[其他]自由轮转速频繁由输出轴确定的两自由度齿轮惯性无级变矩器

说明书

本发明涉及了惯性无级变矩器的技术领域。

惯性变矩器一般都设有超越离合器。中国专利申请CN85108083A提出的惯性无级变矩器虽克服了上述缺点，但还存在输入轴的转速波动范围大，以至于输入轴必须通过弹性扭转轴与发动机飞轮相联。

本发明的目的在于制造出性能良好的惯性无级变矩器供汽车选用。

本发明的实现：中国专利申请CN85108083A提出的双差速轮系惯性无级变矩器，把它的输入轴与输出轴重新安置，使一行星架能自由空转，一中心轮与输入轴相连，一行星架与输出轴相连，就完成了本发明。

虽然本发明只是对它项发明作些简单的替换，但是却达到了特别的效果，输入轴的转速波动很小时仍可在很宽的变速比范围下平稳地工作。

实施例1，参看附图1。

图1是本发明变矩器的机构简图，由差速器Ⅰ、差速器Ⅱ、中心轮瞬时变速比机构Ⅲ等三部份组成。输入轴16（与汽车的发动机飞轮相连）固结着中心轮9、滑槽盘14;行星架8与输出轴相连（连着汽车的传动轴）;差速器Ⅰ的中心轮11与差速器Ⅱ的中心轮10固结。差速器Ⅰ的中心轮9通过中心轮瞬时变速比机构Ⅲ与差速器Ⅱ的中心轮12相连：第二轴盘13装在可调支架2上，使该盘（13）绕轴线A转动，当调整可调支架2时，轴线A与输入轴16的距离S可变（变化范围为 0到一足够的值）;第二轴盘13设有插在滑槽盘14的槽中的指销1，相隔180度的位置设有槽使指销3插在其中能滑动;指销3通过指销臂4与中心轮12固结。这样，序号为14、1、13的构件形成了旋转导杆机构;同样序号为13、3、4、12的构件也形成了旋转导杆机构。（这旋转导杆机构也可用双曲柄四杆机构代替，这样去除了移动副，全部采用了转动副可用滚针轴承;也可用曲柄摆杆机构、摆动导杆机构，或其它四连杆机构代替）

当距离S调到确定的一个数时，中心轮4的转速n（4）与中心轮9的转速n（9）成函数关系：n（4）＝f（φ）·n（9），其中φ为中心轮9的转角，f（φ）是以2π为周期的连续函数，取值范围为闭区间〔 1/2 ，2〕（这时假定中心轮11，中心轮9的齿数分别为48、24）或更大一些。

距离S由驾驶员选定，（或自动调整选定）。对应于不同的S值，f（φ）构成一函数族，f¹（φ），f²（φ），…，等等。这些函数都是以2π为周期的连续函数，但函数的取值范围是不相同的。调整距离S可改变变矩器的性能，如选定距离S，使 1/2 ＜f^N（φ）＜2时则不能输出扭矩，如同“空档”;当f^N（φ）的最小值等于 1/2 时则能起无级变矩作用;当f^N（φ）的最小值还能小于 1/2 时，则还能起超速传递动力或倒向传递动力，（当用蓄能飞轮作为汽车的动力源式附助动力源时，倒向无级变矩传动可回收汽车的制动能）。图1中序号为6、7、15的构件分别是行星轮6、行星轮7、支座15。

当距离S为零，可限制某一个机件的运动而得到定速比传动;中心轮11与支架15固定，速比为3;中心轮11与中心轮9固定，速比为1;行星架5与支座15固定得速比-3即倒档。

该实施例的机构可作很多变化而得出类似的实施例：Ⅰ、Ⅱ的差速轮系都可采用任一形式的差速轮系;中心轮10、中心轮11也可采用瞬时变速比机构相连;输入轴与输出轴可交换。

附言：实施例1已作出了完整的发明。从运动学的观点看，输入轴16与输出轴所连的行星架8永远是二自由度的。依照常识，汽车的行星变速器在二自由度时是空档！不能输出扭矩。因此有必要说一说这一变矩器的工作原理。如把图1所示的机构简图的各构件的转动惯量、输入扭矩、输出扭矩、及其它数据代入动力学方程解出，就可选出各构件的转动惯量，而明自这一变矩器的良好性能。下文用简单易懂的方式来说明工作原理，並提供粗略设计计算方法。

用n（ⅰ）表示序号为ⅰ的构件相对于支座15的转速，可列出方程式

n（11）-n（8）＝- 1/2 〔n（9）-n（8）〕 （1）

n（4）-n（5）＝-〔n（11）-n（5）〕    （2）

n（4）＝f（φ）·n（9）    （3）

可变为

2n（11）+n（9）＝3n（8）    （4）

f（φ）·n（9）+n（11）＝2n（5）    （5）

方程（5）剩-2加方程（4）经整理得

〔-2f（φ）+1〕n（9）＝3n（8）-4n（5）    （6）