[發(fā)明專利]行星齒輪無級變速器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910055862.7
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN110332288A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周志鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 周志鳴
• 主分類號: F16H3/76
• 分類號: F16H3/76;F16H57/023
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了解決齒輪自動(dòng)變速器不能無級變速、無級變速器靠摩擦傳動(dòng)的不足，本發(fā)明提出了一種行星齒輪無級變速器，其特征在于：由行星齒輪機(jī)構(gòu)和脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)構(gòu)成。行星齒輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)元件是脈動(dòng)元件，脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)是交替的產(chǎn)生讓脈動(dòng)元件加速旋轉(zhuǎn)和減速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。脈動(dòng)元件在脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)的作用下交替的減速和加速，引起中間元件轉(zhuǎn)速變化，依靠中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性對轉(zhuǎn)速變化的阻抗，變速器交替的進(jìn)行反向和正向的慣性阻抗傳動(dòng)。在脈動(dòng)元件減速和加速的一個(gè)周期中，輸出的動(dòng)力多于反饋的動(dòng)力，動(dòng)力機(jī)動(dòng)力經(jīng)變速器輸出。中間元件沒有被固定或約束，變速器傳動(dòng)比可以無級變化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無級變速器，特別是涉及車用無級變速器。

背景技術(shù)

現(xiàn)行的齒輪自動(dòng)變速器主要包括：AT、雙離合、AMT。它們傳動(dòng)效率高，承載的扭矩大，但不能實(shí)現(xiàn)無級變速，不利于動(dòng)力機(jī)在經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行。

現(xiàn)行的無級變速器主要是鋼帶cvt。鋼帶cvt傳動(dòng)比連續(xù)，變速順滑，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)在燃油經(jīng)濟(jì)點(diǎn)運(yùn)行，但依賴摩擦傳動(dòng)，傳動(dòng)效率低，且傳遞大轉(zhuǎn)矩的能力不夠。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決齒輪自動(dòng)變速器不能無級變速、無級變速器靠摩擦傳動(dòng)的不足，本發(fā)明提出了一種行星齒輪無級變速器，該變速器既是無級變速，又是齒輪傳動(dòng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種行星齒輪無級變速器，其特征在于：由行星齒輪機(jī)構(gòu)和脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)構(gòu)成。

行星齒輪機(jī)構(gòu)的一個(gè)元件是脈動(dòng)元件，變速器工作時(shí)，脈動(dòng)元件交替的加速旋轉(zhuǎn)和減速旋轉(zhuǎn)。脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)是交替的產(chǎn)生讓脈動(dòng)元件加速旋轉(zhuǎn)和減速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。

行星齒輪機(jī)構(gòu)傳遞動(dòng)力過程中，動(dòng)力從甲元件輸入，從乙元件輸出，則甲元件稱為主動(dòng)元件，乙元件稱為被動(dòng)元件，其余的元件都稱為中間元件。

當(dāng)主動(dòng)元件或被動(dòng)元件或兩者一起發(fā)生轉(zhuǎn)速變化，引起中間元件的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生變化時(shí)，行星齒輪機(jī)構(gòu)依靠中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性對轉(zhuǎn)速變化的阻抗，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力從主動(dòng)元件到被動(dòng)元件的傳遞，區(qū)別于普通行星齒輪機(jī)構(gòu)依靠離合器、制動(dòng)器等外部元件對中間元件進(jìn)行固定或約束。這種行星齒輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方式稱為慣性阻抗傳動(dòng)。

主動(dòng)元件或被動(dòng)元件或兩者一起發(fā)生轉(zhuǎn)速變化，所要引起中間元件轉(zhuǎn)速變化的角加速度越大，行星齒輪機(jī)構(gòu)通過慣性阻抗傳動(dòng)傳遞的轉(zhuǎn)矩越大。

增加中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以提高行星齒輪機(jī)構(gòu)的慣性阻抗傳動(dòng)能力。

中間元件連接輔助中間元件也可以提高行星齒輪機(jī)構(gòu)的慣性阻抗傳動(dòng)能力。輔助中間元件是與中間元件直接或間接連接，且運(yùn)動(dòng)隨中間元件加速而加速、減速而減速的機(jī)構(gòu)。輔助中間元件的加入等效于增加中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

動(dòng)力機(jī)經(jīng)變速器連接到負(fù)載，脈動(dòng)元件在脈動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)的作用下交替的減速和加速，依靠中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性、輔助中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)慣性或慣性，變速器交替的進(jìn)行反向和正向的慣性阻抗傳動(dòng)，其中由負(fù)載到動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力傳送稱為動(dòng)力反饋，由動(dòng)力機(jī)到負(fù)載的動(dòng)力傳送稱為動(dòng)力輸出。在脈動(dòng)元件減速和加速的一個(gè)周期中，輸出的動(dòng)力多于反饋的動(dòng)力，動(dòng)力機(jī)動(dòng)力經(jīng)變速器輸出。

因?yàn)樾行驱X輪機(jī)構(gòu)的中間元件沒有被固定或約束，主動(dòng)元件和被動(dòng)元件之間的轉(zhuǎn)速比可以無級變化，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和車輛行駛狀況，變速器傳動(dòng)比自適應(yīng)變化。

不考慮能量損耗，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，在一定變速比范圍內(nèi)，輸出轉(zhuǎn)矩等于輸入轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比的乘積。超出一定的傳動(dòng)比范圍，比如輸出轉(zhuǎn)速為零時(shí)，傳動(dòng)比為無窮大了，但輸出的轉(zhuǎn)矩不可能無窮大，因?yàn)槊}動(dòng)發(fā)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不可能達(dá)到無窮大，中間元件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量受到實(shí)際影響也不可能設(shè)計(jì)的太大。變速器應(yīng)該根據(jù)車輛需要的最大傳動(dòng)比和最小傳動(dòng)比的區(qū)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)實(shí)際行駛中，傳動(dòng)比大于該設(shè)計(jì)最大傳動(dòng)比時(shí)，變速器雖然不能讓動(dòng)力機(jī)輸出所在轉(zhuǎn)速的最大功率，但變速后輸出的驅(qū)動(dòng)扭矩仍會隨著傳動(dòng)比的增大而增大。