專利名稱：一種雙混動力差動調速的機械式無級變速器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全齒輪傳動的無級變速裝置，尤其是齒輪常嚙、雙混動力、 主動力定速驅動、副動力協動調速、變比幅寬、傳動功率大的機械式車用無級變 速器。
背景技術：
眾所周知，汽車綜合性能的評估，不僅取決于發動機，在很大程度上還依
賴于變速器性能與發動機配合及動態調控的質量；實踐證明，無級變速器(cvT) 以其變速過程漸進、平穩，加上電子測控技術的自動控制，維持車輛行駛時其 動態條件與發動機理想工況及時得到最佳配合，從而提高燃料的經濟性、行駛 的可靠性，同時降低汽車造成對環境的污染，尤其是油電雙混動力之少碳質發 動機無級變速器對節約能源、保護環境具有一定的意義。
到目前為止，各種無級變速器已層出不窮，然而大都因傳遞效率低、結構 復雜、造價較高等原因，不僅中、大噸位車輛未能廣泛使用，甚至諸多小噸位 車輛也未能全面普及。近年來，油電雙混動力轎車斬露頭角，而適宜于兩支動 力簡便匯合的無級變速器尚處于萌芽狀態，總之，雙混動力、差動調速的無級 變速技術應用具有廣闊的空間。
發明內容
本發明提供一種常嚙齒輪傳動、雙混動力、主動力定速驅動、副動力協動調 速、傳遞功率大的機械式無級變速器，旨于改善車用無級變速器對變幅、功率、 可靠、造價等需要，最終達到進一步降低燃料比耗，減少環境污染的目的。
本發明所采取的技術方案
顯而易見，齒輪傳動形式具有傳動效率高、傳遞功率大、結構簡單、可靠
性好的優勢，只因其齒輪副齒數比固定而限制傳動比i不能作動態漸進(升或 降)的無級變速傳動；本發明根據圓內旋輪數學理論，遵循天體星系行星自轉
3且公轉的運動法則，在定比常嚙齒輪結構基礎上以雙動力差動原理取副動力調 控模式，令行星齒輪自轉轉速不變而公轉轉速改變，實現輸出軸作動態變速比i 漸進(升或降)的無級變速是本發明的技術方案。
本發明的基本結構由太陽齒輪(輸入軸)、行星齒輪、行星齒輪架(輸出軸)、 差動齒輪、掣動器、變速調控齒輪副、超越式離合器、倒檔裝置等八個部件組 成。差動齒輪呈一中空鋼輪狀，輪的內、外圓都有輪齒，其內齒與雙行星齒輪 常嚙，為雙行星齒輪提供公轉支點；外齒與變速調控齒輪副常嚙，變速調控齒 輪副經超越離合器與副動力機聯接，是變速調控的紐帶。差動齒輪外圓有一掣 動器。
當太陽齒輪1 (輸入軸)獲得動力(下稱主動力)而帶動雙行星齒輪2轉動
時，其動力將分別作用于行星齒輪架3和差動齒輪4上。(1)若差動齒輪4的 轉動阻力小于行星齒輪架3的轉動阻力者，雙行星齒輪2所獲得來自太陽齒輪1 的主動力以行星齒輪架3上兩叉柄為支點，僅完成自轉而無公轉，雙行星齒輪2 自轉作用力通過與差動齒輪4輪齒迫使差動齒輪4反轉而行星齒輪架3(輸出軸) 的轉速為0,不論設計給定其傳動比i值大小，此時的變速器是一臺分離狀態的 離合器。(2)若給此分離狀態工作中的變速器之差動齒輪4外圓上掣動器5柔 和掣動，令差動齒輪4上的轉動阻力大于行星齒輪架3的轉動阻力直至不轉， 此時雙行星齒輪2所獲得的轉動作用力以差動齒輪4輪齒為支點(旋進動支點) 從原地自轉平穩進入位移自轉的公轉狀態，公轉產生角速推動行星齒輪架3 (輸 出軸)隨之轉動，變速器從離合器變為定比減速器，其傳動比i按傳統公式設 計給定為K。 (3)若挈動器5掣動釋放，以一動力源(下稱副動力)通過超越離 合器7驅動變速調控齒輪副6令差動齒輪4外齒聯動內齒轉動，控制其內齒(實 質是雙行星齒輪2公轉轉速)作可慢于、等于、快于設計給定傳動比值K轉速 差的-n、 0 n、 +n,即以另 一副動力源通過差動齒輪4的外齒聯動內齒給雙行 星齒輪2輸入另 一動力，共同作用于行星齒輪架3做慢于或快于K的角速差n, 此時，這一變速器既是雙混動力離合器、又是雙混動力驅動的CTV,傳動比i可在K+ ( - n)(降速)，K+0n(定速)、K+ ( + n )(升速)范圍內變化，通過智能 ECU調控，實現CTV功能。
不難看出，驅動雙行星齒輪2工作的主動力是一定速的原動機，驅動變速 調控齒輪副5的副動力源必須是隨時平穩、漸進、無級變速的原動機，就當前 汽車動力機技術發展而言，雙混動力，即以油為主、以電為輔的動力機已經成 為巿場發展取向，以調頻、調磁技術實現無級變速的伺服電機可輕而易舉地擔 負雙混動力、差動調速的使命，故這一種CTV先天具有離合器、并列器、變速 器兼容條件，體現出比積重小、比造價省、比可靠性高的優越性。這一雙混動 力差動調速的無級變速器尤為適用作雙混動力汽車變速器。
圖1為本發明無級變速器主結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的基本結構由太陽齒輪(輸入軸)、行星齒輪、行星齒輪架(輸出軸)、 差動齒輪、掣動器、變速調控齒輪副、超越式離合器、倒檔裝置等八個部件組 成。
附圖l中雙混動力、差動調速之無級變速器其太陽齒輪1、雙行星齒輪2、 差動齒輪4的內齒4個齒輪副為常嚙齒輪，雙行星齒輪2動套于與太陽齒輪1 同軸線的行星齒輪架3的兩叉柄上，1、 2、 3、 4四個部件是主構件。
①以離合器模式工作的離合減速器，這一減速器由太陽齒輪1、雙行星齒 輪2、行星齒輪架3、差動齒輪4和掣動器5組成。當掣動力釋放，因行星齒輪 架3 (輸出軸)掛有負荷而轉動阻力大，差動齒輪4轉動阻力小，給太陽齒輪l (輸入軸)輸入動力，此時，雙行星齒輪2獲得的作用力以行星齒輪架3的兩 叉柄為支點作無公轉的原地自轉運動,.驅動常嚙的差動齒輪4內齒輪作反轉運 動，行星齒輪架3無公轉動力傳遞而輸出轉速為0,減速器以離合器分離狀態工 作；啟動完成后隨著給掣動器5柔和施加掣動力，令差動齒輪4漸減轉速直至 不轉，此時雙行星齒輪2被迫位移自轉且以差動齒輪4內齒為支點形成公轉而推動行星齒輪架3 (輸出軸)轉動，輸出軸轉速可平穩上升至給定的傳動比i=K 為止，離合器閉合，減速器進入正常工作狀態。
這一模式的離合減速器以其簡便可靠而適用于大功率電動機、內燃機啟動 與減速傳動的平穩聯接，其優點是掣動力可柔和、間歇調控，消除因啟動造成 的突發沖擊。
②以調控模式工作的無級變速器，如①所述，不同的是取消掣動器5差 動齒輪4內、外圈都是齒輪，外圈的外齒輪與變速調控齒輪副6常嚙，用內燃 機或調速電機作副動力源經超越離合器7與變速調控齒輪副6連接令差動齒輪4 內齒受控轉動，給雙行星齒輪2另路動力源，出現與雙行星齒輪2公轉動支點 受控作慢于、等于、快于設計給定行星齒輪架3(輸出軸)轉動角速K的差動n, 從而完成雙行星齒輪2自轉轉速(主動力機轉速)不變而公轉轉速由副動力協 動改變，完成行星齒輪架3 (輸出軸)轉速作或降或升的無級變化。
目前，由于油、電雙混動力汽車發展已成為巿場取向，顯然，以調頻、調 磁電機為副動力的并列雙混動力驅動尤為必要且具簡便、可靠的必然，當設計 給定這一無級變速器基點K的傳動比i相似于傳統變速器一、或二檔者，副動 力電機以某一轉速驅動變速調控齒輪副6帶動差動齒輪4相對于行星齒輪架3 作等角速差的差動，主動力在經濟轉速范圍內維持變速器輸出軸以近似于一或 二檔轉速工作；若運行工況改變，隨機增加副動力電機轉速(出力)，給雙行星 齒輪2的公轉轉速加快，變速器輸出轉速升至近似高檔位或降回轉速至近似某 一檔位而維持不變，這一無級變速器即時傳動比i可在所維持的傳動比i-K+( -n), i=K+0n、 i=K+ (+n)內正常工作。
此雙混動力、差動調速之無級變速器，油、電或電、油兩路動力并列驅動、 不需同步、主副位置可以互換；若雙混動力中以電力為主動力者，則驅動變速 調控齒輪副6工作的副動力源為內燃機，其間主動力電機不需變頻、變磁調速， 變速調控齒輪6的副動力源一一內燃機變速具有與生俱來的優勢，無級調速配 置顯得更簡省而自然。單一動力源的汽車，若運行中因動力機故障或缺油(無電)，車輛只得無奈 地拋錨，本發明雙混動力中之主、副動力源，均具有單一動力應急工作的優點， 當兩路動力源之一路發生故障或缺油(無電)時，故障一路的輸入軸應急掣動， 有動力一路單方投入應急驅動，比時變速器以傳動比i《(低檔位)傳遞動力，將
汽車拖走一定的路程，完成自救。
通常，汽車用變速器有空檔、倒檔功能，本發明之雙混動力、差動調速無 級變速器其變速調控齒輪副6與副動力間連接一超越離合器7，在無副動力或轉 速低至一定值的狀態下，啟動主動力源，太陽齒輪1運行，行星齒輪架3因負
載阻力大而差動齒輪4反轉，超越離合器打滑，行星齒輪架3 (輸出軸)不轉，
就是空檔；接著啟動副動力源或加速達一定值，超越離合器正常工作，差動齒
輪4不轉或正轉，行星齒輪架3 (輸出軸)有轉速，就是掛擋；至于倒檔，可按 傳統配置倒檔齒輪8及操作機構即可完成。
鑒于這一無級變速器多以自動控制手段去實現，因此，隨車ECU功能配合 尤顯得非常重要。
權利要求
1、一種雙混動力差動調速的機械式無級變速器，其特征是差動齒輪(4)呈一中空鋼輪狀，輪的內、外圓都有輪齒，其內齒與雙行星齒輪(2)常嚙，為雙行星齒輪(2)提供公轉支點；外齒與變速調控齒輪副(6)常嚙，變速調控齒輪副(6)經超越離合器(7)與副動力機聯接，是變速調控的紐帶。
2、 根據權利要求1所述的雙混動力差動調速的機械式無級變速器， 其特征是差動齒輪(4)外圓有一掣動器(5)。
全文摘要
本發明是在定比常嚙齒輪結構基礎上以雙動力差動原理取副動力調控模式令行星齒輪自轉轉速不變而公轉轉速改變，實現輸出軸作動態變速比i漸進的無級變速，特征是差動齒輪呈一中空鋼輪狀，輪的內、外圓都有輪齒，其內齒與雙行星齒輪常嚙，為行星齒輪提供公轉支點，外齒與變速調控齒輪副常嚙，變速調控齒輪副經超越離合器與副動力機聯接。當太陽齒輪獲得主動力時，其分別作用于行星齒輪架和差動齒輪上，若轉動阻力小，差動齒輪反轉行星齒輪架不轉；若以阻力靜止，主動力轉移驅動行星齒輪架正轉；若以另一動力帶動差動齒輪正向旋轉，此時兩路動力出力，則行星齒輪架可出現無級變速。本發明尤為適用作雙混動力汽車變速器。
文檔編號F16H3/44GK101608684SQ20091011422
公開日2009年12月23日 申請日期2009年7月15日 優先權日2009年7月15日
發明者韋海虎 申請人:韋海虎