[0006] 本发明的目的是克服现有无级变速器技术通过摩擦力传递转矩小的缺点,以及克服普通CVT无级变速器无法实现内燃发动机不停机时零转速输出的缺点,提供一种采用全齿轮传动的齿圈偏心旋转无级变速系统,该无级变速系统传递的转矩大,能够应用于大功率燃油汽车动力系统和大型机械的无级变速装置,并且该无级变速系统能够确保燃油发动机始终在经济转速区域内运行的前提下,实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,若燃油汽车配置该无级变速系统,能够提高该燃油汽车燃油效率、降低污染物排放。本发明的实施方案如下:
[0007] 所述无级变速系统包括内燃发动机、离合器一、连接齿轮部件二、连接齿轮部件一、调节机构动力装置一、无级变速器一、调节机构动力装置二、无级变速器二、测速装置、主减速器、离合器二。离合器一的输入轴与内燃发动机的输出轴连接在一起,连接齿轮部件一和连接齿轮部件二分别采用两个圆锥形齿轮或者采用两个圆柱形齿轮,连接齿轮部件一把离合器一的输出轴与无级变速器一的输入轴连接在一起,连接齿轮部件二把离合器一的输出轴与无级变速器二的输入轴连接在一起,调节机构动力装置一和调节机构动力装置二分别采用电动机或者采用液压执行装置或者采用手动操作杆机构,调节机构动力装置一与无级变速器一的调节端连接在一起,调节机构动力装置二与无级变速器二的调节端连接在一起,主减速器采用双锥齿差速减速机构,主减速器的两个输入轴分别是减速器输入轴一、减速器输入轴二,主减速器的输出轴是主行星支架传动轴,减速器输入轴一与无级变速器一的输出端连接在一起,减速器输入轴二与无级变速器二的输出端连接在一起,主行星支架传动轴的一端与离合器二的输入轴连接在一起,主行星支架传动轴的另一端与测速装置连接在一起,离合器二的输出轴与负载装置连接在一起。
[0008] 所述无级变速系统通过连接齿轮部件一和无级变速器一传递内燃发动机一部分输出转矩驱动主减速器的减速器输入轴一形成转矩传递通道一,所述无级变速系统通过连接齿轮部件二和无级变速器二传递内燃发动机一部分输出转矩驱动主减速器的减速器输入轴二形成转矩传递通道二,转矩传递通道一和转矩传递通道二都能够无级变速。主减速器输出轴旋转速度及旋转方向与主减速器两个输入轴的转速差相关,通过调节机构动力装置一驱动无级变速器一的调节端改变无级变速器一的输出端旋转速度,即改变主减速器的减速器输入轴一旋转速度,通过调节机构动力装置二驱动无级变速器二的调节端改变无级变速器二的输出端旋转速度,即改变主减速器的减速器输入轴二旋转速度,能够实现控制主减速器输出轴旋转速度及旋转方向,由测速装置监控主减速器输出轴旋转速度,并且通过离合器二的分离状态或者接合状态控制主减速器的转矩输出状态,形成一种采用全齿轮传动的齿圈偏心旋转无级变速系统。
[0009] 无级变速器一与无级变速器二结构相同,所述无级变速器包括固定板部件、联轴器部件、摆动行星齿轮部件、摆动行星支架部件、滑轨支架部件、平衡轮部件,固定板部件包括固定板一、固定板二、调节板、导向固定柱、调节齿轮、调节齿条、平行输出齿轮,联轴器部件包括同心滑块、十字滑块、摆动滑块、传动销,摆动行星齿轮部件包括摆动齿圈、齿轮固定轴、太阳齿轮、过渡齿轮、行星齿轮、铰链部件,铰链部件包括齿轮连接板一、齿轮连接板二、齿轮连接板三、齿轮连接板四、定位轴、行星齿轮销轴,摆动行星支架部件包括摆动行星支架、摆动限位滚轮、限位滚轮销轴,滑轨支架部件包括滑轨支架、滑轨二、联动齿轮、联动齿轮轴、弹簧挡杆,平衡轮部件包括平衡轮、调节滚轮销轴、仿形调节滚轮、复位弹簧,联轴器部件、摆动行星齿轮部件、摆动行星支架部件、滑轨支架部件、平衡轮部件沿着轴向依次安装在固定板部件的轴向内侧。所述无级变速器的输入端是滑轨支架的外花键一,所述无级变速器的输出端是平行输出齿轮的外花键二,所述无级变速器的调节端是调节齿轮的调节齿轮轴。摆动行星支架部件和摆动行星齿轮部件组成齿圈偏心旋转行星齿轮减速器,其固定件是太阳齿轮,主动件是摆动行星支架,从动件是摆动齿圈,齿圈偏心旋转行星齿轮减速器做减速传动。
[0010] 齿圈偏心旋转行星齿轮减速器有同心运行状态和偏心运行状态两种工作状态。齿圈偏心旋转行星齿轮减速器在偏心运行状态时,摆动齿圈与太阳齿轮不同心,摆动行星支架驱动摆动齿圈围绕摆动齿圈轴线自转的同时,摆动齿圈还会围绕太阳齿轮轴线公转,若某个时刻摆动行星支架沿着摆动行星支架正向旋转方向旋转四分之一圈,摆动行星支架驱动摆动齿圈围绕太阳齿轮轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向公转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b与摆动齿圈偏心移动时的偏心距离除以齿距所得到的摆动齿圈偏心齿数c之和,与此同时,过渡齿轮与太阳齿轮啮合并驱动行星齿轮旋转,行星齿轮驱动摆动齿圈围绕摆动齿圈轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向的相反方向自转的齿数等于太阳齿轮四分之一齿数a,由于摆动齿圈自转方向与公转方向相反,并且摆动齿圈四分之一齿数b大于太阳齿轮四分之一齿数a,则摆动齿圈实际旋转方向与公转方向相同,若某个时刻摆动行星支架旋转四分之一圈时,则摆动齿圈沿着摆动齿圈正向旋转方向实际旋转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b加上摆动齿圈偏心齿数c减去太阳齿轮四分之一齿数a,增加或者减少摆动齿圈偏心移动时的偏心距离能够增加或者减少摆动齿圈偏心齿数c,即增加或者减少摆动齿圈旋转速度,实现所述无级变速器的无级变速目的。
[0011] 固定板二呈矩形,或者固定板二呈圆盘形,其轴向一端径向中心有呈圆筒形的凸台一,凸台一径向中心有轴向的凸台轴孔一,凸台一径向外表面有径向的固定孔四,凸台一径向外侧的固定板二轴向端面有呈圆筒形的凸台二,凸台二径向中心有轴向的凸台轴孔二,凸台二轴向两端各有一个轴承安装孔四,轴承安装孔四与凸台轴孔二同心,固定板二径向外侧轴向端面分布有若干个导向固定孔二,每一个导向固定孔二有一个与之垂直相交的固定孔二,固定孔二的一端位于固定板二径向外表面。
[0012] 固定板一呈矩形,或者固定板一呈圆盘形,其径向中心有轴向的固定板中心孔一,固定板一轴向一端有一个轴承安装孔一,轴承安装孔一与固定板中心孔一同心,轴承安装孔一径向外侧的固定板一轴向端面有固定板导向孔,固定板一径向外侧轴向端面分布有若干个导向固定孔一,每一个导向固定孔一有一个与之垂直相交的固定孔一,固定孔一的一端位于固定板一径向外表面。
[0013] 调节板呈矩形,或者调节板呈圆盘形,其径向中心有呈圆锥形的调节锥,调节锥径向中心有轴向的调节板中心孔,调节锥径向外侧的调节板轴向端面有导向固定孔三,导向固定孔三有一个与之垂直相交的固定孔三,固定孔三的一端位于调节板径向外表面,调节板径向外侧轴向端面分布有若干个调节板导向孔。
[0014] 导向固定柱呈圆柱形,其两端各有一个径向的固定柱销孔。调节齿轮轴向一端有圆柱形轮齿一,调节齿轮另一端有调节齿轮轴。调节齿条轴向中间是齿条,调节齿条轴向两端呈圆柱形,调节齿条轴向一端有径向的定位销孔一。平行输出齿轮轴向一端至另一端依次是外花键二、轴颈四、定位轴肩四、圆柱形轮齿二,外花键二与轴颈四之间有径向的定位销孔三。
[0015] 同心滑块呈圆盘形,其径向中心有轴向的滑块中心孔三,同心滑块轴向一端有轨道槽二,轨道槽二穿过滑块中心孔三呈径向分布,同心滑块轴向另一端有轴承安装孔三,轴承安装孔三与滑块中心孔三同心,同心滑块轴向另一端径向外侧有联轴器齿轮,联轴器齿轮是圆柱形外齿轮。
[0016] 摆动滑块呈圆盘形,其径向中心有轴向的滑块中心孔一,摆动滑块轴向一端有轨道槽一,轨道槽一穿过滑块中心孔一呈径向分布,摆动滑块径向外表面均布若干个传动销孔二。
[0017] 十字滑块呈圆盘形,其径向中心有轴向的滑块中心孔二,十字滑块轴向一端有轨道凸台二,轨道凸台二穿过滑块中心孔二呈径向分布,轨道凸台二径向截面轮廓与同心滑块的轨道槽二径向截面轮廓相啮合,十字滑块轴向另一端有轨道凸台一,轨道凸台一穿过滑块中心孔二呈径向分布,轨道凸台一径向截面轮廓与摆动滑块的轨道槽一径向截面轮廓相啮合,轨道凸台二与轨道凸台一相互垂直。
[0018] 传动销、固定销一、固定销二、固定销三、固定销四、固定销五呈圆柱形。定位挡圈呈圆筒形,其径向中心是定位挡圈轴孔,定位挡圈径向外表面有径向的定位挡圈销孔。
[0019] 摆动齿圈呈圆筒形,其轴向一端径向内表面有圆柱形内齿轮,摆动齿圈轴向另一端径向内表面至外表面均布若干个径向的传动销孔一。太阳齿轮、过渡齿轮、行星齿轮是圆柱形外齿轮,太阳齿轮径向中心是太阳齿轮轴孔,太阳齿轮轴孔内表面有内键槽,过渡齿轮径向中心是过渡齿轮轴孔,行星齿轮径向中心是行星齿轮轴孔。
[0020] 齿轮固定轴呈圆柱形,其轴向一端至另一端依次是轴段三、定位轴肩三、轴颈三、轴段二、轴颈二,轴段三远离定位轴肩三一端径向外表面有定位销孔二,轴段二径向外表面有外键槽,轴颈二直径小于轴段二直径,在轴颈二与轴段二之间形成定位轴肩二。定位轴呈圆柱形,定位轴两端直径小于定位轴中间位置直径,在定位轴两端与中间位置之间各形成一个定位轴肩五。行星齿轮销轴呈圆柱形,其轴向一端是行星齿轮销轴轴肩。
[0021] 齿轮连接板一与齿轮连接板二结构相同,齿轮连接板一与齿轮连接板二呈长圆形,其径向一端有铰链孔一,其径向另一端并列分布有一个铰链孔二和一个铰链孔三。齿轮连接板三呈长圆形,其径向一端有铰链孔四,其径向另一端有一个铰链轴,铰链轴垂直于齿轮连接板三的板面。齿轮连接板四呈长圆形,其径向一端有铰链孔六,其径向另一端有一个铰链孔五,齿轮连接板四的铰链孔五位置与齿轮连接板三的铰链轴位置相对应,齿轮连接板四的铰链孔六位置与齿轮连接板三的铰链孔四位置相对应。
[0022] 摆动行星支架呈圆盘形,其径向中心有轴向的行星支架中心孔,摆动行星支架轴向一端有两个相互平行的行星支架燕尾槽,两个行星支架燕尾槽分别位于行星支架中心孔径向两侧,两个行星支架燕尾槽之间有一个联动齿条二,两个行星支架燕尾槽之间靠近行星支架中心孔的摆动行星支架轴向端面有一个行星齿轮销轴固定孔,摆动行星支架径向外侧轴向端面分布有若干个限位滚轮销轴固定孔。摆动限位滚轮呈圆筒形,其径向中心有轴向的限位滚轮轴孔。限位滚轮销轴呈圆柱形,其轴向一端是限位滚轮销轴轴肩。
[0023] 平衡轮呈圆盘形,其径向中心有轴向的平衡轮中心孔,平衡轮轴向一端有两个相互平行的平衡轮燕尾槽,两个平衡轮燕尾槽分别位于平衡轮中心孔径向两侧,两个平衡轮燕尾槽之间有一个联动齿条一,平衡轮轴向另一端有呈三角形的滚轮支架,滚轮支架的三角形斜边上有一个滚轮安装槽,沿着滚轮支架的三角形斜边方向有调节滚轮销轴固定孔,调节滚轮销轴固定孔穿过滚轮安装槽,滚轮支架与联动齿条一分别位于平衡轮中心孔径向两侧,两个平衡轮燕尾槽之间靠近滚轮支架的平衡轮径向外表面有弹簧安装槽,弹簧安装槽有两个开口端,其平衡轮径向外表面方向是开口端一,弹簧安装槽在远离滚轮支架的平衡轮轴向端面方向是其开口端二。仿形调节滚轮呈圆筒形,其径向中心有轴向的调节滚轮轴孔。调节滚轮销轴呈圆柱形,其轴向一端是调节滚轮销轴轴肩。
[0024] 滑轨支架轴向一端至另一端依次是外花键一、轴颈一、轴段一、滑轨支架盘,轴颈一直径小于轴段一直径,在轴颈一与轴段一之间形成定位轴肩一,滑轨支架盘呈圆盘形,其径向中心有轴向的轴承安装孔二,轴承安装孔二与轴颈一同心,轴承安装孔二与轴段一分别位于滑轨支架盘轴向两端,轴承安装孔二径向两侧的滑轨支架盘轴向端面各有一个滑轨一,滑轨一径向截面呈燕尾形,滑轨一截面轮廓与摆动行星支架的行星支架燕尾槽截面轮廓相啮合,两个滑轨一相互平行,轴段一径向两侧的滑轨支架盘轴向端面各有一个滑轨支架燕尾槽,滑轨支架燕尾槽径向截面呈燕尾形,两个滑轨支架燕尾槽相互平行,滑轨支架燕尾槽与滑轨一相互平行,两个滑轨一之间的滑轨支架盘轴向端面有一个矩形的齿轮槽孔,齿轮槽孔有一个与之垂直相交的联动齿轮轴固定孔,联动齿轮轴固定孔与两个滑轨支架燕尾槽垂直相交,联动齿轮轴固定孔的外侧两端位于滑轨支架盘径向外表面,联动齿轮轴固定孔的内侧两端位于齿轮槽孔中,两个滑轨支架燕尾槽之间的滑轨支架盘轴向端面有一个弹簧挡杆固定孔,弹簧挡杆固定孔与齿轮槽孔分别位于轴段一径向两侧。
[0025] 滑轨支架部件共有两个滑轨二,滑轨二截面呈双燕尾形,滑轨二截面的一个燕尾形轮廓与滑轨支架的滑轨支架燕尾槽截面轮廓相啮合,滑轨二截面的另一个燕尾形轮廓与平衡轮的平衡轮燕尾槽截面轮廓相啮合。联动齿轮是圆柱形外齿轮,其径向中心是联动齿轮轴孔。联动齿轮轴呈圆柱形。弹簧挡杆呈L形,其截面呈圆形。
[0026] 固定板部件的若干个导向固定柱轴向中间位置安装在调节板的调节板导向孔中,导向固定柱轴向两端分别安装在固定板一的导向固定孔一中和固定板二的导向固定孔二中,固定销一安装在固定板一的固定孔一中和导向固定柱轴向一端的固定柱销孔中,固定销二安装在固定板二的固定孔二中和导向固定柱轴向另一端的固定柱销孔中。轴承一安装在固定板一的轴承安装孔一中。调节齿条轴向一端安装在调节板的导向固定孔三中,固定销三安装在调节板的固定孔三中和调节齿条轴向一端的定位销孔一中,调节齿条轴向另一端安装在固定板一的固定板导向孔中。调节齿轮的圆柱形轮齿一与调节齿条轴向中间的齿条啮合。两个轴承四分别安装在固定板二的轴承安装孔四中,平行输出齿轮的外花键二穿过固定板二的凸台轴孔二位于固定板二的轴向外侧,平行输出齿轮的轴颈四穿过固定板二的凸台轴孔二安装在轴承四的轴孔中,平行输出齿轮的圆柱形轮齿二位于固定板二与调节板轴向之间位置,定位挡圈的定位挡圈轴孔安装在平行输出齿轮的轴颈四径向外表面,固定销五安装在平行输出齿轮的定位销孔三中和定位挡圈的定位挡圈销孔中,齿轮固定轴的轴段三安装在固定板二的凸台轴孔一中,固定销四安装在固定板二的固定孔四中和齿轮固定轴的定位销孔二中。
[0027] 联轴器部件的十字滑块的轨道凸台一安装在摆动滑块的轨道槽一中,十字滑块的轨道凸台二安装在同心滑块的轨道槽二中,轴承三安装在同心滑块的轴承安装孔三中,轴承三的轴孔安装在齿轮固定轴的轴颈三径向外表面,齿轮固定轴依次穿过同心滑块的滑块中心孔三、十字滑块的滑块中心孔二、摆动滑块的滑块中心孔一,同心滑块的联轴器齿轮与平行输出齿轮的圆柱形轮齿二啮合。
[0028] 摆动行星齿轮部件的太阳齿轮通过键条安装在齿轮固定轴的轴段二径向外表面,即键条安装在齿轮固定轴的外键槽中和太阳齿轮的内键槽中,齿轮连接板一和齿轮连接板二分别安装在太阳齿轮轴向两端,齿轮连接板一和齿轮连接板二的铰链孔一分别安装在齿轮固定轴的轴段二径向外表面,定位轴轴向两端分别安装在齿轮连接板一和齿轮连接板二的铰链孔三中,齿轮连接板三的铰链轴分别安装在齿轮连接板一和齿轮连接板二的铰链孔二中,过渡齿轮安装在齿轮连接板一和齿轮连接板二轴向之间位置,并且过渡齿轮的过渡齿轮轴孔安装在齿轮连接板三的铰链轴径向外表面,齿轮连接板四的铰链孔五安装在齿轮连接板三的铰链轴轴向外侧一端,并且齿轮连接板四位于齿轮连接板二轴向外侧一端,行星齿轮销轴分别安装在齿轮连接板四的铰链孔六中和齿轮连接板三的铰链孔四中,并且行星齿轮销轴的行星齿轮销轴轴肩与齿轮连接板四接触安装在一起,行星齿轮安装在齿轮连接板三和齿轮连接板四轴向之间位置,并且行星齿轮的行星齿轮轴孔安装在行星齿轮销轴径向外表面,摆动齿圈安装在行星齿轮、过渡齿轮、太阳齿轮径向外侧,摆动齿圈、行星齿轮、过渡齿轮、太阳齿轮依次啮合,传动销的轴向两端分别安装在摆动齿圈的传动销孔一中和摆动滑块的传动销孔二中。
[0029] 摆动行星支架部件的限位滚轮销轴轴向中间位置安装在摆动限位滚轮的限位滚轮轴孔中,限位滚轮销轴的限位滚轮销轴轴肩与摆动限位滚轮轴向一端接触安装在一起,限位滚轮销轴轴向外侧一端安装在摆动行星支架的限位滚轮销轴固定孔中 ,若干个摆动限位滚轮位于没有联动齿条二的摆动行星支架轴向一端,齿轮固定轴穿过摆动行星支架的行星支架中心孔,若干个摆动限位滚轮径向外表面与摆动齿圈径向外表面接触安装在一起,行星齿轮销轴轴向外侧一端安装在摆动行星支架的行星齿轮销轴固定孔中。
[0030] 滑轨支架部件的弹簧挡杆轴向一端安装在滑轨支架的弹簧挡杆固定孔中,联动齿轮安装在滑轨支架的齿轮槽孔中,联动齿轮轴安装在滑轨支架的联动齿轮轴固定孔中和联动齿轮的联动齿轮轴孔中,每一个滑轨二一半径向截面轮廓安装在滑轨支架的滑轨支架燕尾槽中,使联动齿轮轴不能从滑轨支架的联动齿轮轴固定孔中脱落,轴承二安装在滑轨支架的轴承安装孔二中,滑轨支架的外花键一依次穿过调节板的调节板中心孔和固定板一的固定板中心孔一位于固定板一的轴向外侧,滑轨支架的轴颈一安装在轴承一的轴孔中,齿轮固定轴的轴颈二安装在轴承二的轴孔中,滑轨支架的两个滑轨一分别安装在摆动行星支架的行星支架燕尾槽中,联动齿轮与摆动行星支架的联动齿条二啮合。
[0031] 平衡轮部件的仿形调节滚轮安装在平衡轮的滚轮安装槽中,调节滚轮销轴安装在平衡轮的调节滚轮销轴固定孔中和仿形调节滚轮的调节滚轮轴孔中,仿形调节滚轮径向外表面与调节板的调节锥径向外表面接触安装在一起,复位弹簧安装在平衡轮的弹簧安装槽中,滑轨支架的轴段一穿过平衡轮的平衡轮中心孔,每一个滑轨二的另一半径向截面轮廓安装在平衡轮的平衡轮燕尾槽中,弹簧挡杆轴向另一端安装在平衡轮的弹簧安装槽中,并且弹簧挡杆轴向另一端与复位弹簧轴向端面接触安装在一起,联动齿轮与平衡轮的联动齿条一啮合。
[0032] 主减速器包括主行星支架部件、输入锥齿轮二、减速器输入轴二、输入锥齿轮一、减速器输入轴一、双锥齿轮一、轴套一、挡圈一、销一、双锥齿轮二、轴套二、挡圈二、销二,主行星支架部件包括主行星支架传动轴、主行星锥齿轮、主行星轴、主行星支架、轴套三。输入锥齿轮二、减速器输入轴二、输入锥齿轮一、减速器输入轴一分别安装在主行星支架部件径向外侧,主行星支架传动轴轴向两端既是主减速器的输出轴,又是所述无级变速系统的输出轴。
[0033] 主行星支架呈环形,主行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面,每一个支架安装平面中心有一个支架固定轴孔。主行星支架传动轴轴向中间的固定轴肩径向外表面均布若干个径向的固定轴孔,主行星轴一端安装在主行星支架传动轴的固定轴孔中,主行星轴另一端安装在主行星支架的支架固定轴孔中,轴套三安装在主行星轴轴向中间位置,主行星锥齿轮安装在轴套三径向外表面。
[0034] 双锥齿轮一径向中间是双锥齿轮轴孔一,双锥齿轮一径向外侧的轴向两端分别是内侧轮齿一、外侧轮齿一。双锥齿轮二径向中间是双锥齿轮轴孔二,双锥齿轮二径向外侧的轴向两端分别是内侧轮齿二、外侧轮齿二。双锥齿轮一和双锥齿轮二分别安装在主行星支架部件轴向两端,双锥齿轮一的内侧轮齿一与主行星支架部件的主行星锥齿轮啮合,双锥齿轮二的内侧轮齿二与主行星支架部件的主行星锥齿轮啮合。轴套一安装在主行星支架传动轴的固定轴肩轴向右侧位置,双锥齿轮一安装在轴套一径向外表面,挡圈一、销一安装固定在轴套一轴向右侧的主行星支架传动轴径向外表面。轴套二安装在主行星支架传动轴的固定轴肩轴向左侧位置,双锥齿轮二安装在轴套二径向外表面,挡圈二、销二安装固定在轴套二轴向左侧的主行星支架传动轴径向外表面。减速器输入轴一轴向一端是输入锥齿轮一,输入锥齿轮一与双锥齿轮一的外侧轮齿一啮合,减速器输入轴二轴向一端是输入锥齿轮二,输入锥齿轮二与双锥齿轮二的外侧轮齿二啮合。
[0035] 无级变速器一和无级变速器二运行过程是:所述无级变速器在同心运行状态时,摆动齿圈与太阳齿轮同心,摆动齿圈轴线与太阳齿轮轴线重合。内燃发动机通过连接齿轮部件一或者连接齿轮部件二驱动滑轨支架旋转,滑轨支架通过滑轨二驱动平衡轮旋转,仿形调节滚轮沿着调节板的调节锥径向外表面旋转,与此同时,滑轨支架通过滑轨一驱动摆动行星支架旋转,在齿圈偏心旋转行星齿轮减速器中,太阳齿轮是固定件,摆动行星支架是主动件,摆动齿圈是从动件,摆动齿圈、行星齿轮、过渡齿轮、太阳齿轮依次啮合,若某个时刻摆动行星支架沿着摆动行星支架正向旋转方向旋转四分之一圈,摆动行星支架通过行星齿轮销轴和行星齿轮驱动摆动齿圈围绕太阳齿轮轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向公转,摆动齿圈从D点至E点旋转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b,与此同时,摆动行星支架通过行星齿轮销轴和行星齿轮驱动过渡齿轮围绕太阳齿轮旋转,使过渡齿轮沿着过渡齿轮正向旋转方向旋转,过渡齿轮驱动行星齿轮沿着行星齿轮正向旋转方向旋转,行星齿轮驱动摆动齿圈围绕摆动齿圈轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向的相反方向自转,其自转的齿数等于太阳齿轮四分之一齿数a,由于摆动齿圈自转方向与公转方向相反,并且摆动齿圈四分之一齿数b大于太阳齿轮四分之一齿数a,则摆动齿圈实际旋转方向与公转方向相同,齿圈偏心旋转行星齿轮减速器做减速传动。所述无级变速器在同心运行状态时,若某个时刻摆动行星支架沿着摆动行星支架正向旋转方向旋转四分之一圈时,则摆动齿圈沿着摆动齿圈正向旋转方向实际旋转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b减去太阳齿轮四分之一齿数a。摆动齿圈依次通过传动销、摆动滑块、十字滑块、同心滑块驱动联轴器齿轮旋转,联轴器齿轮驱动平行输出齿轮旋转。
[0036] 所述无级变速器在偏心运行状态时,调节机构动力装置一或者调节机构动力装置二驱动调节齿轮的调节齿轮轴旋转,调节齿轮依次通过调节齿条、固定销三驱动调节板沿着正向调节方向移动,调节板的调节锥依次通过仿形调节滚轮、调节滚轮销轴、平衡轮压缩复位弹簧并驱动平衡轮向滚轮支架径向外侧移动,平衡轮的联动齿条一依次通过联动齿轮、摆动行星支架的联动齿条二驱动摆动行星支架和摆动齿圈向平衡轮移动的相反方向移动,此时摆动齿圈与太阳齿轮不同心,摆动齿圈轴线与太阳齿轮轴线之间有偏心距离,该偏心距离除以齿距得到摆动齿圈偏心齿数c。内燃发动机通过连接齿轮部件一或者连接齿轮部件二驱动滑轨支架旋转,滑轨支架通过滑轨二驱动平衡轮旋转,仿形调节滚轮沿着调节板的调节锥径向外表面旋转,与此同时,滑轨支架通过滑轨一驱动摆动行星支架旋转,在齿圈偏心旋转行星齿轮减速器中,太阳齿轮是固定件,摆动行星支架是主动件,摆动齿圈是从动件,摆动齿圈、行星齿轮、过渡齿轮、太阳齿轮依次啮合,若某个时刻摆动行星支架沿着摆动行星支架正向旋转方向旋转四分之一圈,摆动行星支架通过行星齿轮销轴和行星齿轮驱动摆动齿圈围绕太阳齿轮轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向公转,摆动齿圈从D点至E点旋转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b与摆动齿圈偏心齿数c之和,与此同时,摆动行星支架通过行星齿轮销轴和行星齿轮驱动过渡齿轮围绕太阳齿轮旋转,使过渡齿轮沿着过渡齿轮正向旋转方向旋转,过渡齿轮驱动行星齿轮沿着行星齿轮正向旋转方向旋转,行星齿轮驱动摆动齿圈围绕摆动齿圈轴线沿着摆动齿圈正向旋转方向的相反方向自转,其自转的齿数等于太阳齿轮四分之一齿数a,由于摆动齿圈自转方向与公转方向相反,并且摆动齿圈四分之一齿数b大于太阳齿轮四分之一齿数a,则摆动齿圈实际旋转方向与公转方向相同,齿圈偏心旋转行星齿轮减速器做减速传动。所述无级变速器在偏心运行状态时,若某个时刻摆动行星支架沿着摆动行星支架正向旋转方向旋转四分之一圈时,则摆动齿圈沿着摆动齿圈正向旋转方向实际旋转的齿数等于摆动齿圈四分之一齿数b加上摆动齿圈偏心齿数c减去太阳齿轮四分之一齿数a。增加或者减少摆动齿圈偏心移动时的偏心距离能够增加或者减少摆动齿圈偏心齿数c,即增加或者减少摆动齿圈旋转速度,使摆动齿圈旋转速度能够无级变速,摆动齿圈依次通过传动销、摆动滑块、十字滑块、同心滑块驱动联轴器齿轮旋转,联轴器齿轮驱动平行输出齿轮旋转,实现所述无级变速器的无级变速目的。
[0037] 所述无级变速器的摆动行星支架部件驱动摆动行星齿轮部件旋转运行时,摆动限位滚轮在摆动齿圈径向外表面滚动,确保摆动齿圈按照调节齿轮设定的偏心距离旋转。联轴器部件组成十字滑块联轴器,摆动齿圈偏心旋转时,摆动齿圈轴线与太阳齿轮轴线之间的偏心距离通过十字滑块的轨道凸台一与摆动滑块的轨道槽一之间的滑动,以及通过十字滑块的轨道凸台二与同心滑块的轨道槽二之间的滑动相互抵消,确保同心滑块与太阳齿轮同心。
[0038] 主减速器运行过程是:无级变速器一的输出端驱动主减速器的减速器输入轴一沿着输入轴一旋转方向旋转,减速器输入轴一通过输入锥齿轮一驱动双锥齿轮一围绕输出轴轴线沿着双锥齿轮一旋转方向旋转,无级变速器二的输出端驱动主减速器的减速器输入轴二沿着输入轴二旋转方向旋转,减速器输入轴二通过输入锥齿轮二驱动双锥齿轮二围绕输出轴轴线沿着双锥齿轮二旋转方向旋转,双锥齿轮一旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相反。若减速器输入轴一旋转速度与减速器输入轴二旋转速度相等时,主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线自转,主行星支架处于静止状态,主行星支架传动轴的转速为零。
[0039] 若减速器输入轴一旋转速度大于减速器输入轴二旋转速度时,双锥齿轮一驱动主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线沿着主行星锥齿轮旋转方向的旋转速度大于双锥齿轮二驱动主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线沿着主行星锥齿轮旋转方向的旋转速度,为了抵消双锥齿轮一和双锥齿轮二分别驱动主行星锥齿轮的速度差,主行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转,主行星锥齿轮驱动主行星支架低转速旋转,主行星支架旋转线速度等于双锥齿轮一旋转线速度与双锥齿轮二旋转线速度之差的一半,主行星支架旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同,主行星支架通过主行星轴驱动主行星支架传动轴低转速同向旋转。
[0040] 若减速器输入轴一旋转速度小于减速器输入轴二旋转速度时,双锥齿轮一驱动主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线沿着主行星锥齿轮旋转方向的旋转速度小于双锥齿轮二驱动主行星锥齿轮围绕主行星轴轴线沿着主行星锥齿轮旋转方向的旋转速度,为了抵消双锥齿轮一和双锥齿轮二分别驱动主行星锥齿轮的速度差,主行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转,主行星锥齿轮驱动主行星支架低转速旋转,主行星支架旋转线速度等于双锥齿轮二旋转线速度与双锥齿轮一旋转线速度之差的一半,主行星支架旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主行星支架通过主行星轴驱动主行星支架传动轴低转速同向旋转。
[0041] 所述无级变速系统运行过程是:若设定连接齿轮部件一的传动比等于连接齿轮部件二的传动比,若设定主减速器的输入锥齿轮一与双锥齿轮一的外侧轮齿一之间的传动比等于主减速器的输入锥齿轮二与双锥齿轮二的外侧轮齿二之间的传动比。若设定主减速器的主行星支架旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同时汽车处于向前行驶状态,并设定主减速器的主行星支架旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同时汽车处于向后行驶状态。
[0042] 所述无级变速系统运行之前,离合器一、离合器二处于分离状态。所述无级变速系统启动时,通过操纵调节机构动力装置一使无级变速器一处于同心运行状态,通过操纵调节机构动力装置二使无级变速器二处于同心运行状态,无级变速器一的传动比与无级变速器二的传动比相等,内燃发动机启动并且在经济转速区域内运行,汽车控制模块发出指令使离合器一处于接合状态,内燃发动机输出转矩传递至离合器一的输出轴, 内燃发动机一部分输出转矩通过连接齿轮部件一传递至转矩传递通道一中,该部分输出转矩通过无级变速器一传递至主减速器的减速器输入轴一,与此同时,内燃发动机一部分输出转矩通过连接齿轮部件二传递至转矩传递通道二中,该部分输出转矩通过无级变速器二传递至主减速器的减速器输入轴二,减速器输入轴一旋转速度与减速器输入轴二旋转速度相等,主行星支架传动轴的转速为零,主减速器处于停止行驶状态,即汽车处于停止行驶状态,实现内燃发动机不停机时零转速输出。
[0043] 若主减速器处于停止行驶状态并操纵汽车行驶时,测速装置检测主行星支架传动轴的转速为零,汽车控制模块发出指令使离合器二处于接合状态,通过操纵调节机构动力装置一使无级变速器一处于偏心运行状态,无级变速器一驱动减速器输入轴一旋转速度大于无级变速器二驱动减速器输入轴二旋转速度,主减速器的主行星支架旋转方向与双锥齿轮一旋转方向相同,主减速器处于向前行驶状态,并且随着无级变速器一的摆动齿圈轴线与太阳齿轮轴线之间的偏心距离增大,减速器输入轴一旋转速度与减速器输入轴二旋转速度之差增大,即双锥齿轮一旋转线速度与双锥齿轮二旋转线速度之差增大,由于主行星支架旋转线速度等于双锥齿轮一旋转线速度与双锥齿轮二旋转线速度之差的一半,则主减速器的主行星支架传动轴输出转速增大,实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,汽车处于向前行驶状态。
[0044] 若主减速器处于停止行驶状态并操纵汽车行驶时,测速装置检测主行星支架传动轴的转速为零,汽车控制模块发出指令使离合器二处于接合状态,通过操纵调节机构动力装置二使无级变速器二处于偏心运行状态,无级变速器一驱动减速器输入轴一旋转速度小于无级变速器二驱动减速器输入轴二旋转速度,主减速器的主行星支架旋转方向与双锥齿轮二旋转方向相同,主减速器处于向后行驶状态,并且随着无级变速器二的摆动齿圈轴线与太阳齿轮轴线之间的偏心距离增大,减速器输入轴二旋转速度与减速器输入轴一旋转速度之差增大,即双锥齿轮二旋转线速度与双锥齿轮一旋转线速度之差增大,由于主行星支架旋转线速度等于双锥齿轮二旋转线速度与双锥齿轮一旋转线速度之差的一半,则主减速器的主行星支架传动轴输出转速增大,实现内燃发动机不停机时零转速输出,并且能够从零转速逐渐提高输出转速至巡航速度,汽车处于向后行驶状态,以及能够实现主减速器输入轴不改变旋转方向时改变主减速器输出轴旋转方向。
[0045] 所述无级变速系统的无级变速器一和无级变速器二在偏心运行状态时,摆动齿圈与太阳齿轮不同心,摆动行星支架驱动摆动齿圈围绕摆动齿圈轴线自转的同时,摆动齿圈还会围绕太阳齿轮轴线公转,摆动齿圈公转速度与摆动齿圈偏心移动时的偏心距离相关,通过改变摆动齿圈偏心距离实现无级变速器一和无级变速器二的无级变速目的。所述无级变速系统的主减速器输出轴旋转速度及旋转方向与主减速器两个输入轴的转速差相关,通过改变无级变速器一与无级变速器二输出轴旋转速度之差,能够实现控制主减速器输出轴旋转速度及旋转方向。所述无级变速系统的传动部件采用全齿轮传动,其传递的转矩大,能够应用于大功率燃油汽车动力系统和大型机械的无级变速装置。所述无级变速系统在偏心运行状态时,平衡轮偏心移动方向与摆动行星支架和摆动齿圈偏心移动方向相反,能够修复偏心运行时的动态平衡。