TW201641844A - 藉由起動裝置而具有改良的可控制性的ｃｖｔ－傳動裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關於一種CVT-傳動裝置，包括具有位置固定的錐形墊片(20)及可軸向運動的錐形墊片(21)之錐形墊片對(2)，以及包括用於調整該可軸向運動的錐形墊片(21)並驅動該位置固定的錐形墊片(20)之執行機構(3)，以及包括佈置在該執行機構(3)與該錐形墊片對(2)之間的可調傳動裝置構件(4)，其中該傳動裝置構件(4)在第一位置上與該位置固定的錐形墊片(20)嚙合，在第二位置上與該可軸向運動的錐形墊片(21)嚙合。

Description

藉由起動裝置而具有改良的可控制性的CVT-傳動裝置
本發明係有關於一種在傳動比方面具有顯著改良的可控制性的CVT-傳動裝置，其中將驅動馬達的起動裝置，特別是內燃機的起動裝置，用於控制該CVT-傳動裝置。
先前技術揭露了CVT-傳動裝置的不同設計方案。與具有固定檔位的傳動裝置相比，採用可持續變化的傳動裝置後，可在車輛中達到合適的傳動比。此種CVT-傳動裝置的特別應用領域為小型車輛，如二輪車、三輪車、所謂的突突車、雪地機動車、Quad車或滑板車。在採用此類CVT-傳動裝置時，通常將離心力調節器用於調整傳動帶在錐形墊片對上的位置。在此情況下，離心力調節器的離心力重體根據轉速移動其徑向位置，從而改變兩個錐形墊片間的軸向距離，進而改變傳動裝置的傳動。此類裝置的缺點在於，無法對CVT-傳動裝置的傳動裝置傳動進行可控制或可調節的干預。因此，通常不在最佳點上操作先前技術中具有離心力調節器的CVT-傳動裝置，如此便增大了車輛的燃料消耗及/或排放。此外在車輛動力學方面，離心力調節式CVT-傳動裝置亦無最佳設計方案。特別是在車輛自靜止狀態進行加速以及在車輛在行駛期間(如自第一速度出發至第二速度的彈性)進行加速時，基於離心力調節式CVT-傳動裝置之非最佳選擇的傳動比， 尚存在極大的改良空間。
而本發明之具有申請專利範圍第1項之特徵的CVT-傳動裝置的優點在於，可實現特別緊湊且成本較低的結構並且該CVT-傳動裝置係可控，從而在最佳工作點上操作該CVT-傳動裝置。如此便改良車輛的排放特性並減少燃料消耗。此外，特別是在自靜止狀態加速方面及在行駛中的車輛之加速(車輛彈性)方面的行駛動力學上，亦顯著改良行駛性能。根據本發明，此點透過以下方式實現：該CVT-傳動裝置具有包括位置固定的錐形墊片及可軸向運動的錐形墊片之錐形墊片對。此外，設有執行機構，特別是電動馬達，其對該可軸向運動的錐形墊片進行調整並且進一步適合於驅動該位置固定的錐形墊片，進而啟動內燃機。設有可調傳動裝置構件，其佈置在該執行機構與該錐形墊片對之間。該傳動裝置構件在第一位置上與該位置固定的錐形墊片嚙合，在第二位置上與該可軸向運動的錐形墊片嚙合。毋需用於控制該CVT-傳動裝置的離心力元件。因此，根據本發明，亦可將通常用於啟動該內燃機的馬達用於調整該可軸向運動的錐形墊片。因此，毋需用於該傳動裝置調整之獨立的執行機構，而是可將已存在的馬達(起動裝置)用於調整該CVT-傳動裝置。除節約構件及結構空間外，亦有效地省重。因此，由於該可軸向運動的錐形墊片之軸向調整可能性，可在最佳工作點上操作該CVT-傳動裝置，從而保持上述優點。
附屬項顯示本發明之較佳改良方案。
該傳動裝置構件較佳地包括用於與該位置固定的錐形墊片嚙合之第一齒系以及用於直接或間接與該可軸向運動的錐形墊片嚙合之第 二齒系。如此便能以簡單的方式實現針對該二齒系之嚙合的不同傳動比。進一步較佳地，該傳動裝置構件包括可移動的套筒，其在第一及第二位置上與該等錐形墊片嚙合。在該套筒上，該第一及第二齒系較佳地設在外周上。
該CVT-傳動裝置尤佳包括電磁體，其中該傳動裝置構件還具有可藉由該電磁體進行作用性連接的銜鐵區域。如此便能，特別是透過將該電磁體通電，實現該傳動裝置構件之簡單可調整性。進一步較佳地，設有復位元件，其將該傳動裝置構件復位至起始位置。
根據本發明之另一較佳設計方案，該CVT-傳動裝置在該可軸向運動的錐形墊片上具有主軸傳動裝置，其與該傳動裝置構件嚙合，以便將該傳動裝置構件的旋轉運動轉化為該可軸向運動的錐形墊片之平移運動。該主軸傳動裝置尤佳係自鎖式。
該傳動裝置構件較佳地直接佈置在該執行機構的從動軸上。由此實現特別緊湊的結構。該執行機構的從動軸較佳地平行於曲軸。為實現進一步特別緊湊的結構，該位置固定的錐形墊片較佳地直接佈置在該曲軸上，特別是佈置在該曲軸的自由端上。
根據本發明之另一較佳設計方案，該CVT-傳動裝置還包括控制單元，其適合於操縱該執行機構，以便改變該可軸向運動的錐形墊片之軸向位置。該控制單元較佳地適合於基於驅動馬達的特性參數，特別是該驅動馬達的轉速及/或轉矩及/或溫度及/或氣壓，控制該執行機構。可直接在驅動馬達上或者在與該驅動馬達連接的構件上偵測用於控制該CVT-傳動裝置的特性參數。該驅動馬達較佳為內燃機。
進一步較佳地，該控制單元適合於基於駕駛人所選擇的駕駛模式控制該CVT-傳動裝置。例如可儲存該CVT-傳動裝置在相應選擇駕駛模式(如運動模式或燃料節約模式或諸如此類)時所採用的預設的傳動裝置設定值。
進一步較佳地，曲軸以某種方式佈置，使得該曲軸穿過該CVT-傳動裝置之錐形墊片對的兩個錐形墊片。
本發明亦有關於一種包括本發明之CVT-傳動裝置的車輛。該車輛較佳為小型車輛，特別是二輪車或三輪車或雪地機動車或Quad車或滑板車或諸如此類。
進一步較佳地，該車輛包括驅動馬達，其在該傳動裝置構件的第一位置上與該執行機構連接，以便透過該執行機構啟動該驅動馬達。
除調整該CVT-傳動裝置外亦同時承擔啟動該驅動馬達之任務的執行機構，較佳與該CVT-傳動裝置佈置在同一殼體中，特別是佈置在該馬達或該CVT-傳動裝置的殼體中。
本發明亦有關於具有CVT-傳動裝置的內燃機之起動裝置的應用，用於啟動該內燃機並調整該CVT-傳動裝置之可軸向運動的錐形墊片。根據本發明，如此便能使用已存在的起動裝置，以便對CVT-傳動裝置進行調整。
較佳以某種方式進行調整，使得該CVT-傳動裝置以最佳傳動而工作，以便改良車輛的燃料消耗及排放特性並改良車輛的行駛動力學。
本發明亦有關於一種改變CVT-傳動裝置之傳動的方法，其中將內燃機的起動裝置與該CVT-傳動裝置之可軸向運動的錐形墊片嚙合， 以便改變該可軸向運動的錐形墊片之位置。因此，可透過操作該起動裝置改變該可軸向運動的錐形墊片之軸向位置，進而將該CVT-傳動裝置的傳動比與預設的特性參數，如車輛之驅動馬達的轉速及/或轉矩，相匹配。
下面參照附圖對本發明之較佳實施例進行詳細說明。
1‧‧‧CVT-傳動裝置
2‧‧‧錐形墊片對
3‧‧‧執行機構
4‧‧‧傳動裝置構件
5‧‧‧復位元件
6‧‧‧控制單元
7‧‧‧電磁體
8‧‧‧主軸傳動機構，主軸傳動裝置
9‧‧‧軸承
10‧‧‧驅動馬達
11‧‧‧曲軸
12‧‧‧包容構件
13‧‧‧從動元件
20‧‧‧錐形墊片
21‧‧‧錐形墊片
21'‧‧‧第二位置
23‧‧‧第三齒系
24‧‧‧第四齒系
30‧‧‧從動軸
40‧‧‧套筒
41‧‧‧第一齒系
42‧‧‧第二齒系
43‧‧‧銜鐵區域
80‧‧‧套筒
81‧‧‧套筒
A‧‧‧雙向箭頭
B‧‧‧雙向箭頭
圖1為如本發明之較佳實施例的CVT-傳動裝置在用於調整該CVT-傳動裝置之位置上的剖面圖，及圖2為圖1所示傳動裝置在用於啟動驅動馬達之位置上的示意圖。
下面參照圖1及2對CVT-傳動裝置1，即可持續調整的無級傳動裝置，進行詳細說明。
如該等附圖所示，CVT-傳動裝置1包括具有位置固定的錐形墊片20及可軸向運動的錐形墊片21之錐形墊片對2。
位置固定的錐形墊片20固定在曲軸11上。具體而言，如圖1所示，位置固定的錐形墊片20佈置在曲軸11的末端上。曲軸11與驅動馬達10連接，在本實施例中，該驅動馬達為內燃機。作為替代方案，該曲軸為該驅動馬達的部件，即非附加的構件。
根據習知方案，CVT-傳動裝置1亦包括包容構件12，在本實施例中為傳送帶，其將錐形墊片對2與從動元件13連接在一起。從動元件13可為另一錐形墊片對或車輛之輪子的直接連接或諸如此類。
此外，設有透過從動軸30及傳動裝置構件4與該CVT-傳動 裝置連接的執行機構3。傳動裝置構件4包括套筒40，在該套筒上佈置有第一齒系41及第二齒系42。
如圖1及2透過雙向箭頭A所示，傳動裝置構件4可沿從動軸30的軸向移動。傳動裝置構件4可佔據第一位置，在該位置上，傳動裝置構件4與位置固定的錐形墊片20連接(圖2)。在第二位置上，傳動裝置構件4間接地透過具有可動套筒80及固定套筒81的主軸傳動機構8與可軸向運動的錐形墊片21連接(圖1)。
傳動裝置構件4亦具有銜鐵區域43，其可藉由電磁力被位置固定的電磁體7排斥。
復位元件5始終將傳動裝置構件4復位至起始位置。圖1顯示該起始位置，其中傳動裝置構件4佈置在某一位置上，在該位置上，第二齒系42連同為進行軸向調整而與主軸傳動裝置8連接的第四齒系24一起透過軸承9與可軸向運動的錐形墊片21嚙合。
在傳動裝置構件4之第一位置上，第一齒系41與位置固定的錐形墊片20上的第三齒系23嚙合。圖2顯示此點。如此便透過第一齒系41、第三齒系23、位置固定的錐形墊片20及曲軸11將執行機構3直接連接至驅動馬達10。如此便能將執行機構2用作針對驅動馬達10的起動裝置。因此，為啟動驅動馬達10，將傳動裝置構件4送入圖2所示第一位置並且執行機構3工作。為此，設有控制執行機構3的控制單元6。如此便能啟動驅動馬達10。
為使傳動裝置構件4到達圖2所示第一位置，將電磁體7通電，從而使得傳動裝置構件4軸向地朝執行機構3的方向運動。在此情 況下，復位元件5被壓縮，從而在電磁體7通電結束後自動復位。
在驅動馬達10工作時，控制單元6可驅動執行機構3，以便對可運動的錐形墊片21進行軸向調整。為此，傳動裝置構件4處於圖1所示第二位置。
如圖1所示，在可軸向運動的錐形墊片21與傳動裝置構件4之間設有主軸傳動裝置8，其將傳動裝置構件4的旋轉轉變為可運動的錐形墊片之平移運動。主軸傳動裝置8以自鎖的方式實施。主軸傳動裝置8透過第四齒系24嚙合至第二齒系42。亦可透過軸承9傳遞該軸向調整力。圖1用虛線顯示該可運動的錐形墊片之第二位置21'，如透過雙向箭頭B所示，該位置顯示該軸向調整。
控制單元6適合於基於驅動馬達10的特性值，特別是轉速及/或轉矩，操作執行機構3，使得該傳動裝置構件之與第四齒系24卡合的第二齒系42透過從動軸30及傳動裝置構件4操作主軸傳動裝置8，以便對可運動的錐形墊片21進行軸向調整。如此便能藉由控制單元6將該CVT-傳動裝置的傳動比與驅動馬達10的現有工作點相匹配，從而實現針對各工作點之最佳化的傳動裝置傳動。顯而易見地，亦可選擇其他特性參數及特性參數的任意組合，以便提供該CVT-傳動裝置之最佳傳動裝置傳動。
執行機構3較佳地為電動馬達。作為替代方案，該執行機構亦可設為氣動式調整機構或者液壓式調整機構或者電磁或電機械調整機構。
對本發明之CVT-傳動裝置1的實驗表明，與正常的離心力調節式CVT-傳動裝置相比，可節約10%的燃料消耗，可將0至60km/h的 加速度提高17%，並可將20至50km/h的加速度的彈性提高19%。本發明之CVT-傳動裝置因該調整裝置而需要略大的機械及電性結構，但該結構可被上述之改良及節約而更大幅度地補償。
1‧‧‧CVT-傳動裝置
2‧‧‧錐形墊片對
3‧‧‧執行機構
4‧‧‧傳動裝置構件
5‧‧‧復位元件
6‧‧‧控制單元
7‧‧‧電磁體
8‧‧‧主軸傳動機構，主軸傳動裝置
9‧‧‧軸承
10‧‧‧驅動馬達
11‧‧‧曲軸
12‧‧‧包容構件
13‧‧‧從動元件
20‧‧‧錐形墊片
21‧‧‧錐形墊片
21'‧‧‧第二位置
23‧‧‧第三齒系
24‧‧‧第四齒系
30‧‧‧從動軸
40‧‧‧套筒
41‧‧‧第一齒系
42‧‧‧第二齒系
43‧‧‧銜鐵區域
A‧‧‧雙向箭頭
B‧‧‧雙向箭頭

Claims (16)

  1. 一種CVT-傳動裝置，包括：具有位置固定的錐形墊片(20)及可軸向運動的錐形墊片(21)之錐形墊片對(2)，及用於調整該可軸向運動的錐形墊片(21)並驅動該位置固定的錐形墊片(20)之執行機構(3)，及佈置在該執行機構(3)與該錐形墊片對(2)之間的可調傳動裝置構件(4)，其中該傳動裝置構件(4)在第一位置上與該位置固定的錐形墊片(20)嚙合，在第二位置上與該可軸向運動的錐形墊片(21)嚙合。
  2. 如申請專利範圍第1項之傳動裝置，其特徵在於，該傳動裝置構件(4)具有用於與該位置固定的錐形墊片(20)嚙合之第一齒系(41)以及用於與該可軸向運動的錐形墊片(21)嚙合之第二齒系(42)。
  3. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，其特徵在於，該傳動裝置構件(4)包括可移動的套筒(40)，其可被送入該第一及第二位置。
  4. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，亦包括電磁體(7)，其中該傳動裝置構件(4)具有與該電磁體(7)作用性連接的銜鐵區域(43)。
  5. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，亦包括將該傳動裝置構件(4)復位至起始位置的復位元件(5)。
  6. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，其特徵在於，在該可軸向運動的錐形墊片(21)上佈置有主軸傳動裝置(8)，其與該傳動裝置構件(4)嚙合，以便將該傳動裝置構件(4)的旋轉運動轉化為該可 軸向運動的錐形墊片(21)之平移運動。
  7. 如申請專利範圍第6項之傳動裝置，其特徵在於，該主軸傳動裝置(8)係自鎖式。
  8. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，其特徵在於，該位置固定的錐形墊片(20)在外周上具有用於與該傳動裝置構件(4)嚙合的第三齒系(23)。
  9. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，其特徵在於，該傳動裝置構件(4)直接佈置在該執行機構(3)的從動軸(30)上。
  10. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，亦包括控制單元(6)，其適合於操縱該執行機構(3)，以便改變該可軸向運動的錐形墊片(21)之軸向位置。
  11. 如申請專利範圍第10之傳動裝置，其特徵在於，該控制單元(6)適合於基於驅動馬達(10)的特性參數，特別是該驅動馬達(10)的轉速及/或轉矩，控制該執行機構(3)。
  12. 如前述申請專利範圍中任一項之傳動裝置，其特徵在於，該控制單元(6)適合於基於駕駛人所選擇的駕駛模式控制該可軸向運動的錐形墊片(21)。
  13. 一種包括如前述申請專利範圍中任一項之CVT-傳動裝置的車輛。
  14. 如申請專利範圍第13項之車輛，包括驅動馬達(10)，該驅動馬達在該傳動裝置構件(4)的第一位置上與該執行機構(3)連接，以便透過該執行機構(3)啟動該驅動馬達(10)。
  15. 一種具有CVT-傳動裝置的內燃機之起動裝置的應用，用於啟動該內燃 機並調整該CVT-傳動裝置之可軸向運動的錐形墊片(21)。
  16. 一種改變CVT-傳動裝置之傳動的方法，其中將內燃機的起動裝置與該CVT-傳動裝置(1)之可軸向運動的錐形墊片(21)嚙合，以便改變該可軸向運動的錐形墊片(21)之位置。
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