[发明专利]行星齿轮无级变速器

说明书

为了解决齿轮自动变速器不能无级变速、无级变速器靠摩擦传动的不足，本发明提出了一种行星齿轮无级变速器，其特征在于：由行星齿轮机构和脉动发生机构构成。行星齿轮机构的一个元件是脉动元件，脉动发生机构是交替的产生让脉动元件加速旋转和减速旋转的转矩的机构。脉动元件在脉动发生机构的作用下交替的减速和加速，引起中间元件转速变化，依靠中间元件的转动时惯性对转速变化的阻抗，变速器交替的进行反向和正向的惯性阻抗传动。在脉动元件减速和加速的一个周期中，输出的动力多于反馈的动力，动力机动力经变速器输出。中间元件没有被固定或约束，变速器传动比可以无级变化。

技术领域

本发明涉及无级变速器，特别是涉及车用无级变速器。

背景技术

现行的齿轮自动变速器主要包括：AT、双离合、AMT。它们传动效率高，承载的扭矩大，但不能实现无级变速，不利于动力机在经济点运行。

现行的无级变速器主要是钢带cvt。钢带cvt传动比连续，变速顺滑，有利于发动机在燃油经济点运行，但依赖摩擦传动，传动效率低，且传递大转矩的能力不够。

发明内容

为了解决齿轮自动变速器不能无级变速、无级变速器靠摩擦传动的不足，本发明提出了一种行星齿轮无级变速器，该变速器既是无级变速，又是齿轮传动。

本发明所采用的技术方案是一种行星齿轮无级变速器，其特征在于：由行星齿轮机构和脉动发生机构构成。

行星齿轮机构的一个元件是脉动元件，变速器工作时，脉动元件交替的加速旋转和减速旋转。脉动发生机构是交替的产生让脉动元件加速旋转和减速旋转的转矩的机构。

行星齿轮机构传递动力过程中，动力从甲元件输入，从乙元件输出，则甲元件称为主动元件，乙元件称为被动元件，其余的元件都称为中间元件。

当主动元件或被动元件或两者一起发生转速变化，引起中间元件的转速产生变化时，行星齿轮机构依靠中间元件的转动时惯性对转速变化的阻抗，实现动力从主动元件到被动元件的传递，区别于普通行星齿轮机构依靠离合器、制动器等外部元件对中间元件进行固定或约束。这种行星齿轮机构的传动方式称为惯性阻抗传动。

主动元件或被动元件或两者一起发生转速变化，所要引起中间元件转速变化的角加速度越大，行星齿轮机构通过惯性阻抗传动传递的转矩越大。

增加中间元件的转动惯量可以提高行星齿轮机构的惯性阻抗传动能力。

中间元件连接辅助中间元件也可以提高行星齿轮机构的惯性阻抗传动能力。辅助中间元件是与中间元件直接或间接连接，且运动随中间元件加速而加速、减速而减速的机构。辅助中间元件的加入等效于增加中间元件的转动惯量。

动力机经变速器连接到负载，脉动元件在脉动发生机构的作用下交替的减速和加速，依靠中间元件的转动时惯性、辅助中间元件的转动时惯性或惯性，变速器交替的进行反向和正向的惯性阻抗传动，其中由负载到动力机的动力传送称为动力反馈，由动力机到负载的动力传送称为动力输出。在脉动元件减速和加速的一个周期中，输出的动力多于反馈的动力，动力机动力经变速器输出。

因为行星齿轮机构的中间元件没有被固定或约束，主动元件和被动元件之间的转速比可以无级变化，根据发动机输出功率和车辆行驶状况，变速器传动比自适应变化。

不考虑能量损耗，根据机械能守恒定律，在一定变速比范围内，输出转矩等于输入转矩和传动比的乘积。超出一定的传动比范围，比如输出转速为零时，传动比为无穷大了，但输出的转矩不可能无穷大，因为脉动发生机构产生的转矩不可能达到无穷大，中间元件的转动惯量受到实际影响也不可能设计的太大。变速器应该根据车辆需要的最大传动比和最小传动比的区间进行设计。当实际行驶中，传动比大于该设计最大传动比时，变速器虽然不能让动力机输出所在转速的最大功率，但变速后输出的驱动扭矩仍会随着传动比的增大而增大。