電磁離合式無級變速器的製作方法

2023-07-16 18:59:36

專利名稱：電磁離合式無級變速器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無級變速器，尤其是一種電磁離合式無級變速器。
技術背景隨著汽車行業的不斷發展，現有的汽車動力傳動裝置有手動檔變速(Manual Transmission,簡牙爾MT)、自動檔變速(Automatic Transmission, 簡稱AT)以及無級變速(Continuously Variable Transmission,簡稱CVT)。 目前，因為CVT的諸如操作簡單、駕駛平穩、傳動比範圍的寬廣連續，以及 油耗低等特點，CVT的使用越來越多。 現有的無級變速傳動裝置有1、 齒鏈式、多盤式、鋼球式、膠帶式、金屬帶式等摩擦傳動的無級變速裝置；2、 連杆式脈動無級變速裝置；3、 變頻調速、直流電機調速、調速電機等電子電石茲無級變速裝置；4、 液粘調速、液力變扭、油馬達等液力傳動的無級變速裝置。但是，現有的CVT大多採用大量齒輪等其它附件用於動力的傳遞，因此 結構複雜，導致製造成本高、以及操作和維修難度大等缺陷。實用新型內容本實用新型的目的是針對現有CVT的由於採用大量齒輪導致的結構複雜 的問題，利用電磁力相互排斥原理，提供一種電磁離合式無級變速器，具有 簡單的結構，使得車輛具有穩定的傳動和較寬的傳動比範圍，提高車輛安全性、平順性和舒適性，也提高了燃油的經濟性，降低了汙染。為實現本實用新型的目的，提供了一種電磁離合式無極變速器，包括 行星齒輪變向器，該行星齒輪變向器包括行星齒輪變向器軸； 根據電磁力相互排斥原理的離合式無級變速器，通過所述行星齒輪變向 器軸的動力輸入端外花鍵與行星齒輪變向器連接，該離合式無級變速器包括變速器軸，該變速器軸的動力輸入端設有軸承槽座，該變速器軸的 中部設有鍵槽，該變速器軸的動力輸出端設有軸承槽座，並且該變速器 軸動力輸出端端頭處具有內花鍵；中心設有圓形通孔的圓形前磁鐵固定盤，該前磁鐵固定盤上設有三 個第一磁鐵槽座，每一個第一磁鐵槽座分別放置一》茲鐵，且該前磁鐵固 定盤通過所述變速器軸動力輸入端的軸承槽座置於所述變速器軸上；中心設有圓形通孔、位於所述前磁鐵固定盤右側的圓形中間電磁鐵 固定盤，所述中間電磁鐵固定盤上設有三個電磁鐵槽孔，每一個電磁鐵 槽孔分別放置一塊與所述第 一磁鐵槽座內磁鐵磁力相互排斥的電磁鐵， 且該中間電磁鐵固定盤通過所述變速器軸中部的鍵槽固定在所述變速器 軸上；中心設有圓形通孔、位於所述中間電磁鐵固定盤右側的圓形後磁鐵 固定盤，該後磁鐵固定盤上設有三個第二磁鐵槽座，每一個第二磁鐵槽 座分別放置一磁鐵，該磁鐵所形成的磁力與所述中間電磁鐵固定盤電磁 鐵槽孔內電磁鐵的電磁力相互排斥，且該後磁鐵固定盤通過所述變速器 軸動力輸出端的軸承槽座置於所述變速器軸上；連接塊，該連接塊設有固定螺孔，通過該螺孔將所述前磁鐵固定盤 和後磁鐵固定盤固定；控制對所述中間電磁碟電磁鐵供電量的電子控制系統，與所述中間電磁 盤電磁鐵電連接。所述的中間電磁鐵固定盤上的電磁鐵槽孔均勻分布在該中間電磁鐵固定盤上；所述的前磁鐵固定盤上的第一磁鐵槽座與所迷中間電磁碟電磁鐵槽孔 外形相同且與所述中間電磁鐵固定盤電磁鐵槽孔相互對應；所述的後磁鐵固 定盤上的第二磁鐵槽座與所述中間電磁碟電磁鐵槽孔外形相同且與所述中間 電磁鐵固定盤電磁鐵槽孔相互對應；所述的變速器軸動力輸入端的軸承槽座 為滾珠軸承槽座；所述的變速器軸動力輸出端的軸承槽座為滾針軸承槽座； 所述的變速器軸中部的鍵槽為平鍵鍵槽；所述的中間電磁鐵電磁碟在停車或 者怠速的時候空轉。由以上技術方案可知，本實用新型無級變速器利用中間電磁鐵固定盤電 磁鐵分別與前磁鐵固定盤磁鐵、後磁鐵固定盤磁鐵形成的相互排斥的電磁力 實現發動機動力的傳遞，克服了現有技術中因大量採用齒輪等其它附件裝置 導致的結構複雜、製造成本高、操作和維修難度大的缺陷。同時，集發電功 能和離合功能為一體。下面通過具體實施例並結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。


圖1為本實用新型電磁離合式無級變速器剖視圖之一；圖2為本實用新型電磁離合式無級變速器剖視圖之二；圖3為本實用新型電磁離合式無級變速器磁力排斥原理展開示意圖；圖4A為本實用新型電磁離合式無級變速器前磁鐵固定盤平面圖；圖4B為本實用新型電磁離合式無級變速器前磁鐵固定盤剖視圖；圖5A為本實用新型電磁離合式無級變速器中間電磁鐵固定盤平面圖；圖5B為本實用新型電磁離合式無級變速器中間電磁鐵固定盤剖視圖；圖6A為本實用新型電磁離合式無級變速器後磁鐵固定盤平面圖；圖6B為本實用新型電磁離合式無級變速器後磁鐵固定盤剖視圖；圖7A為本實用新型電磁離合式無級變速器連接塊平面圖；圖7B為本實用新型電磁離合式無級變速器連接塊剖視圖；圖8A為本實用新型電磁離合式無級變速器行星齒輪系平面圖；圖8B為本實用新型電磁離合式無級變速器行星齒輪系剖視圖；圖9A為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器鎖齒架平面圖；圖9B為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器鎖齒架剖視圖；圖10A為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器太陽輪嚙合器平面圖；圖10B為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器太陽輪嚙合器剖視圖；圖11A為本實用新型電磁離合式無級變速器嚙合器移動盤平面圖； 圖IIB為本實用新型電磁離合式無級變速器嚙合器移動盤剖視圖；具體實施方式
如圖l和圖2所示，為本實用新型電磁離合式無級變速器的兩個剖視圖， 該電磁離合式無級變速器包括變速器軸1，用於接受發動機動力。中心設 有圓形通孔的圓形前》茲鐵固定盤5，通過滾珠軸承4的槽座44,將固定盤支 撐在變速器軸1上，且該固定盤能繞變速器軸1自由旋轉，固定螺母2以及 墊片3將前磁鐵固定盤固定在變速器軸1動力輸入端。進一步地，如圖4A、 4B所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速器前》茲鐵固定盤平面圖和前 磁鐵固定盤剖視圖，前磁鐵固定盤上設有三個結構相同距離均等的第一磁鐵 槽座39,與中間電磁^^固定盤電磁鐵槽孔38相互對應。中心設有圓形通孔 的圓形中間電磁鐵固定盤7 ，通孔內設有鍵槽8 ，通過該鍵槽8將中間電磁碟 固定在變速器軸1中部。中間電磁鐵固定盤7後端設有卡環及間隙調整片9， 用以固定中間電磁鐵固定盤7,且中間電磁鐵固定盤7能夠隨變速器軸1 自由旋轉。進一步地，如圖5A、 5B所示，分別為本實用新型電磁離合式無 級變速器中間電磁鐵固定盤平面圖和中間電磁鐵固定盤剖視圖，該中間電磁 鐵固定盤7上設有三個結構相同距離均等的固定電磁鐵的槽孔38,且該中間 電磁鐵固定盤電磁鐵槽孔38內的電磁鐵37與一固定在無極變速器殼41上的電源電插43相連接，通過該電源電插43為中間電磁鐵固定盤電磁鐵37供電， 中間電磁碟電磁鐵37所形成的磁力與前磁鐵固定盤磁鐵40所形成的磁力相 互排斥。中心設有圓形通孔的圓形的後磁鐵固定盤11，通過位於滾針軸承槽 座45內的滾針軸承10固定在變速器軸1動力輸出端上並能自由旋轉。進一 步地，如圖6A、 6B所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速器後磁:鐵固 定盤平面圖和剖視圖，該後磁鐵固定盤11上設有三個結構相同距離均等的用 以裝載磁鐵35的第二磁鐵槽座36,與中間電磁鐵固定盤7上的電磁鐵槽孔 38相互對應，後磁鐵固定盤磁鐵35磁力與中間電磁鐵固定盤電磁鐵37電磁 力相互排斥。進一步地，如圖7A、 7B所示，分別為本實用新型電^f茲離合式無 級變速器連接塊平面圖和連接塊剖視圖，該連接塊34通過連接塊固定螺孔 33將前磁鐵固定盤5與後磁鐵固定盤11牢固地固定，保證前、後磁鐵固 定盤5、 11 (被動盤)隨中間電磁鐵固定盤(主動盤)在相互排斥的磁力 作用下一起旋轉。變速器軸1動力輸出端設有與行星齒輪變向器軸17動力輸入端外花 鍵15相嚙合的內花鍵13,用於實現動力經電磁離合式無級變速器向行星 齒輪變向器的傳遞。進 一 步地，該電磁離合式無級變速器還包括 一 電子控制系統 (Electrical Control Unit,簡稱ECU)由通過電連接的傳感器信號組件、 電量控制器等組成。傳感器信號組件包括節氣門位置傳感器、車速傳感 器、發動機轉速傳感器、發動機溫度傳感器等。根據傳感器組件電信號， ECU通過電量控制器控制對中間電磁碟電磁鐵37的供電量，進一步決定中 間電磁碟電磁鐵37分別與前磁鐵固定盤磁鐵40、後磁鐵固定盤磁鐵35 之間相互排斥的磁力大小，從而確定電磁離合式變速器軸1的轉速。進一步的再如圖1和圖2所示，該電磁離合式無級變速器還可以包括一 行星齒輪變向器，該行星齒輪變向器包括行星齒輪變向器軸17,軸端設有 與電磁離合式無級變速器軸1內花鍵13相配合的外花鍵15,用於傳遞發動機動力。太陽輪20與行星齒輪變向器軸17製成一體，太陽輪固定鎖齒24 固定在行星齒輪變向器軸17上；行星齒輪19與行星齒輪軸28製成一體， 行星齒輪軸28上制有平鍵鍵槽30，便於固定行星齒輪固定鎖齒29,行星 齒輪鎖齒31、太陽輪鎖齒22與變向器鎖齒架21製成一體，如圖9A、 9B 所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器鎖齒架平面圖和鎖齒 架剖4見圖。
進一步的，如圖8A、 8B所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速 器行星齒輪系平面圖和剖視圖，通過行星齒輪變向器鎖齒架21將由行星齒 輪19、太陽輪20組成的行星齒輪系定位在行星齒輪圏架18內，並保證行 星齒輪圈架18、行星齒輪19、太陽輪20三者的正常嚙合和定位。如圖IIA、 11B所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速器變向器嚙合器移動盤平 面圖和剖視圖，太陽輪嚙合器23、行星齒輪嚙合器25通過各自嚙合器拆 裝沿46分別安裝在嚙合器移動盤49上對應的嚙合器座孔47、 48上。進 一步的，如圖IOA、 IOB所示，分別為本實用新型電磁離合式無級變速器變 向器太陽輪嚙合器平面圖和剖視圖，太陽輪嚙合器23與太陽輪鎖齒22及太 陽輪固定鎖齒24相嚙合；同樣的，行星齒輪嚙合器25與行星齒輪鎖齒31 及行星齒輪固定鎖齒29相嚙合。在推拉杆撥叉26的作用下，嚙合器移動 盤49能夠帶動行星齒輪嚙合器25、太陽輪嚙合器23向前或向後移動，改 變行星齒輪變向器軸17的旋轉方向，實現車輛的前進或後退。 實施例中本實用新型電磁離合式無級變速器的工作過程是 當車輛起步時，推拉杆26推動嚙合器移動盤49向後移動，進一步的， 嚙合器移動盤49推動三個行星齒輪嚙合器23和一個太陽輪嚙合器25向 後移動；行星齒輪鎖齒31和行星齒輪固定鎖齒29在行星齒輪嚙合器23 的作用下鎖止在一起，太陽輪嚙合器23不起作用，變向器鎖齒架21隨行 星齒輪19旋轉，行星齒輪19隨行星齒輪圈架18隻公轉而不自轉。與此 同時，電子控制系統ECU接收到傳感器組很弱的的電信號，確定電量控制器不向中間電^f茲鐵固定盤電/f茲鐵37供電，進一步地，中間電^f茲鐵固定盤 電磁鐵37與前磁鐵固定盤磁鐵40、後磁鐵固定盤磁鐵35無法形成相互排 斥的電磁力，從而不進行動力的傳遞。這時發動機動力經變速器軸1—— 中間電磁鐵固定盤7 — 一變速器軸動力輸出端內花鍵13—一行星齒輪變向 器軸動力輸入端外花鍵15 — 一行星齒輪變向器軸17動力輸入端一一行星 齒輪圈架18 ——行星齒輪19一一太陽輪20——行星齒輪變向器軸17動力 輸出端，車輛處於前進狀態。起步至中等負荷時，電子控制系統ECU根據傳感組件提供的節氣門開 度、發動機溫度和發動機轉速等電信號，確定電量控制器向中間電磁鐵固 定盤電磁鐵37供電量。進一步地，如圖3所示，為本實用新型電磁離合式無級變速器磁力排斥 原理展開示意圖，中間電磁鐵固定盤電磁鐵37由於有電流通過，電磁鐵兩 端的分別產生了多個電磁場，即中間電磁鐵的兩面分別形成了多個強磁區 12，同時每兩個強磁區之間也形成多個弱磁區14,中間電f茲鐵固定盤7 上兩面的強磁區12分別與前、後磁鐵固定盤5、 11上的弱磁區14相"齧 合"形成相互排斥的"嚙合"力。隨著發動機轉速不斷提高，向中間電磁 鐵固定盤7上的電磁鐵37的供電量不斷增加，中間電磁鐵固定盤7兩面 的多個強磁區12與前、後磁鐵固定盤5、 11上的多個弱磁區14的"嚙合 力"也不斷增加，隨著"嚙合力，，的不斷增加，中間電^f茲鐵固定盤7(主動 盤)邊旋轉邊帶動前、後磁鐵固定盤5、 ll(被動盤)旋轉，即主動盤與兩 個被動盤不等速度旋轉。發動機的動力經電磁離合式無級變速器、行星齒 輪變向器、傳動軸等傳動機構傳遞給汽車驅動輪。中等負荷至全負何時，電子控制系統(ECU)根據傳感組件提供的節氣 門開度，發動機轉速和汽車車速等電信號，確定電量控制器向中間電磁碟 電磁鐵供電量；中間電磁鐵固定盤上的電磁鐵37與前磁鐵固定盤磁鐵40、 後磁鐵固定盤磁鐵35之間的相互排斥的"嚙合力"隨著電磁鐵的供電量而不斷增大，當"嚙合力，，達到最大值時，中間電磁鐵固定盤7帶動前、 後磁鐵固定盤5、 ll等速旋轉。發動機的動力經變速器軸l一一中間電磁 鐵固定盤7 — 一前、後磁鐵固定盤5、 11一一變速器軸動力輸出端內花鍵 13—~"行星齒輪變向器軸動力輸入端外花鍵15 — 一行星齒輪圏架18—— 行星齒輪19_ —太陽輪20 (逆向旋轉) 一一行星齒輪變向器軸17，完成 動力的最大傳輸。
汽車處於停車或怠速狀態時，ECU根據傳感器信號組有關節氣門位置、車 速、發動機轉速、發動機溫度等的電信號停止向中間電磁鐵固定盤電磁鐵 37供電，這時電磁鐵沒有磁場產生，此時，中間電磁鐵固定盤電磁鐵37 與前磁鐵固定盤磁鐵40、後磁鐵固定盤磁鐵35無法形成相互排斥磁力， 進一步地，中間電磁鐵固定盤7的旋轉動力不能傳遞給前磁鐵固定盤5和 後磁鐵固定盤11,中間電磁鐵固定盤7空轉，離合變速器具有離合器功能， 中斷發動機向驅動輪的動力傳遞，同時中間電磁鐵固定盤7在前、後磁鐵 磁碟磁鐵40、 35形成的磁場中空轉，產生電能，並向車輛用電設備提供電能。 倒檔時，推拉杆26推動嚙合器移動盤49向前移動，嚙合器移動盤49 推動三個行星齒輪嚙合器25和太陽輪嚙合器23向前移動。太陽輪嚙合器 23把行星齒輪變向器鎖齒架21鎖止，使行星齒輪變向器鎖齒架21不能旋 轉。由於行星齒輪嚙合器25的前移，行星齒輪19在變向器鎖齒架21的 支承下定位旋轉，行星齒輪19自轉而不公轉。電子控制系統ECU根據傳 感器組電信號大小，並通過電量控制器確定向中間電磁鐵固定盤電磁鐵37 的供電量。
這時動力經變速器輸入軸1——中間電磁鐵固定盤7——前、後磁鐵 固定盤5、 11一一離合變速器輸出軸動力輸出內花鍵13—一行星齒輪變向 器輸入軸動力輸入端外花鍵15 ——行星齒輪圏架18 — 一行星齒輪19一一 太陽輪20 (逆向旋轉) 一一行星齒輪變向器輸出軸17動力輸出端(逆向 旋轉)，完成倒車。本實用新型電磁離合式無級變速器的優勢在於根據電磁力相互排斥的 原理，採用前磁鐵固定盤、中間電磁鐵固定盤、後磁鐵固定盤式構成的無級 變速器，改變了採用傳統齒輪式等附件裝置的變速器傳動力方式，簡化了其 結構，減小了其製造難度，節約了製造成本，使得變速器操作筒單、容易維 修，提高了燃油的經濟性。更重要的是很好的保證了汽車在行駛過程中較寬 的傳動比範圍，以及動力傳動的平穩性。
最後應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非 對其限制；本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所 記栽的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些 修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方 案的精神和範圍。
權利要求1、一種電磁離合式無級變速器，其特徵在於包括行星齒輪變向器，該行星齒輪變向器包括行星齒輪變向器軸；根據電磁力相互排斥原理的離合式無級變速器，通過所述行星齒輪變向器軸的動力輸入端外花鍵與行星齒輪變向器連接，該離合式無級變速器包括變速器軸，該變速器軸的動力輸入端設有軸承槽座，該變速器軸的中部設有鍵槽，該變速器軸的動力輸出端設有軸承槽座，並且該變速器軸動力輸出端端頭處設有內花鍵；中心設有圓形通孔的圓形前磁鐵固定盤，該前磁鐵固定盤上設有三個第一磁鐵槽座，每一個第一磁鐵槽座分別放置一磁鐵，且該前磁鐵固定盤通過所述變速器軸動力輸入端的軸承槽座置於所述變速器軸上；中心設有圓形通孔、位於所述前磁鐵固定盤右側的圓形中間電磁鐵固定盤，所述中間電磁鐵固定盤上設有三個電磁鐵槽孔，每一個電磁鐵槽孔分別放置一塊與所述第一磁鐵槽座內磁鐵磁力相互排斥的電磁鐵，且該中間電磁鐵固定盤通過所述變速器軸中部的鍵槽固定在所述變速器軸上；中心設有圓形通孔、位於所述中間電磁鐵固定盤右側的圓形後磁鐵固定盤，該後磁鐵固定盤上設有三個第二磁鐵槽座，每一個第二磁鐵槽座分別放置一磁鐵，該磁鐵所形成的磁力與所述中間電磁鐵固定盤電磁鐵槽孔內電磁鐵的電磁力相互排斥，且該後磁鐵固定盤通過所述變速器軸動力輸出端的軸承槽座置於所述變速器軸上；連接塊，該連接塊設有固定螺孔，通過該螺孔將所述前磁鐵固定盤和後磁鐵固定盤固定；控制對所述中間電磁碟電磁鐵供電量的電子控制系統，與所述中間電磁碟電磁鐵電連接。
2、 根據權利要求l所述的電磁離合式無極變速器，其特徵在於所述的中間電磁鐵固定盤上的電磁鐵槽孔均勻分布在該中間電磁鐵固定盤上。
3、 根據權利要求l所述的電磁離合式無級變速器，其特徵在於所述的 前磁鐵固定盤上的第 一磁鐵槽座與所述中間電磁碟電磁鐵槽孔外形相同且與 所述中間電》茲鐵固定盤電石茲鐵槽孔相互對應。
4、 根據權利要求1所述的電磁離合式無極變速器，其特徵在於所述的 後磁鐵固定盤上的第二磁鐵槽座與所述中間電磁碟電磁鐵槽孔外形相同且與 所述中間電磁鐵固定盤電磁鐵槽孔相互對應。
5、 根據權利要求1所述的電磁離合式無極變速器，其特徵在於所述的 變速器軸動力輸入端的軸承槽座為滾珠軸承槽座。
6、 根據權利要求1所述的電磁離合式無極變速器，其特徵在於所迷的 變速器軸動力輸出端的軸承槽座為滾針軸承槽座。
7、 根據權利要求1所述的電磁離合式無極變速器，其特徵在於所述的 變速器軸中部的鍵槽為平鍵鍵槽。
8、 根據權利要求1所述的電磁離合式無級變速器，其特徵在於，所述的 中間電磁鐵電磁碟在停車或者怠速的時候空轉。
專利摘要本實用新型涉及一種無級變速器，集變速、離合、發電為一體，包括分別固定在變速器軸上的前、後磁鐵固定盤、中間電磁鐵固定盤。該前、後磁鐵固定盤上的分別設有三個裝載磁鐵的槽座，該中間電磁碟設有三個裝載電磁鐵的槽孔；中間電磁碟電磁鐵磁力分別與前磁鐵固定盤磁鐵、後磁鐵固定盤磁鐵相互排斥；行星齒輪變向器，用於改變變速器軸旋轉方向；與中間電磁碟電磁鐵通過電連接的電子控制系統，控制中間電磁碟電磁鐵供電量。本實用新型無級變速器，克服了現有無級變速器大多採用大量齒輪等其它附件導致的結構複雜、製造成本高、以及操作和維修難度大等缺陷，簡化了變速器結構，使車輛具有較寬的傳動比範圍，提高了車輛安全性、平順性和舒適性。
文檔編號H02K49/10GK201166098SQ20082006885
公開日2008年12月17日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者孟國華 申請人:孟國華