[發明專利]有級過渡式無級變速傳動方案

有效

• 申請號: 201310501524.4
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103527736A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 王亞
• 申請（專利權）人: 王亞
• 主分類號: F16H37/06
• 分類號: F16H37/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種無級變速器的傳動布置方案，適用于多種不同變速原理的無級變速單元（本說明書中以金屬帶式無級變速單元為例），是一種能在無動力中斷的情況下通過簡單的齒輪組和離合器擴大變速比的無級變速裝置。

背景技術

目前，市場上無級變速器大部分上為金屬帶式無級變速器，少部分應用擺銷鏈式無級變速器。它們雖然技術相對成熟，但是也存在一系列共性的問題。例如，承載扭矩不高、傳動帶偏斜、起步問題等等。以上兩種變速器均為摩擦式變速器，承載能力受摩擦力限制，加上帶輪的最小作用半徑相對較小，導致傳遞轉矩不高。對于直母線帶輪來說，變速比越大，傳動帶偏斜越大，大的偏斜量會導致金屬帶受力惡化和金屬帶效率降低等問題，因而導致無級變速器的變速比一般小于6.25。傳遞轉矩和變速比幾乎成為了當代無級變速器最重要的性能指標。

發明內容

為了克服變速比和承載轉矩相對較小的問題，本發明提供了一種方案，實現了無級變速單元與有級副變速器的完美匹配，保證副變速器換擋前后變速器整體傳動比沒有任何變化，而且在換擋過程中沒有任何動力中斷，實現了完全無“漏洞”換擋。不僅擴大了變速器變速比，還在一定程度上提高了承載轉矩。

這套傳動方案適用于任何形式的無級變速單元，而且對于副變速機構的結構沒有限制，既可以為固定軸式也可以為行星齒輪式。在本例中運用金屬帶式無級變速單元和行星齒輪式副變速機構進行說明。故本例中的無級變速器由金屬帶式無級變速單元、副變速器行星齒輪組、前進擋及倒擋行星齒輪組、變速器輸入軸1與輸出軸14之間的過渡擋齒輪機構組成。傳動的路徑分兩條：一條為無級變速單元與副變速器串聯的無級變速路徑；一條為變速器輸入軸與變速器輸出軸之間由齒輪組和離合器構成的過渡擋路徑。這兩條路徑是并聯的。

靠近從動輪7的行星齒輪組為副變速器兩擋行星齒輪組8（單行行星排），作用為實現兩個不同傳動比的前進擋。此行星排太陽輪與從動輪7相連，行星架與前進擋及倒擋行星齒輪組13的太陽輪相連。一擋制動器10鎖定齒圈與變速器殼體，實現1擋；二擋離合器9鎖定行星架和齒圈，實現2擋。前進擋及倒擋行星齒輪組13為雙行行星齒輪組，行星架與變速器輸出軸相連，前進擋離合器12鎖定行星架和齒圈，實現前進擋；倒擋制動器11鎖定齒圈與變速器殼體，實現倒擋。

摩擦式無級變速單元都會存在相對滑動現象，而且滑移量的大小與承載轉矩大小呈非線性的正相關。對于金屬帶式無級變速單元，滑移發生在金屬帶摩擦片與帶輪之間。這就使得金屬帶式無級變速單元的實際傳動比x與理論傳動比i不等。在發動機提供動力時，無級變速單元實際傳動比x大于理論傳動比i；在發動機起輔助制動作用時，無級變速單元實際傳動x比小于理論傳動比i。

副變速器為兩擋行星齒輪式變速器，在一擋時變速器整體理論傳動比的變化范圍為由i₁i_max到i₁i_min，在二擋時變速器整體理論傳動比的變化范圍為由i₂i_max到i₂i_min。令副變速器在兩個不同擋位時，存在變速器整體實際傳動比相等的情況，即i₂i_max>i₁i_min。我們可以利用副變速器換擋前后傳動比相等的特性來換擋。但是這個換擋過程在沒有動力中斷的情況下是不能實現的，而且由于兩擋的傳動比相差較大，運用扭矩重疊換擋會使相應的摩擦片負荷過大。本文方案的核心就在于解決這個換擋過程的問題，實現了全工作范圍內的無“漏洞”傳動。本方案在此基礎上，在輸入軸與輸出軸之間并聯一組齒輪傳動，傳動比為i₃。副變速器為一擋、無級變速單元傳動比在i_min附近時，有i₁x=i₃；副變速器為二擋、無級變速單元傳動比在i_max附近時，有i₂x=i₃?。這樣副變速器無論是在升擋、還是在降擋，無級變速路徑都存在與過渡擋路徑傳動比相等的時刻。利用這兩個傳動比相等的時刻進行換擋，就可實現副變速器無“漏洞”換擋。過渡齒輪組可以起到一個臨時擋位的作用，本文稱其為“過渡擋”。