[发明专利]齿轮组件和包含该齿轮组件的无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮组件，还涉及包含该齿轮组件的无级变速器。

背景技术

当今，齿轮箱是汽车工业降低汽车燃料消耗工作的目标。当今传统自动齿轮箱比双手动齿轮箱消耗大约10％以上的能量。增加的环境要求和增加燃料成本迫使汽车工业为未来寻找新的解决办法。

以前已知有无级变速器(CVT)，该无级变速器使不用任何步骤连续改变齿轮比成为可能，即，在最小值和最大值之间具有无限数量的齿轮比。这使发动机不受汽车速度支配以其最佳转数运行成为可能。

有三种主要类型的CVT，即摩擦式、液压式和棘轮式。参见，例如Variomatic and Multitronic CVTs。CVT的主要问题是在变速器里主要由于摩擦损耗存在相当大的能量损耗。另一个问题是由于滑动和摩擦而使这些CVTS不能传递大扭矩和动力，并且这些CVTS包含挠性部件。

近来，利用在锥形轮上设置挠性齿带发明了一种新的CVT，见WO 02/08638。在该发明中尽管可以降低滑动和摩擦损失，但是仍然存在用挠性带传递大扭矩和动力的大问题。

US 4 878 883示出了一种无级变速链条传动变速器，其具有液压系统用于将直径相对的小齿轮(diametrically opposed small gears)设置在链轮的不同半径上以便获得不同的有效直径。

该发明的问题是，有时有效直径与链条节距相匹配，但是介于之间存在与匹配链条节距不相匹配的有效直径，并且因此小齿轮将不啮合进链条的凹部中而是滑脱。由于这个原因，将出现变速器的作用不稳定。该变速器只能在一个旋转方向运行。

US 2005/0148416A1的目的是克服US 4878883的脉动驱动输出。US 2005/0148416A1的变速链齿IVT机器有具有可变直径的链轮，该链轮包含六个可滑动设置的链齿，链齿由能够朝向或远离中心轴运动的控制元件控制以改变有效直径。该方案太复杂，并且只能在一个旋转方向运行。

US 4878883和US 2005/0148416A1都不具有能够处理有效直径较大差异的结构。因此它们不能获得高的齿轮比。

发明内容

本发明的目的是简化和克服CVT的具有的前述的问题。本发明的本质是一个构成具有不等节径的遐想齿轮的齿轮组件，其适用于无级变速器，该齿轮组件包括两个齿轮齿装置，该两个齿轮齿装置可径向运动。

由于齿轮齿装置可径向运动，因此可能实现遐想齿轮的节径的连续变化，从而实现齿轮比的连续变化，并且由于有至少一个啮合在链条里的齿轮齿，因此能够没有任何滑动且几乎没有摩擦损失地传递高的扭矩和动力。由于齿轮组件只包括两个齿轮齿，因此能较容易制造，且更紧凑，更可靠，更容易维修并且维护更迅速。

优选地，齿轮齿装置在±20度范围内相互大约180度被定向。

根据资料，在具有直齿轮齿的传统齿轮中，传递扭矩时主要总是只是一个齿轮齿。

两个齿轮齿装置可以被交替驱动(在输入侧上)以便通过传递链条从输入侧向输出侧传递扭矩。齿轮齿装置可以设置在各自的轴部件上，轴部件轴向对齐并且组成齿轮箱轴(用于例如齿轮箱的输入侧)。齿轮齿装置每一个被设置在各自的轴部件上，并径向地布置成在对齐的轴部件之间的齿轮箱轴的间隙中彼此相对。当齿轮齿装置连接于主离合器期间发生扭矩的传递。

也可以想到让齿轮齿装置交迭和协作，即，在各自转数期间，也就是说在遐想轮的周边部分期间，两个齿轮齿都被连接于主离合器。如果两个齿轮齿装置都连接于它们的主离合器超过大约半个周边，这是可能的。因此两个齿轮齿装置在主离合器连接处交迭。优选地，传动链围绕遐想齿轮超过180度并达到例如320度。

每个齿轮齿装置依次由主离合器和/或第二离合器驱动。例如，主离合器是比第二离合器更有力的离合器，并且主离合器进行扭矩传递。根据离合器驱动装置的第一实施例，每个齿轮齿装置基本交替地由主离合器装置和第二离合器装置驱动。

根据离合器驱动装置的第二实施例，也可能总是由第二离合器装置驱动齿轮齿装置部分转数，例如大约一半转数，主离合器也驱动齿轮齿装置，即两个离合器相互补充。

暂时不传递扭矩的齿轮齿由第二离合器驱动。当该齿轮齿装置啮合在传动链里时，仍由优选较弱的第二离合器驱动。这样即使当遐想齿轮的节径和传动链的节距不匹配也可能有齿轮齿装置的交替的光滑函数。

也进一步改进齿轮齿装置的交替的光滑函数，用于第二离合器的齿轮比可以比用于主离合器的齿轮比更高。