[发明专利]一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器

说明书

本发明所述一种自适应变速无自旋牵引式无级变速器，由第一输入轴（1）、第一输入加载机构（2）、第一无自旋输入环盘（3）、第一中间传动部件（4）、第一无自旋输出环盘（5）、第一输出加载机构（6）、输出轴（7）与第一变速机构（8）组成；第一输入轴（1）与输出轴（7）平行设置；第一中间传动部件（4）包括输入滚轮（41）、输出滚轮（42）与滚轮转动轴（43），滚轮转动轴（43）中段设置有限位连接座（44），限位连接座（44）上设置有螺母安装孔；所述第一变速机构（8）包括螺杆（81）、变速螺母（82），螺杆（81）穿过变速螺母（82）一端，变速螺母（82）安装在滚轮转动轴（43）上限位连接座（44）的螺母安装孔中。本发明可进一步提高无级变速器的传动效率并实现自适应输出负载变速。

技术领域

本发明涉及传动系中的牵引式无级变速器，具体为一种自适应变速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％。

对于牵引式无级变速器而言，主要由变速机构、加载机构与传动机构三大机构组成，实现变速的关键是变速机构。对于变速机构，现在多采用电控方式实现自动变速，工作原理是通过监测负载力信号，整车运动速度、加速度，油门开度等信号反馈给控制器，实现变速控制。可见，电控方式需要复杂的控制电路和监测传感器，成本较高。而在现代机械发展的背景下，对于具有自适应功能的智能机械情有独钟，智能机械是提升现代机械可靠性、高效率、简化控制及结构、降低成本的重要手段，如果可以实现自适应变速，对于无级变速器降低成本、进一步提高经济性，降低机构复杂程度均有推动作用。

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，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；该方案不能实现对于负载的自适应变速。

结合无自旋牵引式CVT的设计理念，引入自适应变速的设计思路，将两者结合起来，设计出具有自适应变速的无自旋牵引式无级变速器，对于牵引式CVT技术发展将带来新动力。

发明内容