[发明专利]可逆变速器RVT

说明书

技术领域

本发明涉及变速箱/变速器领域。尤其，本发明提供一种新型的可逆变速器，所述新型的可逆变速器用于诸如汽车、公交车、卡车、越野车辆、自动装卸车、伸缩臂搬运机和类似车辆的车辆。或者，变速箱可以用在诸如风车等系统以及需要以变速传递功率的其它工业应用中。

背景技术

最好可以通过示出理想的汽车变速器和当前可用的汽车变速器之间的差异来说明本发明的优点。

理想的变速器

理论上，理想的汽车变速器将发动机功率传输到车轮，以便对于任何需要的功率水平，无论什么车速，发动机都在其最高效率点处工作。

当节气门被较深地推动时，发动机在其最高效率点处工作，如图10中的图表所示，图10的图表示出柴油机的燃料消耗率。通过改变发动机转速而不是通过改变节气门来调制功率。例如，在公路上以120km/h的恒速行驶仅需要大约25HP。最优发动机转速对于现代发动机则是大约1300RPM。所需要的变速器转矩比则是0.441，而实际的变速箱的典型传动比从0.90变化到0.65。结论是，当前的变速箱的传动比不足够高来用于最优化发动机效率。

图10示出以上的阐述内容。就已知的变速箱而言，汽车通过来自发动机的73Nm在2400RPM下以120km/h驱动。燃料消耗率(SFC)则是265g/kWh。在(在低转矩的发动机的)理想的情况下，发动机转速必须仅减小到1700RPM以获得最高效率。发动机则在225g/kWh的SFC的情况下产生103Nm。这样燃料节约15％。例如，仅从改进发动机工作点获得而不考虑到变速器的效率，这样燃料节约从6.5l/100km到5.5l/100km。

为了起步，理想的变速器需要无限的(infinite)转矩比。

当汽车仍然处于零速度且发动机转速是至少怠速时，传动比必须是无限的。在每次起动过程中具有滑动离合器或者滑动变矩器的当前解决方案耗费许多能量。

而且在突然的节气门位置变化过程中和之后，也必须保持这样。(节气门位置变化事实上是要求的发动机功率的变化)。

这意味着所述传动比应当能够变化得非常快。假定汽车在用于最优消耗的85％节气门的情况下以恒定的中等速度行驶。发动机仅产生可用的发动机功率的较小部分。如果在没有传动比变化的情况下要求加速，则发动机仅可以在其余15％节气门的情况下加速，以便使低功率可以仅增大15％。因而，需要立即降挡以获得所要求的发动机功率：变速器必须立即改变所述传动比，以便使发动机加速到在最优效率下产生所要求的功率时的发动机转速。

理想的变速器必须是环境友好型的，应当不含有不可再循环的或者有毒的材料或油。

理想的效率应当是100％，尺寸、重量和成本尽可能小，具有极好的可靠性和耐用性。

实际的汽车变速器的局限性

MT＝具有干式离合器的手动变速器

AT＝具有变矩器的自动变速器，可以配备有锁止装置

DCT＝具有湿式离合器或者干式离合器的双离合器变速器

CVT-带＝在2个锥形带轮之间具有带的无级变速器

CVT-超环面(toriod)＝具有半或完全的超环面滑轮的无级变速器

HSD＝静液压传动。这是这样的液压系统，即，所述液压系统具有通过发动机驱动的变量柱塞泵和用于驱动变速箱或者直接驱动车轮的变量液压马达。输出速度可从零改变到某一速度，并且旋转方向通过切换阀而可以反向。

(1)参照乘用车中的典型数量的传动比的历史

结论

MT，AT，DCT：虽然总是需要更多的齿轮来改进燃料经济性，但是总有不能进一步改进的实际限制。最高传动比仍然不足够高来用于最优的燃料经济性。

CVT：低效率；而且最高传动比仍然不足够高来用于最优的燃料经济性。

因此，需要一种克服了以上指出的限制和缺点的改进的变速箱或变速器。

发明内容

本发明提供一种可逆变速器，所述可逆变速器包括以下限定的所谓的行星式变换器(planetary variator)。

本发明提供一种行星式变换器(13)，所述行星式变换器用作用于可变或可逆变速器的子系统，并且能够连续地改变传动比，其特征在于，

-所述行星式变换器包括环轮(1)、围绕中心轴(12)安装的两个或者更多个行星件(2)和太阳轮(3)，以便使每个部件，即环轮、中心轴和太阳轮，形成与其它的变速器部件的界面，

-环轮是围绕中心轴线的轴对称体，所述环轮具有根据等切面曲线(tractrix)成形的滚动面，并且所述滚动面优选地被硬化或者被涂覆以经受住牵引力和压缩力，