CN2743628Y - 自动无级变速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动无级变速器，其结构是在曲轴上通过连杆接摇臂的一端，摇臂的另一端通过连杆接超越离合器，超越离合器套接在单向轴上，在摇臂中穿有油缸、滑块和弹簧，在滑块中径向穿接空心的调速轴，调速轴的两端接在由油缸和弹簧定位的滑块上，在曲轴的端部同轴连接有油泵，该油泵与调速轴一端的油缸通过油路相接。本实用新型是以液压系统来感应出输入功率与输出功率之间的裕度和不足，通过自动调整摇臂的主动端和从动端的长度比，进而达到传动变速比的自动调整，由此使安装使用本实用新型的机械装置达到理想的功率匹配。

Description

自动无级变速器

技术领域

本实用新型涉及一种机械变速装置，具体地说是一种自动无级变速器。

背景技术

现有的无级变速器有磨擦式的，其最大缺点是寿命短，功率损耗大；有脉动式的，其缺点是结构复杂，造价高，高速大负荷时工况不佳，且能够自动控制的不多见。CN00109979.5号专利公开了一种“碾摆式无级变速装置”，其结构是在输入轴和输出轴之间设有碾摆式传动机构，该传动机构包括有与输入轴相接的等角速度装置、摆动盘、靠盘和万向轴等。通过碾摆式传动机构实现其所述的无级变速。但是该装置以及其中的所谓碾摆式传动机构，不仅各部结构相对比较复杂，在机械装置中少见应用，而且从所公开的说明书中也不易看明其可实现无级变速的原理。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种实用可行的自动无级变速器，以使机械装置自动调整变速比，达到理想的功率匹配。

本实用新型是这样实现的：该装置是在曲轴上通过连杆接摇臂的一端，摇臂的另一端通过连杆接超越离合器，超越离合器套接在单向轴上。在摇臂中穿有油缸、滑块和弹簧。在滑块中径向穿接空心的调速轴。调速轴的两端接在由油缸和弹簧定位的滑块上。在曲轴的端部同轴连接有油泵，该油泵与调速轴一端的油缸通过油路相接。当曲轴在输入动力带动下旋转时，由连杆带动的摇臂绕所穿接的调速轴做摇摆运动。摇臂另一端所接的连杆随之带动超越离合器做摇摆运动，单向轴在超越离合器的作用下，产生单向的旋转运动。由于油泵与曲轴同轴，在曲轴旋转的同时，油泵即可根据曲轴扭矩的大小和转速的高低，通过油路向调速轴端部的油缸，并通过空心调速轴向所接的摇臂中的油缸提供液压油，使各油缸中的活塞推动滑块到达合适的位置上，从而使跨接在调速轴上的摇臂的主动端和从动端的长度相应变化，摇臂的摆动幅度随之变化，则最终改变超越离合器的摆动速度，使单向轴的输出转矩和转速实现了自动无级调节。

本实用新型无级变速装置是以液压系统来感应出输入功率与输出功率之间的裕度和不足，通过自动调整摇臂的主动端和从动端的长度比，进而达到传动变速比的自动调整，由此使安装使用本实用新型无级变速器的机械装置达到理想的功率匹配。本实用新型的核心在于摇臂机构的设计和其与调速轴的连接、配合，在此基础上配以液压系统的感应和控制，从而实现了可靠的、机械式的自动无级变速。摇臂与穿越其中的油缸、滑块及弹簧的组合形式，不仅保证了调速轴在各点的运动一致，还同时稳定了摇臂的相对位置，使本装置运行平稳。调速轴的空心结构，还使其成为并联各油缸的油路通道，由此克服了在运动机构中存在软管(油路)的弊端，保证了装置的运行可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构简图。

图2是本实用新型的局部结构示意图。

图3是图2的A-A向剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型变速装置的基本构成是在曲轴9上通过连杆28接摇臂23的一端，摇臂的另一端通过连杆29接超越离合器24，超越离合器24套接在单向轴18上。在摇臂23中穿有油缸22、滑块21和弹簧30。在滑块21中径向穿接空心的调速轴25。调速轴的两端接在由油缸20和弹簧31定位的滑块19上。在曲轴9的端部同轴连接有油泵10，该油泵与调速轴25一端的油缸通过油路相接。在此结构中，曲轴9是作为动力输入轴，单向轴18是作为动力输出轴。

由于油泵10与曲轴9同轴，当输入功率过盈时，曲轴的转速会有所提高，油泵10的供油量随之加大，通过空心调速轴25并联的两个油缸20和摇臂油缸22中的活塞会推动各自的滑块19、21，并带动调速轴25向右移动。这时摇臂23的主动端缩短，而从动端加长，与摇臂从动端连接的连杆29的摆动幅度加大，超越离合器24的转速提高，单向轴18的输出转速就随之提高。相反，当输入动力不足时，曲轴9的转速会有所下降，油泵10所提供给各油缸的压力随之下降，在摇臂内部弹簧30的张力作用下，以及在调速轴25两端所接滑块19上的弹簧31的张力作用下，各滑块被向左推动，带动调速轴向左移动，使摇臂23主动端加长，而从动端缩短，连杆29的摆动幅度减小，超越离合器24的转速下降，单向轴18的输出转速就随之下降。由此实现了输出扭矩和输出转速的自动调节。

由图2可见，在变速箱的箱体33中，通过螺钉32分别固定有两个滑动定位件34，定位件34的件体兼作油缸20，油缸中的活塞与上部(图示方向)的滑块19连成一体。调速轴25的两端各穿接固定在一个滑块19中，调速轴的轴心开有油道，该油道通过滑块19上的油槽与活塞中的油道及油缸20相通。在滑块19的上部顶接弹簧31。当油泵注油压力增加时，油缸20中的活塞被外推，滑块19克服弹簧31的弹力带动调速轴25上移(摇臂23中的油缸由于通过调速轴25的中心孔道相连通，因而协同并同步推动调速轴的移位)。

由图3可见，摇臂23为一框架体，下部穿接油缸22，油缸中的活塞与上部的滑块21连成一体。滑块中穿接调速轴25，调速轴的中心油道通过滑块中的油槽与活塞中的油道和油缸22相通。在滑块21的上部顶接弹簧30，弹簧上端卡套在摇臂23的弹簧定位座上。摇臂23的上端与连杆28转动连接，连杆28的另一端接曲轴9。摇臂23的下端侧缘与连杆29转动连接，连杆29的另一端接超越离合器24，超越离合器24通过键连接在单向轴18上。

上述即为本无级变速装置的基本主体构成，在上述基本装置的基础上，在曲轴9和单向轴18的同侧端可分别连接齿轮8、17，在两轴端之间接有中间轴6，在中间轴6上接有通过滑动可分别与曲轴轴头上的齿轮8或单向轴轴头上的齿轮17相啮合的塔形齿轮7。增加这一齿轮传动机构后，可以将中间轴6作为动力输入轴。当中间轴6上的塔齿轮7与曲轴9上的齿轮8相啮合时，即为与上述的自动无级变速机构；当塔形齿轮7与单向轴18上的齿轮17相啮合时，则可绕过摇臂机构，通过单向轴18直接输出动力。

在此基础上，如果将中间轴6的外侧端经离合器5接输入轴16，则此时的输入轴16即成为本变速装置中的动力输入轴。而且，通过在输入轴上加装离合器5，可以完善本变速装置的使用性能。

离合器5可以采用磨擦离合器等常规的离合器结构，本实用新型给出了一种缓冲离合器，其结构(如图1所示)是，输入轴16上同轴连接有油泵1，与油泵1油路相接的缓冲油缸4的活塞顶接在离合器5上，在油泵与油缸的连接油路上串接有控制阀3和定压阀2。当输入轴16转动时，带动油泵1工作。压下控制阀3，液压油进入油缸4，活塞即可推动离合器5闭合，将动力传至中间轴6，再由齿轮7和齿轮8的啮合，带动曲轴9转动，变速装置即可开始工作。这种由缓冲油缸控制的缓冲离合器，实现了变速机构的缓冲离合。这样，在重载启动时，可以增大启动转矩，实现转速的平稳过渡，从而保护本变速装置，延长使用寿命。

另外，增设离合器5后，如果以内燃机作动力使用脚踏油门时，油门踏板能联动离合踏板，而离合踏板也能单独使用。怠速时，内燃机与变速器分离；踩下油门，离合器同时闭合，变速器即开始工作。

本变速装置中的摇臂机构是实现无级变速的关键部件，其数量越多，变速装置工作的平稳性就越好，相应地体积也就越大。一般可以选2-6组，在特殊情况下，选择单组或6组以上也是可行的。图1中给出的是三组摇臂机构的实现方式，即在曲轴9上分接有沿轴的径向120°等分设置的三个连杆28和三个结构相同的摇臂25，三摇臂中的滑块21均套接在调速轴25上。在单向轴18上套接有三个超越离合器24，各超越离合器分别经连杆29与一个摇臂25相接。

在上述的各种结构的变速装置基础上，均可以在单向轴18的轴端旁设置一个输出轴15，在单向轴的轴头和输出轴15上连接一个齿轮变速传动机构。该齿轮传动机构是由在输出轴15上连接的齿轮12、13和在单向轴18的轴头上滑动连接的塔形齿轮26组成。另外，在该齿轮变速传动机构中还可增设实现换向传动的齿轮27，该齿轮27接在一个小中间过渡轴上。在输出轴15上相应接有可与齿轮27相啮合的齿轮14。这样，当单向轴18上的齿轮26分别与齿轮12、13或齿轮27相啮合时，即可获得不同范围段的输出变速比和不同的转向。

图1中，在上述各种结构的变速装置基础上，可以在油泵10与油缸的连接油路上串接一个调速阀11。调节调速阀11，即可改变本无级变速装置的输出转矩。

Claims (8)

1、一种自动无级变速器，其特征在于该装置是在曲轴(9)上通过连杆(28)接摇臂(23)的一端，摇臂的另一端通过连杆(29)接超越离合器(24)，超越离合器(24)套接在单向轴(18)上；在摇臂(23)中穿有油缸(22)、滑块(21)和弹簧(30)；在滑块(21)中径向穿接空心的调速轴(25)；调速轴的两端接在由油缸(20)和弹簧(31)定位的滑块(19)上；在曲轴(9)的端部同轴连接有油泵(10)，该油泵与调速轴(25)一端的油缸通过油路相接。

2、根据权利要求1所述的自动无级变速器，其特征在于在曲轴(9)和单向轴(18)的同侧端分别接有齿轮(8、17)，在两轴端之间接有中间轴(6)，在中间轴(6)上接有通过滑动可分别与曲轴轴头上的齿轮(8)或单向轴轴头上的齿轮(17)相啮合的塔形齿轮(7)。

3、根据权利要求2所述的自动无级变速器，其特征在于中间轴(6)的外侧端经离合器(5)接输入轴(16)。

4、根据权利要求3所述的自动无级变速器，其特征在于输入轴(16)上同轴连接有油泵(1)，与油泵(1)油路相接的缓冲油缸(4)的活塞顶接在离合器(5)上，在油泵与油缸的连接油路上串接有控制阀(3)和定压阀(2)。

5、根据权利要求2所述的自动无级变速器，其特征在于在曲轴(9)上分接有沿轴的径向等分设置的三个连杆(28)和三个结构相同的摇臂(25)，三摇臂中的滑块(21)均套接在调速轴(25)上；在单向轴(18)上套接有三个超越离合器(24)，各超越离合器分别经连杆(29)与一个摇臂(25)相接。

6、根据权利要求1或5所述的自动无级变速器，其特征在于在单向轴(18)的轴端旁设置有输出轴(15)，在单向轴的轴头和输出轴上接有齿轮变速传动机构。

7、根据权利要求6所述的自动无级变速器，其特征在于在齿轮传动机构中还设有实现换向传动的齿轮(27)。

8、根据权利要求1、4、5或7所述的自动无级变速器，其特征在于在油泵(10)与油缸的连接油路上串接有调速阀(11)。

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