一種複合型葉輪式液力變矩器以及起動器的製作方法
2023-07-01 04:49:06
本發明屬於葉輪式液力變矩器以及起動領域,更具體地說,它是一種用於各種地面車輛、船舶、鐵道機車以及工具機的複合型葉輪式液力變矩器以及起動器。
背景技術:
目前,葉輪式液力變矩器都是根據流體靜力學等原理來設計的,它所能傳遞的功率不大,並且效率不高;另外,成本高。
技術實現要素:
本發明克服了現有技術的不足,提供了一種延長發動機的使用壽命,結構簡單,操控方便,低成本,節能高效的複合型葉輪式液力變矩器以及起動器。
為了實現本發明的目的,本發明採用的技術方案以下:
一種複合型葉輪式液力變矩器以及起動器,包括輸入軸(1)、輸出軸(3)、起動齒輪(4)、固定單向離合器(5)、變速機構(6)、單向離合器(7)、空掛檔機構(8)、聯接架(9)、輸入齒輪副(10)、葉輪式液力變矩器(11)、起動齒輪副(12)、超越離合器(13),所述固定單向離合器(5)的輸入端(51)與固定元件聯接, 所述的輸入軸(1)與輸出軸(3)之間設有輸入波型發生器(21)、輸出柔輪(22)、輸入剛輪(23)、第一輸入柔輪(24)、聯接剛輪(25)、第二輸入柔輪(26)、輸出剛輪(27)、第二輸出波型發生器(28)、第一輸出波型發生器(29),輸入波型發生器(21)與起動齒輪副(12)的輸出齒輪(122)以及超越離合器(13)的輸出端(132)聯接, 單向離合器(7)的輸出端(72)以及超越離合器(13)的輸入端(131)與輸入軸(1)聯接, 起動齒輪副(12)的輸出齒輪(122)與起動齒輪(4)聯接, 輸入波型發生器(21)與輸出柔輪(22)、輸入剛輪(23)相互配合工作,輸出柔輪(22)與第一輸入柔輪(24)聯接,第一輸入柔輪(24)與聯接剛輪(25)、第一輸出波型發生器(29)相互配合工作,聯接剛輪(25)與第二輸入柔輪(26)聯接, 第二輸入柔輪(26)與輸出剛輪(27)、第二輸出波型發生器(28)相互配合工作,第一輸出波型發生器(29)、第二輸出波型發生器(28)以及空掛檔機構(8)的輸入端(81)與單向離合器(7)的輸入端(71)聯接, 空掛檔機構(8)的輸出端(82)與輸出軸(3)聯接, 聯接架(9)與輸出剛輪(27)、輸入齒輪副(10)的輸入齒輪(101)以及變速機構(6)的輸入端(61)聯接, 輸入齒輪副(10)的輸出齒輪(102)與葉輪式液力變矩器(11)的輸入端(111)聯接, 葉輪式液力變矩器(11)的輸出端(112)與起動齒輪副(12)輸入齒輪(121)聯接, 變速機構(6)的輸出端(62)與固定單向離合器(5)的輸出端(52)以及輸入剛輪(23)聯接。
所述各個需要聯接的元件, 而被其它若干元件分隔的元件, 可採用中空或聯接架的方法, 穿過或跨過其它若干元件, 與之連接;當聯接的元件是齒輪或齒圈時,則相互嚙合或聯接;所述各個齒輪副以及變速機構的傳動比,按實際需要設計。
本發明應用於車輛時,能夠根據車輛行駛時受到阻力的大小,自動地改變輸出扭矩以及速度的變化。
本發明具有以下的優點:
(1)本發明大部份功率由齒圈、行星齒輪、行星架、波型發生器、剛輪、齒輪傳遞,因而傳動功率和傳動效率都極大地提高, 而且結構簡單,更易於維修;
(2)本發明的變矩和變速是自動完成的,能實現高效率的傳動,並且除了起步以外,都能使發動機和起動機在最佳範圍內工作,與其它變速器相比,在發動機和起動機等效的前提下,它降低了發動機和起動機的製造成本;
(3)本發明使發動機和起動機處於經濟轉速區域內運轉,也就是使發動機在非常小汙染排放的轉速範圍內工作,避免了發動機在怠速和高速運行時,排放大量廢氣,從而減少了廢氣的排放,有利於保護環境;
(4)本發明能利用內部轉速差起緩衝和過載保護的作用,有利於延長發動機和傳動系統以及起動機的使用壽命,另外,當行駛阻力增大,則能使車輛自動降速,反之則升速,有利於提高車輛的行駛性能;
(5)本發明使輸入功率不間斷,可保證車輛有良好的加速性和較高的平均車速,使發動機的磨損減少,延長了大修間隔裡程,有利於提高生產率;
(6)本發明起動時,具有自動變矩和變速的性能,輸入功率不間斷,不會發生衝擊現象,可保證發動機起動平穩、減少噪音,使發動機的起動磨損減少,並延長了起動電機以及蓄電池的使用壽命;
(7)本發明減少了現今起動機的傳動機構,降低了製造成本,發動機起動後,只需對起動電機採取制動措施,使其停止傳動。
另外,本發明是是一種用於各種地面車輛、船舶、鐵道機車以及工具機的複合型葉輪式液力變矩器以及起動器。
附圖說明
說明書附圖1為本發明實施例的結構圖,附圖中兩個元件之間的連接處,運用粗實線表示固定連接,細實線表示兩個元件可以相對轉動。
具體實施方式
下面結合說明書附圖與具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明:
實施例一:
如圖1中所示,一種複合型葉輪式液力變矩器以及起動器,包括輸入軸1、輸出軸3、起動齒輪4、固定單向離合器5、變速機構6、單向離合器7、空掛檔機構8、聯接架9、輸入齒輪副10、葉輪式液力變矩器11、起動齒輪副12、超越離合器13,所述固定單向離合器5的輸入端51與固定元件聯接, 所述的輸入軸1與輸出軸3之間設有輸入波型發生器21、輸出柔輪22、輸入剛輪23、第一輸入柔輪24、聯接剛輪25、第二輸入柔輪26、輸出剛輪27、第二輸出波型發生器28、第一輸出波型發生器29,輸入波型發生器21與起動齒輪副12的輸出齒輪122以及超越離合器13的輸出端132聯接, 單向離合器7的輸出端72以及超越離合器13的輸入端131與輸入軸1聯接, 起動齒輪副12的輸出齒輪122與起動齒輪4聯接, 輸入波型發生器21與輸出柔輪22、輸入剛輪23相互配合工作,輸出柔輪22與第一輸入柔輪24聯接,第一輸入柔輪24與聯接剛輪25、第一輸出波型發生器29相互配合工作,聯接剛輪25與第二輸入柔輪26聯接, 第二輸入柔輪26與輸出剛輪27、第二輸出波型發生器28相互配合工作,第一輸出波型發生器29、第二輸出波型發生器28以及空掛檔機構8的輸入端81與單向離合器7的輸入端71聯接, 空掛檔機構8的輸出端82與輸出軸3聯接, 聯接架9與輸出剛輪27、輸入齒輪副10的輸入齒輪101以及變速機構6的輸入端61聯接, 輸入齒輪副10的輸出齒輪102與葉輪式液力變矩器11的輸入端111聯接, 葉輪式液力變矩器11的輸出端112與起動齒輪副12輸入齒輪121聯接, 變速機構6的輸出端62與固定單向離合器5的輸出端52以及輸入剛輪23聯接。
第一輸入柔輪24把傳遞到此的功率分流為兩路,一路流入第一輸出波型發生器29,另一路經過聯接剛輪25傳遞到第二輸入柔輪26, 第二輸入柔輪26再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入輸出剛輪27, 另一路流入第二輸出波型發生器28。
由於上述各個元件的轉速分配關係可以改變, 兩路功率流將根據兩者之間轉速分配的變化而變化,當第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28的轉速為零時,輸出功率為零,但力矩不為零,此時,第一輸出波型發生器29、第二輸出波型發生器28的輸入功率則由一定值改變到最大值,所述的一定值指的是當第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28與各自配合的第一輸入柔輪24、第二輸入柔輪26的轉速相同時,兩者按行星排力矩比分配輸入功率所得的值,所述的最大值指的是由第一輸入柔輪24、第二輸入柔輪26輸入的總功率,也就是說,當兩路功率發生變化時,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的力矩也隨之變化。
起動機的輸入功率由起動齒輪4經起動齒輪副12的輸出齒輪122或發動機的輸入功率經輸入軸1,再通過超越離合器13傳遞到輸入波型發生器21,並把功率傳遞到輸出柔輪22,再傳遞到第一輸入柔輪24,第一輸入柔輪24把傳遞到此的功率分流為兩路,一路流入第一輸出波型發生器29,另一路經過聯接剛輪25,傳遞到第二輸入柔輪26, 第二輸入柔輪26再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入第二輸出波型發生器28,另一路流入輸出剛輪27,輸出剛輪27再流入聯接架9,聯接架9再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路通過變速機構6流入輸入剛輪23,另一路流入輸入齒輪副10,再通過葉輪式液力變矩器11以及起動齒輪副12把功率傳遞到輸入波型發生器21,傳遞到輸入波型發生器21的此路功率,則和由起動機或發動機傳遞到輸入波型發生器21的功率匯合,並且與流入輸入剛輪23的功率,都傳遞到輸出柔輪22,輸出柔輪22再重複上述過程,使傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的力矩不斷增大,發動機起動前,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的功率,都通過單向離合器7以及輸入軸1傳遞到發動機曲軸上,發動機起動後,接合空掛檔機構8,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的功率,則通過單向離合器7的輸入端71以及空掛檔機構8傳遞至本發明的輸出軸3, 從而實現了把發動機的功率通過輸出軸3對外輸出。
對於本發明,當輸入軸1的轉速不變,第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的扭矩隨其轉速的變化而變化,轉速越低,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的扭矩就越大,反之,則越小,從而實現本發明能隨車輛行駛阻力的不同而改變力矩以及速度的複合型葉輪式液力變矩器以及起動器。
本發明使用時,設起動機通過起動齒輪4輸入的功率、轉速以及其負荷不變,即輸入波型發生器21的轉速與扭矩為常數,發動機起動前,發動機的轉速為零,當起動機啟動,因輸出軸3靜止不動,即第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28靜止不動, 起動機的輸入功率由起動齒輪4經起動齒輪副12的輸出齒輪122傳遞到輸入波型發生器21, 其中,由於此時沒有功率流入輸入剛輪23,並且固定單向離合器5的輸入端51與固定元件聯接,起限制轉向的作用,使輸入剛輪23不能與發動機相反的轉向轉動,轉速為零,此時,傳遞到輸入波型發生器21的功率,則把功率傳遞到輸出柔輪22,再傳遞到第一輸入柔輪24,第一輸入柔輪24把傳遞到此的功率分流為兩路,一路流入第一輸出波型發生器29,另一路經過聯接剛輪25,傳遞到第二輸入柔輪26, 第二輸入柔輪26再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入第二輸出波型發生器28, 另一路流入輸出剛輪27,輸出剛輪27再流入聯接架9,聯接架9再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路通過變速機構6流入輸入剛輪23, 另一路流入輸入齒輪副10,再通過葉輪式液力變矩器11以及起動齒輪副12把功率傳遞到輸入波型發生器21,傳遞到輸入波型發生器21的此路功率,則和由起動機或發動機傳遞到輸入波型發生器21的功率匯合,並且與流入輸入剛輪23的功率,都傳遞到輸出柔輪22,輸出柔輪22再重複上述過程,並在各個元件之間不斷地進行分矩、變矩以及匯矩的反覆循環, 使傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的力矩不斷增大,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的功率,都通過單向離合器7以及輸入軸1傳遞到發動機曲軸上,當傳遞到發動機的曲軸上的扭矩,產生的起動力足以克服發動機的起動阻力時,發動機則起動並開始加速。
發動機起動後,設發動機的輸入功率、輸入轉速及其負荷不變,即輸入軸1的轉速與扭矩為常數,汽車起步前,接合空掛檔機構8,輸出軸3的轉速為零,發動機的輸入功率經輸入軸1以及超越離合器13,傳遞到輸入波型發生器21,其中,由於此時沒有功率流入輸入剛輪23,並且固定單向離合器5的輸入端51與固定元件聯接,起限制轉向的作用,使輸入剛輪23不能與發動機相反的轉向轉動,轉速為零,此時,傳遞到輸入波型發生器21的功率,則把功率傳遞到輸出柔輪22,再傳遞到第一輸入柔輪24,第一輸入柔輪24把傳遞到此的功率分流為兩路,一路流入第一輸出波型發生器29,另一路經過聯接剛輪25,傳遞到第二輸入柔輪26, 第二輸入柔輪26再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路流入第二輸出波型發生器28,另一路流入輸出剛輪27,輸出剛輪27再流入聯接架9,聯接架9再把傳遞到此的功率分流為兩路, 一路通過變速機構6流入輸入剛輪23,另一路流入輸入齒輪副10,再通過葉輪式液力變矩器11以及起動齒輪副12把功率傳遞到輸入波型發生器21,傳遞到輸入波型發生器21的此路功率,則和由起動機或發動機傳遞到輸入波型發生器21的功率匯合,並且與流入輸入剛輪23的功率,都傳遞到輸出柔輪22,輸出柔輪22再重複上述過程,並在各個元件之間不斷地進行分矩、變矩以及匯矩的反覆循環, 使傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的力矩不斷增大,傳遞到第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28上的功率,則通過單向離合器7的輸入端71以及空掛檔機構8傳遞至本發明的輸出軸3, 當傳遞到輸出軸3上的扭矩,經傳動系統傳動到驅動輪上產生的牽引力足以克服汽車起步阻力時,汽車則起步並開始加速,與之相聯的第一輸出波型發生器29 、第二輸出波型發生器28的轉速也從零逐漸增加,此時,流入輸入剛輪23的功率逐漸減少,從而使輸出軸3的扭矩隨著轉速的增加而減少。