基于可变行程往复运动的cvt变速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于可变行程往复运动的CVT变速器，包括输入轴和输出轴，输入轴上设有可变行程装置，连杆其中一端输入端连杆支点安装在可变行程装置上，连杆的另一端输出端连杆支点安装在单向离合器上，且单向离合器与输出轴连接，输出轴的端部通过齿轮变速机构将运动输出。该种基于可变行程往复运动的CVT变速器相比传统的CVT变速器，从系统中移除了液压活塞缸和输入离合器，从而可以使摩擦损失及运行过程中特殊阶段的损失减少，以便有一个高效率的起动。
【专利说明】基于可变行程往复运动的CVT变速器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于可变行程往复运动的CVT变速器。
【背景技术】
[0002]一般的无级变速器在工作时，变速部分由主动轮、V型金属带和被动轮组成，每个带轮都由两个带有斜面的锥盘组成，其中一个锥盘是固定的，另一个锥盘通过变速器控制模块控制液压阀使其轴向达到变速的目的。现有技术中，CVT (Continuously VariableTransmission,连续可变传动)的结构不但复杂，技术难度大；而且，零部件制造成本高；钢带打滑无法精确控制，导致传动效率低；同时，现有CVT采用液压控制，相比机械传动传动效率低。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种基于可变行程往复运动的CVT变速器，其目的是通过改变与输入轴连接的输入端连杆支点的旋转半径来实现变速，省去了液压活塞缸和输入离合器，减少摩擦损失及运行过程中的损失，提高起动效率。
[0004]本实用新型的技术方案是该种基于可变行程往复运动的CVT变速器基于可变行程往复运动的CVT变速器，包括输入轴和输出轴，所述的输入轴上设有可变行程装置，连杆其中一端输入端连杆支点安装在可变行程装置上，连杆的另一端输出端连杆支点安装在单向离合器上，且单向离合器与输出轴连接，所述的输出轴的端部通过齿轮变速机构将运动输出。
[0005]具有上述结构的该种基于可变行程往复运动的CVT变速器具有以下优点:
[0006]1.该种基于可变行程往复运动的CVT变速器允许发动机的扭矩控制在最有效的工作点附近，提高了发动机的工作效率；相比传统的CVT变速器，从系统中移除了液压活塞缸和输入离合器，从而可以使摩擦损失及运行过程中特殊阶段的损失减少，以便有一个高效率的起动。
[0007]2.该种基于可变行程往复运动的CVT变速器通过设置减震部件将改善车子和动力系统这个整体，CVT变速器的脉冲相位同发动机的燃烧周期脉冲是相联系的，它可以减少扭力减震器的使用或不需要它们，通过将此CVT变速器的许多改变传动比的机构合并到一起可以使它们的扭矩相位交迭，这样可以使扭矩脉冲的影响变小，也可以减少单向离合器的震动载荷，达到增加寿命的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0009]图1为本实用新型的剖视结构示意图。
[0010]图2为本实用新型实现高速比的示意图。[0011]图3为本实用新型实现低速比的示意图。
[0012]图4为本实用新型中输入与输出之间的角度关系图。
[0013]图5为本实用新型中输入端连杆支点旋转半径与输出角度关系图。
[0014]图6为本实用新型中实现输入端连杆支点旋转半径变化的机械原理图。
[0015]在图1-6中，1:可变行程装置；11:滑槽；2:输入轴；3:连杆；31:输入端连杆支点；32:输出端连杆支点；4:单向离合器；5:输出轴。
【具体实施方式】
[0016]图1为本实用新型的剖视结构示意图，图2和图3分别为实现高速比和低速比的示意图，图4为本实用新型中输入与输出之间的角度关系图，图5为本实用新型中输入端连杆支点旋转半径与输出角度关系图。由图1-图5所示结构结合可知，该种基于可变行程往复运动的CVT变速器包括输入轴2和输出轴5，输入轴2上设有可变行程装置1，连杆3其中一端输入端连杆支点31安装在可变行程装置I上，连杆3的另一端输出端连杆支点32安装在单向离合器4上，且单向离合器4与输出轴5连接，输入轴2的旋转运动通过可变行程装置I转变为连杆3的往复运动，连杆3的往复运动通过单向离合器4转变成输出轴5的单向旋转运动；所述的输出轴5的端部通过齿轮变速机构将运动输出，齿轮变速机构包括齿轮组、惰轮、同步器和拨叉。
[0017]可变行程装置I是从输入轴2的圆心处开始，且沿输入轴的半径方向设置的滑槽11，输入端连杆支点31位于滑槽11的内部，且沿滑槽11的长度方向做自由运动；且，输入轴2与输出轴5之间的传动比随着输入端连杆支点31在滑槽11中的位置确定，且输入端连杆支点31在滑槽11中的位置是连续变化的。
[0018]具体的，输入端连杆支点31的旋转半径可通过以下方式实现:
[0019]作为本实用新型第一种实现输入端连杆支点31的旋转半径变化的实施方式为:滑槽11内且沿滑槽11的长度方向设有丝杆，输入端连杆支点31通过螺母安装在丝杆上，且螺母沿丝杆上的螺纹做上下运动。根据丝杆的旋转方向和圈数使得输入端连杆支点31上的螺母将沿着丝杆的螺纹做上下运动，这个CVT变速器在不同相位下实施输入端连杆支点31的旋转半径改变的机构，是通过丝杆的共同操作将每个输入端连杆支点31的旋转半径设置相同。
[0020]作为本实用新型第二种实现输入端连杆支点31的旋转半径变化的实施方式为:滑槽11为液压缸，通过液压控制保证输入端连杆支点31在液压缸内做往复运动；液压控制的好处是，通过关闭液压回路，保证输入端连杆支点31相对于输入轴2的圆心具有固定的半径；油路泄压时，保证输入端连杆支点31迅速移动到端点位置，保证输入端连杆支点31相对于输入轴2的圆心的半径移动到一个极端值。
[0021]作为本实用新型第三种实现输入端连杆支点31的旋转半径变化的实施方式为:滑槽11为气压缸，通过气压控制保证输入端连杆支点31在气压缸内做往复运动；关闭气压回路，保证输入端连杆支点31相对于输入轴2的圆心具有固定的半径；气体泄压时，保证输入端连杆支点31迅速移动到端点位置，保证输入端连杆支点31相对于输入轴2的圆心的半径移动到一个极端值。
[0022]作为本实用新型第四种实现输入端连杆支点31的旋转半径变化的实施方式如说明书附图6所示结构:利用典型的机械方法实现输入端连杆支点31的旋转半径变化，两个圆盘以一定的关系相互旋转，支点位于两个槽交迭处被固定，通过位于两个圆盘槽之间的销来固定这个支点。
[0023]在输入轴2与输出轴5之间通过连杆3连接，连杆机构将输入端的旋转运动转变为连杆3的往复运动，再通过单向离合器4将往复旋转运动转变为单向旋转运动；输入端连杆支点31的旋转半径通过上述液压、气压或丝杆机构等方法进行改变，使输入端连杆支点31沿输入轴2径向做往复运动，这样就可以改变输出端连杆支点32的往复运动行程，实现速度调节。输入端连杆支点31旋转半径大时，输出端往复运动的行程大，传动比小，输入端连杆支点31旋转半径小时，输出端往复运动的行程小，传动比大。
[0024]输出端连杆支点32的往复旋转运动通过单向离合器4转变为单向旋转运动输出，此往复旋转运动转变为单向旋转运动的过程中，只有往复旋转运动逆时针方向时，才能通过单向离合器4带动输出轴5运动，在往复旋转运动顺时针时，输出端连杆支点32在单向离合器4上自由转动,不传递动力；此系统输入轴2的转速与输出轴5上输出端连杆支点32的转速关系为正弦波的关系，通过单向离合器4的作用，输出轴5只有半波范围内有动力输出，但是要保证输出轴5的动力不会出现中断，必须增加一个相同的改变传动比的机构，两机构之间的相位相差180度。具体转变关系见图3 ;输出旋转角度的大小是通过输入端连杆支点31的旋转半径改变来调整的，简单的描述见图4。
[0025]这个CVT变速器的传动比是通过输出轴5与输入轴2之间输入端连杆支点31、输出端连杆支点32的旋转半径比来定义的，因输入轴2上输入端连杆支点31的半径是连续变化的，故这个CVT变速器的传动比也是连续变化的；输出轴5上增加一个齿轮组以及惰轮来实现前进档、空档、倒档，通过同步器及拨叉来控制档位的切换。
[0026]本实用新型因通过连杆实现速比变化，故输入轴2上恒定的转动速度通过连杆机构传递到输出轴5的过程中将产生一个周期或脉冲的扭矩，这个脉冲扭矩不通过减震器或者其他措施来消除将引起变速箱使用者抱怨；因此，为消除本实用新型CVT变速器上的脉冲扭矩可以采用与消除发动机动力冲程及点火产生的脉冲扭矩的类似方法，这些方法包括:
[0027]1.同发动机上增加缸数的方法来减缓扭矩跳动的方法相似，在CVT变速器的不同相位增加相同的改变传动比的机构，各机构在不同相位相互运转，扭矩跳动相互抵消。
[0028]2.增加反转轴去抵消这些脉冲扭矩(如发动机上的凸轮轴)。
[0029]3.通过修改现有发动机的减震器可以实现这个CVT变速器减震，以便它实现双重功能。但是，CVT变速器的一些专用减震方法仍然是必需的。
[0030]为保证本实用新型更好的实施，空档时，为保证车辆刹车时不会导致发动机停转，需要CVT变速器迅速改变它的效率；CVT变速器的输出轴5上增加一个齿轮组来实现倒档，通过使用选档拨叉和同步器等传统的手动变速箱方法去完成前进档、空档和倒档的选择，不需要其他附加的离合器；CVT变速器可以使用简单的方法使整个过程中有效传动比从零增加到无穷大。所以这个系统将在没有离合器、柔性联轴器或液力变速器的情况下可以满足速度在零附近时动力不会中断；因单向离合器4的存在，意味着在驾驶员松油门或车子下坡减速时没有发动机制动，在车子效率方面可以作为一个优点，相比其他情况下，在高的工作负载下需要设计车子制动；单向离合器4将提供坡道停车的特性，即使在空档的情况下，单向离合器4也能阻止车子坡道上后退，这也使坡道起步和起动变的简单。
[0031]该种基于可变行程往复运动的CVT变速器允许发动机的扭矩控制在最有效的工作点附近，提高了发动机的工作效率；相比传统的CVT变速器，从系统中移除了液压活塞缸和输入离合器，从而可以使摩擦损失及运行过程中特殊阶段的损失减少，以便有一个高效率的起动；同时，通过设置减震部件将改善车子和动力系统这个整体，CVT变速器的脉冲相位同发动机的燃烧周期脉冲是相联系的，它可以减少扭力减震器的使用或不需要它们，通过将此CVT变速器的许多改变传动比的机构合并到一起可以使它们的扭矩相位交迭，这样可以使扭矩脉冲的影响变小，也可以减少单向离合器的震动载荷，达到增加寿命的目的。
【权利要求】
1.基于可变行程往复运动的CVT变速器，包括输入轴(2)和输出轴(5)，其特征在于:所述的输入轴(2 )上设有可变行程装置(I )，连杆(3 )其中一端输入端连杆支点(31)安装在可变行程装置(I)上，连杆(3 )的另一端输出端连杆支点(32 )安装在单向离合器(4 )上，且单向离合器(4)与输出轴(5)连接；所述的输出轴(5)的端部通过齿轮变速机构将运动输出。
2.根据权利要求1所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述齿轮变速机构包括齿轮组、惰轮、同步器和拨叉。
3.根据权利要求2所述的一种基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:输入轴(2 )的旋转运动通过可变行程装置(I)转变为连杆(3 )的往复运动，连杆(3 )的往复运动通过单向离合器(4)转变成输出轴(5)的单向旋转运动。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的可变行程装置(I)是从输入轴(2)的圆心处开始，且沿输入轴的半径方向设置的滑槽(11)，输入端连杆支点(31)位于滑槽(11)的内部，且沿滑槽(11)的长度方向做自由运动。
5.根据权利要求1或2或3所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的可变行程装置(I)是在输入轴(2)上设有两个同心、且相互旋转的圆盘，其中一个圆盘上设有过圆心且沿直径方向延伸的槽，另一个圆盘上设有弧形槽，输入端连杆支点(31)被固定于两个槽交迭处。
6.根据权利要求5所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的输入轴(2)与输出轴(5)之间的传动比随着输入端连杆支点(31)在滑槽(11)中的位置确定，且输入端连杆支点(31)在滑槽(11)中的位置是连续变化的。
7.根据权利要求6所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的滑槽(11)内且沿滑槽(11)的长度方向设有丝杆，输入端连杆支点(31)通过螺母安装在丝杆上，且螺母沿丝杆上的螺纹做上下运动。
8.根据权利要求6或7所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的滑槽(11)为液压缸，通过液压控制保证输入端连杆支点(31)在液压缸内做往复运动。
9.根据权利要求6或7所述的基于可变行程往复运动的CVT变速器，其特征在于:所述的滑槽(11)为气压缸，通过气压控制保证输入端连杆支点(31)在气压缸内做往复运动。
【文档编号】F16H21/14GK203796880SQ201420123508
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】史时文, 鲁代峰, 王凤娟, 汪好, 韩英 申请人:奇瑞重工股份有限公司