行星齿轮无级变速器

本实用新型公开了一种行星齿轮无级变速器，它包括智能控制器、行星齿轮组和行星架调速机构，所述的行星齿轮组包括传动轴内齿圈和行星架内齿圈，传动轴内齿圈连接的第一传动轴，传动轴内齿圈内部设置太阳齿轮，太阳齿轮连接第二传动轴，行星架内齿圈的后端设置三个行星齿轮；所述的行星架调速机构包括泵体，泵体内设有环形分布的三个齿轮泵，每个齿轮泵的主动齿轮同轴固定连接调速齿轮，调速齿轮都与行星架内齿圈相啮合；每个齿轮泵的排油通道上设置电动流量调节阀，三个电动流量调节阀都与智能控制器电连接。它结构简单紧凑，机械强度大、使用寿命长、操作方便容易。

技术领域

本实用新型属于变速器技术领域，尤其是一种行星齿轮无级变速器。

背景技术

无级变速器可以在一个最大值和一个最小值之间连续地、无离散地变换齿轮比。采用无级变速器使得引擎和车轮之间保持理想的配合关系，从而改善燃油效率以及加速性能。

已知的有很多种无级变速器，例如可变直径皮带轮(variable diameter pulley，VDP)、环形无级变速箱(toroidal CVT)和锥形无级变速箱(cone CVT)。尽管现有的无级变速器的设计方案可以改善整体的动力总成的效率，但是其结构比较复杂，传动效率低，无法承受较大扭矩。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供了一种行星齿轮无级变速器，它结构简单紧凑， 机械强度大、使用寿命长、操作方便容易。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种行星齿轮无级变速器，其特征在于：它包括智能控制器、行星齿轮组和行星架调速机构，所述的行星齿轮组包括传动轴内齿圈和行星架内齿圈，传动轴内齿圈的后端设有底盘，底盘中心轴向连接向后伸出与发动机连接的第一传动轴，传动轴内齿圈内部中心轴向设置太阳齿轮，太阳齿轮连接向前伸出的第二传动轴，行星架内齿圈的后端设置三个环形布置且与太阳齿轮、传动轴内齿圈均啮合的三个行星齿轮；所述的行星架调速机构包括泵体，泵体内设有环形分布的三个齿轮泵，齿轮泵包括主动齿轮和从动齿轮，每个主动齿轮同轴固定连接位于泵体后端的调速齿轮，三个调速齿轮都与行星架内齿圈相啮合；每个齿轮泵都设有吸油通道和排油通道，在每个排油通道上设置电动流量调节阀，三个电动流量调节阀都与智能控制器电连接。

进一步，所述的泵体包括前后连接在一起的第一铸件盘和第二铸件盘，第一铸件盘设有容纳第二传动轴通过的第一中心通孔，第一中心通孔内壁与第二传动轴之间留有过油间隙，第二铸件盘设有容纳第二传动轴通过的第二中心通孔，第二中心通孔与第二传动轴之间通过轴承连接；第一铸件盘的前侧面设有环形分布的三个齿轮泵腔，齿轮泵相互啮合的主动齿轮和从动齿轮嵌入进齿轮泵腔里，所述的吸油通道是连通齿轮泵腔与第一铸件盘底部的吸油凹槽，所述的排油通道是连通齿轮泵腔与第一中心通孔的排油凹槽；所述的电动流量调节阀包括设置在排油凹槽上直径大于排油凹槽宽度的盲孔，在盲孔内设有柱塞阀芯，柱塞阀芯上设有过油孔或者过油缺口，柱塞阀芯由安装在第二铸件盘前侧面的步进电机驱动旋转，三个步进电机与智能控制器电连接，智能控制器调节三个步进电机及柱塞阀芯旋转角度，进而调节齿轮泵和行星架内齿圈旋转阻力，通过行星架内齿圈阻力变化调节第一传动轴与第二传动轴的传动比，实现无级变速。采用该进一步方案的有益效果是,结构简单，容易加工制作，第一铸件盘和第二铸件盘可以通过若干螺栓使其贴合在一起，可以把主动齿轮和从动齿轮封闭在齿轮泵腔内，吸油凹槽和排油凹槽变成吸油通道和排油通道；所述的第一铸件盘可以是齿轮箱侧壁，可以铸造齿轮箱时一次成型。

进一步，在盲孔与齿轮泵腔之间的排油凹槽内都设有压力传感器，三个压力传感器与智能控制器电连接。采用该进一步方案的有益效果是,可以实时地获取排油通道的油压，根据油压参数控制步进电机旋转角度，更精准地实现无级变速，

进一步，三个步进电机输出轴上的电机小齿轮分别与三个柱塞阀芯前端连接的柱塞大齿轮相啮合实现减速传动连接。进一步，电机小齿轮与柱塞大齿轮之间的传动比大于2。采用该进一步方案的有益效果是,它有利于提高变速控制精度。

进一步，在底盘设有多个环形分布的过油通道。

进一步，它还包括连接第二传动轴和第三传动轴控制第三传动轴正转、空挡和反转的换挡机构。

进一步，它还包括连接机车水箱用于调节变速器机油温度的热交换器。采用该进一步方案的有益效果是,它可以利用发动机水箱余热给机油加热，有利于克服冬季低温机油流动性差的问题，当润滑油温度过高的时候，它还可以给润滑油降温。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，使用方便，采用行星轮式结构，与发动机连接的第一传动轴连接传动轴内齿圈，太阳齿轮连接第二传动轴，行星架内齿圈的后端设置三个环形布置且与太阳齿轮、传动轴内齿圈均啮合的三个行星齿轮；智能控制器通过控制排油通道上的电动流量调节阀，进而调节齿轮泵和行星架内齿圈旋转阻力，通过行星架内齿圈阻力变化调节第一传动轴与第二传动轴的传动比，实现无级变速。本实用新型安装在变速箱的箱体里，齿轮泵输送的润滑油在箱体里内循环，不需要另外设置邮箱。

电动流量调节阀全部关闭时，齿轮泵和行星架内齿圈不旋转，此时第二传动轴转速最大；电动流量调节阀全部打开时，齿轮泵和行星架内齿圈无旋转阻力，此时第二传动轴无动力输出；电动流量调节阀无级变化调节开度时，齿轮泵和行星架内齿圈旋转阻力随之变化，行星架内齿圈与第二传动轴的转速是反比例关系，通过调节行星架内齿圈的转速，可以实现无级变速。

附图说明null实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“前”、“后”、“内”、“外”、“顺指针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1至图6所示，一种行星齿轮无级变速器，它包括智能控制器、行星齿轮组和行星架调速机构，所述的行星齿轮组包括传动轴内齿圈1和行星架内齿圈2，传动轴内齿圈1的后端设有底盘3，底盘3中心轴向连接向后伸出与发动机连接的第一传动轴4，传动轴内齿圈1内部中心轴向设置太阳齿轮5，太阳齿轮5连接向前伸出的第二传动轴6，行星架内齿圈2的后端设置三个环形布置且与太阳齿轮5、传动轴内齿圈1均啮合的三个行星齿轮7；所述的行星架调速机构包括泵体，泵体内设有环形分布的三个齿轮泵，齿轮泵包括主动齿轮8和从动齿轮9，每个主动齿轮8同轴固定连接位于泵体后端的调速齿轮10，三个调速齿轮10都与行星架内齿圈2相啮合；每个齿轮泵都设有吸油通道和排油通道，在每个排油通道上设置电动流量调节阀，三个电动流量调节阀都与智能控制器电连接。

所述的泵体包括前后连接在一起的第一铸件盘11和第二铸件盘12，第一铸件盘11设有容纳第二传动轴6通过的第一中心通孔13，第一中心通孔13内壁与第二传动轴6之间留有过油间隙，第二铸件盘12设有容纳第二传动轴6通过的第二中心通孔14，第二中心通孔14与第二传动轴6之间通过轴承15连接；第一铸件盘11的前侧面设有环形分布的三个齿轮泵腔16，齿轮泵相互啮合的主动齿轮8和从动齿轮9嵌入进齿轮泵腔16里，所述的吸油通道是连通齿轮泵腔16与第一铸件盘11底部的吸油凹槽17，所述的排油通道是连通齿轮泵腔16与第一中心通孔13的排油凹槽18；所述的电动流量调节阀包括设置在排油凹槽18上直径大于排油凹槽18宽度的盲孔19，在盲孔19内设有柱塞阀芯20，柱塞阀芯20上设有过油缺口21，柱塞阀芯20由安装在第二铸件盘12前侧面的步进电机22驱动旋转，三个步进电机22与智能控制器电连接，智能控制器调节三个步进电机22及柱塞阀芯20旋转角度，进而调节齿轮泵和行星架内齿圈2旋转阻力，通过行星架内齿圈2阻力变化调节第一传动轴4与第二传动轴6的传动比，实现无级变速。

三个步进电机22输出轴上的电机小齿轮24分别与三个柱塞阀芯20前端连接的柱塞大齿轮25相啮合实现减速传动连接；电机小齿轮24与柱塞大齿轮25之间的传动比为2.18。在底盘3设有三个环形分布的过油通道27。它还包括连接第二传动轴6和第三传动轴28控制第三传动轴28正转、空挡和反转的换挡机构29。它还包括连接机车水箱用于调节变速器机油温度的热交换器26。

本实用新型的工作原理说明如下：

（1）高速传动：参见图7，步进电机22驱动柱塞阀芯20旋转使排油通道关闭，受到油路关闭阻力齿轮泵的主动齿轮8和从动齿轮9停止旋转，行星架内齿圈2停止旋转，传动轴内齿圈1顺时针旋转，太阳齿轮5逆时针旋转，传动轴内齿圈1一圈的齿数为36个，太阳齿轮5一圈的齿数为12个，第一传动轴转1圈，第二传动轴6转3圈，实现最高速传动。

（2）无扭矩传动：参见图8，步进电机22驱动柱塞阀芯20旋转使排油通道完全打开，齿轮泵的主动齿轮8、从动齿轮9和行星架内齿圈2旋转阻力小于太阳齿轮5旋转阻力，行星架内齿圈2跟随传动轴内齿圈1旋转，太阳齿轮5不旋转，第二传动轴6不跟随第一传动轴4旋转。

（3）变速传动：参见图9，步进电机22驱动柱塞阀芯20旋转，使排油通道的通量大小产生变化，齿轮泵的主动齿轮8、从动齿轮9和行星架内齿圈2旋转阻力也随之变化，行星架内齿圈2的转速与太阳齿轮5转速成反比例关系，智能控制器通过控制步进电机22转角，进而控制行星架内齿圈2阻力和转速的大小，实现无级变速。

最后应当说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。