專利名稱：新型汽車變速器的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車傳動技術領域。
背景技術：
當今，汽車已成為人類最重要的交通工具，為乘坐舒適、操作方便許多汽車裝有自 動變速器；一般用液力機械式和金屬帶式。這些自動變速器不僅結構復雜、而且傳動效率 低，浪費了大量的能源。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型汽車變速器，該變速器采用機械和液壓形式來傳遞 動力；在傳統的行星齒輪變速器上進行改進，加裝了能量回收與液壓系統；在傳遞動力的 同時還能回收汽車排氣及制動能量，并實現給汽車制冷與供暖的效果；達到節能和環保目 的。本發明的機械結構由行星齒輪變速器和氣泵與泵——馬達組成。具體結構由飛 輪、前進離合器、泵一一馬達、倒檔離合器、前行星架、后行星架與前齒圈組件、前行星齒輪、 后行星架、后齒圈、后行星齒輪、變速器殼、后太陽輪、前太陽輪、太陽輪軸、氣泵、變速器輸 入軸、減速齒輪、輸出軸等組成。其中，發動機的動力由飛輪傳給離合器主動部分，可通過 前進離合器、倒檔離合器傳給變速器輸入軸和太陽輪軸，太陽輪軸為空心軸，通過軸承支承 在變速器殼上，其上裝有太陽輪軸與氣泵、泵——馬達聯系齒輪、前太陽輪、后太陽輪。變速 器輸入軸穿過太陽輪軸，通過花鍵聯接后齒圈，其右端支承在后行星架與前齒圈組件上。氣 泵和泵——馬達均安裝在變速器殼上，通過各自軸上的齒輪與太陽輪軸上的氣泵、泵—— 馬達聯系齒輪嚙合。前行星齒輪、后行星齒輪裝在前、后行星架上，分別與前、后齒圈嚙合； 前行星架與倒檔制動器配合，可實現倒檔。新型汽車變速器可實現三個由機械傳動的前進 檔和一個倒檔及各檔位之間由機械傳動與液壓泵——馬達協同實現的無級變速。本發明的能量回收與液壓系統由液壓泵——馬達、氣——液能轉換油缸、氣路控 制閥、排氣熱交換器、高壓罐、低壓罐、泵卸荷閥、調速閥、蓄能器、液路控制閥、熱交換器、氣 泵、蒸發器、制冷控制閥組成；工作介質為二氧化碳或氨。其中排氣熱交換器制成管形置于 內燃機排氣道內，用以吸收排氣的熱量來加熱其中的工作介質使其壓力升高，以提高其作 功能力。低壓罐用以存儲作功后的氣體，并散出氣體的熱量。前熱交換器置于高壓罐與排 氣熱交換器之間，用于吸收后熱交換器內氣體的熱量；后熱交換器裝于氣路換向控制閥與 低壓罐之間，用于與前熱交換器配合實現換熱；車內需要供暖時，此處的熱量也可通過風系 統送入車內為汽車供暖。快速制冷控制閥裝于前熱交換器與排氣熱交換器之間，車內需要 制冷時，快速制冷控制閥處于下位；工作介質不經過排氣熱交換器直接進入后熱交換器，吸 熱汽化制冷，然后將氣體排入低壓罐；產生的冷氣通過風系統送入車內為汽車制冷。需要制 冷量較小時，可打開正常制冷控制閥，使高壓罐內的工作介質在蒸發器內吸熱汽化制冷，然 后氣體排入低壓罐。調速閥用于控制工作介質由高壓罐進入排氣熱交換器的速度。以控制泵——馬達的輸出功率，泵——馬達采用變量式，通過其軸上的齒輪與變速器太陽輪軸 上的氣泵、泵——馬達聯系齒輪嚙合輸出動力；其回油口設汽車起步控制節流閥，在汽車起 步時控制泵——馬的回油流量，來控制太陽輪軸的運行阻力，使動力逐漸向變速器輸入軸 增加，使汽車起步平穩。氣——液能轉換油缸用來實現氣體的壓力能與液體的壓力能相互 轉換，以實現以氣體的壓力能形式存儲能量，而以液體的壓力能形式釋放能量，缸內中間直 徑大的部位用于通入氣體，直徑小的部位用于通入液壓油；氣路控制閥用來控制排氣熱交 換器的氣體交替進入氣——液能轉換油缸左側和右側，實現柱塞往復運動而連續輸出高壓 液體；也可以實現在氣一液能轉換油缸直徑小的部位通入高壓液體時將低壓罐內的氣體 壓入高壓罐。液路控制閥用來控制氣——液能轉換油缸左端和右端交替的與馬達相通，使 氣——液能轉換油缸左端和右端產生的高壓油能交替的進入馬達；蓄能器用于穩定油壓和 存儲少量液壓能。氣泵位于高壓罐和低壓罐之間，用于將低壓罐內的氣體壓入高壓罐，泵卸 荷閥位于高壓罐和氣泵之間，用于在高壓罐壓力達到一定值時使氣泵卸荷。工作原理汽車正常行駛時，結合前進離合器和倒檔制動器，發動機動力的傳動路 線為飛輪一離合器主動部分一前進離合器一變速器輸入軸一后齒圈一后行星齒輪(后太 陽輪一前太陽輪一前行星齒輪)一后行星架與前齒圈組件一減速齒輪一輸出軸；實現前進 一檔。結合前進離合器、松開制動器時，可實現前進二檔，結合前進離合器和高、倒檔離合 器，可實現前進三檔。在這個過程中可根據車速要求改變泵——馬達的轉速從而使輸出軸 的速度連續變化，實現無級變速。泵——馬達工作時，打開調速閥，高壓罐內的介質工作經 調速閥、單向閥進入前熱交換器，吸收后熱交換器內氣體的熱量后進入排氣熱交換器，繼續 吸收排氣的熱量，使氣體的溫度和壓力升高。當氣路控制閥和液路控制閥處于左位時，氣體 進入氣——液能轉換油缸左側，推動柱塞向右運動并將右側的油壓出，輸出高壓液體驅動 泵——馬達工作；并將右側的氣體排入低壓罐存儲并散出的熱量。而左側將油吸入，當柱塞 運動到右端時，氣路控制閥和液路控制閥換向，氣體進入氣——液能轉換油缸右側，推動柱 塞向左運動并將左側的油壓出，這樣連續輸出高壓液體。驅動泵——馬達工作，與離合器傳 遞的動力一起驅動汽車行駛。當減速制動時，泵——馬達被行駛的車輛反拖旋轉變成了泵， 產生高壓油推動柱塞往復運動，將低壓罐內的氣體壓入高壓罐存儲。泵——馬達作為馬達 工作時，氣泵將低壓罐內的氣體壓入高壓罐，保證高壓罐內工作介質充足；當高壓罐的壓力 高于設定值時，打開泵卸荷閥使泵卸荷。車內需要制冷量較小時，正常制冷控制閥處于上位；高壓罐內的工作介質經過節 流閥和蒸發器汽化制冷后排入低壓罐；車內需要制冷量大時，快速制冷控制閥處于下位，高 壓罐內的工作介質經過前熱交換器直接進入后熱交換器，汽化制冷。新型汽車變速器與現有的變速器相比不僅結構更加簡單、控制元件大為減少；同 時能回收排氣、制動時損失掉的能量；并可實現給汽車制冷與供暖的效果，可省去汽車空 調。
附圖1是本發明的機械結構圖，圖中1飛輪、2前進離合器、3高、倒檔離合器、4 泵——馬達、5泵——馬達齒輪、6倒檔制動器、7前行星架、8后行星架與前齒圈組件、9前 行星齒輪、10后行星架、11后齒圈、12后行星齒輪、13變速器殼、14減速齒輪、15輸出軸、16后太陽輪、17前太陽輪、18太陽輪軸、19氣泵、20飛輪殼、21太陽輪軸與氣泵、泵——馬達聯 系齒輪、22變速器輸入軸、23油泵、M離合器主動部分、25行星輪系輸出軸J6軸承。附圖2是本發明的能量回收與液壓系統圖，圖中1快速制冷控制閥、2排氣熱交換 器、3節流閥、4單向閥、5調速閥、6高壓罐、7泵卸荷閥、8氣泵、9低壓罐、10正常制冷控制 閥、11前熱交換器、12后熱交換器、13柱塞、14蒸發器、15泵——馬達、16油箱、17蓄能器、 18汽車起步控制節流閥、19氣路換向控制閥、20液路換向控制閥、21氣——液能轉換油缸 體。
具體實施例方式附圖1中新型汽車變速器機械部分與傳統的行星齒輪變速器制造方法相同，太陽 輪軸(18)上多設置一個太陽輪軸與氣泵、泵——馬達聯系齒輪(21)，氣泵(19)和泵——馬 達(4)固定在變速器殼(1 上。附圖2中液壓系統用管路將液壓馬達(1 、氣——液能轉 換油缸(21)、排氣熱交換器( 、高壓罐(6)、低壓罐(9)、前、后換熱器(11,12)依次聯結； 氣路中的工作介質為二氧化碳或氨。
權利要求
1.一種新型汽車變速器，其特征是新型汽車變速器由行星齒輪變速器和用于能量回 收的排氣熱交換器、高壓罐、低壓罐、前熱交換器換熱器、后熱交換器及實現氣液能轉換和 輸出的氣一液能轉換油缸、液壓泵一馬達組成。
2.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于系統中設氣——液能轉換油 缸、高壓罐、低壓罐和排氣熱交換器，其中排氣熱交換器制成管形，置于內燃機排氣道內， 氣——液能轉換油缸中間直徑大的部位用于通入氣體，直徑小的部位用于通入液壓油。
3.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于在高壓罐、低壓罐之間設有氣泵 和泵卸荷閥。
4.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于高壓罐與排氣熱交換器之間設 置前熱交換器。
5.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于氣路換向控制閥與低壓罐之間 設置后熱交換器。
6.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于系統中設泵——馬達，泵——馬 達回油口設汽車起步控制節流閥。
7.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于前熱交換器與后熱交換器之間 設置快速制冷控制閥。
8.如權利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于在高壓罐、低壓罐之間設蒸發 器、節流閥和正常制冷控制閥。
全文摘要
一種新型汽車變速器，該變速器采用機械和液壓形式來傳遞動力；結構由行星齒輪變速器和能量回收與液壓驅動系統組成；在傳遞動力的同時還能回收汽車排氣及制動能量，并實現給汽車制冷與供暖的效果；該液壓系統由液壓泵——馬達(泵)、氣泵、氣—液能轉換油缸、熱交換器、高壓罐、低壓罐和調速閥組成。汽車正常行駛時，使高壓罐中的工作介質進入排氣熱交換器吸收排氣的熱量變成高溫、高壓的氣體，該氣體交替進入氣—液能轉換油缸左側和右側，推動柱塞往復運動，而輸出高壓液體驅動泵——馬達工作，通過齒輪與變速器太陽輪軸上的齒輪嚙合與齒輪傳遞的動力共同驅動汽車行駛。減速制動時，泵——馬達被行駛的車輛反拖旋轉變成了泵，產生高壓油推動柱塞往復運動，將低壓罐內的氣體壓入高壓罐存儲，回收能量。
文檔編號B60K17/06GK102145650SQ201010107328
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月5日 優先權日2010年2月5日
發明者蔡學功 申請人:蔡學功