变换器辅助的变速器制造技术

提供了一种无级变速器(CVT)，其中该CVT具有能够被发动机驱动的输入轴(2)和可连接至负载的输出轴(4)。变换器(12)具有连接至输入轴(2)的输入侧，和输出侧。变换器(12)是可调节的以便改变输入侧和输出侧之间的传动比。差动变速器(34)具有连接到输入轴(2)的第一差动输入元件，连接到变换器(12)的输出侧的第二差动输入元件，以及第一差动输出元件和第二差动输出元件。有级式变速器(60)具有第一有级输入元件(58)和连接至输出轴(4)的至少一个有级输出元件(75)。第一连接部件(52)将第一差动输出元件选择性地连接至第一有级输入元件(58)。第二连接部件(56)将第二差动输出元件选择性地连接至第一有级输入元件(58)。第一连接部件和第二连接部件(52、56)位于界定在差动变速器和有级式变速器(34、60)之间的连接空间中。还提供结合有CVT的交通工具和操作该CVT的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术
本专利技术涉及用于交通工具的变速器。更具体地，本专利技术是适合于在重型交通工具中使用的变换器辅助的(variator-assisted)无级变速器(CVT)。专利技术背景变换器辅助的CVT是已知的且已经被主要设计成以便在需要宽的齿轮传动比的应用中替代常规CVT。使用常规CVT实现宽的齿轮比将意味着提供大且重的CVT，这在交通工具中是不期望的。变换器辅助的CVT通过获取来自发动机的在变速器输入轴处接收的力并将该力分成两个路径来工作：一个仅通过加法变速器被引导到变速器输出部，另一个通过变换器和加法变速器被引导。变换器辅助的CVT主要用于在所谓的“循环应用(cyclingapplications)”中使用的非公路交通工具，其中交通工具需要经常地向前和向后移动。这样的交通工具的示例是履带式拖拉机和轮式装载机。这样的变速器的限制是它们相对较大和较重。因此，尽管它们可用于非循环应用，例如公路卡车和公共汽车，但是它们难以小型化(即，按比例缩小)以用于在这些其它交通工具中使用。此外，它们通常比已经在这些公路应用中使用的变速器更昂贵和更复杂。本专利技术的目的是消除或减轻现有的变换器辅助的CVT的这些缺点中的一个或多个。专利技术概述根据本专利技术的第一方面，提供了一种无级变速器，其包括通过发动机可驱动的输入轴和可连接到负载的输出轴。该变速器还包括变换器，该变换器具有连接至输入轴的输入侧，和输出侧。该变换器是可调节的以便改变输入侧和输出侧之间的传动比。差动变速器具有连接到输入轴的第一差动输入元件，连接到变换器的输出侧的第二差动输入元件，以及第一差动输出元件和第二差动输出元件。有级式变速器(rangetransmission)具有第一有级输入元件和连接至输出轴的至少一个有级输出元件。第一连接部件选将第一差动输出元件择性地连接到第一有级输入元件，并且第二连接部件将第二差动输出元件选择性地连接到第一有级输入元件。第一连接部件和第二连接部件位于界定在差动变速器和有级式变速器之间的连接空间中。根据本专利技术的第二方面，提供包括根据本专利技术的第一方面的无级变速器的交通工具。根据本专利技术的第三方面，提供操作根据本专利技术的第一方面的无级变速器的方法。该方法包括以下步骤：操作第一连接部件和第二连接部件中的一个，使得第一差动输出元件或第二差动输出元件连接到第一有级输入元件；以及调节变换器，以便改变变速器的输入和输出侧之间的传动比。附图简述本专利技术的优选的实施方案将仅以示例的方式、参考下面的附图进行描述，在附图中：图1是变换器辅助的变速器的第一实施方案的示意图；图2是变换器辅助的变速器的第二实施方案的示意图；图3是变换器辅助的变速器的第三实施方案的示意图；图4是变换器辅助的变速器的第四实施方案的示意图；图5是变换器辅助的变速器的第五实施方案的示意图；图6是变换器辅助的变速器的第六实施方案的示意图；图7是变换器辅助的变速器的第七实施方案的示意图；图8是变换器辅助的变速器的第八实施方案的示意图；图9是变换器辅助的变速器的第九实施方案的示意图；图10是变换器辅助的变速器的第十实施方案的示意图；以及图11是示出包括如图1至10中的任一个所示的变换器辅助的变速器的交通工具中的变换器速度对地面速度的曲线图。附图详述附图示出变换器辅助的变速器(VAT)的多个实施方案。这些实施方案中的多个将被描述为先前的实施方案中的一个或多个的变型。在这种情况下，除非关于所提出的改变，否则将不再描述在所参考的特定实施例之间共享的部件。因此，应当假设所改变的实施方案以与它们所基于的一个或多个实施方案的相同的方式来布置和操作，除非另有说明。图1示意性地示出VAT的第一实施方案。该变速器包括在操作中将连接至交通工具(未示出)的发动机的变速器输入轴2和将连接至例如交通工具的轮的载荷(未示出)的变速器输出轴4。输入轴2承载输入齿轮6，输入齿轮6啮合第一卫星齿轮8，第一卫星齿轮8承载在变换器输入轴10上，变换器输入轴10与输入轴2平行。输入轴10驱动变换器，其总体上由12表示，在该示例中是液体静压变换器(hydrostaticvariator)。变换器12包括由输入轴10驱动的可变容积泵14。泵14具有已知类型的控制元件或斜盘16(swashplate)，且通过一对液压管路20、22连接至液压马达18。马达18连接到变换器输出轴24，变换器输出轴24承载变换器输出齿轮26。副轴28平行于变换器轴10、24，并具有与输出齿轮26啮合的第一副轴齿轮30和与加法变速器34的第一太阳轮36啮合的第二副轴齿轮32。加法或差速变速器34包括第一和第二行星齿轮38、48，它们可旋转地支撑在第一和第二行星架39、49上。第一行星齿轮38与第一太阳轮36和第一齿圈40啮合。第二行星齿轮48与第二太阳轮46和第二齿圈50啮合。第一齿圈40和第二行星架49连接至输入轴2，使得输入轴2的旋转同时使这两个元件旋转。第一行星架39和第二齿圈50连接至以第一低速离合器52的形式的第一连接部件的输入侧。第二太阳轮46非可旋转地连接到第一中间轴54，第一中间轴54与输入轴和输出轴2、4同轴(co-axial)。第一中间轴54连接至以第一高速离合器56的形式的第二连接部件的输入侧。第一低速离合器和第一高速离合器52、56将加法变速器34与输出变速器或有级式变速器(rangetransmission)60选择性地连接在一起，使得变速器34、60彼此同轴。两个离合器52、56位于界定在加法变速器34和输出变速器60之间的连接空间中。如上所述，低速离合器和高速离合器52、56中的每一个的输入侧连接到加法变速器34的至少一个元件。第一低速离合器和第一高速离合器52、56中的每一个的输出侧连接到第二中间轴58，第二中间轴58与变速器输入轴和输出轴2、4和第一中间轴54同轴。输出变速器60包括均连接至第二中间轴58的第三和第四太阳轮62、72。第三太阳轮62与第三行星齿轮64啮合，第三行星齿轮64可旋转地支撑在第三行星架65上，且第三行星齿轮64啮合第三齿圈66。第四太阳轮72与第四行星齿轮74啮合，第四行星齿轮74可旋转地支撑在第四行星架75上，且第四行星齿轮74啮合第四齿圈76。第三行星架65连接到倒挡构件80，为了在输出轴4处提供反向旋转，倒挡构件80可以通过滑动轴环82选择性地保持不旋转。除了选择性地连接到第二中间轴58，第一低速离合器和高速离合器52、56也选择性地连接到以第二高速离合器的84形式的第三连接部件的输入侧。第二高速离合器84与第一低速离合器和第一高速离合器52、56一起位于连接空间中，并且具有连接到第三行星架65的输出侧。因此，当第二高速离合器84被接合时，第三太阳轮和第三行星齿轮62、64被锁定在一起并将作为一体旋转。第三齿圈和第四齿圈66、76连接至彼此并且连接至第二低速离合器或制动元件90。当第二低速离合器90被接合时，第三齿圈和第四齿圈66、76被阻止旋转。第四行星架75被连接至输出轴4。图2示意性示出VAT的第二实施方案，图2中示出的VAT是图1中示出的VAT的变型。在第一实施方案中，变换器已在在交通工具中组装在加法和输出变速器下方。在第二实施方案中，变换器的位置被移动使得其与加法变速器和输出变速器成直线。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无级变速器，包括：输入轴，其能够被发动机驱动；输出轴，其能够连接至负载；变换器，其具有输入侧和输出侧，所述输入侧连接至所述输入轴，所述变换器可调节以便改变所述输入侧和所述输出侧之间的传动比；差动变速器，其具有连接到所述输入轴的第一差动输入元件、连接到所述变换器的所述输出侧的第二差动输入元件，以及第一差动输出元件和第二差动输出元件；有级式变速器，其具有第一有级输入元件和连接至所述输出轴的至少一个有级输出元件；第一连接部件，其将所述第一差动输出元件选择性地连接至所述第一有级输入元件；第二连接部件，其将所述第二差动输出元件选择性地连接至所述第一有级输入元件；并且其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件位于界定在所述差动变速器和所述有级式变速器之间的连接空间中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.13 EP 14172319.71.一种无级变速器，包括：输入轴，其能够被发动机驱动；输出轴，其能够连接至负载；变换器，其具有输入侧和输出侧，所述输入侧连接至所述输入轴，所述变换器可调节以便改变所述输入侧和所述输出侧之间的传动比；差动变速器，其具有连接到所述输入轴的第一差动输入元件、连接到所述变换器的所述输出侧的第二差动输入元件，以及第一差动输出元件和第二差动输出元件；有级式变速器，其具有第一有级输入元件和连接至所述输出轴的至少一个有级输出元件；第一连接部件，其将所述第一差动输出元件选择性地连接至所述第一有级输入元件；第二连接部件，其将所述第二差动输出元件选择性地连接至所述第一有级输入元件；并且其中，所述第一连接部件和所述第二连接部件位于界定在所述差动变速器和所述有级式变速器之间的连接空间中。2.根据权利要求1所述的变速器，其中，所述差动变速器包括：第一行星齿轮组，其包括第一太阳轮、可旋转地支撑在第一行星架上的第一行星齿轮，以及第一齿圈；以及第二行星齿轮组，其包括第二太阳轮、可旋转地支撑在第二行星架上的第二行星齿轮，以及第二齿圈；其中，所述第一差动输入元件连接至所述第二行星架和所述第一齿圈，所述第二差动输入元件连接至所述第一太阳轮，所述第一差动输出元件连接至所述第一行星架和所述第二齿圈，并且所述第二差动输出元件连接至所述第二太阳轮。3.根据权利要求2所述的变速器，其中，所述有级式变速器还包括第二有级输入元件，并且所述变速器还包括第三连接部件，所述第三连接部件将所述第一连接部件或第二连接部件选择性地连接至所述第二有级输入元件，其中，所述第三连接部件位于所述连接空间中。4.根据权利要求3所述的变速器，其中，所述有级式变速器还包括：第三行星齿轮组，其包括第三太阳轮、可旋转地支撑在第三行星架上的第三行星齿轮，以及第三齿圈；第四行星齿轮组，其包括第四太阳轮、可旋转地支撑在第四行星架上的第四行星齿轮，以及第四齿圈；以及制动元件，其选择性地保持至少所述第四齿圈不旋转；并且其中，所述第三太阳轮和所述第四太阳轮连接至所述第一有级输入元件，所述第三行星架连接至所述第二有级输入元件，并且所述第四行星架连接至所述至少一个有级输出元件。5.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述第三齿圈和所述第四齿圈连接至彼此并且通过所述制动元件选择性地保持不旋转。6.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述第三齿圈和所述第四行星架连接至彼此。7.根据权利要求4所述的变速器，其中，所述第三行星架和所述第四齿圈连接至彼此并且通过所述制动元件选择性地保持不旋转。8.根据权利要求1或权利要求2所述的变速器，其中，所述变速器还包括将所述第一有级元件选择性地连接至所述输出轴的第三连接部件。9.根据权利要求8所述的变速器，其中，所述第三连接部件位于所述有级式变速...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·G·克罗宁，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：美国;US