[发明专利]摩擦式变矩器

说明书

本发明公开一种摩擦式变矩器，包括内环、大滚柱及外环，内环为输入单元，内环周侧环面上均分设有至少两个凹形槽，每个凹形槽分别对应一个大滚柱；外环为输出单元，外环套在内环外并与内环同轴布设，外环的内侧圆周面形成外环内滚道并与各滚柱配合。当转速和负载发生变化时，滚柱在离心力和内环凸轮的共同作用下实现自适应工作，最终实现摩擦式变矩器的闭锁输出、自动变速和变矩，满足不同的应用。该变矩器结构具有结构简单、传递效率高、无级变速、自适应强，具有自动闭锁功能、节能环保等优点。

技术领域

本发明公开一种摩擦式变矩器，能够实现无级变速、自动变矩的传动系统。

背景技术

目前，应用最广泛的变矩器是液力变矩器，亦称扭力转换器，安装在发动机和变速器之间，以液压油(ATF)为工作介质，起传递转矩，变矩，变速及离合的作用。它是一种以液体为工作介质的非刚性扭矩变换器，是液力传动的型式之一，应用极其广泛。液力变矩器是由泵轮、涡轮和导轮等组成，液力变矩器不仅增大了发动机的扭矩，而且还实现发动机和自动变速箱之间的柔性连接，既有效地解决了发动机的熄火问题又能够自如地实现自动换挡。

液力变矩器的主要缺点是结构复杂，成本较高，质量较大，以及由于存在液力损失，使机器的传动效率有所降低，因而机器燃料经济性和牵引效率有所降低。为了解决这个问题，有些汽车上的扭矩转换器上有一个锁止离合器来提高传动效率，但是复杂的系统和昂贵的传动部件一直以来都是让维修市场和用户头疼的主要问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种摩擦式变矩器，在对摩擦、传动、材料及润滑等多系统研究的基础上，通过全新的设计，改变传统的变矩器形态，简化了变矩器的结构，提高传递效率，降低成本，具有性能优越、自适应性强、无级变速、自动闭锁、绿色环保等优点。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种摩擦式变矩器，包括内环、大滚柱及外环，其中：

内环，其为输入单元，内环周侧环面上均分设有至少两个凹形槽，每个凹形槽分别对应一个大滚柱；

外环，其为输出单元，外环套在内环外并与内环同轴布设，外环的内侧圆周面形成外环内滚道并与各滚柱压切配合；

大滚柱，其设置于内、外环之间，相邻凹形槽内的大滚柱之间具有间隙，目的是每一凹形槽内的滚柱均能单独由内环输入转化传递给外环输出；

转速和负载发生变化时，各滚柱在离心力和内环的共同作用下实现自适应工作，同时通过内环与滚柱、滚柱与外环之间的机械摩擦传动，实现自动闭锁输出、自动变速和变矩。

进一步，摩擦式变矩器的内环作用在大滚柱的力传递到外环，此时，作用力发生变化，同时，力臂变长，其公式如下：

扭矩公式：T＝F·L；

其中：

T为扭矩；

F为驱动旋转的力；

L为力臂；

F_X为单个滚柱与外环内滚道的切向力；

F_Y为单个滚柱与外环内滚道的径向力；

F_离为大滚柱的离心力；

α为内环和对应的大滚柱压力角；

m为大滚柱质量；

v为大滚柱相对外环内滚道的线速度；

r为外环内滚道的半径；