无级变速器制造技术

本发明专利技术公开了一种无级变速器，包括传动机构和控制系统。传动机构的主动轮组和从动轮组均由两个活动锥盘组成；控制系统包括带正反旋螺纹的操控杆、两侧夹板、控制杆和分离装置，通过操控器来控制操控杆的旋转，来使两侧夹板的两端均呈外卡簧钳式移动，一端互相分开，另一端互相靠拢，从而通过同时控制主动轮组和从动轮组工作半径的变化来改变传动机构的传动比，以实现传动比的连续变化。本发明专利技术的无级变速器，结构更加简化，便于组合成单级无级变速器组使用，大大降低了对传动带的承载要求；也可组合成多级无级变速器组，用于增大传动比，也可作为飞轮储能装置的一部分，用于车辆的能量回收，或风力发电等领域，有利于扩大无级变速器的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
无级变速器
本公开涉及一种变速装置及储能装置，具体为一种无级变速器及采用该无级变速器的飞轮储能装置。
技术介绍
此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的
技术介绍
信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题。无级变速器能实现传动比的连续改变，现主要用于车辆变速，能得到传动系与发动机工况的最佳匹配，提高整车燃油经济性和动力性。由于无级变速器不存在固定的挡位，因此不会像手动挡或者自动挡车那样换挡时的顿挫感，驾驶非常平顺，舒适性好。且省油大大优于普通的自动挡变速箱，仅次于手动挡变速箱，燃油经济性更好。目前，无级变速器主要由主动带轮和从动带轮通过一条V形钢带连接。主动带轮和从动带轮均由一活动锥盘和一固定锥盘构成V形带轮，通过液压控制活动锥盘的轴向移动来改变带轮的工作半径，从而达到变速的目的。但活动锥盘轴向移动的过程中，改变了两锥盘的中心点，即改变了传动带与旋转轴的轴向位置，传动带的张紧度也随之变化。现阶段，是通过增加一转轴作轴向移动配合传动带与旋转轴的轴向位置。主动带轮通过钢带与从动带轮传动连接，采用摩擦传输动力。工作时，一条钢带与主动轮和从动轮接触面积有限，造成摩擦力不够，从而存在传递扭矩小，承载能力低，抗过载耐冲击性能差、滑动率大、机械效率低，有的还存在脉动输出及功率流不连续现象。为了增大传递功率需对传动钢带增加较大的压紧力，以增加摩擦力度，因此造成较大的功率损耗，并且致使各轴承负荷加大，轴承易损坏。在最低速(最低挡)时主动带轮半径最小，传动钢带与主动带轮的接触面积相应就小；在最高速(最高挡)时主动带轮半径最大，从动带轮半径最小，传动钢带与从动带轮的接触面积同样相应就小。这就是有的无级变速器的车辆在起步和突然加到最高速时最容易出毛病的主要原因。并且，传动钢带能够承受的力量有限，严重受其材料、材质、加工精度、工艺水平的限制。采用单一传动钢带，钢带与带轮的接触面积过小，承载能力有限，造成只能用在小排量汽车上。且现有技术金属带式无级变速器，活动锥盘的轴向移动量是由操作者根据需要通过控制系统调节主动轮组、从动轮组液压泵油缸压力来实现的，从动油缸的作用是控制金属带的张紧力，以保证来自发动机的动力高效、可靠的传递。主动油缸控制主动轮组的位置沿轴向移动。由于其控制系统结构复杂，导致只是单组和单级结构，影响了无级变速器的应用范围。无级变速器还存在传动比限制的问题，导致在有些需要传动比(速比)大的场合，只能采用无级变速器与增速机或减速机配合使用达到增加传动比的目的。而无级变速器与增速机或减速机配合使用，其结构复杂、成本高，而且不能全程无级变速。无级变速器除作为车辆的主变速器使用外，还可用在多个方面。如用于现目前已经成为的研究热点的飞轮储能电池。现有技术中的飞轮电池有一个电机，充电时，该电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电动机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”增加了飞轮的转速，从而增大其功能；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电，完成机械能(动能)到电能的转换。飞轮储能以效率高、容量大、响应快和对环境友好、使用寿命长、不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行，预期寿命20年以上等优点，应用场景更加广阔。但它的储能释能是通过电机，以电动机形式给飞轮充电(储能)，以发电机形式让飞轮放电(释能)，与现有技术的汽车动能回收系统大同小异，均存在不少缺陷(见下)。飞轮储能电池可用在汽车动能回收利用系统中。汽车在正常行驶的过程中，不可避免会有减速的需要，如下坡减速、堵车停停走走等时候。在这个时候，会暂停发动机的动力输出，增加一个运行的阻力负荷去消耗掉汽车继续前行的惯性。这个阻力负荷装置就是制动器。制动器制动过程中，汽车前行的惯性对于车辆制动器做功，使其变为摩擦片的热能，而不可逆的散失掉。随着全球机动车辆数量的不断增加，以及交通状况的日益恶化，通过制动流失的能量也越来越多。而汽车动能回收利用系统，就是用来回收这些因制动而散失掉的能量。现目前的动能回收利用系统，多用在油电混动车和电动车上。工作原理是：车辆在制动过程中，控制电机使其工作在发电状态，将汽车行驶的机械能转化成为电能，并且存储进储电池等储能系统中，实现一部分制动能量的回收。在电机发电的同时，会产生制动力矩，通过传动系统传给车辆，从而使汽车减速。这种动能回收装置需要大功率电机和大容量储电池，对纯燃油汽车来说根本用不上。还有一种称为飞轮式动能回收系统，在汽车制动过程中，曲轴的转动直接带动飞轮高速转动，然后飞轮上的离合分开，所以飞轮一直保持着高速转动。在车子需要加速的时候，离合重新与变速箱连接上，飞轮就能为车子加速。这种飞轮式动能回收系统是轴的转动直接带动飞轮转动，所以输出功率比较小，维持时间比较短。有人曾建议，采用无级变速器直接来控制飞轮转速变快或变慢，达到充放电的目的。理论上，现有的带式无级变速器是可以控制飞轮储能、释能的，但是现有的无级变速器控制系统的复杂性和对生产传动钢带的高要求，使得它的成本相当高、操作难度大，操作不当的话，出问题概率很高。更重要的是，只能单级单组，速比和承载能力达不到要求，费了九牛二虎之力，事倍功半的结果，失去了利用价值。飞轮储能电池理论上也可用在风能、波浪能等无规律性和周期性的发电领域。随着全球工业化的发展，人民的生活水平不断改善，能源问题逐渐凸显，开发清洁可再生能源，是人类发展需要的必然趋势。开发清洁可再生能源的同时，怎么合理高效地利用能源，达到节能减排环保，是全人类急需解决的课题。飞轮储能电池在风浪大时能将多余的能量储存起来，风浪小的时候再利用。也能用在调节高低用电峰值的发电领域，用电低峰时不需抽水储能，而是通过飞轮进行存储，在用电高峰时将存储的电能释放出来。但就目前来说，现有的飞轮储能并没有较好的实现方式。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。无级变速器，包括传动机构，包括主动轮组、从动轮组、传动带和分别穿过主动轮组和从动轮组圆心的旋转轴；所述主动轮组和从动轮组均包括两个活动锥盘，能够沿旋转轴的轴线方向移动且与所述旋转轴一体旋转的方式与所述旋转轴嵌合；所述主动轮组和从动轮组通过所述传动带传动连接；控制系统，包括操控装置、限位件、对称设于传动机构两侧的夹板和单侧旋转的分离装置；所述夹板设有供所述旋转轴穿过的空隙，内侧通过所述分离装置与所述活动锥盘接触；所述操控装置与所述夹板的第一端活动连接，能够同时控制两侧夹板的收放；所述限位件设于所述夹板的中部，用于限定两个夹板的距离。可选的，所述操控装置包括带有正、反旋螺纹的操控杆；两侧的所述夹板的第一端，通过转子和螺母分别与所述操控杆的正旋螺纹和反旋螺纹活动连接。进一步的，所述夹板设有与所述分离装置的固定侧面接触的夹压轮。单级无级变速器组，包括并排设置的至少两个所述的无级变速器；所述至少两个无级变速器共用同一操控装置、及穿过主动轮组和从动轮组的旋转轴。多级无级变速器组，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无级变速器，其特征在于，包括/n传动机构，包括主动轮组(3)、从动轮组(4)、传动带(10)和分别穿过主动轮组(3)和从动轮组(4)圆心的旋转轴；所述主动轮组(3)和从动轮组(4)均包括两个活动锥盘，能够沿旋转轴的轴线方向移动且与所述旋转轴一体旋转的方式与所述旋转轴嵌合；所述主动轮组(3)和从动轮组(4)通过所述传动带(10)传动连接；/n控制系统，包括操控装置、限位件、对称设于传动机构两侧的夹板(1)和单侧旋转的分离装置(8)；所述夹板(1)设有供所述旋转轴穿过的空隙，内侧通过所述分离装置(8)与所述活动锥盘接触；所述操控装置与所述夹板(1)的第一端活动连接，能够同时控制两侧夹板(1)的收放；所述限位件设于所述夹板(1)的中部，用于限定两个夹板(1)的距离。/n

【技术特征摘要】
1.无级变速器，其特征在于，包括
传动机构，包括主动轮组(3)、从动轮组(4)、传动带(10)和分别穿过主动轮组(3)和从动轮组(4)圆心的旋转轴；所述主动轮组(3)和从动轮组(4)均包括两个活动锥盘，能够沿旋转轴的轴线方向移动且与所述旋转轴一体旋转的方式与所述旋转轴嵌合；所述主动轮组(3)和从动轮组(4)通过所述传动带(10)传动连接；
控制系统，包括操控装置、限位件、对称设于传动机构两侧的夹板(1)和单侧旋转的分离装置(8)；所述夹板(1)设有供所述旋转轴穿过的空隙，内侧通过所述分离装置(8)与所述活动锥盘接触；所述操控装置与所述夹板(1)的第一端活动连接，能够同时控制两侧夹板(1)的收放；所述限位件设于所述夹板(1)的中部，用于限定两个夹板(1)的距离。


2.根据权利要求1所述的无级变速器，其特征在于，所述操控装置包括带有正、反旋螺纹的操控杆(2)；两侧的所述夹板(1)的第一端，通过转子(13)和螺母(12)分别与所述操控杆(2)的正旋螺纹和反旋螺纹活动连接。


3.根据权利要求2所述的无级变速器，其特征在于，所述夹板(1)设有与所述分离装置(8)的固定侧面接触的夹压轮(9)。


4.单级无级变速器组，其特征在于，包括并排设置的至少两个权利要求1到3任一项所述的无级变速器；所述至少两个无级变速器共用同一操控装置、及穿过主动轮组(3)和从动轮组(4)的旋转轴。


5.多级无级变速器组，其特征在于，包括并排设置的至少两个权利要求1到3任一项所述的无级变速器，为操控装置收放方向相反的首级无级变速器(14)和次级无级变速器(15)；所述首级无级变速器(14)与所述次级无级变速器(15)的主动轮组(3)通过中转轴(16)一体旋转；所述首级无级变速器(14)的从动轮组(4)的旋转轴为输入轴(5)；所述次级无级变速器(15)的从动轮组(4)的旋转轴为输出轴(6)。


6.飞轮储能装置，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈荣江，陈峰，王姚，
申请(专利权)人：陈荣江，
类型：发明
国别省市：重庆;50