一種基于可變行程往復(fù)運動的cvt變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，包括輸入軸和輸出軸，輸入軸上設(shè)有可變行程裝置，連桿其中一端輸入端連桿支點安裝在可變行程裝置上，連桿的另一端輸出端連桿支點安裝在單向離合器上，且單向離合器與輸出軸連接，輸出軸的端部通過齒輪變速機(jī)構(gòu)將運動輸出。該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器相比傳統(tǒng)的CVT變速器，從系統(tǒng)中移除了液壓活塞缸和輸入離合器，從而可以使摩擦損失及運行過程中特殊階段的損失減少，以便有一個高效率的起動。
【專利說明】—種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]一般的無級變速器在工作時，變速部分由主動輪、V型金屬帶和被動輪組成，每個帶輪都由兩個帶有斜面的錐盤組成，其中一個錐盤是固定的，另一個錐盤通過變速器控制模塊控制液壓閥使其軸向達(dá)到變速的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，CVT (Continuously VariableTransmission,連續(xù)可變傳動)的結(jié)構(gòu)不但復(fù)雜，技術(shù)難度大；而且，零部件制造成本高；鋼帶打滑無法精確控制，導(dǎo)致傳動效率低；同時，現(xiàn)有CVT采用液壓控制，相比機(jī)械傳動傳動效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題提供一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其目的是通過改變與輸入軸連接的輸入端連桿支點的旋轉(zhuǎn)半徑來實現(xiàn)變速，省去了液壓活塞缸和輸入離合器，減少摩擦損失及運行過程中的損失，提高起動效率。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，包括輸入軸和輸出軸，所述的輸入軸上設(shè)有可變行程裝置，連桿其中一端輸入端連桿支點安裝在可變行程裝置上，連桿的另一端輸出端連桿支點安裝在單向離合器上，且單向離合器與輸出軸連接，所述的輸出軸的端部通過齒輪變速機(jī)構(gòu)將運動輸出。
[0005]具有上述結(jié)構(gòu)的該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器具有以下優(yōu)點:
[0006]1.該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器允許發(fā)動機(jī)的扭矩控制在最有效的工作點附近，提高了發(fā)動機(jī)的工作效率；相比傳統(tǒng)的CVT變速器，從系統(tǒng)中移除了液壓活塞缸和輸入離合器，從而可以使摩擦損失及運行過程中特殊階段的損失減少，以便有一個高效率的起動。
[0007]2.該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器通過設(shè)置減震部件將改善車子和動力系統(tǒng)這個整體，CVT變速器的脈沖相位同發(fā)動機(jī)的燃燒周期脈沖是相聯(lián)系的，它可以減少扭力減震器的使用或不需要它們，通過將此CVT變速器的許多改變傳動比的機(jī)構(gòu)合并到一起可以使它們的扭矩相位交迭，這樣可以使扭矩脈沖的影響變小，也可以減少單向離合器的震動載荷，達(dá)到增加壽命的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0009]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明實現(xiàn)聞速比的不意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明實現(xiàn)低速比的示意圖。[0012]圖4為本發(fā)明中輸入與輸出之間的角度關(guān)系圖。
[0013]圖5為本發(fā)明中輸入端連桿支點旋轉(zhuǎn)半徑與輸出角度關(guān)系圖。
[0014]圖6為本發(fā)明中實現(xiàn)輸入端連桿支點旋轉(zhuǎn)半徑變化的機(jī)械原理圖。
[0015]在圖1-6中，1:可變行程裝置；11:滑槽；2:輸入軸；3:連桿；31:輸入端連桿支點；32:輸出端連桿支點；4:單向離合器；5:輸出軸。
【具體實施方式】
[0016]圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖，圖2和圖3分別為實現(xiàn)高速比和低速比的示意圖，圖4為本發(fā)明中輸入與輸出之間的角度關(guān)系圖，圖5為本發(fā)明中輸入端連桿支點旋轉(zhuǎn)半徑與輸出角度關(guān)系圖。由圖1-圖5所示結(jié)構(gòu)結(jié)合可知，該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器包括輸入軸2和輸出軸5，輸入軸2上設(shè)有可變行程裝置1，連桿3其中一端輸入端連桿支點31安裝在可變行程裝置I上，連桿3的另一端輸出端連桿支點32安裝在單向離合器4上，且單向離合器4與輸出軸5連接，輸入軸2的旋轉(zhuǎn)運動通過可變行程裝置I轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿3的往復(fù)運動，連桿3的往復(fù)運動通過單向離合器4轉(zhuǎn)變成輸出軸5的單向旋轉(zhuǎn)運動；所述的輸出軸5的端部通過齒輪變速機(jī)構(gòu)將運動輸出，齒輪變速機(jī)構(gòu)包括齒輪組、惰輪、同步器和撥叉。
[0017]可變行程裝置I是從輸入軸2的圓心處開始，且沿輸入軸的半徑方向設(shè)置的滑槽11，輸入端連桿支點31位于滑槽11的內(nèi)部，且沿滑槽11的長度方向做自由運動；且，輸入軸2與輸出軸5之間的傳動比隨著輸入端連桿支點31在滑槽11中的位置確定，且輸入端連桿支點31在滑槽11中的位置是連續(xù)變化的。
[0018]具體的，輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑可通過以下方式實現(xiàn):
[0019]作為本發(fā)明第一種實現(xiàn)輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑變化的實施方式為:滑槽11內(nèi)且沿滑槽11的長度方向設(shè)有絲桿，輸入端連桿支點31通過螺母安裝在絲桿上，且螺母沿絲桿上的螺紋做上下運動。根據(jù)絲桿的旋轉(zhuǎn)方向和圈數(shù)使得輸入端連桿支點31上的螺母將沿著絲桿的螺紋做上下運動，這個CVT變速器在不同相位下實施輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑改變的機(jī)構(gòu)，是通過絲桿的共同操作將每個輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑設(shè)置相同。
[0020]作為本發(fā)明第二種實現(xiàn)輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑變化的實施方式為:滑槽11為液壓缸，通過液壓控制保證輸入端連桿支點31在液壓缸內(nèi)做往復(fù)運動；液壓控制的好處是，通過關(guān)閉液壓回路，保證輸入端連桿支點31相對于輸入軸2的圓心具有固定的半徑；油路泄壓時，保證輸入端連桿支點31迅速移動到端點位置，保證輸入端連桿支點31相對于輸入軸2的圓心的半徑移動到一個極端值。
[0021]作為本發(fā)明第三種實現(xiàn)輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑變化的實施方式為:滑槽11為氣壓缸，通過氣壓控制保證輸入端連桿支點31在氣壓缸內(nèi)做往復(fù)運動；關(guān)閉氣壓回路，保證輸入端連桿支點31相對于輸入軸2的圓心具有固定的半徑；氣體泄壓時，保證輸入端連桿支點31迅速移動到端點位置，保證輸入端連桿支點31相對于輸入軸2的圓心的半徑移動到一個極端值。
[0022]作為本發(fā)明第四種實現(xiàn)輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑變化的實施方式如說明書附圖6所示結(jié)構(gòu):利用典型的機(jī)械方法實現(xiàn)輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑變化，兩個圓盤以一定的關(guān)系相互旋轉(zhuǎn)，支點位于兩個槽交迭處被固定，通過位于兩個圓盤槽之間的銷來固定這個支點。
[0023]在輸入軸2與輸出軸5之間通過連桿3連接，連桿機(jī)構(gòu)將輸入端的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿3的往復(fù)運動，再通過單向離合器4將往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蛐D(zhuǎn)運動；輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑通過上述液壓、氣壓或絲桿機(jī)構(gòu)等方法進(jìn)行改變，使輸入端連桿支點31沿輸入軸2徑向做往復(fù)運動，這樣就可以改變輸出端連桿支點32的往復(fù)運動行程，實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。輸入端連桿支點31旋轉(zhuǎn)半徑大時，輸出端往復(fù)運動的行程大，傳動比小，輸入端連桿支點31旋轉(zhuǎn)半徑小時，輸出端往復(fù)運動的行程小，傳動比大。
[0024]輸出端連桿支點32的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動通過單向離合器4轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蛐D(zhuǎn)運動輸出，此往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗蛐D(zhuǎn)運動的過程中，只有往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動逆時針方向時，才能通過單向離合器4帶動輸出軸5運動，在往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動順時針時，輸出端連桿支點32在單向離合器4上自由轉(zhuǎn)動,不傳遞動力；此系統(tǒng)輸入軸2的轉(zhuǎn)速與輸出軸5上輸出端連桿支點32的轉(zhuǎn)速關(guān)系為正弦波的關(guān)系，通過單向離合器4的作用，輸出軸5只有半波范圍內(nèi)有動力輸出，但是要保證輸出軸5的動力不會出現(xiàn)中斷，必須增加一個相同的改變傳動比的機(jī)構(gòu)，兩機(jī)構(gòu)之間的相位相差180度。具體轉(zhuǎn)變關(guān)系見圖3 ;輸出旋轉(zhuǎn)角度的大小是通過輸入端連桿支點31的旋轉(zhuǎn)半徑改變來調(diào)整的，簡單的描述見圖4。
[0025]這個CVT變速器的傳動比是通過輸出軸5與輸入軸2之間輸入端連桿支點31、輸出端連桿支點32的旋轉(zhuǎn)半徑比來定義的，因輸入軸2上輸入端連桿支點31的半徑是連續(xù)變化的，故這個CVT變速器的傳動比也是連續(xù)變化的；輸出軸5上增加一個齒輪組以及惰輪來實現(xiàn)前進(jìn)檔、空檔、倒檔，通過同步器及撥叉來控制檔位的切換。
[0026]本發(fā)明因通過連桿實現(xiàn)速比變化，故輸入軸2上恒定的轉(zhuǎn)動速度通過連桿機(jī)構(gòu)傳遞到輸出軸5的過程中將產(chǎn)生一個周期或脈沖的扭矩，這個脈沖扭矩不通過減震器或者其他措施來消除將引起變速箱使用者抱怨；因此，為消除本發(fā)明CVT變速器上的脈沖扭矩可以采用與消除發(fā)動機(jī)動力沖程及點火產(chǎn)生的脈沖扭矩的類似方法，這些方法包括:
[0027]1.同發(fā)動機(jī)上增加缸數(shù)的方法來減緩扭矩跳動的方法相似，在CVT變速器的不同相位增加相同的改變傳動比的機(jī)構(gòu)，各機(jī)構(gòu)在不同相位相互運轉(zhuǎn)，扭矩跳動相互抵消。
[0028]2.增加反轉(zhuǎn)軸去抵消這些脈沖扭矩(如發(fā)動機(jī)上的凸輪軸)。
[0029]3.通過修改現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的減震器可以實現(xiàn)這個CVT變速器減震，以便它實現(xiàn)雙重功能。但是，CVT變速器的一些專用減震方法仍然是必需的。
[0030]為保證本發(fā)明更好的實施，空檔時，為保證車輛剎車時不會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)停轉(zhuǎn)，需要CVT變速器迅速改變它的效率；CVT變速器的輸出軸5上增加一個齒輪組來實現(xiàn)倒檔，通過使用選檔撥叉和同步器等傳統(tǒng)的手動變速箱方法去完成前進(jìn)檔、空檔和倒檔的選擇，不需要其他附加的離合器；CVT變速器可以使用簡單的方法使整個過程中有效傳動比從零增加到無窮大。所以這個系統(tǒng)將在沒有離合器、柔性聯(lián)軸器或液力變速器的情況下可以滿足速度在零附近時動力不會中斷；因單向離合器4的存在，意味著在駕駛員松油門或車子下坡減速時沒有發(fā)動機(jī)制動，在車子效率方面可以作為一個優(yōu)點，相比其他情況下，在高的工作負(fù)載下需要設(shè)計車子制動；單向離合器4將提供坡道停車的特性，即使在空檔的情況下，單向離合器4也能阻止車子坡道上后退，這也使坡道起步和起動變的簡單。
[0031]該種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器允許發(fā)動機(jī)的扭矩控制在最有效的工作點附近，提高了發(fā)動機(jī)的工作效率；相比傳統(tǒng)的CVT變速器，從系統(tǒng)中移除了液壓活塞缸和輸入離合器，從而可以使摩擦損失及運行過程中特殊階段的損失減少，以便有一個高效率的起動；同時，通過設(shè)置減震部件將改善車子和動力系統(tǒng)這個整體，CVT變速器的脈沖相位同發(fā)動機(jī)的燃燒周期脈沖是相聯(lián)系的，它可以減少扭力減震器的使用或不需要它們，通過將此CVT變速器的許多改變傳動比的機(jī)構(gòu)合并到一起可以使它們的扭矩相位交迭，這樣可以使扭矩脈沖的影響變小，也可以減少單向離合器的震動載荷，達(dá)到增加壽命的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，包括輸入軸(2)和輸出軸(5)，其特征在于:所述的輸入軸(2 )上設(shè)有可變行程裝置(I )，連桿(3 )其中一端輸入端連桿支點(31)安裝在可變行程裝置(I)上，連桿(3)的另一端輸出端連桿支點(32)安裝在單向離合器(4)上，且單向離合器(4)與輸出軸(5)連接；所述的輸出軸(5)的端部通過齒輪變速機(jī)構(gòu)將運動輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述齒輪變速機(jī)構(gòu)包括齒輪組、惰輪、同步器和撥叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:輸入軸(2 )的旋轉(zhuǎn)運動通過可變行程裝置(I)轉(zhuǎn)變?yōu)檫B桿(3 )的往復(fù)運動，連桿(3 )的往復(fù)運動通過單向離合器(4)轉(zhuǎn)變成輸出軸(5)的單向旋轉(zhuǎn)運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的可變行程裝置(I)是從輸入軸(2)的圓心處開始，且沿輸入軸的半徑方向設(shè)置的滑槽(11)，輸入端連桿支點(31)位于滑槽(11)的內(nèi)部，且沿滑槽(11)的長度方向做自由運動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的可變行程裝置(I)是在輸入軸(2)上設(shè)有兩個同心、且相互旋轉(zhuǎn)的圓盤，其中一個圓盤上設(shè)有過圓心且沿直徑方向延伸的槽，另一個圓盤上設(shè)有弧形槽，輸入端連桿支點(31)被固定于兩個槽交迭處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的輸入軸(2 )與輸出軸(5 )之間的傳動比隨著輸入端連桿支點(31)在滑槽(11)中的位置確定，且輸入端連桿支點(31)在滑槽(11)中的位置是連續(xù)變化的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的滑槽(11)內(nèi)且沿滑槽(11)的長度方向設(shè)有絲桿，輸入端連桿支點(31)通過螺母安裝在絲桿上，且螺母沿絲桿上的螺紋做上下運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的滑槽(11)為液壓缸，通過液壓控制保證輸入端連桿支點(31)在液壓缸內(nèi)做往復(fù)運動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種基于可變行程往復(fù)運動的CVT變速器，其特征在于:所述的滑槽(11)為氣壓缸，通過氣壓控制保證輸入端連桿支點(31)在氣壓缸內(nèi)做往復(fù)運動。
【文檔編號】F16H21/14GK103851147SQ201410100902
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】史時文, 魯代峰, 王鳳娟, 汪好, 韓英 申請人:奇瑞重工股份有限公司