[发明专利]车用封闭自循环差动无级变速传动变速箱

说明书

技术领域

本发明是一种车用无级传动变速箱。适用于各类行走机械和车辆，如轿车，轻重型卡车，工程建筑车辆，矿山运输车辆，拖拉机，军用车辆等等。

背景技术

无级传动变速箱，因具有最理想的加速扭矩特性曲线，所以它能获得最佳的加速性能，从而获得最短的加速时间。又因档位少，操纵方便，所以它一直是汽车及行走车辆行业所追求的。

当前常被人们称之为车用无级传动变速箱有：

①液压自动变速箱(AT-Automatic transmission)----它不是真正意义上的无级传动，而是由液力变扭器加由行星机构和多片湿式离合器的组合的变速箱，并由电液控制，液力操纵多片湿式离合器来实现的多档自动动力换挡的变速箱。

②金属带式无级变速箱(CVT-Continuously Variable Transmission)----这是真正意义上的无级变速变扭变速箱。它是依靠金属带的摩擦力来实现动力传递，依靠锥型盘直径的变化实现无级变速和变扭。但它的传动比，传递力矩能力和寿命都有很大限制，所以仅用于小型车辆。

③双离合器变速箱，(DCT-Dual clutch Transmission)或称直接换档变速器(DSG-Direct shift Gearbox)----这不是真正意义上的无级变速箱，它是用电控来实现动力换挡，用双离合器来克服换挡时的动力流的不连续。它实际上是AMT(手动自动机械变速Automated Mechanical Transmission)的改进型。

④静液压驱动(Hydrostatic power Drive)----这是真正意义上的无级变速无级变扭变速箱。但它不是机械传动，其制造成本和传动效率存在很大问题，只局限于工程机械和军用车辆上使用。

此外尚有电动车，因电机的起动力矩外特性是接近双曲线形式，符合无级变速要求。但是它是电动而非机械传动，而且力矩比也受电机限制。。

综上所述，在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级传动变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。无数人在专研齿轮差动传动的无级变速箱。我已从理论上证明，凡以二个动力源输入的差动传动，例如以泵轮和涡轮作为动力源输入的差动传动，虽能获得无级变速但得不到相应的无级变扭。这种差动传动的无级变速机构，多作为放大变速范围，或仅用在只需变速而无须变扭的辅助传动上，而不能用于车辆行驶。

由于至今未见有理论上的突破。所以一直未见有真正的以齿轮为传动的用于车辆行驶之用的无级变速变扭变速箱。本发明专利就是基于在这领域上关键理论上有重大突破。首先是基于在扭矩分析上有突重大突破，随之又在无级变速理论上有突破，才逐步产生本发明专利。

发明内容

本发明的任务是以齿轮为传动元件，采用二排或二排以上的行星排组合，使其产生封闭自循环的差动传动，从而使输出轴既在速度上获得无级变速，又在扭矩上获得相应的无级变扭，从而使其成为真正意义上能用于车辆行驶的无级变速箱。

本发明的技术方案如下：

本发明是一种车用封闭自循环差动无级变速传动变速箱，分主箱和副箱。主箱是由二个行星排组成的封闭自循环的差动传动机构，可产生一档和由一档加速到直接档的无级变速变扭档，这是变速箱的主体，是专利的核心。副箱是为实现倒挡(或另加超速档或超低档)的任何型式变速机构，与本发明的技术无关。本图例的副箱是倒挡+超低档。

本发明的动力源的特点是：它将动力同时分流给第一排太阳轮Z_a1和第二排太阳轮Z_a2。通过离合器B使第二排行星机构的齿圈Z_b2与第一排行星机构的齿圈Z_b1相连接，从而使这二排行星机构的组合产生自循环封闭差动运动，从而使输出轴z_h2产生自循环无级变速。在输出轴z_h2产生无级变速的同时，也产生相应的无级变扭，从而得到无级变速箱所要求的既能无级变速变，又同时有相应的无级变扭的性能。

本发明具有加速机性能好，结构简单，成本低，使用可靠，操作方便，噪音低，传动效率高，维修方便等一系列优点。可用于各类车辆和行走机构上。因为是齿轮行星机构，所以结构紧凑，传动效率高，能传递任何等级的负荷，而且负荷越大越见其优势。同时还有可靠性耐久性和噪音低和维护修理方便等一系列优点。但本发明在性能上的优势，也是最重要的优势，特别是加速性能上的优势，但这需用数据作对比说明。

就加速性能和离合器的滑摩功作比较计算，所得到的结果如下：