專利名稱：無級(jí)變速傳動(dòng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及從馬達(dá)到驅(qū)動(dòng)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的傳動(dòng)。更具體地說，本發(fā)明是關(guān)于一種從馬達(dá)向交通工具例如轎車、船和機(jī)車的傳動(dòng)部件傳遞動(dòng)力的方法。
背景技術(shù)：
馬達(dá)利用多種能量形式產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)形式的機(jī)械能。由馬達(dá)轉(zhuǎn)換的典型的能量是電能、液壓能、內(nèi)部化學(xué)燃料、等離子流以及其它。對(duì)于利用來自馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)形式的動(dòng)力的裝置來說，公式1中表述了動(dòng)力(每單位時(shí)間由馬達(dá)做的功)、轉(zhuǎn)矩(T)和轉(zhuǎn)速(rpm)之間的函數(shù)關(guān)系1.P＝k(T×rpm)用文字表述，動(dòng)力是由馬達(dá)施加的轉(zhuǎn)矩(T)乘以馬達(dá)轉(zhuǎn)速(rpm)的函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
傳動(dòng)系統(tǒng)被要求在通常利用轉(zhuǎn)速(rpm)測(cè)得的馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速特性和驅(qū)動(dòng)負(fù)載的需求之間形成匹配。通常，傳動(dòng)系統(tǒng)包含在下文被稱為齒輪組的一組或多組齒輪，所述齒輪組將一個(gè)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成由齒輪元件間的外形尺寸關(guān)系確定的一個(gè)不同轉(zhuǎn)速。通常，這與從一個(gè)齒輪向另一個(gè)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)的嚙合齒輪的半徑間的比率有關(guān)。傳動(dòng)比是描述特定齒輪組結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化率的單個(gè)數(shù)值。但是通常，特定齒輪組結(jié)構(gòu)維持多于一個(gè)的輸入轉(zhuǎn)速值，就是維持馬達(dá)的速度范圍。但是，馬達(dá)在所述維持范圍的更有限的區(qū)段上操作更有效。當(dāng)驅(qū)動(dòng)負(fù)載需要符合要求的輸入轉(zhuǎn)速，而所述輸入轉(zhuǎn)速處于由特定齒輪組結(jié)構(gòu)提供的轉(zhuǎn)速容許范圍之外時(shí)，將采用新的齒輪組結(jié)構(gòu)。CVT(無級(jí)變速傳動(dòng))不同于常規(guī)的傳動(dòng)系統(tǒng)，因?yàn)槠淠軌蛱峁┻B續(xù)的傳動(dòng)比范圍，而不是所述比率的離散組。采用CVT的馬達(dá)幾乎總是能夠在其最佳的轉(zhuǎn)速(rpm)范圍內(nèi)操作，使馬達(dá)運(yùn)行更有效。


圖1是描述本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的位置的總體示意圖；圖2是本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)鏈?zhǔn)疽鈭D；圖3A是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了能夠相對(duì)于構(gòu)架限定傳動(dòng)鏈第一軸的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖3B是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了能夠相對(duì)于構(gòu)架限定第二軸的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖3C是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了能夠相對(duì)于構(gòu)架限定第一和第二軸的旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖3D是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了能夠限定第一和第二軸相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖3E是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了能夠?qū)鸟R達(dá)軸得到旋轉(zhuǎn)的第一軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖3F是本發(fā)明的CVT的示意性布局圖，圖中顯示了利用外部動(dòng)力源用于在傳動(dòng)鏈的分支上形成轉(zhuǎn)速變化的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；圖4A是本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中顯示了不同區(qū)段的旋轉(zhuǎn)方向；圖4B是本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖，圖中顯示了不同區(qū)段的旋轉(zhuǎn)方向；圖5是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪組的示意圖；圖6是在本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)中包括兩個(gè)平行的液力耦合器的實(shí)施方式的示意圖；圖7是包括轉(zhuǎn)速適配器的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的系統(tǒng)是機(jī)械地實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)(CVT)的改進(jìn)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置。本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)被用于各種馬達(dá)/發(fā)動(dòng)機(jī)。示意性地，在現(xiàn)在參照的圖1中示出，通常是發(fā)動(dòng)機(jī)或馬達(dá)40的動(dòng)力提供裝置以轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)速度的形式提供傳動(dòng)。轉(zhuǎn)矩由本發(fā)明的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)42傳遞并向驅(qū)動(dòng)負(fù)載44提供轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的系統(tǒng)所匹配的動(dòng)力提供裝置是任何內(nèi)燃機(jī)、任何電動(dòng)機(jī)、任何渦輪機(jī)、液力發(fā)動(dòng)機(jī)以及實(shí)質(zhì)上的任何旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源。在驅(qū)動(dòng)消耗端，本發(fā)明的系統(tǒng)可采用工業(yè)機(jī)器、發(fā)電機(jī)、公路車輛、拖拉機(jī)、機(jī)車、坦克和運(yùn)兵船、直升飛機(jī)、船舶和實(shí)際上的任何旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置。
本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特征本發(fā)明的無級(jí)變速傳動(dòng)(CVT)采用兩個(gè)定比齒輪組，第一齒輪組(在下文稱為齒輪組A)從動(dòng)力提供裝置(對(duì)于所有可能的場(chǎng)合在下文稱為馬達(dá))接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)，并且第二齒輪組(在下文稱為齒輪組B)向旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的消耗裝置提供轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。用于執(zhí)行本發(fā)明的CVT的齒輪組A和B任務(wù)的適當(dāng)齒輪組是具有三個(gè)齒輪元件和用于輸入輸出的附加軸的齒輪組，例如行星齒輪組或差速齒輪組。由Richard M.Phelan，McGraw Hill，New York編著的“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”第二版的第17章“齒輪系”中描述了這種齒輪組的主要結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，其內(nèi)容在此引入作為參考。但是本發(fā)明的CVT可采用任何具有類似特征的其它齒輪組。
本發(fā)明的另一個(gè)主要部件是用于對(duì)由齒輪組A提供的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的方向進(jìn)行變換的齒輪組，這將在下文詳細(xì)闡述。利用另一些適應(yīng)旋轉(zhuǎn)速度的齒輪使由齒輪組A提供的轉(zhuǎn)矩與齒輪組B中的對(duì)應(yīng)齒輪匹配。
通常，本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)鏈通過齒輪組A被分成兩條線路，使得轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)在兩條平行線路上傳遞，并在合并齒輪組B上再次合并。在現(xiàn)在參照的圖2中示意性地描述了本發(fā)明的傳動(dòng)鏈的布局。馬達(dá)40向齒輪組A 62提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，齒輪組A是一個(gè)向齒輪組70(齒輪組B)的一個(gè)輸入齒輪以及向齒輪組B 70的另一個(gè)輸入齒輪提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩/旋轉(zhuǎn)分流裝置。齒輪組72用作為布置在齒輪組A 62和轉(zhuǎn)矩/旋轉(zhuǎn)合并齒輪組B70之間的旋轉(zhuǎn)反向齒輪組。通常，旋轉(zhuǎn)反向齒輪組包含在本發(fā)明的CVT的總成內(nèi)，而作為一個(gè)獨(dú)立單元，或者與齒輪組A或B聯(lián)合或者與任何其它齒輪組聯(lián)合。其位置可在總成內(nèi)改變以實(shí)現(xiàn)其作用。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的附加部件是對(duì)傳動(dòng)鏈的任何一條線路或兩條線路的轉(zhuǎn)速瞬時(shí)施加轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器74。在一些實(shí)施方式中，液力耦合器作為傳動(dòng)鏈每條線路的組成部分。這些實(shí)施方式在下文被稱為液力耦合傳動(dòng)系統(tǒng)(FCTS)。在這些實(shí)施方式中，液力耦合器采用與馬達(dá)軸相連的泵輪(impeller)。泵輪在耦合流體內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)能，所述動(dòng)能依次使也被稱為轉(zhuǎn)子的、且與驅(qū)動(dòng)負(fù)載相連的渦輪致動(dòng)。泵輪和轉(zhuǎn)子都被封閉在密封殼體內(nèi)，在所述密封殼體內(nèi)還具有適當(dāng)?shù)牧黧w。轉(zhuǎn)子不能完全達(dá)到泵輪的轉(zhuǎn)速，泵輪和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速差被稱為液力耦合器的滑差率。在常規(guī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件下的滑差率大約是1％-5％，但可以達(dá)到更高。
在液力耦合器的工作范圍內(nèi)，可由工作在最小滑差率下的液力耦合器傳遞的轉(zhuǎn)矩的特征如下a.隨著流體量的增大而增大。
b.隨著轉(zhuǎn)速平方的增大而增大。
c.隨著滑差率的增大而增大。
本發(fā)明的FCTS系統(tǒng)利用以上三個(gè)原理實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)。可在本發(fā)明的實(shí)施中采用遵循以上三個(gè)工作原理的液力耦合器或任何其它裝置。
本發(fā)明的相應(yīng)的齒輪組A和齒輪組B的三個(gè)輸入-輸出齒輪每個(gè)都遵循以下規(guī)則任何一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速n是其它齒輪轉(zhuǎn)速的函數(shù)，因此1.n1＝f(n2+n3)2.n2＝f(n1+n3)
3.n3＝f(n2+n1)4.以上所述的每個(gè)齒輪組中特定兩個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)矩之間存在以下關(guān)系5.T1＝KT2，其中T1和T2與齒輪組內(nèi)的齒輪有關(guān)。
用文字表述，一個(gè)特定齒輪的轉(zhuǎn)矩等于第二特定齒輪的轉(zhuǎn)矩乘以一常數(shù)。第三齒輪在本發(fā)明中與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)或驅(qū)動(dòng)負(fù)載中的任何一個(gè)相連。
為了控制本發(fā)明的無FCTS實(shí)施方式中傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比，傳動(dòng)鏈的兩條線路上的轉(zhuǎn)速通過在傳動(dòng)鏈的至少一個(gè)線路上施加轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用得到調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用通過降低或提高傳動(dòng)鏈的一條線路相對(duì)于另一條線路的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，這一作用通過采用提高轉(zhuǎn)速(rpm)或降低轉(zhuǎn)速(rpm)的機(jī)械裝置例如齒輪組或任何轉(zhuǎn)矩傳遞機(jī)構(gòu)例如皮帶傳動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)系統(tǒng)可被用于降低傳動(dòng)鏈線路上的轉(zhuǎn)速。
在現(xiàn)在參照的圖3A-F中給出了在這方面存在的可能的變化的示意圖。在圖3A中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器74對(duì)轉(zhuǎn)速施加作用，特別是限制相對(duì)于固定傳動(dòng)系統(tǒng)的底盤(或構(gòu)架)的旋轉(zhuǎn)。在圖3B中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器74對(duì)傳動(dòng)鏈的另一條線路施加作用。備選地，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器對(duì)傳動(dòng)鏈的兩條線路都施加作用。這可以由圖3C中所示的兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)器74和76或由圖3D中所示的復(fù)合調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)。這種復(fù)合調(diào)節(jié)器是本領(lǐng)域內(nèi)已知的輔助無級(jí)變速傳動(dòng)(VCT)齒輪組例如皮帶傳動(dòng)裝置。如圖3D中示意性地示出的那樣，如果采用復(fù)合調(diào)節(jié)器77，則一條線路的轉(zhuǎn)速相對(duì)于另一條線路的轉(zhuǎn)速而變化。在圖3E中這一作用通過采用輔助的VCT齒輪組來實(shí)現(xiàn)，該輔助的VCT齒輪組將來自齒輪組A的輸入軸的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器80傳遞到傳動(dòng)線路上。
通常，為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)作用，瞬時(shí)性地采用一些機(jī)械裝置，使得整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)從一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這些裝置可分成幾種分類中的任何一個(gè)。調(diào)節(jié)裝置包括相對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)架調(diào)節(jié)一條線路的旋轉(zhuǎn)。通常這一目的通過對(duì)從齒輪組A向齒輪組B傳遞轉(zhuǎn)矩的軸的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行摩擦限制來實(shí)現(xiàn)。更復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一種兩條線路被相對(duì)調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。在第三種調(diào)節(jié)類型中，如以上在圖3E中所示，包含旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置例如齒輪組或皮帶的調(diào)節(jié)器被用于相對(duì)于齒輪組A的輸入軸調(diào)節(jié)線路的旋轉(zhuǎn)。在圖3F中示意性示出的另一種備選實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器80瞬時(shí)性地采用外部動(dòng)力源82調(diào)節(jié)傳動(dòng)鏈的至少一條線路的轉(zhuǎn)速。
在現(xiàn)在參照的圖4A-B中示出了本發(fā)明的CVT的各個(gè)區(qū)段的旋轉(zhuǎn)方向。在圖4A中齒輪組62和齒輪組70是差速齒輪組。旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩從齒輪組62傳遞到齒輪組70并傳遞到旋轉(zhuǎn)反向齒輪組72。從馬達(dá)40接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)的齒輪的轉(zhuǎn)速是n1。與其它兩個(gè)齒輪相關(guān)的轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步的關(guān)系如下n1＝(n3+n2)/2，以及n4＝-n2對(duì)于輸出轉(zhuǎn)速，n5＝(n4+n3)/2，并且對(duì)于轉(zhuǎn)矩T3＝T2且T4＝-T2。
在圖4B中旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩從齒輪組62傳遞到齒輪組70并傳遞到旋轉(zhuǎn)反向齒輪組72。從馬達(dá)40接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)的齒輪的轉(zhuǎn)速是n1。與其它兩個(gè)齒輪相關(guān)的轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步的關(guān)系如下n1＝(n3+n2)/2，以及n4＝-n3對(duì)于輸出轉(zhuǎn)速，n5＝(n4+n2)/2，并且對(duì)于轉(zhuǎn)矩T3＝T2且T4＝-T3。
通常，旋轉(zhuǎn)反向齒輪組可包括在本發(fā)明的CVT的總成內(nèi)，該旋轉(zhuǎn)反向齒輪組作為獨(dú)立單元，或者與齒輪組A或B聯(lián)合，或者與任何其它齒輪組聯(lián)合。該旋轉(zhuǎn)反向齒輪組的位置可在總成內(nèi)可變化以實(shí)現(xiàn)其作用。
在現(xiàn)在參照的圖5中示意性地示出了關(guān)于一種實(shí)施方式的本發(fā)明的主要機(jī)械部件。輸入齒輪90提供由差速齒輪92利用的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。分流齒輪92通過兩個(gè)輸出即輸出部94和輸出部96提供轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。來自輸出部94的轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)傳遞到反向齒輪100，反向齒輪100在輸入部102接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)并在輸出部104向前傳遞反向的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。組合齒輪106在輸入部108和輸入部110接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)隨后通過輸出部112傳遞到驅(qū)動(dòng)負(fù)載。由虛線118限定的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)模塊116包括輔助CVT，其包括帶有兩個(gè)皮帶輪122和124以及皮帶126的皮帶傳動(dòng)裝置，用于向輸出部96傳遞旋轉(zhuǎn)。在本發(fā)明的FCTS實(shí)施方式中，在現(xiàn)在參照的圖6中示意性示出了FCTS實(shí)施方式中本發(fā)明的部件的總成。馬達(dá)40向齒輪組A 62提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，齒輪組A 62向兩個(gè)液力耦合器提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。第一液力耦合器130向齒輪組70(齒輪組B)的一個(gè)輸入齒輪提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，第二液力耦合器132向齒輪組B 70的另一個(gè)輸入齒輪提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。起旋轉(zhuǎn)反向齒輪組作用的齒輪組72布置在液力耦合器66和齒輪組B 70之間。本發(fā)明的附加部件是確定液力耦合器68內(nèi)流體量的流體量控制器134。在本發(fā)明的FCTS實(shí)施方式中，液力耦合器促進(jìn)本發(fā)明的CVT的傳動(dòng)比連續(xù)變化。由工作在最下滑差率下并在規(guī)定的轉(zhuǎn)速限度內(nèi)的液力耦合器傳遞的轉(zhuǎn)矩通過三個(gè)獨(dú)立的條件因素而改變a.隨著流體量的提高而提高。
b.隨著轉(zhuǎn)速平方的提高而提高。
c.隨著滑差率的提高而提高。
在該實(shí)施方式的一種變形中，采用泵輪-轉(zhuǎn)子型液力耦合器，其功能在上文進(jìn)行了描述。為了說明FCTS實(shí)施方式的功能，現(xiàn)在參照?qǐng)D6的示意圖。馬達(dá)40向齒輪組A 62提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，齒輪組A 62向兩個(gè)液力耦合器提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。第一液力耦合器66向齒輪組70(齒輪組B)的一個(gè)輸入齒輪提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，第二液力耦合器68向齒輪組B 70的另一個(gè)輸入齒輪提供旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。起旋轉(zhuǎn)反向齒輪組作用的齒輪組72布置在液力耦合器130和齒輪組B 70之間。本發(fā)明的附加的可選擇部件是確定液力耦合器132內(nèi)流體量的流體量控制器74。
對(duì)本發(fā)明的CVT施加控制為了改變由本發(fā)明的無FCTS的CVT向驅(qū)動(dòng)負(fù)載提供的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器被瞬時(shí)致動(dòng)直至獲得新的狀態(tài)。為了使調(diào)節(jié)器致動(dòng)，將控制機(jī)構(gòu)用于所述調(diào)節(jié)器。該控制機(jī)構(gòu)可以是與提高或降低傳動(dòng)鏈的一條線路的轉(zhuǎn)速的輔助VCT齒輪組接合的致動(dòng)器。通常，當(dāng)一條線路的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，另一條線路提高其轉(zhuǎn)速。另一個(gè)控制機(jī)構(gòu)是制動(dòng)系統(tǒng)的致動(dòng)器，其降低傳動(dòng)鏈的一條線路的轉(zhuǎn)速。使輔助齒輪或制動(dòng)器致動(dòng)的動(dòng)力可以來自幾個(gè)源頭例如外部動(dòng)力源(圖3A、3B、3C、3F)，以及在傳動(dòng)系統(tǒng)的部件間傳遞的動(dòng)力(圖3E，3D)。
在FCTS實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是流體量控制器。這在再次參照的圖6中示意性地示出。液力耦合器132傳遞從齒輪組A 62至齒輪組B 70的旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩。流體量控制器134被用于確定本發(fā)明的CVT的總傳動(dòng)比及本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)的兩個(gè)液力耦合器之一、至少是液力耦合器132中的流體的有效量。改變(提高或降低)液力耦合器中的流體量直接導(dǎo)致液力耦合器轉(zhuǎn)速的變化以及隨之而來的CVT其它部件的轉(zhuǎn)速的變化。
如上所述，一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)速適配齒輪組包含在本發(fā)明的CVT的總成內(nèi)，其既可作為與齒輪組A或B聯(lián)合的獨(dú)立齒輪組，也可作為與任何其它齒輪組聯(lián)合的獨(dú)立齒輪組。在現(xiàn)在參照的圖7中示意性地示出了在實(shí)施本發(fā)明的傳動(dòng)鏈中采用的這種齒輪組。轉(zhuǎn)速適配器140介于旋轉(zhuǎn)反向齒輪組72和齒輪組A 62之間。在同一附圖中示出的另一實(shí)例中，轉(zhuǎn)速適配器142介于齒輪組A 62和齒輪組B 70之間。
本發(fā)明的益處本發(fā)明的傳動(dòng)系統(tǒng)可接受任何轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速(rpm)輸入范圍以產(chǎn)生任何轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速(rpm)輸出范圍。因此在這方面所述系統(tǒng)在規(guī)定的工作界線內(nèi)是無限的。而且，對(duì)于由馬達(dá)提供的任何轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速(rpm)組合來說，所述系統(tǒng)可輸出任何其它的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速(rpm)組合。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式完全通過軸和齒輪從馬達(dá)/發(fā)動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)負(fù)載傳遞動(dòng)力，因此是一種非常有效的傳動(dòng)系統(tǒng)。
采用本發(fā)明的CVT不僅可以為從動(dòng)裝置消耗的任何動(dòng)力匹配準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速(rpm)組合，而且由此能夠保持馬達(dá)對(duì)于驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的任何給定馬達(dá)轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速(rpm)而工作在最高性能下。對(duì)于內(nèi)燃機(jī)，這意味著通過燃燒驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的每單位動(dòng)力的最低消耗燃料量能夠獲得最佳效率。此外，由于燃料的有效使用，由燃料氧化作用而釋放到大氣內(nèi)的污染物更少。
權(quán)利要求
1.一種用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，包括●用于從馬達(dá)接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)并用于在兩個(gè)軸上傳遞所述轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)的第一齒輪組；●用于在兩個(gè)軸上從所述第一齒輪組接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)并用于向所述驅(qū)動(dòng)負(fù)載傳遞轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)的第二齒輪組；●用于使與所述第一齒輪組的一個(gè)軸相關(guān)的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向反向的一個(gè)旋轉(zhuǎn)反向齒輪組，以及●用于調(diào)節(jié)所述第一齒輪組的至少一個(gè)軸的轉(zhuǎn)速的至少一個(gè)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，在用于從所述第一齒輪組向所述第二齒輪組傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的每個(gè)所述軸上采用液力耦合器。
3.如權(quán)利要求2所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，一流體量控制器確定所述至少一個(gè)液力耦合器內(nèi)的流體量以調(diào)節(jié)所述軸的轉(zhuǎn)速。
4.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，附加齒輪組裝置布置在所述第一齒輪組和所述第二齒輪組之間以使所述第一齒輪組的轉(zhuǎn)速與所述第二齒輪組適配。
5.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的裝置應(yīng)用在所述第一齒輪組的一個(gè)輸出軸上。
6.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的裝置應(yīng)用在所述第一齒輪組的兩個(gè)輸出軸上。
7.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向負(fù)載傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述負(fù)載是交通工具。
8.如權(quán)利要求1所述的用于從馬達(dá)向載荷傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩的無級(jí)變速傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)負(fù)載是工業(yè)機(jī)器。
9.一種用于通過瞬時(shí)性地調(diào)節(jié)同一第一齒輪組的不同齒輪的轉(zhuǎn)速來改變動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比的方法，其中，第二齒輪組的兩個(gè)不同齒輪分別從所述第一齒輪組以及從旋轉(zhuǎn)反向齒輪組接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，并且其中，驅(qū)動(dòng)負(fù)載從所述第二齒輪組接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過采用來自所述第一齒輪組的一個(gè)輸出部的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)所述第一齒輪組的另一個(gè)輸出部的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)所述瞬時(shí)調(diào)節(jié)。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過采用來自所述第一齒輪組的輸入軸的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)所述第一齒輪組的輸出部的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)所述瞬時(shí)調(diào)節(jié)。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過摩擦減小所述第一齒輪組的一個(gè)齒輪相對(duì)于所述傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)架的轉(zhuǎn)速來實(shí)施所述轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一齒輪組的兩個(gè)輸出齒輪的轉(zhuǎn)速相對(duì)于所述傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)件均被瞬時(shí)地調(diào)節(jié)。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，通過采用來自外部動(dòng)力源的轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)所述齒輪組的至少一個(gè)輸出部的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)所述瞬時(shí)調(diào)節(jié)。
15.一種用于連續(xù)改變由動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)向驅(qū)動(dòng)負(fù)載提供的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的方法，其特征在于在兩個(gè)液力耦合器中的至少一個(gè)內(nèi)的流體量，其中，所述兩個(gè)液力耦合器從同一第一齒輪組的不同齒輪接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，并且第二齒輪組的兩個(gè)不同齒輪從所述液力耦合器接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，其中，驅(qū)動(dòng)負(fù)載從所述第二齒輪組接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)，其中，在將旋轉(zhuǎn)傳遞到所述第二齒輪組之前采用旋轉(zhuǎn)反向齒輪組使旋轉(zhuǎn)方向反向。
16.如權(quán)利要求15所述的用于連續(xù)改變動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的總傳動(dòng)比的方法，該方法是通過控制兩個(gè)液力耦合器中至少一個(gè)內(nèi)的流體量實(shí)施，其中，所述兩個(gè)液力耦合器從同一第一齒輪組的不同齒輪接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，并且其中，第二齒輪組的兩個(gè)不同齒輪從所述液力耦合器接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，其中，驅(qū)動(dòng)負(fù)載從所述第二齒輪組接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)，并且其中，在所述第二齒輪組以一個(gè)齒輪接收旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩之前實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)反向。
全文摘要
一種采用系列齒輪組實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速傳動(dòng)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。第一定比齒輪組(62)從馬達(dá)(40)接收轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)并且第二定比齒輪組(70)向從動(dòng)裝置(44)提供轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)。這兩個(gè)齒輪組各自采用三個(gè)齒輪元件，使得第一齒輪組以一個(gè)軸接收動(dòng)力并以兩個(gè)軸提供動(dòng)力。第二齒輪組以兩個(gè)不同的軸接收動(dòng)力并以一個(gè)軸提供動(dòng)力。兩條傳動(dòng)鏈從第一齒輪組向第二齒輪組傳遞旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)矩，在這兩個(gè)齒輪組之間，所述旋轉(zhuǎn)在一個(gè)傳動(dòng)鏈上被反向(72)。對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比的控制通過瞬時(shí)利用動(dòng)力調(diào)節(jié)一條線路(74)的轉(zhuǎn)速來提供。在一種實(shí)施方式中采用液力耦合器在每條傳動(dòng)鏈上傳遞動(dòng)力。
文檔編號(hào)F16H37/08GK1882795SQ200480034095
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2004年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者吉奧拉·萊德賴希 申請(qǐng)人:吉奧拉·萊德賴希