[发明专利]变径齿轮无级变速器

说明书

本发明提出一种变径齿轮无级变速器,由变速级和放大级串联组成，变速级是一个由若干个齿轮瓣组成的可变径内齿圈、3个可变径行星齿轮组、以及一个输出太阳齿轮组成的行星齿轮变速机构；放大级为一个标准的固定传动比行星齿轮变速器，其将变速级输出的连续变化的变比根据需要进行合适放大倍数的放大，既可以通过不同的放大级放大倍数也可以通过不同的输入转速组合成任意的调速范围；譬如，本公司制作的原理样机，其放大级变比为5.5倍，输入转速为3000转/分钟，则输出轴输出转速为‑1600转/分钟至+5200转/分钟无级连续变化，由于输出转速可以趋近于零，故扭矩可以趋近于无穷大，这个特性的意义十分重大，可以带来整个工业的革命性变革。

技术领域

本发明涉及的变径齿轮无级变速器，属于机械制造和汽车制造技术领域。

背景技术

了解汽车的人都知道，汽车发动机的转速，都有一个最经济、最高效的转速段，在这个转速段，油耗最低，扭矩最大。变速器的作用是在保持发动机转速尽可能工作在高效速度段的情况下，还能保证汽车以不同的速度行驶。例如，大多数发动机最佳转速区间在2000转-4000转/分钟，但是汽车是需要在不同速度下行驶的，为了既能改变汽车的行驶速度，又能保持发动机的最佳转速，人们开始采用机械变速器来改变输出轴的转速，来适应路况和行驶速度的需求。但是，目前技术的变速器，其传动比受到限制，一般的手动档变速器，最高速档传动比为0.85，最低速档传动比为4，主减速比为4，这意味着，在最高档，如果发动机转速3000转/分钟，车轮直径0.7米，车速为3000/0.85/4*3.14*0.7*60=116公里/小时，如果此时需要200公里/小时的速度，就只好加大油门提高发动机转速到5200转/分钟了。如果起步时变速箱在1档，发动机转速在3000转/分，则扭矩增大了4倍，车速为3000/4/4*3.14*0.7=24.7公里/小时=6.87米/秒，相当于百米运动员的速度，显然这个速度是不适于起步的，所以只好降低发动机转速。而发动机在低速段和高速段都是不经济的，而且扭矩低，变速器增大的4倍扭矩，由于发动机转速的降低，又打了很大的折扣。为了解决这个问题，一些车采用了液力变矩器，液力变矩器虽然可以部分解决低速时的增扭问题，但是其传动效率低，占用空间大，而且只能低速时起作用，高速时需锁止。为了让发动机工作在最佳转速，人们在变速器上下了很大的功夫。最初的手动变速箱，因换档时有顿挫感，换档时机难以把握，逐渐被自动变速箱所取代。自动变速箱因结构复杂、体积大、造价高、油耗高而正在面临考验。最新推出的CVT变速器，由于采用无级变速的原理，得到业界的广泛重视，各国均投入巨资研发，但时至今日，并没有太大的突破。纵观以上变速器，其最大的问题在于，其归根到底，还是有档变速，在各个档位上，发动机的转速还是需要改变的，否则车速无法连续调节，档位也无法衔接。即使是CVT变速器，其无级变速的区间也是有限的，高速段和低速段同样需要调整发动机转速来适应车速和路况。而且其为摩擦传动，效率低、易损坏、输出扭矩受限。

如果有一台真正的全范围无级变速器，以上的问题将迎刃而解。变径齿轮无级变速器即是这样一台变速器，其全范围调速，没有死点；其为纯齿轮调速，没有摩擦损耗，效率高；更加可贵的是：其操作只需改变变径控制盘的角度即可全范围调速，简单、直接；无需离合器、电磁阀，也不需要电子、液压、气动控制；体积小、重量轻、造价低廉。

发明内容