專利名稱：帶有復(fù)合超速傳動器的動力傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種動力傳動裝置，特別是最大輸出速度由一行星齒輪變速器和由一動力源裝置驅(qū)動的復(fù)合超速傳動器產(chǎn)生。
傳統(tǒng)的動力傳動裝置采用多個子裝置，用于改善由一動力源產(chǎn)生的驅(qū)動力的性能。
通常，動力由傳動裝置傳遞以便以最佳速度和扭矩被輸出。重要的是使變速器適于最佳速度和扭矩。
傳動裝置的一個實例是一變速器，其包括分別具有不同傳動比的齒輪組總成，變速器按照源于動力源的輸出的驅(qū)動力輸出速度。
目前，變速器分為手動和自動變速器。自動變速器的目的是提供最佳速度的輸出并改善燃料經(jīng)濟性。通過加裝一通過一初始行星齒輪組、復(fù)合齒輪組和一最后齒輪組而驅(qū)動的輔助齒輪組而作出了各種嘗試，以增加由自動變速器產(chǎn)生的速比數(shù)。
輔助齒輪組與一輸入軸或動力源的一曲軸同軸對準(zhǔn)。
此種裝置的一個實例公開在1996年7月23日授權(quán)給Tanzer等人的美國專利No．5538482中，其描述了提供超速傳動和直接驅(qū)動的多速軸機構(gòu)。其公開了使用具有各第一摩擦件的一離合器和一制動裝置來增加速比數(shù)。從而其可在一超速傳動模式下運轉(zhuǎn)。此裝置具有分別適于兩個主軸的制動器和離合器，因而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜其僅能在單一一個超速傳動模式下運轉(zhuǎn)。
超速傳動裝置的另一實例公開在1999年9月14日授權(quán)給Briceland的美國專利No．5951424中。一連續(xù)可變驅(qū)動變速器的該發(fā)明被公開。Briceland僅要求保護(hù)類似于傳統(tǒng)超速傳動裝置的簡單的行星齒輪組。它是不能令人滿意的，因為根據(jù)Briceland的公式具有限定的ωcl=0的速比的增加僅為25％。另一個缺點是，該專利沒有去除用于控制行星齒輪組的閥。
另一個多速自動變速器公開在1999年2月9日授權(quán)給Beim等人的美國專利No．5868645中。該專利的特征披露了多級變速。配置的由一動力源驅(qū)動的多個軸，例如中間軸、輸入軸和輸出軸，從而在扭矩在其中傳遞期間造成扭矩的損失。為了減少各軸的扭矩?fù)p失，配設(shè)有一驅(qū)動離合器。該變速器是一在驅(qū)動期間手動的傳統(tǒng)類型。
上述公開內(nèi)容試圖分別通過變速器和超速傳動器改善燃料經(jīng)濟性，沒有涉及輔助裝置。
本發(fā)明的一個目的是提供一種復(fù)合超速傳動器，用于提高輸出軸的速度。
本發(fā)明的另一個目的是提供與齒輪組連續(xù)嚙合的自動變速器，以實現(xiàn)一改進(jìn)的自動變速器。
本發(fā)明的另一個目的是提供驅(qū)動傳遞裝置總成，其適合于從一動力源、復(fù)合超速傳動器以及一變速器到輸出軸。
裝置總成的簡單結(jié)構(gòu)特別具有優(yōu)點。該裝置補償了扭矩?fù)p失。
本發(fā)明包括具有一內(nèi)燃機的動力源裝置；用于傳遞所述動力源的驅(qū)動力的第一驅(qū)動傳動件；具有一上齒輪和下齒輪的第二驅(qū)動傳動件，用于傳遞第一驅(qū)動傳動件的驅(qū)動力；一輸出軸，用于輸出第二驅(qū)動傳動件的扭矩和速度；一連接第一驅(qū)動傳動件和第二驅(qū)動傳動件的高超速傳動器，用于高超速傳動所述輸出軸的速比數(shù)并控制由所述第一驅(qū)動傳動件輸入的輸出驅(qū)動力；以及一與第二驅(qū)動傳動件的所述下齒輪和所述輸出軸連續(xù)嚙合的自動變速器，所述變速器通過一支承件同軸對準(zhǔn)，所述變速器包括一前傳動齒輪組，用于在其中將由所述第二驅(qū)動傳動件傳遞的扭矩改變成至少為三的速比數(shù)；用于超速傳動所述輸出軸的速度的一低速超速傳動齒輪；一后傳動齒輪組，具有一用于顛倒第二驅(qū)動傳動件的轉(zhuǎn)動的惰輪。
下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是本發(fā)明一示意圖；圖2是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的分解視圖；圖3A-3F是本發(fā)明一優(yōu)選實施例的行星齒輪組的剖面視圖；圖4是本發(fā)明離合驅(qū)動機構(gòu)的示意圖；圖5表示一制動件；圖6是本發(fā)明一發(fā)動機的剖面視圖；圖7是本發(fā)明一高超速傳動器(hyper-overdriver)的剖面視圖；圖8是本發(fā)明另一實施例的一制動件；圖9表明圖8的細(xì)節(jié)。
下面結(jié)合


本發(fā)明。
參見圖1，帶有復(fù)合超速傳動器(multiple overdriver)的動力傳動裝置包括一具有一內(nèi)燃機80的動力源裝置E；用于從動力源傳遞驅(qū)動力的第一驅(qū)動傳動件100；用于從第一驅(qū)動傳動件100傳遞驅(qū)動力的第二驅(qū)動傳動件200具有一上齒輪220和一下齒輪1；用于通過第二驅(qū)動傳動件200輸出扭矩和速度的輸出軸2；一高超速傳動器400連接第一驅(qū)動傳動件100和第二驅(qū)動傳動件200，用于高超速傳動輸出軸2的速比數(shù)(speed ratio number)并控制由第一驅(qū)動傳動件100輸入的輸出驅(qū)動力；以及與第二驅(qū)動傳動件200的下齒輪1和輸出軸2連續(xù)嚙合的自動變速器99，借此自動變速器99通過支承件60軸向?qū)?zhǔn)。
第一驅(qū)動傳動件100和第二驅(qū)動傳動件200適于是齒輪或皮帶。該實施例相應(yīng)地描述齒輪。
變速器99與第二驅(qū)動傳動裝置200的下齒輪1連續(xù)嚙合，如圖2所示。輸出軸2形成在一端部，用于接收變速器99的動力扭矩。變速器99具有一行星齒輪組，與輸出軸2軸向?qū)?zhǔn)并由支承件60支承。
行星齒輪組包括前傳動齒輪組42A、42B、42C，用于在其中將由第二驅(qū)動傳動裝置200傳遞的扭矩和速度改變成至少為3的速比數(shù)；一低超速傳動齒輪42D，用于超速傳動輸出軸2的速度；一后傳動齒輪組42R，具有一用于顛倒第二驅(qū)動傳動件200的轉(zhuǎn)動的惰輪53；一傾覆齒輪組(overturn gearset)42I，用于在變速器99高速傳動時增加制動效率。傾覆齒輪組42I具有一反向齒輪43I，用于顛倒僅以高速反向轉(zhuǎn)動的輸出軸2的方向。
行星齒輪組分別具有不同的傳動比數(shù)并沿相同方向旋轉(zhuǎn)，如圖3A-3F所示。行星齒輪組包括多個太陽齒輪組47A、47B、47C、47D、47R、47I(組合標(biāo)示為47)，與輸出軸2軸向?qū)?zhǔn)并分別具有不同的傳動比數(shù)；多個行星齒輪組43A、43B、43C、43D、43R、43I(組合標(biāo)示為43)，與太陽齒輪組47的外表面嚙合并分別具有不同的傳動比數(shù)；多個環(huán)形齒輪組44A、44B、44C、44D、44R、44I(組合標(biāo)示為44)，形成有與行星齒輪組43嚙合的內(nèi)齒以及與第二傳動件200的下齒輪1連續(xù)嚙合的外齒，環(huán)形齒輪組44適配于太陽齒輪組47和行星齒輪組43；以及用于支承行星齒輪組43的托架45A、45B、45C、45R、45I(組合標(biāo)示為45)，托架45對稱地形成在環(huán)形齒輪組44的兩側(cè)。
前傳動齒輪組42A、42B、42C具有線性增加的傳動比數(shù)。低超速傳動齒輪42D具有相對于前傳動齒輪組42A、42B、42C非線性增加的傳動比數(shù)。這使得太陽齒輪組47的半徑線性和非線性地變化。
支承件60是一單向支承，用于增加作為組裝支承組件的制動效率。
托架45通過將動力扭矩傳遞到輸出軸2的制動件30實施制動。
圖4是制動件30的示意圖，其包括用于制動托架45的多個制動件30、用于選擇性地驅(qū)動制動件30的多個液壓驅(qū)動件20、以及用于驅(qū)動通過產(chǎn)生電信號而得以驅(qū)動的液壓驅(qū)動件20的變速桿10。
制動件30在圖1和圖5中詳細(xì)示出。
制動件30包括一與托架45的外表面接觸并與之產(chǎn)生摩擦的制動瓦33，用于推或拉制動瓦33的推桿34，以及由變速桿10驅(qū)動用于驅(qū)動推桿34的液壓缸36。制動瓦33成形為托架45外表面的曲線形。
動力源裝置E的內(nèi)燃機80以至少兩個對稱地安裝。參見圖6，內(nèi)燃機80是傾斜的，內(nèi)燃機80的氣缸蓋82形成一體以及遠(yuǎn)端的曲柄軸84。
由于動量矢量和，一體形發(fā)動機增加了發(fā)動機的效率。
高超速傳動器目的是高超速傳動和驅(qū)動輸出軸2。
如圖7所示，高超速傳動器400包括一正齒輪420，具有一形成一恒定傳動比數(shù)的行星齒輪組并用于控制第一驅(qū)動傳動件100的驅(qū)動扭矩；一高速超速傳動齒輪(high overdrive gear)440，具有一相對于低速超速傳動齒輪42D非線性地增加的行星齒輪組并用于高超速傳動輸出軸2。行星齒輪組包括與第二驅(qū)動傳動件200的上齒輪220軸向?qū)?zhǔn)并分別具有不同傳動比數(shù)的多個太陽齒輪組422、442；與太陽齒輪組422、442的外表面嚙合并分別具有不同傳動比數(shù)的行星齒輪組426、446；一環(huán)形齒輪組428、448，形成有與行星齒輪組426、446嚙合的內(nèi)齒以及與第一驅(qū)動傳動件100連續(xù)嚙合的外齒；環(huán)形齒輪428、448適配于太陽齒輪組422、442和行星齒輪組426、446；以及一用于支承行星齒輪組426、446的托架429、449，托架429、449對稱地形成在環(huán)形齒輪組428、448的兩側(cè)。
參見圖7，其示出用于選擇正齒輪420和高速超速傳動齒輪440的驅(qū)動模式的制動桿500。一曲柄銷520與制動桿500連接，一推／拉壓力裝置540與曲柄銷520連接，用于驅(qū)動推／拉壓力裝置540的液壓驅(qū)動件560以及產(chǎn)生驅(qū)動被驅(qū)動的液壓驅(qū)動件560的電信號的選速桿580。
下面描述設(shè)備的操作。
該動力傳動裝置選擇性地工作在正常模式、低速超速傳動模式和高超速傳動模式下以尋求作為動力源裝置E的內(nèi)燃機80的效率。
正常模式包括驅(qū)動自動變速器99。
用戶選擇最佳條件的變速器99的模式。
第一驅(qū)動傳動件100與曲柄軸84對準(zhǔn)并借助于內(nèi)燃機80的動力轉(zhuǎn)動，從而高超速傳動器400的環(huán)形齒輪組428、448同時轉(zhuǎn)動。制動桿500不制動環(huán)形齒輪組428、448，從而動力扭矩不傳遞到第一驅(qū)動傳動裝置100。為了產(chǎn)生正常模式條件，制動桿500制動正齒輪420的托架429。與托架429對準(zhǔn)的行星齒輪組426造成正齒輪420的制動，使得動力扭矩不傳遞到第一驅(qū)動傳動件100。該動力扭矩使與第二驅(qū)動傳動件200的低速齒輪1連續(xù)嚙合的環(huán)形齒輪組44轉(zhuǎn)動。
如果在環(huán)形齒輪組44轉(zhuǎn)動時制動件30不制動自動變速器99的托架45，則驅(qū)動動力扭矩不被輸出。
自動變速器99在產(chǎn)生電信號的第一等級下被選擇，使得液壓驅(qū)動件20從而被驅(qū)動。液壓驅(qū)動件20驅(qū)動制動件30以施壓于液壓缸36。液壓缸36的該壓力推動推桿34，與推桿34連接的制動瓦33接觸托架45。由制動瓦33的墊32造成的與托架45的接觸使托架45停止轉(zhuǎn)動。行星齒輪組43由于托架45的停止而轉(zhuǎn)動，動力扭矩由第二驅(qū)動傳動件200的低速齒輪1輸出。這種狀態(tài)被自動變速器99選定為第一等級。
制動件74、74’的另一實施例示于圖8。制動件74、74’對稱地安裝在托架45的下部。行星齒輪組裝放其中的一殼體70在其兩下側(cè)具有穿孔72。對稱制動桿74、74’插入穿孔72。
如圖9所示，制動桿74的端面形成摩擦部75，其成形為托架45的外表面的曲線形。摩擦部75具有一其上形成有一腔狀區(qū)域的中空段76，中空段76具有一彈性件77。彈性件77的上端側(cè)附著于狀為三角形的摩擦件78。彈性件77是一剛性彈簧，而摩擦件78是傳統(tǒng)的制動墊。
制動桿74的端側(cè)形成有一容納彈簧79的孔77A。彈簧79在脫體在托架45上時推壓另一個制動桿74’。這樣制動桿74、74’將彼此推入殼體70中。
內(nèi)燃機80連續(xù)運轉(zhuǎn)以增加動力扭矩，而輸出軸2的速度由選定的第一等級的傳動比數(shù)限定。為了增加輸出軸2的速度，傳動桿選定為第二或第三等級。參見圖6，閘(brake)3由于在變速桿10中產(chǎn)生的電信號而受壓，制動器3的液壓釋放液壓驅(qū)動件20的壓力并驅(qū)動釋放件50。釋放件50借助于推壓件52使制動瓦33脫離托架33，使得動力扭矩不被輸出而導(dǎo)致怠速。
當(dāng)變速桿10在怠速期間選定為高等級時，由變速桿10產(chǎn)生驅(qū)動另一液壓驅(qū)動件20的電信號。另一液壓驅(qū)動件20驅(qū)動制動件30的另一液壓缸36，從而制動件30由變速桿10驅(qū)動。
變速桿10的高等級類似地以上述方式操作。
當(dāng)變速桿10選定為用于象在超速傳動中那樣輸出高速的低驅(qū)動模式時，制動件30制動低速超速傳動齒輪42D的托架45。輸出軸2由于相對于變速器99的低等級非線性增加的傳動比快速轉(zhuǎn)動。為了實現(xiàn)輸出軸2的反向轉(zhuǎn)動，惰輪53與第二驅(qū)動傳動件200和反向傳動齒輪43對準(zhǔn)。
反向通過制動反向傳動齒輪43的托架45而被驅(qū)動。
下面描述超高速傳動模式。
當(dāng)輸出軸2的選定的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(r．p．m)為2500或更大為優(yōu)選的時。
當(dāng)動力扭矩由前傳動齒輪42C或低速超速傳動齒輪42D傳遞時，選擇器580被選擇，于選擇器580處產(chǎn)生的電信號根據(jù)液壓驅(qū)動件560操作。液壓驅(qū)動件560推或拉推／拉壓力裝置540。推或拉的操作取決于推／拉壓力裝置540的安裝。制動桿500從正齒輪420的托架429釋放開并與高速超速傳動齒輪420的托架449接觸以實施停止。停止高速超速傳遞齒輪440的托架449使正齒輪420的托架429轉(zhuǎn)動，行星齒輪組426旋轉(zhuǎn)，從而防止動力扭矩傳遞到輸出軸2。
同時，當(dāng)高速超速傳動齒輪440的行星齒輪組442停止時，動力扭矩由高速超速傳動齒輪440的太陽齒輪442傳遞。太陽齒輪442和行星齒輪組446的傳動比數(shù)相對于低速超速傳動齒輪非線性增加，使得輸出軸2的速度相對于正常超速傳動條件更高。
傳動比的非線性增加輸出輸出軸2的超速(hyper-speed)，從而僅只一個動力源裝置有效地得以利用。
優(yōu)選地，高超速傳動器在低速超速傳動條件下驅(qū)動，從而其在低速超速傳動模式下得以限制。
變速器99的傾覆齒輪組47I掉轉(zhuǎn)輸出軸2的方向。當(dāng)此傳動裝置被制動時，制動件30制動托架45I。從而輸出軸2的速度迅速減小。為了增加制動效率，傾覆齒輪組47I被驅(qū)動。
本發(fā)明提供了帶有超速傳動模式的自動變速器。自動變速器與輸入動力源連續(xù)嚙合，從而消除變速器的操作。本發(fā)明具有電信號的優(yōu)勢以驅(qū)動變速器。
此外，高超速傳動器按照自動變速器的超速傳動狀態(tài)造成輸出軸的超速。單一一個動力源裝置的限制通過高超速傳動器得以克服。它可以以高超速傳動速度克服最大輸出速度。
雖然本發(fā)明參照其特定實施例予以了特別示出和描述，業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作出各種變化。
權(quán)利要求
1．一種帶有復(fù)合超速傳動器的動力傳動裝置，包括具有一內(nèi)燃機的動力源裝置；第一驅(qū)動傳動件，用于傳遞所述動力源的驅(qū)動力；具有一上齒輪和一下齒輪的第二驅(qū)動傳動件，用于傳遞第一驅(qū)動傳動件的驅(qū)動力；一輸出軸，用于輸出第二驅(qū)動傳動件的扭矩和速度；一連接第一驅(qū)動傳動件和第二驅(qū)動傳動件的高超速傳動器，用于高超速傳動所述輸出軸的速比數(shù)并控制由所述第一驅(qū)動傳動件輸入的輸出驅(qū)動力；以及一與第二驅(qū)動傳動件的所述下齒輪和所述輸出軸連續(xù)嚙合的自動變速器，所述變速器通過一支承件軸向?qū)?zhǔn)，所述變速器包括一前傳動齒輪組，用于在其中將由所述第二驅(qū)動傳動件傳遞的扭矩改變成至少為三的速比數(shù)，用于超速傳動所述輸出軸的速度的一低速超速傳動齒輪，以及一后傳動齒輪組，具有一用于顛倒第二驅(qū)動傳動件的轉(zhuǎn)動的惰輪。
2．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述動力源裝置的所述內(nèi)燃機以至少兩個對稱地安裝。
3．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述內(nèi)燃機是傾斜的，所述內(nèi)燃機的氣缸蓋形成一體以及一遠(yuǎn)端的曲軸。
4．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述前傳動齒輪組具有一線性增加的傳動比數(shù)。
5．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述低速超速傳動齒輪具有一相對于所述前傳動齒輪組非線性增加的傳動比數(shù)。
6．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述自動變速器包括多個太陽齒輪組，與輸出軸同軸對準(zhǔn)并分別具有不同的傳動比數(shù)；多個行星齒輪組，與太陽齒輪組的外表面嚙合并分別具有不同的傳動比數(shù)；多個環(huán)形齒輪組，形成有與行星齒輪組嚙合的內(nèi)齒以及與第二驅(qū)動傳動件的下齒輪連續(xù)嚙合的外齒，環(huán)形齒輪適配于太陽齒輪組和行星齒輪組；用于支承行星齒輪組的托架，托架對稱地形成在環(huán)形齒輪組的兩側(cè)；用于制動所述托架的多個制動件；用于選擇性地驅(qū)動所述制動件的多個液壓驅(qū)動件；以及用于驅(qū)動通過產(chǎn)生所述電信號而被驅(qū)動的所述液壓驅(qū)動件的變速桿。
7．按照權(quán)利要求6所述的動力傳動裝置，其中，所述制動件包括一與托架的外表面接觸并與之產(chǎn)生摩擦的制動瓦；用于推或拉制動瓦的推桿；以及由所述變速桿驅(qū)動用于驅(qū)動推桿的液壓缸。
8．按照權(quán)利要求7所述的動力傳動裝置，其中，所述制動瓦成形為類似于所述托架外表面的曲線形。
9．按照權(quán)利要求6所述的動力傳動裝置，其中，所述制動件包括一制動桿；一形成制動桿的一端側(cè)并成形為類似于托架的外表面的曲線形的摩擦部；一形成摩擦部的一中空段；一納置于中空段中的彈性件；一用于制動所述托架的外表面并附著于所述彈性件的的摩擦件。
10．按照權(quán)利要求1所述的動力傳動裝置，其中，所述支承件是一單向旋轉(zhuǎn)的單向支承。
11．按照權(quán)利要求1所述的動力傳遞裝置，其中，所述高超速傳動器包括一正齒輪，具有一形成一恒定傳動比數(shù)的行星齒輪組并用于控制第一驅(qū)動傳動件的驅(qū)動扭矩；一高速超速傳動齒輪裝置，具有一相對于低速超速傳動齒輪非線性地增加的行星齒輪組并用于高超速傳動輸出軸；一制動桿，用于選擇正齒輪和高超速傳動齒輪的驅(qū)動模式；一與制動桿連接的曲柄銷；一與曲柄銷連接的推／拉壓力裝置；用于驅(qū)動推／拉壓力裝置的液壓驅(qū)動件；以及一產(chǎn)生驅(qū)動被驅(qū)動的液壓驅(qū)動件的電信號的選擇桿。
12．按照權(quán)利要求11所述的動力傳動裝置，其中，所述高超速傳動齒輪裝置包括與第二驅(qū)動傳動件的上齒輪同軸對準(zhǔn)并分別具有不同傳動比數(shù)的多個太陽齒輪組；與太陽齒輪組的外表面嚙合并分別具有不同傳動比數(shù)的行星齒輪組；一環(huán)形齒輪組，形成有與行星齒輪組嚙合的內(nèi)齒以及與第一驅(qū)動傳動件連續(xù)嚙合的外齒，環(huán)形齒輪適配于太陽齒輪組和行星齒輪組；以及一用于支承行星齒輪組的托架，托架對稱地形成在環(huán)形齒輪組的兩側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種動力傳遞裝置。本發(fā)明提供了具有超速傳動模式的自動變速器(99)。自動變速器與輸入動力源連續(xù)嚙合,消除了變速器操作。該發(fā)明具有電信號驅(qū)動變速器的優(yōu)點。此外,高超速傳動器(400)根據(jù)自動變速器(99)的超速傳動狀態(tài)產(chǎn)生輸出軸的高速。單一動力源裝置的限制高超速傳動器(400)得以克服。它可以超越最大輸出速度到高超速傳動速度。
文檔編號F16H1/28GK1292073SQ99803426
公開日2001年4月18日 申請日期1999年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月31日
發(fā)明者河泰煥 申請人:河泰煥