比较节省空间，且效率高。

实施例三

为了便于进行调速，提高传动效率，基于实施例一的基础上，分别对变速轮1和变速棘轮3进行了优化，并对整个变速器的结构组合进行了调整，如图7~15所示。

图7是实施例三的总体结构示意图，从图中可以看出，其由两套变速轮1、转换结构2以及变速棘轮3构成，且转换结构2之间的夹角为90°。该实施例中采用的变速轮进行了改进，如图8~12所示，其中增加了连杆座调节装置，连杆座调节装置包括内变速液压缸筒120、变速液压缸活塞杆121、外变速液压缸筒13、液压缸导管130、液压缸活塞筒14、变速齿轮轴15、轴承套筒16、轴承套筒控制轴160、活塞筒轴承161、Y形控制片17、控制轴孔170、固定孔171、控制孔172；变速齿轮10的另一侧一体设置有外变速液压缸筒13，外变速液压缸筒13一端通过液压缸导管130与内变速液压缸筒120连通，内变速液压缸筒120中可滑动设置有变速液压缸活塞杆121，变速液压缸活塞杆121一端与变速连杆座12连接；外变速液压缸筒13中可滑动设置有液压缸活塞筒14，液压缸活塞筒14能够在外变速液压缸筒13中做活塞往复运动；液压缸活塞筒14外周固定套设有活塞筒轴承161，活塞筒轴承161外周套设有轴承套筒16，轴承套筒16上固定设置有轴承套筒控制轴160；轴承套筒控制轴160可活动地穿设在Y形控制片17两侧的控制轴孔170中，Y形控制片17上开设有固定孔171和控制孔172。控制轴孔170为长槽孔结构，该孔长度方向与Y形控制片17长度方向一致；固定孔171可转动设置在转动销轴内，通过控制孔172拉动Y形控制片17沿着转动销轴旋转就能实现对液压缸活塞筒14的位移控制。

另外，为了提高传动效率，也对变速棘轮3进行了优化和改进，如图13~15所示，变速棘轮3包括棘轮30、轮齿300、第一棘爪盘31a、第二棘爪盘31b、第一棘爪310a、第二棘爪310b、第一棘齿部301a、第二棘齿部301b、滚珠302、棘轮轴32、第二棘爪盘伞齿轮33、转向齿轮34、棘爪盘齿轮35。棘轮30外圆周设置有轮齿300。棘轮30内设有第一棘齿部301a和第二棘齿部301b，二者分布于棘轮30两侧。棘轮30两侧分别设置有第一棘爪盘31a和第二棘爪盘31b，第一棘爪盘31a上设置有第一棘爪310a，第二棘爪盘31b上设置有第二棘爪310b。棘轮30、第一棘爪盘31a、第二棘爪盘31b三者同心设置。第二棘爪盘31b外侧固定设置有第二棘爪盘伞齿轮33，第二棘爪盘伞齿轮33与转向齿轮34相互啮合，转向齿轮34又与棘爪盘齿轮35啮合。第一棘爪盘31a、第二棘爪盘31b、棘爪盘齿轮35三者通过棘轮轴32相互连接。其中，转向齿轮34和棘爪盘齿轮35均为伞齿轮。变速棘轮3进行了优化的效果是：不管棘轮30是顺时针旋转还是逆时针旋转，均能带动棘轮轴32顺时针旋转，即将棘轮30的往复旋转转换成单向旋转。

结合实施例可知上述方案特点是：变速齿轮组成变速液压筒的一部份，与变速液压筒铸成一体使结构稳固，活塞杆和活塞筒为变速液压缸的两个活塞，活塞筒套在变速齿轮轴上，活塞杆置于垂直于变速齿轮轴的缸筒内，活塞杆外端连接速连杆座，速连杆座上设有变速连杆座轴，推入或拉出活塞筒能使活塞杆伸出或收入；活塞杆完全收入时变速连杆座轴的轴心与变速齿轮轴心重合。内燃机曲轴与变速轮啮合，带动变速轮转动，经变速连杆座轴带动变速连杆的一端作圆周运动，变速连杆的另一端做直线往复运动，将旋转运动转换成直线运动，然后带动转换齿轮正反转动，从而将直线运动再转换成旋转运动；转换齿轮与变速棘轮啮合，带动变速棘轮正反转动，由于棘爪的单向锁定，使变速棘轮具有单向传动作用，变速棘轮的正反转动带动棘爪盘单向旋转运动，经变速棘轮轴输出动力。因为变速棘轮和转换齿轮与变速连杆相互啮合，所以变速棘轮和转换齿轮的等效圆（等效圆指将齿轮等效成一个圆）的线速度等于变速连杆的线速度，当变速连杆中心线与变速液压缸活塞杆的中心线垂直时，变速连杆中心线相当于变速连杆座轴所在的圆的切线，此时变速连杆转换齿轮一端瞬时运动速度达到最大值，并且等于变速连杆座轴所在的圆的线速度，经转换齿轮带动变速棘轮，使变速棘轮等效圆的线速度达到最大，转速也达到最大；变速轮旋转一周，变速连杆带动转换齿轮和棘轮产生两个方向相反的最大瞬时运动速度，由于变速棘轮的单向传动作用，其中一个最大瞬时运动速度带动棘爪盘旋转并达到棘轮的最大转速，之后变速连杆运动速度开始下降，转换齿轮和棘轮的转速也随之下降，棘爪解除锁定而处于超越状态，变速棘轮的动力连接被切断，棘爪盘由于惯性继续旋转，连续地输出动力；变速连杆转换齿轮一端运动速度降到0后开始向相反的方向运动，带动棘轮开始反转，变速棘轮依然处于超越状态；变速轮继续旋转，到下一周期开始时变速棘轮的转向与棘爪盘的转向相同，当棘轮转速增大到即将超过棘爪盘时棘爪再次锁定，变速轮再次对棘爪盘传输动力，这样周而复始，变速轮旋转一周，变速棘轮对棘爪盘输出一次动力，每次传输动力都是在棘轮接近最大转速的时刻，棘爪盘在不受动力传输时依靠惯性旋转，其转速等于棘轮的最大转速。

由上述可知，变速棘轮等效圆的最大线速度等于变速连杆座轴所在的圆（称之为变速等效圆）的线速度，棘爪盘的转速等于棘轮的最大转速，因变速等效圆的转速等于变速轮的转速，所以从动端与主动端转速比等于棘爪盘与变速轮的转速比，等于变速棘轮的最大转速与变速等效圆的转速比，等于变速等效圆周长与变速棘轮等效圆周长的比，等于变速等效圆半径与变速棘轮等效圆半径的比，因此通过液压控制变速连杆座轴与轴心的距离，就可控制变速等效圆的半径，从而控制从动端与主动端的转速比。变速连杆座轴离开或靠近轴心的运动是连续的，不能突变，变速等效圆半径的变化也是连续的，因此从动端输出转速的变化也是连续的，从而达到无级变速的目的。从动端输出转速可以无级调节，使车辆在正常行驶中，车速不会突然发生变动，提速平稳，没有如同AT变速箱那样产生换档的顿挫感。

活塞杆全部收入时，变速连杆座轴的轴心与变速齿轮轴心重合，此时不管变速轮的转速有多大，变速连杆也不会移动，从动端与主动端转速比为0，没有动力输出；推入变速液压缸的活塞筒，通过液压的作用使变速连杆座轴随着活塞杆向远离轴心的方向移动，变速连杆座轴开始做圆周运动，经变速连杆带动转换齿轮和变速棘轮转动，开始输出动力；随着活塞筒的推入，变速等效圆的半径增大，从动端与主动端转速比增大，从动端输出的转速也随之增大；拉出活塞筒，变速连杆座轴向变速齿轮轴心方向移动，变速等效圆的半径减小，从动端与主动端转速比减小，从动端输出的转速也随之减小；因此，控制活塞筒的位置就可以控制变速连杆座轴的位置，从而控制输出转速。

当变速连杆座轴离变速齿轮轴心较近时，从动端与主动端转速比小，输出转矩大。发动机在任何转速下输出转速均可以从零起调，从动端与主动端转速比也从0渐升，起步时转速比接近于0，输出转矩最大，同时还可以通过提高发动机的转速来进一步增大起步转矩，增大起步转矩可以使起步更加容易，使发动机受到的反作用力小，不会对发动机和车辆造成冲击，特别是对重车的起步非常有利。因输出转速不能突变，从零起调能使起步更加平缓。

发动机转速和输出转速可以分开调节，车辆正常行驶中当发动机负荷过重时（如车辆起步、载重量大或上坡等），适当降低从动端与主动端转速比以增大输出转矩，反之则从动端与主动端转速比，以适应不同的载重量和不同的路况。

如果将内燃机曲轴和变速轮的转速比设定为2：1，则曲轴旋转两周，单缸四冲程内燃机点火一次，对外做功一次，如果将点火时点设定为棘爪锁定的时点，则内燃机点火时可以直接对棘爪盘做功输出动力，从而提高效率。

变速棘轮的棘爪的受力方向接近于棘爪的长轴，因此可以承受的转矩很大，不会像CVT变速箱那样容易打滑和过热，因此除了可以用于小型车辆以外，也可以用于使用内燃机的货车，还能用于使用内燃机的工程器械和农用器械。

车辆需在变速器后增加前进档和后退档切换机构，以使车辆能够倒退，车辆停车后交变速连杆座轴移回轴心位置即可进行前进档和后退档的切换，无需要再增加其他离合器。

实施例四

如图16所示，为了简化控制部件，实现自动控制功能，变速轮1采用了另外一种技术方案，其中的连杆座调节装置包括内变速液压缸筒120、变速液压缸活塞杆121、外变速液压缸筒13、液压缸导管130、内部活塞块131、弹簧132、通气孔133、变速齿轮轴15。变速齿轮轴15穿设于变速轮1中；变速齿轮10另一侧一体设置有外变速液压缸筒13，外变速液压缸筒13一端通过液压缸导管130与内变速液压缸筒120连接，内变速液压缸筒120中可滑动设置有变速液压缸活塞杆121，变速液压缸活塞杆121一端与变速连杆座12连接；外变速液压缸筒13内部设置有内部活塞块131和弹簧132，在静止状态下弹簧132依靠弹力将内部活塞块131向变速齿轮轴15方向推动；外变速液压缸筒13与变速齿轮轴15之间开始有通气孔133；内部活塞块131的质量大于变速液压缸活塞杆121与变速连杆座12的质量之和。

其特点是：在变速齿轮内部制作两个以轴心对称的缸筒，两个缸筒于变速齿轮外缘端设置液路与活塞杆缸筒底部连通，两个缸筒近轴端内放置两块内部活塞块，缸筒近轴端开设通气孔，以让内部活塞块能够滑动，缸筒的另一端内放置两根弹簧，利用弹簧的弹力将内部活塞块推到缸筒近轴端，对称设计可以使变速齿轮转动平稳。

在变速齿轮转速较低时（如怠速状态），两块内部活塞块因弹簧的弹力被推在近轴端，活塞杆位于缸底，变速连杆座轴位于变速齿轮轴心，变速连杆不移动，没有动力输出；加大变速齿轮转速，两块内部活塞块因离心力的作用克服弹簧的弹力向外端移动，通过液压作用将活塞杆推出，变速连杆座轴随之向外端移动，变速连杆随之往复运动，带动棘轮输出动力；变速齿轮转速增高，离心力增大，内部活塞块向外端移动的距离也增大，将活塞杆推出的距离随之增大，变速连杆座轴所在的圆的半径也变大，输出的转速也增高；变速齿轮转速越高，离心力越大，内部活塞块向外端移动的距离也越大，输出的转速也越高，从而达到自动变速的目的。

另外，除了应用于内燃机以外，本无级变速器还可使用于电动机调速，目前大功率电子器件价格昂贵，大型电动机的电子调速器的制造和维修成本较高，用本无级变速器可以有效降低成本；电动机启动时会产生很大的启动电流，功率越大启动电流越大，当电动机带负荷启动时启动电流更大，采用电子调速器对电动机调速时，电动机转速和负载的转速比是恒定的，启动和正常运转时需要的转矩是一样的，相当于满负载启动，启动电流会很大，对电动机、电网和传动机构都会造成冲击，电子调速器要留有很大的功率裕量以免启动时烧毁，从而增加制造成本，采用本实用新型的无级变速器时，电动机可以空载启动，达到额定转速后再带动负载启动，因转速比可以随意调整，电动机只需较小的转矩就能带动负载启动，负载启动过程中，电动机的负荷是从0逐渐增加额定值的，不会对电动机和传动机构造成冲击。

Claims (9)

1.一种无级变速器，其特征在于，包括变速轮（1）、转换机构（2）以及变速棘轮（3）；

所述变速轮（1）与内燃机或电动机输出轴转动连接，转换机构（2）一端与变速轮（1）连接且转换机构（2）一端能够改变与变速轮（1）圆心的相对位置，转换机构（2）的另一端与变速棘轮（3）连接，转换机构（2）能够将变速轮（1）的圆周旋转运动转换成直线往复运动并传递给所述变速棘轮（3），再由所述变速棘轮（3）将直线往复运动转换成圆周运动输出；

所述变速轮（1）包括变速齿轮（10）、变速连杆座导轨（11）以及变速连杆座（12）；

所述变速连杆座导轨（11）径向固定设置在变速齿轮（10）一侧，且穿过变速齿轮（10）的圆心；

变速连杆座导轨（11）上可滑动设置有变速连杆座（12）；

所述转换机构（2）包括变速连杆（20）、连杆齿（21）、变速连杆轴承支架（22）、变速连杆轴承（23）、转换齿轮（24）、转换轮轴（25）；

所述变速连杆（20）的一端与变速连杆座（12）铰接；变速连杆（20）一面设置有连杆齿（21）；变速连杆（20）另一端穿设在变速连杆轴承支架（22）内，变速连杆轴承支架（22）上端固定设置有变速连杆轴承（23），变速连杆轴承支架（22）下端通过转换轮轴（25）与转换齿轮（24）连接，转换齿轮（24）与所述连杆齿（21）相互啮合，所述变速连杆轴承（23）紧靠所述变速连杆（20）顶部；所述变速连杆轴承支架（22）能够沿着转换轮轴（25）做圆周运动；

所述变速棘轮（3）为棘轮外周设置有轮齿，棘轮内设置有棘爪盘的结构，所述转换齿轮（24）还与所述变速棘轮（3）的轮齿相互啮合。

2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：

还包括连杆座调节装置，所述变速连杆座（12）与连杆座调节装置连接，通过连杆座调节装置能够实现变速连杆座（12）沿着变速连杆座导轨（11）长度方向滑动。

3.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于：

所述连杆座调节装置包括电动机和丝杠，所述电动机与变速连杆座导轨（11）固定连接，电动机输出轴与丝杠固定连接，丝杠与变速连杆座（12）螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：

还包括连杆座调节装置，所述连杆座调节装置包括内变速液压缸筒（120）、变速液压缸活塞杆（121）、外变速液压缸筒（13）、液压缸导管（130）、液压缸活塞筒（14）、变速齿轮轴（15）、轴承套筒（16）、轴承套筒控制轴（160）、活塞筒轴承（161）、Y形控制片（17）、控制轴孔（170）、固定孔（171）、控制孔（172）；

所述变速齿轮（10）的另一侧一体设置有外变速液压缸筒（13），外变速液压缸筒（13）一端通过液压缸导管（130）与内变速液压缸筒（120）连通，内变速液压缸筒（120）中可滑动设置有变速液压缸活塞杆（121），变速液压缸活塞杆（121）一端与变速连杆座（12）连接；

外变速液压缸筒（13）中可滑动设置有液压缸活塞筒（14），液压缸活塞筒（14）能够在外变速液压缸筒（13）中做活塞往复运动；

液压缸活塞筒（14）外周固定套设有活塞筒轴承（161），活塞筒轴承（161）外周套设有轴承套筒（16），轴承套筒（16）上固定设置有轴承套筒控制轴（160）；

轴承套筒控制轴（160）可活动地穿设在Y形控制片（17）两侧的控制轴孔（170）中，Y形控制片（17）上开设有固定孔（171）和控制孔（172）。

5.根据权利要求4所述的无级变速器，其特征在于：

所述控制轴孔（170）为长槽孔结构，该孔长度方向与Y形控制片（17）长度方向一致；所述固定孔（171）可转动设置在转动销轴内，通过控制孔（172）拉动Y形控制片（17）沿着转动销轴旋转就能实现对液压缸活塞筒（14）的位移控制。

6.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：

所述转换机构（2）以及变速棘轮（3）至少分别包括两套，两套转换机构（2）在以变速轮（1）为平面的位置相互垂直设置。

7.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：

所述变速棘轮（3）包括棘轮（30）、轮齿（300）、第一棘爪盘（31a）、第二棘爪盘（31b）、第一棘爪（310a）、第二棘爪（310b）、第一棘齿部（301a）、第二棘齿部（301b）、滚珠（302）、棘轮轴（32）、第二棘爪盘伞齿轮（33）、转向齿轮（34）、棘爪盘齿轮（35）；

棘轮（30）外圆周设置有轮齿（300）；棘轮（30）内设有第一棘齿部（301a）和第二棘齿部（301b），二者分布于棘轮（30）两侧；

棘轮（30）两侧分别设置有第一棘爪盘（31a）和第二棘爪盘（31b），第一棘爪盘（31a）上设置有第一棘爪（310a），第二棘爪盘（31b）上设置有第二棘爪（310b）；

所述棘轮（30）、第一棘爪盘（31a）、第二棘爪盘（31b）三者同心设置；

第二棘爪盘（31b）外侧固定设置有第二棘爪盘伞齿轮（33），第二棘爪盘伞齿轮（33）与转向齿轮（34）相互啮合，转向齿轮（34）又与棘爪盘齿轮（35）相互啮合；

第一棘爪盘（31a）、第二棘爪盘（31b）、棘爪盘齿轮（35）三者通过棘轮轴（32）相互连接。

8.根据权利要求7所述的无级变速器，其特征在于：

所述转向齿轮（34）和棘爪盘齿轮（35）均为伞齿轮。

9.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于：

还包括连杆座调节装置，所述连杆座调节装置包括内变速液压缸筒（120）、变速液压缸活塞杆（121）、外变速液压缸筒（13）、液压缸导管（130）、内部活塞块（131）、弹簧（132）、通气孔（133）、变速齿轮轴（15）；

变速齿轮轴（15）穿设于变速轮（1）中；

所述变速齿轮（10）另一侧一体设置有外变速液压缸筒（13），外变速液压缸筒（13）一端通过液压缸导管（130）与内变速液压缸筒（120）连接，内变速液压缸筒（120）中可滑动设置有变速液压缸活塞杆（121），变速液压缸活塞杆（121）一端与变速连杆座（12）连接；

外变速液压缸筒（13）内部设置有内部活塞块（131）和弹簧（132），在静止状态下弹簧（132）依靠弹力将内部活塞块（131）向变速齿轮轴（15）方向推动；

外变速液压缸筒（13）与变速齿轮轴（15）之间开有通气孔（133）；

所述内部活塞块（131）的质量大于变速液压缸活塞杆（121）与变速连杆座（12）的质量之和。