[发明专利]一种自适应变速锥盘滚轮式无自旋牵引式无级变速器

说明书

本发明公开了一种自适应变速锥盘滚轮式无自旋牵引式无级变速器，由输入轴、输入滚轮、中间传动部件、输出轴、输出滚轮与变速机构组成；中间传动部件包含上传动锥盘和下传动锥盘、上旋转芯轴和下旋转芯轴、上滑块和下滑块、上弧形轨道和下弧形轨道、上变速套筒和下变速套筒与变速桁架，上传动锥盘和下传动锥盘安装在上旋转芯轴和下旋转芯轴上，上旋转芯轴和下旋转芯轴铰接在机架上的同一点且连接上滑块和下滑块，上滑块和下滑块安装在上弧形轨道和下弧形轨道内；上变速套筒和下变速套筒滑动安装在上旋转芯轴和下旋转芯轴中间位置；变速桁架与上变速套筒和下变速套筒铰接；变速机构为丝杠螺母机构，螺母设置在变速桁架内，丝杠垂直于变速桁架设置。

背景技术

本发明涉及传动系中的牵引式无级变速器，具体为一种自适应变速锥盘滚轮式无自旋牵引式无级变速器。

无级变速器(CVT)是一种理想的机械传动方案，因为无级变速器可以提供一系列的连续传动比使得车辆发动机始终处于高效点工作，这就极大地提高了整车的效率，减小了车辆排放，达到节能减排的作用。CVT具有动力高、油耗低、排放少的特点，据统计，采用CVT的汽车比采用自动变速器(AT)的汽车油耗减少7％-15％，废气排放降低约10％，生产成本降低20％-30％；而采用CVT传动系的混合动力车的油耗可能减少30％，排放可减少45％。牵引式CVT具有功率密度高、效率高、传递功率大等特点，将会成为未来无级变速器技术的发展方向。因此，牵引式CVT技术在日本、英国、美国等发达国家已经被广泛研究。

一般来说，牵引式CVT的效率损失主要包括：自旋损失、滑移损失、侧滑损失，轴承损失以及搅油损失。其中侧滑损失、搅油损失、轴承损失相对较小，尤其是侧滑损失仅在变速时或者其它特殊的工况下在才产生，而滑移损失是完全伴随着牵引传动而产生的这种损失是不可避免的。相对其他诸类损失而言，自旋损失所占比例相对较大，一般为40％-60％，当传动的载荷相对较小时自旋损失所占的比例更大。自旋的产生是由于在牵引传动时，牵引元件与被牵引元件的速度分布不均匀而造成的。一般来说，学者们往往认为这种自旋损失在传动比范围内是只能尽量减少不可消除的。由于自旋的阻碍，在牵引式CVT中，传动效率经过优化后一般只能达到一般为75％-90％，进一步提升将变得异常困难，这也就大大降低了牵引式CVT的应用范围与传动能力。消除自旋也可以改善牵引传动的工作条件(降低油温，改善油膜不对称性等)，从而减少其它类型的损失，也可以适当提高牵引式CVT的最大传递扭矩。另外在一定传动比范围内消除自旋，可以提高整体传动效率至少5％。

针对自旋消除的牵引式CVT设计，即所说的无自旋牵引式CVT设计这一问题，在现有的技术方案中，以四川大学牵引式CVT研究团队为代表给出了解决思路，即从无自旋条件出发，采用微分方程的办法优化传动件的母线方程，重新设计变速机构等，使得优化后的牵引式CVT结构满足无自旋条件。该团队申请的中国专利CN104776180A公开了一种无自旋变速单元，该方案以半环面牵引式CVT为例，进行了锥盘的母线优化，得出优化方程，并限制调速过程中输入锥盘与输出锥盘沿回转轴轴向移动，滚轮沿回转轴径向移动，以实现无自旋传动。该方案的不足在于：仅给出了母线优化的结果，没有给出实际的变速机构、加载机构的结构特征；该方案不能实现对于负载的自适应变速。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术中的不足，提供一种自适应变速锥盘滚轮式无自旋牵引式无级变速器结构。本发明采用以下技术方案：