一种轮轴式无级变速器

本发明涉及汽车制造，具体而言，尤其涉及一种轮轴式无级变速器。

背景技术：

1、汽车无极变速器与有级变速器相对，指可以连续获得变速范围内任何传动比的变速系统。通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。这种变速器和普通自动变速器的最大区别是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。

2、现有的汽车无级变速器主要为钢带式和钢链式。钢链式无级变速器是一种利用链轮和钢质挠性链条作为传动元件来传递运动和动力的机械变速装置它属于开发较早、应用较多的一种通用型变速器，链式无级变速器由链轮和链条构成的传动机构、调速机构和链条张紧加压机构三部分组成，它是通过主、从动链轮的两对锥轮的轴向移动实现调速的。钢带式无级变速器与链式无级变速器相似其变速传动机构是由作为主、从动带轮的两对锥轮及张紧在其上的传动带组成其工作原理是利用传动带左右两侧面与锥轮接触所产生的摩擦力进行传动，并通过改变两锥轮的轴向距离以调整它们与传动带的接触位置和工作半径。从而实现无级变速。

3、无论是钢带式还是钢链式无级变速器，都会存在钢带或者钢链在主动缸中打滑的现象，当驾驶员猛踩油门时，发动机瞬时响应速率很大，在车速还未到达适配发动机最大输出功率所对应的汽车速度时，行车电脑(ecu)会对无极变速器发出变径指令，从而改变原有传动比，必然会导致主动缸和从动缸在角速度上存在差异，从而造成钢带或钢链的打滑，从而磨损甚至破坏锥缸内壁，同时造成发热现象，而且当变速箱内温度过高时，必然会导致变速箱油粘度降低，从而变速箱内润滑效果下降，更加加剧温升。此温升不仅会使发动机输出功率的部分损失，还会使变速箱内部离合器摩擦片、油泵、机电单元和阀体因温升受损，使内部金属受热变形，改变了各个零件之间原有的配合，或者由于锥轮夹紧力和转矩过大使得钢带或钢链断裂，最终使变速箱损坏，若是在高速行驶过程中，车子会瞬间失去动力，可能酿成严重交通事故。

技术实现思路

1、根据上述提出传统无级变速器加速过程中打滑的技术问题，而提供一种轮轴式无级变速器。本发明主要利用轮轴式机械结构、用高摩擦系数材料之间摩擦力驱动来代替传统锥轮夹紧力驱动，从而起到防止打滑，减少热损失的效果。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种轮轴式无级变速器，包括：前后设置的主动盘和从动盘，所述主动盘外侧端面中心处与主动轴相连，所述从动盘外侧端面中心处与从动轴相连，所述主动盘与从动盘之间靠近主动盘侧设置有十字形的第一总支架，所述主动盘与从动盘之间靠近从动盘侧设置有十字形的第二总支架，所述第一总支架和第二总支架之间设置有主动齿轮，所述主动齿轮与驱动电机相连；

4、所述第一总支架的四个支杆上各设置有一个第一摩擦轮总成，所述第二总支架的四个支杆上各设置有一个第二摩擦轮总成，同侧的第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成外侧设置有齿圈，所述齿圈的内侧与第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成的外侧相内啮合。

5、进一步地，所述第一摩擦轮总成与第二摩擦轮总成结构相同，所述第一摩擦轮总成包括底座、摩擦轮轴和摩擦轮，所述底座嵌套于支杆上，所述底座支撑摩擦轮轴在底座上转动，所述摩擦轮轴外侧装有摩擦轮，所述摩擦轮与齿圈相啮合，所述底座下部设置有齿条，所述齿条与从动齿轮啮合。

6、进一步地，所述主动齿轮与若干个从动齿轮相啮合，部分从动齿轮分别与第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成的摩擦轮轴相啮合，所述主动齿轮和从动齿轮设置在齿轮固定板上。

7、进一步地，所述主动轴的中心线与从动轴的中心线处于同一条线上。

8、进一步地，所述主动盘外侧端面与主动轴的中心线垂直，所述从动盘外侧端面与从动轴的中心线垂直。

9、进一步地，所述轮轴式无级变速器外部设置有外壳，所述第一总支架和第二总支架的支杆固定于外壳内部。

10、进一步地，当主动轴转动时，所述主动轴转动带动主动盘转动，所述主动盘转动带动第一摩擦轮总成转动，所述第一摩擦轮总成转动带动齿圈转动，所述齿圈转动带动第二摩擦轮总成转动，所述第二摩擦轮总成转动带动从动盘转动，所述从动盘转动带动从动轴转动。

11、进一步地，当驱动电机带动主动齿轮转动时，所述主动齿轮带动从动齿轮转动，所述从动齿轮带动第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成的齿条转动，所述齿条转动使得摩擦轮在摩擦轮轴上移动。

12、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

13、本发明提供的轮轴式结构，通过与高摩擦系数材料之间的摩擦力传递动力，实现了降低打滑现象出现的效果。

14、本发明通过减少变速箱油在摩擦部分的润滑，避免了变速箱内部的温升，实现了减少热损失的效果。

15、本发明提供的摩擦轮总成机构，通过在主被动盘上的大范围变径，实现了无级变速，同时扩大了变速箱传动比范围，以便于更好的与发动机在不同工况下的最佳输出功率，提高汽车的燃油经济性。

16、本发明提供的摩擦轮总成结构，通过底座将摩擦轮总成支撑，形成简支梁结构，经材料力学静力学校核和多体动力学分析后，实现了较大的承载能力和更佳的稳定性，提高了汽车的操纵稳定性和舒适性。

17、本发明的轮轴结构采用高摩擦系数材料，结构紧凑运行平稳，能够提高传动接触面的摩擦力，从而保证cvt变速器能实现大扭矩传递、解决了传统钢带式cvt变速器的打滑、发热的热损失现象、减少了变速所消耗的动力，机械传动效率90％以上，设计美观，造价经济，减少能源消耗。操纵稳定性好，在提升动力的前提下增大传动比。结构更简单，生产流水线工艺减少，具有极高的经济性，维护成本低，可靠性强，可应用范围广。

技术特征：

1.一种轮轴式无级变速器，其特征在于，包括：前后设置的主动盘(1)和从动盘(2)，所述主动盘(1)外侧端面中心处与主动轴相连，所述从动盘(2)外侧端面中心处与从动轴相连，所述主动盘(1)与从动盘(2)之间靠近主动盘(1)侧设置有十字形的第一总支架(3)，所述主动盘(1)与从动盘(2)之间靠近从动盘(2)侧设置有十字形的第二总支架，所述第一总支架(3)和第二总支架之间设置有主动齿轮(4)，所述主动齿轮(4)与驱动电机相连；

2.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，所述第一摩擦轮总成(5)与第二摩擦轮总成(6)结构相同，所述第一摩擦轮总成(5)包括底座(8)、摩擦轮轴(9)和摩擦轮(10)，所述底座(8)嵌套于支杆(11)上，所述底座(8)支撑摩擦轮轴(9)在底座(8)上转动，所述摩擦轮轴(9)外侧装有摩擦轮(10)，所述摩擦轮(10)与齿圈(7)相啮合，所述底座(8)下部设置有齿条(15)，所述齿条(15)与从动齿轮(13)啮合。

3.根据权利要求2所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，所述主动齿轮(4)与若干个从动齿轮(13)相啮合，部分从动齿轮(13)分别与第一摩擦轮总成(5)和第二摩擦轮总成(6)的摩擦轮轴(9)相啮合，所述主动齿轮(4)和从动齿轮(13)设置在齿轮固定板(12)上。

4.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，所述主动轴的中心线与从动轴的中心线处于同一条线上。

5.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，所述主动盘(1)外侧端面与主动轴的中心线垂直，所述从动盘(2)外侧端面与从动轴的中心线垂直。

6.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，所述轮轴式无级变速器外部设置有外壳(14)，所述第一总支架(3)和第二总支架的支杆(11)固定于外壳(14)内部。

7.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，当主动轴转动时，所述主动轴转动带动主动盘(1)转动，所述主动盘(1)转动带动第一摩擦轮总成(5)转动，所述第一摩擦轮总成(5)转动带动齿圈(7)转动，所述齿圈(7)转动带动第二摩擦轮总成(6)转动，所述第二摩擦轮总成(6)转动带动从动盘(2)转动，所述从动盘(2)转动带动从动轴转动。

8.根据权利要求1所述的轮轴式无级变速器，其特征在于，当驱动电机带动主动齿轮(4)转动时，所述主动齿轮(4)带动从动齿轮(13)转动，所述从动齿轮(13)带动第一摩擦轮总成(5)和第二摩擦轮总成(6)的齿条(15)转动，所述齿条(15)转动使得摩擦轮(10)在摩擦轮轴(9)上移动。

技术总结
本发明提供一种轮轴式无级变速器，涉及汽车制造技术领域，包括：前后设置的主动盘和从动盘，所述主动盘外侧端面中心处与主动轴相连，所述从动盘外侧端面中心处与从动轴相连，所述主动盘与从动盘之间靠近主动盘侧设置有十字形的第一总支架，所述主动盘与从动盘之间靠近从动盘侧设置有十字形的第二总支架，所述第一总支架和第二总支架之间设置有主动齿轮，所述主动齿轮与驱动电机相连；所述第一总支架的四个支杆上各设置有一个第一摩擦轮总成，所述第二总支架的四个支杆上各设置有一个第二摩擦轮总成，同侧的第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成外侧设置有齿圈，所述齿圈的内侧与第一摩擦轮总成和第二摩擦轮总成的外侧相啮合。

技术研发人员：陈金池,李德震,谭雁清,高天宇,梁俊怡
受保护的技术使用者：东北大学秦皇岛分校
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13