為無級(jí)變速主傳動(dòng)裝置提供附加模式的單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可在多種模式(regime)中運(yùn)行的這類無級(jí)變速傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無級(jí)變速傳動(dòng)裝置(“CVT”)典型地包括:
[0003](a)變速器一具有旋轉(zhuǎn)輸入和旋轉(zhuǎn)輸出的設(shè)備，該設(shè)備能夠以無級(jí)的方式改變其輸入速度與其輸出速度之比(“變速比”)，以及
[0004](b)關(guān)聯(lián)的齒輪傳動(dòng)裝置，變速器借助該齒輪傳動(dòng)裝置接合在旋轉(zhuǎn)功率源(如發(fā)動(dòng)機(jī))與功率使用點(diǎn)(例如機(jī)動(dòng)車的從動(dòng)輪)之間。
[0005]傳動(dòng)裝置整體上提供的總速度比(“傳動(dòng)比”)是變速比的函數(shù)，但通常與其不相同，由關(guān)聯(lián)的齒輪傳動(dòng)裝置更改。
[0006]在齒輪傳動(dòng)裝置中引入典型地為行星輪(印icyclic)類型的“分路(shunt) ”齒輪裝置是眾所周知的。分路齒輪可用來使功率再循環(huán)，減小變速器自身處理的功率，并用來提供本領(lǐng)域中公知的“齒輪空檔”狀況。分路典型地具有接合到變速器的相對(duì)側(cè)的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)輸入、以及接合到諸如最終齒輪傳動(dòng)裝置并進(jìn)而接合到車輪的旋轉(zhuǎn)輸出。在一定的變速比(“齒輪空檔比”)下，分路的兩個(gè)輸入彼此抵消，維持輸出不變。這種狀況被稱為“齒輪空檔”，并使得傳動(dòng)裝置輸出軸在其未與正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)物理地脫離接合的情況下停止。因此，這樣的傳動(dòng)裝置可在沒有任何“起動(dòng)設(shè)備”(諸如用來在汽車起動(dòng)時(shí)和在剎車以停止時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置接合/脫離接合的傳統(tǒng)自動(dòng)傳動(dòng)裝置的手動(dòng)離合器或轉(zhuǎn)矩變換器)的情況下使用。齒輪空檔比一側(cè)的變速比提供反向輸出旋轉(zhuǎn)并使車輛反向行駛。齒輪空檔比另一側(cè)的變速比提供正向輸出旋轉(zhuǎn)并使車輛正向行駛。當(dāng)變速比處于齒輪空檔比時(shí)，從動(dòng)輪和車輛處于停止。
[0007]典型地，CVT的齒輪傳動(dòng)裝置結(jié)合有一個(gè)或多個(gè)離合器設(shè)備，這些離合器的嚙合/脫離嚙合允許傳動(dòng)裝置在“模式”之間切換。傳動(dòng)比是變速比的函數(shù)，但在每個(gè)模式中，變速比與傳動(dòng)比之間的關(guān)系是不同的。例如，機(jī)動(dòng)車傳動(dòng)裝置通常設(shè)計(jì)成提供兩種模式一高速和低速。低速模式提供倒車檔、齒輪空檔和低速前進(jìn)檔。高速模式提供較高速前進(jìn)檔。
[0008]齒輪傳動(dòng)裝置中的比率選擇成使得當(dāng)變速器達(dá)到接近其范圍的一端的一定變速器比(“同步比”)，從低速模式到高速模式的變化不會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)比的變化。在同步比下的模式變化可平穩(wěn)地進(jìn)行，不會(huì)導(dǎo)致車輪處扭矩的大的不連續(xù)或發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變化。
[0009]就傳動(dòng)裝置的能量效率而言，期望使用多個(gè)模式。變速器自身典型地是傳動(dòng)裝置中效率最低的部件。在任何給定的模式中，如果傳動(dòng)裝置整體上提供的比率范圍大于變速器的比率范圍，則分路“功率分流(power split)”。也就是說，僅有一部分的總功率通過變速器傳輸。減小給定模式中的比率范圍會(huì)減小總功率通過變速器的比例，且因此可以提高效率和減小變速器自身的必要尺寸和規(guī)格。因此，在某些情形中，期望可以提供兩種以上的模式。大型公路行駛的卡車提供了一個(gè)實(shí)例。對(duì)于這類車輛，能量效率是重要考慮因素，并且它們的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生特別高的功率和轉(zhuǎn)矩，在兩種模式傳動(dòng)裝置中，變速器對(duì)這種高功率和轉(zhuǎn)矩的處理可能是成問題的。
[0010]在三種或更多模式中運(yùn)行的CVT的已知實(shí)例在以Torotrak(發(fā)展)有限公司名義的公開的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 94/24462中提供。其美國(guó)對(duì)應(yīng)申請(qǐng)(counterpart)為US5643121。所述傳動(dòng)裝置使用兩個(gè)行星分路齒輪。其中一個(gè)行星分路齒輪在該文獻(xiàn)中被稱為“功率分流”行星輪，因?yàn)槠鋸陌l(fā)動(dòng)機(jī)接收功率并適應(yīng)第一軸和第二軸的相對(duì)速度的變化使功率在第一軸與第二軸之間分流。變速器自身具有其連接到第一軸的輸入及其連接到第二軸的輸出，因此(對(duì)于固定的發(fā)動(dòng)機(jī)速度)，變速比的增加會(huì)導(dǎo)致第二軸加速而第一軸減速，同時(shí)變速比的減小會(huì)導(dǎo)致第二軸減速而第一軸加速。每個(gè)軸都能夠選擇性地經(jīng)至少一個(gè)離合器/齒輪裝置接合到車輪。考慮當(dāng)傳動(dòng)比增加時(shí)會(huì)發(fā)生什么。首先，假定第一軸經(jīng)第一離合器/齒輪裝置連接到車輪。第二軸斷開且因此靠慣性運(yùn)行。變速器順利通過(sweepthrough)其比率范圍以增加第一軸的速度和從動(dòng)輪的速度。最終，變速器達(dá)到其比率范圍的端點(diǎn)，進(jìn)而同步模式變化被起動(dòng)，斷開第一軸并將第二軸通過第二離合器/齒輪裝置連接到車輪。此時(shí)，變速比的變化方向反向。然后，變速器往回順利通過其比率范圍，增加第二軸和從動(dòng)輪的速度。當(dāng)其達(dá)到其比率范圍的相對(duì)端時(shí)，可通過斷開第二軸并將第一軸經(jīng)第三離合器/齒輪裝置連接到車輪而變到更高速模式。原則上，通過為每個(gè)軸提供多個(gè)離合器/齒輪裝置來以不同的比率驅(qū)動(dòng)車輪，可提供任意數(shù)量的模式。
[0011]第二分路齒輪在WO 94/24462中被稱為“功率再循環(huán)”行星輪，并用來提供低速模式，包含齒輪空檔。其輸入跨越變速器連接，且其輸出可經(jīng)離合器連接到從動(dòng)輪。在低速模式中，第一軸和第二軸都與車輪斷開，車輪改為由功率再循環(huán)行星輪的輸出驅(qū)動(dòng)。
[0012]這類傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和布局是有問題的。WO 94/24462示出了其中兩個(gè)行星分路輪彼此共軸地并與傳動(dòng)裝置輸入軸共軸地布置，但變速器自身側(cè)向地偏離其公共軸線。從包裝的角度看，這并非總是便利的，也并非必然允許功率傳輸路徑中的齒輪的數(shù)量最小化，且不期望有附加的齒輪傳動(dòng)裝置，因?yàn)槠湓黾恿藗鲃?dòng)裝置能量耗散。
[0013]以基本類似的原理運(yùn)行但具有不同布局的傳動(dòng)裝置在再次以Torotrak (發(fā)展)有限公司名義的公開的國(guó)際專利申請(qǐng)WO 94/16244中公開。其美國(guó)對(duì)應(yīng)申請(qǐng)是US 5564998。在該傳動(dòng)裝置中，兩個(gè)行星輪裝置與變速器在任一側(cè)都共軸，但傳動(dòng)裝置的輸出通過偏離變速器的軸線的第二中間軸獲得，這在包裝方面也是成問題的。
[0014]名稱“輸入”和“輸出”上面已經(jīng)使用并還將在下面關(guān)于軸或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件重復(fù)使用，諸如變速器一實(shí)際上傳動(dòng)裝置自身的部件通過該軸或其他旋轉(zhuǎn)構(gòu)件接合到其他部件。對(duì)于區(qū)分部件的一側(cè)與另一側(cè)，這是有用的術(shù)語，但應(yīng)該理解，在大多數(shù)情形中，這些名稱基本是任意的，且功率的流動(dòng)(盡管在下面的論述中假定功率從發(fā)動(dòng)機(jī)流到車輪)將不必總是從輸入到輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的第一方面旨在提供一種多種模式傳動(dòng)裝置，其是能量有效的和/或制造經(jīng)濟(jì)的和/或便于包裝的。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種無級(jí)變速傳動(dòng)裝置，其具有傳動(dòng)裝置輸入軸和傳動(dòng)裝置輸出軸，并適于以無級(jí)變速傳動(dòng)比在該傳動(dòng)裝置輸入軸與傳動(dòng)裝置輸出軸之間傳遞動(dòng)力，該傳動(dòng)裝置進(jìn)一步包括:變速器，具有至少兩個(gè)變速器滾道(race)，動(dòng)力以無級(jí)變速比在這兩個(gè)變速器滾道之間傳遞，變速器滾道安裝成繞著第一中間軸所限定的軸線旋轉(zhuǎn)；第二中間軸，與第一中間軸側(cè)向地分離；分流器行星輪，具有布置成由傳動(dòng)裝置輸入軸驅(qū)動(dòng)的分流器行星輪輸入構(gòu)件和布置成分別驅(qū)動(dòng)第二中間軸和第一中間軸的兩個(gè)分流器行星輪輸出構(gòu)件；再循環(huán)行星輪，具有第一和第二再循環(huán)輸入構(gòu)件以及再循環(huán)輸出構(gòu)件，該第一和第二再循環(huán)輸入構(gòu)件布置成可操作地分別接合到第一中間軸和第二中間軸；以及離合器裝置，用于選擇性地嚙合:
[0017](a)其中再循環(huán)輸出構(gòu)件驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置輸出軸的模式；
[0018](b)其中第二中間軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置輸出軸的模式；以及
[0019](c)其中第一中間軸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置輸出軸的模式；
[0020]第一中間軸與下列各項(xiàng)共軸:
[0021]