車用數(shù)控無級變速傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及車輛動力傳動系統(tǒng)的設計方案的領域，還涉及車輛發(fā)電系統(tǒng)和輔助制動系統(tǒng)的設計方案的領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代車輛，包括現(xiàn)代汽車，所采用的發(fā)動機的轉速范圍都不能滿足車輛行駛速度的需要。而且發(fā)動機的轉速在一個不大的范圍內才是處于最經(jīng)濟的。所以在發(fā)動機與驅動橋之間是必須設置變速器來改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦取Ｄ壳坝蠱T手動變速器(通過多組齒輪組成不同速比的檔位，駕駛員根據(jù)車速，路況人工掛檔改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦?;CVT金屬帶無級變速器(通過金屬帶在主動輪和從動輪接觸不同的半徑形成不同的速比，電腦根據(jù)車速，發(fā)動機參數(shù)，油門增減改變金屬帶在主動輪和從動輪接觸的半徑而改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦?;AT自動變速器(通過多組圓柱行星齒輪排和離合器、制動器組成不同速比的檔位，電腦根據(jù)車速，發(fā)動機參數(shù)，油門增減改變離合器、制動器的離合動作選擇不同速比的檔位，而改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦?;AMT半自動變速器(和手動變速器一樣通過多組齒輪組成不同速比的檔位，電腦根據(jù)車速，發(fā)動機參數(shù)，油門增減選擇不同速比的檔位，而改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦?等多種形式的變速器。各有優(yōu)缺點。MT手動變速器優(yōu)點是結構比較簡單，缺點是駕駛員操作比較復雜，要操作離合器，還要操作換檔，采用機械摩擦離合器，是有級變速。CVT金屬帶無級變速器優(yōu)點是駕駛員操作比較簡單，不用操作離合器，也不用操作換檔，是無級變速。缺點是結構比較復雜。同時金屬帶易磨損，效率不高，采用液力變扭離合器。AT自動變速器和AMT半自動變速器優(yōu)點是駕駛員操作比較簡單，不用操作離合器，也不用操作換檔，是有級變速。缺點是結構比較復雜。采用液力變扭離合器。
[0003]另外，現(xiàn)有汽車的發(fā)電機一般均由發(fā)動機通過皮帶驅動。與傳動系統(tǒng)沒有直接關聯(lián)。車輛行駛制動過程中發(fā)電機不能把部分車輛動能轉為電能儲存而使車輛減速。車輛行駛制動過程完全靠行車制動器動作而使車輛減速。沒有充分利用發(fā)動機的運轉阻力矩和發(fā)電機的電磁阻力矩的輔助制動功能。
[0004]因此有必要設計一種車用數(shù)控無級變速傳動系統(tǒng)，以克服上述問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種車用數(shù)控無級變速傳動系統(tǒng)克服現(xiàn)有技術之缺陷。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明所提供的一種車用數(shù)控無級變速傳動系統(tǒng):發(fā)動機直接(或經(jīng)前傳動軸)與數(shù)控無級變速器相連接，其輸出軸直接(或經(jīng)后傳動軸)與驅動橋相連接。取消離合器。數(shù)控無級變速器裝有變速器電控單元控制的伺服電機來改變發(fā)動機與驅動橋之間機械傳輸?shù)乃俦龋鸬狡鸩?，加速，減速，巡航，爬坡，停車，倒車的相應作用。伺服電機還兼起動機作用。發(fā)電機也設置在傳動系統(tǒng)中原離合器位置。車輛行駛制動過程中發(fā)電機在變速器電控單元的管理下加大發(fā)電量提高發(fā)電機的電磁阻力矩把部分車輛動能轉為電能儲存在蓄電池而使車輛減速起到輔助制動作用。同時車輛行駛制動過程中發(fā)動機也在變速器電控單元的統(tǒng)一管理控制下停止功率輸出，轉而利用發(fā)動機的運轉阻力而使車輛減速起到輔助制動作用。
[0008]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]為車輛提供一種新的簡單實用的數(shù)控無級變速系統(tǒng)以取代變速器，離合器。伺服電機還兼起動機作用。達到簡化結構，降低成本，簡化駕駛員操作的效果。同時由于在車輛行駛制動過程中發(fā)動機和發(fā)電機在變速器電控單元的統(tǒng)一管理控制下起到輔助制動作用。減輕了行車制動器的負擔，減少了行車制動器的發(fā)熱和損耗，提高了行車安全。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發(fā)明的技術方案，下面將對本發(fā)明中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0011]圖1為本發(fā)明實施例提供的數(shù)控無級變速傳動系統(tǒng)示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明實施例提供的數(shù)控無級變速器原理示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明實施例提供的數(shù)控無級變速器的剖視結構示意圖。
[0014]標號說明:
[0015]1、發(fā)動機2、發(fā)動機電控單元3、轉向橋4、蓄電池5、發(fā)電機6、油門踏板傳感器7、行車制動踏板傳感器8、駐車與前行倒車手柄傳感器9、車速傳感器10、變速器電控單元11、伺服電機12、蝸桿13、前傳動軸14、數(shù)控無級變速器15、變速器輸入軸16、變速器輸出軸17、后傳動軸18、駐車制動器19、驅動橋20、行星變速器殼體21、輸入內齒圈22、輸入行星排23、輸出行星排24、行星輪25、輸出內齒圈26、行星架27、蝸輪28、發(fā)動機啟動按鈕傳感器29、巡航開關傳感器。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017]如圖1所示:
[0018]發(fā)電機5設置在發(fā)動機I的飛輪上(沒有離合器了)。
[0019]發(fā)動機I經(jīng)發(fā)電機5、前傳動軸13與變速器輸入軸15相連接。其旋轉運動經(jīng)數(shù)控無級變速器14變速后由變速器輸出軸16傳輸給后傳動軸17再經(jīng)駐車制動器18傳輸給驅動橋19帶動整車運動。
[0020]數(shù)控無級變速器14的原理結構如圖2所示，圖3顯示了它的一個剖視結構示意圖。所示數(shù)控無級變速器14中有兩組齒數(shù)完全相同的輸入行星排22和輸出行星排23，在行星變速器中間兩端分別設置有輸入軸15和輸出軸16，在輸入軸15和輸出軸16上分別固定設置有輸入行星排22的太陽輪和輸出行星排23的太陽輪，所述輸入行星排22和輸出行星排23上共用一個行星架26，所述輸入行星排22和輸出行星排23上的行星輪24兩兩共軸，所述行星輪24套裝在行星架26上，所述輸出行星排23上的輸出內齒圈25固定在行星變速器殼體20上，輸入行星排22的輸入內齒圈21上固定設置有一個蝸輪27，與蝸輪27嗤合的蝸桿12與伺服電機11相聯(lián)接。
[0021]如圖1所示，數(shù)控無級變速器14的伺服電機11的控制裝置由變速器電控單元10、發(fā)動機電控單元2、油門踏板傳感器6、行車制動踏板傳感器7、駐車與前行倒車手柄傳感器8、車速傳感器9、發(fā)動機啟動按鈕傳感器28和巡航開關傳感器29等構成，所述相關物理量傳感器分別把發(fā)動機轉速參數(shù)、車速傳感器參數(shù)、油門踏板狀態(tài)參數(shù)、制動踏板狀態(tài)參數(shù)、駐車與前行倒車手柄狀態(tài)參數(shù)、發(fā)動機起動按鈕狀態(tài)參數(shù)、巡航開關狀態(tài)參數(shù)，輸送給變速器電控單元10，所述變速器電控單元10是一個微電腦，經(jīng)變速器電控單元10運算，輸出控制信號給伺服電機11、發(fā)動機電控單元2和發(fā)電機5控制其運轉或運算。
[0022]進一步再分析說明數(shù)控無級變速器的工作原理。
[0023]如圖2所示，發(fā)動機I的旋轉運動以轉速叫由輸入軸15輸入數(shù)控無級變速器14變成轉速n2由輸出軸16輸出.則數(shù)控無級變速器14的傳輸速比i=n2/ni。
[0024]如圖2所示，輸入行星排22和輸出行星排23是兩組參數(shù)完全相同的行星排。這兩個行星排的太陽輪分別固定在輸入軸15和輸出軸16上，所以輸出軸16對輸入軸15的速比也就是這兩個行星排的太陽輪的速比。而這兩個行星排共用一個行星架26，所述輸入行星排22和輸出行星排23上的行星輪24兩兩共軸，所述行星輪24套裝在行星架26上，顯然這種結構就造成這兩個行星排的太陽輪速比取決于這兩個行星排內齒圈的速比。而輸出行星排23的輸出內齒圈25是固定在行星變速器殼體20上。故輸出內齒圈25的轉速恒為O。而輸入內齒圈21上固定設置有一個蝸輪27，與蝸輪27嚙合的蝸桿12與伺服電機11相聯(lián)接。若伺服電機11靜止不轉，蝸桿12靜止不轉，與其嚙合的蝸輪27也靜止不轉，則輸入內齒圈21也轉速為O。此時這兩個行星排的太陽輪和行星架26，行星輪24都將繞變速器的軸線同速旋轉，η2=ηι。這兩個行星排的太陽輪速比為I。也即數(shù)控無級變速器14的傳輸速比 I=Ii2Zn1=1
[0025]當因我們行駛需要改變傳輸速比的時候，相關物理量傳感器把數(shù)字電信號輸送給電控單元10，經(jīng)電控單元10運算，輸出控制信號給伺服電機11控制其運轉。伺服電機11帶動蝸桿12同速旋轉，與蝸桿12嚙合的蝸輪27則以比伺服電機11低得多的轉速旋轉，而輸入內齒圈21則和蝸輪27同速旋轉。此時輸出行星排23的太陽輪則因輸入內齒圈21的旋轉而獲得一個附加轉速，這時兩個行星排的太陽輪不再同速旋轉，速比不再為I。當輸出行星排23的太陽輪因輸入內齒圈21的旋轉而獲得的附加轉速與輸入行星排22的太陽輪旋轉方向相同時，輸出行星排23的太陽輪的轉速將高于輸入行星排22的太陽輪的轉速，即H2Sn1，也即數(shù)控無級變速器14的傳輸速比i=n2/ni> I。當輸出行星排23的太陽輪因輸入內齒圈21的旋轉而獲得的附加轉速與輸入行星排22的太陽輪旋轉方向相反時，輸出行星排23的太陽輪的轉速將低于輸入行星排22的太陽輪的轉速，即n2 < n i，也即數(shù)控無級變速器14的傳輸速比I=Ii2Ai1 < 1而且隨著伺服電機11轉速增加，輸出行星排的太陽輪的轉速112逐漸降低直至為O。也即數(shù)控無級變速器14的傳輸速比i=0。隨著伺服電機11轉速再增加，將造成輸出行星排的太