本發(fā)明屬于液力變矩器以及起動領(lǐng)域,更具體地說,它是一種用于各種地面車輛、船舶、鐵道機(jī)車以及機(jī)床的復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器。
背景技術(shù):
目前,液力變矩器都是根據(jù)流體靜力學(xué)等原理來設(shè)計(jì)的,它所能傳遞的功率不大,并且效率不高;另外,成本高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種延長發(fā)動機(jī)的使用壽命,結(jié)構(gòu)簡單,操控方便,低成本,節(jié)能高效的復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案以下:
一種復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器,包括輸入軸(1)、輸出軸(3)、第一輸入齒輪副(4)、單向離合器(5)、起動輸入齒輪副(6)、變速機(jī)構(gòu)(7)、固定單向離合器(8)、聯(lián)接齒輪副(9)、雙導(dǎo)輪式液力變矩器(10)、第二輸入齒輪副(11)、超越離合器(12)、起動齒輪(13)、空掛檔機(jī)構(gòu)(14),所述固定單向離合器(8)的輸入端(81)與固定元件聯(lián)接, 所述的輸入軸(1)與輸出軸(3)之間設(shè)有行星齒輪(20)、輸入小齒圈(21)、輸入行星架(22)、輸出大齒圈(23)、輸出行星架(24)、輸入齒圈(25)、輸出小齒輪(26)、輸入單聯(lián)行星架(27)、輸出齒圈(28)、輸出齒輪(29), 輸入小齒圈(21)與第二輸入齒輪副(11)的輸出齒輪(112)、超越離合器(12)的輸出端(122)以及起動齒輪(13)聯(lián)接, 超越離合器(12)的輸入端(121)與輸入軸(1)聯(lián)接, 輸入小齒圈(21)通過輸入行星架(22)上的行星齒輪(20)與輸入行星架(22)、輸出大齒圈(23)相互配合工作,輸出大齒圈(23)與第一輸入齒輪副(4)的輸入齒輪(41)聯(lián)接,第一輸入齒輪副(4)的輸出齒輪(42)與輸入單聯(lián)行星架(27)聯(lián)接,輸入單聯(lián)行星架(27)通過其上的行星齒輪(20)與輸出齒圈(28)、輸出齒輪(29)相互配合工作,輸出齒圈(28)與輸入齒圈(25)聯(lián)接,輸出齒輪(29)與輸出行星架(24)以及起動輸入齒輪副(6)的輸入齒輪(61)聯(lián)接,起動輸入齒輪副(6)的輸出齒輪(62)以及單向離合器(5)的輸入端(51)與空掛檔機(jī)構(gòu)(14)的輸入端(141)聯(lián)接,單向離合器(5)的輸出端(52)與輸入軸(1)聯(lián)接, 空掛檔機(jī)構(gòu)(14)的輸出端(142)與輸出軸(3)聯(lián)接,輸出行星架(24)通過其上的行星齒輪(20)與輸入齒圈(25)、輸出小齒輪(26)相互配合工作,輸出小齒輪(26)與變速機(jī)構(gòu)(7)的輸入端(71)聯(lián)接, 變速機(jī)構(gòu)(7)的輸出端(72)與固定單向離合器(8)的輸出端(82)、聯(lián)接齒輪副(9)的輸入齒輪(91)以及雙導(dǎo)輪式液力變矩器(10)的輸入端(101)聯(lián)接, 聯(lián)接齒輪副(9)的輸出齒輪(92)與輸入行星架(22)聯(lián)接,雙導(dǎo)輪式液力變矩器(10)的輸出端(102)與第二輸入齒輪副(11)的輸入齒輪(111)聯(lián)接。
所述各個需要聯(lián)接的元件, 而被其它若干元件分隔的元件, 可采用中空或聯(lián)接架的方法, 穿過或跨過其它若干元件, 與之連接;當(dāng)聯(lián)接的元件是齒輪或齒圈時,則相互嚙合或聯(lián)接;所述各個齒輪副以及變速機(jī)構(gòu)的傳動比,按實(shí)際需要設(shè)計(jì)。
所述雙導(dǎo)輪式液力變矩器可選用液壓馬達(dá)和液壓泵以及電磁離合器替代。
本發(fā)明應(yīng)用于車輛時,能夠根據(jù)車輛行駛時受到阻力的大小,自動地改變輸出扭矩以及速度的變化。
本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明大部份功率由齒圈、行星齒輪、行星架、波型發(fā)生器、剛輪、齒輪傳遞,因而傳動功率和傳動效率都極大地提高, 而且結(jié)構(gòu)簡單,更易于維修;
(2)本發(fā)明的變矩和變速是自動完成的,能實(shí)現(xiàn)高效率的傳動,并且除了起步以外,都能使發(fā)動機(jī)和起動機(jī)在最佳范圍內(nèi)工作,與其它變速器相比,在發(fā)動機(jī)和起動機(jī)等效的前提下,它降低了發(fā)動機(jī)和起動機(jī)的制造成本;
(3)本發(fā)明使發(fā)動機(jī)和起動機(jī)處于經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn),也就是使發(fā)動機(jī)在非常小污染排放的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作,避免了發(fā)動機(jī)在怠速和高速運(yùn)行時,排放大量廢氣,從而減少了廢氣的排放,有利于保護(hù)環(huán)境;
(4)本發(fā)明能利用內(nèi)部轉(zhuǎn)速差起緩沖和過載保護(hù)的作用,有利于延長發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)以及起動機(jī)的使用壽命,另外,當(dāng)行駛阻力增大,則能使車輛自動降速,反之則升速,有利于提高車輛的行駛性能;
(5)本發(fā)明使輸入功率不間斷,可保證車輛有良好的加速性和較高的平均車速,使發(fā)動機(jī)的磨損減少,延長了大修間隔里程,有利于提高生產(chǎn)率;
(6)本發(fā)明起動時,具有自動變矩和變速的性能,輸入功率不間斷,不會發(fā)生沖擊現(xiàn)象,可保證發(fā)動機(jī)起動平穩(wěn)、減少噪音,使發(fā)動機(jī)的起動磨損減少,并延長了起動電機(jī)以及蓄電池的使用壽命;
(7)本發(fā)明減少了現(xiàn)今起動機(jī)的傳動機(jī)構(gòu),降低了制造成本,發(fā)動機(jī)起動后,只需對起動電機(jī)采取制動措施,使其停止傳動。
另外,本發(fā)明是是一種用于各種地面車輛、船舶、鐵道機(jī)車以及機(jī)床的復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器。
附圖說明
說明書附圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖,附圖中兩個元件之間的連接處,運(yùn)用粗實(shí)線表示固定連接,細(xì)實(shí)線表示兩個元件可以相對轉(zhuǎn)動。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實(shí)施例一:
如圖1中所示,一種復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器,包括輸入軸1、輸出軸3、第一輸入齒輪副4、單向離合器5、起動輸入齒輪副6、變速機(jī)構(gòu)7、固定單向離合器8、聯(lián)接齒輪副9、雙導(dǎo)輪式液力變矩器10、第二輸入齒輪副11、超越離合器12、起動齒輪13、空掛檔機(jī)構(gòu)14,所述固定單向離合器8的輸入端81與固定元件聯(lián)接, 所述的輸入軸1與輸出軸3之間設(shè)有行星齒輪20、輸入小齒圈21、輸入行星架22、輸出大齒圈23、輸出行星架24、輸入齒圈25、輸出小齒輪26、輸入單聯(lián)行星架27、輸出齒圈28、輸出齒輪29, 輸入小齒圈21與第二輸入齒輪副11的輸出齒輪112、超越離合器12的輸出端122以及起動齒輪13聯(lián)接, 超越離合器12的輸入端121與輸入軸1聯(lián)接, 輸入小齒圈21通過輸入行星架22上的行星齒輪20與輸入行星架22、輸出大齒圈23相互配合工作,輸出大齒圈23與第一輸入齒輪副4的輸入齒輪41聯(lián)接,第一輸入齒輪副4的輸出齒輪42與輸入單聯(lián)行星架27聯(lián)接,輸入單聯(lián)行星架27通過其上的行星齒輪20與輸出齒圈28、輸出齒輪29相互配合工作,輸出齒圈28與輸入齒圈25聯(lián)接,輸出齒輪29與輸出行星架24以及起動輸入齒輪副6的輸入齒輪61聯(lián)接,起動輸入齒輪副6的輸出齒輪62以及單向離合器5的輸入端51與空掛檔機(jī)構(gòu)14的輸入端141聯(lián)接,單向離合器5的輸出端52與輸入軸1聯(lián)接, 空掛檔機(jī)構(gòu)14的輸出端142與輸出軸3聯(lián)接,輸出行星架24通過其上的行星齒輪20與輸入齒圈25、輸出小齒輪26相互配合工作,輸出小齒輪26與變速機(jī)構(gòu)7的輸入端71聯(lián)接, 變速機(jī)構(gòu)7的輸出端72與固定單向離合器8的輸出端82、聯(lián)接齒輪副9的輸入齒輪91以及雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸入端101聯(lián)接, 聯(lián)接齒輪副9的輸出齒輪92與輸入行星架22聯(lián)接,雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸出端102與第二輸入齒輪副11的輸入齒輪111聯(lián)接。
輸入單聯(lián)行星架27通過其上的行星齒輪20把傳遞到此的功率分流為兩路,一路流入輸出齒輪29,另一路經(jīng)過輸出齒圈28,傳遞到輸入齒圈25, 輸入齒圈25再通過輸出行星架24上的行星齒輪20把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入輸出行星架24,另一路流入輸出小齒輪26。
由于上述各個元件的轉(zhuǎn)速分配關(guān)系可以改變, 兩路功率流將根據(jù)兩者之間轉(zhuǎn)速分配的變化而變化,當(dāng)輸出行星架24、輸出齒輪29的轉(zhuǎn)速為零時,輸出功率為零,但力矩不為零,此時,輸出行星架24、輸出齒輪29的輸入功率則由一定值改變到最大值,所述的一定值指的是當(dāng)輸出行星架24、輸出齒輪29與各自配合的輸入齒圈25、輸入單聯(lián)行星架27的轉(zhuǎn)速相同時,兩者按行星排力矩比分配輸入功率所得的值,所述的最大值指的是由輸入齒圈25、輸入單聯(lián)行星架27輸入的總功率,也就是說,當(dāng)兩路功率發(fā)生變化時,傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29以及輸出軸3上的力矩也隨之變化。
起動機(jī)的輸入功率由起動齒輪13或發(fā)動機(jī)的輸入功率經(jīng)輸入軸1,再通過超越離合器12傳遞到輸入小齒圈21,并通過輸入行星架22上的行星齒輪20把功率傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23通過第一輸入齒輪副4把功率傳遞到輸入單聯(lián)行星架27,輸入單聯(lián)行星架27再通過其上的行星齒輪20把功率分流為兩路,一路流入輸出齒輪29,另一路流入輸出齒圈28,再流入輸入齒圈25,輸入齒圈25再通過輸出行星架24上的行星齒輪20把功率分流為兩路, 一路流入輸出行星架24,另一路經(jīng)輸出小齒輪26,流入變速機(jī)構(gòu)7的輸入端71,變速機(jī)構(gòu)7的輸出端72再把功率分流為兩路,一路經(jīng)聯(lián)接齒輪副9流入輸入行星架22,另一路流入雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸入端101, 雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸出端102再經(jīng)第二輸入齒輪副11流入輸入小齒圈21,傳遞到輸入小齒圈21的此路功率,則和由起動機(jī)或發(fā)動機(jī)傳遞到輸入小齒圈21的功率匯合,并且與流入輸入行星架22的功率,都通過輸入行星架22上的行星齒輪20傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23再重復(fù)上述過程,使傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的力矩不斷增大,發(fā)動機(jī)起動前,傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的功率經(jīng)起動輸入齒輪副6、空掛檔機(jī)構(gòu)14的輸入端141、單向離合器5以及輸入軸1傳遞到發(fā)動機(jī)曲軸上,發(fā)動機(jī)起動后,接合空掛檔機(jī)構(gòu)14,傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的功率則通過起動輸入齒輪副6以及空掛檔機(jī)構(gòu)14傳遞至本發(fā)明的輸出軸3, 從而實(shí)現(xiàn)了把發(fā)動機(jī)的功率通過輸出軸3對外輸出。
對于本發(fā)明,當(dāng)輸入軸1的轉(zhuǎn)速不變,輸出行星架24、輸出齒輪29以及輸出軸3上的扭矩隨其轉(zhuǎn)速的變化而變化,轉(zhuǎn)速越低,傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29以及輸出軸3上的扭矩就越大,反之,則越小,從而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明能隨車輛行駛阻力的不同而改變力矩以及速度的復(fù)合型雙導(dǎo)輪式液力變矩器以及起動器。
本發(fā)明使用時,設(shè)起動機(jī)通過起動齒輪13輸入的功率、轉(zhuǎn)速以及其負(fù)荷不變,即輸入小齒圈21的轉(zhuǎn)速與扭矩為常數(shù),發(fā)動機(jī)起動前,發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速為零,當(dāng)起動機(jī)啟動,因輸出軸3靜止不動,即輸出行星架24、輸出齒輪29靜止不動, 起動機(jī)的輸入功率經(jīng)起動齒輪13傳遞到輸入小齒圈21, 其中,由于此時沒有功率流入輸入行星架22,并且固定單向離合器8的輸入端81與固定元件聯(lián)接,起限制轉(zhuǎn)向的作用,使輸入行星架22不能與發(fā)動機(jī)相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為零,此時,傳遞到輸入小齒圈21的功率,則通過輸入行星架22上的行星齒輪20把功率傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23再通過第一輸入齒輪副4把功率傳遞到輸入單聯(lián)行星架27,輸入單聯(lián)行星架27再通過其上的行星齒輪20把功率分流為兩路,一路傳遞到輸出齒圈28,另一路傳遞到輸出齒輪29,因輸出軸3靜止不動,即輸出齒輪29靜止不動,起動機(jī)的功率全部流入輸出齒圈28,再傳遞到輸入齒圈25, 輸入齒圈25再通過輸出行星架24上的行星齒輪20把功率分流為兩路,一路傳遞到輸出行星架24,另一路傳遞到輸出小齒輪26,因輸出軸3靜止不動,即輸出行星架24靜止不動,功率全部流入輸出小齒輪26, 輸出小齒輪26再把功率流入變速機(jī)構(gòu)7的輸入端71, 變速機(jī)構(gòu)7的輸出端72則把功率分流為兩路,一路經(jīng)聯(lián)接齒輪副9流入輸入行星架22,另一路流入雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸入端101, 雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸出端102再經(jīng)第二輸入齒輪副11流入輸入小齒圈21,傳遞到輸入小齒圈21的此路功率,則和由起動機(jī)或發(fā)動機(jī)傳遞到輸入小齒圈21的功率匯合,并且與流入輸入行星架22的功率,都通過輸入行星架22上的行星齒輪20傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23再重復(fù)上述過程,并在各個元件之間不斷地進(jìn)行分矩、變矩以及匯矩的反復(fù)循環(huán), 使傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的力矩不斷增大,傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的功率經(jīng)起動輸入齒輪副6、空掛檔機(jī)構(gòu)14的輸入端141、單向離合器5以及輸入軸1傳遞到發(fā)動機(jī)曲軸上,當(dāng)傳遞到發(fā)動機(jī)的曲軸上的扭矩,產(chǎn)生的起動力足以克服發(fā)動機(jī)的起動阻力時,發(fā)動機(jī)則起動并開始加速。
發(fā)動機(jī)起動后,設(shè)發(fā)動機(jī)的輸入功率、輸入轉(zhuǎn)速及其負(fù)荷不變,即輸入軸1的轉(zhuǎn)速與扭矩為常數(shù),汽車起步前,接合空掛檔機(jī)構(gòu)14,輸出軸3的轉(zhuǎn)速為零,發(fā)動機(jī)的輸入功率經(jīng)輸入軸1以及超越離合器12,傳遞到輸入小齒圈21,其中,由于此時沒有功率流入輸入行星架22,并且固定單向離合器8的輸入端81與固定元件聯(lián)接, 起限制轉(zhuǎn)向的作用,使輸入行星架22不能與發(fā)動機(jī)相反的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為零,此時,傳遞到輸入小齒圈21的功率,則通過輸入行星架22上的行星齒輪20把功率傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23再通過第一輸入齒輪副4把功率傳遞到輸入單聯(lián)行星架27,輸入單聯(lián)行星架27再通過其上的行星齒輪20把功率分流為兩路,一路傳遞到輸出齒圈28,另一路傳遞到輸出齒輪29,因輸出軸3靜止不動,即輸出齒輪29靜止不動,起動機(jī)的功率全部流入輸出齒圈28,再傳遞到輸入齒圈25, 輸入齒圈25再通過輸出行星架24上的行星齒輪20把功率分流為兩路,一路傳遞到輸出行星架24,另一路傳遞到輸出小齒輪26,因輸出軸3靜止不動,即輸出行星架24靜止不動,功率全部流入輸出小齒輪26, 輸出小齒輪26再把功率流入變速機(jī)構(gòu)7的輸入端71, 變速機(jī)構(gòu)7的輸出端72則把功率分流為兩路,一路經(jīng)聯(lián)接齒輪副9流入輸入行星架22,另一路流入雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸入端101, 雙導(dǎo)輪式液力變矩器10的輸出端102再經(jīng)第二輸入齒輪副11流入輸入小齒圈21,傳遞到輸入小齒圈21的此路功率,則和由起動機(jī)或發(fā)動機(jī)傳遞到輸入小齒圈21的功率匯合,并且與流入輸入行星架22的功率,都通過輸入行星架22上的行星齒輪20傳遞到輸出大齒圈23,輸出大齒圈23再重復(fù)上述過程,并在各個元件之間不斷地進(jìn)行分矩、變矩以及匯矩的反復(fù)循環(huán), 使傳遞到輸出行星架24、輸出齒輪29上的力矩不斷增大,并通過起動輸入齒輪副6以及空掛檔機(jī)構(gòu)14把功率傳遞至本發(fā)明的輸出軸3, 當(dāng)傳遞到輸出軸3上的扭矩,經(jīng)傳動系統(tǒng)傳動到驅(qū)動輪上產(chǎn)生的牽引力足以克服汽車起步阻力時,汽車則起步并開始加速,與之相聯(lián)的輸出行星架24、輸出齒輪29以及輸出軸3的轉(zhuǎn)速也從零逐漸增加,此時,流入輸入行星架22的功率逐漸減少,從而使輸出軸3的扭矩隨著轉(zhuǎn)速的增加而減少。