[发明专利]弹性变速器

说明书

本发明涉及一种弹性变速器，包括扭矩控制机构、输入轴，输入轴连接扭矩控制机构，扭矩控制机构上的输入控制齿轮上设有控制负载装置，输入控制齿轮组的输出轴与输出控制齿轮组的输入轴之间连接有储能弹簧，输入控制齿轮组的输出轴上装有惯性原件，输出控制齿轮组的输出轴通过倒挡差速器连接扭矩输出轴，倒挡差速器安装在差速器架上，并与倒挡控制器连接；控制负载装置对扭矩控制机构上的输入控制齿轮施加周期变化的负载，根据负载变化的快慢程度和负载变化的幅值大小，能将储能弹簧的弹力维持在不同的范围内从而实现变速。本发明不需要配合离合器，变速器本身就具有离合器和变速器的双重功能；可以实现扭矩从0到最大扭力甚至超过最大扭力的无级变速。

技术领域

本发明涉及一种弹性变速器及其工作方法，所属技术领域为变速器领域。

背景技术

现有变速器均采用多组齿轮形成不同组合的形式(换档)进行变速，其中手动变速器需要用手操作挡杆，同时配合离合器进行换挡，操作较复杂；自动变速器通过行星齿轮组和离合器的不同组合进行变速，需要较为复杂的液压系统和输入端的液力变矩器进行配合，系统复杂，价格昂贵；CVT变速虽然实现了无级变速，使用方便，但是成本较高，而且钢带承受能力有限，易损坏。

中国专利公开号CN112555382A，公开了一种三极管离合器及其工作方法，三极管离合器包括输入轴和输出轴，输入轴的一端设有恒星齿轮，输出轴的一端设有固定座，固定座上固定有固定轴，固定轴上套有可以转动的行星齿轮，恒星齿轮的外侧与行星齿轮的外侧啮合，行星齿轮的外侧还与控制齿轮内齿啮合。三极管离合器的工作方法包括以下步骤：扭矩从最内部的恒星齿轮输入离合器，然后传递至中间的行星齿轮，最外部的控制齿轮与齿轮油泵相连，通过流量阀门控制齿轮油泵的流量，改变控制齿轮上的负载大小，进一步改变输出轴上的扭矩大小。本发明是基于“三极管离合器”进行发明，见图1，三极管离合器是利用差速器的扭矩分配原理，以三极管离合器的一端作为输入端，通过控制控制齿轮上的阻力来控制输出扭矩的大小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何降低变速器的复杂程度，降低成本，而提供一种弹性变速器。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种弹性变速器，包括扭矩控制机构、控制齿轮、输入轴、扭矩输出轴，所述输入轴连接扭矩控制机构，所述扭矩控制机构上的输入控制齿轮组上设有控制负载装置，所述输入控制齿轮组的输出轴与输出控制齿轮组的输入轴之间连接有储能弹簧，且输入控制齿轮组的输出轴上还装有惯性原件，所述输出控制齿轮组的输出轴通过倒挡差速器连接扭矩输出轴，所述倒挡差速器安装在差速器架上，并与倒挡控制器连接；所述控制负载装置对扭矩控制机构上的输入控制齿轮施加周期变化的负载，根据负载变化的快慢程度和负载变化的幅值大小，能将储能弹簧的弹力维持在不同的范围内从而实现变速。

进一步，所述控制负载装置为负载控制齿轮，所述负载控制齿轮通过磁力、液压、摩擦力或气压方式进行周期性控制。

进一步，所述负载控制齿轮上分布有磁极，通过外部磁场的变化实现对磁极的不同作用力，控制负载的变化周期。

进一步，所述扭矩控制机构采用一个三极管离合器和一个行星齿轮组，所述输入端的三极管离合器和输出控制齿轮中的行星齿轮组呈镜像结构布置，使输出的扭矩与输入轴输入的扭矩相同，从而在不损失转速情况下，提高输出扭矩的上限；或只采用一个输入端的三极管离合器，使输出的扭矩形成大扭矩；或只采用一个输入端的三极管离合器，且输入端的三极管离合器反装，即行星齿轮架作为输入轴，原来的输入轴作为输出轴，使输出端输出高转速小扭矩；或三极管离合器由行星齿轮组和行星皮带组再配合凸轮和曲轴机构进行替代。

进一步，在空挡状态下，所述控制负载装置无负载施加到输入控制齿轮，所述输入端的三极管离合器的输出轴与输入控制齿轮空转。

进一步，在前进状态下，所述倒挡控制器结合输出轴和差速器架即为前进挡，输出控制齿轮被锁死，所述控制负载装置施加周期变化的负载到输入控制齿轮上，储能弹簧发生形变，输出轴输出扭矩。