本公開總體上涉及包括連續(xù)可變變速器(CVT)的傳動(dòng)系。更具體地，本公開涉及設(shè)置有雙功能CVT的用于非公路車輛的傳動(dòng)系。

背景技術(shù)：

CVT在所有類型的車輛中都十分吸引人，因?yàn)槠渚哂羞B續(xù)地改變原動(dòng)機(jī)的輸出與車輛的車輪或其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件之間的速度比的能力。

在某些非公路車輛中，如果能使用CVT的輸出驅(qū)動(dòng)車輪之外的其他功能，將會(huì)是有利的。

附圖說明

在附圖中：

圖1是傳動(dòng)系的框圖，其包括根據(jù)第一示例性實(shí)施例的雙功能CVT；CVT示出為處于欠驅(qū)動(dòng)配置中；

圖2是與圖1類似的框圖，并且示出CVT處于過驅(qū)動(dòng)配置中；

圖3是顯示了CVT的輸出速度和附件驅(qū)動(dòng)部軸的輸出速度相對(duì)于圖1的傳動(dòng)系的CVT比率的圖示；

圖4是傳動(dòng)系的框圖，其包括根據(jù)第二示例性實(shí)施例的雙功能CVT；CVT示出為處于欠驅(qū)動(dòng)配置中；

圖5是類似圖4的框圖，并且示出CVT處于過驅(qū)動(dòng)配置中；

圖6是顯示了CVT的輸出速度和附件驅(qū)動(dòng)部軸的輸出速度相對(duì)于圖4的傳動(dòng)系的CVT比率的圖示；

圖7是傳動(dòng)系的框圖，其包括根據(jù)第三示例性實(shí)施例的雙功能CVT。

具體實(shí)施方式

本公開的一目標(biāo)大體上是提供改進(jìn)的包括CVT的傳動(dòng)系。更具體地，一目標(biāo)是提供設(shè)置有雙功能CVT的用于非公路車輛的傳動(dòng)系，其中，CVT的輸出可以用于驅(qū)動(dòng)車輛的車輪和/或驅(qū)動(dòng)附件驅(qū)動(dòng)部。

更具體地，根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了一種用于車輛的傳動(dòng)系，該車輛包括接地車輪和附件驅(qū)動(dòng)部。該傳動(dòng)系包括原動(dòng)機(jī)和CVT，所述原動(dòng)機(jī)具有輸出軸，所述CVT具有關(guān)聯(lián)于原動(dòng)機(jī)的輸出軸的輸入部、以及為接地車輪和附件驅(qū)動(dòng)部二者提供動(dòng)力的輸出部。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供了一種用于車輛的傳動(dòng)系，該車輛包括接地車輪、具有輸出軸的原動(dòng)機(jī)、和附件驅(qū)動(dòng)部。傳動(dòng)系包括CVT，所述CVT具有關(guān)聯(lián)于原動(dòng)機(jī)的輸出軸的輸入部以及為地面接觸輪和附件驅(qū)動(dòng)部提供動(dòng)力的輸出部。

在權(quán)利要求書和/或說明書中，結(jié)合術(shù)語“包括”使用詞語“一”可以意指“一個(gè)”，但其也與“一個(gè)或多個(gè)”、“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多于一個(gè)”的意思一致。類似地，詞語“另一”可以指至少第二個(gè)或更多個(gè)。

如在說明書和(一個(gè)或多個(gè))權(quán)利要求中使用的，詞語“包含”(及其任意形式)、“具有”(及其任意形式)、“包括”(及其任意形式)或“含有”(及其任意形式)是包括性或開放式的，并且不排除另外的、未記載的元件或過程步驟。

需注意，在此以及在所附權(quán)利要求書中，表述“原動(dòng)機(jī)(prime mover)”指的是內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、或任意其他機(jī)械功率產(chǎn)生元件或組件。

需注意，表述“CVT”(代指連續(xù)可變變速器)在此被用于描述任意類型的CVT，包括環(huán)形(toroidal)CVT、雙腔全環(huán)形CVT、半環(huán)形CVT、單腔環(huán)形CVT、靜壓CVT、可變直徑滑輪CVT、磁性CVT、棘輪CVT和錐形CVT。

需注意，在此以及在所附權(quán)利要求書中，當(dāng)在CVT的語境中使用表述“過驅(qū)動(dòng)(overdrive)”時(shí)，其被解釋為這樣一種條件：CVT比率使得CVT輸出速度高于CVT輸入速度。(輸出速度比輸入速度的)CVT比率因此高于一比一(1:1)。

需注意，在此以及在所附的權(quán)利要求書中，當(dāng)在CVT的語境中使用表述“欠驅(qū)動(dòng)(underdrive)”時(shí)，其被解釋為這樣一種條件：CVT比率使CVT輸出速度低于CVT輸入速度。(輸出速度比輸入速度的)CVT比率因此低于一比一(1:1)。

需注意，在此以及在所附的權(quán)利要求書中，表述“非公路車輛”被解釋為任意類型的、被設(shè)計(jì)為具體用于非公路使用的車輛，包括建筑車輛和農(nóng)用車輛等。

需注意，在此以及在所附的權(quán)利要求書中，表述“附件驅(qū)動(dòng)部”被解釋為需要來自原動(dòng)機(jī)的功率的、車輛的除主動(dòng)輪之外的機(jī)械、電學(xué)或液壓部件(一個(gè)或多個(gè))和組件(一個(gè)或多個(gè))。

需注意，在此以及在所附的權(quán)利要求書中，表述“傳動(dòng)系”被解釋為一中間機(jī)構(gòu)，來自原動(dòng)機(jī)的功率通過該中間機(jī)構(gòu)傳遞至車輛的車輪，并且這一機(jī)構(gòu)附加至該原動(dòng)機(jī)。

通過閱讀以下對(duì)其示例性實(shí)施例的非限制性說明(作為僅參考附圖的示例給出)，設(shè)置有雙功能CVT的用于非公路車輛的傳動(dòng)系的其它目標(biāo)、優(yōu)勢和特征將變得顯而易見。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖的圖1-3，將描述根據(jù)第一示例性實(shí)施例的包括雙功能CVT的傳動(dòng)系10。

傳動(dòng)系10包括內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)(ICE)12形式的原動(dòng)機(jī)、雙功能CVT 14和行星齒輪系16。

ICE 12包括輸出軸18，其連接至CVT 14的輸入盤20和22。輸入盤20和22通過CVT軸24互連。CVT 14的輸出盤26可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝至CVT軸24，并且限定CVT 14的輸出。滾子(roller)28以常規(guī)方式將輸入盤20和22互連至輸出盤26。

相信這樣的CVT 14的操作是已知的，并且在此將不作詳細(xì)描述。需注意，滾子28相對(duì)于CVT軸24的角度確定CVT比率。

雙功能CVT 14的第一功能是提供動(dòng)力至非公路車輛的車輪(未示出)。因此，CVT的輸出盤26連接至齒輪系30，該齒輪系30包括連接至輸出盤26的第一齒輪32，以及嚙合第一齒輪32并連接至軸36的第二齒輪34，軸36直接或間接地連接至非公路車輛的車輪(未示出)。因此，車輛車輪的轉(zhuǎn)速由輸出軸18的轉(zhuǎn)速以及CVT 14的比率確定。

雙功能CVT 14的第二功能是提供動(dòng)力至附件驅(qū)動(dòng)部。圖1-2的傳動(dòng)系10可以同時(shí)以不同的轉(zhuǎn)速提供動(dòng)力至車輪和附件驅(qū)動(dòng)部二者。為此，行星齒輪系16包括形式為太陽齒輪38(其連接至CVT 14的輸出盤26)的第一輸入；形式為行星架40(其連接至CVT 14的輸入盤22-24)的第二輸入；形式為環(huán)形齒輪42(其限定附件驅(qū)動(dòng)部)的輸出，以及行星輪44，該行星輪使太陽齒輪38和環(huán)形齒輪42互連。

圖1示出傳動(dòng)系10處于完全欠驅(qū)動(dòng)位置，即其中，輸出盤26以其相對(duì)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；而圖2示出傳動(dòng)系10處于完全過驅(qū)動(dòng)位置，即其中，輸出盤26以其相對(duì)較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

在操作中，由于CVT的輸入和輸出盤總是沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，因此太陽齒輪38和行星架40也沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，取決于選定的CVT比率，太陽齒輪38的速度可以比行星輪40更慢或更塊。因此，作為結(jié)果的環(huán)形齒輪44的轉(zhuǎn)速隨CVT 14的比率變化，其沿著與行星架40相同的方向。換言之，環(huán)形齒輪44沿著與行星架40相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且其速度隨CVT比率的增大而增大。

圖3以實(shí)線相對(duì)于CVT比率示出了CVT輸出速度，并且，以虛線相對(duì)于CVT比率示出了附件驅(qū)動(dòng)部的速度。需注意，在兩個(gè)元件處于相同速度的情況下CVT比率值與附件驅(qū)動(dòng)部速度的斜率取決于多種因素，包括行星齒輪系16的各種齒輪比。因此，對(duì)于特定的非公路車輛，可以計(jì)算齒輪比，以在特定的CVT輸出速率處產(chǎn)生特定的附件驅(qū)動(dòng)部速度。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，由于可以在輸出軸36和車輛的車輪(未示出)之間設(shè)置其他元件，例如多速變速器，因此可以在保持恒定的附件驅(qū)動(dòng)部速度的同時(shí)、在一定程度上改變車輛的對(duì)地速度。

同樣對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，CVT 14同時(shí)提供動(dòng)力至車輛車輪和附件驅(qū)動(dòng)部二者。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可以在環(huán)形齒輪42和附件驅(qū)動(dòng)部之間設(shè)置離合器裝置(未示出)，以允許選擇性地從傳動(dòng)系分離附件驅(qū)動(dòng)部。

可選地，傳動(dòng)系10可以設(shè)置有常規(guī)PTO軸46(以虛線示出)，以便以與ICE輸出軸18相同的速度驅(qū)動(dòng)附件。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖的圖4-6，將描述根據(jù)第二示例性實(shí)施例的傳動(dòng)系100。由于該傳動(dòng)系100和上文描述的傳動(dòng)系10十分相似，為簡潔起見，下文僅討論區(qū)別。

總體來說，這兩個(gè)傳動(dòng)系之間的主要區(qū)別涉及行星齒輪系102至傳動(dòng)系的各種元件的互連。

更具體地，在傳動(dòng)系100中，太陽齒輪104連接至CVT 14的輸出盤26；環(huán)形齒輪106連接至CVT 14的輸入盤22-24，并且行星架108限定附件驅(qū)動(dòng)部輸出。當(dāng)然，行星輪110通常地將太陽齒輪104和環(huán)形齒輪106互連。

圖4示出傳動(dòng)系100處于完全欠驅(qū)動(dòng)位置，即其中，輸出盤26以其相對(duì)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；而圖5示出傳動(dòng)系100處于完全過驅(qū)動(dòng)位置，即其中，輸出盤26以其相對(duì)較高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。

在操作中，由于CVT的輸入和輸出盤總是沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，所以太陽齒輪104和行星架108也沿相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，取決于選定的CVT比率，太陽齒輪104的速度可以比行星輪108更慢或更塊。由于環(huán)形齒輪108明顯比太陽齒輪大，行星架106沿與環(huán)形齒輪106相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所產(chǎn)生的速度隨CVT 14的比率而相反變化。換言之，隨著CVT比率增加，由此CVT輸出速度增加，附件驅(qū)動(dòng)部速度降低。

這在附圖的圖6中是顯然的，其以實(shí)線相對(duì)于CVT比率示出了CVT輸出速度，并且，以虛線相對(duì)于CVT比率示出了附件驅(qū)動(dòng)部速度。需注意，在兩個(gè)元件處于相同速度的情況下CVT比率值與附件驅(qū)動(dòng)部速度的斜率取決于多種因素，包括行星齒輪系102的各種齒輪比。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，由于可以在輸出軸36和車輪(未示出)之間設(shè)置其他元件，因此可以在保持恒定的附件驅(qū)動(dòng)部的速度的同時(shí)在一定程度上改變車輛的對(duì)地速度。

另外，同樣對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，CVT 14同時(shí)提供動(dòng)力至車輛車輪和附件驅(qū)動(dòng)部二者。

當(dāng)例如在使用連接至附件驅(qū)動(dòng)部的液壓泵(未示出)的農(nóng)用車輛中使用時(shí)，并且在對(duì)地速度較低時(shí)使用時(shí)，這一構(gòu)造是吸引人的。例如，當(dāng)裝載拖拉機(jī)停止或以較低對(duì)地速度行駛時(shí)，其使用其液壓動(dòng)力的附屬件。當(dāng)在這一情況中時(shí)，設(shè)置CVT比率至完全欠驅(qū)動(dòng)(見圖4)，并且附件驅(qū)動(dòng)部的速度處于最快。在相反情況下，當(dāng)拖拉機(jī)以全速行駛并且不使用其附屬件時(shí)，CVT比率被設(shè)置在完全過驅(qū)動(dòng)(見圖5)，并且未被使用的液壓泵處于其較低速度。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在一些情況下，行星齒輪系被設(shè)計(jì)為使得其輸出速度在CVT比率被設(shè)置至完全過驅(qū)動(dòng)時(shí)是零。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可以在行星架108和附件驅(qū)動(dòng)部之間設(shè)置離合裝置(未示出)，以允許從傳動(dòng)系選擇性分離附件驅(qū)動(dòng)部。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還將理解，盡管已經(jīng)在上文描述了行星齒輪系至CVT和至附件驅(qū)動(dòng)部的兩種連接配置，但是其他互連將是可能的。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖的圖7，將描述根據(jù)第三示例性實(shí)施例的傳動(dòng)系200。

傳動(dòng)系200包括原動(dòng)機(jī)12和CVT 14，但通常缺少行星齒輪系。確切地，CVT 14的輸出盤26連接至軸202，第一和第二齒輪對(duì)204和206安裝在該軸上。

更具體地，第一齒輪對(duì)204包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝至軸202的齒輪208、以及與齒輪208嚙合并連接至輸出軸36的齒輪210。第二齒輪對(duì)206包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝至軸202的齒輪212、以及與齒輪212嚙合并連接至輸出軸216的齒輪214。

傳動(dòng)系200還包括同步器218，其配置為可移除地將齒輪208和212中的一個(gè)配合至軸202，以隨其轉(zhuǎn)動(dòng)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖7中示意性示出的同步器218示出為處于中立狀態(tài)。然而，在致動(dòng)器(未示出)的動(dòng)作下，同步器可以移動(dòng)至右側(cè)，以連接CVT的輸出至附件驅(qū)動(dòng)部；或移動(dòng)至左側(cè)，以連接CVT的輸出至車輪。

因此，設(shè)置有傳動(dòng)系200的非公路車輛可以使用CVT 14的輸出來為接地車輪提供動(dòng)力，以使車輛運(yùn)動(dòng)至具體工作位置，并且隨后，當(dāng)車輛停止時(shí)，使用CVT的輸出為附件驅(qū)動(dòng)部提供動(dòng)力，以例如驅(qū)動(dòng)其附屬件。

將理解，同步器218可以由其它類型的選擇機(jī)構(gòu)(例如離合器)替代。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管示出齒輪對(duì)204和206具有相同的尺寸，但是可以根據(jù)車輪和附件驅(qū)動(dòng)部所需要的速度來選擇這些齒輪對(duì)。

如上文討論的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解：可以在輸出軸36和非公路車輛的車輪(未示出)之間設(shè)置其它傳動(dòng)元件。這些傳動(dòng)元件的部分是離合器、同步器和差動(dòng)傳動(dòng)器。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，盡管在附圖中示出CVT為環(huán)形CVT，但是可以使用其他類型的CVT，包括可變尺寸滑輪CVT、磁性CVT、棘輪CVT，靜壓CVT和錐形CVT。當(dāng)然，考慮到CVT元件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向(其可以根據(jù)使用的CVT技術(shù)而變化)，可需要對(duì)元件之間的互連進(jìn)行改變。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，圖1、2、4、5和7的圖示是十分概略的，并且，實(shí)際的傳動(dòng)系需要諸多其他元件來工作。

需理解，設(shè)置有雙功能CVT的用于非公路車輛的傳動(dòng)系不限制于其在上文所述和附圖中所示的部件和構(gòu)造細(xì)節(jié)中的應(yīng)用。設(shè)置有雙功能CVT的用于非公路車輛的傳動(dòng)系能夠具有其他實(shí)施例且能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)。還需理解，本文使用的措辭或術(shù)語是為了描述而不是限制的目的。因此，盡管上文已經(jīng)通過其示例性實(shí)施例描述了設(shè)置有雙功能CVT的非公路車輛傳動(dòng)系，但是在不脫離本發(fā)明的精神、范圍和本質(zhì)的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行修改。