分解动力的无级传动装置结构的制作方法
【专利说明】分解动力的无级传动装置结构
[0001 ] 相关美国申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2013年3月15日提交的名为“SPLIT POWER INFINITELY VARIABLETRANSMISS1N”的第61/798,476号美国临时申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
技术领域
[0003]本申请总体涉及无级传动装置，且更具体地涉及包括可变速比单元的无级传动装置的结构。
【背景技术】
[0004]连续传动装置(CVT)利用可变速比单元(“变速器”)以提供连续变化的传动比而非一系列预先设定比率。变速器经由齿轮装置和一个或多个离合器联接在传动装置输入和传动装置输出之间。
[0005]在称为无级传动装置(IVT)的一种类型的连续传动装置中，零输出速度能够独立于在齿轮空挡模式下由驱动单元提供给传动装置的旋转输入速度获得。无级传动装置经常使用变速器和行星式齿轮系，以将动力流动分解成两部分。例如，动力可沿第一路径流过变速器且沿第二路径流过行星式齿轮系。动力也可循环到变速器，由此增加在无级传动装置的操作期间由变速器承受的载荷。用于无级传动装置的许多当前结构使变速器受到循环通过无级传动装置的全部动力载荷。
【发明内容】
[0006]根据本申请的一方面，传动装置能够在多个操作模式下操作且包括输入轴、多个齿轮组、可变速比单元、和多个转矩传递机构。输入轴配置为从驱动单元接收转矩且将转矩传送到传动装置的输出轴。所述多个齿轮组设置在输入轴和输出轴之间。所述多个齿轮组包括联接到输入轴的第一行星齿轮组和联接到输入轴的第二行星齿轮组。可变速比单元联接到第二行星齿轮组且配置为接收动力载荷。所述多个转矩传递机构包括第一离合器和变速器旁通离合器。第一离合器能够接合以将第一行星齿轮组联接到第二行星齿轮组，从而在第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间限定第一动力路径。变速器旁通离合器能够接合以旁通可变速比单元，以使得沿第一动力路径传送的动力传送到变速器旁通离合器而非可变速比单元。由可变速比单元接收的动力载荷在第一离合器接合时和在变速器旁通离合器接合时中的至少一个操作模式下减小。
[0007]在一些实施方式中，当变速器旁通离合器不接合时，传动装置可实现在限定范围内变化的传动比。当变速器旁通离合器接合时，传动装置可实现固定传动比。
[0008]在一些实施方式中，第二行星齿轮组可包括至少一个空转-行星齿轮。传动装置还可包括可以设置在输入轴和输出轴之间的第三行星齿轮组。第三行星齿轮组可联接到第一行星齿轮组。传动装置还可包括可以设置在输入轴和输出轴之间的第四行星齿轮组。第四行星齿轮组可联接到第二行星齿轮组。第四行星齿轮组可包括至少一个空转-行星齿轮。
[0009]根据本申请的另一方面，传动装置能够在多个操作模式下操作且包括输入轴、多个齿轮组、可变速比单元、和多个转矩传递机构。输入轴配置为从驱动单元接收转矩且将转矩传送到传动装置的输出轴。所述多个齿轮组设置在输入轴和输出轴之间。所述多个齿轮组包括联接到输入轴的第一行星齿轮组和联接到输入轴的第二行星齿轮组。可变速比单元联接到第二行星齿轮组且配置为接收动力载荷。所述多个转矩传递机构包括第一离合器和第二离合器。第一离合器能够接合以将第一行星齿轮组联接到第二行星齿轮组，从而在第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间限定第一动力路径。第二离合器能够接合以将第一行星齿轮组联接到第二行星齿轮组，从而在第一行星齿轮组和第二行星齿轮组之间限定第二动力路径。由可变速比单元接收的动力载荷在第一离合器接合时和在第二离合器接合时中的至少一个操作模式下减小。
[0010]在一些实施方式中，传动装置还可包括第三行星齿轮组。第三行星齿轮组可设置在输入轴和输出轴之间且可联接到第一行星齿轮组。传动装置还可包括第四行星齿轮组。第四行星齿轮组可设置在输入轴和输出轴之间且可联接到第二行星齿轮组。
[0011 ]在一些实施方式中，在第一操作模式下，当第一离合器接合且第二离合器接合时，传动装置可实现固定传动比。第一操作模式可实现从第一前进范围到第二前进范围的同步转移。
[0012]在一些实施方式中，第一行星齿轮组可配置为在第一离合器接合时将从输入轴传送到第一行星齿轮组的转矩循环到第二行星齿轮组。第一行星齿轮组可配置为在第二离合器接合时将从输入轴传送到第一行星齿轮组的转矩循环到第二行星齿轮组。
[0013]在一些实施方式中，第一结合部可分解沿第一动力路径从第一行星齿轮组循环到第二行星齿轮组的转矩，以减小由可变速比单元接收的载荷。第二结合部可分解沿第二动力路径从第一行星齿轮组循环到第二行星齿轮组的转矩，以减小由可变速比单元接收的载荷。
[0014]根据本申请的另一方面，传动装置包括输入轴、可变速比单元、和多个转矩传递机构。输入轴配置为从驱动单元接收转矩且将转矩传送到传动装置的输出轴。可变速比单元配置为接收动力载荷。所述多个转矩传递机构能够接合以在输入轴和输出轴之间限定多个动力路径。所述多个转矩传递机构包括第一离合器、第二离合器、和第三离合器。第一离合器、第二离合器、和第三离合器能够与彼此组合地接合以沿第一动力路径、第二动力路径、和第三动力路径传递动力。包括在传动装置中的第一齿轮组配置为在第一离合器接合时沿第一动力路径将动力从输入轴传送到输出轴，在第二离合器接合时沿第二动力路径将动力从输入轴循环回到输入轴，且在第三离合器接合时沿第三动力路径将动力从输入轴循环回到输入轴。
【附图说明】
[0015]在此描述的概念通过示例且并非通过附图中的限制来阐述。为了简化和清楚阐述，在附图中示意的元件并非必然按比例绘制。在适当考虑的情况下，在附图中已经重复使用附图标记以指示对应或类比的元件。
[0016]图1是包括变速器的无级传动装置的简化方框图；
[0017]图2是图1的无级传动装置的变速器的图解视图；
[0018]图3是图1的无级传动装置的结构的方框示意图，示出包括在无级传动装置中的各种部件；
[0019]图4是图3的结构和相关传动装置部件的示意图，在相关传动装置中，变速器处于第一构型；
[0020]图5是图3的结构和相关传动装置部件的示意图，在相关传动装置中，变速器处于第二构型；
[0021]图6是表格，示出能够由图1的无级传动装置实现的各种操作模式和与每种模式关联的传动比；
[0022]图7A是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第一倒退操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0023]图7B是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第一前进操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0024]图7C是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第一变速器旁通操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0025]图7D是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第一同步操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0026]图8A是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第二前进操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0027]图SB是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第二变速器旁通操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0028]图SC是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第二同步操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0029]图9A是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第三前进操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0030]图9B是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第三变速器旁通操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0031]图9C是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第三同步操作模式下通过无级传动装置的动力流动；
[0032]图1OA是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第四前进操作模式下通过无级传动装置的动力流动；以及
[0033]图1OB是图1的无级传动装置的方框示意图，示出在第四变速器旁通操作模式下通过无级传动装置的动力流动。
【具体实施方式】
[0034]虽然本申请的概念易于受到各种修改和替换形式的影响，但是其特定实施方式已经通过图中的示例示出且将在此详细描述。然而，应该理解的是，并非旨在将本申请的概念限制在公开的具体形式，而是相反的旨在覆盖与本申请和所附权利要求一致的所有修改方案、等同方案、替换方案。
[0035]在说明书中引用的“一个实施方式”、“实施方式”、“示意性实施方式”等等指的是描述的实施方式可包括具体特征、结构、或特性，但每个实施方式可必然或不必然包括那个具体特征、结构、或特性。而且，这些短语并非必然指代相同实施方式。而且，当结合实施方式描述具体特征、结构、或特性时，主张的是在本领域技术人员的认识内结合其它实施方式实施这些特征、结构、或特性，无论明确描述与否。
[0036]在图中，一些结构或方法特征可在特定布置方式和/或顺序下示出。然而，应该理解到可不要求这些特定布置方式和/或顺序。实际上，在一些实施方式中，这些特征可能以与在示意性视图中示出的不同的方式和/或顺序设置。附加地，将一结构或方法特征包括在具体视图中不意味着在所有实施方式中需要所述特征，且在一些实施方式中所述特征可不被包括或可与其它特征结合。
[0037]现在参照图1，示意性机动车辆100包括驱动单元102、联接到驱动单元102的传动装置104、以及联接到传动装置104的车辆载荷106。驱动单元102可实施为具有往复或旋转构型的任何类型的电动机或内燃机，往复或旋转构型向传动装置104且通过传动装置向车辆载荷106提供旋转动力。例如，驱动单元102可实施为四冲程活塞发动机、柴油机、或旋转发动机。车辆载荷106可实施为或包括驱动轮、履带、推进装置等等，它们在通过驱动单元102经由传动装置106驱动时向机动车辆100施加移动。附加地，车辆载荷106可以是辅助变速箱(例如，分动箱或钥匙箱(drop box))或取力装置，诸如，栗、混合机、升降机、翻扬机、压缩机、压实机、或鼓风机。
[0038]旋转动力由驱动单元102产生且经由包括在驱动单元102中的驱动单元输出轴110传送到传动装置104。驱动单元输出轴110联接到包括在传动装置104中的传动装置输入轴112。附加地，来自传动装置104的旋转动力从传动装置输出轴114传送到车辆载荷106。
[0039]传动装置104确保由驱动单元102产生的旋转动力向车辆载荷106的可控施加。如下文讨论的，传动装置104包括多个齿轮组，所述多个齿轮组使得由驱动单元102产生的速度和转矩能够被转换以由车辆载荷106使用。
[0040]传动装置104能够在多个操作模式下操作，以将由驱动单元102供应的旋转动力从传动装置输入轴112传送到传动装置输出轴114。每个操作模式使得输入速度(S卩，在传动装置输入轴112处)到输出速度(S卩，在传动装置输出轴114处)的至少一个比率能够被实现。如以下讨论的，利用变速器116的传动装置104的操作模式使得传动比的范围能够被实现，而不利用变速器116的操作模式使得仅单一传动比能够被实现。
[0041]图1的传动装置104被示意性实施为无级传动装置。传动装置104除了输入轴112和输出轴114之外还包括变速器116、多个离合器、以及多个齿轮组。所述多个离合器包括第一离合器118、第二离合器120、第三离合器122、第四离合器124、以及变速器旁通离合器126。所述多个齿轮组包括第一齿轮组128、第二齿轮组130、第三齿轮组132、和第四齿轮组134。
[0042]如下文讨论的，无级传动装置104能够操作以将从驱动单元112供应的