专利名称：一种双混动力差动调速的机械式无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全齿轮传动的无级变速装置，尤其是齿轮常啮、双混动力、 主动力定速驱动、副动力协动调速、变比幅宽、传动功率大的机械式车用无级变 速器。
背景技术：
众所周知，汽车综合性能的评估，不仅取决于发动机，在很大程度上还依
赖于变速器性能与发动机配合及动态调控的质量；实践证明，无级变速器(cvT) 以其变速过程渐进、平稳，加上电子测控技术的自动控制，维持车辆行驶时其 动态条件与发动机理想工况及时得到最佳配合，从而提高燃料的经济性、行驶 的可靠性，同时降低汽车造成对环境的污染，尤其是油电双混动力之少碳质发 动机无级变速器对节约能源、保护环境具有一定的意义。
到目前为止，各种无级变速器已层出不穷，然而大都因传递效率低、结构 复杂、造价较高等原因，不仅中、大吨位车辆未能广泛使用，甚至诸多小吨位 车辆也未能全面普及。近年来，油电双混动力轿车斩露头角，而适宜于两支动 力简便汇合的无级变速器尚处于萌芽状态，总之，双混动力、差动调速的无级 变速技术应用具有广阔的空间。
发明内容
本发明提供一种常啮齿轮传动、双混动力、主动力定速驱动、副动力协动调 速、传递功率大的机械式无级变速器，旨于改善车用无级变速器对变幅、功率、 可靠、造价等需要，最终达到进一步降低燃料比耗，减少环境污染的目的。
本发明所采取的技术方案
显而易见，齿轮传动形式具有传动效率高、传递功率大、结构简单、可靠
性好的优势，只因其齿轮副齿数比固定而限制传动比i不能作动态渐进(升或 降)的无级变速传动；本发明根据圆内旋轮数学理论，遵循天体星系行星自转
3且公转的运动法则，在定比常啮齿轮结构基础上以双动力差动原理取副动力调 控模式，令行星齿轮自转转速不变而公转转速改变，实现输出轴作动态变速比i 渐进(升或降)的无级变速是本发明的技术方案。
本发明的基本结构由太阳齿轮(输入轴)、行星齿轮、行星齿轮架(输出轴)、 差动齿轮、掣动器、变速调控齿轮副、超越式离合器、倒档装置等八个部件组 成。差动齿轮呈一中空钢轮状，轮的内、外圆都有轮齿，其内齿与双行星齿轮 常啮，为双行星齿轮提供公转支点；外齿与变速调控齿轮副常啮，变速调控齿 轮副经超越离合器与副动力机联接，是变速调控的纽带。差动齿轮外圆有一掣 动器。
当太阳齿轮1 (输入轴)获得动力(下称主动力)而带动双行星齿轮2转动
时，其动力将分别作用于行星齿轮架3和差动齿轮4上。(1)若差动齿轮4的 转动阻力小于行星齿轮架3的转动阻力者，双行星齿轮2所获得来自太阳齿轮1 的主动力以行星齿轮架3上两叉柄为支点，仅完成自转而无公转，双行星齿轮2 自转作用力通过与差动齿轮4轮齿迫使差动齿轮4反转而行星齿轮架3(输出轴) 的转速为0,不论设计给定其传动比i值大小，此时的变速器是一台分离状态的 离合器。(2)若给此分离状态工作中的变速器之差动齿轮4外圆上掣动器5柔 和掣动，令差动齿轮4上的转动阻力大于行星齿轮架3的转动阻力直至不转， 此时双行星齿轮2所获得的转动作用力以差动齿轮4轮齿为支点(旋进动支点) 从原地自转平稳进入位移自转的公转状态，公转产生角速推动行星齿轮架3 (输 出轴)随之转动，变速器从离合器变为定比减速器，其传动比i按传统公式设 计给定为K。 (3)若挈动器5掣动释放，以一动力源(下称副动力)通过超越离 合器7驱动变速调控齿轮副6令差动齿轮4外齿联动内齿转动，控制其内齿(实 质是双行星齿轮2公转转速)作可慢于、等于、快于设计给定传动比值K转速 差的-n、 0 n、 +n,即以另 一副动力源通过差动齿轮4的外齿联动内齿给双行 星齿轮2输入另 一动力，共同作用于行星齿轮架3做慢于或快于K的角速差n, 此时，这一变速器既是双混动力离合器、又是双混动力驱动的CTV,传动比i可在K+ ( - n)(降速)，K+0n(定速)、K+ ( + n )(升速)范围内变化，通过智能 ECU调控，实现CTV功能。
不难看出，驱动双行星齿轮2工作的主动力是一定速的原动机，驱动变速 调控齿轮副5的副动力源必须是随时平稳、渐进、无级变速的原动机，就当前 汽车动力机技术发展而言，双混动力，即以油为主、以电为辅的动力机已经成 为巿场发展取向，以调频、调磁技术实现无级变速的伺服电机可轻而易举地担 负双混动力、差动调速的使命，故这一种CTV先天具有离合器、并列器、变速 器兼容条件，体现出比积重小、比造价省、比可靠性高的优越性。这一双混动 力差动调速的无级变速器尤为适用作双混动力汽车变速器。
图1为本发明无级变速器主结构示意图。
具体实施例方式
本发明的基本结构由太阳齿轮(输入轴)、行星齿轮、行星齿轮架(输出轴)、 差动齿轮、掣动器、变速调控齿轮副、超越式离合器、倒档装置等八个部件组 成。
附图l中双混动力、差动调速之无级变速器其太阳齿轮1、双行星齿轮2、 差动齿轮4的内齿4个齿轮副为常啮齿轮，双行星齿轮2动套于与太阳齿轮1 同轴线的行星齿轮架3的两叉柄上，1、 2、 3、 4四个部件是主构件。
①以离合器模式工作的离合减速器，这一减速器由太阳齿轮1、双行星齿 轮2、行星齿轮架3、差动齿轮4和掣动器5组成。当掣动力释放，因行星齿轮 架3 (输出轴)挂有负荷而转动阻力大，差动齿轮4转动阻力小，给太阳齿轮l (输入轴)输入动力，此时，双行星齿轮2获得的作用力以行星齿轮架3的两 叉柄为支点作无公转的原地自转运动,.驱动常啮的差动齿轮4内齿轮作反转运 动，行星齿轮架3无公转动力传递而输出转速为0,减速器以离合器分离状态工 作；启动完成后随着给掣动器5柔和施加掣动力，令差动齿轮4渐减转速直至 不转，此时双行星齿轮2被迫位移自转且以差动齿轮4内齿为支点形成公转而推动行星齿轮架3 (输出轴)转动，输出轴转速可平稳上升至给定的传动比i=K 为止，离合器闭合，减速器进入正常工作状态。
这一模式的离合减速器以其简便可靠而适用于大功率电动机、内燃机启动 与减速传动的平稳联接，其优点是掣动力可柔和、间歇调控，消除因启动造成 的突发冲击。
②以调控模式工作的无级变速器，如①所述，不同的是取消掣动器5差 动齿轮4内、外圈都是齿轮，外圈的外齿轮与变速调控齿轮副6常啮，用内燃 机或调速电机作副动力源经超越离合器7与变速调控齿轮副6连接令差动齿轮4 内齿受控转动，给双行星齿轮2另路动力源，出现与双行星齿轮2公转动支点 受控作慢于、等于、快于设计给定行星齿轮架3(输出轴)转动角速K的差动n, 从而完成双行星齿轮2自转转速(主动力机转速)不变而公转转速由副动力协 动改变，完成行星齿轮架3 (输出轴)转速作或降或升的无级变化。
目前，由于油、电双混动力汽车发展已成为巿场取向，显然，以调频、调 磁电机为副动力的并列双混动力驱动尤为必要且具简便、可靠的必然，当设计 给定这一无级变速器基点K的传动比i相似于传统变速器一、或二档者，副动 力电机以某一转速驱动变速调控齿轮副6带动差动齿轮4相对于行星齿轮架3 作等角速差的差动，主动力在经济转速范围内维持变速器输出轴以近似于一或 二档转速工作；若运行工况改变，随机增加副动力电机转速(出力)，给双行星 齿轮2的公转转速加快，变速器输出转速升至近似高档位或降回转速至近似某 一档位而维持不变，这一无级变速器即时传动比i可在所维持的传动比i-K+( -n), i=K+0n、 i=K+ (+n)内正常工作。
此双混动力、差动调速之无级变速器，油、电或电、油两路动力并列驱动、 不需同步、主副位置可以互换；若双混动力中以电力为主动力者，则驱动变速 调控齿轮副6工作的副动力源为内燃机，其间主动力电机不需变频、变磁调速， 变速调控齿轮6的副动力源一一内燃机变速具有与生俱来的优势，无级调速配 置显得更简省而自然。单一动力源的汽车，若运行中因动力机故障或缺油(无电)，车辆只得无奈 地抛锚，本发明双混动力中之主、副动力源，均具有单一动力应急工作的优点， 当两路动力源之一路发生故障或缺油(无电)时，故障一路的输入轴应急掣动， 有动力一路单方投入应急驱动，比时变速器以传动比i《(低档位)传递动力，将
汽车拖走一定的路程，完成自救。
通常，汽车用变速器有空档、倒档功能，本发明之双混动力、差动调速无 级变速器其变速调控齿轮副6与副动力间连接一超越离合器7，在无副动力或转 速低至一定值的状态下，启动主动力源，太阳齿轮1运行，行星齿轮架3因负
载阻力大而差动齿轮4反转，超越离合器打滑，行星齿轮架3 (输出轴)不转，
就是空档；接着启动副动力源或加速达一定值，超越离合器正常工作，差动齿
轮4不转或正转，行星齿轮架3 (输出轴)有转速，就是挂挡；至于倒档，可按 传统配置倒档齿轮8及操作机构即可完成。
鉴于这一无级变速器多以自动控制手段去实现，因此，随车ECU功能配合 尤显得非常重要。
权利要求
1、一种双混动力差动调速的机械式无级变速器，其特征是差动齿轮(4)呈一中空钢轮状，轮的内、外圆都有轮齿，其内齿与双行星齿轮(2)常啮，为双行星齿轮(2)提供公转支点；外齿与变速调控齿轮副(6)常啮，变速调控齿轮副(6)经超越离合器(7)与副动力机联接，是变速调控的纽带。
2、 根据权利要求1所述的双混动力差动调速的机械式无级变速器， 其特征是差动齿轮(4)外圆有一掣动器(5)。
全文摘要
本发明是在定比常啮齿轮结构基础上以双动力差动原理取副动力调控模式令行星齿轮自转转速不变而公转转速改变，实现输出轴作动态变速比i渐进的无级变速，特征是差动齿轮呈一中空钢轮状，轮的内、外圆都有轮齿，其内齿与双行星齿轮常啮，为行星齿轮提供公转支点，外齿与变速调控齿轮副常啮，变速调控齿轮副经超越离合器与副动力机联接。当太阳齿轮获得主动力时，其分别作用于行星齿轮架和差动齿轮上，若转动阻力小，差动齿轮反转行星齿轮架不转；若以阻力静止，主动力转移驱动行星齿轮架正转；若以另一动力带动差动齿轮正向旋转，此时两路动力出力，则行星齿轮架可出现无级变速。本发明尤为适用作双混动力汽车变速器。
文档编号F16H3/44GK101608684SQ20091011422
公开日2009年12月23日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者韦海虎 申请人:韦海虎