專利名稱：自動無級變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械變速裝置，具體地說是一種自動無級變速器。
背景技術：
現有的無級變速器有磨擦式的，其最大缺點是壽命短，功率損耗大；有脈動式的，其缺點是結構復雜，造價高，高速大負荷時工況不佳，且能夠自動控制的不多見。CN00109979.5號專利公開了一種“碾擺式無級變速裝置”，其結構是在輸入軸和輸出軸之間設有碾擺式傳動機構，該傳動機構包括有與輸入軸相接的等角速度裝置、擺動盤、靠盤和萬向軸等。通過碾擺式傳動機構實現其所述的無級變速。但是該裝置以及其中的所謂碾擺式傳動機構，不僅各部結構相對比較復雜，在機械裝置中少見應用，而且從所公開的說明書中也不易看明其可實現無級變速的原理。
發明內容
本發明的目的就是提供一種實用可行的自動無級變速器，以使機械裝置自動調整變速比，達到理想的功率匹配。
本發明是這樣實現的該裝置是在曲軸上通過連桿接搖臂的一端，搖臂的另一端通過連桿接超越離合器，超越離合器套接在單向軸上。在搖臂中穿有油缸、滑塊和彈簧。在滑塊中徑向穿接空心的調速軸。調速軸的兩端接在由油缸和彈簧定位的滑塊上。在曲軸的端部同軸連接有油泵，該油泵與調速軸一端的油缸通過油路相接。當曲軸在輸入動力帶動下旋轉時，由連桿帶動的搖臂繞所穿接的調速軸做搖擺運動。搖臂另一端所接的連桿隨之帶動超越離合器做搖擺運動，單向軸在超越離合器的作用下，產生單向的旋轉運動。由于油泵與曲軸同軸，在曲軸旋轉的同時，油泵即可根據曲軸扭矩的大小和轉速的高低，通過油路向調速軸端部的油缸，并通過空心調速軸向所接的搖臂中的油缸提供液壓油，使各油缸中的活塞推動滑塊到達合適的位置上，從而使跨接在調速軸上的搖臂的主動端和從動端的長度相應變化，搖臂的擺動幅度隨之變化，則最終改變超越離合器的擺動速度，使單向軸的輸出轉矩和轉速實現了自動無級調節。
本發明無級變速裝置是以液壓系統來感應出輸入功率與輸出功率之間的裕度和不足，通過自動調整搖臂的主動端和從動端的長度比，進而達到傳動變速比的自動調整，由此使安裝使用本發明無級變速器的機械裝置達到理想的功率匹配。本發明的核心在于搖臂機構的設計和其與調速軸的連接、配合，在此基礎上配以液壓系統的感應和控制，從而實現了可靠的、機械式的自動無級變速。搖臂與穿越其中的油缸、滑塊及彈簧的組合形式，不僅保證了調速軸在各點的運動一致，還同時穩定了搖臂的相對位置，使本裝置運行平穩。調速軸的空心結構，還使其成為并聯各油缸的油路通道，由此克服了在運動機構中存在軟管(油路)的弊端，保證了裝置的運行可靠。
圖1是本發明的結構簡圖。
圖2是本發明的局部結構示意圖。
圖3是圖2的A-A向剖視圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明變速裝置的基本構成是在曲軸9上通過連桿28接搖臂23的一端，搖臂的另一端通過連桿29接超越離合器24，超越離合器24套接在單向軸18上。在搖臂23中穿有油缸22、滑塊21和彈簧30。在滑塊21中徑向穿接空心的調速軸25。調速軸的兩端接在由油缸20和彈簧31定位的滑塊19上。在曲軸9的端部同軸連接有油泵10，該油泵與調速軸25一端的油缸通過油路相接。在此結構中，曲軸9是作為動力輸入軸，單向軸18是作為動力輸出軸。
由于油泵10與曲軸9同軸，當輸入功率過盈時，曲軸的轉速會有所提高，油泵10的供油量隨之加大，通過空心調速軸25并聯的兩個油缸20和搖臂油缸22中的活塞會推動各自的滑塊19、21，并帶動調速軸25向右移動。這時搖臂23的主動端縮短，而從動端加長，與搖臂從動端連接的連桿29的擺動幅度加大，超越離合器24的轉速提高，單向軸18的輸出轉速就隨之提高。相反，當輸入動力不足時，曲軸9的轉速會有所下降，油泵10所提供給各油缸的壓力隨之下降，在搖臂內部彈簧30的張力作用下，以及在調速軸25兩端所接滑塊19上的彈簧31的張力作用下，各滑塊被向左推動，帶動調速軸向左移動，使搖臂23主動端加長，而從動端縮短，連桿29的擺動幅度減小，超越離合器24的轉速下降，單向軸18的輸出轉速就隨之下降。由此實現了輸出扭矩和輸出轉速的自動調節。
由圖2可見，在變速箱的箱體33中，通過螺釘32分別固定有兩個滑動定位件34，定位件34的件體兼作油缸20，油缸中的活塞與上部(圖示方向)的滑塊19連成一體。調速軸25的兩端各穿接固定在一個滑塊19中，調速軸的軸心開有油道，該油道通過滑塊19上的油槽與活塞中的油道及油缸20相通。在滑塊19的上部頂接彈簧31。當油泵注油壓力增加時，油缸20中的活塞被外推，滑塊19克服彈簧31的彈力帶動調速軸25上移(搖臂23中的油缸由于通過調速軸25的中心孔道相連通，因而協同并同步推動調速軸的移位)。
由圖3可見，搖臂23為一框架體，下部穿接油缸22，油缸中的活塞與上部的滑塊21連成一體。滑塊中穿接調速軸25，調速軸的中心油道通過滑塊中的油槽與活塞中的油道和油缸22相通。在滑塊21的上部頂接彈簧30，彈簧上端卡套在搖臂23的彈簧定位座上。搖臂23的上端與連桿28轉動連接，連桿28的另一端接曲軸9。搖臂23的下端側緣與連桿29轉動連接，連桿29的另一端接超越離合器24，超越離合器24通過鍵連接在單向軸18上。
上述即為本無級變速裝置的基本主體構成，在上述基本裝置的基礎上，在曲軸9和單向軸18的同側端可分別連接齒輪8、17，在兩軸端之間接有中間軸6，在中間軸6上接有通過滑動可分別與曲軸軸頭上的齒輪8或單向軸軸頭上的齒輪17相嚙合的塔形齒輪7。增加這一齒輪傳動機構后，可以將中間軸6作為動力輸入軸。當中間軸6上的塔齒輪7與曲軸9上的齒輪8相嚙合時，即為與上述的自動無級變速機構；當塔形齒輪7與單向軸18上的齒輪17相嚙合時，則可繞過搖臂機構，通過單向軸18直接輸出動力。
在此基礎上，如果將中間軸6的外側端經離合器5接輸入軸16，則此時的輸入軸16即成為本變速裝置中的動力輸入軸。而且，通過在輸入軸上加裝離合器5，可以完善本變速裝置的使用性能。
離合器5可以采用磨擦離合器等常規的離合器結構，本發明給出了一種緩沖離合器，其結構(如圖1所示)是，輸入軸16上同軸連接有油泵1，與油泵1油路相接的緩沖油缸4的活塞頂接在離合器5上，在油泵與油缸的連接油路上串接有控制閥3和定壓閥2。當輸入軸16轉動時，帶動油泵1工作。壓下控制閥3，液壓油進入油缸4，活塞即可推動離合器5閉合，將動力傳至中間軸6，再由齒輪7和齒輪8的嚙合，帶動曲軸9轉動，變速裝置即可開始工作。這種由緩沖油缸控制的緩沖離合器，實現了變速機構的緩沖離合。這樣，在重載啟動時，可以增大啟動轉矩，實現轉速的平穩過渡，從而保護本變速裝置，延長使用壽命。
另外，增設離合器5后，如果以內燃機作動力使用腳踏油門時，油門踏板能聯動離合踏板，而離合踏板也能單獨使用。怠速時，內燃機與變速器分離；踩下油門，離合器同時閉合，變速器即開始工作。
本變速裝置中的搖臂機構是實現無級變速的關鍵部件，其數量越多，變速裝置工作的平穩性就越好，相應地體積也就越大。一般可以選2-6組，在特殊情況下，選擇單組或6組以上也是可行的。圖1中給出的是三組搖臂機構的實現方式，即在曲軸9上分接有沿軸的徑向120°等分設置的三個連桿28和三個結構相同的搖臂25，三搖臂中的滑塊21均套接在調速軸25上。在單向軸18上套接有三個超越離合器24，各超越離合器分別經連桿29與一個搖臂25相接。
在上述的各種結構的變速裝置基礎上，均可以在單向軸18的軸端旁設置一個輸出軸15，在單向軸的軸頭和輸出軸15上連接一個齒輪變速傳動機構。該齒輪傳動機構是由在輸出軸15上連接的齒輪12、13和在單向軸18的軸頭上滑動連接的塔形齒輪26組成。另外，在該齒輪變速傳動機構中還可增設實現換向傳動的齒輪27，該齒輪27接在一個小中間過渡軸上。在輸出軸15上相應接有可與齒輪27相嚙合的齒輪14。這樣，當單向軸18上的齒輪26分別與齒輪12、13或齒輪27相嚙合時，即可獲得不同范圍段的輸出變速比和不同的轉向。
圖1中，在上述各種結構的變速裝置基礎上，可以在油泵10與油缸的連接油路上串接一個調速閥11。調節調速閥11，即可改變本無級變速裝置的輸出轉矩。
權利要求
1.一種自動無級變速器，其特征在于該裝置是在曲軸(9)上通過連桿(28)接搖臂(23)的一端，搖臂的另一端通過連桿(29)接超越離合器(24)，超越離合器(24)套接在單向軸(18)上；在搖臂(23)中穿有油缸(22)、滑塊(21)和彈簧(30)；在滑塊(21)中徑向穿接空心的調速軸(25)；調速軸的兩端接在由油缸(20)和彈簧(31)定位的滑塊(19)上；在曲軸(9)的端部同軸連接有油泵(10)，該油泵與調速軸(25)一端的油缸通過油路相接。
2.根據權利要求1所述的自動無級變速器，其特征在于在曲軸(9)和單向軸(1 8)的同側端分別接有齒輪(8、17)，在兩軸端之間接有中間軸(6)，在中間軸(6)上接有通過滑動可分別與曲軸軸頭上的齒輪(8)或單向軸軸頭上的齒輪(17)相嚙合的塔形齒輪(7)。
3.根據權利要求2所述的自動無級變速器，其特征在于中間軸(6)的外側端經離合器(5)接輸入軸(16)。
4.根據權利要求3所述的自動無級變速器，其特征在于輸入軸(16)上同軸連接有油泵(1)，與油泵(1)油路相接的緩沖油缸(4)的活塞頂接在離合器(5)上，在油泵與油缸的連接油路上串接有控制閥(3)和定壓閥(2)。
5.根據權利要求2所述的自動無級變速器，其特征在于在曲軸(9)上分接有沿軸的徑向等分設置的三個連桿(28)和三個結構相同的搖臂(25)，三搖臂中的滑塊(21)均套接在調速軸(25)上；在單向軸(18)上套接有三個超越離合器(24)，各超越離合器分別經連桿(29)與一個搖臂(25)相接。
6.根據權利要求1或5所述的自動無級變速器，其特征在于在單向軸(18)的軸端旁設置有輸出軸(15)，在單向軸的軸頭和輸出軸上接有齒輪變速傳動機構。
7.根據權利要求6所述的自動無級變速器，其特征在于在齒輪傳動機構中還設有實現換向傳動的齒輪(27)。
8.根據權利要求1、4、5或7所述的自動無級變速器，其特征在于在油泵(10)與油缸的連接油路上串接有調速閥(11)。
全文摘要
本發明公開了一種自動無級變速器，其結構是在曲軸上通過連桿接搖臂的一端，搖臂的另一端通過連桿接超越離合器，超越離合器套接在單向軸上，在搖臂中穿有油缸、滑塊和彈簧，在滑塊中徑向穿接空心的調速軸，調速軸的兩端接在由油缸和彈簧定位的滑塊上，在曲軸的端部同軸連接有油泵，該油泵與調速軸一端的油缸通過油路相接。本發明是以液壓系統來感應出輸入功率與輸出功率之間的裕度和不足，通過自動調整搖臂的主動端和從動端的長度比，進而達到傳動變速比的自動調整，由此使安裝使用本發明的機械裝置達到理想的功率匹配。
文檔編號F16H59/04GK1598361SQ200410012489
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月19日 優先權日2004年8月19日
發明者盧德立, 王平生 申請人:王平生