专利名称：中介式自动无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明属于机械式自动无级变速器领域，是一种中介式自动无级变速器。
目前的机械式无级自动变速器，基本上可分成为液压式、摩擦式、皮带传动式、超级离合式。
液压式结构复杂，要求的机械精度较高，不易实现，传递效率一般。
摩擦式机构简单，但效率低，传递的功率小，一般只能用于小功率的设备上，如摩托车。
皮带式结构简单，控制复杂，效率低，传递功率小，一般也只能用于较小功率的设备上，如助力车。
超级离合式结构复杂，控制复杂，效率一般，但其脉动较大，一般也只能用于小功率的设备上。
为了解决机械式自动无级变速器存在的不足，本方案提供了一种效率高，结构紧凑，适应范围广，易实现的中介式自动无级变速器；它可以用于小功率的设备，如摩托车；亦可以用于大功率的设备上，如汽车、拖拉机，甚至可以用在超大功率的设备上，如工程机械。
这种变速器的优点是结构紧凑，部件少，稳定性好，实现容易；每时每刻，这种变速器都会根据驱动输入器的设备状态和输出器所驱动的设备状态而自动调速，不需人工干预；故其操作十分简单；它还能使整个设备的节能效果达到15％以上。
解决方案参看附图附
图1中介式自动无级变速器立体视图。
附图2中介式自动无级变速器装配图。
附图3输入器主视图+侧视图+剖视图。
附图4外壳主视+侧视图+剖视图。
附图5输出器主视图+侧视图+剖视图。
附图6中介式自动无级变速器原理图。
由附图1，附图2可知中介式自动无级变速器由外壳1，输入器2，输出器3和中介4组成。
外壳图3所示，由外壳上盖10和外壳底座11组成，它们通过螺栓8(共6个)连接于一体。
输入器图4所示，有输入轴14，隔埂12，滚珠凹槽13，它们为一体，还有入口螺栓15，弹簧16，隔板17。其中隔埂12，共有八条。
输出器图5所示，有八条隔埂，隔埂的前部是螺旋隔埂20，后部是弃能区隔埂18。
连接方式，如图2所示，输入器6与输出器7是通过输出器的轴套和输入器的园柱套在一起，但它们相互之间可以转动；输入器和输出器都是通过滚珠与外壳5相联的。组成一体后，外壳内壁与输入器输出器凹槽组成的空间及输入和输出器的园柱空间，是用来放置中介物质的。
中介物质(简称为中介)可以是A．比重较大的液体物质。
B．半径较小的钢珠+润滑油。
附图6是中介式自动无级变速器的原理图，它指出此变速器除了可分为外壳、输入器、输出器外，为了使工作原理更为清晰，把中介所能进入的区域分别分为中介存贮区23，获能区24，缓冲区25，控制区26，弃能区27，通道区28。
当把中介从入口加入，注满各区间后，变速器就可以进行工作了。中介的作用是把输入器输入的能量传递给输出器输出。
一．工作原理分析参看附图6。
1．启动时当输入器以Wi弧度/秒角速度转动时，获能区24的中介在隔埂的作用下，随之以Wi转动，获得了能量；另一方面，获得能量的中介，在离心力的作用下，向缓冲区25以轴向速度V米/秒运动，推动缓冲区25中的中介向控制区26运动，控制区26中的中介向弃能区27运动，同时推动弃能区27的中介向通道区28运动；通道区28内前端的中介又向获能区24运动；如此循环流动，中介便进入了工作状态。
2．工作时输入器内的中介，在获能区24获得了角速度Wi，另外又以轴速度V向缓冲区25运动。在Δt时间进出获能区24的中介质量为ΔM。质量ΔM的中介进入获能区24时，具有的初始能量E1(E1=ΔM(Wo*r)＾2/2)；出获能区24进缓冲区25时，则具有能量E2(E2=ΔM(Wi*R)＾2/2)；质量ΔM的中介在获能区24获得了能量ΔE=E2-E1。
缓冲区25中的中介的运动仍以角速度Wi和轴向速度V运动，挤向控制区26；新进和已在控制区26中的中介，在控制区26的螺旋隔埂(螺旋率为K)的作用下，使得WI,V的数值具有函数关系V=K*R(Wi-Wo)，如此便有ΔM/Δt=2*PI*R*3/4*H*k*R(Wi-Wo)*d；它表示了进出控制区26的中介的流量得到了控制。公式中H为控制区26空间园环间距，3/4为控制区26空间园环截面积的有效率，R为控制区26园环半径平均值，d为中介物质的平均比重，PI=3.14。
弃能区27内的中介，质量ΔM的中介进入弃能区27时，具有初始能量 E2=ΔM(Wi*R)＾2/2，出弃能区27进通道区28时，则具有能量E1=ΔM(Wo*r)＾2/2；中介放出的能量，即输出器获得而输出的能量ΔE=E2-E1。
设输出器的输出功率N，输入器转速ni周/秒，输出器转速no周/秒，则有NΔt=ΔE设m=Wo/Wi=no/ni则有N=3/4*PI*H*K*d*R＾4*Wi＾3*(1-m)*[1-m＾2*(r/R)＾2]N=6*PI＾4*H*K*d*R＾4*ni＾3*(1-m)*[1-m＾2*(r/R)＾2]因m＾2*(r/R)＾2＜＜1可简为N=6*PI＾4*H*K*d*R＾4*ni＾3*(1-m)这就是中介式自动无级变速器的输出功率。也是变速器的输入功率。
3．自动无级变速分析设输出器所驱动的设备的工作力矩为L，则有Wo*L=N整理得Wo/Wi=1/[L/(3/4*PI*R＾4*Wi＾2*H*K*d)+1]由上式可知，L变大，Wo变小，L变小，Wo变大；Wo会根据(Wi,L)的变化而自动变化，在变化中确定自己大小。这正是自动无级变速。
4．对1,2,3综合之当输入器在外部动力的带动下转动时，中介在输入器的获能区24内的隔埂的作用下，随之一起转动，获得了能量；同时，获能区24的中介又在离心力的作用下向输出器方向运动。获的能量的中介，通过缓冲区25，进入控制区26；控制区26控制了中介的流量，而使得中介传递的功率成为可控制，可度量；穿过控制区26的中介，进入弃能区27，推动弃能区27的隔埂，使输出器转动。输出器又带动外部设备转动，完成功率的输出。从弃能区27出来的中介，进入通道区28，从通道区28又回到获能区24，中介的如此循环流动和作螺旋运动而完成了输入与输出之间的能量传递。
输出器的转动是作螺旋运动的中介推动的结果，故，输出器输出的转速小于输入器的转速，但输出的功率来自输入的功率，且数值相等；所以，当外部设备阻力矩变大时，输出的转速会自动变小，当外部设备的阻力矩变小时，输出的转速又会自动变大。这就自动完成了无级变速。二．具体应用中介式自动无级变速器具有关系式N=6*PI＾4*H*K*d*R＾4*ni＾3*(1-m)若取中介为钢珠+润滑油，则d=7800*2/3=5200(公斤/立方米)1．当用于小功率设备，如摩托车，其功率一般为12KW。
这时取R=0.065米，H=0.01米，r=0.035米，k=1/4则有N=0.135*ni＾3*(1-m)若ni=50周/秒，m=1/4则N=0.135*(50)＾3*3/4N=13(KW)(保留整数)2．当用于大功率设备上，如汽车，其功率一般为70KW。
这时取R=0.1米，H=0.01米，r=0.04米，k=1/4则有N=0.758*ni＾3*(1-m)若ni=50周/秒，m=1/4则N=0.758*(50)＾3*3/4N=71(KW)(保留整数)3．当用于超大功率设备上，如工程机械，其功率一般为100KW。
这时取R=0.12米，H=0.01米，r=0.043米，k=1/4则有N=1.5*ni＾3*(1-m)若ni=45周/秒，m=1/4则N=1.57*(45)＾3*3/4N=107(KW)(保留整数)
权利要求
1．一种通过中介传递输入的转动方式的能量，仍以转动的方式输出到外部设备的自动无级变速器，其特征是中介物质依次于变速器的输入器、输出器内作螺旋线式运动和循环流动，完成把输入器输入的能量，传送给输出器，在中介把其能量传递给输出器时自动确定输出器的转速。
2．一种如权利要求1所叙的自动无级变速器，其中介为A．比重较大的液体物质B．钢珠+润滑油二种物质的任意一种。
全文摘要
本发明属于机械式自动无级变速器领域,是一种中介式自动无级变速器。中介物质可以是:A.液体物质或B.钢珠+润滑油。工作原理:工作时,中介在变速器的输入器与输出器之间循环流动,完全把输入的功率传送到输出器,且自动确定输出器的转速。优点是:实现了高效率的自动无级变速。适用范围:可用作为摩托车──工程机械的变速器。
文档编号F16D35/00GK1304004SQ0010120
公开日2001年7月18日 申请日期2000年1月10日 优先权日2000年1月10日
发明者魏永飞 申请人:魏永飞