CN103953709A - 一种复合型叶轮式液力变矩器以及无级变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合型叶轮式液力变矩器，其技术方案要点是，输入行星架21与输入轴1联接，分流大齿圈22与输出齿轮副3联接,输出齿轮副3与输入小齿轮25联接,联接大齿圈24与汇流齿轮27联接,分流小齿圈23与叶轮式液力变矩器4联接，叶轮式液力变矩器4与单向离合器5以及输入齿轮副6联接，输入齿轮副6与汇流齿圈28联接，输出行星架29与输出轴7联接。

Description

一种复合型叶轮式液力变矩器以及无级变速器
技术领域
本发明属于液力变矩器领域，更具体地说，它是一种用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合型叶轮式液力变矩器以及无级变速器。
背景技术
目前，液力变矩器都需要通过流体静力学等原理设计，它所能传递的功率不大，并且效率不高；另外，成本高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供了一种延长发动机和传动系的使用寿命，结构简单，节能高效的复合型叶轮式液力变矩器以及无级变速器。
为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案以下：
一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴（1）、输出齿轮副（3）、叶轮式液力变矩器（4）、单向离合器（5）、输入齿轮副（6）、输出轴（7），所述的输入轴（1）与输出轴（7）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、分流大齿圈（22）、分流小齿圈（23）、联接大齿圈（24）、输入小齿轮（25）、固定行星架（26）、汇流齿轮（27）、汇流齿圈（28）、输出行星架（29）, 输入行星架（21）与输入轴（1）联接，输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与分流大齿圈（22）、分流小齿圈（23）配合工作, 分流大齿圈（22）与输出齿轮副（3）的输入齿轮（31）联接, 输出齿轮副（3）的输出齿轮（32）与输入小齿轮（25）联接, 固定行星架（26）通过其上的行星齿轮（20）与联接大齿圈（24）、输入小齿轮（25）配合工作, 联接大齿圈（24）与汇流齿轮（27）联接, 分流小齿圈（23）与叶轮式液力变矩器（4）的输入端（41）联接，叶轮式液力变矩器（4）的输出端（42）与单向离合器（5）的输入端（51）以及输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，单向离合器（5）的输出端（52）以及固定行星架（26）与固定元件联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与汇流齿圈（28）联接，输出行星架（29）通过其上的行星齿轮（20）与汇流齿轮（27）、汇流齿圈（28）配合工作, 输出行星架（29）与输出轴（7）联接。
一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴（1）、输出齿轮副（3）、叶轮式液力变矩器（4）、单向离合器（5）、输入齿轮副（6）、输出轴（8），所述的输入轴（1）与输出轴（7）之间设有行星齿轮（20）、分流行星架（21）、输入大齿圈（22）、分流小齿圈（23）、输入行星架（24）、联接分流大齿圈（25）、联接分流小齿圈（26）、联接汇流齿圈（27）、联接汇流齿轮（28）、联接汇流行星架（29）、汇流行星齿轮（70）、汇流输入齿轮（71）、汇流输入大齿圈（72）、汇流输出行星架（73）, 输入大齿圈（22）与输入轴（1）联接，分流行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输入大齿圈（22）、分流小齿圈（23）配合工作,分流小齿圈（23）与输入行星架（24）联接，输入行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与联接分流大齿圈（25）、联接分流小齿圈（26）配合工作, 联接分流大齿圈（25）与输出齿轮副（3）的输入齿轮（31）联接，输出齿轮副（3）的输出齿轮（32）与联接汇流齿轮（28）以及汇流输入齿轮（71）联接，分流行星架（21）与联接分流小齿圈（26）以及叶轮式液力变矩器（4）的输入端（41）联接，叶轮式液力变矩器（4）的输出端（42）与单向离合器（5）的输入端（51）以及输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，单向离合器（5）的输出端（52）与固定元件联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与联接汇流行星架（29）联接，联接汇流行星架（29）通过其上的行星齿轮（20）与联接汇流齿圈（27）、联接汇流齿轮（28）配合工作, 联接汇流齿圈（27）与汇流输入大齿圈（72）联接，汇流输出行星架（73）通过其上的行星齿轮（70）与汇流输入齿轮（71）、汇流输入大齿圈（72）配合工作, 汇流输出行星架（73）输出轴（8）联接。
两个需要联接的元件，都可以选择直接连接、通过中空轴的方式穿过其它元件或通过连接杆的方式跨过其它元件，使两个需要联接的元件连接在一起。
本发明应用于车辆时，能够根据车辆行驶时受到阻力的大小，自动地改变输出扭矩以及速度的变化。
本发明具有以下的优点：
（1）本发明的功率由齿圈、行星齿轮、行星架、齿轮传递，因而传动功率和传动效率都极大地提高,而且结构简单，更易于维修；
（2）本发明的变矩和变速是自动完成的，能实现高效率的传动，并且除了起步以外，都能使发动机在最佳范围内工作，与其它变速器相比，在发动机等效的前提下，它降低了发动机的制造成本；
（3）本发明使发动机处于经济转速区域内运转，也就是在非常小污染排放的转速范围内工作，避免了发动机在怠速和高速运行时，排放大量废气，从而减少了废气的排放，有利于保护环境；
（4）本发明能利用内部转速差起缓冲和过载保护的作用，有利于延长发动机和传动系的使用寿命，另外，当行驶阻力增大，则能使车辆自动降速，反之则升速，有利于提高车辆的行驶性能；
（5）本发明使输入功率不间断，可保证车辆有良好的加速性和较高的平均车速，使发动机的磨损减少，延长了大修间隔里程，提高了出车率，有利于提高生产率。
 另外，本发明是一种还可用于各种地面车辆、船舶、铁道机车、工程机械、各种冶金、矿山、石油、化工、轻工、食品、纺织、起重运输机械、机床、机械人以及军工的复合型叶轮式液力变矩器。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构图；
图2为本发明实施例二的结构图；
附图中两个元件之间的连接处，运用粗实线表示固定连接，细实线表示两个元件可以相对转动。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：
实施例一：
如图1中所示，一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴1、输出齿轮副3、叶轮式液力变矩器4、单向离合器5、输入齿轮副6、输出轴7，所述的输入轴1与输出轴7之间设有行星齿轮20、输入行星架21、分流大齿圈22、分流小齿圈23、联接大齿圈24、输入小齿轮25、固定行星架26、汇流齿轮27、汇流齿圈28、输出行星架29, 输入行星架21与输入轴1联接，输入行星架21通过其上的行星齿轮20与分流大齿圈22、分流小齿圈23配合工作, 分流大齿圈22与输出齿轮副3的输入齿轮31联接, 输出齿轮副3的输出齿轮32与输入小齿轮25联接, 固定行星架26通过其上的行星齿轮20与联接大齿圈24、输入小齿轮25配合工作, 联接大齿圈24与汇流齿轮27联接, 分流小齿圈23与叶轮式液力变矩器4的输入端41联接，叶轮式液力变矩器4的输出端42与单向离合器5的输入端51以及输入齿轮副6的输入齿轮61联接，单向离合器5的输出端52以及固定行星架26与固定元件联接，输入齿轮副6的输出齿轮62与汇流齿圈28联接，输出行星架29通过其上的行星齿轮20与汇流齿轮27、汇流齿圈28配合工作, 输出行星架29与输出轴7联接。
发动机的输入功率经输入轴1流入输入行星架21，并通过输入行星架21上的行星齿轮20分流为两路，第一路，流入分流大齿圈22，再经输出齿轮副3流入输入小齿轮25，再通过固定行星架26上的行星齿轮20流入联接大齿圈24，再流入汇流齿轮27；第二路，流入分流小齿圈23，再通过叶轮式液力变矩器4以及输入齿轮副6流入汇流齿圈28。
由于汇流齿轮27和汇流齿圈28是汇流元件，所以流入第一路汇流齿轮27的功率和流入第二路汇流齿圈28的功率，则汇流于输出行星架29，并传递到输出轴7, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴7对外输出。
对于本发明的复合型叶轮式液力变矩器，当输入轴1的转速不变，输出轴7上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴7上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合型叶轮式液力变矩器。
本发明的复合型叶轮式液力变矩器使用时，设发动机的输入功率、输入转速以及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴7的转速为零，当汽车启动，因阻力较大，并且由于单向离合器5的作用，汇流齿圈28静止不动，汇流齿轮27则把从输入轴1通过各个元件传递到此的扭矩，再传递到输出行星架29，使输出行星架29降速增矩，并传递到输出轴7，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，当增加动力继续加速或阻力减少时，单向离合器5自动解除对汇流齿圈28转动方向的控制，叶轮式液力变矩器4的输入端41和输出端42的转速差不断减少，即汇流齿圈28的转速不断增加，并与汇流齿轮27的转速汇速于输出行星架29，使输出行星架29的转速也不断增加，并传动到输出轴7, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴7对外输出。
实施例二：
如图2中所示，一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴1、输出齿轮副3、叶轮式液力变矩器4、单向离合器5、输入齿轮副6、输出轴8，所述的输入轴1与输出轴7之间设有行星齿轮20、分流行星架21、输入大齿圈22、分流小齿圈23、输入行星架24、联接分流大齿圈25、联接分流小齿圈26、联接汇流齿圈27、联接汇流齿轮28、联接汇流行星架29、汇流行星齿轮70、汇流输入齿轮71、汇流输入大齿圈72、汇流输出行星架73, 输入大齿圈22与输入轴1联接，分流行星架21通过其上的行星齿轮20与输入大齿圈22、分流小齿圈23配合工作, 分流小齿圈23与输入行星架24联接，输入行星架24通过其上的行星齿轮20与联接分流大齿圈25、联接分流小齿圈26配合工作, 联接分流大齿圈25与输出齿轮副3的输入齿轮31联接，输出齿轮副3的输出齿轮32与联接汇流齿轮28以及汇流输入齿轮71联接，分流行星架21与联接分流小齿圈26以及叶轮式液力变矩器4的输入端41联接，叶轮式液力变矩器4的输出端42与单向离合器5的输入端51以及输入齿轮副6的输入齿轮61联接，单向离合器5的输出端52与固定元件联接，输入齿轮副6的输出齿轮62与联接汇流行星架29联接，联接汇流行星架29通过其上的行星齿轮20与联接汇流齿圈27、联接汇流齿轮28配合工作, 联接汇流齿圈27与汇流输入大齿圈72联接，汇流输出行星架73通过其上的行星齿轮70与汇流输入齿轮71、汇流输入大齿圈72配合工作, 汇流输出行星架73输出轴8联接。
发动机的输入功率经输入轴1流入输入大齿圈22，并分流为三路，第一路，输入大齿圈22通过分流行星架21上的行星齿轮20流入分流行星架21，再流入叶轮式液力变矩器4以及输入齿轮副6，再流入联接汇流行星架29；第二路，输入大齿圈22通过分流行星架21上的行星齿轮20流入分流小齿圈23，再流入输入行星架24，输入行星架24通过其上的行星齿轮20流入联接分流小齿圈26，再流入叶轮式液力变矩器4以及输入齿轮副6，再流入联接汇流行星架29；第三路，输入大齿圈22通过分流行星架21上的行星齿轮20流入分流小齿圈23，再流入输入行星架24，输入行星架24通过其上的行星齿轮20流入联接分流大齿圈25，再通过输出齿轮副3流入联接汇流齿轮28以及汇流输入齿轮71。
由于联接汇流齿轮28、联接汇流行星架29是汇流元件，所以流入联接汇流齿轮28的功率和流入第一路联接汇流行星架29的功率，汇流于联接汇流齿圈27，再流入汇流输入大齿圈72。
由于汇流输入齿轮71以及汇流输入大齿圈72是汇流元件，所以流入汇流输入齿轮71的功率和流入汇流输入大齿圈72的功率，汇流于汇流输出行星架73，并传递到输出轴8, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴8对外输出。
对于本发明的复合型叶轮式液力变矩器的无级变速器，当输入轴1的转速不变，输出轴8上的扭矩随其转速的变化而变化，转速越低，输出轴8上的扭矩就越大，反之，则越小，从而实现本发明能随车辆行驶阻力的不同而改变力矩以及速度的复合型叶轮式液力变矩器的无级变速器。
本发明的复合型叶轮式液力变矩器的无级变速器使用时，设发动机的输入功率、输入转速以及其负荷不变，即输入轴1的转速与扭矩为常数，汽车起步前，输出轴8的转速为零，当汽车启动，因阻力较大，并且由于单向离合器5的作用，联接汇流行星架29静止不动，联接汇流齿轮28则把从输入轴1通过各个元件传递到此的扭矩，再传递到联接汇流齿圈27，使联接汇流齿圈27降速增矩，再传递到汇流输入大齿圈72，并与传递到汇流输入齿轮71的扭矩汇流于汇流输出行星架73，最后传递到输出轴8，经传动系传动到驱动轮上产生的牵引力足以克服汽车起步阻力时，汽车则起步并开始加速，当增加动力继续加速或阻力减少时，单向离合器5自动解除对联接汇流行星架29转动方向的控制，叶轮式液力变矩器4的输入端41和输出端42的转速差不断减少，即联接汇流行星架29的转速不断增加，并与联接汇流齿轮28的转速汇速于联接汇流齿圈27，使联接汇流齿圈27的转速也不断增加，即汇流输入大齿圈72的转速也不断增加，再与汇流输入齿轮71的转速汇速于汇流输出行星架73，并传动到输出轴8, 从而实现了把发动机的功率通过输出轴8对外输出。

Claims (2)

1.一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴（1）、输出齿轮副（3）、叶轮式液力变矩器（4）、单向离合器（5）、输入齿轮副（6）、输出轴（7），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（7）之间设有行星齿轮（20）、输入行星架（21）、分流大齿圈（22）、分流小齿圈（23）、联接大齿圈（24）、输入小齿轮（25）、固定行星架（26）、汇流齿轮（27）、汇流齿圈（28）、输出行星架（29）, 输入行星架（21）与输入轴（1）联接，输入行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与分流大齿圈（22）、分流小齿圈（23）配合工作, 分流大齿圈（22）与输出齿轮副（3）的输入齿轮（31）联接, 输出齿轮副（3）的输出齿轮（32）与输入小齿轮（25）联接, 固定行星架（26）通过其上的行星齿轮（20）与联接大齿圈（24）、输入小齿轮（25）配合工作, 联接大齿圈（24）与汇流齿轮（27）联接, 分流小齿圈（23）与叶轮式液力变矩器（4）的输入端（41）联接，叶轮式液力变矩器（4）的输出端（42）与单向离合器（5）的输入端（51）以及输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，单向离合器（5）的输出端（52）以及固定行星架（26）与固定元件联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与汇流齿圈（28）联接，输出行星架（29）通过其上的行星齿轮（20）与汇流齿轮（27）、汇流齿圈（28）配合工作, 输出行星架（29）与输出轴（7）联接。
2.一种复合型叶轮式液力变矩器，包括输入轴（1）、输出齿轮副（3）、叶轮式液力变矩器（4）、单向离合器（5）、输入齿轮副（6）、输出轴（8），其特征在于：所述的输入轴（1）与输出轴（7）之间设有行星齿轮（20）、分流行星架（21）、输入大齿圈（22）、分流小齿圈（23）、输入行星架（24）、联接分流大齿圈（25）、联接分流小齿圈（26）、联接汇流齿圈（27）、联接汇流齿轮（28）、联接汇流行星架（29）、汇流行星齿轮（70）、汇流输入齿轮（71）、汇流输入大齿圈（72）、汇流输出行星架（73）, 输入大齿圈（22）与输入轴（1）联接，分流行星架（21）通过其上的行星齿轮（20）与输入大齿圈（22）、分流小齿圈（23）配合工作,分流小齿圈（23）与输入行星架（24）联接，输入行星架（24）通过其上的行星齿轮（20）与联接分流大齿圈（25）、联接分流小齿圈（26）配合工作, 联接分流大齿圈（25）与输出齿轮副（3）的输入齿轮（31）联接，输出齿轮副（3）的输出齿轮（32）与联接汇流齿轮（28）以及汇流输入齿轮（71）联接，分流行星架（21）与联接分流小齿圈（26）以及叶轮式液力变矩器（4）的输入端（41）联接，叶轮式液力变矩器（4）的输出端（42）与单向离合器（5）的输入端（51）以及输入齿轮副（6）的输入齿轮（61）联接，单向离合器（5）的输出端（52）与固定元件联接，输入齿轮副（6）的输出齿轮（62）与联接汇流行星架（29）联接，联接汇流行星架（29）通过其上的行星齿轮（20）与联接汇流齿圈（27）、联接汇流齿轮（28）配合工作, 联接汇流齿圈（27）与汇流输入大齿圈（72）联接，汇流输出行星架（73）通过其上的行星齿轮（70）与汇流输入齿轮（71）、汇流输入大齿圈（72）配合工作, 汇流输出行星架（73）输出轴（8）联接。
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