[发明专利]汽车无极变速系统及其设计和控制方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车无极变速技术领域，尤其是涉及一种汽车无极变速系统及其设计和控制方法。

背景技术

无级变速是指可连续获得变速范围内任何传动比的变速系统，通过无级变速可以得到传动系与发动机工况的最佳匹配。常见的无级变速器有液力机械式无级变速器和金属带式无级变速器(VDT-CVT)。其中，CVT技术真正应用在汽车上不过十几年的时间，但它比传统的手动和自动变速器的优势却是显而易见的：1、结构简单，体积小，零件少且大批量生产后的成本肯定要低于当前普通自动变速器的成本；2、工作速比范围宽，容易与发动机形成理想的匹配，从而改善燃烧过程，进而降低油耗和排放；3.具有较高的传送效率，功率损失少，经济性高。当然，CVT技术也有它的弱点，比如传动带容易损坏，无法承受较大的载荷等等，这些技术上的难关使得它一直以来多应用在小排量、低功率的汽车上。现如今，市面上所使用的汽车无极变速系统均不同程度地存在工作原理复杂、使用成本较高、使用效果较差、不能自动实现无级变速等多种缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构简单、设计合理、投入成本低且使用操作简便、使用效果好的汽车无极变速系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种汽车无极变速系统，其特征在于：由液力分矩器、与所述液力分矩器传动连接的无级变速器、与所述无级变速器传动连接的档位控制器和与所述档位控制器传动连接的输出机构组成，所述输出机构通过传动机构与汽车主动轮轮轴进行传动连接；

所述液力分矩器为将汽车发动机输出的驱动功率P₀分为两个独立的分驱动功率并分别通过主驱动轴与次驱动轴对两个所述分驱动功率进行同时输出的分矩装置，所述主驱动轴与次驱动轴呈平行布设；两个所述分驱动功率分别为由主驱动轴输出的主驱动功率P₁和由次驱动轴输出的次驱动功率P₂，且P₁+P₂+P_m＝P₀，其中P_m为测试得出所述液力分矩器正常工作时的功率损耗值；当驱动功率P₀恒定不变时，次驱动功率P₂的大小由主驱动功率P₁的大小来决定：当主驱动功率P₁越大时，次驱动功率P₂越小；反之，当主驱动功率P₁越小时，次驱动功率P₂越大；

所述液力分矩器包括分矩器外壳、盛装于所述分矩器外壳内的工作液、主驱动轴、次驱动轴、液力分矩机构和与所述汽车发动机进行传动连接的动力输入元件，所述液力分矩机构包括液力传动件一和液力传动件二，所述液力传动件一与主驱动轴传动连接，所述液力传动件二与次驱动轴传动连接，所述液力分矩机构和所述动力输入元件均安装在所述分矩器外壳内；所述动力输入元件将所述汽车发动机输出的机械能转换为所述工作液的流体动能W₀并通过工作液先后对液力传动件一和液力传动件二进行做功，所述液力传动件一将所述工作液的部分流体动能W₁转换为机械能并带动主驱动轴进行同步转动，所述液力传动件二将所述工作液对液力传动件一做功后剩余的剩余流体动能W₂转换为机械能并带动次驱动轴进行同步转动，其中W₀＝W₁+W₂+W_m，式中W_m为所述液力分矩机构正常工作时的能量损耗；

所述无级变速器为行星齿轮变速器一；所述行星齿轮变速器一包括太阳轮一、同轴套装在太阳轮一上的行星架一、沿圆周方向均匀布设在行星架一上的多个行星齿轮一和套装在多个所述行星齿轮一外侧且与多个所述行星齿轮一均啮合的齿圈一；所述行星架一与主驱动轴进行传动连接并由主驱动轴带动进行同步转动，所述齿圈一与次驱动轴进行传动连接且由次驱动轴带动进行同步转动；所述太阳轮一与所述无级变速器的动力输出轴一同轴连接，且动力输出轴一由太阳轮一带动进行同步转动。

上述汽车无极变速系统，其特征是：所述动力输入元件为泵轮，所述液力传动件一和液力传动件二均为涡轮。

上述汽车无极变速系统，其特征是：所述液力分矩器为离心式液力分矩器或轴流式液力分矩器。