一種可變量齒輪泵式汽車無級變速器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的可變量齒輪泵式汽車無級變速器，變速器殼體的一端連接變速器前段的第一軸，另一端連接動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪，變速器殼體的一側(cè)設(shè)有智能控制器；變速器前段的第一軸與動力輸入齒輪機構(gòu)相連，動力輸入齒輪機構(gòu)與一可變量齒輪泵相連，可變量齒輪泵的一側(cè)設(shè)有液壓驅(qū)動裝置，可變量齒輪泵與智能控制器之間通過齒輪泵油管路和可變量控制桿相連；動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪通過液壓馬達和動力輸出油管路與智能控制器相連。使用可變量齒輪泵式汽車無級變速器的車輛完全不再使用離合器或者液力偶合器來控制輸入變速器的動力，而是以程序控制可變量齒輪泵的輸出量或者輸出的方向來控制怠速、起步、加速、減速、停車、倒檔等工況的實現(xiàn)。
【專利說明】
一種可變量齒輪泵式汽車無級變速器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車、拖拉機變速器的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)“2016年汽車變速器行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析”的研究來看，對世界主要汽車品牌的自動變速器搭載情況進行的統(tǒng)計，從搭載的品牌數(shù)量來看，AT(自動檔)仍是當今世界的主流，特別在北美地區(qū)占據(jù)絕對的統(tǒng)治地位;DCT (雙離合)已在歐洲占有領(lǐng)先優(yōu)勢，并正在快速發(fā)展;CVT(無級變速)主要在日系品牌中得到應(yīng)用;AMT(機械自動變速)在乘用車中應(yīng)用較少，MT(手動檔)在乘用車中應(yīng)用較普遍。
[0003]目前，世界主要汽車品牌的自動變速器搭載情況如下:
20世紀30?40年代，液力耦合器在美國被首次應(yīng)用在汽車上，形成了AT的雛形。美國國土面積遼闊，能源價格低，國民偏好大排量汽車，且其經(jīng)濟發(fā)達、城市化水平高，對于自動變速器的比例大，這使得半個多世紀以來，美國自動變速器產(chǎn)業(yè)一直延續(xù)著AT的技術(shù)路線發(fā)展。
[0004]據(jù)中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)發(fā)布的2015年中國汽車變速器市場現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展前景預(yù)測分析報告顯示，日本國土面積狹小且能源價格較高，大排量汽車受到限制，CVT是日本汽車企業(yè)研發(fā)的主要方向，日本汽車工業(yè)發(fā)達、在AT上也具有很強的技術(shù)實力。長期以來，日本的自動變速器產(chǎn)業(yè)沿著CVT和AT兩條技術(shù)路線發(fā)展。近年來，隨著AT的性能提升空間逐漸縮小和CVT技術(shù)的進步，日本的自動變速器技術(shù)路線出現(xiàn)了向CVT集中的趨勢。
[0005]歐洲的自動變速器技術(shù)路線最為多樣化。汽車工業(yè)發(fā)達的德、法等國在AT上具有較強的技術(shù)實力。由于歐洲汽車對于汽車運動性能的偏好，手動變速器的占比較高，定軸齒輪產(chǎn)業(yè)鏈也十分發(fā)達，所以定軸齒輪自動變速器AMT(以菲亞特為代表)和DCT發(fā)展水平也很高。由于DCT在性能上具有明顯優(yōu)勢，且能夠繼承手動變速器產(chǎn)業(yè)鏈，DCT正逐漸成為歐洲汽車市場自動變速器發(fā)展的主要方向。
[0006]與發(fā)達國家的成熟汽車市場相比，國內(nèi)汽車市場的自動變速器裝車比率仍較低。市場售價在17?25萬之間的中高級乘用車是自動變速器搭載的主要車型，我們統(tǒng)計了主要合資品牌中高級乘用車的自動變速器搭載形式。
[0007]目前，國內(nèi)主要合資品牌中高級乘用車的自動變速器搭載情況如下:
在合資品牌中，現(xiàn)在基本形成美系、韓系以AT為主，歐系以DCT和AT為主，日系以CVT和AT為主的格局，預(yù)計未來AT份額會有所下降，DCT將進一步提升，CVT仍以日系為主，份額相對穩(wěn)定。
[0008]在國產(chǎn)自動擋乘用車中，60%左右搭載的是進口自動變速器，而剩下的40%也主要來自外資控股的合資企業(yè)，這導(dǎo)致中國很多自主車型在自動變速器匹配上要么缺乏合資伙伴，要么價格居高不下，汽車自動變速器已成為制約中國汽車工業(yè)發(fā)展的瓶頸。
[0009]為了改變中國對于自動變速器的需求主要依靠進口產(chǎn)品來滿足的尷尬局面，國內(nèi)企業(yè)盡管進行了大量研發(fā)，但成果有限。據(jù)統(tǒng)計:2013年我國國內(nèi)汽車自動變速器產(chǎn)量達到379.1萬臺，行業(yè)進口總量為507.8萬臺，出口數(shù)量為49.2萬臺，國內(nèi)表觀需求量為837.7萬臺。
[0010]2014年我國國內(nèi)汽車自動變速器產(chǎn)量達到400.5萬臺，行業(yè)進口總量為531.4萬臺，出口數(shù)量為54.7萬臺，國內(nèi)表觀需求量為877.2萬臺。
[0011 ] 2014年中國汽車自動變速器供需簡況如下:
2012年我國汽車自動變速器需求市場為717.2億元，2013年行業(yè)規(guī)模增長至734.6億元，較2012年同期增長2.4%。當中國內(nèi)進口產(chǎn)品金額達到50.8億美元。2014年我國汽車自動變速器需求市場規(guī)模增長至820.8億元。
[0012]一、MT手動變速箱
MT的英文全稱是manual transmiss1n。中文意思是手動變速器，也稱手動擋。即用手撥動變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。踩下離合時，方可撥得動變速桿。如果駕駛者技術(shù)好，裝手動變速器的汽車在加速、超車時比自動變速車快，也省油。MT變速箱是目前使用主廣泛的變速器。
[0013]未來手動變速箱的發(fā)展趨勢是檔位不斷提高，以使發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速更好地匹配汽車復(fù)雜的工況需求。
[0014]隨著人們對汽車駕馭簡化的要求不斷提高，特別是國人希望能簡化汽車操作，手動變速箱的市場必定會受到AT、CVT、DCT、AMT四大變速箱的沖擊。有專家預(yù)測到自動變速箱的市場占有率將從2007年的74%下降到67%。但MT手動變速箱由于機械可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、動力性好這些原因，自動變速箱會是變速箱領(lǐng)域重要的組成部分。
[0015]二、AT自動變速箱
AT的英文全稱是automatic transmiss1n自動變速箱是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是AT最重要的部件，它由栗輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。
[0016]目前國內(nèi)市場大多數(shù)自動變速檔變速箱使用的都是AT變速箱。一般來說，自動變速器的擋位分為P、R、N、D、2、1或L等。
[0017]自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞的優(yōu)點，已成為現(xiàn)代轎車配置的一種方向。裝有自動變速器的汽車能根據(jù)路面狀況自動變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會被換擋搞得手忙腳亂。
[0018]目前國內(nèi)自動變速箱比較受歡迎，盡管AT自動變速器使用的液力變矩器會提高車輛10%左右的油耗。和當今節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢相背，但作為自動變速箱中技術(shù)最成熟的一款變速箱，AT在未來一定時間內(nèi)，AT自動變速箱仍有廣闊的發(fā)展趨勢，市場占有率將進一步提尚O
[0019]未來AT自動變速箱的發(fā)展趨勢是向多檔位的AT變速箱發(fā)展。
[0020]三、AMT機械式自動變速箱
AMT的英文全稱是automated mechanical transmiss1n。中文意思是機械式自動變速箱。AMT可以看成是自動的手動變速箱。
[0021]AMT變速箱，是在通常的手動變速箱和離合器上配備一套電子控制的液壓操縱系統(tǒng)，以達到自動切換檔位目的的機構(gòu)。其實就是在手動變速器，也就是齒輪式機械變速器(MT)的原有基礎(chǔ)上加裝了微機控制的自動操縱系統(tǒng)，以此改變原來的手動操作系統(tǒng)。因此AMT實際上是由一個機器人系統(tǒng)來完成操作離合器和選擋的兩個動作，其核心技術(shù)是微機系統(tǒng)，電子技術(shù)及質(zhì)量將直接決定AMT的性能與運行質(zhì)量。
[0022]配備AMT的汽車不再需要離合器踏板，駕駛者只需簡單地踩油門踏板就可以非常簡單地啟動和駕駛汽車。AMT汽車駕駛簡單，駕駛者則只需要踩油門，由AMT系統(tǒng)會自動地選擇換擋的最佳時機，從而消除了發(fā)動機、離合器和變速箱的錯誤使用，避免換錯擋，這一點對駕駛新手和整車的可靠性都非常重要。
[0023]AMT變速箱在三類新型自動變速箱中，技術(shù)難度相對較低，但是存在換擋動力中斷等影響駕駛舒適性的問題。在國內(nèi)，AMT目前只應(yīng)用于一些AO級別的車型。由于涉及車型范圍較少、車輛也比較低端，AMT缺少推廣的平臺，發(fā)展前景是三類新型自動變速箱中最不樂觀的。
[0024]四、DCT雙離合器變速箱
DCT的英文全稱是double clutch transmiss1n.中文意思是雙離合器變速箱。也有人稱之為DSG(Direct-Shift Gearbox)，中文表面意思為“直接換擋變速器”。大眾汽車在2002年于德國沃爾夫斯堡首次向世界展示了這一技術(shù)創(chuàng)新。新一代DCT變速器采用了雙離合器和6個前進檔的傳統(tǒng)齒輪變速器作為動力的傳送部件，主要與高扭矩的發(fā)動機配合使用。
[0025]DCT有一個由兩組離合器片集合而成的雙離合器裝置，由電子控制及液壓裝置同時控制兩組離合器及齒輪組的動作。一個多片式離合器連接1、3、5擋和倒車擋，另一個連接的是2、4、6擋。在某一檔位時，離合器I結(jié)合，一組齒輪嗤合輸出動力，在接近換檔時，下一組檔段的齒輪已被預(yù)選，而與之相聯(lián)的離合器2仍處于分離狀態(tài);在換入下一檔位時，處于工作狀態(tài)的離合器I分離，將使用中的齒輪脫離動力，同時離合器2嚙合已被預(yù)選的齒輪，進入下一檔。兩個多片式離合器的一合一閉幾乎保持在同一時間內(nèi)完成，整個過程往往只需要0.2秒的時間。目前，國內(nèi)市場上，大眾的邁騰使用了 DCT變速器。
[0026]DCT變速器能滿足消費者對駕駛運動感和車輛節(jié)油的雙重要求。相比較目前中國市場上廣泛使用的AT自動變速器，DSG可以降低油耗。與傳統(tǒng)MT手動變速器相比，在整個換檔期間能確保最少有一組齒輪在輸出動力，令動力沒有出現(xiàn)間斷的狀況。但相比AMT對于MT的改動，由于DCT變速器的結(jié)構(gòu)和國內(nèi)常用的MT手動變速器相差較大，改進新的生產(chǎn)投入較大。
[0027]目前DCT變速箱面臨的主要問題是制造加工的精度要求很高。
[0028]DCT雙離合器變速箱是以大眾集團為首的歐洲車系主推的一款新型自動變速箱。由于大眾和一汽、上汽的合作，在我國擁有廣泛的市場基礎(chǔ)，由此DCT變速箱擁有廣闊的推廣平臺。蓋世汽車網(wǎng)認為，DCT變速箱的發(fā)展前景最為樂觀。
[0029]五、CVT機械式無級變速器
CVT的英文全稱是Continuous Variable Transmiss1n，中文意思是“機械式無級變速器”。CVT技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)有了一百多年的歷史。德國奔馳公司是在汽車上采用CVT技術(shù)的鼻祖，早在1886年就將V型橡膠帶式CVT安裝在該公司生產(chǎn)的汽油機汽車上。但是由于橡膠帶式CVT存在一系列的缺陷:功率有限(轉(zhuǎn)矩局限于135Nm以下)，離合器工作不穩(wěn)定，液壓栗、傳動帶和夾緊機構(gòu)的能量損失較大，因而沒有被汽車行業(yè)普遍接受。
[0030]現(xiàn)在，將液力變矩器集成到CVT系統(tǒng)中，主、從動輪的夾緊力實現(xiàn)電子化控制，在CVT中采用節(jié)能栗，傳動帶用金屬帶代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠帶。新的技術(shù)進步克服了 CVT系統(tǒng)原有的技術(shù)缺陷，導(dǎo)致了傳遞轉(zhuǎn)矩容量更大、性能更優(yōu)良CVT的面世，汽車界對CVT技術(shù)的研究開發(fā)日益重視。
[0031]CVT能實現(xiàn)無級變速，因此能根據(jù)車輛和路面實際情況，改變傳動系統(tǒng)的傳動比，使發(fā)動機在功率和燃油消耗率都在最佳范圍內(nèi)工作。因此相比較有級變速器，CVT變速器的動力性。同時，CVT通過改變主、從動輪工作半徑實行無級變速，比起目前國內(nèi)市場上常用的AT自動變速器通過液力變矩器實行無級變速，CVT的傳動效率和燃油經(jīng)濟性都大大提高。
[0032]CVT無級變速器是采用傳動帶和工作直徑可變的主、從動輪相配合傳遞動力?？梢允箓鲃酉蹬c發(fā)動機工況實現(xiàn)最佳匹配。金屬帶式無級變速器的系統(tǒng)主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓栗等基本部件。主動輪組和從動輪組都由可動盤和固定盤組成，與油缸靠近的一側(cè)帶輪可以在軸上滑動，另一側(cè)則固定?？蓜颖P與固定盤都是錐面結(jié)構(gòu)，它們的錐面形成V型槽來與V型金屬傳動帶嚙合。發(fā)動機輸出軸輸出的動力首先傳遞到CVT的主動輪，然后通過V型傳動帶傳遞到從動輪，最后經(jīng)減速器、差速器傳遞給車輪來驅(qū)動汽車。工作時通過主動輪與從動輪的可動盤作軸向移動來改變主動輪、從動輪錐面與V型傳動帶嚙合的工作半徑，從而改變傳動比。由于主動輪和從動輪的工作半徑可以實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了無級變速。
[0033]CVT機械式無級變速箱是日系車企主推的一款新型自動變速箱。擁有一定的推廣基礎(chǔ)。不過CVT使用的鋼帶主要掌握在博世等少數(shù)公司手中，而其國內(nèi)尚無加工制造CVT—些部件的條件。因此CVT變速箱在我國推廣尚需提高其支持設(shè)施。
[0034]以上幾種形式的汽車變速器，離不開離合器或液力耦合器這兩種動力離合機構(gòu)，它們共同的缺點是零部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和維修繁瑣、造價高、燃油消耗大、使用成本高等，就目前來看不管是往哪個方向發(fā)展，都是越走越遠，得不償失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0035]本發(fā)明的目的在于提供一種改進的可變量齒輪栗式汽車無級變速器，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中汽車變速器離不開離合器或液力耦合器這兩種動力離合機構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一些不足。
[0036]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，它主要包括變速器殼體，其特征在于:變速器殼體的一端設(shè)有變速器前段的第一軸，另一端設(shè)有動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪，變速器殼體的一側(cè)設(shè)有智能控制器;所述的變速器前段的第一軸與動力輸入齒輪機構(gòu)相連，所述的動力輸入齒輪機構(gòu)與一可變量齒輪栗相連，可變量齒輪栗的一側(cè)設(shè)有液壓驅(qū)動裝置，可變量齒輪栗與智能控制器之間通過齒輪栗油管路和可變量控制桿相連;所述的動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪通過液壓馬達和動力輸出油管路與智能控制器相連。
[0037]進一步，所述的智能控制器包括設(shè)在其中的機械控制端和油路控制端，其中機械控制端與可變量控制桿相連，油路控制端分別與齒輪栗油管路和動力輸出油管路相連;智能控制器上連接有一程序盒，程序盒上設(shè)有信息線束接口，程序盒內(nèi)的電腦系統(tǒng)將信息整合后操縱智能控制器:A、對可變量控制桿進行控制，以伸長或者縮短可變量齒輪栗主動齒輪和被動齒輪的嚙合長度從而達到齒輪栗可變量控制;B、對油路進行控制，以控制變速器的住車、怠速、起步、加檔、換檔、停車、倒檔等變速器各種狀態(tài)和功能的切換。
[0038]更進一步，所述的可變量齒輪栗包括齒輪栗殼體，齒輪栗殼體內(nèi)設(shè)有主動齒輪和與主動齒輪相嚙合的被動齒輪，主動齒輪與被動齒輪的外徑和齒輪栗殼體呈相對密封的間隙配合，主動齒輪與被動齒輪的外表面設(shè)有互相對應(yīng)的滑動齒槽，主動齒輪或被動齒輪均可沿滑動齒槽滑動以調(diào)節(jié)主動齒輪與被動齒輪嚙合的軸向長度;主動齒輪與被動齒輪之間設(shè)有一調(diào)節(jié)裝置，齒輪栗殼體的一端設(shè)有原動力，比如傳動齒輪或者皮帶輪，本案展示為傳動齒輪，所述的主動齒輪的端部與傳動齒輪相連接。
[0039]優(yōu)選的，所述的調(diào)節(jié)裝置包括主動齒輪擋油齒叉、被動齒輪擋油齒叉和聯(lián)合控制桿;主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪相配合，套設(shè)于主動齒輪的外圓部齒槽間，與主動齒輪的齒數(shù)、齒形呈相對密封的間隙配合，主動齒輪擋油齒叉的一側(cè)設(shè)有一被動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄；
被動齒輪擋油齒叉套設(shè)于被動齒輪的外圓部齒槽間，與被動齒輪的齒數(shù)、齒形相對密封的間隙配合，被動齒輪的另一端設(shè)有一半月?lián)跤烷y塊，半月?lián)跤烷y塊上帶有連接柄，聯(lián)合控制桿的頂部設(shè)有一聯(lián)合控制銷，所述的聯(lián)合控制銷的一端與主動齒輪擋油齒叉的撥叉連接柄相連，另一端與半月?lián)跤烷y塊連接柄相連。
[0040]使用時本發(fā)明的采用可變量齒輪栗和機械變速機構(gòu)及控制機構(gòu)組成，是一種液壓功率流與機械功率流串聯(lián)的新型傳動形式，不僅結(jié)構(gòu)簡單，省略了離合器或液力耦合器，更以機械傳動的方式將動力傳送到車輪與地面，通過可變量的齒輪栗液壓動力輸出實現(xiàn)無級變速，使得整個變速器的省油率達到50%以上。
【附圖說明】
[0041]圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖2為本發(fā)明可變量齒輪栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖3為本發(fā)明主動齒輪擋油齒叉的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖4為本發(fā)明半月形擋油閥塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖5為本發(fā)明可變量齒輪栗的又一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖6為本發(fā)明又一實施例的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0047]圖7為本發(fā)明被動齒輪擋油齒叉與固定撥叉的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖8為本發(fā)明被動齒輪與半月形擋油閥塊的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖9為本發(fā)明主動齒輪與被動齒輪嚙合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]圖10為本發(fā)明主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪擋油齒叉撥叉相連的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0051]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0052]各附圖中的標號表示如下:
I變速器第一軸、2動力輸入齒輪機構(gòu)、3程序控制盒、4智能控制箱；
5動力輸出油管組、5-1第一油管、5-2第二油管、5-3第三油管、5-4第四油管、5-5第五油管、5-6第六油管；
6可變量齒輪栗、7液壓馬達、8動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪、9恒壓油箱、10恒壓馬達、11變速器殼體、12發(fā)動機飛輪罩殼、13可變量齒輪栗控制桿、14信號線束接口、15發(fā)動機飛輪殼、16發(fā)動機、17飛輪、18法蘭盤；
61主動齒輪、62齒輪栗殼體、63固定撥叉、64被動齒輪擋油齒叉、65被動齒輪、66半月形擋油閥塊、67半月?lián)跤烷y塊聯(lián)接柄、68聯(lián)合控制桿、69傳動齒輪、610聯(lián)合控制銷、611主動齒輪擋油齒叉撥叉聯(lián)接柄、612主動齒輪擋油齒叉、614吸油口、615排油口、616主動齒輪擋油齒叉撥叉；
161活動撥叉卡設(shè)部；
20被動齒輪軸向滑動軸承、21主動齒輪軸向滑動軸承；
31固定撥叉卡設(shè)部、32固定撥叉連接部。
[0053]本發(fā)明所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，它主要包括變速器殼體，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于:變速器殼體的一端設(shè)有變速器前段的第一軸，另一端設(shè)有動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪，變速器殼體的一側(cè)設(shè)有智能控制器;所述的變速器前段的第一軸與動力輸入齒輪機構(gòu)相連，所述的動力輸入齒輪機構(gòu)與一可變量齒輪栗相連，可變量齒輪栗的一側(cè)設(shè)有液壓驅(qū)動裝置，可變量齒輪栗與智能控制器之間通過齒輪栗油管路和可變量控制桿相連;所述的動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪通過液壓馬達和動力輸出油管路與智能控制器相連。
[0054]所述的液壓驅(qū)動裝置包括恒壓油箱、以及與恒壓油箱相連的恒壓栗或者恒壓馬達。變速器殼體的一端設(shè)有相配合的發(fā)動機飛輪罩殼，所述的變速器前段的第一軸設(shè)置于發(fā)動機飛輪罩殼內(nèi)。
[0055]優(yōu)選的，所述的智能控制器包括設(shè)在其中的機械控制端和油路控制端，其中機械控制端與可變量控制桿相連，油路控制端分別與齒輪栗油管路和動力輸出油管路相連;智能控制器上連接有一程序盒，程序盒上設(shè)有信息線束接口。
[0056]同時，所述的可變量齒輪栗包括齒輪栗殼體，齒輪栗殼體內(nèi)設(shè)有主動齒輪和與主動齒輪相嚙合的被動齒輪，主動齒輪與被動齒輪的外表面設(shè)有互相對應(yīng)的滑動齒槽，主動齒輪或被動齒輪均可沿滑動齒槽滑動以調(diào)節(jié)主動齒輪與被動齒輪嚙合的軸向長度;主動齒輪與被動齒輪之間設(shè)有一調(diào)節(jié)裝置，齒輪栗殼體的一端設(shè)有傳動齒輪，所述的主動齒輪的端部與傳動齒輪相連接。
[0057]進一步，所述的調(diào)節(jié)裝置包括主動齒輪擋油齒叉、被動齒輪擋油齒叉和聯(lián)合控制桿，所述的聯(lián)合控制桿與可變量控制桿相連;主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪相配合，套設(shè)于主動齒輪的外部，主動齒輪擋油齒叉的一側(cè)設(shè)有一被動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄;被動齒輪擋油齒叉套設(shè)于被動齒輪的外部，并與被動齒輪的外徑相配合，被動齒輪擋油齒叉一側(cè)設(shè)有一半月?lián)跤烷y塊連接柄，聯(lián)合控制桿的頂部設(shè)有一聯(lián)合控制銷，所述的聯(lián)合控制銷的一端與主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄相連，另一端與半月?lián)跤烷y塊連接柄相連。
[0058]更進一步，被動齒輪擋油齒叉與半月?lián)跤烷y塊連接柄之間通過半月形擋油閥塊相連;所述的半月形擋油閥塊包括主體和連接件，所述的主體呈圓筒狀，圓筒狀的一端設(shè)有凸起的連接件，主體的一側(cè)設(shè)有一弧形缺口，該弧形缺口與主動齒輪的外徑相配合。
[0059]所述主動齒輪擋油齒叉由主動齒輪底座和設(shè)在主動齒輪底座上的一組主動齒輪齒叉連接而成，所述的一組主動齒輪齒叉的叉柱呈圓周狀均勻排列于主動齒輪底座上，相鄰的主動齒輪齒叉的叉柱之間設(shè)有齒槽，齒槽的大小與主動齒輪的齒形相配合，主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪之間為可移動連接，具體來說，主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪之間為徑向同步旋轉(zhuǎn)、軸向可滑動連接，兩者之間形成相對密封的間隙配合；
所述被動齒輪擋油齒叉由被動齒輪底座和設(shè)在被動齒輪底座上的一組被動齒輪齒叉連接而成，所述的一組被動齒輪齒叉的叉柱呈圓周狀均勻排列于被動齒輪底座上，相鄰的被動齒輪齒叉的叉柱之間設(shè)有齒槽，齒槽的大小與被動齒輪的齒形相配合，被動齒輪擋油齒叉與被動齒輪之間為可移動連接，具體來說，被動齒輪擋油齒叉與被動齒輪之間為徑向同步旋轉(zhuǎn)、軸向可滑動連接，兩者之間形成相對密封的間隙配合。
[0060]主動齒輪擋油齒叉的外壁與齒輪栗殼體的內(nèi)壁相匹配，主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪互相卡合并形成可滑動連接，使得齒輪栗殼體、主動齒輪擋油齒叉和主動齒輪之間形成一個主動齒輪密封空腔;被動齒輪擋油齒叉的外壁與齒輪栗殼體的內(nèi)壁相匹配，被動齒輪擋油齒叉與被動齒輪互相卡合并形成可滑動連接，使得齒輪栗殼體、被動齒輪擋油齒叉和被動齒輪之間形成一個被動齒輪密封空腔。被動齒輪擋油齒叉通過固定撥叉與齒輪栗殼體固定連接。所述的固定撥叉由半圓形的固定撥叉卡設(shè)部和上部的固定撥叉連接部連接而成，被動齒輪擋油齒叉的端部設(shè)有固定撥叉安裝槽，所述的固定撥叉半圓形的卡設(shè)部設(shè)置于固定撥叉安裝槽內(nèi)。
[0061]所述的主動齒輪擋油齒叉撥叉由主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄和設(shè)在主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄下部的活動撥叉卡設(shè)部連接而成，主動齒輪擋油齒叉的端部設(shè)有活動撥叉卡設(shè)槽，所述的活動撥叉卡設(shè)部設(shè)置于撥叉卡設(shè)槽內(nèi)，主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄上部設(shè)有軸孔，通過設(shè)置在軸孔內(nèi)的連接軸與齒輪栗殼體形成可轉(zhuǎn)動連接。
[0062]具體來說，被動齒輪、與被動齒配合的被動齒輪擋油齒叉、固定撥叉均設(shè)置于被動齒輪可軸向滑動的軸承上;而主動齒輪、與主動齒輪相配合的主動齒輪擋油齒叉、主動齒輪擋油齒叉撥叉均設(shè)置于主動齒輪軸向滑動軸承上，這里對于動齒輪軸向滑動軸承和主動齒輪軸向滑動軸承的配合精度要求較高，這里的固定撥叉是固定的，而主動齒輪擋油齒叉撥叉是可轉(zhuǎn)動的，通過調(diào)節(jié)被動齒輪和主動齒輪之間的嚙合長度最終達到無級變速的目的，可以比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)省20%以上的油耗，50%以上的整車零部件。
[0063]操作中，當發(fā)動機16經(jīng)過飛輪17將扭矩通過法蘭盤18變速器第一軸I和動力輸入齒輪機構(gòu)2傳送到可變量齒輪栗6時，帶動可變量齒輪栗6轉(zhuǎn)動，液壓介質(zhì)油根據(jù)程序盒3中的控制程序和智能控制盒4中的智能控制系統(tǒng)根據(jù)車輛的的現(xiàn)狀和綜合駕駛員操作意識的指令通過油管5、油管5-2、油管5-3、油管5-4、油管5-5、油管5-6分別按方向、速度、加速、減速、停車、起步等方式提供可控的液壓力來推動液壓馬達7帶動動力輸出齒輪機構(gòu)主動齒8以動力輸出齒輪機構(gòu)根據(jù)前軸或后軸的驅(qū)動方式將動力輸送到車輪和地面，推動車輪前進或者后退、加速或者減速、停車或者起步，當操作方式設(shè)置為手動擋時程序盒3和智能控制盒4協(xié)同動作為整車手動模式，此時所有擋位均由駕駛員人工操作，其驅(qū)動模式和機械變速器相同但是使用性能比機械變速器有空前的提升；當操作方式設(shè)置為自動擋時程序盒3和智能控制盒4協(xié)同動作為整車自動模式，此時所有擋位和功能均由程序根據(jù)車輛行駛現(xiàn)狀對加速、減速、剎車、停車、起步、怠速等信息整理后自動控制變速器的所有相適應(yīng)的功能。
[0064]由于上述技術(shù)特點，與傳統(tǒng)的各種變速器相比，可變量齒輪栗式汽車無級變速器有以下特點:
①本發(fā)明綜合了液壓傳動和機械傳動的主要優(yōu)點，能自動適應(yīng)負荷和行駛阻力的變化，實現(xiàn)無級變速，保證發(fā)動機工作在最佳工作點，有利于提高車輛動力性、燃油經(jīng)濟性和工作效率，兼有無級調(diào)速性能和較高的傳動效率，因此在拖拉機、汽車、工程機械、坦克、電力機械等許多領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
[0065]②本發(fā)明以液體為傳力介質(zhì)，大大減輕傳動系動載，易防止發(fā)動機超載和熄火，可提尚有關(guān)零部件的壽命。
[0066]③本發(fā)明可使各種車輛行駛平穩(wěn)，能吸收和衰減振動，減少沖擊和噪聲，提高乘坐舒適性，操作輕便，換檔自動化，降低駕駛員勞動強度。
[0067]④本發(fā)明可使各種車輛行駛穩(wěn)定，可提高拖拉機在壞路上的通過性和低速作業(yè)質(zhì)量。
[0068]⑤本發(fā)明和其它變速器比較，可以降低燃油的消耗，降低車輛的使用成本。
[0069]⑥本發(fā)明使各種車輛都不必再使用離合器或者液力偶合器了，減少了整車零部件，降低了整車造價，延長車輛的維修周期。
[0070]實施例1
可變量齒輪栗式汽車無級變速器的原理是根據(jù)改變變速器動力輸送的方式，通過可變量齒輪栗的液壓介質(zhì)來輸送動力。使用可變量齒輪栗式汽車無級變速器的車輛完全不再使用離合器或者液力偶合器來控制輸入變速器的動力，而是以程序控制可變量齒輪栗的輸出量或者輸出的方向來控制怠速、起步、加速、減速、停車、倒檔等工況的實現(xiàn)。
[0071 ]可變量齒輪栗，其原理是當原動機帶動傳動齒輪69通過安裝在齒輪栗殼體62內(nèi)的主動齒輪61和被動齒輪65的嚙合轉(zhuǎn)動時，主動齒輪擋油叉612安裝在主動齒輪61的一端密封配合并和半月?lián)跤烷y塊66以及被動齒輪65同步以軸向的方式作軸向滑動以增大或減小主動齒輪61和被動齒輪65的嚙合的軸向長度，根據(jù)需要做軸向滑動，這里的滑動方式有兩種:主動齒輪作為固定齒輪，被動齒輪作為滑動齒輪;或者主動齒輪為滑動齒輪，被動齒輪作為固定齒輪。
[0072]同時，被動齒輪擋油叉64安裝在被動齒輪65的一端密封配合通過固定撥叉63和齒輪栗殼體62相固定，齒輪轉(zhuǎn)動時經(jīng)過吸、排油口 614、615進行吸油和排油，吸、排油口根據(jù)工況可以互換。
[0073]實施例2
本發(fā)明的變速器中包括了變速器前段的第一軸I，動力輸入齒輪機構(gòu)2，安裝在變速器中段的可變量齒輪栗6液壓馬達7，中段下部的恒壓油箱9和恒壓栗10，中段上部的智能控制盒4，程序盒3，信息線束接口 14，可變量控制桿13，油管組5，動力輸出齒輪機構(gòu)主動齒8等形成一個機械、液壓、機械相串連的有機整體，因為是程序控制液壓調(diào)速很方便的實現(xiàn)了空擋、怠速、加速、減速、倒擋等的柔性切換，因此不需要了常規(guī)的離合器或者液力耦合器，同時可以代替原有的汽車、拖拉機等各種車輛的變速器直接進入市場銷售。
[0074]在可變量齒輪栗中，主動齒輪作為固定齒輪，被動齒輪作為滑動齒輪，也就是通過滑動齒輪沿其軸向的中心線滑動來達到調(diào)節(jié)主動齒輪與被動齒輪之間的嚙合長度。當傳動齒輪轉(zhuǎn)動時，帶動主動齒輪進行轉(zhuǎn)動，同時在主動齒輪的帶動下被動齒輪也進行嚙合轉(zhuǎn)動。
[0075]主動齒輪的一端設(shè)有與其配合的主動齒輪擋油齒叉，它的作用是為主動齒輪創(chuàng)造相對密閉的工作空間，其外圓直徑與主動齒輪外圓直徑以及齒輪栗殼體內(nèi)圓相匹配，所述的主動齒輪齒叉形狀、齒數(shù)和主動齒輪的齒形、齒數(shù)密封配合同步旋轉(zhuǎn)，主動齒輪擋油齒叉在主動齒輪上可以軸向滑動，以調(diào)整主動齒輪的密閉工作空腔的大小。
[0076]被動齒輪的一端設(shè)有與其相配合的被動齒輪擋油齒叉，它的作用是為被動齒輪創(chuàng)造相對密閉的工作空間，其外圓直徑與被動齒輪外圓直徑以及齒輪栗殼體內(nèi)圓相匹配，所述的被動齒輪齒叉形狀、齒數(shù)和被動齒輪的齒形、齒數(shù)密封配合同步旋轉(zhuǎn)，所述的被動齒輪齒叉可以在被動齒輪上可以軸向滑動，以調(diào)整被動齒輪的密閉工作空腔的大小。
從附圖3中可知，一組共10個主動齒輪齒叉均勻設(shè)置于主動齒輪底座上，每個主動齒輪齒叉均呈立柱狀，該立柱的橫截面呈扇形，立柱的內(nèi)、外側(cè)面均呈圓弧形，左、右外側(cè)面為左右對稱的內(nèi)凹圓弧面，相鄰的主動齒輪齒叉之間的間隔為3-7cm，這些立柱的數(shù)量、形狀和主動齒輪的齒數(shù)、外形相同并呈相對密封狀態(tài)的間隙配合。
[0077]實施例3
當操作方式設(shè)置為手動擋時程序控制盒3和智能控制盒4協(xié)同動作為整車手動模式，此時所有擋位均由駕駛員人工操作，當操作方式設(shè)置為自動擋時程序控制盒3和智能控制盒4協(xié)同動作為整車自動模式，此時所有擋位和功能均由程序?qū)佑?、減速、剎車、停車等信息整理后自動控制變速器的所需狀態(tài)。
[0078]可變量齒輪栗中，主動齒輪與被動齒輪之間嚙合軸向長度的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)裝置來完成的，其中，主動齒輪擋油齒叉和被動齒輪擋油齒叉分別套設(shè)在主動齒輪和被動齒輪夕卜，并可以跟隨者主動齒輪或者被動齒輪做上下的軸向移動，并會跟著主動齒輪或者被動齒輪轉(zhuǎn)動。
[0079]當主動齒輪作為固定齒輪時，半月?lián)跤烷y塊為軸向滑動的被動齒輪創(chuàng)造相對密閉的工作空間，其外圓直徑與滑動的被動齒輪外圓直徑以及齒輪栗殼體內(nèi)圓相匹配，半月?lián)跤烷y塊可以和被動齒輪同步在齒輪栗殼體內(nèi)作軸向滑動，其靠近固定齒輪的部位有一半月形缺口，以匹配齒輪栗殼體以及固定齒輪的形狀差異，不僅提高了密封的精密性，同時增大了主、被動齒輪的配合度。
[0080]實施中，半月?lián)跤烷y塊的一側(cè)設(shè)有一半月?lián)跤烷y塊聯(lián)接柄，該半月?lián)跤烷y塊聯(lián)接柄上設(shè)有一圓柱狀固定環(huán)，該固定環(huán)套設(shè)于聯(lián)合控制銷上，當扳動聯(lián)合控制桿時，就能對半月?lián)跤烷y塊進行位移上的控制。
[0081]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明具體實施只局限于上述這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，它主要包括變速器殼體，其特征在于:變速器殼體的一端設(shè)有變速器前段的第一軸，另一端設(shè)有動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪，變速器殼體的一側(cè)設(shè)有智能控制器； 所述的變速器前段的第一軸與動力輸入齒輪機構(gòu)相連，所述的動力輸入齒輪機構(gòu)與一可變量齒輪栗相連，可變量齒輪栗的一側(cè)設(shè)有液壓驅(qū)動裝置，可變量齒輪栗與智能控制器之間通過齒輪栗油管路和可變量控制桿相連； 所述的動力輸出齒輪機構(gòu)的主動齒輪通過液壓馬達和動力輸出油管路與智能控制器相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，其特征在于:所述的智能控制器包括設(shè)在其中的機械控制端和油路控制端，其中機械控制端與可變量控制桿相連，油路控制端分別與齒輪栗油管路和動力輸出油管路相連； 智能控制器上連接有一程序盒，程序盒上設(shè)有信息線束接口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，其特征在于:所述的可變量齒輪栗包括齒輪栗殼體，齒輪栗殼體內(nèi)設(shè)有主動齒輪和與主動齒輪相嚙合的被動齒輪，主動齒輪與被動齒輪的外表面設(shè)有互相對應(yīng)的滑動齒槽，主動齒輪或被動齒輪均可沿滑動齒槽滑動以調(diào)節(jié)主動齒輪與被動齒輪嚙合的軸向長度； 主動齒輪與被動齒輪之間設(shè)有一調(diào)節(jié)裝置，齒輪栗殼體的一端設(shè)有傳動齒輪，所述的主動齒輪的端部與傳動齒輪相連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)裝置包括主動齒輪擋油齒叉、被動齒輪擋油齒叉和聯(lián)合控制桿，所述的聯(lián)合控制桿與可變量控制桿相連； 主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪相配合，套設(shè)于主動齒輪的外部，主動齒輪擋油齒叉的一側(cè)設(shè)有一被動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄； 被動齒輪擋油齒叉套設(shè)于被動齒輪的外部，并與被動齒輪的外徑相配合并形成可滑動連接，被動齒輪的一側(cè)設(shè)有一半月?lián)跤烷y塊連接柄，聯(lián)合控制桿的頂部設(shè)有一聯(lián)合控制銷，所述的聯(lián)合控制銷的一端與主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄相連，另一端與半月?lián)跤烷y塊連接柄相連。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，其特征在于:被動齒輪擋油齒叉與半月?lián)跤烷y塊連接柄之間通過半月形擋油閥塊相連； 所述的半月形擋油閥塊包括主體和連接件，所述的主體呈圓筒狀，圓筒狀的一端設(shè)有凸起的連接件，主體的一側(cè)設(shè)有一弧形缺口，該弧形缺口與主動齒輪的外徑相配合。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可變量齒輪栗，其特征在于:所述主動齒輪擋油齒叉由主動齒輪底座和設(shè)在主動齒輪底座上的一組主動齒輪齒叉連接而成，所述的一組主動齒輪齒叉均勻分布于主動齒輪底座上，相連的主動齒輪齒叉之間設(shè)有齒槽，齒槽的大小與主動齒輪的齒形相配合，主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪之間為可移動連接； 所述被動齒輪擋油齒叉由被動齒輪底座和設(shè)在被動齒輪底座上的一組被動齒輪齒叉連接而成，所述的一組被動齒輪齒叉均勻分布于被動齒輪底座上，相連的被動齒輪齒叉之間設(shè)有齒槽，齒槽的大小與被動齒輪的齒形相配合，被動齒輪擋油齒叉與被動齒輪之間為可移動連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可變量齒輪栗，其特征在于:主動齒輪擋油齒叉的外壁與齒輪栗殼體的內(nèi)壁相匹配，主動齒輪擋油齒叉與主動齒輪互相卡合并形成可滑動連接，使得齒輪栗殼體、主動齒輪擋油齒叉和主動齒輪之間形成一個主動齒輪密封空腔； 被動齒輪擋油齒叉的外壁與齒輪栗殼體的內(nèi)壁相匹配，被動齒輪擋油齒叉與被動齒輪互相卡合并形成可滑動連接，使得齒輪栗殼體、被動齒輪擋油齒叉和被動齒輪之間形成一個被動齒輪密封空腔。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種可變量齒輪栗，其特征在于:被動齒輪擋油齒叉通過固定撥叉與齒輪栗殼體固定連接，所述的固定撥叉由半圓形的固定撥叉卡設(shè)部和上部的連接部連接而成，被動齒輪擋油齒叉的的端部設(shè)有固定撥叉安裝槽，所述的固定撥叉半圓形的卡設(shè)部設(shè)置于固定撥叉安裝槽內(nèi)； 所述的主動齒輪擋油齒叉撥叉由主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄和設(shè)在主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄下部的活動撥叉卡設(shè)部連接而成，主動齒輪擋油齒叉的端部設(shè)有撥叉卡設(shè)槽，所述的活動撥叉卡設(shè)部設(shè)置于撥叉卡設(shè)槽內(nèi)，主動齒輪擋油齒叉撥叉連接柄上部設(shè)有軸孔，通過設(shè)置在軸孔內(nèi)的連接軸與齒輪栗殼體形成可轉(zhuǎn)動連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可變量齒輪栗式汽車無級變速器，其特征在于:所述的液壓驅(qū)動裝置包括恒壓油箱、以及與恒壓油箱相連的恒壓栗或者恒壓馬達。
【文檔編號】F16H47/02GK106051108SQ201610285461
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】陳金祥
【申請人】陳金祥