具有改进的可控性的CVT变速器的制作方法

文档序号:13426365

本发明涉及一种具有明显改进的可控性和可调节性的CVT变速器(可无级调整的变速器)。



背景技术:

CVT变速器由现有技术以不同的构型已知。与具有确定档位的变速器相比,由于连续变化的变速器,可以在车辆中分别实现合适的传动比。这种CVT变速器的特别应用领域是小型车辆,例如两轮车、三轮车、所谓的突突车(Tuk-Tuk)、雪地车、四轮车(Quad)或小型摩托车。在这种CVT变速器中常常使用离心力调节装置用于调整皮带在锥盘对上的位置。在此,离心力调节装置的离心力配重根据转速移动其径向位置,由此改变两个锥盘之间的轴向间距,由此改变变速器的传动比。然而,这种布置的缺点是,不能够受控地或者说受调节地干预CVT变速器的变速器传动比。由此,具有现有技术中的离心力调节装置的CVT变速器通常不能在最优的点上运行,使得车辆的燃料消耗和/或排放变差。因此,希望在受离心力调节的CVT变速器中利用该潜力并且能够减少燃料并且减少排放。此外,受离心力调节的CVT变速器在车辆动态方面也不具有最优的构型。尤其在车辆从静止加速时并且在车辆在行驶期间加速,例如在从第一速度灵活地加速到第二速度的弹性方面,由于受离心力调节的CVT变速器的非最优选择的传动比还存在显著的改进潜力。



技术实现要素:

与此相对地,具有权利要求1特征的本发明CVT变速器具有这样的优点,即能够显著地改进车辆的排放表现和燃料消耗。此外,尤其在关于从静止加速方面和关于正在行驶的车辆的加速方面的行驶动态情况下也会实现明显更好的行驶功率。这根据本发明由此来实现:CVT变速器可以分别在优化的位置中运行。在此,根据本发明CVT变速器包括具有位置固定的锥盘和可轴向运动的锥盘的锥盘对。此外,根据本发明设置有用于调整可轴向运动的锥盘的位置的调整装置。调整装置包括丝杠传动机构和调整杆,该调整杆与可轴向运动的锥盘连接。在此,丝杠传动机构能够实现调整杆的轴向调整。由此能够实现非常紧凑和节省空间的结构。控制单元设立成用于操纵调整装置,以便改变可轴向运动的锥盘的位置。由此改变了锥盘对的缠绕器件的位置,使得改变了CVT变速器的传动比。因此,根据本发明能够通过控制单元干预CVT变速器,以便使CVT变速器在优最优的运行点中运行。

从属权利要求示出发明的优选扩展方式。

优选地,调整装置包括伺服驱动装置,该伺服驱动装置驱动丝杠传动机构,以便将拉力或压力施加到调整杆上。由此使调整杆轴向地运动,使得同样会改变与调整杆连接的可轴向运动的锥盘的位置。

此外,本发明的变速器包括至少一个离心力元件,该离心力元件可运动地布置在可轴向运动的锥盘上,此外,在可轴向运动的锥盘上设置有支撑壁,其中,离心力元件布置在支撑壁和可轴向运动的锥盘的后壁之间。因此,通过离心力可以实现可轴向运动的锥盘的与旋转相关的位置并且借助调整装置来调整精确定位,并从而调整例如匹配于相应地存在的行驶模式的传动比。支撑壁优选与曲轴连接。

特别优选地,支撑壁包括用于与离心力元件接触的变窄的接触面。优选地,支撑壁的所述变窄的接触面锥形地构造。因此,在转速升高时作用在一个或多个离心力元件上的离心力会升高,使得离心力元件在径向上向外运动。在此,离心力元件在支撑壁的变窄的接触面上运动,使得也出现用于使可运动的锥盘沿轴向方向运动的、沿轴向方向的移动分量。

进一步优选地,调整装置的伺服驱动装置的输出轴与曲轴平行地布置。由此可以实现特别紧凑的结构。

进一步优选地,伺服驱动装置的输出轴与调整杆平行并且尤其与锥盘对的中轴线同轴。因此可以设置由伺服驱动装置和调整杆构成的线性布置。特别优选地,除了调整杆和伺服驱动装置的输出轴之外曲轴也位于一条直线上,使得能够实现特别节省空间的结构。

优选地,调整杆部分地布置在曲轴中,以便能够尤其在轴向方向上实现简单和紧凑的结构。

进一步地,丝杠传动机构包括套筒螺母,该套筒螺母与调整杆连接,以便能够使丝杠传动机构的丝杠的旋转转换成丝杠套筒的轴向运动并且由此也能够转换成调整杆的轴向运动。优选地,调整杆通过横向杆与可轴向运动的锥盘连接。

优选地,控制单元设立成用于基于驱动马达的特征参数来控制调整装置。优选地,驱动马达的转速和/或驱动马达的转矩和/或温度和/或空气压力被用作驱动马达的特征参数。在此,用于控制调整装置的特征参数可以直接在驱动马达上或者在与驱动马达连接的构件上被检测出。优选地,驱动马达是内燃机。

进一步优选地,控制单元设立成用于基于驾驶员的行驶模式选择来控制调整装置。例如可以存储预确定的变速器设定,在相应地选择行驶模式例如运动模式或燃料节省模式或类似模式的情况下,该变速器设定由调整装置来实现。

进一步优选地,曲轴穿过锥盘对延伸。由此可以实现CVT变速器的特别紧凑的结构并且尤其也能够实现包括CVT变速器和驱动马达的单元。

进一步优选地,位置固定的锥盘在此直接与曲轴连接,使得沿曲轴的轴向方向仅需要用于CVT变速器的最小安装空间需求。

进一步优选地,控制单元和伺服驱动装置布置在CVT变速器的壳体中。由此可以实现特别紧凑的结构。

此外,本发明涉及一种包括本发明无级变速器的车辆。优选地,所述车辆是小型车辆,尤其是两轮车或三轮车或雪地车或四轮车或小型摩托车或类似车辆。

进一步优选地,伺服驱动装置布置在变速器的壳体上。优选地,在此伺服驱动装置的输出轴伸入到壳体内部,并且,用于调整支撑壁的中间传动装置优选布置在壳体内部。

附图说明

下面参照附图详细地描述本发明的优选实施例。在附图中示出:

图1根据本发明优选实施例的CVT变速器的示意性剖视图。

具体实施方式

下面参照图1根据第一实施例详细描述CVT变速器1,也就是说可连续调整的无级变速器。

如由图1可见那样,CVT变速器1包括具有位置固定的锥盘20和可轴向运动的锥盘21的锥盘对2。

位置固定的锥盘20固定在曲轴11上。更确切地说,如由图1可见那样,位置固定的锥盘20布置在曲轴11的端部上。如在图1中表明的那样,曲轴11与驱动马达10、尤其是内燃机连接。

CVT变速器1是受离心力调节的变速器并且包括多个离心力元件3,所述离心力元件布置在可轴向运动的锥盘21上。在该实施例中,离心力元件是球。替代地,离心力元件是具有贯通孔的柱体。

进一步地,CVT变速器1包括不可轴向运动的支撑壁4,该支撑壁布置在可轴向运动的锥盘上。支撑壁4和曲轴11一起旋转。通过离心力元件3的径向位置确定可轴向运动的锥盘21的沿轴向方向X-X的轴向位置。

为了调整可轴向运动的锥盘21,根据本发明,设置有调整装置5,该调整装置与控制单元6连接。调整装置5包括伺服驱动装置50、伺服驱动装置的输出轴51和丝杠传动机构7。丝杠传动机构7包括丝杠70以及套筒螺母71,该套筒螺母可沿轴向方向X-X运动地布置在丝杠70上。套筒螺母71通过轴承81与调整杆8连接,使得在套筒螺母71轴向运动时调整杆8沿轴向方向X-X轴向地运动。

在调整杆8的对置端部上,横向杆80与调整杆8连接,该调整杆与可轴向运动的锥盘21连接。由此,通过横向杆80将调整杆8的轴向运动传递到可轴向运动的锥盘21上,使得如在图1中通过双箭头A表明的那样该锥盘可沿轴向方向运动。通过未示出的装置阻止了套筒螺母71与丝杠70一起转动。

如由图1进一步可见那样,调整杆8部分地布置在曲轴11中。由此可以实现特别紧凑的结构。在此,曲轴11具有缝或钻孔或类似结构。

支撑盘4包括变窄的接触面40,该接触面与离心力元件3处于接触中。

优选地,伺服驱动装置50是电动机。然而,替代地调整装置5包括气动式运行的调整驱动装置或液压式运行的调整驱动装置或电磁式的调整驱动装置。

缠绕器件12,例如皮带,布置在两个锥盘20,21之间。缠绕器件12与输出元件13连接,优选同样与锥盘对连接。然而,输出元件13例如也可以是被直接驱动的轮或类似元件。

因此,根据本发明可以通过控制单元6调整可运动的锥盘21的位置,由此能够调整两个锥盘20,21之间的轴向间距,该轴向间距提供CVT变速器的所希望的传动比。为此,伺服驱动装置50被驱动,并且伺服驱动装置50的输出轴51直接驱动丝杠70。应注意的是,输出轴51也可以与丝杠7一体式地构造。通过丝杠70的转动(图1中的箭头D),套筒螺母71沿轴向方向X-X(双箭头C)根据丝杠70的转动方向来运动。因为套筒螺母71与调整杆8固定地连接,所以调整杆8同样沿轴向方向X-X(双箭头B)运动。之后,通过与调整杆8连接的横向杆80使可轴向运动的锥盘21运动(双箭头A)。

因此,根据转动方向可以改变两个锥盘20,21之间的缠绕器件12的调整,并且因此能够实现无级的传动比改变。

因此,根据本发明可以实现传动比的精确调整,该传动比原则上通过离心力元件3来预先给定。根据本发明可以根据特征参数,例如驱动马达10的转速和/或转矩,来实现优化的变速器传动比。在此,可以从优化消耗或优化排放或优化车辆加速方面来选择变速器传动比。也可以选择要优化的初始参数的任意组合并且相应地调整CVT变速器的对此最优的变速器传动比。

在此,以本发明的CVT变速器1来进行的试验得出,能够在10%范围内节省燃料消耗,在0到60km/h之间范围内加速度改进能够高达17%,并且与受离心力调节的普通CVT变速器相比在20至50km/h之间范围内加速度的弹性能够改进19%。虽然本发明的CVT变速器由于调整装置而要求略大一些的机械结构和电结构,然而该结构可以通过所阐述的改进方案和节省方案来更多地弥补。

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