分解動力的無級傳動裝置結構的制作方法
【專利說明】分解動力的無級傳動裝置結構
[0001 ] 相關美國申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2013年3月15日提交的名為“SPLIT POWER INFINITELY VARIABLETRANSMISS1N”的第61/798,476號美國臨時申請的優(yōu)先權和權益，其全部內容通過引用結合于此。
技術領域
[0003]本申請總體涉及無級傳動裝置，且更具體地涉及包括可變速比單元的無級傳動裝置的結構。
【背景技術】
[0004]連續(xù)傳動裝置(CVT)利用可變速比單元(“變速器”)以提供連續(xù)變化的傳動比而非一系列預先設定比率。變速器經由齒輪裝置和一個或多個離合器聯(lián)接在傳動裝置輸入和傳動裝置輸出之間。
[0005]在稱為無級傳動裝置(IVT)的一種類型的連續(xù)傳動裝置中，零輸出速度能夠獨立于在齒輪空擋模式下由驅動單元提供給傳動裝置的旋轉輸入速度獲得。無級傳動裝置經常使用變速器和行星式齒輪系，以將動力流動分解成兩部分。例如，動力可沿第一路徑流過變速器且沿第二路徑流過行星式齒輪系。動力也可循環(huán)到變速器，由此增加在無級傳動裝置的操作期間由變速器承受的載荷。用于無級傳動裝置的許多當前結構使變速器受到循環(huán)通過無級傳動裝置的全部動力載荷。

【發(fā)明內容】

[0006]根據(jù)本申請的一方面，傳動裝置能夠在多個操作模式下操作且包括輸入軸、多個齒輪組、可變速比單元、和多個轉矩傳遞機構。輸入軸配置為從驅動單元接收轉矩且將轉矩傳送到傳動裝置的輸出軸。所述多個齒輪組設置在輸入軸和輸出軸之間。所述多個齒輪組包括聯(lián)接到輸入軸的第一行星齒輪組和聯(lián)接到輸入軸的第二行星齒輪組?？勺兯俦葐卧?lián)接到第二行星齒輪組且配置為接收動力載荷。所述多個轉矩傳遞機構包括第一離合器和變速器旁通離合器。第一離合器能夠接合以將第一行星齒輪組聯(lián)接到第二行星齒輪組，從而在第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間限定第一動力路徑。變速器旁通離合器能夠接合以旁通可變速比單元，以使得沿第一動力路徑傳送的動力傳送到變速器旁通離合器而非可變速比單元。由可變速比單元接收的動力載荷在第一離合器接合時和在變速器旁通離合器接合時中的至少一個操作模式下減小。
[0007]在一些實施方式中，當變速器旁通離合器不接合時，傳動裝置可實現(xiàn)在限定范圍內變化的傳動比。當變速器旁通離合器接合時，傳動裝置可實現(xiàn)固定傳動比。
[0008]在一些實施方式中，第二行星齒輪組可包括至少一個空轉-行星齒輪。傳動裝置還可包括可以設置在輸入軸和輸出軸之間的第三行星齒輪組。第三行星齒輪組可聯(lián)接到第一行星齒輪組。傳動裝置還可包括可以設置在輸入軸和輸出軸之間的第四行星齒輪組。第四行星齒輪組可聯(lián)接到第二行星齒輪組。第四行星齒輪組可包括至少一個空轉-行星齒輪。
[0009]根據(jù)本申請的另一方面，傳動裝置能夠在多個操作模式下操作且包括輸入軸、多個齒輪組、可變速比單元、和多個轉矩傳遞機構。輸入軸配置為從驅動單元接收轉矩且將轉矩傳送到傳動裝置的輸出軸。所述多個齒輪組設置在輸入軸和輸出軸之間。所述多個齒輪組包括聯(lián)接到輸入軸的第一行星齒輪組和聯(lián)接到輸入軸的第二行星齒輪組?？勺兯俦葐卧?lián)接到第二行星齒輪組且配置為接收動力載荷。所述多個轉矩傳遞機構包括第一離合器和第二離合器。第一離合器能夠接合以將第一行星齒輪組聯(lián)接到第二行星齒輪組，從而在第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間限定第一動力路徑。第二離合器能夠接合以將第一行星齒輪組聯(lián)接到第二行星齒輪組，從而在第一行星齒輪組和第二行星齒輪組之間限定第二動力路徑。由可變速比單元接收的動力載荷在第一離合器接合時和在第二離合器接合時中的至少一個操作模式下減小。
[0010]在一些實施方式中，傳動裝置還可包括第三行星齒輪組。第三行星齒輪組可設置在輸入軸和輸出軸之間且可聯(lián)接到第一行星齒輪組。傳動裝置還可包括第四行星齒輪組。第四行星齒輪組可設置在輸入軸和輸出軸之間且可聯(lián)接到第二行星齒輪組。
[0011 ]在一些實施方式中，在第一操作模式下，當?shù)谝浑x合器接合且第二離合器接合時，傳動裝置可實現(xiàn)固定傳動比。第一操作模式可實現(xiàn)從第一前進范圍到第二前進范圍的同步轉移。
[0012]在一些實施方式中，第一行星齒輪組可配置為在第一離合器接合時將從輸入軸傳送到第一行星齒輪組的轉矩循環(huán)到第二行星齒輪組。第一行星齒輪組可配置為在第二離合器接合時將從輸入軸傳送到第一行星齒輪組的轉矩循環(huán)到第二行星齒輪組。
[0013]在一些實施方式中，第一結合部可分解沿第一動力路徑從第一行星齒輪組循環(huán)到第二行星齒輪組的轉矩，以減小由可變速比單元接收的載荷。第二結合部可分解沿第二動力路徑從第一行星齒輪組循環(huán)到第二行星齒輪組的轉矩，以減小由可變速比單元接收的載荷。
[0014]根據(jù)本申請的另一方面，傳動裝置包括輸入軸、可變速比單元、和多個轉矩傳遞機構。輸入軸配置為從驅動單元接收轉矩且將轉矩傳送到傳動裝置的輸出軸?？勺兯俦葐卧渲脼榻邮談恿d荷。所述多個轉矩傳遞機構能夠接合以在輸入軸和輸出軸之間限定多個動力路徑。所述多個轉矩傳遞機構包括第一離合器、第二離合器、和第三離合器。第一離合器、第二離合器、和第三離合器能夠與彼此組合地接合以沿第一動力路徑、第二動力路徑、和第三動力路徑傳遞動力。包括在傳動裝置中的第一齒輪組配置為在第一離合器接合時沿第一動力路徑將動力從輸入軸傳送到輸出軸，在第二離合器接合時沿第二動力路徑將動力從輸入軸循環(huán)回到輸入軸，且在第三離合器接合時沿第三動力路徑將動力從輸入軸循環(huán)回到輸入軸。
【附圖說明】
[0015]在此描述的概念通過示例且并非通過附圖中的限制來闡述。為了簡化和清楚闡述，在附圖中示意的元件并非必然按比例繪制。在適當考慮的情況下，在附圖中已經重復使用附圖標記以指示對應或類比的元件。
[0016]圖1是包括變速器的無級傳動裝置的簡化方框圖；
[0017]圖2是圖1的無級傳動裝置的變速器的圖解視圖；
[0018]圖3是圖1的無級傳動裝置的結構的方框示意圖，示出包括在無級傳動裝置中的各種部件；
[0019]圖4是圖3的結構和相關傳動裝置部件的示意圖，在相關傳動裝置中，變速器處于第一構型；
[0020]圖5是圖3的結構和相關傳動裝置部件的示意圖，在相關傳動裝置中，變速器處于第二構型；
[0021]圖6是表格，示出能夠由圖1的無級傳動裝置實現(xiàn)的各種操作模式和與每種模式關聯(lián)的傳動比；
[0022]圖7A是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第一倒退操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0023]圖7B是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第一前進操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0024]圖7C是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第一變速器旁通操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0025]圖7D是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第一同步操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0026]圖8A是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第二前進操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0027]圖SB是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第二變速器旁通操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0028]圖SC是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第二同步操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0029]圖9A是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第三前進操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0030]圖9B是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第三變速器旁通操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0031]圖9C是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第三同步操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；
[0032]圖1OA是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第四前進操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動；以及
[0033]圖1OB是圖1的無級傳動裝置的方框示意圖，示出在第四變速器旁通操作模式下通過無級傳動裝置的動力流動。
【具體實施方式】
[0034]雖然本申請的概念易于受到各種修改和替換形式的影響，但是其特定實施方式已經通過圖中的示例示出且將在此詳細描述。然而，應該理解的是，并非旨在將本申請的概念限制在公開的具體形式，而是相反的旨在覆蓋與本申請和所附權利要求一致的所有修改方案、等同方案、替換方案。
[0035]在說明書中引用的“一個實施方式”、“實施方式”、“示意性實施方式”等等指的是描述的實施方式可包括具體特征、結構、或特性，但每個實施方式可必然或不必然包括那個具體特征、結構、或特性。而且，這些短語并非必然指代相同實施方式。而且，當結合實施方式描述具體特征、結構、或特性時，主張的是在本領域技術人員的認識內結合其它實施方式實施這些特征、結構、或特性，無論明確描述與否。
[0036]在圖中，一些結構或方法特征可在特定布置方式和/或順序下示出。然而，應該理解到可不要求這些特定布置方式和/或順序。實際上，在一些實施方式中，這些特征可能以與在示意性視圖中示出的不同的方式和/或順序設置。附加地，將一結構或方法特征包括在具體視圖中不意味著在所有實施方式中需要所述特征，且在一些實施方式中所述特征可不被包括或可與其它特征結合。
[0037]現(xiàn)在參照圖1，示意性機動車輛100包括驅動單元102、聯(lián)接到驅動單元102的傳動裝置104、以及聯(lián)接到傳動裝置104的車輛載荷106。驅動單元102可實施為具有往復或旋轉構型的任何類型的電動機或內燃機，往復或旋轉構型向傳動裝置104且通過傳動裝置向車輛載荷106提供旋轉動力。例如，驅動單元102可實施為四沖程活塞發(fā)動機、柴油機、或旋轉發(fā)動機。車輛載荷106可實施為或包括驅動輪、履帶、推進裝置等等，它們在通過驅動單元102經由傳動裝置106驅動時向機動車輛100施加移動。附加地，車輛載荷106可以是輔助變速箱(例如，分動箱或鑰匙箱(drop box))或取力裝置，諸如，栗、混合機、升降機、翻揚機、壓縮機、壓實機、或鼓風機。
[0038]旋轉動力由驅動單元102產生且經由包括在驅動單元102中的驅動單元輸出軸110傳送到傳動裝置104。驅動單元輸出軸110聯(lián)接到包括在傳動裝置104中的傳動裝置輸入軸112。附加地，來自傳動裝置104的旋轉動力從傳動裝置輸出軸114傳送到車輛載荷106。
[0039]傳動裝置104確保由驅動單元102產生的旋轉動力向車輛載荷106的可控施加。如下文討論的，傳動裝置104包括多個齒輪組，所述多個齒輪組使得由驅動單元102產生的速度和轉矩能夠被轉換以由車輛載荷106使用。
[0040]傳動裝置104能夠在多個操作模式下操作，以將由驅動單元102供應的旋轉動力從傳動裝置輸入軸112傳送到傳動裝置輸出軸114。每個操作模式使得輸入速度(S卩，在傳動裝置輸入軸112處)到輸出速度(S卩，在傳動裝置輸出軸114處)的至少一個比率能夠被實現(xiàn)。如以下討論的，利用變速器116的傳動裝置104的操作模式使得傳動比的范圍能夠被實現(xiàn)，而不利用變速器116的操作模式使得僅單一傳動比能夠被實現(xiàn)。
[0041]圖1的傳動裝置104被示意性實施為無級傳動裝置。傳動裝置104除了輸入軸112和輸出軸114之外還包括變速器116、多個離合器、以及多個齒輪組。所述多個離合器包括第一離合器118、第二離合器120、第三離合器122、第四離合器124、以及變速器旁通離合器126。所述多個齒輪組包括第一齒輪組128、第二齒輪組130、第三齒輪組132、和第四齒輪組134。
[0042]如下文討論的，無級傳動裝置104能夠操作以將從驅動單元112供應的