专利名称：机械与气压传动变速器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车传动技术领域。
背景技术：
当今，汽车已成为人类最重要的交通工具，为乘坐舒适、操作方便许多汽车装有自 动变速器；一般用液力机械式和金属带式。这些自动变速器不仅结构复杂、而且传动效率 低，浪费了大量的能源。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种机械与气压传动变速器，该变速器采用机械和气压 形式来共同传递动力；是在传统的行星齿轮变速器上进行改进，加装了能量回收与气传动 压系统；在传递动力的同时还能回收汽车排气及制动能量，并实现给汽车制冷与供暖的效
^ ο本实用新型的机械结构由行星齿轮变速器和实现动力回收与输出的气泵、泵—— 马达组成；具体结构由飞轮、前进离合器、泵——马达、倒档离合器、前行星架、后行星架与 前齿圈组件、前行星齿轮、后行星架、后齿圈、后行星齿轮、变速器壳、后太阳轮、前太阳轮、 太阳轮轴、气泵、变速器输入轴、减速齿轮、输出轴等组成。发动机的动力由飞轮传给离合器 主动部分，可通过前进离合器、倒档离合器传给变速器输入轴和太阳轮轴，其中，太阳轮轴 为空心轴，通过轴承支承在变速器壳上，其上装有太阳轮轴与气泵、泵——马达联系齿轮、 前太阳轮、后太阳轮。变速器输入轴穿过太阳轮轴，通过花键联接后齿圈，其右端支承在后 行星架与前齿圈组件上。气泵和泵——马达均安装在变速器壳上，通过各自轴上的齿轮与 太阳轮轴上的气泵、泵——马达联系齿轮啮合。前行星齿轮、后行星齿轮装在前、后行星架 上，分别与前、后齿圈啮合；前行星架与倒档制动器配合，可实现倒档。机械与气压传动变速 器可实现三个由机械传动的前进档和一个倒档及各档位之间由机械传动与泵——马达协 同实现的无级变速。本实用新型的能量回收与气压传动系统由气泵、泵——马达、排气热交换器、高压 罐、低压罐、泵卸荷阀、调速阀、前热交换器、后热交换器、蒸发器、制冷控制阀组成；工作介 质为二氧化碳或氨。其中排气热交换器制成管形，置于内燃机排气道内；用以吸收排气的热 量来加热其中的工作介质使其压力升高，以提高其作功能力。低压罐用以存储做功后的气 体，并散出气体的热量。前热交换器置于高压罐与排气热交换器之间，用于吸收后热交换器 内气体的热量；后热交换器装于泵——马达与低压罐之间，用于与前热交换器配合实现换 热；车内需要供暖时，此处的热量也可通过风系统送入车内为汽车供暖。快速制冷控制阀 装于前热交换器与后热交换器之间，车内需要大制冷量时，快速制冷控制阀处于下位；工作 介质不经过排气热交换器直接进入后热交换器，吸热汽化制冷，然后将气体排入低压罐 ’产 生的冷气通过风系统送入车内。需要制冷量较小时，打开正常制冷控制阀，使高压罐内的工 作介质在蒸发器内吸热汽化制冷，然后排入低压罐。调速阀用于控制工作介质由高压罐进入排气热交换器的速度。以控制泵——马达的输出功率，泵——马达采用变量式，通过其 轴上的齿轮与变速器太阳轮轴上的气泵、泵——马达联系齿轮啮合输出动力；其出气口设 泵——马达制动阀，当泵——马达动力不足时使泵——马达制动，实现纯机械传动；气泵位 于高压罐和低压罐之间，用于将低压罐内的气体压入高压罐，泵卸荷阀位于高压罐和气泵 之间，用于在高压罐压力达到一定值时使气泵卸荷。工作原理汽车正常行驶时，结合前进离合器和制动器，发动机动力的传动路线为 飞轮一离合器主动部分一前进离合器一变速器输入轴一后齿圈一后行星齿轮(后太阳轮 —前太阳轮一前行星齿轮)一后行星架与前齿圈组件一减速齿轮一输出轴；实现前进一 档。结合前进离合器、松开制动器时，可实现前进二档，结合前进离合器和高、倒档离合器， 可实现前进三档。在这个过程中可根据车速要求改变泵——马达的转速从而使输出轴的速 度连续变化，实现无级变速。泵——马达工作时，打开调速阀，高压罐内的介质工作经调速 阀、单向阀进入前热交换器，吸收后热交换器内气体的热，然后进入排气热交换器，继续吸 收排气的热量，使气体的温度和压力升高。驱动泵——马达工作；做功后的气体在后热交换 器内进行热交换后，排入低压罐存储，并继续散出的热量。泵——马达输出的动力与离合器 传递的动力一起驱动汽车行驶。当减速制动时，泵——马达被行驶的车辆反拖旋转变成了 泵，将低压罐内的气体压入高压罐存储。泵——马达作为马达工作时，气泵将低压罐内的气 体压入高压罐，保证高压罐内工作介质充足；当高压罐的压力高于设定值时，打开泵卸荷阀 使泵卸荷。车内需要制冷量较小时，正常制冷控制阀处于上位；高压罐内的工作介质经过节 流阀和蒸发器汽化制冷后将气体排入低压罐；车内需要制冷量大时，快速制冷控制阀处于 下位，高压罐内的工作介质经过前热交换器直接进入后热交换器，汽化制冷。机械与气压传动变速器与现有的变速器相比不仅结构更加简单、控制元件大为减 少；同时能回收排气、制动时损失掉的能量；并可实现给汽车制冷与供暖的效果，可省去汽 车空调。
附图1是本实用新型的机械结构图，图中1飞轮、2前进离合器、3高、倒档离合 器、4泵——马达、5泵——马达齿轮、6倒档制动器、7前行星架、8后行星架与前齿圈组件、9 前行星齿轮、10后行星架、11后齿圈、12后行星齿轮、13变速器壳、14减速齿轮、15输出轴、 16后太阳轮、17前太阳轮、18太阳轮轴、19气泵、20飞轮壳、21太阳轮轴与气泵、泵——马 达联系齿轮、22变速器输入轴、23油泵、24离合器主动部分、25行星轮系输出轴、26轴承。附图2是本实用新型的能量回收与气压传动系统图，图中1排气热交换器、2调 速阀、3高压罐、4泵卸荷阀、5气泵、6低压罐、7前热交换器、8后热交换器、9快速制冷控制 阀、10节流阀、11泵——马达、12泵一一马达制动阀、13蒸发器、14正常制冷控制阀、15单 向阀。
具体实施方式
附图1中机械与气压传动变速器机械部分与传统的行星齿轮变速器制造方法相 同，太阳轮轴(18)上多设置一个太阳轮轴与气泵、泵——马达联系齿轮(21)，气泵(19)和
4泵——马达(4)固定在变速器壳(13)上，通过其轴上的齿轮(5)与变速器太阳轮轴(18)上 的气泵、泵——马达联系齿轮(21)与太阳轮轴(18)相联系。附图2中能量回收与气动系 统泵——马达(11)、泵——马达制动阀(12)排气热交换器(1)、前换热器(7)高压罐(3)、 泵卸荷阀(4)、气泵(5)、低压罐(6)、后换热器(8)用管路依次联结；气路中的工作介质除 二氧化碳或氨外，还可用各种环保制冷剂。
权利要求一种机械与气压传动变速器，其特征是机械与气压传动变速器采用机械和气压传动形式共同来传递动力，在机械行星齿轮变速器上加装了能量回收与气压传动压部分；其中机械传动部分由前、后两排行星齿轮和离合器与制动器组成，气压传动部分由气泵、泵——马达和用于能量回收的排气热交换器、高压罐、低压罐、前、后热交换器组成；其中在高压罐与低压罐之间设气泵、蒸发器、节流阀和正常制冷控制阀，高压罐与排气热交换器之间设前热交换器，泵——马达与低压罐之间设后热交换器，前、后热交换器之间设快速制冷控制阀；泵——马达出气口设泵——马达制动阀，气泵和泵——马达安装在变速器壳内，通过各自轴上的齿轮与太阳轮轴上的齿轮啮合。
专利摘要一种机械与气压传动变速器，该变速器采用机械和气压形式来传递动力；结构由行星齿轮变速器和能量回收与气压驱动系统；在传递动力的同时还能回收汽车排气及制动能量，并实现给汽车制冷与供暖的效果；该气压系统由泵——马达、气泵、热交换器、高压罐、低压罐和调速阀组成。汽车正常行驶时，使高压罐中的工作介质进入排气热交换器吸收排气的热量变成高温、高压的气体驱动泵——马达工作，泵——马达通过齿轮与变速器太阳轮轴上的齿轮啮合与由齿轮传递的动力共同驱动汽车行驶。通过调节泵——马达的速度，可实现变速器无级变速。减速制动时，泵——马达被行驶的车辆反拖旋转变成了泵，将低压罐内的气体压入高压罐存储，回收制动能量。
文档编号B60H1/02GK201677739SQ20102011090
公开日2010年12月22日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者蔡学功 申请人:蔡学功