专利名称：双输入轴式自动无级变速器的制作方法
技术领域：
本发明主要用于汽车上，属于汽车技术领域。
变速器是现代汽车的主要总成之一，它与发动机配合工作，保证汽车有良好的动力性和经济性能，汽车变速器可以扩大发动机传到驱动车上扭矩和转速的变化范围，以适应汽车各种情况下行动的需要。
汽车上常用的机械变速器(即手动变速器)，利用变速器不同的档位，去适应汽车各种行动条件下的不同要求，但存在不少缺点，一是要求驾驶员熟练掌握换档时机和操作技术，这要消耗驾驶员的体力和精力，人容易疲劳，二是换档时的冲击加速汽车传动系及变速器齿汽车传动系及变速器齿轮的磨损，缩短零部件的使用寿命；三是机械变速器一般由若干组齿轮构成，因受结构件的限制，齿轮组不能过多，得到的档位受到限制，很难充分利用发动机功率，且机械齿轮组体积大，给维护和修理带来一定的因难。
进口和部分国产小汽车中采用自动变速器，它是和液力偶合器一起使用，带有液力传动的特点，可以弥补机械变速器的一些缺点，它可根据发动机的工况和车速情况，自动选择档位，使装有自动变速器的汽车有很多的优点。但自动变速器有结构复杂，制造因难，成本高，汽车的牵引性及燃油的经济性有所降低等缺点。
在汽车上除了使用机械变速器，自动变速器外，在少部分小汽车上也使用无级自动变速器。无级变速器可分为三种V形皮带式、链条式和钢带式，在汽车上一般采用钢带无级变速成器，其缺点是钢带传动容易打滑，一般只能用于小功率的四轮汽车，大功率汽车还不能使用。
本发明是提供一种采用行星齿轮系统来用齿轮转递扭矩的双输入轴式自动无级变速器。
(1)双输入轴式自动无级变速器的基本工作原理。
本双输入轴式自动无级变速器是由可调液力偶合器、行星齿轮传动系统和液压操作系统三部分组成。
行星轮系统的工作原理图是单排行星齿轮系统由太阳轮、行星齿轮和环形内齿圈或简称环齿圈的3个基本零件构成。太阳轮位于系统的中心，行星齿轮与其啮合，最外则是同行星轮轴安装在行是星架上。工作中，太阳轮、行星轮和环齿圈三者有同一旋转轴线。当太阳轮与主动轴相连，作为输入件，行星轮架与被动轴相连，作为输出轴，环齿圈作为自由轮，自由转动，当太阳轮按顺时钟旋转时，由于行星架被强制固定，行星轮只有自转，没有公转，就带动环齿圈反时钟转动，当太阳轮的转速一定时，环齿圈反转的速度也就一定。当将一个与太阳轮旋转方向一样的力施加在环齿圈上，随着这个力的增加，使得环齿圈的运行状态发生改变，在这个过程中，第一输入轴与输出轴的传动比也随着改变。因此，我们可通过改变施加在环齿圈上的力可获得不同的传动比，以实现无级变速。
发动机将动力直接传递给变速器第一输入轴，并带动行星齿轮系统中的太阳轮旋转，因与输出轴相连的行星轮架被制动太阳轮的旋转将带动与它相啮合的行星轮转动，而行星轮架被制动，行星轮只有自转而无公转，因此它将带动与行星轮相啮合的环齿圈旋转，但旋转的方向与太阳轮旋转的方向相反，此时，当一个与太阳轮旋转方向相同的力作用于环齿圈上，随着这个力慢慢增加，将出现以下几种情况环齿圈的旋转方向与太阳轮旋转方向相反，但旋转的速度减慢，此时，行星轮自转速度减慢并开始公转，行星轮架被带动，给输出轴输出动力，输出轴转动速度最慢，但扭矩最大，可作汽车的起步档。
随着这个力的增加，环齿圈被相对制动，太阳轮输入，行星轮输出，即是减速传动。
环齿圈的旋转方向与太阳轮旋转方向相同，但旋转速度比太阳轮旋转速度慢，行星轮自转速度减慢，公转速度加快，也是一种减速传动，但转速比上一种情况快。
环齿圈的旋转方向和速度与太阳轮的旋转方向都一样时太阳轮、行星轮和环齿圈无相对运动，三个轮相当于锁在一起，为直接传动。
环齿圈的旋转方向与太阳轮的旋转方向相同，但环齿圈转动的速度比太阳轮转动的速度快，行星轮又开始自转，并绕太阳轮公转，这时行星架的旋转速度比太阳轮旋转的速度快，此种传动为超速传动。
作用在环齿圈上的动力是由第二输入轴提供，它通过可调液力变矩器与发动机“弹性”连接，改变这个力的大小是由液压操纵系统来完成。
(2)双输入轴式自动无级变速器的可调液力变矩器的构造可调液力变矩器装在发动机飞轮上，位于发动机和变速箱之间，起传扭矩，离合作用。它以液压油为工作介质，把发动机的机械能转换为液体的能，并将这种液体能转换为另一种形式的机械能，再通过输出装置传给变速器。
可调液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等基本部件组成。3个工作轮装在内部充满液压油的圆鼓内，可调液力变矩器外壳固定在发动机飞轮上，齿轮与可调液力变矩器的外壳刚性连接，与齿轮常啮合的齿轮1相连，齿轮1固定在变速器第一输入轴上；可调液力变矩器内的泵轮与外壳刚性连接，涡轮是由涡轮套架和涡轮叶片两个元件组成，涡轮套架与第二输入轴相连，涡轮叶片套在涡轮套架内，它在涡轮套架内可做轴向移动，并通过花键与变速器第二输入轴连接，涡轮叶片和调节臂连成一体，通过调节臂改变涡轮叶片的位置，调节臂通过力臂与液压油缸相连，液压油缸是现有汽车上的，液压油缸主要由缸体、活塞、回位弹簧、拉杆、进油口和排油口组成。
(3)双输入轴式自动无级变速器变速部分的构造
行星齿轮系统由太阳轮，行星轮和环形内齿圈三个基本零件构成，太阳于系统的中心，行星轮与其相啮合，最外侧是同行星轮相啮合的环齿圈，行星轮通常有3-6个均匀或对称布置在太阳轮上，并借助于滚针轴承和行星轮轴安装在行星轮架上，工作中，行星轮除绕行星轮轴自转外。同时还要绕太阳轮公转，当行星绕太阳轮公转时，行星轮轴和行星轮架也一起绕太阳轮转动。太阳轮固定在第一输入轴上，行星齿轮与其相啮合，最外侧是同行星轮相啮合的环齿圈，齿轮2与环齿圈为一整体，与齿轮2常啮合的齿轮3固定在第二输入轴上，行星齿轮借助于滚针轴承和行星齿轮轴安装在行星轮架上，而行星架与是中间轴相连，在中间轴上安装有齿轮4与齿轮5，它们分别与输出轴上的齿轮6和齿轮7常啮合。工作时，太阳轮直接得到第一输入轴上的动力而旋转，太阳轮与发动机的旋转速度一样，在第二输入轴没有输入动力的情况下，因行星轮架带有负荷，被相对固定，则环齿圈也随之转动，但与太阳轮的旋转方向相反，此时行星轮只有自转，没有公转，当第二输入轴慢慢输入动力，并作用于环齿圈上。使得环齿圈反转的速度减慢，这时行星齿轮开始绕太阳轮公转，这样就带动行星轮架旋转，且旋转的方向与太阳轮一样，变速器输出轴开始输出动力，此时输出的扭矩最大，而转速最慢，随着作用在第二输入轴的力增加时，环齿圈的运行状态改变，而输出轴上的扭矩减小，旋转速度则加快。
在此变速器中采用多个行星排并联组成行星齿轮传动系统，以增加行星齿轮系统的扭矩，其工作原理和单排行星齿轮系统一样。
双输入轴式自动无级变速器具有下列显著的优点(1)可以提高发动机和传动系的使用寿命，因本变速器具有液力传动的特性，在外界的冲击负荷可以通过可调液力偶合器缓冲，有过载保护作用。
(2)结构简单，采用的是行星齿轮系统来变速，有体积小，扭矩大，结构简单等优点；操作简单；提高了汽车的平稳性；(3)无级变速它是利用太阳轮与环齿圈之间的转速差来实现无级变速，在齿轮组不多的情况下，可获得很多的转速比，在变换档时，转动比是连续改变的，中间没有间断，能很好地去适应汽车各种行驶条件下的不同要求。
(4)能保证汽车好牵引性此变速器采用双输入轴，即机械传动轴和注液力传动轴，使它带有液力传动的特点，又具有机械传动优点。
附图
(一)是汽车无级变速器的变速部分；附图(二)是汽车无级变速器动力输入部分。
下面结合附图进一步说明太阳轮(9)固定在第一输入轴上，行星齿轮与其相啮合，最外侧是同行星轮(7)相啮合的环齿圈(6)，齿轮(4)与环齿圈(6)为一整体，与齿轮(4)常啮合的齿轮(3)固定在第二输入轴(2)上，行星齿轮(7)借助于滚针轴承和行星齿轮轴(5)安装在行星轮架(8)上，而行星架(8)与是间轴(10)相连，在中间轴(10)上安装有齿轮(14)与齿轮(13)，它们分别与输出轴(12)上的齿轮(17)和齿轮(15)常啮合，齿轮(11)为倒档轮，用前进档～倒档同步器(16)来改变汽车的运行方向。
可调液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等基本部件组成。3个工作轮装在内部充满液压油的圆鼓内，可调液力变矩器外壳(32)固定在发动机飞轮(31)上，齿轮(26)与可调液力变矩器的外壳(32)刚性连接，与齿轮(26)常啮合的齿轮(24)相连，齿轮(24)固定在变速器第一输入轴(23)上；可调液力变矩器内的泵轮(34)与外壳(32)刚性连接，涡轮套架(23)与第二输入轴(22)相连，涡轮叶片(28)套在涡轮套架(23)内，它在涡轮套架(23)内可做轴向移动，并通过花键与变速器第二输入轴(22)连接，涡轮叶片(28)和调节臂(25)连成一体，通过调节臂(25)改变涡轮叶片(28)的位置，调节臂(25)通过力臂(21)与液压油缸(20)相连，只要控制油缸内液压油的压力，就控制涡轮叶片(28)的位置，涡轮是由涡轮套架(23)和涡轮叶片(28)两个元件组成，涡轮轴与变速器第二输入轴(22)直接连接。
权利要求
1.双输入轴式自动无级变速器是由可调液力偶合器、行星齿轮传动系统和液压操作系统三部分组成，可调液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等基本部件组成，3个工作轮装在内部充满液压油的圆鼓内，可调液力变矩器外壳(32)固定在发动机飞轮(31)上，其特征在于齿轮(26)与可调液力变矩器的外壳(32)刚性连接，与齿轮(26)常啮合的齿轮(24)相连，齿轮(24)固定在变速器第一输入轴(23)上；可调液力变矩器内的泵轮(34)与外壳(32)刚性连接，涡轮套架(33)与第二输入轴(22)相连，涡轮叶片(28)套在涡轮套架(23)内，并通过花键与变速器第二输入轴(22)连接，涡轮叶片(28)和调节臂(25)连成一体，调节臂(25)通过力臂(21)与液压油缸(20)相连。
2.根据权利要求1所述的双输入轴式自动无级变速器的行星齿轮系统由太阳轮，行星轮和环形内齿圈三个基本零件构成，太阳轮(9)固定在第一输入轴上，行星齿轮与其相啮合，最外侧是同行星轮(7)相啮合的环齿圈(6)，其特征在于齿轮(4)与环齿圈(6)为一整体，与齿轮(4)常啮合的齿轮(3)固定在第二输入轴(2)上，行星齿轮(7)借助于滚针轴承和行星齿轮轴(5)安装在行星轮架(8)上，而行星架(8)与是间轴(10)相连，在中间轴(10)上安装有齿轮(14)与齿轮(13)，它们分别与输出轴(12)上的齿轮(17)和齿轮(15)常啮合，齿轮(11)为倒档轮，用前进档～倒档同步器(16)来改变汽车的运行方向。
全文摘要
本发明的双输入轴式自动无级变速器是由可调液力偶合器、行星齿轮传动系统和液压操作系统三部分组成,可调液力变矩器由泵轮、涡轮和导轮等基本部件组成,其特征在于:齿轮与可调液力变矩器的外壳刚性连接,与齿轮常啮合的齿轮1相连,齿轮1固定在变速器第一输入轴上;可调液力变矩器内的泵轮与外壳连接,涡轮套架与第二输入轴相连,涡轮叶片套在涡轮套架内。
文档编号B60K23/00GK1353057SQ00132898
公开日2002年6月12日 申请日期2000年11月10日 优先权日2000年11月10日
发明者高志勇 申请人:高志勇