专利名称：机动车用速度自动控制油门及变速器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车用速度自动控制油门及变速器装置。适用于汽车及其它机动车。
目前，汽车行驶速度的高低，无论是档位变速还是无级变速，都是靠发动机油门的大小与变速器档位的高低来实现的，由于汽车在运行过程中，载重量的多少、路面的好坏、坡度以及风力、风向等条件的影响，使汽车的行驶速度及牵引力发生很大变化，而现有技术只能靠驾驶员根据自己的判断加减油门或改变档位，以达到不同的牵引力及行驶速度，由于人操作时难免会有失误，所以对发动机油门的控制与汽车的行驶速度不可能达到最佳状态。在汽车使用过程中，汽车发动机的空载及小负荷运转也是很多的，因而浪费了燃料和减少了发动机的使用寿命。
本发明的目的是提供一种结构简单、成本较低、节省燃料、提高发动机使用寿命、操作方便的机动车用速度自动控制油门及变速器装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种机动车用速度自动控制油门及变速器装置，它由速度控制及速度检测机构、速度控制液压阀、油门及变速控制液压阀、油门顶杆液压缸、控制无级变速液压缸、无级变速机构、动力输出轴、滑动联轴器及发动机扭矩控制机构、发动机输出轴及凸轮联轴器、油泵组成；速度控制及速度检测机构驱动速度控制液压阀，速度控制液压阀通过管道与油门及变速控制液压阀相连通，油门及变速控制液压阀分别通过管道与油门顶杆液压缸和控制无级变速液压缸相连通，控制无级变速液压缸控制无级变速机构，无级变速机构驱动动力输出轴，动力输出轴驱动速度检测机构，发动机输出轴及凸轮联轴器与滑动联轴器及发动机扭矩控制机构相联接，滑动联轴器及发动机扭矩控制机构分别驱动无级变速机构和油门及变速控制液压阀。
本发明的工作原理如下
使用本装置后，驾驶员不用考虑油门及变速器，而只操纵速度控制机构就可以控制油门的大小及档位的高低，使发动机输出轴总是保持在最佳扭矩的情况下而达到理想的行驶速度。
驾驶员操纵速度控制机构时，不管他给出的行驶速度是多少，而速度控制液压阀的输出只有三种不同的液压信号，即高压信号表示未达到所要求的速度，中压信号表示正好符合所要求的速度，低压信号表示超过了所要求的速度。这三种液压信号又送到受控于发动机扭矩控制机构作用的油门及变速控制液压阀，从而达到控制油门的大小及档位的高位。
本发明的优点是结构简单、成本较低，本装置能使发动机不浪费输出功率，以最少的转数达到理想的速度和行驶最长距离。它不但给驾驶员带来极大方便，而且可以节省大量燃料和减少发动机的磨损，提高发动机的使用寿命。
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步描述
图1为本发明的原理框图。
图2为本发明实施例1的结构示意图。
图3为图2中的发动机输出轴及凸轮联轴器的结构示意图。
图4为图3的仰视图。
图5为图2中滑动联轴器及发动机扭矩控制机构的结构示意图。
图6为图5的俯视图。
图7为本发明的实施例2的速度控制及速度检测机构的结构示意图。
由图1-6所示的实施例1可知，它由速度控制及速度检测机构、速度控制液压阀、油门及变速控制液压阀、油门顶杆液压缸、控制无级变速液压缸、无级变速机构、动力输出轴、滑动联轴器及发动机扭矩控制机构、发动机输出轴及凸轮联轴器、油泵组成；速度控制及速度检测机构驱动速度控制液压阀，速度控制液压阀通过管道与油门及变速控制液压阀相连通，油门及变速控制液压阀分别通过管道与油门顶杆液压缸和控制无级变速液压缸相连通，控制无级变速液压缸控制无级变速机构，无级变速机构驱动动力输出轴，动力输出轴驱动速度检测机构，发动机输出轴及凸轮联轴器与滑动联轴器及发动机扭矩控制机构相联接，滑动联轴器及发动机扭矩控制机构分别驱动无级变速机构和油门及变速控制液压阀。
速度控制及速度检测机构由脚踏速度控制杆23、弹簧25、电位器22、发电机21、电源35、电磁铁铁芯29、31、电磁铁线圈30、32、复位弹簧33、齿轮组19、20组成，弹簧25套在脚踏速度控制杆23上，脚踏速度控制杆23的另一端与电位器22的动触点联动，电磁铁芯31为L型，其一端与电磁铁铁芯29相对应，其另一端与速度控制液压阀的旋芯38固定连接，复位弹簧33的一端与铁芯31的拐角端相接触，发电机21由齿轮组19、20驱动，齿轮19装在输出轴18上，齿轮20装在发电机21的轴上，发电机21的输出与电源35串联组成组合电源，电磁铁线圈30、32并联后与电位器22串接在组合电源两端，电磁铁铁芯的对应端为同极性。
速度控制液压阀由阀体39、旋芯38组成，阀体39通过油泵接口36和管道与油泵相连通，阀体39通过出油口和管道44与油门及变速控制液压阀的进油口相连通，在阀体39出油口两侧设有泄压口40、42，在旋芯38上设有一通孔27，在通孔27与油泵接口36相通端的两侧设有保压缺口37与通孔27相连通，在通孔27与阀体出油口相通端的右侧设有缺口41以便沟通与泄压口40与通孔27的连通，在通孔27与阀体出油口相通端的左侧设有连通泄压口42和阀体出油口的缺口43，在旋芯38上与通孔27垂直一侧固定有电磁铁铁芯31。
油门及变速控制液压阀由阀体46、旋芯47组成，阀体46的进油口通过管道44与速度控制液压阀的出油口相连通，阀体46的两个出油口分别通过管道与油门顶杆液压缸和控制无级变速液压缸相连通，在阀体46两个出油口相邻侧分别设有泄压口54、57，在旋芯47上设有的Y型三通孔28分别与阀体46的进油口和两个出油口相连通，在Y型三通孔28与进油口相通端两侧设有的保压缺口45与T型三通孔28相连通，在T型三通孔28的两个与阀体出油口相通端的相邻侧各设有连通泄压口与出油口的缺口55、56，在T型三通孔28的两个与出油口相通端的非相邻侧各设有缺口49、59，以便沟通与泄压口54、57与T型三通孔28的连通，在旋芯47上设有缺口55、56的一侧设有与旋芯47固定连接的旋芯联杆48。
油门顶杆液压缸由缸体50、活塞51、弹簧52、油门顶杆53组成，活塞51与油门顶杆53固定连接，弹簧52套在油门顶杆53上。
控制无级变速液压缸由缸体15、活塞17、介轮轴14、弹簧16组成，活塞17与介轮轴14固定联接，弹簧16套在介轮轴14上。
无级变速机构由主动轮11、中介轮12、从动轮13组成，中介轮12装在介轮轴14上，主动轮11装在发动机输出过渡轴5上，从动轮13装在输出轴18上，主动轮11和从动轮13均为锥形磨擦轮。
发动机输出轴1与凸轮联轴器2为固定联接(参见图3、4)。
滑动联轴器及发动机扭矩控制机构由滑动联轴器4、发动机输出过渡轴5、弹簧6、离心拨叉7、8、滑动套9、拨叉支架10组成，滑动联轴器4(参见图5、6)与发动机输出过渡轴5为花键联接，在滑动联轴器4的上端通过滚轮轴74装有一对滚轮3，在滑动联轴器4周边设有环形滑道槽，油门及变速控制液压阀的旋芯联杆48的受控端伸入滑动联轴器的环形滑道槽中，滑动套9装在发动机输出过渡轴5上，弹簧6套在滑动套9与滑动联轴器4之间的发动机输出过渡轴5上，滑动套9周边上设有环形滑道槽，离心拨叉7、8为L型，其受控端分别伸入滑动套9的环形滑道槽中，其拐角处分别通过销轴固定在拨叉支架10上，拨叉支架10固定在发动机输出过渡轴5上。
在图1-6中，24、26、34、62、66为弹簧座，64、65为轴承，73为轴承座。
下面结合实施例1说明本发明的工作过程(以汽车为例)当汽车起步或加速时，脚踏速度控制杆23向h向移动，电位器电阻变大，电磁铁线圈30、32电流减小，铁芯29、31所产生的磁力减弱，由于铁芯对应端的磁性为同性，所以它们之间的排斥力减小，由于弹簧33的作用，会使铁芯及旋芯联杆31向d向移动，旋芯38也向d向转动，这时缺口41与泄压口40关闭，使高压液体经管道44进入旋芯47，高压液体经缺口49倒入液压缸50推动活塞51与油门顶杆53使油门加大。同时也经缺口59及管道58进入液压缸15，使活塞17推动介轮轴14及中介轮12向e向移动，使从动轮13与主动轮11的转速比加大，但是油门的大小与变速器转速比的大小又由与旋芯47紧固的旋芯联杆48控制，旋芯联杆48由滑动联轴器4控制，滑动联轴器4与发动机输出过渡轴5用花键联接，并可以在轴5上轴向滑动，当发动机输出轴1带动凸轮联轴器2以图中g向转动时，由于弹簧6的作用会使滑动联轴器4向凸轮联轴器2有一定压力，而滑动联轴器4又带动轴5转动需一定的力矩，滚轮3又会沿凸轮联轴器2的凸轮的斜面向b向移动，如果转动力矩正好符合这一转速的发动机最佳力矩，旋芯联杆48就不转动。如果扭力偏大时，滑动联轴器4就带动旋芯联杆48向b向转动，这时就会关闭缺口59与管道58的通道，而缺口49还可与油缸50直通。如果力矩偏大太多，旋芯47转动角度较大时，缺口56把管道58与泄压口57接通，由于弹簧16的作用，使液压缸15中的液压油经泄压口57泄出。而液压缸50由于缺口49还会直通。反之，如果滑动联轴器4所受的力矩偏小时，就会带动旋芯联杆48及旋芯47向a向转动，缺口55就把泄压口54与液压缸50接通，由于弹簧52的作用使液压缸50泄压，油门减小，而由于缺口59的作用使变速轮增速。总之通过增油减速，或减油增速来达到发动机输出过渡轴5总能接近最佳的扭矩状态。
当驾驶员需减速时，操纵脚踏速度控制杆23向i向移动，使电位器22电阻减小，这时电磁铁芯29、31之间的排斥力增强，使旋芯38向c向转动，缺口41就与泄压口40接通，转动角度小时，缺口41通过泄压口40泄一部分压力，使管道44还通过一点液压，角度再大时，堵塞管道44，如果角度再大时，使缺口43把管道44与泄压口42接通，泄去液压缸15、50中的液压，使中介轮12向f向移动，从动轮13的转速下降，由于弹簧52的作用使油门顶杆53减小油门。
在匀速行驶过程中，遇到上坡时在脚踏速度控制杆23未发生变化的情况下，滑动联轴器4会马上接收到扭力加大并向b向移动，旋芯47关闭管道58，缺口49与液压缸50接通，由于正处于理想速度运行中，缺口41与泄压口40和管道44处于半开半关状态，所以液压缸50所受的压力不能使活塞51移动，这时如果扭力加大并超过了要求的最佳扭力，而使滑动联轴器4带动旋芯联杆48继续向b向转动，缺口56把管道58与泄压口57接通，中介轮12会向f向移动，输出轴19及齿轮组19、20的转速会降低，电磁铁线圈30、32中的电流减弱，旋芯38向d向转动，缺口41与泄压口40关闭，高压液压入液压缸50，使油门加大。下坡时与上面的道理相同，只是旋芯的转动方向不同。
由于发动机在不同转速下的扭力是不同的，转速越高扭力越大，由拨叉支架10、离心拨叉7、8、滑动套9组成的发动机扭矩控制机构的作用，可以保证不同转速下的最佳扭矩，其工作原理是这样的拨叉支架10与发动机过渡轴5紧固，滑动套9随轴转动并能在轴5上轴向滑动，离心拨叉7、8转动时的离心力会带动滑套对弹簧6有一定的压力，发动机的转速越高，轴5及拨叉支架10的转速越高，离心拨叉7、8的离心力越大，离心拨叉7、8会使滑套9对弹簧6的压力加大，滚轮3对凸轮联轴器的斜面的压力加大，这时滑动联轴器4在接收较大扭力情况下才能向b向移动，发动机转速降低时同理。
本发明的实施例1的速度控制及速度检测机构是采用电路控制实现的，也可以采用机构控制形式(见图7)，即本发明的实施例2。
由图7所示的速度控制及速度检测机构可知，速度控制及速度检测机构由脚踏控制杆60、弹簧61、T型拨叉63、滑动套68、离心拨叉69、70、拨叉支架71组成，滑动套68装在输出轴18上，弹簧67装在滑动套68与弹簧座66之间的输出轴18上，滑动套68设有两道环形槽，速度控制液压阀旋芯联杆72与拨叉63的受控端伸入滑动套68的同一道环形槽内，离心拨叉69、70的受控端伸入滑动套68的另一道环形槽内，离心拨叉69、70为L型，其拐角处通过销轴固定在拨叉支架71上，拨叉支架71固定在输出轴18上；T型拨叉63上固定有弹簧座62并套有弹簧61，脚踏速度控制杆60为L型，其一端套在T型拨叉63上并与弹簧61相接触。
图7所示的速度控制及速度检测机构的工作原理如下当需要加速时，脚踏速度控制杆60压缩弹簧61使T型拨叉63带动滑动套68压缩弹簧67，并使速度控制液压阀旋芯联杆72带动旋芯38转动，给出高压液压信号。速度加大后离心拨叉69、70的离心力加大，会带动滑套68对弹簧67压力减小，并使旋芯38随之转动。如减速时脚踏速度控制杆60对弹簧61压力减小，T型拨叉63及滑套68对弹簧67的压力减小，旋芯38的转动会使速度下降。
权利要求
1.一种机动车用速度自动控制油门及变速器装置，其特征在于它由速度控制及速度检测机构、速度控制液压阀、油门及变速控制液压阀、油门顶杆液压缸、控制无级变速液压缸、无级变速机构、动力输出轴、滑动联轴器及发动机扭矩控制机构、发动机输出轴及凸轮联轴器、油泵组成；速度控制及速度检测机构驱动速度控制液压阀，速度控制液压阀通过管道与油门及变速控制液压阀相连通，油门及变速控制液压阀分别通过管道与油门顶杆液压缸和控制无级变速液压缸相连通，控制无级变速液压缸控制无级变速机构，无级变速机构驱动动力输出轴，动力输出轴驱动速度检测机构，发动机输出轴及凸轮联轴器与滑动联轴器及发动机扭矩控制机构相联接，滑动联轴器及发动机扭矩控制机构分别驱动无级变速机构和油门及变速控制液压阀。
2.根据权利要求1的所述的装置，其特征在于速度控制及速度检测机构由脚踏速度控制杆(23)、弹簧(25)、电位器(22)、发电机(21)、电源(35)、电磁铁铁芯(29)、(31)、电磁铁线圈(30)、(32)、复位弹簧(33)、齿轮组(19)、(20)组成，弹簧(25)套在脚踏速度控制杆(23)上，脚踏速度控制杆(23)的另一端与电位器(22)的动触点联动，电磁铁芯(31)为L型，其一端与电磁铁铁芯(29)相对应，其另一端与速度控制液压阀的旋芯(38)固定连接，复位弹簧(33)的一端与铁芯(31)的拐角端相接触，发电机(21)由齿轮组(19)、(20)驱动，齿轮(19)装在输出轴(18)上，齿轮(20)装在发电机(21)的轴上，发电机(21)的输出与电源(35)串联组成组合电源，电磁铁线圈(30)、(32)并联后与电位器(22)串接在组合电源两端，电磁铁铁芯的对应端为同极性。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于速度控制及速度检测机构由脚踏控制杆(60)、弹簧(61)、T型拨叉(63)、滑动套(68)、离心拨叉(69)、(70)、拨叉支架(71)组成，滑动套(68)装在输出轴(18)上，弹簧(67)装在滑动套(68)与弹簧座(66)之间的输出轴(18)上，滑动套(68)设有两道环形槽，速度控制液压阀旋芯联杆(72)与拨叉(63)的受控端伸入滑动套(68)的同一道环形槽内，离心拨叉(69)、(70)的受控端伸入滑动套(68)的另一道环形槽内，离心拨叉(69)、(70)为L型，其拐角处通过销轴固定在拨叉支架(71)上，拨叉支架(71)固定在输出轴(18)上；T型拨叉(63)上固定有弹簧座(62)并套有弹簧(61)，脚踏速度控制杆(60)为L型，其一端套在T型拨叉(63)上并与弹簧(61)相接触。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于速度控制液压阀由阀体(39)、旋芯(38)组成，阀体(39)通过油泵接口(36)和管道与油泵相连通，阀体(39)通过出油口和管道(44)与油门及变速控制液压阀的进油口相连通，在阀体(39)出油口两侧设有泄压口(40)、(42)，在旋芯(38)上设有一通孔(27)，在通孔(27)与油泵接口(36)相通端的两侧设有保压缺口(37)与通孔(27)相连通，在通孔(27)与阀体出油口相通端的右侧设有缺口(41)以便沟通与泄压口(40)与通孔(27)的连通，在通孔(27)与阀体出油口相通端的左侧设有连通泄压口(42)和阀体出油口的缺口(43)，在旋芯(38)上与通孔(27)垂直一侧固定有电磁铁铁芯(31)。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于油门及变速控制液压阀由阀体(46)、旋芯(47)组成，阀体(46)的进油口通过管道(44)与速度控制液压阀的出油口相连通，阀体(46)的两个出油口分别通过管道与油门顶杆液压缸和控制无级变速液压缸相连通，在阀体(46)两个出油口相邻侧分别设有泄压口(54)、(57)，在旋芯(47)上设有的Y型三通孔(28)分别与阀体(46)的进油口和两个出油口相连通，在Y型三通孔(28)与进油口相通端两侧设有的保压缺口(45)与T型三通孔(28)相连通，在T型三通孔(28)的两个与阀体出油口相通端的相邻侧各设有连通泄压口与出油口的缺口(55)、(56)，在T型三通孔(28)的两个与出油口相通端的非相邻侧各设有缺口(49)、(59)，以便沟通与泄压口(54)、(57)与T型三通孔(28)的连通，在旋芯(47)上设有缺口(55)、(56)的一侧设有与旋芯(47)固定连接的旋芯联杆(48)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于油门顶杆液压缸由缸体(50)、活塞(51)、弹簧(52)、油门顶杆(53)组成，活塞(51)与油门顶杆(53)固定连接，弹簧(52)套在油门顶杆(53)上。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于控制无级变速液压缸由缸体(15)、活塞(17)、介轮轴(14)、弹簧(16)组成，活塞(17)与介轮轴(14)固定联接，弹簧(16)套在介轮轴(14)上。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于无级变速机构由主动轮(11)、中介轮(12)、从动轮(13)组成，中介轮(12)装在介轮轴(14)上，主动轮(11)装在发动机输出过渡轴(5)上，从动轮(13)装在输出轴(18)上，主动轮(11)和从动轮(13)均为锥形磨擦轮。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于发动机输出轴(1)与凸轮联轴器(2)为固定联接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于滑动联轴器及发动机扭矩控制机构由滑动联轴器(4)、发动机输出过渡轴(5)、弹簧(6)、离心拨叉(7)、(8)、滑动套(9)、拨叉支架(10)组成，滑动联轴器(4)与发动机输出过渡轴(5)为花键联接，在滑动联轴器(4)的上端通过滚轮轴(74)装有一对滚轮(3)，在滑动联轴器(4)周边设有环形滑道槽，油门及变速控制液压阀的旋芯联杆(48)的受控端伸入滑动联轴器的环形滑道槽中，滑动套(9)装在发动机输出过渡轴(5)上，弹簧(6)套在滑动套(9)与滑动联轴器(4)之间的发动机输出过渡轴(5)上，滑动套(9)周边上设有环形滑道槽，离心拨叉(7)、(8)为L型。其受控端分别伸入滑动套(9)的环形滑道槽中，其拐角处分别通过销轴固定在拨叉支架(10)上，拨叉支架(10)固定在发动机输出过渡轴(5)上。
全文摘要
本发明涉及一种机动车用速度自动控制油门及变速器装置。适用于汽车及其它机动车。本发明由速度控制及速度检测机构、速度控制液压阀、油门及变速控制液压阀、油门顶杆液压缸、控制无级变速液压缸、无级变速机构、动力输出轴、滑动联轴器及发动机扭矩控制机构、发动机输出轴及凸轮联轴器、油泵组成。本发明的优点是主要解决了汽车运行过程中发动机空负荷及小负荷运转和驾驶员操纵时不断改变档位和油门的麻烦。驾驶员操纵时只给出汽车所需的速度信号,本装置可在保证发动机最佳输出扭矩的情况下达到操纵时的行驶速度。本发明使汽车发动机以最少的转数行驶最大的距离,可以节约能源,延长发动机使用寿命。
文档编号B60K31/00GK1377793SQ0111033
公开日2002年11月6日 申请日期2001年4月4日 优先权日2001年4月4日
发明者刘凤云 申请人:刘凤云