专利名称：汽车回流式无级变速传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车无级变速传动装置，具体涉及一种以金属带作为回流调速机构的汽车无级变速传动装置。
背景技术：
目前汽车上大量采用的可连续变速的传动装置主要包括金属带/金属链传动和液力机械变速传动两种方式。规定变速装置的最大速比与最小速比的比值为其速比变化范围，对于一种理想的轿车连续变速系统，其速比变化范围在6以上才能够保证发动机在不同油门开度下的稳态工作点始终在最佳燃油经济线上。
对于纯金属带/金属链无级变速传动装置，受结构尺寸的限制，其速比变化范围通常为5.1左右，低于轿车变速系统理想速比变化范围。在满足轿车动力性的前提下，为了确保发动机稳态工作点始终在最佳燃油经济控制线上，必须拓宽金属带/金属链无级变速传动的速比变化范围。纯金属带/金属链无级变速传动装置还存在传动效率偏低的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的无级变速传动装置，以解决现有汽车无级变速传动装置速比变化范围偏窄、传动效率偏低的问题。
本发明所涉及的回流式无级变速传动装置以纯金属带无级变速装置为基础。与传统的利用金属带无级变速装置来传递汽车驱动功率的做法不同，本发明利用金属带无级变速装置的高效区间，采用多段化调速设计方法实现系统变速。在汽车低速运行时，发动机功率由传动效率高的定速比传动装置传递，金属带无级变速装置仅用于传递回流调速功率以实现无级调速；在汽车高速运行时，利用金属带无级变速装置的高效区域单独传递动力，从而实现拓宽金属带无级变速装置速比变化范围、提高总体传动效率的目的。该装置的速比变化范围大于7、最低传动效率高于80％。
本发明所涉及的回流式无级变速传动装置结构如图2所示，包括输入轴1、花键轴5、离合器6、连接轴套7、制动器8、离合器12、连接轴套13、单向离合器14、从动轴16、离合器17、一级减速从动齿轮21、主减速主动齿轮轴22、主减速从动齿轮23、差速器24、金属带无级调速装置、定速比传动装置、行星排装置，所述金属带无级调速装置由主动带轮组2、金属带9和从动带轮组10三部分组成，所述定速比传动装置由输入齿轮4、中间齿轮3和输出齿轮轴11三部分组成，所述行星排装置由太阳轮18、行星轮19、齿圈20和行星架15四部分组成。
输入轴1与发动机连接以接受从发动机输入的动力；金属带无级调速装置的主动带轮组2连接在输入轴1上，金属带无级调速装置的从动带轮组10连接在从动轴16上，主动带轮2和从动带轮10通过金属带9相连；离合器6的主动盘通过键连接在输入轴1上，花键轴5空套在输入轴1上，连接轴套7将花键轴5、离合器6的从动盘以及制动器8连接在一起；定速比传动装置的输入齿轮4固定在花键轴5上，输出齿轮轴11空套在从动轴16上，为保证定速比传动装置输入齿轮4与输出齿轮轴11旋转方向相同，输入齿轮4通过中间齿轮3过渡到输出齿轮轴11；单向离合器14的内圈和离合器12的主动盘通过花键固定在定速比传动装置输出齿轮轴11上，离合器12的从动盘和单向离合器14的外圈通过连接轴套13连接在一起，同时离合器12的从动盘固连在行星排装置的行星架15上，从而可将定速比传动机构的动力传递到行星排机构的齿圈20输出；行星排的太阳轮18和离合器17的主动盘通过花键连接在从动轴16上，离合器17的从动盘连接在行星排机构的齿圈20上，从动轴16上的动力既可通过行星排机构的太阳轮18、行星架15传递到齿圈20输出，也可以通过结合离合器17直接传递到齿圈20输出；行星排的齿圈20与一级减速从动齿轮21啮合，主减速主动齿轮轴22上的主减速主动齿轮与主减速从动齿轮23啮合，行星排的齿圈20上的动力经一级减速从动齿轮21、主减速主动齿轮轴22、主减速从动齿轮23传递到差速器24以驱动汽车行驶。
本发明所涉及的回流式无级变速传动装置具有超大速比变化范围。通过各个离合器分离和接合的不同组合，以及金属带无级变速装置速比的不同选定，该传动装置速比变化规律可分为倒车调速区段、混合调速区段和纯无级调速区段三部分。回流式无级变速传动装置的速比变化规律如图6所示。
离合器6和离合器12接合，单向离合器14的方向布置使它在这种情况下能和离合器12共同传递正向扭矩，此时回流式无级变速传动装置处于混合调速区段，功率流程如图3所示。
离合器6和离合器12分离，离合器17接合，此时回流式无级变速传动装置处于纯无级调速区段，功率流程如图4所示。
离合器6和离合器17分离，离合器12和制动器8结合，此时回流式无级变速传动装置处于倒车调速区段，功率流程如图5所示。
本发明所涉及的回流式无级变速传动装置的传动效率高于纯金属带无级变速装置。在整个传动系统中，由主动带轮组2、金属带9和从动带轮组10组成的金属带无级变速装置是一个低传动效率部件，而由输入齿轮4、中间齿轮3和输出齿轮轴11三部分组成的定速比传动装置效率几乎为100％。当回流式无级变速传动装置处于混合调速区段运行时，金属带无级变速装置传递的调速功率在整个发动机驱动功率所占的比率较小很小，驱动车辆行驶的大部分功率将通过传动效率很高的定速比传动装置来传递，其结果将会使整个系统的传动效率比在纯金属带无级变速装置的传动效率明显增加。
本发明的优点在于与现有的汽车无级变速传动装置相比具有速比变化范围偏宽、传动效率高的特点。
图1为回流式无级变速传动装置结构设计图；图2为回流式无级变速传动装置结构原理示意图；图3为回流式无级变速传动装置混合调速区段功率流程示意图；图4为回流式无级变速传动装置纯无级调速区段功率流程示意图；
图5为回流式无级变速传动装置倒档区段功率流程示意图；图6为回流式无级变速传动装置速比变化规律示意图。
图中1-输入轴；2-主动带轮组；3-中间齿轮；4-输入齿轮；5-花键轴；6-离合器；7-连接轴套；8-制动器；9-金属带；10-从动带轮组；11-输出齿轮轴；12-离合器；13-连接轴套；14-单向离合器；15-行星架；16-从动轴；17-离合器；18-太阳轮；19-行星轮；20-齿圈；21-一级减速从动齿轮；22-主减速主动齿轮轴；23-主减速从动齿轮；24-差速器；i-金属带速比；it-回流式无级变速传动装置速比；imax-金属带最大速比；imin-金属带最小速比。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述。
实施例该专利传动装置系统连接关系为回流式无级变速传动装置的输入轴1一端直接与发动机相连，而另一端则与金属带无级调速装置的主动带轮组2和离合器6的主动盘相连，并由花键轴5将离合器6的从动盘、制动器8和定速比传动装置的输入齿轮4连成一体；金属带无级调速装置的从动带轮组10则通过轴16同行星排的太阳轮18和离合器17的主动盘固连，并通过金属带9将金属带无级调速装置的主动带轮组2和从动带轮组10连接起来；为保证定速比传动装置输入齿轮4与输出齿轮轴11旋转方向相同，输入齿轮4通过中间齿轮3过渡到输出齿轮轴11。而为了防止回流式无级变速传动装置在混合调速区段和纯无级调速区段相互转换时出现功率逆流状况，在定速比传动装置输出轴13和行星架15之间设置了单向离合器14。同时，为了保证发动机反拖工况和电机发电功能的实现，在定速比传动装置输出轴13和行星架15之间除单向离合器14外，还并联装配了离合器12；离合器12和单向离合器14的输出盘通过行星架15并联与行星排的行星轮19连接；一级减速从动齿轮21与行星排的齿圈20和离合器17的从动盘固连，并经离合器17与行星排的太阳轮18相连；最后，发动机的动力经主减速主动齿轮轴22、主减速从动齿轮23和差速器24传递至汽车输出半轴和轮胎，以驱动汽车行驶。
结合图1，对回流式无级变速传动汽车各种行驶工况下的功率流程作详细地说明1、起步工况发动机启动，并对离合器6的结合过程加以精确控制，回流式无级变速传动装置处于混合调速区段上作。此时回流式无级变速传动系统的功率流程为发动机→输入轴1→主动带轮组2→离合器6→输入齿轮4→中间齿轮3→输出齿轮轴11→定速比传动装置的连接轴套13→离合器12、单向离合器14→行星架15→行星齿轮19→齿圈20→一级减速从动齿轮21→主减速主动齿轮轴22→主减速从动齿轮23→差速器24→车轮。同时，经行星排功率分流，部分功率经金属带9传同主动带轮2，作为调速之用。回流功率传递流程为行星架15→行星齿轮19→太阳轮18→传动轴16→从动带轮组10→金属带9→主动带轮2→输入轴1；2、低速行驶工况此工况与起步工况的功率流程基本相同，回流式无级变速传动装置处于混合调速区段工作。其差别就在于汽车起步时离合器6处于逐步结合过程中，而低速行驶工况下离合器6处于完全结合状态。此时回流式无级变速传动系统的功率流程为发动机→输入轴1→主动带轮组2→离合器6→输入齿轮4→中间齿轮3→输出齿轮轴11→定速比传动装置的连接轴套13→离合器12、单向离合器14→行星架15→行星齿轮19→齿圈20→一级减速从动齿轮21→主减速主动齿轮轴22→主减速从动齿轮23→差速器24→车轮。同时，经行星排功率分流，部分功率经金属带9传回主动带轮2，作为调速之用。回流功率传递流程为行星架15→行星齿轮19→太阳轮18→传动轴16→从动带轮组10→金属带9→主动带轮2→输入轴1；3、高速行驶工况随着车速的增高，回流式无级变速传动装置将由混合调速区段进入纯无级调速区段，此时回流式无级变速传动系统的功率流程为发动机→输入轴1→主动带轮组2→金属带9→从动带轮组10→从动轴16→太阳轮18→离合器17→一级减速从动齿轮21→主减速主动齿轮轴22→主减速从动齿轮23→差速器24→车轮；4、倒车工况为提高倒车工况下，整个传动装置的传动效率，利用制动器8锁止行星架，来实现倒车功能。此时回流式无级变速传动系统的功率流程为发动机→输入轴1→主动带轮组2→金属带9→从动带轮组10→从动轴16→太阳轮18→行星齿轮19→齿圈20→一级减速从动齿轮21→主减速主动齿轮轴22→主减速从动齿轮23→差速器24→车轮。
权利要求
1.一种回流式无级变速传动装置，它包括输入轴(1)、花键轴(5)、离合器(6)、连接轴套(7)、制动器(8)、离合器(12)、连接轴套(13)、单向离合器(14)、从动轴(16)、离合器(17)、一级减速从动齿轮(21)、主减速主动齿轮轴(22)、主减速从动齿轮(23)、差速器(24)、金属带无级调速装置、定速比传动装置、行星排装置，所述金属带无级调速装置由主动带轮组(2)、金属带(9)和从动带轮组(10)三部分组成，所述定速比传动装置由输入齿轮(4)、中间齿轮(3)和输出齿轮轴(11)三部分组成，所述行星排装置由太阳轮(18)、行星轮(19)、齿圈(20)和行星架(15)四部分组成，其特征在于输入轴(1)与发动机连接以接受从发动机输入的动力；金属带无级调速装置的主动带轮组(2)连接在输入轴(1)上，金属带无级调速装置的从动带轮组(10)连接在从动轴(16)上，主动带轮(2)和从动带轮(10)通过金属带(9)相连；离合器(6)的主动盘通过键连接在输入轴(1)上，花键轴(5)空套在输入轴(1)上，连接轴套(7)将花键轴(5)、离合器(6)的从动盘以及制动器(8)连接在一起；定速比传动装置的输入齿轮(4)固定在花键轴(5)上，输出齿轮轴(11)空套在从动轴(16)上，为保证定速比传动装置输入齿轮(4)与输出齿轮轴(11)旋转方向相同，输入齿轮(4)通过中间齿轮(3)过渡到输出齿轮轴(11)；单向离合器(14)的内圈和离合器(12)的主动盘通过花键固定在定速比传动装置输出齿轮轴(11)上，离合器(12)的从动盘和单向离合器(14)的外圈通过连接轴套(13)连接在一起，同时离合器(12)的从动盘固连在行星排装置的行星架(15)上，从而可将定速比传动机构的动力传递到行星排机构的齿圈(20)输出；行星排的太阳轮(18)和离合器(17)的主动盘通过花键连接在从动轴(16)上，离合器(17)的从动盘连接在行星排机构的齿圈(20)上，从动轴(16)上的动力既可通过行星排机构的太阳轮(18)、行星架(15)传递到齿圈(20)输出，也可以通过结合离合器(17)直接传递到齿圈(20)输出；行星排的齿圈(20)与一级减速从动齿轮(21)啮合，主减速主动齿轮轴(22)上的主减速主动齿轮与主减速从动齿轮(23)啮合，行星排的齿圈(20)上的动力经一级减速从动齿轮(21)、主减速主动齿轮轴(22)、主减速从动齿轮(23)传递到差速器(24)以驱动汽车行驶。
全文摘要
本发明涉及汽车无级变速传动装置，具体涉及一种以金属带作为回流调速机构的汽车无级变速传动装置。回流式无级变速传动装置主要是由金属带无级调速装置、定速比传动装置、行星排装置、离合器组、制动器、一级减速齿轮副、差速器等组成。本发明的目的在于克服现有汽车无级变速传动装置速比变化范围偏窄、传动效率偏低的问题。其特色在于通过增加一个制动器8，从而提高倒车时传动装置的传动效率，并确保汽车在起步和倒车两种不同工况时，金属带9处于相同的位置。
文档编号F16H9/04GK1945056SQ200610054549
公开日2007年4月11日 申请日期2006年10月30日 优先权日2006年10月30日
发明者孙冬野, 罗勇, 秦大同, 刘振军 申请人:重庆大学