[发明专利]手动和自动无级动力变速箱

说明书

本发明提供一种齿轮式手动和自动无级动力变速箱，属机械传动技术领域。

现已有齿链式、带式、单盘式、多盘式、锥环式、行星轮式、钢球式及平面连杆式等多种无级变速箱。传动功率已从几十瓦到一百五十千瓦以上。调速范围从每分钟几百转到几转。有恒功率和变功率无级调速两类，并已广泛应用于轻工、化工、纺织、机床等机械及各类生产线上，但这些类型的无级变速箱传递动力的原理主要靠摩擦，故一般都处于小功率、低转速状态，并且都属于通用式无级变速箱，机械效率不可能很高，还不能满足车辆、船舶等要求大功率、高转速的需要。本发明传递动力原理是主要靠齿轮传递，故能克服这一弱点，满足高速、重载的需求。

本发明的目的是：提供一种基本的恒功率手动和自动无级动力变速箱，以满足要求无级变速传动的需要。

本发明的另一目的是：提供一种专用的恒功率手动和自动无级动力变速箱，以满足车辆及船舶等需要，尤其是满足要求高速重载传动的需要。

本发明的具体目的是提供一种由前、后差速行星齿轮排和定轴“行星”齿轮排封闭构成的差动行星齿轮传动机构，实现差动行星齿轮传动。

本发明的另一具体目的是提供一种特殊的湿式多片圆盘滑动摩擦离合器-调速制动器，用来控制差动行星齿轮传动的差动平衡变化，实现无级调速，一旦改变调速制动器的油缸油压，就改变了调速制动器的制动力矩，从而改变了差动行星传动的力矩平衡，而建立新的平衡，因而引起差动行星传动中各构件转速的变化，实现无级动力调速。

本发明还有一个具体目的即提供一种液压控制系统，该控制系统给调速制动器提供可变化压力的压力油，给调速制动器的摩擦片和变速箱的其它各部位提供润滑冷却油，该系统中有一个机油冷却器，用来控制该系统的热平衡油温。

本发明再一个具体目的是提供两个结构原理和调速制动器相同的方向离合器和两个方向行星排，以实现车辆前进、倒退和空挡功能。

本发明再还有一个具体目的是提供一种专用动力变速箱液压控制系统。该系统里设置有一个方向操纵阀，方向操纵阀里设置有压力阀、方向阀、安全阀和单向压力调制阀，压力阀是建立控制系统油压，方向阀是控制方向离合器压力油的流向，实现前进、倒退和空挡，安全阀是为防止压力阀芯卡死时损坏油泵而设置的，单向压力调制阀是为方向离合器结合时平稳，分离时快速排油设置的，方向操纵阀还有一个安全功能是方向阀必须先置于空挡位置，才能建立起工作油压。这个功能是为防止驾驶员误置方向手柄于前进或倒退位上，使启动发动机发生危险而设计的。

本发明再还有一个具体目的是：提供一种恒功率自动无级变速箱，当调速制动器油压保持某一定值，负载改变时，变速箱能自动变速变矩适应。

本发明的设计方案如下：

一、基本的手动和自动无级变速箱设计方案

该基本设计方案由两大部分组成：其一是差动行星传动装置，其二是液压控制系统。差动行星传动装置由前差速行星齿轮排、定轴“行星”齿轮排、后差速行星齿轮排和调速制动器组成。其特征是：前差速行星排的内齿圈和定轴“行星”排的太阳轮相连，定轴“行星”排的内齿圈和后差速行星排的太阳轮相连，前差速行星排的太阳轮和后差速行星排的行星架相连，动力由前差速行星排的行星架输入，由后差速行星排的内齿圈输出，构成一个功率分流后又合流的差动行星齿轮传动装置。调速制动器置于前差速行星排的内齿圈上，也可置于定轴“行星”排的内齿圈上。调速制动器又由油缸、活塞、主动摩擦片、被动摩擦片、承压板、密封环、内齿圈、离合器壳体组成。其特征是：主动摩擦片用花键与内齿圈相连，被动摩擦片用花键与变速箱壳体相连，油缸、活塞、承压板均置于箱体上，主、被动摩擦片是被浸泡在密封起来的、有一定润滑压力的强制润滑冷却油里，润滑冷却油是由液压系统提供，并且是不断循环的。主动摩擦片的润滑油槽由径向油槽和圆环形油槽构成，主、从动摩擦片之间有长期相对滑转功能。液压控制系统由油泵、滤油器、压力阀、调速阀、冷却器等组成。其特征是：油泵经过粗滤器从变速箱箱体里吸油，油泵打出的油经精滤器后到压力阀，经压力阀建立起系统压力后，到调速制动器对摩擦片润滑冷却，出来后到冷却器冷却，冷却后再经润滑阀到变速箱润滑。调速制动器的油缸油压可在零至设定压力范围内任意变化。调速阀从系统油压上减压后供给调速制动器压力油，控制调速制动器油压变化实现恒功率手动和自动无级动力调速，空挡及失速。

大调速范围基本设计方案为：把基本方案中的定轴“行星”排中的“行星”轮由单级改为双级。其特征是双级“行星”轮左边的大齿轮和定轴行星排的太阳轮啮合，右边的小齿轮和该行星排的内齿圈啮合。