[发明专利]用于带有发动机制动和内建皮带保护的连续可变变速器的驱动离合器

说明书

相关申请

本申请要求2009年6月4日提交的美国临时专利申请61/217,744的优先权，该申请文件的全部以引用方式并入这里。

技术领域

本发明涉及车辆传动系统，特别是带有发动机制动和皮带滑动保护的连续可变变速器，可用于如全地形车辆(ATV′s)和雪地汽车。

背景技术

连续可变变速器(CTV′s)应用于如雪地汽车和ATV′s来减少驾驶员通过像车辆在其速度范围内加速的一套固定齿轮来换挡的需要。典型地，CTV连接到车辆发动机的输出轴，给相对低的车辆驱动系统转速提供连续可变地减少相对较高的发动机转速。驱动系统既可以从CYT直接连接到驱动轴，也可以让CVT与附加齿轮箱和/或变速器协同。ATV′s上的附加齿轮箱允许驾驶员在中间、高速、低速和倒档齿轮之间转换。CTV的输出轴连接到齿轮箱，齿轮箱的输出通过合适的联动装置连接到车辆的驱动轴。其他传动系部件，如差速器可以用在CYT和驱动轴之间来提供最终减速比的齿轮减速。

典型地，CVT由连接到车辆发动机输出轴的分离皮带轮式主离合器(驱动离合器)和连接(经常通过附加的传动系部件和合适的联动装置)到车辆轴的分离皮带轮式辅助离合器(被动离合器)。一环形的挠性的V形传动皮带绕离合器布置。两个离合器具有一对互补的皮带轮，一个皮带轮相对于另一个可以横向移动。在每一个离合器中，可移动皮带轮的横向位置决定传动皮带随时停留处的直径，从而决定CVT的有效的齿轮比。驱动离合器皮带轮通常偏压分开，如通过一个螺旋弹簧，这样，当发动机在怠速时，传动皮带与皮带轮没有有效结合。结果，没有驱动力传输到被动离合器。被动离合器的皮带轮通常偏压在一起(如通过螺旋形凸轮结合工作的扭簧，如下所述的)，这样，当发动机怠速时，皮带停留在被动离合器皮带轮的最远端直径处。

驱动离合器上的皮带轮之间的间距通常取决于离心飞锤。当发动机转速增加时，它使直接连接的驱动离合器的转速增加。增加的速度引起飞锤在可移动的皮带轮上施加一个力来促使其朝向静止皮带轮移动。两个皮带轮夹在在传动皮带上，引起皮带旋转。这引起被动离合器开始旋转。发动机速度的增加引起驱动离合器皮带轮之间横向距离减少。驱动离合器皮带轮之间的横向距离的任何减少导致传动皮带绕驱动离合器旋转轴停留处的直径增加。因此，该离合器可以说是速度敏感的。

当驱动离合器的皮带轮夹在一起并迫使皮带向外攀升，皮带(非可伸缩的)的张力在驱动离合器的皮带轮之间向内拉动其自身，导致传动皮带绕被动离合器旋转轴停留处的直径增加。皮带在驱动和被动离合器上向内和向外的平滑移动提供无限可变增量中的变速器的有效齿轮比的无间隙变化，CVT’s因此有时被称作无级变速器。

被动离合器上的皮带轮之间的间距通常由不同机构控制。尽管螺旋弹簧用于将被动离合器的皮带轮偏压在一起，典型地，由于更多扭矩通过传动皮带传输给被动离合器，一个更复杂的扭矩灵敏系统用于更稳固地夹紧皮带。一个大体圆柱形凸轮一端固定到被动离合器的输出轴，带有如三个凸轮表面(经常被称作坡道)。由于坡道通常是螺旋形的，这个凸轮常常被称作螺旋。一套相应数量的凸轮跟随器(典型的按钮和滚轮)安装在可移动皮带轮上，而该可移动皮带轮安装在被动离合器内，从而横向自由移动且相对轴旋转。按钮和滚轮对准螺旋的坡道安装，扭簧典型地用于施加一个力促使可移动皮带轮旋转，来保持按钮或滚轮靠着他们各自的螺旋坡道结合。

扭矩通过传动皮带传输到被动离合器时，皮带促使可移动的皮带轮从静止皮带轮横向外，同时相对轴旋转可移动皮带轮。通过扭簧使按钮靠着坡道，通过皮带施加在可移动皮带轮上的扭矩引起按钮向坡道上滑动，从而推动可移动皮带轮朝向静止皮带轮。这样，螺旋将传动皮带的扭矩转换成将皮带轮夹在一起的力，在皮带轮和传动皮带之间提供良好的摩擦接触。通过皮带施加到被动离合器上的扭矩越大，被动离合器的皮带轮夹皮带更牢固，从而阻止皮带在负载下滑动，也导致变速器调低档速来增加动力(如驱使皮带在被动离合器皮带轮之间向外移动，引起皮带在驱动离合器皮带轮之间向内移动)。由于被动离合器的皮带轮之间的间距取决于扭矩，被动离合器也被称作扭矩敏感。

皮带在驱动离合器和被动离合器的皮带轮内的实际位置由作用在两个离合器中的可移动皮带轮上力的平衡来决定。在驱动离合器中，这些力包括促使皮带轮分离的螺旋弹簧和促使皮带轮结合在一起的离心飞锤的依赖速度的力。在被动离合器中，这些力包括促使皮带轮结合在一起的扭簧和由螺旋坡道上的滚轮产生的依赖扭矩的力。