CN216519466U - 一种离合无级变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合无级变速装置，所述装置包括：动力输入轴、变速星轮组齿圈传动架、变速星轮组、控速星轮组、控速星轮组齿圈传动架、阻力涡扇、动力输出轴；所述动力输入轴，同时与变速星轮组齿圈，控速星轮组太阳轮，相连接传动；所述变速星轮组齿圈与控速星轮组太阳轮，同时连接着阻力涡扇的旋转传动；所述阻力涡扇，工作旋转时与内部齿轮油产生旋转阻力；所述阻力涡扇产生的旋转阻力值，由动力输出轴的负载值决定设计；所述阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力；所述动力输入轴，将动力传输给阻力涡扇，利用阻力涡扇旋转与油液的阻力，动力输入轴输入转速的快慢，控制着离合无级变速的传动。

Description

一种离合无级变速装置

技术领域

本发明涉及机械离合器、变矩器、无级变速传动技术领域，具体的是一种集合了离合器与变速器于一体的离合无级变速装置。

背景技术

无级变速装置，也被称为无能传输、滑轮传输或者“扭转-和-走”，是一种自动变速器，是指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速器；无级变速装置是自动变速箱中的一种，可以通过一个连续范围的无缝改变有效传动比，通过无级变速可以得到传动系统与发动机工况的最佳匹配。目前在车辆传动上常见的无级变速器，有液力机械式无级变速器(AT)和金属带式无级变速器(CVT)。为实现无级变速，按传动方式有液体传动、电力传动和机械传动等方式。

广泛使用的自动变速技术是AT变速装置，其是将液力变矩器和减速星轮、电控系统、液压系统等组合的自动变速技术，但是液力变矩器和减速星轮的组合，有着明显的缺点：传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃料的经济性；自动变速器零部件数量过多，电控系统、油泵液压系统、冷却系统等结构复杂繁琐，保养和维护不便。

CVT无级变速技术采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力，由于V带式磨擦传动存在一系列的缺陷：传动效率有限、扭矩小、易打滑、离合器传动带易磨损、工作不稳定、液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大。

发明内容

(一)解决的技术问题

基于以上各种常用离合器，无级变速器工作原理的缺陷，本发明专利技术工作原理，彻底的解决了传统离合器硬性传动，因惯性回传易磨损不稳定的情况；解决了液力变矩器软性传动，传动效率低的情况；解决了变速机构复杂，传动扭矩有限等缺点；解决了电控系统，液压系统的繁琐维护困难等问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明公开了一种离合无级变速装置，所述装置包括：

动力输入轴

变速星轮组齿圈传动架

变速星轮组(包括：变速星轮组齿圈、变速星轮组行星轮、变速星轮组太阳轮、变速星轮组行星架)

控速星轮组(包括：控速星轮组齿圈、控速星轮组行星轮、控速星轮组太阳轮、控速星轮组行星架)

控速星轮组齿圈传动架

阻力涡扇

动力输出轴

所述动力输入轴与变速星轮组齿圈传动架，相连接固定；所述变速星轮组齿圈传动架与变速星轮组齿圈，相链接固定；所述变速星轮组齿圈与变速星轮组行星轮，齿轮相啮合；所述变速星轮组行星轮安装在变速星轮组行星架中，所述变速星轮组行星架连接着阻力涡扇的传动；所述变速星轮组行星轮与变速星轮组太阳轮，齿轮相啮合；所述变速星轮组太阳轮与动力输出轴，相固定。

所述动力输入轴与控速星轮组太阳轮，相固定；所述控速星轮组太阳轮与控速星轮组行星轮，齿轮相啮合；所述控速星轮组行星轮与控速星轮组齿圈，齿轮相啮合；所述控速星轮组齿圈与控速星轮组齿圈传动架，相链接固定；所述控速星轮组齿圈传动架与变速星轮组行星架，相链接固定。

所述阻力涡扇与控速星轮组行星架，相链接固定。

所述动力输入轴，同时与变速星轮组齿圈，控速星轮组太阳轮，相连接传动；

所述变速星轮组齿圈与控速星轮组太阳轮，同时连接着阻力涡扇的旋转传动。

优选的，所述动力输入轴与动力输出轴，在同一水平位置；所述动力输出轴与动力输入轴，工作旋转方向相反。

优选的，所述阻力涡扇，工作旋转时与内部齿轮油产生旋转阻力；所述阻力涡扇产生的旋转阻力值，由动力输出轴的负载值决定设计。

进一步，所述阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力。

优选的，所述离合无级变速装置，是集离合器，无级变速器于一体，全齿轮啮合传动，其内部注满了适量粘度适中的齿轮油。

优选的，所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴可将动力倍数传输给动力输出轴，而动力输出轴的惯性回传动力被阻力涡扇吸收，无法全速回传。

优选的，所述动力输入轴，将动力传输给阻力涡扇，利用阻力涡扇旋转与油液的阻力，动力输入轴输入转速的快慢，控制着离合无级变速的传动。

(三)有益效果

本发明公开了一种离合无级变速装置，具备以下有益效果：

本发明离合无级变速装置，其工作原理无需传统磨擦离合器、无需液力变矩器、无需电控系统、无需油泵液压系统，具有结构简单造价低廉，体积小重量轻、扭矩大传动效率高、性能稳定安全可靠、保养维护简单等特性。

所述离合无级变速装置，是集离合器，无级变速器于一体，结构紧凑设计合理，在体积、重量、结构、造价上都优于传统技术。

所述离合无级变速装置，是全齿轮啮合传动，离合磨损几乎为0，其传动效率可达100％，避免了传统磨擦离合器硬性连接的磨擦损耗，避免了液力变矩器动力传输的损耗。

所述离合无级变速装置，是整体单机独立传动工作，利用动力输入转速的快慢，将动力传输给阻力涡扇，利用阻力涡扇旋转与油液的阻力，自动离合无级变速传动，无需其它系统相配合，省去了离合系统、电控系统、油压系统等一系列复杂的配合系统。

所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴可将动力倍数传动给动力输出轴，而动力输出轴只能减速传动给阻力涡扇，无法全速回传，既是硬连接动力输出，不损耗传动效率，又是软连接高速旋转不回传。因惯性高速的旋转回传动力被阻力涡扇吸收，从而解决了车辆因惯性而高速旋转牵拉变速装置及发动机空转，避免了变速装置及发动机因惯性高速空转而损伤，从而提高变速装置及发动机的使用寿命。

附图说明

图1：为本发明离合无级变速装置正视的剖面结构示意图，其中：

动力输入轴(1)

变速星轮组齿圈传动架(2)

变速星轮组，包括：变速星轮组齿圈(3)、变速星轮组行星轮(4)、变速星轮组太阳轮(5)、变速星轮组行星架(13)

控速星轮组，包括：控速星轮组齿圈(11)、控速星轮组行星轮(8)、控速星轮组太阳轮(7)、控速星轮组行星架(9)

控速星轮组齿圈传动架(12)

阻力涡扇(10)

动力输出轴(6)

轴承(14)

外壳(15)

具体实施方式

下面将结合本发明专利技术实施例中附图，对本发明技术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，仅仅是本发明技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明专利技术的保护范围。

如图1所示：本发明提供了一种技术方案，一种离合无级变速装置。

所述离合无级变速装置，动力输入轴(1)与变速星轮组齿圈传动架(2)相连接固定；所述变速星轮组齿圈传动架(2)与变速星轮组齿圈(3)相链接固定；所述变速星轮组齿圈 (3)与变速星轮组行星轮(4)齿轮相啮合；所述变速星轮组行星轮(4)安装在变速星轮组行星架(13)中，所述变速星轮组行星架(13)连接着阻力涡扇(10)的传动；所述变速星轮组行星轮(4)与变速星轮组太阳轮(5)齿轮相啮合；所述变速星轮组太阳轮(5)与动力输出轴(6)相固定。

所述动力输入轴(1)与控速星轮组太阳轮(7)相固定；所述控速星轮组太阳轮(7)与控速星轮组行星轮(8)齿轮相啮合；所述控速星轮组行星轮(8)与控速星轮组齿圈(11)齿轮相啮合；所述控速星轮组齿圈(11)与控速星轮组齿圈传动架(12)相链接固定；所述控速星轮组齿圈传动架(12)与变速星轮组行星架(13)相链接固定。

所述离合无级变速装置，阻力涡扇(10)与控速星轮组行星架(9)，相链接固定。

所述离合无级变速装置，动力输入轴(1)输入动力，通过变速星轮组、控速星轮组各齿轮啮合，将动力传动给阻力涡(10)，利用阻力涡扇(10)旋转与油液的阻力，通过控速星轮组，控制着变速星轮组行星架(13)与变速星轮组齿圈(3)的转速差，来实现动力输出轴(6)的无级变速传动输出；动力输入轴(1)转速的快慢，控制着离合无级变速的传动。

当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，怠速向右正转输入动力，通过变速星轮组齿圈传动架(2)，传动变速星轮组齿圈(3)，变速星轮组齿圈(3)啮合变速星轮组行星轮(4)向右转动，同时带动变速星轮组行星架(13)转动，通过控速星轮组齿圈传动架(12)，传动控速星轮组齿圈(11)向右转动，控速星轮组齿圈(11)啮合控速星轮组行星轮(8)也向右转动，控速星轮组行星轮(8)的旋转，通过控速星轮组行星架(9)，传动阻力涡扇(10) 向右旋转。此时，所述动力输入轴(1)的动力输入，通过一系列的传动，最终传动给阻力涡扇(10)向右旋转，变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出。

当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，怠速向右正转输入动力，同时也带动了控速星轮组太阳轮(7)的向右转动，控速星轮组太阳轮(7)啮合控速星轮组行星轮(8)也向右转动，通过控速星轮组行星架(9)，传递阻力涡扇(10)向右旋转。此时，控速星轮组太阳轮(7)的传动，最终也传动给了阻力涡扇(10)向右加速旋转，变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出。

此时控速星轮组太阳轮(7)与控速星轮组齿圈(11)同时向右转动，加快了阻力涡扇(10) 向右的旋转；所述动力输入轴(1)的怠速动力输入，全被阻力涡扇(10)吸收；由于阻力涡扇(10)与油液的旋转阻力值，小于变速星轮组太阳轮(5)的负载值，所以变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出，此时即为空挡离合状态。

当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，加速动力输入时，阻力涡扇(10)也将加速旋转，由于阻力涡扇(10)与油液的旋转阻力值，大于变速星轮组太阳轮(5)的负载值；阻力涡扇(10)的阻力，将使控速星轮组行星架(9)转速放慢，通过控速星轮组行星轮(8)，啮合控速星轮组齿圈(11)向右转速放慢，从而也将变速星轮组行星架(13)向右的转速放慢；此时变速星轮组齿圈(3)的高速向右转动，而变速星轮组行星架(13)向右的转速，因阻力涡扇(10)的阻力放慢，跟不上变速星轮组齿圈(3)的转速，因此形成转速差，从而将传动力通过变速星轮组行星轮(4)的自转，啮合变速星轮组太阳轮(5)向左旋转，完成动力输出，此时既为低中速传动状态。

当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，高速动力输入时，阻力涡扇(10)因与油液的旋转阻力达到峰值，无法高速旋转，控速星轮组行星架(9)也无法高速转动，从而使控速星轮组齿圈(11)停止转动，极速动力输入时，甚至向左反转，通过控速星轮组齿圈传动架(12)，也带动了变速星轮组行星架(13)的停止转动，甚至反转，变速星轮组齿圈(3)的高速向右转动与变速星轮组行星架(13)的停止转动，甚至反转，因此形成了极大的转速差，通过变速星轮组行星轮(4)的自转，啮合变速星轮组太阳轮(5)，将以倍数的转速向左旋转。此时既为高速传动状态。

所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴(1)可将动力倍数传输给动力输出轴(6)，而动力输出轴(6)的惯性动力被阻力涡扇(10)吸收，无法全速回传。

所述离合无级变速装置，清楚完整的描述了其离合，低、中、高无级变速传动的工作原理技术实施方案，只需在动力输出轴，加上一组倒挡星轮组，即可实现正反转的离合无级变速传动，或是改变动力输入轴的旋转方向，实现倒挡反转输出。

所述离合无级变速装置，其工作原理技术方案，不仅仅限于如此，可以有多种传动设计方案及优化方案。例如：将阻力涡扇引导出外围，使其与油液的旋转阻力值更加精确(阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力)；或是加装电控系统，传感器等技术手段，使所述离合无级变速装置，无级变速更加科学，智能化等等优化设计方案。

所述离合无级变速装置，通过设计变速星轮组的各个齿轮比例，能获得更高，或更低的输出转速比；通过设计控速星轮组的各个齿轮比例，能获得阻力涡扇，更高或更低的转速比，阻力涡扇的转速，影响着阻力涡扇与油液的旋转阻力值，从而获得更高或更低的传动效率。

以上实施例尽管已经示出和描述了本发明专利技术的实施，其描述较为具体详细，但并不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明技术，工作原理和精神的情况下，对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些都属于本发明专利的保护范围，因此本发明专利的保护范围，因以所附权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种离合无级变速装置，所述装置包括：动力输入轴(1)其特征在于：所述动力输入轴(1)与变速星轮组齿圈传动架(2)相连接固定；所述变速星轮组齿圈传动架(2)与变速星轮组齿圈(3)相链接固定；所述变速星轮组齿圈(3)与变速星轮组行星轮(4)齿轮相啮合；所述变速星轮组行星轮(4)安装在变速星轮组行星架(13)中，所述变速星轮组行星架(13)连接着阻力涡扇(10)的传动；所述变速星轮组行星轮(4)与变速星轮组太阳轮(5)齿轮相啮合；所述变速星轮组太阳轮(5)与动力输出轴(6)相固定。

2.根据权利要求1所述离合无级变速装置，其特征在于：所述动力输入轴(1)与控速星轮组太阳轮(7)相固定；所述控速星轮组太阳轮(7)与控速星轮组行星轮(8)齿轮相啮合；所述控速星轮组行星轮(8)与控速星轮组齿圈(11)齿轮相啮合；所述控速星轮组齿圈(11)与控速星轮组齿圈传动架(12)相链接固定；所述控速星轮组齿圈传动架(12)与变速星轮组行星架(13)相链接固定。

3.根据权利要求2所述离合无级变速装置，还包括：阻力涡扇(10)，其特征在于：所述阻力涡扇(10)与控速星轮组行星架(9)相链接固定。

4.根据权利要求3所述装置，其特征在于：所述动力输入轴(1)同时与变速星轮组齿圈(3)、控速星轮组太阳轮(7)相连接传动。

5.根据权利要求4所述装置，其特征在于：所述变速星轮组齿圈(3)与控速星轮组太阳轮(7)同时连接着阻力涡扇(10)的旋转传动。

6.根据权利要求1或3所述装置，其特征在于：所述阻力涡扇(10)其工作旋转时与内部齿轮油产生旋转阻力。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述阻力涡扇(10)产生的旋转阻力值，由动力输出轴(6)的负载值决定设计。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于：所述阻力涡扇(10)可以是任何形态、形式产生的旋转阻力。

9.根据权利要求1或3所述装置，其特征在于：所述动力输入轴(1)与动力输出轴(6)在同一水平位置，所述动力输出轴(6)与动力输入轴(1)工作旋转方向相反。

10.根据权利要求1或3所述装置，其特征在于：所述装置是集离合器，无级变速器于一体，全齿轮啮合传动，其内部注满了适量粘度适中的齿轮油。

11.根据权利要求1或3所述装置，其特征在于：所述装置属单向传动特性，既动力输入轴(1)可将动力倍数传输给动力输出轴(6)，而动力输出轴(6)的惯性回传动力被阻力涡扇(10)吸收，无法全速回传。

12.根据权利要求1或3所述装置，其特征在于：所述动力输入轴(1)，将动力传输给阻力涡扇(10)，利用阻力涡扇(10)的旋转阻力与动力输入轴(1)输入转速的快慢，控制着动力输出轴(6)离合无级变速的传动。

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