一种离合无级变速装置
阅读说明：本技术 一种离合无级变速装置 (Clutch stepless speed change device ) 是由 刘�文 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种离合无级变速传动装置,包括动力输入轴、变速星轮组齿圈传动架、变速星轮组、控速星轮组、控速星轮组齿圈传动架、阻力涡扇、动力输出轴；所述动力输入轴,同时与变速星轮组齿圈,控速星轮组太阳轮,相连接传动；所述变速星轮组齿圈与控速星轮组太阳轮,同时连接着阻力涡扇的旋转传动；所述阻力涡扇,工作旋转时与内部齿轮油产生旋转阻力；所述阻力涡扇产生的旋转阻力值,由动力输出轴的负载值决定设计；所述阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力；所述动力输入轴,将动力传输给阻力涡扇,利用阻力涡扇旋转与油液的阻力,动力输入轴输入转速的快慢,控制着离合无级变速的传动。(The invention discloses a clutch stepless speed change transmission device, which comprises a power input shaft, a speed change star wheel set gear ring transmission frame, a speed change star wheel set, a speed control star wheel set gear ring transmission frame, a resistance turbofan and a power output shaft, wherein the speed change star wheel set gear ring transmission frame is arranged on the power input shaft; the power input shaft is simultaneously connected with a gear ring of a speed changing planetary gear set and a sun gear of a speed control planetary gear set for transmission; the speed-changing planetary gear set gear ring and the speed-controlling planetary gear set sun gear are simultaneously connected with the rotation transmission of the resistance turbofan; the resistance turbofan generates rotary resistance with internal gear oil when working and rotating; the rotation resistance value generated by the resistance turbofan is determined by the load value of the power output shaft; the resistance turbofan can be any form and form of generated rotation resistance; the power input shaft transmits power to the resistance turbofan, and the speed of the input rotating speed of the power input shaft is controlled by the rotation of the resistance turbofan and the resistance of oil liquid to control the transmission of clutch stepless speed change.)
技术领域
本发明涉及机械离合器、变矩器、无级变速传动技术领域，具体的是一种集合了离合器与变速器于一体的离合无级变速传动装置。
技术背景
目前在车辆传动上常见的无级变速器，有液力机械式无级变速器(AT)和金属带式无级变速器(CVT)。为实现无级变速，按传动方式有液体传动、电力传动和机械传动等方式。
广泛使用的自动变速技术是AT变速装置，其是将液力变矩器和减速星轮、电控系统、液压系统等组合的自动变速技术，但是液力变矩器和减速星轮的组合，有着明显的缺点：传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力传动的效率较低，影响了整车的动力性能与燃料的经济性；自动变速器零部件数量过多，电控系统、油泵液压系统、冷却系统等结构复杂繁琐，保养和维护不便。
CVT无级变速技术采用传动带和工作直径可变的主、从动轮相配合传递动力，由于V带式磨擦传动存在一系列的缺陷：传动效率有限、扭矩小、易打滑、离合器传动带易磨损、工作不稳定、液压泵、传动带和夹紧机构的能量损失较大。
发明内容
(一)解决的技术问题
基于以上各种常用离合器，无级变速器工作原理的缺陷，本发明专利技术工作原理，彻底的解决了传统离合器硬性传动，因惯性回传易磨损不稳定的情况；解决了液力变矩器软性传动，传动效率低的情况；解决了变速机构复杂，传动扭矩有限等缺点；解决了电控系统，液压系统的繁琐维护困难等问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明公开了一种离合无级变速装置，所述装置包括：
动力输入轴
变速星轮组齿圈传动架
变速星轮组(包括：齿圈、行星轮、太阳轮、行星架)
控速星轮组(包括：齿圈、行星轮、太阳轮、行星架)
控速星轮组齿圈传动架
阻力涡扇
动力输出轴
所述动力输入轴与变速星轮组齿圈传动架，相连接固定；所述变速星轮组齿圈传动架与变速星轮组齿圈，相链接固定；所述变速星轮组齿圈与变速星轮组行星轮，齿轮相啮合；所述变速星轮组行星轮与变速星轮组太阳轮，齿轮相啮合；所述变速星轮组太阳轮与动力输出轴，相固定。
所述动力输入轴与控速星轮组太阳轮，相固定；所述控速星轮组太阳轮与控速星轮组行星轮，齿轮相啮合；所述控速星轮组行星轮与控速星轮组齿圈，齿轮相啮合；所述控速星轮组齿圈与控速星轮组齿圈传动架，相链接固定；所述控速星轮组齿圈传动架与变速星轮组行星架，相链接固定。
所述阻力涡扇与控速星轮组行星架，相链接固定。
所述动力输入轴，同时与变速星轮组齿圈，控速星轮组太阳轮，相连接传动；
所述变速星轮组齿圈与控速星轮组太阳轮，同时连接着阻力涡扇的旋转传动。
所述阻力涡扇，工作旋转时与内部齿轮油产生旋转阻力；所述阻力涡扇产生的旋转阻力值，由动力输出轴的负载值决定设计。
进一步，所述阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力。
所述阻力涡扇的旋转阻力与控速星轮组太阳轮，控制着变速星轮组星行架的正反转。
所述的变速星轮组星行架的正反转与变速星轮组齿圈，控制着动力输出轴的传动转速比。
优选的，所述动力输入轴与动力输出轴，在同一水平位置；所述动力输出轴与动力输入轴，工作旋转方向相反。
优选的，所述离合无级变速装置，是集离合器，无级变速器于一体，全齿轮啮合传动，其内部注满了适量粘度适中的齿轮油。
优选的，所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴可将动力倍数传输给动力输出轴，而动力输出轴的惯性回传动力被阻力涡扇吸收，无法全速回传。
优选的，所述动力输入轴，将动力传输给阻力涡扇，利用阻力涡扇旋转与油液的阻力，动力输入轴输入转速的快慢，控制着离合无级变速的传动。
(三)有益效果
本发明公开了一种离合无级变速装置，具备以下有益效果：
本发明离合无级变速装置，其工作原理技术实施方案，无需传统磨擦离合器、无需液力变矩器、无需电控系统、无需油泵液压系统，具有结构简单造价低廉，体积小重量轻、扭矩大传动效率高、性能稳定安全可靠、保养维护简单等特性。
所述离合无级变速装置，是集离合器，无级变速器于一体，结构紧凑设计合理，在体积、重量、结构、造价上都优于传统技术。
所述离合无级变速装置，是全齿轮啮合传动，离合磨损几乎为0，其传动效率可达100％，避免了传统磨擦离合器硬性连接的磨擦损耗，避免了液力变矩器动力传输的损耗。
所述离合无级变速装置，是整体单机独立传动工作，利用动力输入转速的快慢，将动力传输给阻力涡扇，利用阻力涡扇旋转与油液的阻力，自动离合无级变速传动，无需其它系统相配合，省去了离合系统、电控系统、油压系统等一系列复杂繁琐的配合系统。
所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴可将动力倍数传动给动力输出轴，而动力输出轴只能减速传动给阻力涡扇，无法全速回传，既是硬连接动力输出，不损耗传动效率，又是软连接高速旋转不回传。因惯性高速的旋转回传动力被阻力涡扇吸收，从而解决了车辆因惯性而高速旋转牵拉变速装置及发动机空转，避免了变速装置及发动机因惯性高速空转而损伤，从而提高变速装置及发动机的使用寿命。
附图说明
图1：为本发明离合无级变速装置正视的剖面结构示意图，其中：
动力输入轴(1)
变速星轮组齿圈传动架(2)
变速星轮组，包括：齿圈(3)、行星轮(4)、太阳轮(5)、行星架(13)
控速星轮组，包括：齿圈(11)、行星轮(8)、太阳轮(7)、行星架(9)、
控速星轮组齿圈传动架(12)
阻力涡扇(10)
动力输出轴(6)
轴承(14)
外壳(15)
具体实施方式
下面将结合本发明专利技术实施例中附图，对本发明技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例，仅仅是本发明技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其它实施例，都属于本发明专利技术的保护范围。
如图1所示：本发明提供了一种技术方案，一种离合无级变速装置。
所述离合无级变速装置，动力输入轴(1)与变速星轮组齿圈传动架(2)相连接固定；所述变速星轮组齿圈传动架(2)与变速星轮组齿圈(3)相链接固定；所述变速星轮组齿圈(3)与变速星轮组行星轮(4)齿轮相啮合；所述变速星轮组行星轮(4)与变速星轮组太阳轮(5)齿轮相啮合；所述变速星轮组太阳轮(5)与动力输出轴(6)相固定。
所述动力输入轴(1)与控速星轮组太阳轮(7)相固定；所述控速星轮组太阳轮(7)与控速星轮组行星轮(8)齿轮相啮合；所述控速星轮组行星轮(8)与控速星轮组齿圈(11)齿轮相啮合；所述控速星轮组齿圈(11)与控速星轮组齿圈传动架(12)相链接固定；所述控速星轮组齿圈传动架(12)与变速星轮组行星架(13)相链接固定。
所述离合无级变速装置，阻力涡扇(10)与控速星轮组行星架(9)，相链接固定。
所述离合无级变速装置，动力输入轴(1)输入动力，通过变速星轮组、控速星轮组各齿轮啮合，将动力传动给阻力涡(10)，利用阻力涡扇(10)旋转与油液的阻力，通过控速星轮组，控制着变速星轮组行星架(13)与变速星轮组齿圈(3)的转速差，来实现动力输出轴(6)的无级变速传动输出；动力输入轴(1)转速的快慢，控制着离合无级变速的传动。
当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，怠速向右正转输入动力，通过变速星轮组齿圈传动架(2)，传动变速星轮组齿圈(3)，变速星轮组齿圈(3)啮合变速星轮组行星轮(4)向右转动，同时带动变速星轮组行星架(13)转动，通过控速星轮组齿圈传动架(12)，传动控速星轮组齿圈(11)向右转动，控速星轮组齿圈(11)啮合控速星轮组行星轮(8)也向右转动，控速星轮组行星轮(8)的旋转，通过控速星轮组行星架(9)，传动阻力涡扇(10)向右旋转。此时，所述动力输入轴(1)的动力输入，通过一系列的传动，最终传动给阻力涡扇(10)向右旋转，变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出。
当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，怠速向右正转输入动力，同时也带动了控速星轮组太阳轮(7)的向右转动，控速星轮组太阳轮(7)啮合控速星轮组行星轮(8)也向右转动，通过控速星轮组行星架(9)，传递阻力涡扇(10)向右旋转。此时，控速星轮组太阳轮(7)的传动，最终也传动给了阻力涡扇(10)向右加速旋转，变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出。
此时控速星轮组太阳轮(7)与控速星轮组齿圈(11)同时向右转动，加快了阻力涡扇(10)向右的旋转；所述动力输入轴(1)的怠速动力输入，全被阻力涡扇(10)吸收；由于阻力涡扇(10)与油液的旋转阻力值，小于变速星轮组太阳轮(5)的负载值，所以变速星轮组太阳轮(5)并无动力输出，此时即为空挡离合状态。
当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，加速动力输入时，阻力涡扇(10)也将加速旋转，由于阻力涡扇(10)与油液的旋转阻力值，大于变速星轮组太阳轮(5)的负载值；阻力涡扇(10)的阻力，将使控速星轮组行星架(9)转速放慢，通过控速星轮组行星轮(8)，啮合控速星轮组齿圈(11)向右转速放慢，从而也将变速星轮组行星架(13)向右的转速放慢；此时变速星轮组齿圈(3)的高速向右转动，而变速星轮组行星架(13)向右的转速，因阻力涡扇(10)的阻力放慢，跟不上变速星轮组齿圈(3)的转速，因此形成转速差，从而将传动力通过变速星轮组行星轮(4)的自转，啮合变速星轮组太阳轮(5)向左旋转，完成动力输出，此时既为低中速传动状态。
当离合无级变速装置，动力输入轴(1)，高速动力输入时，阻力涡扇(10)因与油液的旋转阻力达到峰值，无法高速旋转，控速星轮组行星架(9)也无法高速转动，从而使控速星轮组齿圈(11)停止转动，极速动力输入时，甚至向左反转，通过控速星轮组齿圈传动架(12)，也带动了变速星轮组行星架(13)的停止转动，甚至反转，变速星轮组齿圈(3)的高速向右转动与变速星轮组行星架(13)的停止转动，甚至反转，因此形成了极大的转速差，通过变速星轮组行星轮(4)的自转，啮合变速星轮组太阳轮(5)，将以倍数的转速向左旋转。此时既为高速传动状态。
所述离合无级变速装置，属单向传动特性，既动力输入轴(1)可将动力倍数传输给动力输出轴(6)，而动力输出轴(6)的惯性动力被阻力涡扇(10)吸收，无法全速回传。
所述离合无级变速装置，清楚完整的描述了其离合，低、中、高无级变速传动的工作原理技术实施方案，只需在动力输出轴(6)，加上一组倒挡星轮组，即可实现正反转的离合无级变速传动，或是改变动力输入轴(1)的旋转方向，实现倒挡反转输出。
所述离合无级变速装置，其工作原理技术方案，不仅仅限于如此，可以有多种传动设计方案及优化方案。例如：将阻力涡扇引导出外围，使其与油液的旋转阻力值更加精确(阻力涡扇可以是任何形态、形式产生的旋转阻力)；或是加装电控系统，传感器等技术手段，使所述离合无级变速装置，无级变速更加科学，智能化等等优化设计方案。
所述离合无级变速装置，通过设计变速星轮组的各个齿轮比例，能获得更高，或更低的输出转速比；通过设计控速星轮组的各个齿轮比例，能获得阻力涡扇，更高或更低的转速比，阻力涡扇的转速，影响着阻力涡扇与油液的旋转阻力值，从而获得更高或更低的传动效率。
以上实施例尽管已经示出和描述了本发明专利技术的实施，其描述较为具体详细，但并不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明技术，工作原理和精神的情况下，对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些都属于本发明专利的保护范围，因此本发明专利的保护范围，因以所附权利要求及其等同物限定。
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