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输入轴式自动无级变速器

阅读:1022发布:2020-10-14

专利汇可以提供输入轴式自动无级变速器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 的双 输入轴 式自动无级 变速器 是由可调液 力 偶合器、行星 齿轮 传动系统 和液压 操作系统 三部分组成,可调 液力变矩器 由 泵 轮、 涡轮 和导轮等基本部件组成,其特征在于:齿轮与可调液力变矩器的 外壳 刚性连接,与齿轮常 啮合 的齿轮1相连,齿轮1固定在变速器第一输入轴上;可调液力变矩器内的泵轮与外壳连接,涡轮套架与第二输入轴相连,涡轮 叶片 套在涡轮套架内。,下面是输入轴式自动无级变速器专利的具体信息内容。

1、双输入轴式自动无级变速器是由可调液偶合器、行星齿轮 传动系统和液压操作系统三部分组成,可调液力变矩器轮、涡 轮和导轮等基本部件组成,3个工作轮装在内部充满液压油的圆鼓 内,可调液力变矩器外壳(32)固定在发动机飞轮(31)上,其特 征在于:齿轮(26)与可调液力变矩器的外壳(32)刚性连接,与 齿轮(26)常啮合的齿轮(24)相连,齿轮(24)固定在变速器第 一输入轴(23)上;可调液力变矩器内的泵轮(34)与外壳(32) 刚性连接,涡轮套架(33)与第二输入轴(22)相连,涡轮叶片(28) 套在涡轮套架(23)内,并通过花键与变速器第二输入轴(22)连 接,涡轮叶片(28)和调节臂(25)连成一体,调节臂(25)通过 力臂(21)与液压油缸(20)相连。
2、根据权利要求1所述的双输入轴式自动无级变速器的行星齿 轮系统由太阳轮行星轮和环形内齿圈三个基本零件构成,太阳轮 (9)固定在第一输入轴上,行星齿轮与其相啮合,最外侧是同行星 轮(7)相啮合的环齿圈(6),其特征在于:齿轮(4)与环齿圈(6) 为一整体,与齿轮(4)常啮合的齿轮(3)固定在第二输入轴(2) 上,行星齿轮(7)借助于滚针轴承和行星齿轮轴(5)安装在行星 轮架(8)上,而行星架(8)与是间轴(10)相连,在中间轴(10) 上安装有齿轮(14)与齿轮(13),它们分别与输出轴(12)上的齿 轮(17)和齿轮(15)常啮合,齿轮(11)为倒档轮,用前进档~ 倒档同步器(16)来改变汽车的运行方向。

说明书全文

发明主要用于汽车上,属于汽车技术领域。

变速器是现代汽车的主要总成之一,它与发动机配合工作,保 证汽车有良好的动性和经济性能,汽车变速器可以扩大发动机传 到驱动车上扭矩和转速的变化范围,以适应汽车各种情况下行动的 需要。

汽车上常用的机械变速器(即手动变速器),利用变速器不同的 档位,去适应汽车各种行动条件下的不同要求,但存在不少缺点, 一是要求驾驶员熟练掌握换档时机和操作技术,这要消耗驾驶员的 体力和精力,人容易疲劳,二是换档时的冲击加速汽车传动系及变 速器齿汽车传动系及变速器齿轮的磨损,缩短零部件的使用寿命; 三是机械变速器一般由若干组齿轮构成,因受结构件的限制,齿轮 组不能过多,得到的档位受到限制,很难充分利用发动机功率,且 机械齿轮组体积大,给维护和修理带来一定的因难。

进口和部分国产小汽车中采用自动变速器,它是和液力偶合器 一起使用,带有液力传动的特点,可以弥补机械变速器的一些缺点, 它可根据发动机的工况和车速情况,自动选择档位,使装有自动变 速器的汽车有很多的优点。但自动变速器有结构复杂,制造因难, 成本高,汽车的牵引性及燃油的经济性有所降低等缺点。

在汽车上除了使用机械变速器,自动变速器外,在少部分小汽 车上也使用无级自动变速器。无级变速器可分为三种:V形皮带式、 链条式和带式,在汽车上一般采用钢带无级变速成器,其缺点是 钢带传动容易打滑,一般只能用于小功率的四轮汽车,大功率汽车 还不能使用。

本发明是提供一种采用行星齿轮系统来用齿轮转递扭矩的双输 入轴式自动无级变速器。

(1)输入轴式自动无级变速器的基本工作原理。

本双输入轴式自动无级变速器是由可调液力偶合器、行星齿轮 传动系统和液压操作系统三部分组成。

行星轮系统的工作原理图是单排行星齿轮系统由太阳轮、行星 齿轮和环形内齿圈或简称环齿圈的3个基本零件构成。太阳轮位于 系统的中心,行星齿轮与其啮合,最外则是同行星轮轴安装在行是 星架上。工作中,太阳轮、行星轮和环齿圈三者有同一旋转轴线。 当太阳轮与主动轴相连,作为输入件,行星轮架与被动轴相连,作 为输出轴,环齿圈作为自由轮,自由转动,当太阳轮按顺时钟旋转 时,由于行星架被强制固定,行星轮只有自转,没有公转,就带动 环齿圈反时钟转动,当太阳轮的转速一定时,环齿圈反转的速度也 就一定。当将一个与太阳轮旋转方向一样的力施加在环齿圈上,随 着这个力的增加,使得环齿圈的运行状态发生改变,在这个过程中, 第一输入轴与输出轴的传动比也随着改变。因此,我们可通过改变 施加在环齿圈上的力可获得不同的传动比,以实现无级变速。

发动机将动力直接传递给变速器第一输入轴,并带动行星齿轮 系统中的太阳轮旋转,因与输出轴相连的行星轮架被制动太阳轮的 旋转将带动与它相啮合的行星轮转动,而行星轮架被制动,行星轮 只有自转而无公转,因此它将带动与行星轮相啮合的环齿圈旋转, 但旋转的方向与太阳轮旋转的方向相反,此时,当一个与太阳轮旋 转方向相同的力作用于环齿圈上,随着这个力慢慢增加,将出现以 下几种情况:

环齿圈的旋转方向与太阳轮旋转方向相反,但旋转的速度减慢, 此时,行星轮自转速度减慢并开始公转,行星轮架被带动,给输出 轴输出动力,输出轴转动速度最慢,但扭矩最大,可作汽车的起步 档。

随着这个力的增加,环齿圈被相对制动,太阳轮输入,行星轮 输出,即是减速传动。

环齿圈的旋转方向与太阳轮旋转方向相同,但旋转速度比太阳 轮旋转速度慢,行星轮自转速度减慢,公转速度加快,也是一种减 速传动,但转速比上一种情况快。

环齿圈的旋转方向和速度与太阳轮的旋转方向都一样时太阳 轮、行星轮和环齿圈无相对运动,三个轮相当于在一起,为直接 传动。

环齿圈的旋转方向与太阳轮的旋转方向相同,但环齿圈转动的 速度比太阳轮转动的速度快,行星轮又开始自转,并绕太阳轮公转, 这时行星架的旋转速度比太阳轮旋转的速度快,此种传动为超速传 动。

作用在环齿圈上的动力是由第二输入轴提供,它通过可调液力 变矩器与发动机“弹性”连接,改变这个力的大小是由液压操纵系 统来完成。

(2)双输入轴式自动无级变速器的可调液力变矩器的构造:

可调液力变矩器装在发动机飞轮上,位于发动机和变速箱之间, 起传扭矩,离合作用。它以液压油为工作介质,把发动机的机械能 转换为液体的能,并将这种液体能转换为另一种形式的机械能,再 通过输出装置传给变速器。

可调液力变矩器由轮、涡轮和导轮等基本部件组成。3个工 作轮装在内部充满液压油的圆鼓内,可调液力变矩器外壳固定在发 动机飞轮上,齿轮与可调液力变矩器的外壳刚性连接,与齿轮常啮 合的齿轮1相连,齿轮1固定在变速器第一输入轴上;可调液力变 矩器内的泵轮与外壳刚性连接,涡轮是由涡轮套架和涡轮叶片两个 元件组成,涡轮套架与第二输入轴相连,涡轮叶片套在涡轮套架内, 它在涡轮套架内可做轴向移动,并通过花键与变速器第二输入轴连 接,涡轮叶片和调节臂连成一体,通过调节臂改变涡轮叶片的位置, 调节臂通过力臂与液压油缸相连,液压油缸是现有汽车上的,液压 油缸主要由缸体、活塞、回位弹簧、拉杆、进油口和排油口组成。

(3)双输入轴式自动无级变速器变速部分的构造:

行星齿轮系统由太阳轮,行星轮和环形内齿圈三个基本零件构 成,太阳于系统的中心,行星轮与其相啮合,最外侧是同行星轮相 啮合的环齿圈,行星轮通常有3-6个均匀或对称布置在太阳轮上, 并借助于滚针轴承和行星轮轴安装在行星轮架上,工作中,行星轮 除绕行星轮轴自转外。同时还要绕太阳轮公转,当行星绕太阳轮公 转时,行星轮轴和行星轮架也一起绕太阳轮转动。太阳轮固定在第 一输入轴上,行星齿轮与其相啮合,最外侧是同行星轮相啮合的环 齿圈,齿轮2与环齿圈为一整体,与齿轮2常啮合的齿轮3固定在 第二输入轴上,行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星 轮架上,而行星架与是中间轴相连,在中间轴上安装有齿轮4与齿 轮5,它们分别与输出轴上的齿轮6和齿轮7常啮合。工作时,太 阳轮直接得到第一输入轴上的动力而旋转,太阳轮与发动机的旋转 速度一样,在第二输入轴没有输入动力的情况下,因行星轮架带有 负荷,被相对固定,则环齿圈也随之转动,但与太阳轮的旋转方向 相反,此时行星轮只有自转,没有公转,当第二输入轴慢慢输入动 力,并作用于环齿圈上。使得环齿圈反转的速度减慢,这时行星齿 轮开始绕太阳轮公转,这样就带动行星轮架旋转,且旋转的方向与 太阳轮一样,变速器输出轴开始输出动力,此时输出的扭矩最大, 而转速最慢,随着作用在第二输入轴的力增加时,环齿圈的运行状 态改变,而输出轴上的扭矩减小,旋转速度则加快。

在此变速器中采用多个行星排并联组成行星齿轮传动系统,以 增加行星齿轮系统的扭矩,其工作原理和单排行星齿轮系统一样。

双输入轴式自动无级变速器具有下列显著的优点:

(1)可以提高发动机和传动系的使用寿命,因本变速器具有液 力传动的特性,在外界的冲击负荷可以通过可调液力偶合器缓冲, 有过载保护作用。

(2)结构简单,采用的是行星齿轮系统来变速,有体积小,扭 矩大,结构简单等优点;操作简单;提高了汽车的平稳性;

(3)无级变速:它是利用太阳轮与环齿圈之间的转速差来实现 无级变速,在齿轮组不多的情况下,可获得很多的转速比,在变换 档时,转动比是连续改变的,中间没有间断,能很好地去适应汽车 各种行驶条件下的不同要求。

(4)能保证汽车好牵引性:此变速器采用双输入轴,即机械传 动轴和注液力传动轴,使它带有液力传动的特点,又具有机械传动 优点。

附图(一)是汽车无级变速器的变速部分;附图(二)是汽车 无级变速器动力输入部分。

下面结合附图进一步说明:

太阳轮(9)固定在第一输入轴上,行星齿轮与其相啮合,最外 侧是同行星轮(7)相啮合的环齿圈(6),齿轮(4)与环齿圈(6) 为一整体,与齿轮(4)常啮合的齿轮(3)固定在第二输入轴(2) 上,行星齿轮(7)借助于滚针轴承和行星齿轮轴(5)安装在行星 轮架(8)上,而行星架(8)与是间轴(10)相连,在中间轴(10) 上安装有齿轮(14)与齿轮(13),它们分别与输出轴(12)上的齿 轮(17)和齿轮(15)常啮合,齿轮(11)为倒档轮,用前进档~ 倒档同步器(16)来改变汽车的运行方向。

可调液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等基本部件组成。3个工 作轮装在内部充满液压油的圆鼓内,可调液力变矩器外壳(32)固 定在发动机飞轮(31)上,齿轮(26)与可调液力变矩器的外壳(32) 刚性连接,与齿轮(26)常啮合的齿轮(24)相连,齿轮(24)固 定在变速器第一输入轴(23)上;可调液力变矩器内的泵轮(34) 与外壳(32)刚性连接,涡轮套架(23)与第二输入轴(22)相连, 涡轮叶片(28)套在涡轮套架(23)内,它在涡轮套架(23)内可 做轴向移动,并通过花键与变速器第二输入轴(22)连接,涡轮叶 片(28)和调节臂(25)连成一体,通过调节臂(25)改变涡轮叶 片(28)的位置,调节臂(25)通过力臂(21)与液压油缸(20) 相连,只要控制油缸内液压油的压力,就控制涡轮叶片(28)的位 置,涡轮是由涡轮套架(23)和涡轮叶片(28)两个元件组成,涡 轮轴与变速器第二输入轴(22)直接连接。

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