CN2191940Y - 一种无级变速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种变速装置，由离合器、单向制 动器、离合器上的传动部件、电气控制部件组成，其中 离合器的主动盘与动力输入轴连接，被动盘通过储能 弹簧与输出轴连接。电气控制部件通过传感器获得 输入轴的转速信号，或通过可调信号发生器人工调 节，控制电磁铁对传动部件中控制环的吸合动作，带 动摩擦构件的运动，控制离合器的离合，实现转速的 变换。本装置变速比大，变速效率高，变速时间快，性 能优于机械齿轮变速装置，而结构简单，使用方便，可 广泛应作交通，运输等工具的变速装置。

Description

本实用新型属机械控制技术领域，是一种无级变速装置。

目前，交通、运输工具（如汽车）上的变速装置大都是机械式有级变速装置，即通过不同半径的齿轮传动达到变速的目的。其换速耗时较多，影响起动，而且变速比较小，一般在3：1以下。如果要达到一定的变速比，需要几级变速。传动齿轮的增加，将降低传动效率。现在也有使用机械式无级变速装置的。但其力矩较小，变速范围也小，变速比也不够高，一般在10：1以下。

本实用新型的目的在于设计一种变速比大、变速效率高、变速时间快的无级变速装置。

本实用新型设计的变速装置由离合器、单向制动器、离合器上的传动部件、电气控制部件组成。其中，离合器可以是两个同心的园盘组成，一个与动力输入轴连接，称为主动盘，另一个通过储能弹簧与动力输出轴连接，称为被动盘，该弹簧在转速变换过程中起到过渡和储能的作用。离合器上的传动装置由一个控制环、若干个连接杆与摩擦片构成的摩擦构件组成。其中，控制环有拨叉，控制摩擦构件运动，控制环与主动盘之间有一个拉力弹簧连接。在静止状态下，弹簧拉动控制环，带动摩擦构件，使主动盘与被动盘分离。连接杆与摩擦片一般有2～5组，均匀分布在主动盘上，连接杆的一端与主动盘成活动连接，例如用活动销连接。穿过相应的拨叉，另一端与对应的摩擦片连接。摩擦构件成自增益式，它对被动盘面倾斜一个角度，该角度稍大于其盘面的摩擦角，工作时对被动盘外侧产生一定的自锁力。电气控制装置由电磁铁、整形放大器、传感器连接组成。传感器根据源动力最佳转速或最大功率转速，设定一个速度上限和下限。传感器安装在输入轴或主动盘旁，用于测量输入转速。转速信号经整形放大器整形放大，使电磁铁产生动作，电磁铁固定在基座上，铁芯的一端与控制环接近，根据电信号的变化制动控制环，带动摩擦构件的动作，从而使离合器作接合和分离动作，实现变速。使用传感器可以实现自动调控转速，也可以用人工控制，即用一个可调信号发生器，它和电磁铁连接，信号发生器发生一个可调占空比的方波信号。人工可调节信号占空比，使其适应不同输出负载的工况。占空比调节范围为0～100％，使离合器根据方波信号，得到的需要的各种不同速度，从而将动力源恒定的转速变换为各种不同的速度。单向制动器由一个摩擦片和连接杆组成，连接杆一端固定在基座上，为活动连接，连接杆另一端的摩擦片与被动盘外缘紧贴接触，用于对被动盘锁定。它对运转方向不产生作用，对反方向转动产生制动。当离合器分离时，单向制动器锁定被动盘的弹簧作用力，使输出平稳的力矩。

本实用新型设计的变速装置动作过程如下，当源动力输入转速高于传感器设定的转速上限时，传感器输出转速信号。经过整形放大器整形、放大后，使电磁铁吸合，或者通过人工调节信号发生器，使电磁铁吸合。铁芯的一端接触控制环，使其转动，带动摩擦构件与被动盘接合，由自锁力的作用带动其运转吸，主动盘减速。当转速低于传感器中设定的转速下限时，传感器停止信号输出，使电磁铁失电，松开控制环，控制环被主动盘上的弹簧拉回，带动摩擦构件，使摩擦片对被动盘的自锁力消失。摩擦构件与控制环一起复位，与被动盘分离。主动盘加速，准备下一次的接合动作。被动盘的运动通过储能弹簧传给输出轴。离合器分离时，储能弹簧中的势能被单向制动器锁定。

上述变速装置由于采用了电气控制，可以任意调节占空比，因而可以在输入速度不变的情况下，输出转速可以从静止逐步加速到输入转速，即变速比很大，可达到100：1。由于没有齿轮的机械传动，因而变速效率大为提高。而且变速的影响时间大为缩短。此外，源动力一般有一个最佳转速范围或最大输入功率范围，本装置可使其工作在最佳转速区域范围内。

下面结合附图和实施例进一步描述本实用新型。

图1为本装置结构的轴向剖示图

图2为本装置结构的侧视图

其中1为离合器的主动盘，2为离合器的被动盘，3为控制环，4为连接    杆，5为摩擦片，6为拨叉，7为拉力弹簧，8为输入轴，9为储能弹簧，10为输出轴，11为传感器，12为整形放大器，13为可调信号发生器，14为电磁铁，15为电磁铁中的铁芯，16为单向制动器。

实施例，如附图所示，离合器的主动盘1φ550mm，厚度210mm，被动盘2φ175mm，厚度为25mm，铝材制成。被动盘与输出轴10之间的储能弹簧9用φ10弹簧钢制成。传动装置由铝合金材料制成，与主动盘活动连接的连接杆4和摩擦片5有4组，其中的摩擦片的摩擦面上贴合有一层制动器专用的塑料。电磁铁14采用25公斤的电磁吸铁，上面有复位弹簧，其铁芯15与控制环3留有0.2mm间隙，传感器11为一个与输入轴相连的永磁测量发电机，通过一个电压鉴幅器和250W放大器组成的整形放大器12与电磁铁线圈连接。设输入轴8装上一台6KW    960转／分的电机，力矩7公斤·米，输出轴10装上一台水力测功器，电机启动后，线圈接上传感器、放大器。当输出轴测功器的力矩小于200公斤·米时，输出轴转动，此时，信号占空比为2－5％，变速比为30：1。当输出轴力矩小于7公斤·米时，占空比达到100％，变速比为1：1，输出轴力矩的连续变化，得到输出转速的平滑变化。

Claims (1)

1. 一种无级变速装置，由离合器、单向制动器、离合器上的传动部件，电气控制部件组成，其特征在于

   (1)上述离合器由两个同心的园盘组成，其主动盘与动力输入轴连接，被动盘通过一个储能弹簧与输出轴连接；

   (2)传动部件由一个控制环、2～5组连接杆与摩擦片组成的摩擦构件组成，控制环上有控制连接杆活动的拨叉，控制环与主动盘之间有一个拉力弹簧连接，摩擦构件均匀分布在主动盘上，为自增益形式，与被动盘面倾斜一个角度，该角度稍大于其盘面的摩擦角，连接杆的一端与主动盘成活动连接，穿过拨叉另一端与对应的摩擦片连接；

   (3)电气控制装置由电磁铁、整形放大器、传感器组成，传感器设置于输入轴或主动盘旁边，以便测量输入转速，电磁铁固定在基座上，铁芯的一端与控制环接近，可以制动控制环；

   (4)单向制动器由一个摩擦片与一个连接杆组成，连接杆的一端部活动连接固定在基座上，另一端的摩擦片与被动盘外缘紧贴接触，用于对被动盘的锁定。

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