[發明專利]一種平行軸無自旋牽引式無級變速器

有效

• 申請號: 201611191027.9
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106838190B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李超;姚進;張世友;李青濤;李華;楊亞茹
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F16H37/12
• 分類號: F16H37/12;F16H55/34;F16H57/023;F16H61/664;F16H63/30
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本發明公開了一種平行軸無自旋牽引式無級變速器，由輸入軸、輸入錐盤、中間傳動部件、輸出軸與輸出錐盤組成，輸入軸與輸出軸平行安裝；中間傳動部件由輸入端滾輪、輸入端滾輪軸、輸出端滾輪、輸出端滾輪軸、變速套筒與變速搖桿組成，變速套筒的中間段鉸接在機架上，以限制中間傳動部件可以繞著該鉸接點旋轉，變速搖桿固定連接在變速套筒中間段；動力從輸入軸輸入，通過端面凸輪加載機構傳遞給輸入錐盤，輸入錐盤通過牽引傳動將動力傳遞給中間傳動部件的輸入端滾輪，輸入端滾輪又將動力傳遞給輸出端滾輪，輸出端滾輪通過牽引傳動將動力傳遞給輸出錐盤，進而通過端面凸輪加載機構輸出至輸出軸，實現動力輸出。

技術領域

本發明涉及傳動系中的牽引式無級變速器，具體為一種平行軸無自旋牽引式無級變速器。

背景技術

無級變速器（CVT）是一種理想的機械傳動方案，因為無級變速器可以提供一系列的連續傳動比使得車輛發動機始終處于高效點工作，這就極大地提高了整車的效率，減小了車輛排放，達到節能減排的作用。CVT具有動力高、油耗低、排放少的特點，據統計，采用CVT的汽車比采用自動變速器（AT）的汽車油耗減少7%-15%，廢氣排放降低約10%，生產成本降低20%-30%；而采用CVT傳動系的混合動力車的油耗可能減少30%，排放可減少45%。牽引式CVT具有功率密度高、效率高、傳遞功率大等特點，將會成為未來無級變速器技術的發展方向。因此，牽引式CVT技術在日本、英國、美國等發達國家已經被廣泛研究。

一般來說，牽引式CVT的效率損失主要包括：自旋損失、滑移損失、側滑損失，軸承損失以及攪油損失。其中側滑損失、攪油損失、軸承損失相對較小，尤其是側滑損失僅在變速時或者其它特殊的工況下在才產生，而滑移損失是完全伴隨著牽引傳動而產生的這種損失是不可避免的。相對其他諸類損失而言，自旋損失所占比例相對較大，一般為40%-60%，當傳動的載荷相對較小時自旋損失所占的比例更大。自旋的產生是由于在牽引傳動時，牽引元件與被牽引元件的速度分布不均勻而造成的。一般來說，學者們往往認為這種自旋損失在傳動比范圍內是只能盡量減少不可消除的。由于自旋的阻礙，在牽引式CVT中，傳動效率經過優化后一般只能達到一般為75%-90%，進一步提升將變得異常困難，這也就大大降低了牽引式CVT的應用范圍與傳動能力。消除自旋也可以改善牽引傳動的工作條件（降低油溫，改善油膜不對稱性等），從而減少其它類型的損失，也可以適當提高牽引式CVT的最大傳遞扭矩。另外在一定傳動比范圍內消除自旋，可以提高整體傳動效率至少5%。

針對自旋消除的牽引式CVT設計，即所說的無自旋牽引式CVT設計這一問題，在現有的技術方案中，以四川大學牽引式CVT研究團隊為代表給出了解決思路，即從無自旋條件出發，采用微分方程的辦法優化傳動件的母線方程，重新設計變速機構等，使得優化后的牽引式CVT結構滿足無自旋條件。該團隊申請的中國專利CN104776180A公開了一種無自旋變速單元，該方案以半環面牽引式CVT為例，進行了錐盤的母線優化，得出優化方程，并限制調速過程中輸入錐盤與輸出錐盤沿回轉軸軸向移動，滾輪沿回轉軸徑向移動，以實現無自旋傳動。該方案的不足在于：僅給出了母線優化的結果，沒有給出實際的變速機構、加載機構的結構特征；該方案所述的調速單元為同軸類的傳動方案，對于一些要求使用平行軸的特殊場合不再試用，需要增加復雜的轉換機構才能實現。

發明內容

本發明的目的是克服上述技術中的不足，提供一種平行軸式無自旋牽引式無級變速器結構，可以消除自旋，提高牽引式無級變速器的效率，還可直接用于平行軸傳動場合，不用設計復雜的轉換結構。本發明采用以下技術方案：