CN107289085A - 一种新型圆锥轮传动带式无级变速*** - Google Patents

一种新型圆锥轮传动带式无级变速*** Download PDF

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Abstract

本发明公开一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，属于车用无级变速传动装置技术领域。它包括圆锥轮传动带式无级变速装置、离合器、速比调节执行装置和行星齿轮装置，速比调节执行装置采用速比执行电机作为动力源，通过对速比执行电机的转速和转角的控制，实现圆锥轮传动带式无级变速装置的速比和速比变化率的调节控制，同时速比调节执行装置与发动机进行匹配和综合控制，行星齿轮装置在离合器控制的配合下，实现汽车的起步和倒车。本发明针对圆锥轮带式无级传动装置，采用速比执行电机作为动力源，实现其速比的调节，并且与行星齿轮装置进行集成，可方便实现汽车的起步和倒车，同时使其无级传动速比范围得到提高。

Description

一种新型圆锥轮传动带式无级变速***
技术领域
本发明属于车用无级变速传动装置技术领域，尤其是一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，也可应用于其他以无级变速方式传递动力的场合。
背景技术
传动技术在汽车发展中有着重要地位，每一次的更新迭代都会使汽车性能得到很大的提高。无级变速器，是一种在其速比变化范围内能够实现速比连续无级调节的变速器，理论上来说，速比的连续无级调节能够使发动机始终工作在理想区域，提升汽车行驶平顺性的同时提高其燃油经济性。
目前，车用无级变速器大多是带轮传动带式无级变速器，其中的带轮由定盘和动盘两部分组成，通过改变动盘的轴向位移进而改变传动带与带轮的接触半径实现速比的调节，同时为了保证转矩传递，需要由额外供能装置提供作用于带轮动盘上的轴向推力，即夹紧力实现。而夹紧力的大小对无级变速器的传递转矩大小、传动效率高低以及传动带使用寿命等都有较大的影响，因而夹紧力控制一直是带轮传动带式无级变速器的技术难点，同时夹紧力的提供需要消耗额外的发动机动力，影响汽车的燃油经济性，从而造成带轮式带式无级变速器整体传动效率的降低。
发明内容
为解决现有技术存在的作用于带轮传动带式无级变速器中带轮动盘上的夹紧力大小控制难，且夹紧力的提供需要消耗额外的发动机动力的缺陷，本发明提供一种结构更加简化、控制更加方便的新型圆锥轮传动带式无级变速***。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，它包括圆锥轮传动带式无级变速装置、离合器、速比调节执行装置和行星齿轮装置，速比调节执行装置采用速比执行电机作为动力源，通过对速比执行电机的转速和转角的控制，实现圆锥轮传动带式无级变速装置的速比和速比变化率的调节控制，同时速比调节执行装置与发动机进行匹配和综合控制，保证发动机在汽车行驶的各种工况下都工作在其最佳区域，行星齿轮装置在离合器控制的配合下，实现汽车的起步和倒车。
采用上述技术方案，采用圆锥轮传动带式无级变速装置代替传统的由定盘和动盘组成的带轮盘带式无级变速装置，可使整体结构大大简化，速比控制更易实现，两者的传动机理和结构形式完全不同，对传动带的结构等要求也完全不同。采用圆锥轮传动带式无级变速装置，可以取消夹紧力调节和控制装置，简化结构的同时，降低能量消耗，提升汽车经济性。采用单个速比执行电机即可实现无级变速***的速比调节，同时速比调节过程中，没有轴向推力的阻碍，速比调节所需的轴向力非常小，故可选择较小的速比执行电机，从而使整个速比调节执行装置结构紧凑、尺寸较小，便于安装。该传动***充分利用行星齿轮的运动特性，通过集成行星齿轮装置，在离合器的配合下，可方便的实现汽车起步和倒车的切换控制，同时行星轮系的使用还可以拓展无级传动的速比范围。
进一步地，圆锥轮传动带式无级变速装置包括主动锥轮、从动锥轮、传动带以及主动锥轮输入轴和从动锥轮输出轴，主动锥轮通过主动锥轮输入轴与发动机和离合器连接，主动锥轮通过传动带与从动锥轮连接，从动锥轮通过从动锥轮输出轴与行星齿轮装置连接。
进一步地，速比调节执行装置包括速比执行电机、速比执行电机轴、速比执行机构主动齿轮、速比执行机构从动齿轮、螺旋丝杠螺母、螺旋丝杠螺杆和传动带卡环，速比执行电机通过速比执行电机轴与速比执行机构主动齿轮，速比执行机构主动齿轮与速比执行机构从动齿轮啮合，速比执行机构从动齿轮和螺旋丝杠螺母与螺旋丝杠螺杆连接，螺旋丝杠螺杆上安装有传动带卡环，传动带卡环与传动带连接。
进一步地，行星齿轮装置包括太阳轮、行星轮、齿圈、齿圈制动器、齿圈输出离合器、行星架、行星架输出离合器和行星架制动器，太阳轮与从动锥轮输出轴连接，太阳轮与行星轮啮合，行星轮与齿圈啮合，行星轮安装在行星架上，行星架通过行星架输出离合器与传动***输出轴连接，且行星架通过行星架制动器接地，齿圈通过齿圈输出离合器与传动***输出轴连接，且齿圈通过齿圈制动器接地。
有益效果：
本发明针对圆锥轮带式无级传动装置，采用速比执行电机作为动力源，实现其速比的调节，并且与行星齿轮装置进行集成，可方便实现汽车的起步和倒车，同时使其无级传动速比范围得到提高。
附图说明
图1是本发明新型圆锥轮传动带式无级变速***的一优选实施例的结构简图；
其中：1.发动机 2.离合器 3.主动锥轮输入轴 4.主动锥轮 5.速比执行机构主动齿轮 6.速比执行电机轴 7.速比执行电机 8.速比执行机构从动齿轮 9.螺旋丝杠螺母10.齿圈制动器 11.齿圈 12.齿圈输出离合器 13.传动***输出轴 14.行星架输出离合器15.行星架 16.行星架制动器 17.行星齿轮 18.螺旋丝杠螺杆 19.太阳轮 20.从动锥轮输出轴 21.从动锥轮 22.传动带 23.传动带卡环。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，其具体的结构和各部件之间的连接方式如图1所示，它包括圆锥轮传动带式无级变速装置、离合器2、速比调节执行装置和行星齿轮装置，其中圆锥轮传动带式无级变速装置包括主动锥轮4、从动锥轮21、传动带22以及主动锥轮输入轴3和从动锥轮输出轴20，主动锥轮4通过主动锥轮输入轴3与发动机1和离合器2连接，主动锥轮4通过传动带22与从动锥轮21连接，从动锥轮21通过从动锥轮输出轴20与太阳轮19连接；速比调节执行装置包括速比执行电机7、速比执行电机轴6、速比执行机构主动齿轮5、执行机构从动齿轮8、螺旋丝杠螺母9、螺旋丝杠螺杆18和传动带卡环23，速比执行电机7通过速比执行电机轴6与速比执行机构主动齿轮5，速比执行机构主动齿轮5与速比执行机构从动齿轮8啮合，速比执行机构从动齿轮8和螺旋丝杠螺母9与螺旋丝杠螺杆18连接，螺旋丝杠螺杆18上安装有传动带卡环23，传动带卡环23与传动带22连接；行星齿轮装置包括太阳轮19、行星轮17、齿圈11、齿圈制动器10、齿圈输出离合器12、行星架15、行星架输出离合器14和行星架制动器16，太阳轮19与从动锥轮输出轴20连接，太阳轮19与行星轮17啮合，行星轮17与齿圈11啮合，行星轮17安装在行星架15上，行星架15通过行星架输出离合器14与传动***输出轴13连接，且行星架15通过行星架制动器16接地，齿圈11通过齿圈输出离合器12与传动***输出轴13连接，且齿圈11通过齿圈制动器10接地。
本发明一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，工作原理是：本***依靠两个圆锥轮和一根传动带22实现动力的传动，利用传动带22与主动锥轮4和从动锥轮21接触半径的改变，实现速比的无级连续调节。当传动带22位于图1所示的两个圆锥轮最右端时，主动锥轮4半径最小，从动锥轮21半径最大，此时速比最大，随着传动带22往左移动，主动锥轮4半径逐渐变大，从动锥轮21半径逐渐减小，速比逐渐变小，当传动带22到达最左端时，速比变到最小。速比调节是通过调节控制速比执行电机7转角，经过速比执行机构主动齿轮5、速比执行机构从动齿轮8带动螺旋丝杠螺杆18转动，因为螺旋丝杠螺母9固定，所以螺旋丝杠螺杆18在转动的同时会作左右方向的直线运动，借助传动带卡环23带动传动带22的左右移动，进而改变传动带22与主动锥轮4、从动锥轮21的接触半径，实现速比调节控制，传动带22的左右运动通过控制速比执行电机7的正反转实现，传动带22左右运动的快慢可通过控制速比执行电机7的转速实现。行星齿轮装置的作用是配合圆锥轮传动带式无级变速装置实现汽车的起步和倒车，因为汽车起步时需要的转矩较大，单靠传动带22很难实现。当汽车起步时，发动机1输出动力经离合器2和主动锥轮输入轴3传到主动锥轮4，经传动带22传到从动锥轮21，再通过从动锥轮输出轴20传到行星齿轮装置的太阳轮19，此时，将齿圈制动器10制动，接合行星架输出离合器14，动力经行星齿轮装置的太阳轮19输入，经行星架15输出到传动***输出轴13驱动车轮；当汽车倒车时，发动机1输出动力经离合器2和主动锥轮输入轴3传到主动锥轮4，经传动带22传到从动锥轮21，再通过从动锥轮输出轴20传到行星齿轮装置的太阳轮19，此时，将行星架制动器16制动，接合齿圈输出离合器12，动力经行星齿轮装置的太阳轮19输入，经齿圈11输出到传动***输出轴13驱动车轮，实现倒车。
对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种新型圆锥轮传动带式无级变速***，其特征在于：它包括圆锥轮传动带式无级变速装置、离合器(2)、速比调节执行装置和行星齿轮装置，所述速比调节执行装置采用速比执行电机(7)作为动力源，通过对速比执行电机(7)的转速和转角的控制，实现圆锥轮传动带式无级变速装置的速比和速比变化率的调节控制，同时速比调节执行装置与发动机(1)进行匹配和综合控制，行星齿轮装置在离合器(2)控制的配合下，实现汽车的起步和倒车。
2.根据权利要求1所述的新型圆锥轮传动带式无级变速***，其特征在于：所述圆锥轮传动带式无级变速装置包括主动锥轮(4)、从动锥轮(21)、传动带(22)以及主动锥轮输入轴(3)和从动锥轮输出轴(20)，主动锥轮(4)通过主动锥轮输入轴(3)与发动机(1)和离合器(2)连接，主动锥轮(4)通过传动带(22)与从动锥轮(21)连接，从动锥轮(21)通过从动锥轮输出轴(20)与行星齿轮装置连接。
3.根据权利要求1所述的新型圆锥轮传动带式无级变速***，其特征在于：所述速比调节执行装置包括速比执行电机(7)、速比执行电机轴(6)、速比执行机构主动齿轮(5)、速比执行机构从动齿轮(8)、螺旋丝杠螺母(9)、螺旋丝杠螺杆(18)和传动带卡环(23)，速比执行电机(7)通过速比执行电机轴(6)与速比执行机构主动齿轮(5)，速比执行机构主动齿轮(5)与速比执行机构从动齿轮(8)啮合，速比执行机构从动齿轮(8)和螺旋丝杠螺母(9)与螺旋丝杠螺杆(18)连接，螺旋丝杠螺杆(18)上安装有传动带卡环(23)，传动带卡环(23)与传动带(22)连接。
4.根据权利要求1所述的新型圆锥轮传动带式无级变速***，其特征在于：所述行星齿轮装置包括太阳轮(19)、行星轮(17)、齿圈(11)、齿圈制动器(10)、齿圈输出离合器(12)、行星架(15)、行星架输出离合器(14)和行星架制动器(16)，太阳轮(19)与从动锥轮输出轴(20)连接，太阳轮(19)与行星轮(17)啮合，行星轮(17)与齿圈(11)啮合，行星轮(17)安装在行星架(15)上，行星架(15)通过行星架输出离合器(14)与传动***输出轴(13)连接，且行星架(15)通过行星架制动器(16)接地，齿圈(11)通过齿圈输出离合器(12)与传动***输出轴(13)连接，且齿圈(11)通过齿圈制动器(10)接地。
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