[发明专利]一种平行轴无自旋牵引式无级变速器

说明书

本发明公开了一种平行轴无自旋牵引式无级变速器，由输入轴、输入锥盘、中间传动部件、输出轴与输出锥盘组成，输入轴与输出轴平行安装；中间传动部件由输入端滚轮、输入端滚轮轴、输出端滚轮、输出端滚轮轴、变速套筒与变速摇杆组成，变速套筒的中间段铰接在机架上，以限制中间传动部件可以绕着该铰接点旋转，变速摇杆固定连接在变速套筒中间段；动力从输入轴输入，通过端面凸轮加载机构传递给输入锥盘，输入锥盘通过牵引传动将动力传递给中间传动部件的输入端滚轮，输入端滚轮又将动力传递给输出端滚轮，输出端滚轮通过牵引传动将动力传递给输出锥盘，进而通过端面凸轮加载机构输出至输出轴，实现动力输出。

技术领域

本发明涉及传动系中的牵引式无级变速器，具体为一种平行轴无自旋牵引式无级变速器。

背景技术

无级变速器（CVT）是一种理想的机械传动方案，因为无级变速器可以提供一系列的连续传动比使得车辆发动机始终处于高效点工作，这就极大地提高了整车的效率，减小了车辆排放，达到节能减排的作用。CVT具有动力高、油耗低、排放少的特点，据统计，采用CVT的汽车比采用自动变速器（AT）的汽车油耗减少7%-15%，废气排放降低约10%，生产成本降低20%-30%；而采用CVT传动系的混合动力车的油耗可能减少30%，排放可减少45%。牵引式CVT具有功率密度高、效率高、传递功率大等特点，将会成为未来无级变速器技术的发展方向。因此，牵引式CVT技术在日本、英国、美国等发达国家已经被广泛研究。

一般来说，牵引式CVT的效率损失主要包括：自旋损失、滑移损失、侧滑损失，轴承损失以及搅油损失。其中侧滑损失、搅油损失、轴承损失相对较小，尤其是侧滑损失仅在变速时或者其它特殊的工况下在才产生，而滑移损失是完全伴随着牵引传动而产生的这种损失是不可避免的。相对其他诸类损失而言，自旋损失所占比例相对较大，一般为40%-60%，当传动的载荷相对较小时自旋损失所占的比例更大。自旋的产生是由于在牵引传动时，牵引元件与被牵引元件的速度分布不均匀而造成的。一般来说，学者们往往认为这种自旋损失在传动比范围内是只能尽量减少不可消除的。由于自旋的阻碍，在牵引式CVT中，传动效率经过优化后一般只能达到一般为75%-90%，进一步提升将变得异常困难，这也就大大降低了牵引式CVT的应用范围与传动能力。消除自旋也可以改善牵引传动的工作条件（降低油温，改善油膜不对称性等），从而减少其它类型的损失，也可以适当提高牵引式CVT的最大传递扭矩。另外在一定传动比范围内消除自旋，可以提高整体传动效率至少5%。

针对自旋消除的牵引式CVT设计，即所说的无自旋牵引式CVT设计这一问题，在现有的技术方案中，以四川大学牵引式CVT研究团队为代表给出了解决思路，即从无自旋条件出发，采用微分方程的办法优化传动件的母线方程，重新设计变速机构等，使得优化后的牵引式CVT结构满足无自旋条件。该团队申请的中国专利CN104776180A公开了一种无自旋变速单元，该方案以半环面牵引式CVT为例，进行了锥盘的母线优化，得出优化方程，并限制调速过程中输入锥盘与输出锥盘沿回转轴轴向移动，滚轮沿回转轴径向移动，以实现无自旋传动。该方案的不足在于：仅给出了母线优化的结果，没有给出实际的变速机构、加载机构的结构特征；该方案所述的调速单元为同轴类的传动方案，对于一些要求使用平行轴的特殊场合不再试用，需要增加复杂的转换机构才能实现。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术中的不足，提供一种平行轴式无自旋牵引式无级变速器结构，可以消除自旋，提高牵引式无级变速器的效率，还可直接用于平行轴传动场合，不用设计复杂的转换结构。本发明采用以下技术方案：