一种新型功率分流式无级变速装置

1.本实用新型属于功率分流技术领域，具体涉及一种新型功率分流式无级变速装置。


背景技术：

2.混合动力汽车作为新能源汽车中的一种，正成为消费者和制造商越来越受欢迎的选择。混合动力汽车相较于传统汽车具有更多的动力源，同时具备特殊的混合动力传动箱。
3.混合动力传动箱中最关键的机械结构即是功率分流装置，传统上的功率分流装置就是齿轮行星排。例如公开号为cn2586011y的专利公开了一种功率分流式车用无级变速装置，如图1所示，由一组二自由度行星轮系05和一组可变带轮半径的带式无级变速装置04以及摩擦离合器02等组成，输入轴01通过中间轴07、摩擦离合器02，连接花键03和一对增速齿轮副08、09，与行星轮系的太阳轮019和带式无级变速装置04的主动带轮025相连，在增速齿轮09与主动带轮025之间设置电磁离合器010，被动带轮024通过一对减速齿轮副014、015与行星轮系的齿圈020相连，输出轴06和中间轴07之间设置电磁离合器021。行星轮系05由一对减速齿轮副014和015、太阳轮19、齿圈020、行星轮017组成，太阳轮固定在中间轴07上，齿圈020套在齿轮015上，行星轮装在太阳轮和齿圈中间。带式无级变速装置由主动带轮025、被动带轮024、高速v带012构成，每个带轮又由一侧可轴向移动的动盘022、023与另一侧的定盘011、013组成。由控制执行机构推动动盘022、023作轴向移动，即可连续改变带轮的工作半径使带式无级变速装置的传动比连续变化，从而也使行星轮系05中的齿圈020转速连续变化。行星轮系05的行星架018与变速系统的输出轴06相连，齿圈020外侧设置电磁制动器016。该装置工作时分为三种状态如下：
4.1、低挡(起步挡)电磁离合器010分离，电磁离合器021分离，制动器016接合；
5.2、中挡(无级变速挡)电磁离合器010接合，电磁离合器021分离，制动器016分离；
6.3、高挡(直接挡)电磁离合器010分离，电磁离合器021接合，制动器016分离；
7.在车辆启动时系统工作在低挡工况，动力由行星轮系05太阳轮019输入，然后直接经行星架018输出。
8.然而该装置在使用过程中存在着如下问题：1）行星轮系的尺寸固定，特性参数不可变，是通过可变带轮半径的带式无级变速装置来实现无级变速，行星轮系只起到了功率分流的作用，功率传递时会有损耗。2）只有处于中档时，每个电磁离合器和制动器分别处于特定的状态下，才能实现无级变速，不能连续改变特性参数。3）功率分流装置和无级变速装置为两个部分，结构复杂，特性参数改变时需要离合器和制动器配合衔接，控制难度高。


技术实现要素：

9.本实用新型为了解决现有功率分流式无级变速装置存在着功率传递损耗较大以及控制难度高的问题，提供了一种新型功率分流式无级变速装置。
10.为解决技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
11.一种新型功率分流式无级变速装置，包括机箱，所述机箱向套设有能够在机箱内进行转动的大齿圈，所述大齿圈内套设有能够在大齿圈内进行转动的太阳轮轴，所述大齿圈的内部与太阳轮轴之间设置有能够绕太阳轮轴进行转动的行星排，其特征在于，所述行星排包括内滚道、外滚道、行星滚子、左行星架和右行星架，内滚道包括左内滚道和右内滚道，外滚道包括左外滚道和右外滚道，左内滚道、右内滚道、左外滚道和右外滚道位于左行星架与右行星架之间并形成包覆行星滚子的腔体，行星滚子与外滚道、内滚道的接触点分别到太阳轮轴的轴线的两个距离之比为行星排特性参数，所述右外滚道配设有用于调节行星排特性参数的调比机构。
12.在一些实施例中，所述调比机构包括用于与右外滚道固定连接的连接杆，所述连接杆固定连接有控制杆，所述控制杆套设在与机箱和右行星架均转动连接的套筒内，且控制杆能够在套筒内轴向移动并跟随套筒同步转动，所述左外滚道的右外侧还固定安装有限位块，所述限位块上安装有用于调节右外滚道至左外滚道之间距离的限位螺钉。
13.在一些实施例中，所述左外滚道与右外滚道之间设置有滚珠丝杠。
14.在一些实施例中，所述左内滚道和右内滚道通过滚珠花键设置在太阳轮轴的外围。
15.在一些实施例中，所述左内滚道与左行星架之间设置有蝶形弹簧，所述右内滚道与右行星架之间设置有蝶形弹簧，通过蝶形弹簧向左内滚道和右内滚道提供预紧力和弹力。
16.在一些实施例中，所述左内滚道靠近左行星架的侧面安装有滚轮，所述右内滚道靠近右行星架的侧面安装有滚轮，所述滚轮与蝶形弹簧之间设置有用于抵消一定扭矩的加载凸轮。
17.在一些实施例中，行星滚子均布在左外滚道、右外滚道、左内滚道、右内滚道形成的腔体内，相邻的行星滚子之间设置有行星从动环，行星从动环安装在行星架轴上，行星架轴的左右两端分别与左行星架和右行星架固定连接。
18.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型的新型功率分流式无级变速装置在使用过程中，大齿圈、行星排和太阳轮轴同心，对转矩和功率传递十分紧凑，连接杆、控制杆、套筒、限位块和限位螺钉构成的调比机构具有结构简单、安装方便的特点，调比机构在使用时仅仅需要克服滚珠丝杠的阻力即可，通过转动控制杆从而改变行星排特性参数，具有操作方便和简单的特点。
20.本实用新型可实现行星排传动，并且行星排特性参数可变：转动控制杆时，行星滚子与内外滚道接触点位置相应改变，导致行星滚子与内外滚道相对于旋转轴的接触半径连续变化，从而连续改变行星排特性参数。
21.本实用新型可实现左外滚道和右外滚道不产生转速差：在外滚道转动时，拧紧限位螺钉，将左外滚道和右外滚道固定在一起，最终使得左外滚道和右外滚道不产生转速差。当需要右外滚道与左外滚道产生转速差的时候，将限位螺钉拧出一定距离，通过控制杆带动右外滚道转动，使得右外滚道与左外滚道产生转速差，具有调节方便、结构简单的特点。
附图说明
22.图1为现有技术的功率分流式车用无级变速装置的结构示意图；
23.图2为本实用新型一实施例的结构示意图；
24.图3为本实用新型的行星排特性参数变化前的结构图；
25.图4为本实用新型的行星排特性参数变化后的结构图；
26.图中标记：1、大齿圈，2、太阳轮轴，3、机箱，4、左行星架，5、加载凸轮，6、左外滚道，7、行星轴架，8、行星从动环，9、右外滚道，10、蝶形弹簧，11、右行星架，12、套筒，13、左内滚道，14、滚珠花键，15、行星滚子，16、滚珠丝杠，17、右内滚道，18、滚轮，19、限位块，20、限位螺钉，21、连接杆，22、控制杆。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.结合附图，本实用新型的新型功率分流式无级变速装置，包括机箱2，所述机箱2向套设有能够在机箱2内进行转动的大齿圈1，所述大齿圈1内套设有能够在大齿圈1内进行转动的太阳轮轴2，所述大齿圈1的内部与太阳轮轴2之间设置有能够绕太阳轮轴进行转动的行星排，所述行星排包括内滚道、外滚道、行星滚子15、左行星架4和右行星架11，内滚道包括左内滚道12和右内滚道17，外滚道包括左外滚道6和右外滚道9，左内滚道12、右内滚道17、左外滚道6和右外滚道9位于左行星架4与右行星架11之间并形成包覆行星滚子15的腔体，其中，左行星架4和右行星架11与太阳轮轴2之间设置有轴承，通过轴承使得左行星架4和右行星架11能够绕太阳轮轴2进行转动，行星滚子15与外滚道、内滚道的接触点分别到太阳轮轴2的轴线的两个距离之比为行星排特性参数，所述右外滚道9配设有用于调节行星排特性参数的调比机构。
30.在一些实施例中，所述调比机构包括用于与右外滚道9固定连接的连接杆21，所述连接杆21固定连接有控制杆22，所述控制杆22套设在与机箱3和右行星架11均转动连接的套筒12内，且控制杆22能够在套筒12内轴向移动并能够跟随套筒同步转动，所述左外滚道6的右外侧还固定安装有限位块19，所述限位块19上安装有用于调节右外滚道9至左外滚道6之间距离的限位螺钉20。
31.在一些实施例中，所述左外滚道6与右外滚道9之间设置有滚珠丝杠16，通过滚珠丝杠16来降低右外滚道9移动过程中的阻力。
32.在一些实施例中，所述左内滚道13和右内滚道17通过滚珠花键14设置在太阳轮轴2的外围。
33.在一些实施例中，所述左内滚道13与左行星架4之间设置有蝶形弹簧10，所述右内滚道17与右行星架11之间设置有蝶形弹簧10，通过蝶形弹簧10向左内滚道13和右内滚道17提供启动时的预紧力，同时在装置运行时为左内滚道13和右内滚道14提供弹力，从而让左内滚道13和右内滚道17在运行时保持在既定位置。
34.在一些实施例中，所述左内滚道13靠近左行星架4的侧面安装有滚轮18，所述右内滚道17靠近右行星架11的侧面安装有滚轮18，所述滚轮18与蝶形弹簧10之间设置有用于抵消一定扭矩的加载凸轮5。通过加载凸轮5能够抵消大部分轴向扭矩。
35.在一些实施例中，行星滚子均布在左外滚道、右外滚道、左内滚道、右内滚道形成的腔体内，相邻的行星滚子15之间设置有行星从动环8，行星从动环8安装在行星架轴7上，行星架轴7的左右两端分别与左行星架4和右行星架11固定连接。
36.本实用新型的新型功率分流式无级变速装置在使用过程中，大齿圈、行星排和太阳轮轴同心，对转矩和功率传递十分紧凑，连接杆、控制杆、套筒、限位块和限位螺钉构成的调比机构具有结构简单、安装方便的特点，调比机构在使用时仅仅需要克服滚珠丝杠的阻力即可，通过转动控制杆从而改变行星排特性参数，具有操作方便和简单的特点。
37.本实用新型可实现行星排传动，并且行星排特性参数可变：转动控制杆时，行星滚子与内外滚道接触点位置相应改变，导致行星滚子与内外滚道相对于旋转轴的接触半径连续变化，从而连续改变行星排特性参数。
38.本实用新型可实现左外滚道和右外滚道不产生转速差：在外滚道转动时，拧紧限位螺钉，将左外滚道和右外滚道固定在一起，最终使得左外滚道和右外滚道不产生转速差。当需要右外滚道与左外滚道产生转速差的时候，将限位螺钉拧出一定距离，通过控制杆带动右外滚道转动，使得右外滚道与左外滚道产生转速差，具有调节方便、结构简单的特点。
39.本实用新型在使用过程中内滚道包括左内滚道13和右内滚道17，左内滚道13周向与太阳轮轴2之间同步转动，轴向可通过滚珠花键14相对于太阳轮轴2移动。左内滚道13左侧通过滚轮18左接加载凸轮5，抵消一定的扭矩，且通过蝶形弹簧10提供一定的预紧力和弹力，保持左内滚道13处于既定位置。右内滚道17周向也与太阳轮轴2之间同步转动，轴向可通过滚珠花键14相对于太阳轮轴2移动。右内滚道17右侧通过滚轮18右接加载凸轮5，抵消一定的扭矩，且通过右侧蝶形弹簧10提供一定的预紧力和弹力，保持右内滚道17处于既定位置。
40.大齿圈1安装在机箱3上不可轴向移动，周向可绕太阳轮轴2转动。大齿圈1的左侧伸出机箱3，可输出/输出转矩。
41.外滚道分为左外滚道6和右外滚道9，左外滚道6和右外滚道9之间为滚珠丝杠16。左外滚道6左侧与大齿圈1固定连接，周向与大齿圈1同步转动，不可轴向移动。右外滚道9右侧与连接杆21固定连接，周向与连接杆21同步转动，轴向可通过控制滚珠丝杠16改变右外滚道9与左外滚道6的相对位置。
42.行星架分为左行星架4和右行星架11，轴向均不可移动，周向绕太阳轮轴2转动。右行星架11的右侧伸出机箱3，可输出/输入转矩。
43.所述行星滚子15周向均布在由内滚道、外滚道构成的腔体内，相邻行星滚子15之
间均匀布置有行星从动环8，行星从动环8安装在行星架轴7上。行星架轴7的左端和右端分别与左行星架4和右行星架11固定连接，并带动左行星架4和右行星架11周向转动。行星架、行星滚子15、行星从动环8、行星架轴7一起绕太阳轮轴2的轴线转动。
44.左内滚道13、右内滚道17、左外滚道6、右外滚道9、行星滚子15、行星架组成一个行星排，行星排特性参数就成了行星滚子15与外滚道、内滚道的接触点分别到太阳轮轴2轴线的两个距离之比。
45.调比机构包括：连接杆21、控制杆22、套筒12、限位块19、限位螺钉20。
46.连接杆21左侧与右外滚道9固定连接并同步转动，右侧与控制杆22固定连接并同步转动，右外滚道9、连接杆21、控制杆22固定连接为一整体。同时控制杆22位于套筒12孔内，并与套筒12一同绕太阳轮轴2进行周向转动，轴向可相对套筒12移动。套筒12与右行星架11、机箱3之间均为轴承连接，轴向固定，周向可绕太阳轮轴2转动。控制杆22可带动右外滚道9绕太阳轮轴2转动，同时可控制右外滚道9相对于左外滚道6的相对位置。
47.限位块19固定在左外滚道6的右侧，位于限位块19下方的限位螺钉20可限制右外滚道9相对于左外滚道6轴向移动的距离。当限位螺钉20抵住右外滚道9右侧时，为锁紧状态，此时左外滚道6与右外滚道9固定在一起并同步转动。
48.如图3所示，在传动系统工作时，转动限位螺钉20直至抵住右外滚道9，此时左外滚道6和右外滚道9固定在一起，左外滚道6和右外滚道9不产生转速差。此时的可变特性参数行星排可以通过牵引摩擦实现行星传动，特性参数为k=rcont,out/rcont,in。
49.如图4所示，在传动系统停止工作时，将限位螺钉20拧出一定距离，再绕太阳轮轴2的轴线转动控制杆22带动右外滚道9转动，此时右外滚道9通过滚珠丝杠16相对于左外滚道6产生轴向位移。行星滚子15为保持与内、外滚道接触，行星滚子15产生径向移动，同时内滚道自动调整其轴向位置以及与行星滚子15接触点位置。内滚道通过滚珠花键14轴向移动，左、右侧碟形弹簧10提供弹力保持其既定位置，保证内滚道对行星滚子15进行牵引传动。行星滚子15与内滚道和外滚道接触点位置的改变，导致行星滚子15与内滚道和外滚道接触点到太阳轮轴2轴线的距离变化，从而改变行星排特性参数。此时特性参数为k＇=rcont,out＇/rcont,in＇。
50.在具体实施过程中，行星滚子15的数量可以根据实际情况来设置，从而周向的布置在由内滚道和外滚道形成的腔体中。