[发明专利]一种电磁调速无级变速器

说明书

本发明公开一种电磁调速无级变速器，其变速范围广、响应快，并兼起离合器功能。该电磁调速无级变速器主要由倒挡执行机构、齿轮传动副、磁极、电枢、测速电机及控制器组成；电枢轴与发动机曲轴相连，磁极轴与太阳轮轴刚性相连；齿轮传动副与驱动桥相连，将动力传递给左右车轮；电枢轴及磁极轴上均有测速电机，通过控制器输出的励磁电压实现速比变化。

技术领域

本发明属于汽车变速器技术领域，具体是涉及一种电磁调速无级变速器。

技术背景

同传统的变速器相比，无级变速器(CVT)具有结构紧凑，操作简便，传动效率高及成本低等优点。由于CVT传动比的线性变化，在机械结构中没有严格的档位，从而提升了行驶的舒适性。CVT可以在相当大的范围内实现无级变速，从而使传动系与发动机工况实现最佳匹配，提高整车的燃油经济性。但无级变速机构可提供的速比变化范围为2.6～0.445左右，不能完全满足整车传动比变化范围的要求，需要设置中间减速机构。金属带式无级变速器 (CVT)是通过表面呈V型的主动工作轮，金属带，V带的从动轮来实现动力传递。主动轮安装于输入轴之上，获得动力后带动金属带开始转动，而金属带的另一端会连接于从动轮，从动轮与输出轴相连接，于是动力传递到输出轴。CVT的变速原理是通过机械运行实现，若目标速比与当前速比相差较大时，变速器响应时间较长。针对无级变速器的特点，本发明实现了变速器大速比范围内无级变速，并提高了速比变化的响应速率。

发明内容

本发明的目的在于实现一种电磁调速无级变速器，其变速范围广、响应快，并兼起离合器功能。该电磁调速无级变速器主要由倒挡执行机构、齿轮传动副、磁极、电枢、测速电机及控制器组成；

电枢轴与发动机曲轴相连，磁极轴与太阳轮轴刚性相连；

齿轮传动副与驱动桥相连，将动力传递给左右车轮；

电枢轴及磁极轴上均有测速电机，通过控制器输出的励磁电压实现速比变化。

倒挡执行机构包括单排双行星轮行星机构、离合器C、制动器B，动力由太阳轮输入、行星架输出；

齿轮传动副速比为1∶2，其结构形式可以为轴线固定式，也可以为轴线旋转式。

无级调速功能由磁极、电枢、测速电机及控制器实现。电枢呈圆筒形，由铁磁材料制成，磁极由装有励磁绕组的铁磁材料制成，控制器通过引线接于磁极绕组上。电枢与磁极间无机械接触，当磁极绕组中无励磁电流时，电枢感应电动势为零，此时动力切断，实现离合器的功能。当励磁绕组中通以直流电后，沿磁极圆周建立其空间磁场。当电枢旋转时，电枢和磁极系统有相对运动，在电枢中引起感应电流。由此合成的电枢磁场与主磁通的磁场相互交链, 因而在两转子间建立转矩，这一转矩就带动磁极轴转动。改变控制器励磁电流可控制磁极轴转速，实现电枢轴和磁极轴间的无级调速，调速范围为10∶1～1∶1，且励磁电流的变化量决定了速比变化速率。

若电枢轴与磁极轴的速比为10∶1，齿轮传动副的速比为1∶2，电磁调速无级变速器的最大速比为5∶1；改变励磁电压使磁极轴与电枢轴的速比接近1∶1时，磁调速无级变速器的最小速比约为1∶2；即本发明可提供的速比变化范围为5.0～0.5。

倒挡执行机构采用单排、双圆柱行星齿轮机构，由太阳轮、在一个行星齿轮架上有两个互相啮合的行星齿轮(其中一个行星轮与太阳轮啮合,另一个和内齿圈啮合)，以及内齿圈等零件共同组成。

根据行星机构中传动部件的运动关系公式，即

n_s-αn_r-(1-α)n_c＝0 (1)

式中：n_s-太阳轮转速；

n_r-齿圈转速；

n_c-行星架转速；

α-齿圈与太阳轮齿数比。