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无级分档变速器

来源:w.w88优德电脑版登录注册   发布时间:2019-12-16   点击量:258

无级分档变速器

本发明涉及无级分档变速器,包括:具有控制变速器的逻辑规则的电子控制单元,该逻辑规则包括发出变速器控制指令;具有提供选择性地接合的多个速比的档位并根据电子控制单元的指令接合多个速比中的一个速比的自动化齿轮机构,该齿轮机构具有齿轮机构输入轴和齿轮机构输出轴;具有变换器输入轴和变换器输出轴并根据电子控制单元的指令连续改变变换器轴之间的输入转矩与输出转矩的比率的变换器,变换器输出轴传动地连接到齿轮机构输入轴;传动地连接到变换器输入轴的输入齿轮组;使从输入齿轮组到变换器的转矩减小并且可操作地设置在输入齿轮组与变换器输入轴之间的输入固定速比元件;以及使来自变换器的转矩增大并且可操作地设置在变换器输出轴与齿轮机构输入轴之间的输出固定速比元件。

齿轮机构20的配置如果和图3中的系统的特点一致的话,那么它就有以下从第一到第七的七个速比:9.24,5.35,3.22,2.04,1.37,1.0和0.75;这些速比产生的档位之间的级变为:73%,66%,58%,49%,37%和33%。如果采用平均级变的话,则它们全是52%。不是采用平均级变,这些级变以速比渐增的方式设置成从73%到33%。这样的结果是,齿轮机构20的单个速比可用的车辆速度范围在档与档之间的改变小于采用均匀级变时的改变。而且速比渐增级变比均匀级变能够更均匀和更规则地分割齿轮机构的换档点。作为逐级变化的结果,在高档用到的变换器范围较小,这可以通过变换器输出轴转速106的最大值的降低得到证明。在七档,变换器输出轴的转速增加并超过在前几个档位中的速度,因为没有其余的高档可以换入。车辆行驶的最大速度,也即在变速器最大超速传动点的速度,可能达到95英里每小时(150千米每小时)。只有发动机转速和输入轴转速102’允许超过112’的时候,车辆才可能达到较高的速度。而且,如图3所示,与车辆速度较低时相比,在较高的车辆速度,变换器在较窄的速度范围内工作。

为了发动汽车,变换器52使得第一变换器链轮70的凸缘相对较远而第二变换器链轮72的凸缘相对较近,以提供最大的变换器转矩增大系数;齿轮机构20处于一档,提供由离合器16传递的发动机转矩的最大齿轮机构转矩放大系数。变换器52和齿轮机构20一起提供发动机14和输出轴100之间的必需的转矩增大系数,以使车辆启动。

在图2的示例中,齿圈的半径与太阳齿轮的半径之比(rR/rS)为2.5。

本发明并不由前面对于本发明具体实施例的描述来限定。本发明的范围在后续的权利要求书中加以阐述。

希望提供一种具有完整的速比范围但换档的需要又最少的变速器。还希望提供具有一较窄的预期工作速度范围的发动机以使该发动机的工作参数最优化。使用CVT受到的一个限制是它们有限的转矩传递承载能力。对待CVT的转矩传递承载能力较低的一个方法是减少由CVT承受的转矩。通过将来自发动机的驱动转矩分成两部分,并且仅使部分转矩通过CVT可实现上述方法。通常使用一行星齿轮系统重组CVT和直接转矩。这种动力分配装置的结果是:尽管它提供了一种较高的转矩传递承载能力的CVT系统,但该系统具有一较窄的转矩增大比范围。转矩增大比较小的问题已经通过将CVT动力分配系统与多级速比传动器相组合而克服。US专利No.5,167,591示出一种这样的系统,因此本发明通过参考包括了该专利的教导。该专利示出一与分档变速器相结合的转矩分配行星齿轮装置的应用。然而,考虑到用于重型货车的发动机的高输出转矩、已知CVT系统特别是CVT带型系统的有限的转矩传递承载能力,需要进一步减小转矩。还希望提供一种用于这种系统的紧凑的成套装置。

一输入轴制动器50安装在变速器齿轮机构20上以便如现有技术中已知的有利于快速升档。输入轴制动器50可响应来自于变速器ECU22的控制信号。

离合器致动器48响应变速器ECU22的控制信号来控制主离合器16。这种系统都是众所周知的。参见US专利No.4,081,065和4,361,060,所述公开在此被结合作为参考。作为一种选择方案,主离合器16还可为如US专利No.6,502,476所公开的不需要致动器的离心离合器,所述公开在此被结合作为参考。主离合器16不必每次换档时都分离。可将如US专利No.4,850,236中所公开的燃料调制(modulation)用于齿轮机构20的换档而不用释放主离合器。

为了发动汽车,变换器52使得第一变换器链轮70的凸缘相对较远而第二变换器链轮72的凸缘相对较近,以提供最大的变换器转矩增大系数;齿轮机构20处于一档,提供由离合器16传递的发动机转矩的最大齿轮机构转矩放大系数。变换器52和齿轮机构20一起提供发动机14和输出轴100之间的必需的转矩增大系数,以使车辆启动。

希望提供一种具有完整的速比范围但换档的需要又最少的变速器。还希望提供具有一较窄的预期工作速度范围的发动机以使该发动机的工作参数最优化。使用CVT受到的一个限制是它们有限的转矩传递承载能力。对待CVT的转矩传递承载能力较低的一个方法是减少由CVT承受的转矩。通过将来自发动机的驱动转矩分成两部分,并且仅使部分转矩通过CVT可实现上述方法。通常使用一行星齿轮系统重组CVT和直接转矩。这种动力分配装置的结果是:尽管它提供了一种较高的转矩传递承载能力的CVT系统,但该系统具有一较窄的转矩增大比范围。转矩增大比较小的问题已经通过将CVT动力分配系统与多级速比传动器相组合而克服。US专利No.5,167,591示出一种这样的系统,因此本发明通过参考包括了该专利的教导。该专利示出一与分档变速器相结合的转矩分配行星齿轮装置的应用。然而,考虑到用于重型货车的发动机的高输出转矩、已知CVT系统特别是CVT带型系统的有限的转矩传递承载能力,需要进一步减小转矩。还希望提供一种用于这种系统的紧凑的成套装置。

齿轮机构20的配置如果和图3中的系统的特点一致的话,那么它就有以下从第一到第七的七个速比:9.24,5.35,3.22,2.04,1.37,1.0和0.75;这些速比产生的档位之间的级变为:73%,66%,58%,49%,37%和33%。如果采用平均级变的话,则它们全是52%。不是采用平均级变,这些级变以速比渐增的方式设置成从73%到33%。这样的结果是,齿轮机构20的单个速比可用的车辆速度范围在档与档之间的改变小于采用均匀级变时的改变。而且速比渐增级变比均匀级变能够更均匀和更规则地分割齿轮机构的换档点。作为逐级变化的结果,在高档用到的变换器范围较小,这可以通过变换器输出轴转速106的最大值的降低得到证明。在七档,变换器输出轴的转速增加并超过在前几个档位中的速度,因为没有其余的高档可以换入。车辆行驶的最大速度,也即在变速器最大超速传动点的速度,可能达到95英里每小时(150千米每小时)。只有发动机转速和输入轴转速102’允许超过112’的时候,车辆才可能达到较高的速度。而且,如图3所示,与车辆速度较低时相比,在较高的车辆速度,变换器在较窄的速度范围内工作。

无级变速器12以下面的方式工作。驾驶员首先通过换档选择器49选择一种想要的行驶模式。选择“前进”模式提供向前运动。车辆处于停车状态时优选该模式。汽车上装有制动踏板(图中未示出)和燃料踏板47。踩下制动踏板能够致动车辆制动器,有助于使汽车处于停车状态或者使正在行驶的车辆停下来。在停车状态驾驶员可以把脚放在制动踏板上。如果要使汽车加速,驾驶员需将右脚移到燃料踏板并踩下。控制器22向主摩擦离合器16发出接合指令,这样来自发动机14的转矩就可以通过离合器16传递给输入轴58。然后该转矩被分为两部份,第一部分传给齿圈60,第二部分通过齿轮组62传给变换器52。通过主动齿轮64和齿圈60传递的转矩之和等于通过离合器16传递的转矩。从齿轮64输出的转矩在到达变换器52之前通过齿轮组62的速比进一步降低。通过先由行星齿轮组54分离转矩并由齿轮组62进一步降低转矩以降低到达变换器52的转矩,然后通过第二齿轮组82提升变换器输出的转矩,这样就有利地允许利用转矩传递承载能力相对较低的变换器来在恒定发动机转速下在较宽的速度范围使汽车工作。在低速传动状态,变换器会使转矩增大。从变换器52传出的转矩由齿轮组82速比放大,然后传给太阳齿轮88。太阳齿轮88和齿圈60的组合转矩通过行星齿轮92行星架94。行星架94的转矩连接到输入轴98。然后齿轮机构20通过所选择档位的速比增加转矩以在输出轴100产生最终的输出转矩。

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