[发明专利]一种基于WW型双联行星齿轮结构的压力无级变速器

说明书

技术领域

本发明涉及一种无级变速器，尤其是在WW型二自由度行星轮系的基础上，利用液 压调速进行无级变速的无级变速结构，该无级变速结构可根据电机的输入功率、液压泵输 入功率和负荷的变化主动无级变速，适用于车辆、机床等各类机械的变速传动机构。

背景技术

无级变速器装置主要分为机械式和电气式两类。电气式是目前市场上用的较多 的，即通过变频来实现无级调速。但电气式无级调速存在很多难以克服的缺点：技术复杂， 成本高，维护检修困难；产生谐波污染电网；输出的PWM波，造成电机、电缆的额外发热；共模 电压的产生有可能会降低电机轴的寿命；给电机带来额外的噪声；电机用变频器控制后相 对于直接起动能耗增加3-5%；变频调速低频时启动转矩较小，设备投入较大，应用场合有 限，仅适用于调速要求精度高、调速性能较好，启动转矩较小的地方。此外，通过变频技术实 现的调速也不够稳定，极易受到电机本身及外界磁场或电场的干扰，这些干扰问题主要体 现在电机的运行情况上。例如电机在运行过程中突然挺停机，电机运行时快时慢，运行速度 不稳定.电机停不下来，按钮不起任何作用等，这些都是变频器受到干扰情况的体现。

目前很受关注的行星齿轮无级变速器与电气式无极变速器相比，具有成本低廉、 变速稳定、易于维护等优点。重庆理工大学学报2010年11月第24卷11期收录了王德伦等人 的名为“电动汽车行星齿轮式无级变速器建模与仿真”的论文，该论文讲述了“一种差动式 行星齿轮无级变速器”，它的主体结构是一个NGW型行星轮系，一个主电机和行星轮系的太 阳轮相连作为行星轮系的一个输入动力，一个调速电机通过齿轮和行星轮系的齿圈外缘相 连作为行星轮系的另一个输入动力，以行星架输出动力。工作时，通过控制主电机的速度， 调节调速电机的转速来实现输出转速的连续变化。该方案虽然应用了行星轮系但其本质上 并没有脱离通过调频实现电动机转速改变的框架，因此通过这种方法实现的无级变速，也 就无法克服上述调频变速的固有缺陷。另外该方案所述的行星齿轮无级变速器是NGW型的， 由于NGW啮合方式的行星齿轮减速器最大减速比仅为13.7，实际使用减速比不超过9，也就 是说NGW啮合方式的行星齿轮无级变速器变速范围不会很宽。故该无级变速装置仅适合用 于小型电动汽车，应用范围有限。

公开号为CN102661368A公开了“双联齿行星齿轮无级变速器”，其所述的行星齿轮 无级变速器是以NW啮合方式的行星齿轮减速器为主体，以太阳轮为动力输入，以行星架或 者内齿圈作为动力输出，在内齿圈与外壳之间或者行星架与外壳之间设置离合制动器，并 在内齿圈外圈或者行星架上设有一调速齿轮，且与调速输入齿轮啮合。工作时，通过调节调 速齿轮的转速来实现无级变速；至于如何调节调速齿轮专利中没有交代，如若仍通过调速 电机来实现，那仍只是变频调速的另一种变形而已。

发明内容

本发明要解决的具体技术问题是如何通过液压油的压力实现对基于WW型双联行 星齿轮结构的无级变速，其目的是克服上述变频调速缺陷，提供变速稳定、成本低廉、变速 范围广、效率较高的一种基于WW型双联行星齿轮结构的压力无级变速器。

本发明采用的技术方案如下。

一种基于WW型双联行星齿轮结构的压力无级变速器，包括行星轮系结构和压力无 级变速结构，其特征是：所述行星轮系结构是在两个固定内齿圈中分别设置两个太阳轮，并 分别在太阳轮和内齿圈之间设置三个均匀分布的小行星轮和三个均匀分布的大行星轮；三 个均匀分布的小行星轮和三个均匀分布的大行星轮构成三个双联行星轮，并分别安装在三 根行星轴上；在三个均匀分布的小行星轮和三个均匀分布的大行星轮之间安装有一偏心齿 轮，且偏心齿轮的轴孔是三个均匀分布的轴孔，并通过轴承分别与三根行星轴配合；一传动 齿轮和偏心齿轮外啮合；

所述压力无级变速结构是在所述传动齿轮的中心位置设置有一空心传动轴，且在空心 传动轴上依次设置有液压离合器和液压马达以及传感器，并由液压马达驱动空心传动轴， 液压油通过空心传动轴的空心通道输入液压离合器中传递动力，实现压力无级变速；