[发明专利]基于连续可变行星齿轮技术的4模式动力分流变速器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2014年6月27日的美国临时专利申请第62/018,361号的权益，该申请以引用方式并入本文中。

背景技术

自动和手动变速器常用于汽车市场中。这些变速器变得越来越复杂以改善燃料经济性并最小化废气排放。常规变速器中对发动机速度的这种更精细的控制通常可通过开发更先进的控制算法或添加额外的齿轮来进行，但增加了总体复杂性和成本。除此之外，已有人提出用于诸如小型轮式装载机的非公路(OH)应用的可变变速器。

发明内容

一种可变变速器包括基于多模式操作的动力路径布局。各种模式是直接驱动或动力再循环的组合。存在无限可变变速器(IVT)模式，以允许有动力空档特征。在所有模式中，连续可变行星(CVP)装置是用单一齿轮比加速，目的是通过在较高每分钟转数下运行CVP装置来减小CVP尺寸。该构型基于四模式解决方案，每种模式通过闭合离合器/制动器并释放其它来进行选择。“公共太阳齿轮”复合行星齿轮与CVP一起是该构型的中心部分。该构型采用由动力分流高速和直接驱动低速组成的两种前进模式、用于正向低速和低倒退速度的反向直接驱动模式和动力分流无限可变行星模式、以及有动力空档模式。

本文提供了一种基于四模式解决方案的可变变速器，其包括：输入轴，其传动地连接到诸如内燃发动机(ICE)的动力源；第一齿轮比；副轴；变速机构(CVP)，其包括传动地接合到副轴的输入圈组件和输出圈组件；复合行星齿轮组，其包括如下元件：公共太阳齿轮(S)；第一组行星齿轮；第一齿轮架(CI)；第一齿圈(Rl)；第二组行星齿轮；第二齿轮架(C2)和第二齿圈(Pv2)；第一(Fl)离合器；第二(F2)离合器；第二齿轮比；第三(Rl)离合器；第四(IVP)离合器；第三(IVP)齿轮比；以及输出轴；其中，副轴通过第一齿轮比连结到输入轴，并且变速机构输出圈组件连结到公共太阳齿轮；并且第二齿圈是复合行星齿轮组的输出且通过第四齿轮比传动地接合到输出轴，第四齿轮比备选地称为用于轮轴减速的速度比(SR_AR)。

在可变变速器的一些实施例中，第一齿轮比为加速比。

在一些实施例中，可变变速器还包括在变速机构输出圈组件和公共太阳齿轮之间的可选的第五齿轮比。

在可变变速器的一些实施例中，副轴通过接合第二(F2)离合器、由此接合第二前进模式而通过第二齿轮比联接到复合行星齿轮组的第二齿轮架和第一圈。

在可变变速器的一些实施例中，副轴通过接合第四(IVP)离合器、由此接合无限可变行星(IVP)模式而通过第三(IVP)齿轮比联接到复合行星齿轮组的第一齿轮架。

在可变变速器的一些实施例中，第一(Fl)离合器被构造成锁定复合行星齿轮组的任意两个元件以将复合行星齿轮组锁定在1:1的比率并因此接合第一前进模式。在可变变速器的任一个实施例中，复合行星齿轮组的任意两个元件被随意地选择。

在可变变速器的一些实施例中，第一(Fl)离合器位于复合行星齿轮组中的任何地方。

在可变变速器的其它实施例中，第一(Fl)离合器位于复合行星齿轮组的公共太阳齿轮和第一齿轮架之间。

在可变变速器的一些实施例中，第三(Rl)离合器联接在复合行星齿轮组的第一齿轮架和地面之间，并且被闭合以接合倒车模式。

在可变变速器的一些实施例中，第二前进模式为动力分流超速驱动(OD)模式，其中，来自动力源的动力在CVP和复合行星齿轮组之间被分流。在一些实施例中，第二前进模式被构造成递送正向高速。

在可变变速器的一些实施例中，IVP模式为动力分流模式，其中，来自动力源(ICE)的动力在CVP和复合行星齿轮组之间被分流。在一些实施例中，IVP模式被构造成递送正向低速和低倒退速度。

在可变变速器的一些实施例中，IVP模式为动力分流模式，其中来自动力源(ICE)的动力在CVP和复合行星齿轮组之间被分流，并且变速器被构造成递送有动力空档模式。

在可变变速器的一些实施例中，第一前进模式为直接驱动模式，其中，来自动力源(ICE)的所有动力通过CVP。在一些实施例中，第一前进模式被构造成递送中等速度。

在可变变速器的一些实施例中，倒车模式为直接驱动模式，其中，来自动力源的所有动力通过CVP。

在可变变速器的一些实施例中，在IVP模式和第一前进模式之间以及第一前进模式和第二前进模式之间的切换为同步的。在一些实施例中，在倒车模式和IVP模式之间的切换为不同步的。