CN102725561B - 全环面牵引传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环面可变速的牵引传动装置。该传动装置包括驱动盘（15）和从动盘（16）。盘（15，16）具有共用轴线。多对接触滚轮（A）被置于盘（15，16）之间，并借助夹紧力将盘（15，16）推动到一起抵靠多对滚轮（A）。每个滚轮具有第一滚动表面（114）和第二滚动表面（115），借助第一滚动表面该滚轮在所述对中的另一滚轮上滚动，借助第二滚动表面该滚轮在相应盘的环形表面上滚动。每个滚轮被安装在支撑轴（4）上，且可围绕该轴旋转。成对的滚轮的旋转轴线（111）被承载于包含该对滚轮与盘接触的两个点（110）的平面内。适于使每对滚轮中的至少一个运动，以便借助由该对滚轮中另一个施加在该滚轮上的反作用力在所述平面内选择出稳定位置。

Description

全环面牵引传动装置

技术领域

本发明涉及无级变速传动装置，更具体地说，涉及全环面滚动式牵引传动（Full Toroidal Race Rolling Traction Drive）类型的装置。

背景技术

现有多种无级可变变速器（CVTs），它们被成功地设计和制造为用于需要改变齿轮比的机动车和其他机械的变速器。

在汽车行业内对于这类传动器的市场销售通常至少被分成带式传动和牵引传动装置。本发明涉及牵引传动装置。

两种相似类型的机构在牵引传动装置市场占支配地位。一种通常被称为是半环面传动（HalfToroidal drive），另一种被称为全环面传动（Full Toroidaldrive）。

这两种传动均包括使用两个盘，此两个盘被机加工成在相对的面中具有下凹的环形（negative shape of a toroid）。在两个盘之间设有滚轮，滚轮抵靠两个环形空腔的表面滚动且能将力和动力从一个盘传递到另一个盘。这两种传动装置均使用被称为牵引流体的专用流体，以便在不需要金属与金属接触的情况下允许力从滚轮传递到这些盘。

这些滚轮可被旋转为使它们在不同位置与盘接触，这样在滚轮运动时可以无缝的方式改变齿轮比。

在“全环面”传动中，滚轮旋转中心位于环形空腔的中心上。在“半环面”传动中，滚轮处于朝向环形的旋转中心偏离环形中心之处。

两种类型的传动彼此各有优缺点，在两种情况下必须借助利用几何条件（geometry）进行折衷，以便发扬优点和减小缺点的影响。

美国专利5989150号中公开了一种典型的全环面变速器的示例，该出版物被作为参考加入本申请中。在四个盘之间形成两个环形空腔，所述四个盘在滚轮行程（rollers running）范围内被夹紧于球轴承上且通常位于形成在盘之间的环形空腔的中央。这种夹紧***采用了滚轮凸轮结构和弹簧垫圈，滚轮凸轮结构位于图的下部部分内，弹簧垫圈在没有传递扭矩时或从加速模式改变到减速模式时提供最小夹紧作用。美国专利5111710号公开了一种典型的环形空腔，其包含三个滚轮。

美国专利4934206号公开了半环面变速器的示例。该被公开的半环面变速器呈现出与美国专利5989150号中相同的双空腔结构和相似的夹紧结构。美国专利5048359号公开了一种典型的半环形空腔，该空腔具有三个偏心地安装到环形空腔的滚轮。

可以理解的是，在两种情况下均使用了双环形空腔，每一空腔典型地包含三个滚轮。采用这种结构使得在旋转轴承上不必承载（support）夹紧力。此夹紧力由通常执行输入功能的两个外环形盘提供。这需要经由从主盘旋转轴线移位并与主盘旋转轴线平行走向的第二副轴而减小（taken off）输出。

由于在常规的单滚轮设计中的输入和输出沿相反方向转动，输入和输出的速差非常大。需要维持（sustain）牵引力的夹紧力也非常大。大多数设计者认为，在不使用双空腔的情况下，与利用轴承承载旋转负载相关的能量损失太大。

在半环面和全环面传动中滚轮的最大实用数量是三，超过这个数量后将不能保持足够的比率变化。虽然在全环面的情况下比率变化可以为7∶1，对两种类型而言常规的比率变化或比率范围是6∶1。

在牵引流体***构想方面已赢得与将牵引传动引入共同市场相关的相当多的优点。这些牵引流体具有独特的性能，此性能可导致它们在受到通常高于1GPa的压力时成十亿倍地提高其粘度且在高压下几乎立刻固化。当一个表面在另一表面上滚动时这种固化效果出现于牵引传动中且允许所述力从一个机械部件通过流体而不是经由部件本身的直接接触被传递到另一机械部件，从而保护金属部件免受损坏。美国专利4,392,973号对采用以特殊方式***阐述的硼酸盐脂准备牵引流体进行了***描述。该专利保护的是在牵引设备中利用特殊的牵引流体用于传递动力。

一般而言，全环面比半环面简单且没有重负荷的止推轴承，因为大多数力在环形室中自身被平衡。这还可使控制更简单且能采用被称为扭矩控制的方式，此控制方式是一种非常稳定和可靠的控制形式。扭矩控制依赖于平衡由滚轮施加于活塞上的反作用力，该活塞被供给具有受控压力的油。活塞被安置成沿略偏离直线的方向运动到被称为“后”倾角（“castor”angle）的盘的平面，且在其运动时迫使经由球窝接头与活塞连接的滚轮以受控的方式转到（steer to）新的比率。这种控制的示例在美国专利5989150号，7160226号和4186616号中已公开，这些出版物作为参考被加入本申请中。

但是，全环面变速器存在被称为“空转（spin）”的机械问题。另一方面，半环面必须考虑重负荷止推轴承，但受“空转”的影响不那么大，因此接触点可以较大，且当处于一个特定位置时可被设计成完全不经历空转，在接触点滚轮和环形盘的表面速度几乎能完美地匹配。

多年以来，在全环面中使用的控制方法和半环面中的低空转特征的结合方面已作出了很多努力。美国专利5,895,337号描述了这样的方法。

“空转”一词通常在描述牵引传动装置时被用到，其意指两个表面以表面速度没有精确地相互匹配的方式彼此滚动时所发生的空转效应。这可被认为是圆柱形滚轮连续转弯的“摩擦（scrubbing）”效应。

为了认识到这个问题，参见图1，其示意性地示出了这些不同的速度是如何产生的。变速器主要构成部件包括通过输入轴108传动的输入盘100和101。输出盘102和103。滚轮106被支撑在轴104上，轴104在轴承105上运转。夹紧板109被刚性地固定在轴108上且由液压缸107支承在上盘100上，以便提供夹紧力。盘100可在轴108上沿轴向上下运动但是不能转动。

可以理解，当变速器旋转时基本为圆柱形的滚轮的表面采用均匀速度横过R1x的宽度，R1x为角速度。但是，在输入滚轮上的相应速度将在R4x输入角速度和R5x输入角速度之间变化。迫使滚轮在盘上的两个速度之间的某个点采用折中速度。仅一个无限狭窄的接触带具有相同的速度。因为与不同的半径R2和R3相关的速度中存在类似差别，在输出接触小区（contactpatch）上存在相似的情况。然而，接触表面的速度变化可在不损坏金属部件的情况下被保持，因为牵引流体的独特的能力能够在不受损坏的情况下切变升到极限速度（和压力），此时因为产生了大量的热量，牵引流体开始分解或者坚硬的金属表面开始退火和软化。

当两个表面在彼此上方滚动时其表面速度没有差别，于是牵引流体正常工作且能够保持高达0.1的相当高的表观（apparent）牵引系数。当发生较高的空转时可保持所述牵引系数，但高程度滑动（效率损失）将导致发生牵引系数“明显”降低。当旋转超过一定界限时，在所述小区下形成的高温将使牵引流体受损。这些高温还可能影响钢的硬度从而限制钢的类型和用来硬化组件的热处理过程的类型。

很多发明人将他们的聪明才智致力于减少与接触小区过热相关的问题，其中包括美国专利7,211,024，该专利描述了用预冷后的牵引流体喷射滚轮的方法，采用机械包围以确保滚轮在油中被冲洗并利用辐射作用使热量从滚轮上辐射出去。美国专利申请公开号2007/0,204,940描述了改善性能的方法、硬化方法和表面处理方法，以使滚轮能够经受住高温。还对通过简化滚轮控制方法来减小设备的总体尺寸进行了尝试，例如在美国专利申请公开号2008/0,254,933中所描述的。

牵引传动的机械负载传递与如轨道轮（railway wheels）之类的摩擦齿轮上的机械负载传递完全不同，后者几乎不允许任何滑动产生，因为这会损坏车轮和轨道。但是，因为牵引流体的发展而使牵引传动装置成为可能之前，已有很多摩擦传动装置，包括全环面和半环面摩擦传动装置，这类传动装置利用干动摩擦（dry running friction）传递动力。因为前面所描述的与全环面摩擦传动装置相关的空转问题，虽然它们能够承载大动力且相对高效，它们会遭受疲劳而需要经常更换运动部件。美国专利2,595,367号（Picanol）提出了一种通过用双滚轮代替单滚轮至少部分地解决疲劳问题的方法，该专利作为参考被加入本申请中。

Picanol***并未真正应用到任何商业上可利用的传动***中。可以意识到，Picanol***可能遇到与滚轮安装相关的机械困难。

法国专利7961882号描述了将双滚轮原理应用到半环面牵引传动类型的方法。

Picanol***被设计为要解决严重影响早期摩擦传动装置的疲劳问题。其的设计看来好象是基于钢或低粘度油中运行的钢上的低级钢的摩擦系数大于0.3的事实。虽然没有与该出版物相关的计算，令一些牵引传动领域技术人员理解的是，夹紧结构非常轻且不能夹紧到足以在使用牵引系数（摩擦系数）约为0.05的牵引油时能高效地进行动力传递。

Picanol***与前面的法国发明的不同之处在于，滚轮使用了两个分离的接触表面。一个用于接触环形盘，一个用于接触另一滚轮。法国专利使用了前面所描述的半环面结构，而Picanol专利使用的是全环面结构。

Picanol***在环形空腔内安置有两个滚轮来取代一个滚轮。通过使它们的旋转轴线成角度，能够尽可能精确地使盘和滚轮的表面速度匹配，从而回避了空转问题。

本发明特别关注的是全环面牵引传动原理。就此而论，本发明尤其关注用双滚轮代替单滚轮。

Picanol***被设计成要解决的问题与本发明所关注的问题不同。其着眼于减小接触小区的速度差，使得在1947年提到的摩擦传动装置或齿轮经历较小的磨损。因为与摩擦传动相关的干摩擦系数比与牵引传动相关的“湿”摩擦高得多，施加在Picanol***中的夹紧力很小且相关的支撑***很轻。

典型的全环面变速器每升机械容积可吸收10-20Nm的扭矩。Picanol***被设计成吸收作为摩擦传动运行时相似的水平，但是如果以牵引流体方式运行只能吸收该水平的25%。

在Picanol中所描述的双滚轮描述了一种可改善全环面可变速摩擦齿轮的耐久性的方法，但是其未描述以牵引流体方式运行、能够提高功率密度的更先进的牵引传动。如果这种传动被转换成牵引传动，如果任何试图将功率密度提高超出当前水平其大多数机械结构都会遇到问题。

Picanol要求将滚轮支撑在单一的“V”形刚性双轴支撑件上。这种支撑确定了滚轮的旋转轴线成角度地设置，这可确保盘和滚轮之间在接触点处的表面速度尽可能地保持相似。

为了提高在摩擦系数或更适当地是牵引系数通常只为干摩擦系数的20%时的牵引传动装置的功率密度，需要将夹紧力提高几倍。没有这种提高，双滚轮设计比更简单的单滚轮设计保持更少的功率密度。

当夹紧压力增大时，在Picanol***中所描述的包含两个相连的轴的滚轮支撑机构变得不能工作。

当滚轮的圆锥形部分受到压力时，在它们的配合表面上产生非常小的偏移（deflection）。这种偏移的大小随它们承载的负载大小、以及锥形自身的可变半径和滚轮自身的结构变化。当夹得非常紧时，滚轮试图采取的位置是包括它们的旋转轴线不是精确等于无负载时包括的锥形之间的角度的那些位置。在工作机构中，这将给支承轴承加载（load up）而试图阻止偏移位置。当夹紧力很大且锥形接触部的宽度按比例地大时，在最好的情况是损失效率，最坏的情况下可能非常迅速地使轴承瓦解。

在锥形滚轮表面上的类似的偏移将减小滚轮轴之间的距离。除非“V”形连接轴在包含它们的平面内能自身横向移位，这会对轴承加载且阻止由锥形表面承载的传递负载必需的力，或损坏轴承，或使轴弯曲。

可以通过仔细研究被夹紧的锥体部分的实际角度并据此调整由支撑轴包含的角度来设计解决该问题的方式。但是，在现代牵引传动中，通常根据通过机器的动力或扭矩的多少来上下调节夹紧力。任何固定的角度将只直接工作在一种夹紧状态。在其他位置中也存在相同的问题。

本发明的一个目的是采用用于在牵引传动中使用的Picanol设计，此设计包括可克服现有Picanol***中存在的滚轮支撑问题的研发成果。此外，这种双滚轮设计能够显现出比单滚轮全环面传动高得多的功率密度，且能以与现代控制理论相似的方式进行控制并具有与现代牵引传动一致的预期耐久性。

发明内容

根据本发明，提供一种环面可变速牵引传动装置，其包括驱动盘和从动盘，所述盘具有共用轴线；在所述盘之间置入多对接触滚轮；借助夹紧力将盘推动到一起抵靠所述多对滚轮；每个滚轮具有第一滚动表面和第二滚动表面，借助第一滚动表面该滚轮在所述对中的另一滚轮上滚动，借助第二滚动表面该滚轮在相应盘的环形表面上滚动；每个滚轮被安装在支撑轴上且可围绕该轴旋转；成对的滚轮的旋转轴线被承载于包含该对滚轮与盘接触的两个点的平面内；适于使每对滚轮中的至少一个运动，以便借助由该对滚轮中另一个施加在该滚轮上的反作用力在所述平面内选择出（adopt）稳定位置。

优选第一滚动表面实质上是圆锥形表面。成对的滚轮的圆锥形表面的角度可以使得滚轮的旋转轴线选择这样的位置，对于滚轮对的至少一个旋转位置而言在该位置中滚轮和盘的接触点的表面速度实质上彼此匹配。

在一些优选实施例中，每个滚轮对被安装在各自的耳轴支撑部中，该支撑部具有一对支撑轴。耳轴支撑部可旋转，其旋转中心处于与盘的旋转平面平行的平面内，且正切于由盘的环形表面限定的环形空腔的中心。在夹紧力的影响下，盘可沿平行于共用轴线的方向朝向或远离耳轴支撑部的旋转中心运动。可将耳轴支撑部中的至少一个支承轴以可滑动支撑的方式安装在耳轴支撑部中，这允许轴在包含该滚轮对接触盘的两个点的平面内运动。

在一些示例性的实施例中，用牵引流体润滑可变速传动装置，该牵引流体在压力下其粘度增加，而盘和滚轮的表面被安排成使得运行速度大于500rpm时在滚轮和盘之间不会出现金属与金属的接触。

在一些优选实施例中，用牵引流体润滑可变速传动装置，该牵引流体在经受大于1GPa的应力时呈现出大于0.05的牵引系数。

优选第二滚动表面是环形表面。

附图说明

现将参考附图描述本发明的优选实施例。附图中：

图1为现有的全环面牵引传动装置的单滚轮设计的示意图；

图2为本发明一优选实施例的双滚轮设计的示意图；

图3示出了图2设计中的在滚轮和盘之间的接触区域；

图4为根据本发明一优选实施例的全环面牵引传动装置的数个视图。

具体实施方式

本发明的第一个目的是在至少一种比率位置（ratio position）处将滚轮和盘之间存在的速度差减小到几乎为零。

为了实现第一目的，选择了包括输入和输出盘轴轴承和夹紧器械的全环面变速器。图2为这种结构的示意图。两个滚轮112和113代替传统的单滚轮。这些滚轮被制造成具有大致圆锥形的滚动表面114和大致环形的表面115，滚轮在滚动表面114上彼此滚动，在环形表面115上滚轮在盘上滚动。

也可将圆锥表面成形为具有非常大的顶部半径（crown radius）或具有弯曲的边缘，以便降低圆锥表面边缘处的应力集中。这种改进往往与包括气缸或圆锥体的固定比率牵引传动装置的设计相关。虽然不是精确的圆锥形，所述表面将控制通过滚轮相对于彼此采取的实际角度，允许一些很小的与实际负载路径不重合相关的改变。

圆锥体和相关滚轮安装部的角度被安排成使得当它们被盘夹紧在一起时，处于通过共用轴线的平面内的滚轮111的旋转轴线只在圆锥形表面和夹紧反作用的影响下相互移位，但运行通过盘116的共用旋转轴线。位移的程度是，在至少一个位置中每个滚轮（不必同时地）经历这样的状态，在该状态，横过接触表面的速度差小于0.5％，且盘和滚轮表面110的切线处于接触点的中心处，而滚轮旋转轴线111、盘旋转轴线116大体通过相同的点117。

当盘被液压活塞107夹紧在一起时，根据调节赫兹接触法则（lawsgoverning Hertzian contacts）将逐渐形成接触小区。在一个变形的金属表面和另一层牵引流体之间形成具有类似于这样性能的固体，该固体适合于相对高的剪切强度。流体的膜具有小于0.01mm的可测量厚度。结果是，一个表面导致另一表面经过流体的固化膜运动。运动的相对速率与流体的性能相关，且力被传递，而且力被所述小区承载。这不是直接与所述小区的尺寸相关。该小区的尺寸决定在滚轮和盘材料的应力极限内的可允许的力。一般而言，当被传递的力小于被所述小区承载的力的10%时，这些流体能允许传递速度的至少90%，优选大于速度的97%，但是优选被传递的力为5%至10%。

横过滚动表面的这种接触点的宽度和沿滚动方向的长度（小于宽度）由以下几方面调节：

1）材料的杨氏模量；

2）材料的泊松比；

3）滚轮的环形半径（图2中的R11）；

4）盘的环形半径（图2中的R10）；

5）在接触点处滚轮的半径；

6）在接触点处盘的半径；

7）控制这种类型的接触（赫兹）部中应力分布的物理法则；

8）夹紧力；

9）在一个空腔内的滚轮对的数量；

10）滚轮对的旋转（比率）的角度。

这些具体的和非常实际的数字和公式的采用将限定接触小区的尺寸。

“宽度”尺寸将限定图2中的半径R6、R7、R8和R9并依次限定空转的程度。确定接触点处滚轮的半径和盘的半径时，必须注意到比实际半径大很多。

图3示出了如何获得这些半径R13和R12的近似值，这通过将接触圆的实际圆R14和R15表示为在平面124的倾斜的角度122处观察到的椭圆来表示，该椭圆处于正切于沿线120和滚轮121的倾斜角度切割的环形表面的接触部R14的圆的两个接触点的直线内。

最大的负载点和所经受的最终的最大输入扭矩处的点处于极低比率位置。在该位置，对于两个机构而言，盘半径是在其最小处，速度差的影响是在其最坏的情况并需要杆臂以便在其最小的情况下承载扭矩输入。

滚轮尺寸的减小允许更多的滚轮对被装配到同一个环形空腔内。从两个到多至八个都是可能的，在大多数实际设计中优选采用三至六个。

为了使双滚轮运动到不同位置以改变比率，可将旋转力施加到滚轮的安装耳轴上，该力足以引导接触点在环形空腔内逐步侧向地滑动。这与现行的概念有些相反，现行的概念是全环面变速器内的滚轮必须通过使它们的旋转轴线移位偏离盘的共用轴线而被转入新的比率。对于Picanol设计而言这是确定的情况，因为该器械使用干摩擦传递动力。利用牵引流体和其独特的允许即使在小的力而没有损坏的情况下滑动某一程度的能力允许使用直接旋转结构。

为了产生较大的滑动或爬行速率，在速率改变的过程中可以减小夹紧力，使滑动速率增加而不允许滚轮落入能导致损坏的严重打滑率（gross slip）的状态。此夹紧力调节能够通过利用将比率变化速率与被施加的力进行比较的反馈或电子仪器实现。

以这样的方式安装滚轮也是可能的，即，使耳轴旋转时滚轮移动，使得它们的旋转轴线不再通过共用轴线，且它们转到减小耳轴上所需的旋转扭矩的新的比率位置。

当动力通过双滚轮***时，扭矩反作用力沿不同方向施加到每个滚轮上。力从盘被传递到滚轮和从滚轮传递到盘时产生扭矩反作用力，以及还在滚轮与滚轮的接触处传递。这些力通常是夹紧力的10%到16%，且必须由通过滚轮的轴承和轴抵抗。扭矩反作用力沿一方向作用，该方向大致处于平行于盘的旋转平面且与连接滚轮和盘的两个接触点的线成直角的平面内。

这些反作用力必须沿它们起作用的方向并以允许滚轮沿其他方向***的方式完全被承载。当***中出现偏移时，如果滚轮和或盘不能沿夹紧力的方向稍微运动，则支撑轴和轴承将由部分或全部夹紧力“加载”。

对于每个滚轮来说，作用在滚轮上的扭矩反作用力沿相反方向起作用。这意味着沿正切于环形盘中心的方向没有不平衡的力。但是，如果滚轮沿此方向被耳轴支撑部支撑，有相当大的转矩被传递到该支撑部。

本发明的第二个目的是逐渐获得将滚轮支撑在环形空腔内的方式，致使扭矩反作用力令人满意地被支撑，同时允许只在滚轮和盘上以使被对准地旋转的滚轮轴线脱离的方式承载夹紧力，因而对于至少一个比率位置可减少或消除滚子与盘的接触部的速度差。

第二目的通过以下方式实现：

1）提供被刚性地支撑在一平面内的滚轮支撑轴和相关联的轴承，所述平面包括连接滚轮与盘接触的那些点的直线；

2）提供支撑耳轴，其集中和抵抗来自这些轴的旋转力，使得该直线基本被保持在包括共用轴线的平面内；

3）允许每对轴中的这些轴的至少一个在其被支撑的平面内***。

图4示出了本发明的优选实施例。

四组双滚轮A被支撑于四个耳轴B中且被安置在外壳13内。滚轮被支撑在轴4上，轴4具有平坦端部14，该平坦端部可滑动到在耳轴主体内的槽8和9内。

滚轮被装配有深沟球轴承5和6，该深沟球轴承可在轴上滑动并与耳轴内槽之间的空间中的很小的间隙配合。于是，每个滚轮能在耳轴内上下运动且能旋转到有限范围。这能确保至少在包含共用轴线和由每个滚轮所采用的滚轮接触点的中心的平面内仅由滚轮上的圆锥表面，盘的环形表面和夹紧力造成所述位置和角度。

还可以理解，可以固定轴中的一个而只有一个浮置，提供沿主旋转轴线方向***的耳轴或盘可获得相同的结果。组件C示出了带有轴48和轴49的结构，轴48在槽孔内的耳轴内***，轴49被固定到圆孔中的耳轴内。当耳轴旋转时，被固定的轴迫使下部滚轮运动，转而迫使上部滚轮通过施加在圆锥形表面上的力随动。

耳轴B被装配到短轴10上的主体13内，短轴10被安装在滚针轴承39上。轴的端部与正齿轮29的一部分装配在一起，正齿轮29与相邻的耳轴结合于点40处因此迫使所有耳轴同步旋转。

耳轴中的一个被固定到U形夹11，U形夹11经由连杆臂29连接到活塞杆30，活塞杆30通过气缸12内的迎着位于气缸内的活塞31作用的压力上下运动。

滚轮被夹紧于两个环形盘15和16之间。盘15被输入轴41驱动，输入轴41被支撑于由锁定螺母27被锁定到轴的螺纹26上。盘16抵靠输入轴在轴承25上运转并输出到钟形输出本体42，该钟形输出本体42被固定在键槽47上的输出盘上方。中空的输出轴在轴承43和44上运转且设有密封件33和32以容纳牵引流体。

输入轴41与夹紧板20装配在一起，夹紧板20经由钻有通孔的坑道28收集高压流体。夹紧板内成形有环形坑道，坑道内装配有环形活塞19，环形活塞被支承在置于其和盘16之间的轴承组（bearing set）18上。优选对流体压力进行调节使滚轮对上具有适当的夹紧压力。

输入轴14被安装在与轴承36中的输入部相对端处。该轴驱动连接到液压泵的一系列齿轮35，34和38是其中的两个液压泵。这些泵中的一个经由耳轴45内的坑道提供用于润滑的低压油，直接将油引到滚轮上。第二泵为夹紧***供油。第三泵向促动器供油。夹紧所需要的油从密封件37通过钻于输入轴内的坑道28向上运送，然后经由密封件22到达钻于夹紧板17内的坑道46。

向控制***提供电子信号，该信号能够表示输入扭矩量以及输入滚轮相对于盘的共用轴线的位置。使用这两个数字计算所需的夹紧力并将夹紧力转换成压力。装配到这些泵之一的电子压力控制部分提供所需的夹紧压力。可以根据牵引流体的类型、流体的温度、滚轮的旋转角度、及被评估将发生于接触小区处的“空转”程度来进一步调整该压力。

当控制***要求CVT中比率改变时，其将向活塞31的一侧或另一侧提供增压的油，使促动器运动到预定位置随后停止于该位置。

在比率改变的过程中，滚轮对的运动速度将由通过活塞施加的力和工作牵引系数调控。在一定程度上在比率改变的过程中其受“空转”程度的影响。

在正常操作过程中，控制***可以使用牵引系数，该牵引系数将保持滑动滚动比低于可接收的限度。但是，在比率改变期间，被用来计算所需的夹紧压力的牵引系数可被提升以允许大约1%的滑动滚动比提高到3%至4%。比率改变速率上升时这将明显降低所需的力和或速度。

虽然容易想到电子式促动器也适用于这类控制，建议促动器是液压的。还容易想到也可采用其他方法获得相同结果，这些方法包括但不限于不同的控制***和液压结构。手动控制也是可能的。

可以容易想到，可将这种结构结合到往往适用于全和半环面设计的双空腔设计中，以便不需要止推轴承。

还可以发现，因为所述结构从根本上说是非常紧凑的，滚轮组的数量范围可从两个到八个。

夹紧力也可被安排成由弹簧或可变地采用当输入扭矩或输出扭矩任一个改变时增加带斜面的负载器械恒定地施加。

容易想到的是，包括使滚轮转向的方法在内的可变比率牵引传动领域的某些技术人员可以设计出本发明的其他一些实施例，从而可以避免在没有这样的转向结构的情况下使它们运动所需要的大的力。

Claims (10)

1.一种环面可变速牵引传动装置，其包括驱动盘和从动盘，所述驱动盘和从动盘具有共用轴线；在所述驱动盘和从动盘之间置入多对接触滚轮；借助夹紧力将驱动盘和从动盘推动到一起抵靠所述多对滚轮；每个滚轮具有第一滚动表面和第二滚动表面，借助第一滚动表面该滚轮在所述对中的另一滚轮上滚动，借助第二滚动表面该滚轮在驱动盘和从动盘的相应一个的环形表面上滚动；每个滚轮被安装在支撑轴上且可围绕该轴旋转；成对的滚轮的旋转轴线被承载于包含该对滚轮与驱动盘和从动盘接触的两个点的一个或多个平面内；每对滚轮中的一个适于运动，以便借助由该对滚轮中另一个施加在该滚轮上的反作用力在所述平面内选择出稳定位置。

2.如权利要求1所述的环面可变速牵引传动装置，其中，所述第一滚动表面是圆锥形表面。

3.如权利要求2所述的环面可变速牵引传动装置，其中，所述成对的滚轮的圆锥形表面的角度是使得滚轮的旋转轴线选择这样位置的角度，对于所述滚轮对的至少一个旋转位置而言在该位置中滚轮和驱动盘和从动盘的接触点的表面速度彼此匹配。

4.如权利要求1所述的环面可变速牵引传动装置，其中，每个所述滚轮对被安装在各自的具有一对支承轴的耳轴支撑部中。

5.如权利要求4所述的环面可变速牵引传动装置，其中，所述耳轴支撑部是可旋转的，其旋转中心处于平行于所述驱动盘和从动盘的旋转平面的平面内，且正切于由所述驱动盘和从动盘的环形表面限定的环形空腔的中心。

6.如权利要求5所述的环面可变速牵引传动装置，其中，在夹紧力的影响下，所述驱动盘和从动盘可沿平行于共用轴线的方向朝向或远离耳轴支撑部的旋转中心运动。

7.如权利要求4所述的环面可变速牵引传动装置，其中，

将耳轴支撑部中的至少一个支承轴以可滑动支撑的方式安装在耳轴支撑部中，这允许所述轴在包含该滚轮对与驱动盘和从动盘接触的两个点的一个或多个平面内运动。

8.如权利要求1所述的环面可变速牵引传动装置，其中，用牵引流体润滑所述环面可变速牵引传动装置，该牵引流体在压力下粘度增加，驱动盘和从动盘和滚轮的表面被安排成使得运行速度大于500 rpm时在滚轮和驱动盘和从动盘之间不发生金属与金属的接触。

9.如权利要求1所述的环面可变速牵引传动装置，其中，用牵引流体润滑所述环面可变速牵引传动装置，该牵引流体在经受大于1GPa的应力时呈现出大于0.05的牵引系数。

10.如权利要求1所述的环面可变速牵引传动装置，其中，所述第二滚动表面是环形表面。