專利名稱：新型汽車變速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，汽車已成為人類最重要的交通工具，為乘坐舒適、操作方便許多汽車裝有自 動(dòng)變速器；一般用液力機(jī)械式和金屬帶式。這些自動(dòng)變速器不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、而且傳動(dòng)效率 低，浪費(fèi)了大量的能源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型汽車變速器，該變速器采用機(jī)械和液壓形式來(lái)傳遞 動(dòng)力；在傳統(tǒng)的行星齒輪變速器上進(jìn)行改進(jìn)，加裝了能量回收與液壓系統(tǒng)；在傳遞動(dòng)力的 同時(shí)還能回收汽車排氣及制動(dòng)能量，并實(shí)現(xiàn)給汽車制冷與供暖的效果；達(dá)到節(jié)能和環(huán)保目 的。本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)由行星齒輪變速器和氣泵與泵——馬達(dá)組成。具體結(jié)構(gòu)由飛 輪、前進(jìn)離合器、泵一一馬達(dá)、倒檔離合器、前行星架、后行星架與前齒圈組件、前行星齒輪、 后行星架、后齒圈、后行星齒輪、變速器殼、后太陽(yáng)輪、前太陽(yáng)輪、太陽(yáng)輪軸、氣泵、變速器輸 入軸、減速齒輪、輸出軸等組成。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力由飛輪傳給離合器主動(dòng)部分，可通過 前進(jìn)離合器、倒檔離合器傳給變速器輸入軸和太陽(yáng)輪軸，太陽(yáng)輪軸為空心軸，通過軸承支承 在變速器殼上，其上裝有太陽(yáng)輪軸與氣泵、泵——馬達(dá)聯(lián)系齒輪、前太陽(yáng)輪、后太陽(yáng)輪。變速 器輸入軸穿過太陽(yáng)輪軸，通過花鍵聯(lián)接后齒圈，其右端支承在后行星架與前齒圈組件上。氣 泵和泵——馬達(dá)均安裝在變速器殼上，通過各自軸上的齒輪與太陽(yáng)輪軸上的氣泵、泵—— 馬達(dá)聯(lián)系齒輪嚙合。前行星齒輪、后行星齒輪裝在前、后行星架上，分別與前、后齒圈嚙合； 前行星架與倒檔制動(dòng)器配合，可實(shí)現(xiàn)倒檔。新型汽車變速器可實(shí)現(xiàn)三個(gè)由機(jī)械傳動(dòng)的前進(jìn) 檔和一個(gè)倒檔及各檔位之間由機(jī)械傳動(dòng)與液壓泵——馬達(dá)協(xié)同實(shí)現(xiàn)的無(wú)級(jí)變速。本發(fā)明的能量回收與液壓系統(tǒng)由液壓泵——馬達(dá)、氣——液能轉(zhuǎn)換油缸、氣路控 制閥、排氣熱交換器、高壓罐、低壓罐、泵卸荷閥、調(diào)速閥、蓄能器、液路控制閥、熱交換器、氣 泵、蒸發(fā)器、制冷控制閥組成；工作介質(zhì)為二氧化碳或氨。其中排氣熱交換器制成管形置于 內(nèi)燃機(jī)排氣道內(nèi)，用以吸收排氣的熱量來(lái)加熱其中的工作介質(zhì)使其壓力升高，以提高其作 功能力。低壓罐用以存儲(chǔ)作功后的氣體，并散出氣體的熱量。前熱交換器置于高壓罐與排 氣熱交換器之間，用于吸收后熱交換器內(nèi)氣體的熱量；后熱交換器裝于氣路換向控制閥與 低壓罐之間，用于與前熱交換器配合實(shí)現(xiàn)換熱；車內(nèi)需要供暖時(shí)，此處的熱量也可通過風(fēng)系 統(tǒng)送入車內(nèi)為汽車供暖?？焖僦评淇刂崎y裝于前熱交換器與排氣熱交換器之間，車內(nèi)需要 制冷時(shí)，快速制冷控制閥處于下位；工作介質(zhì)不經(jīng)過排氣熱交換器直接進(jìn)入后熱交換器，吸 熱汽化制冷，然后將氣體排入低壓罐；產(chǎn)生的冷氣通過風(fēng)系統(tǒng)送入車內(nèi)為汽車制冷。需要制 冷量較小時(shí)，可打開正常制冷控制閥，使高壓罐內(nèi)的工作介質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱汽化制冷，然 后氣體排入低壓罐。調(diào)速閥用于控制工作介質(zhì)由高壓罐進(jìn)入排氣熱交換器的速度。以控制泵——馬達(dá)的輸出功率，泵——馬達(dá)采用變量式，通過其軸上的齒輪與變速器太陽(yáng)輪軸 上的氣泵、泵——馬達(dá)聯(lián)系齒輪嚙合輸出動(dòng)力；其回油口設(shè)汽車起步控制節(jié)流閥，在汽車起 步時(shí)控制泵——馬的回油流量，來(lái)控制太陽(yáng)輪軸的運(yùn)行阻力，使動(dòng)力逐漸向變速器輸入軸 增加，使汽車起步平穩(wěn)。氣——液能轉(zhuǎn)換油缸用來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的壓力能與液體的壓力能相互 轉(zhuǎn)換，以實(shí)現(xiàn)以氣體的壓力能形式存儲(chǔ)能量，而以液體的壓力能形式釋放能量，缸內(nèi)中間直 徑大的部位用于通入氣體，直徑小的部位用于通入液壓油；氣路控制閥用來(lái)控制排氣熱交 換器的氣體交替進(jìn)入氣——液能轉(zhuǎn)換油缸左側(cè)和右側(cè)，實(shí)現(xiàn)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)而連續(xù)輸出高壓 液體；也可以實(shí)現(xiàn)在氣一液能轉(zhuǎn)換油缸直徑小的部位通入高壓液體時(shí)將低壓罐內(nèi)的氣體 壓入高壓罐。液路控制閥用來(lái)控制氣——液能轉(zhuǎn)換油缸左端和右端交替的與馬達(dá)相通，使 氣——液能轉(zhuǎn)換油缸左端和右端產(chǎn)生的高壓油能交替的進(jìn)入馬達(dá)；蓄能器用于穩(wěn)定油壓和 存儲(chǔ)少量液壓能。氣泵位于高壓罐和低壓罐之間，用于將低壓罐內(nèi)的氣體壓入高壓罐，泵卸 荷閥位于高壓罐和氣泵之間，用于在高壓罐壓力達(dá)到一定值時(shí)使氣泵卸荷。工作原理汽車正常行駛時(shí)，結(jié)合前進(jìn)離合器和倒檔制動(dòng)器，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳動(dòng)路 線為飛輪一離合器主動(dòng)部分一前進(jìn)離合器一變速器輸入軸一后齒圈一后行星齒輪(后太 陽(yáng)輪一前太陽(yáng)輪一前行星齒輪)一后行星架與前齒圈組件一減速齒輪一輸出軸；實(shí)現(xiàn)前進(jìn) 一檔。結(jié)合前進(jìn)離合器、松開制動(dòng)器時(shí)，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)二檔，結(jié)合前進(jìn)離合器和高、倒檔離合 器，可實(shí)現(xiàn)前進(jìn)三檔。在這個(gè)過程中可根據(jù)車速要求改變泵——馬達(dá)的轉(zhuǎn)速?gòu)亩馆敵鲚S 的速度連續(xù)變化，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。泵——馬達(dá)工作時(shí)，打開調(diào)速閥，高壓罐內(nèi)的介質(zhì)工作經(jīng) 調(diào)速閥、單向閥進(jìn)入前熱交換器，吸收后熱交換器內(nèi)氣體的熱量后進(jìn)入排氣熱交換器，繼續(xù) 吸收排氣的熱量，使氣體的溫度和壓力升高。當(dāng)氣路控制閥和液路控制閥處于左位時(shí)，氣體 進(jìn)入氣——液能轉(zhuǎn)換油缸左側(cè)，推動(dòng)柱塞向右運(yùn)動(dòng)并將右側(cè)的油壓出，輸出高壓液體驅(qū)動(dòng) 泵——馬達(dá)工作；并將右側(cè)的氣體排入低壓罐存儲(chǔ)并散出的熱量。而左側(cè)將油吸入，當(dāng)柱塞 運(yùn)動(dòng)到右端時(shí)，氣路控制閥和液路控制閥換向，氣體進(jìn)入氣——液能轉(zhuǎn)換油缸右側(cè)，推動(dòng)柱 塞向左運(yùn)動(dòng)并將左側(cè)的油壓出，這樣連續(xù)輸出高壓液體。驅(qū)動(dòng)泵——馬達(dá)工作，與離合器傳 遞的動(dòng)力一起驅(qū)動(dòng)汽車行駛。當(dāng)減速制動(dòng)時(shí)，泵——馬達(dá)被行駛的車輛反拖旋轉(zhuǎn)變成了泵， 產(chǎn)生高壓油推動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將低壓罐內(nèi)的氣體壓入高壓罐存儲(chǔ)。泵——馬達(dá)作為馬達(dá) 工作時(shí)，氣泵將低壓罐內(nèi)的氣體壓入高壓罐，保證高壓罐內(nèi)工作介質(zhì)充足；當(dāng)高壓罐的壓力 高于設(shè)定值時(shí)，打開泵卸荷閥使泵卸荷。車內(nèi)需要制冷量較小時(shí)，正常制冷控制閥處于上位；高壓罐內(nèi)的工作介質(zhì)經(jīng)過節(jié) 流閥和蒸發(fā)器汽化制冷后排入低壓罐；車內(nèi)需要制冷量大時(shí)，快速制冷控制閥處于下位，高 壓罐內(nèi)的工作介質(zhì)經(jīng)過前熱交換器直接進(jìn)入后熱交換器，汽化制冷。新型汽車變速器與現(xiàn)有的變速器相比不僅結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、控制元件大為減少；同 時(shí)能回收排氣、制動(dòng)時(shí)損失掉的能量；并可實(shí)現(xiàn)給汽車制冷與供暖的效果，可省去汽車空 調(diào)。


附圖1是本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，圖中1飛輪、2前進(jìn)離合器、3高、倒檔離合器、4 泵——馬達(dá)、5泵——馬達(dá)齒輪、6倒檔制動(dòng)器、7前行星架、8后行星架與前齒圈組件、9前 行星齒輪、10后行星架、11后齒圈、12后行星齒輪、13變速器殼、14減速齒輪、15輸出軸、16后太陽(yáng)輪、17前太陽(yáng)輪、18太陽(yáng)輪軸、19氣泵、20飛輪殼、21太陽(yáng)輪軸與氣泵、泵——馬達(dá)聯(lián) 系齒輪、22變速器輸入軸、23油泵、M離合器主動(dòng)部分、25行星輪系輸出軸J6軸承。附圖2是本發(fā)明的能量回收與液壓系統(tǒng)圖，圖中1快速制冷控制閥、2排氣熱交換 器、3節(jié)流閥、4單向閥、5調(diào)速閥、6高壓罐、7泵卸荷閥、8氣泵、9低壓罐、10正常制冷控制 閥、11前熱交換器、12后熱交換器、13柱塞、14蒸發(fā)器、15泵——馬達(dá)、16油箱、17蓄能器、 18汽車起步控制節(jié)流閥、19氣路換向控制閥、20液路換向控制閥、21氣——液能轉(zhuǎn)換油缸 體。
具體實(shí)施例方式附圖1中新型汽車變速器機(jī)械部分與傳統(tǒng)的行星齒輪變速器制造方法相同，太陽(yáng) 輪軸(18)上多設(shè)置一個(gè)太陽(yáng)輪軸與氣泵、泵——馬達(dá)聯(lián)系齒輪(21)，氣泵(19)和泵——馬 達(dá)(4)固定在變速器殼(1 上。附圖2中液壓系統(tǒng)用管路將液壓馬達(dá)(1 、氣——液能轉(zhuǎn) 換油缸(21)、排氣熱交換器( 、高壓罐(6)、低壓罐(9)、前、后換熱器(11,12)依次聯(lián)結(jié)； 氣路中的工作介質(zhì)為二氧化碳或氨。
權(quán)利要求
1.一種新型汽車變速器，其特征是新型汽車變速器由行星齒輪變速器和用于能量回 收的排氣熱交換器、高壓罐、低壓罐、前熱交換器換熱器、后熱交換器及實(shí)現(xiàn)氣液能轉(zhuǎn)換和 輸出的氣一液能轉(zhuǎn)換油缸、液壓泵一馬達(dá)組成。
2.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于系統(tǒng)中設(shè)氣——液能轉(zhuǎn)換油 缸、高壓罐、低壓罐和排氣熱交換器，其中排氣熱交換器制成管形，置于內(nèi)燃機(jī)排氣道內(nèi)， 氣——液能轉(zhuǎn)換油缸中間直徑大的部位用于通入氣體，直徑小的部位用于通入液壓油。
3.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于在高壓罐、低壓罐之間設(shè)有氣泵 和泵卸荷閥。
4.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于高壓罐與排氣熱交換器之間設(shè) 置前熱交換器。
5.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于氣路換向控制閥與低壓罐之間 設(shè)置后熱交換器。
6.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于系統(tǒng)中設(shè)泵——馬達(dá)，泵——馬 達(dá)回油口設(shè)汽車起步控制節(jié)流閥。
7.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于前熱交換器與后熱交換器之間 設(shè)置快速制冷控制閥。
8.如權(quán)利要求1所述的新型汽車變速器，其特征在于在高壓罐、低壓罐之間設(shè)蒸發(fā) 器、節(jié)流閥和正常制冷控制閥。
全文摘要
一種新型汽車變速器，該變速器采用機(jī)械和液壓形式來(lái)傳遞動(dòng)力；結(jié)構(gòu)由行星齒輪變速器和能量回收與液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成；在傳遞動(dòng)力的同時(shí)還能回收汽車排氣及制動(dòng)能量，并實(shí)現(xiàn)給汽車制冷與供暖的效果；該液壓系統(tǒng)由液壓泵——馬達(dá)(泵)、氣泵、氣—液能轉(zhuǎn)換油缸、熱交換器、高壓罐、低壓罐和調(diào)速閥組成。汽車正常行駛時(shí)，使高壓罐中的工作介質(zhì)進(jìn)入排氣熱交換器吸收排氣的熱量變成高溫、高壓的氣體，該氣體交替進(jìn)入氣—液能轉(zhuǎn)換油缸左側(cè)和右側(cè)，推動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而輸出高壓液體驅(qū)動(dòng)泵——馬達(dá)工作，通過齒輪與變速器太陽(yáng)輪軸上的齒輪嚙合與齒輪傳遞的動(dòng)力共同驅(qū)動(dòng)汽車行駛。減速制動(dòng)時(shí)，泵——馬達(dá)被行駛的車輛反拖旋轉(zhuǎn)變成了泵，產(chǎn)生高壓油推動(dòng)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將低壓罐內(nèi)的氣體壓入高壓罐存儲(chǔ)，回收能量。
文檔編號(hào)B60K17/06GK102145650SQ201010107328
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者蔡學(xué)功 申請(qǐng)人:蔡學(xué)功