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CN101238310A - 无级变速器 - Google Patents

无级变速器 Download PDF

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CN101238310A
CN101238310A CNA2006800193101A CN200680019310A CN101238310A CN 101238310 A CN101238310 A CN 101238310A CN A2006800193101 A CNA2006800193101 A CN A2006800193101A CN 200680019310 A CN200680019310 A CN 200680019310A CN 101238310 A CN101238310 A CN 101238310A
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CN
China
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gear
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transducer
rotation
shaft
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Application number
CNA2006800193101A
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土屋查大
长谷部正广
甲斐纪弘
A·费尔丁
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Torotrak Development Ltd
Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Torotrak Development Ltd
Equos Research Co Ltd
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Abstract

在使用环形座圈连续可变速率装置和行星齿轮装置的无级变速器(“CVT”)中，输入轴(12)的转动直接传递到行星齿轮装置(61)的行星架(C)，而且由变换器(5)变速和反转的转动结果被传递到太阳轮(S1)。当低离合器L接合时，齿圈(R3)的转动经由反向齿轮装置(71)被传递到输出轴(13)，当高离合器H接合时，太阳轮(S2)的转动被传递到输出轴(13)。

Description

无级变速器
本发明涉及无级变速器，其包括连续可变速率装置(“变换器(variator)”)而且能够产生比通过使用行星齿轮装置和采用动力循环的变换器提供的范围宽的输出齿数比范围。更特别地，它涉及一种输入轴和输出轴同轴布置的无级变速器。
无级变速器已经被建议使用环形变换器而且其中各部件同轴布置(见WO03/100295A1)。如在图6(a)里显示的，所述无级变速器1包含：环形座圈；包括输入盘2、输出盘3和辊子4的滚动牵引变换器5，所说辊子被布置在两个盘片之间并且能够改变它们的与两个盘的径向接触位置；带行星架C1的行星齿轮装置6，行星架C1支撑沿着轴向相互间隔布置的3个小齿轮P1、P2、P3；带行星架C2的反向齿轮装置7，行星架C2支撑沿着轴向间隔布置的2个小齿轮P4、P5；包括在反向齿轮轮装置输出侧的可以停止太阳轮S4的低制动器L和插入在行星齿轮的第二太阳轮(高模式输出齿轮)S2与输出轴13之间的高离合器H的高/低状态改变装置10。这些组件在输入轴12和输出轴13之间同轴布置。
因此，在低状态，其中低制动器L接合，高离合器H脱离，所知的无级变速器1使用行星齿轮装置6以联合行星架C1(直接输入输入轴12的转动)和在输入侧的太阳轮S1的转动，所述转动经由直接输出行星架C1和变换器5反向和调整，而且输出结果到低模式输出齿轮(第三太阳轮)S3。行星齿轮装置6也使所述输出齿轮S3的转动倒转而且输出结果到输出轴13。
应当理解，图6中所显示的，低/高状态改变装置10可能还配置插入在行星架C2和输出轴13之间的低离合器，和一个类似上述插入在行星齿轮第二太阳轮S2和输出轴13之间的高离合器H。
所知的无级变速器拥有大的轴向长度，因为行星齿轮装置6包括3个沿轴向间隔分布的小齿轮P1、P2、P3而且反向齿轮机构7也包括2个沿轴向间隔分布的小齿轮P4、P5。
本专利申请的发明者已经发明了一种无级变速器，所述变速器在反向齿轮装置里使用双行星齿轮，而且允许短的轴向距离。
依据本发明第一个方面，无级变速器(CVT)包括环形座圈连续可变速率装置(“变换器”)，行星齿轮装置，反向齿轮装置和低/高状态改变装置，所述变换器带有旋转输入和旋转输出，变换器的旋转输入可驱动地耦合到CVT的输入轴，其特征在于：
行星齿轮装置包括两列行星齿轮而且有四个内部耦合元件，也就是第一元件，第二元件，第三元件，第四元件。
第一元件可驱动的耦合到输入轴，所以通过所述输入轴决定它的转动；第二元件可驱动的耦合到变换器的转动输出，所以通过变换器的输出速度决定它的转动，而且由CVT输入轴转动方向的反向产生转动，而且变换器产生连续可变的速度改变。
在通过低/高状态改变装置调节的低状态，第三元件可驱动的耦合到CVT的输出轴，第三元件的转动依靠反向齿轮装置反转，而且在通过低/高状态改变装置调节的高状态，第四元件可驱动的耦合到CVT的输出轴。
因为行星齿轮装置包括2列/4元件型行星齿轮，所以小齿轮轴仅仅需要短的结构以在轴向支撑两列小齿轮，而且，结果，以自由转动方式转动的支撑两列小齿轮的轴承也能有大直径，而且轴承寿命能力被提高，另外，所述小齿轮轴的挠曲被减少，因此减少轴承上的附随的载荷波动，而且小齿轮的重量也变得更轻，因此离心载荷降低，并且这些一起可以提高小齿轮支撑的精度而且长期维持高精度。
同样因为系统包括两列行星齿轮，通过在轴向缩短行星齿轮装置，无级变速器能紧凑地安排。
优选地，行星齿轮装置是拉维娜(Ravigneaux)型，作为2列/4元件型装置被证明是有实用价值的。随着在轴向上的缩短，因此无级变速器能被紧凑的布置，它的可靠性提高了。
依据本发明第二个方面，无级变速器(CVT)包括环形座圈连续可变速率装置(“变换器”)，行星齿轮装置，反向齿轮装置，低/高状态改变装置，其特征在于：
行星齿轮装置包含带有第一小齿轮轴和第二齿轮轴的行星架，第一太阳轮，第二太阳轮，齿圈。
第一小齿轮轴支撑一起转动的第一小齿轮和第二小齿轮，第二小齿轮轴支撑第三小齿轮，第一小齿轮或者第二小齿轮与第三小齿轮啮合。
第一小齿轮和第一太阳轮啮合，第二小齿轮与第二太阳轮啮合，第三小齿轮与齿圈啮合。
行星架从输入轴接收转动输入，第一太阳轮接收变换器的输出转动，所述转动导致经由变换器产生输出轴的转动倒转和速度改变。
在通过低/高状态改变装置调节的低状态，在依靠反向齿轮装置倒转之后的，齿圈转动输出到输出轴；而且
在通过低/高状态改变装置调节的高状态，第二太阳轮的转动被输出到输出轴。
因为行星齿轮装置包括所知的拉维娜型行星齿轮，而且因为第一行星轴仅仅需要一个短的结构支撑第一小齿轮和第二小齿轮，而且因为齿圈组成低状态输出齿轮，随之而来在第二小齿轮轴上的影响小，被设计来提供齿数比以获得无级变速器(CVT)功能，并且伴随着在变换器的两种低档和超速传动方向，采用齿轮切换的动力再循环，而且能使用带有一个相对大直径的第二小齿轮轴。
结果，在自由转动形式下支撑第一和第二小齿轮的轴承也能有大直径，而且轴承寿命能力提高，通过使用高刚性的、短的、紧凑布置的第二小齿轮，降低所述的轴的挠曲，因此减少在轴承上附带的载荷波动，另外所述小齿轮重量也变更轻，离心载荷减少，而且这些一起能提高小齿轮支撑的精度和能长期维持高精确度。
此外，因为在低状态下组成输出齿轮的齿圈和在高状态下组成输出齿轮的第二太阳轮能在轴向上重叠，随之而来变速器可以通过在轴向上缩短行星齿轮装置而紧密地安排。
进一步的，通过将变换器的输入轴和输入盘耦合到行星架，并将变换器的输出盘耦合到第一太阳轮，可以获得紧凑的简单的连接，因此，从双轴配置变换器的中心部件。
优选地，反向齿轮装置包括带支撑互相接合的第一小齿轮和第二小齿轮的行星架的双行星齿轮，与第一小齿轮啮合的太阳轮，与上述的第二小齿轮啮合的齿圈，而且行星齿轮装置的齿圈耦合一个或者其它反向齿轮装置的行星架和太阳轮，而且，在低状态，随着齿圈制动，行星架和太阳轮其中一个将另一个的转动传递到输出轴。
因为反向齿轮装置包括双行星齿轮，随之而来所述反向齿轮装置能在轴向上缩短，因此使得变速器甚至更紧凑，而且，特别地，在轴向上缩短。
优选地变换器带两个输入盘，一个输出盘或者定位在输入盘之间的背靠背配对输出盘，夹在输入盘和输出盘之间的辊子，和两个输入盘，上文提到的行星齿轮装置的输入轴和行星架被布置成共同地支撑推力，并且第一和第二太阳轮也同样通过推力轴承在推力方向上相对于整体布置的行星架或者输入轴被支撑。
随之而来，推力由变换器和行星齿轮装置作为一个单独系统共同支撑，并且高精确度支撑可以长期维持，并且变换器的寿命可延长，而没有实质的推力作用在元件上，例如壳体和壳体的推力轴承。
现在将通过参考附图，以仅作为示例的方式描述本发明的特定的实施例，其中：
图1是示意图，显示了依据本发明的无级变速器结构。
图2是速度表，显示了(a)低状态和高状态(b)。
图3是曲线图，显示了变换器速比和变速器速比的关系。
图4是本发明部分修改的实施例示意图。
图5是横截面图，显示了本发明实施例的主要部分。
图6是示意图，显示了在(a)和(b)显示的部分不同类型的现有技术。
图7是示意图，显示了组成本发明背景的技术，本发明的发明者基于上述背景技术做出了本发明。
图8是速度表，显示了(a)低状态和(b)高状态。
图9是横截面图，显示了上述背景技术的主要部分。
在图7中描述的无级变速器1中，环形的变换器5和行星齿轮装置6与上文中的描述相同，但是反向齿轮装置71包含双行星齿轮。也就是说，行星架C0支撑互相接合的小齿轮P4和P5，在自由转动模式下，当其它小齿轮P5与齿圈R0啮合时，其中一个小齿轮P4与太阳轮S0啮合，此外太阳轮S0与上文提到的行星齿轮装置6的第三太阳轮S3(低模式输出齿轮)耦合，齿圈R0固定在壳体15上，而且行星架C0经由低离合器L耦合到输出轴13。
图7的变速器11如图8速度表里显示那样的操作。更特别地，如图8(a)中显示的，在低状态(其中低离合器L接合，高离合器H分离)，在被传输到第一太阳轮(输入齿轮)S1之前，输入轴12(例如发动机输出转动)的转动通过中心轴12a被传输到行星齿轮装置6的行星架C1，并且通过环形变换器5被反向。当动力通过行星齿轮装置6再循环的时候，上文提到的行星架C1的固定速度的转动和输入齿轮S1的反向齿轮的转动结合，从第三太阳轮S3(低状态边的输出齿轮)输出结果。
在这里，因为输入侧齿数比(S1/P1)和输出侧齿数比(S3/P3)之间的关系，当变换器5在超速传动(OD)的时候，输出齿轮S3在反向(把输入轴12的转动方向作为正向)转动，而且变换器5从OD到低档(UD，速度降低侧)改变齿轮传动，因此通过0转动(GN，接合的空档)点，在正向转动。当变换器5最大程度的到UD侧，达到最大正向转动。
所述输出齿轮S3的转动传输到反向齿轮装置71的输入太阳轮S0，其与之整体结合，而且因为齿圈R0锁定，在从齿圈C0输出之前，转动反向。所述行星架C0的转动经由与输出轴13接合的低离合器L传输。因此，在行星架C0和输出轴13，输出齿轮S3的反向转动变为正向转动。然而，当本发明的变速器11在汽车中使用时，变速器11的动力传递下游侧的差速装置带有中间再反向装置(没有描述)，并且上文提到的输出轴13的正向转动变为用于车辆倒车的输出转动。也就是说，随着变换器5从OD向UD换挡，输出轴(行星架C0)13从倒车转动通过GN点(零转动)并进入前进转动。
如果低离合器L脱离，高离合器H接合，系统改变到高状态。在这种状态下，通过高离合器H到输出轴13，行星齿轮装置6的第二太阳轮S2(高模式输出齿轮)的转动没有改变地被输出。如图8(b)中显示的，输出轴12的转动直接传输到行星齿轮装置6的行星架C1，而且在传输到第一太阳轮(输入齿轮)S1之前，通过变换器5反转。
通过行星齿轮装置6，上文提到的行星架C1的固定速度正向转动和第一太阳轮S1的反向和持连接的转动结合，从第二太阳轮S2输出结果，而且在这里，输入侧齿数比(S1/P1)和输出侧齿数比(S2/P2)是接近的值或者同一个值，在根据在上文提到的低模式中的变换器最大UD时期的前进输出速度，已经被切换到向后转动方向很多之后，变换器5的齿数比组成输出速度。这就是说，当变换器5在最大UD状态的时候，在高模式下，第二太阳轮(输出齿轮)S2在高模式中处于最小前进运动输出速度，变换器5从UD侧到OD侧转换连接，这样做的时候，前进运动输出速度提高。应当理解，在汽车输出时期，由于再反向装置，反向转动侧相应于向前运动方向。
因此，在低模式下，当变换器5在最大OD状态时，本发明的变速器11处于向后运行的最大速度，而且，当变速器5在UD方向改变齿轮连接时，系统通过齿轮空档(GN)点而且进入前向运行状态，在前向运行方向提高速度，直到在变换器5的最大UD点，在低状态下达到前行运动的最大输出速度，在该点上系统越过达到高状态，因此，随着变换器5在最大UD位置，系统在最小输出速度，大致的与上文提到的在低状态下的最大输出速度一样。在高模式下，当变换器5转换到OD方向时，前向运行输出速度同样提高，而且在变换器5的最大OD位置，达到前向运行的最大输出速度。
通过以这种方式使变换器5从OD转换到UD方向，变速器11从向后运行转换，通过齿轮的空档而且进入前向运行方向，并且通过转换变速器从UD位置到OD方向，变速器在前进运行方向连续进一步提高速度直到达到最大输出速度。
图7中所示的变速器11通过在换向齿轮机构中使用双行星齿轮，得以在轴向上缩短，但是用于结合转矩的行星齿轮机构是与图6中所示的变速器1类似的在轴向上具有三个小齿轮(三级小齿轮)的机构。
图9显示了通过图7中示意性描述的变速器类型截面图，带有行星架C1，其支撑在轴向成直线的三个小齿轮P1、P2、P3；第一太阳轮(输入齿轮)S1，其与第一小齿轮P1啮合；第二太阳轮(高模式输出齿轮)S2，其与第二小齿轮P2啮合；第三太阳轮(低模式输出齿轮)S3，其与第三小齿轮P3啮合。行星架C1带有与变换器5的其中一个盘2一体地形成的行星架主体21a，齿轮盖21b与所述的主体成为整体。齿轮架主体21a在变速器箱22上支撑，经由轴承24自由转动。进一步地，所述齿轮架主体21a和盖21b带有小齿轮轴23，该小齿轮轴支撑上文提到的整体形成的第一、第二和第三小齿轮P1、P2、P3，经由滚针轴承29或者衬套形成自由转动。应当理解，提及轴承时也包括衬套。
第一太阳轮S1在空心轴25前端部分形成，所述空心轴25的基础部分耦合上文提到的变换器5的中心输出盘3(见图7)。所述空心轴25的中空部分，依靠滚针轴承或者类似的部件，输入轴(中心轴)12转动自由的被支撑，经由作为其基础部分的避震器，所述输入轴12耦合发动机输出轴(朝车辆前方)，而且与上文提到的行星架主体部分21a在其前端部分(朝着车辆背面方向)花键联结。第二太阳轮S2在中间轴26上形成，所述中间轴26耦合上文提到的低/高状态改变装置(见图7)的高离合器H。第三太阳轮S3在套筒轴27上形成，所述套筒轴在上文提到的中间轴上自由转动，所述套筒轴耦合上文提到的反向齿轮装置的太阳轮S0。
因为上文提到的小齿轮轴23支撑整体形成的在轴向上成直线的三个小齿轮P1、P2、P3，它具有在轴向上是长形的结构，而且上文中所述，由于以低模式前向运行最大输出速度和在高模式前向运行最小输出速度连续换档与变换器5的最大UD大概一致，所以第三小齿轮P3的齿轮直径减小，因此小齿轮轴23的直径同样减小。
结果，因为轴承29的直径同样减小而且轴承29的寿命能力减小，并且小齿轮轴23拥有减小的直径，行星架C1的精确度和寿命将会不适宜地存在风险，同时轴承上的载荷增加，结果由于轴刚性不足发生挠曲。
同样的，行星齿轮装置6的布置在载荷方面是不方便的，例如离心载荷，在其中三个整体地形成的小齿轮P1、P2、P3很重，并且行星架C1经受大的离心载荷。
进一步的，因为三个小齿轮P1、P2、P3在轴向上彼此成直线的布置，行星齿轮装置6沿着轴向是长形，并且即使有意缩短反向齿轮装置的长度，变速器本质上沿着轴向仍然为长形。
图7和图9中显示的变速器在本发明的优先权日期还没有被披露，这点必需被注明。
图1显示了包含在本发明中的变速器12。它包括连续可变装置(“变换器“)5，行星齿轮装置61，反向齿轮装置71，低/高转变装置10。变换器5是一个环形的滚动牵引装置，它包括耦合到输入轴12的两个输入盘2和2，耦合到空心轴25的单独的输出盘3，动力辊子4而且4夹在两个盘之间。输入盘2和输出盘3有凹进去的形成圆形的弧形洞2a和3a，在这种方法下，它们彼此面对形成一个双腔夹在两列动力辊子4和4之间。因此它们组成与输入盘推力彼此抵偿的布置。通过在垂直它们轴的方向转换而倾斜，动力辊子4和4能够连续换挡，因此改变与输入盘2和输出盘3接触的半径。本发明变换器5速比(输出速度/输入速度)从-0.4到2.5。应当理解，因为输出盘3相对于输入盘2反向转动，因此速比是“-”(负)。
行星齿轮装置61包括2列/4元件行星齿轮，该齿轮带有两列轴向的行星齿轮和四个外部耦合元件。优选包括拉维娜型行星齿轮，该齿轮带有单独的简单的行星齿轮和单独的双行星齿轮。所述的行星齿轮装置61带有行星架(第一元件)C，其支撑长小齿轮轴和短小齿轮轴，在轴向上它串联地支撑两个在长小齿轮轴上自由转动的小齿轮P1和P2，而且支撑在短小齿轮轴上自由转动的单独的小齿轮P3。所述行星架C耦合到输入轴12，而且也耦合到其中一个输出盘2，所述行星架耦合到输入轴12和与其整体形成的输出盘2，因此固定的转动速度被传递。
耦合到变换器5的输出盘3的第一太阳轮(第二元件)S1，与第一小齿轮P1啮合，所述第一太阳轮S1组成用于从变换器5输入齿轮转动的输入齿轮。第二小齿轮P2和第三小齿轮P3互相接合，布置在同一个平面上(在轴向上互相重叠)，并且当第三小齿轮P3与齿圈R3啮合的时候，第二小齿轮P2与第二太阳轮S2啮合。通过低/高状态改变装置10的高离合器，第二太阳轮(第四元件)S2耦合到输出轴13，所以组成高模式输出齿轮。齿圈(第三元件)R3耦合到反向齿轮装置71的行星架C0，因此组成低模式输出齿轮。
应当理解，作为选择地采用的一种布置，在该布置中，第三小齿轮P3与第一小齿轮P1啮合，双行星齿轮与太阳轮S1布置在同一侧(朝向变换器)。
反向齿轮装置71包括双行星齿轮，该齿轮带有两个互相啮合的小齿轮(第一小齿轮P4和第二小齿轮P5)，如上文中描述的，其中行星架C0耦合到齿圈R3，而齿圈R0固定在壳体22上，太阳轮S0通过辊子离合器L耦合到输出轴13。
本发明的无级变速器(CVT)12以图2换挡表中显示的方式操作。应当理解，尽管图2的速度表显示第一和第二小齿轮P1、P2作为一个共同的长齿轮，齿数比S1/P1和S2/P2相同，并且输出速度和变换器输出线重叠，上文提到的齿数比(S1/P1)和(S2/P2)可能被改变，因此在图8速度表显示的输出速度和变换器输出线不重叠，这是不提及也会发生的。应当理解，扭矩在一个与变换器相比较有利于变速器效率的齿数比被分配，并且可以通过改变齿数比S1/P1和S2/P2提高作为一个整体的变速器效率。更进一步地，万一上文提到的齿数比相同，通过在高模式下提高输出齿轮的速度，并且在作为整体的变速器里使用更高的齿数比，燃料在高速区域燃烧能够被改进。
如图2(a)中显示的，在低状态(其中低离合器L接合，高离合器H脱离)下，耦合到发动机输出轴的输入轴12的转动直接传输到行星齿轮装置61的行星架C，并且经由变换器5在反向之后的齿轮转动结果传输到第一太阳轮(输入齿轮)S1。随着动力再循环，通过行星齿轮装置，上文提到的行星架的固定速度转动和第一太阳轮的齿轮转动(变换器齿数比)结合，结果输出到作为低状态输出齿轮的齿圈R3。应当理解，在这个时候，因为高离合器H脱离，第二太阳轮R2空转。在这里，随着变速器5从OD侧调档到UD侧，输出齿圈R3从反向转动到齿轮空档位置(GN点)，在该位置输出速度0，扭矩无限制地散失，更进一步地改变齿轮到OD侧，这提高速度到正的转动侧(与输出轴的转动同样的方向)。
同样的，所述输出齿圈R3的转动直接传输到反向齿轮装置71的行星架C0，而且由于齿圈R0停止而反转并且从太阳轮S0输出。在这种方式下，上文提到的输出齿圈R3和行星架C0的转动反转，并且输出齿圈R3的反向转动输出作为太阳轮S0的向后运行输出速度，而输出齿圈R3的正向转动输出作为太阳轮S0的前向运行输出速度。
如果低离合器L脱离，高离合器H接合，则系统转换到高状态。在这种状态下，输出轴12的转动直接输出到行星齿轮装置61行星架C，而通过变换器5反向后的齿轮转动结果传输到第一太阳轮S1，并且这些通过所述行星齿轮装置61被结合。结果被从作为高状态输出齿轮的第二太阳轮S2输出。应当理解，在这个时候，因为低状态离合器L脱离，太阳轮S0和反向齿轮装置71的行星架C0空转，并且因此行星齿轮装置61的齿圈R3同样空转。更进一步地，因为齿数比S1/P1和S2/P2相同，上文提到的第二太阳轮S2输出与从变换器5的齿轮输出转动(变换器齿数比)相同的转动，而且由于高离合器H的连接，所述变换器齿数比作为从输出轴13的高状态前向运行输出速度输出。
为了参考图3中的图表对前文进行描述，在低状态下，当变换器5的速比(输出速度/输入数度)在OD端(大概在-2.5)时，无级变速器(IVT)12以预定的速比(大概0.25)在正转动方向下转动，而且，当变换器5连续的改变齿轮到UD侧时，上文提到的无级变速器12的速比连续地降低，并且无级变速器12的速比在变换器5中的速比接近-0.8处为0，该处为齿轮空档(GN点)。同样的，当变换器5在UD方向连续改变齿轮时，无级变速器12的速比在反向转动方向连续提高，并且当变换器5达到UD端(大概-0.4)时，无级变速器12速比大概为-0.5。
现在，在这种状态下，系统转换到高状态。在高状态，当变换器5的速比在上文提到的UD端时，无级变速器12的速比在与上文提到的低模式相同的值(大概为-0.5)，而且在这里，如果变换器5的速比从上文提到的UD端连续地在OD方向改变，那么无级变速器12的速比从上文提到的低状态连续在后向转动方向提高。至于所述的速度在后向转动方向上的提高，当继续在OD方向改变变换器5的档位时，变换器5的速比达到OD端(大概-2.5)，无级变速器12的速比大概在-2.75，这是最大速比。
应当理解，在上文提到的表里，输入轴12的转动方向(就是发动机的转动方向)被作为形成正向转动，速比表述为“正”，并且因此，因为由于其环形方式在反向上转动，变换器5的速比为“负”。因为本发明无级变速器(CVT)12在汽车里使用，由于在差速装置里的反向齿轮，转动再一次反向，随之而来当变速器12的速比为“正”时，车辆运行方向向后，而当所述速比为“负”，车辆运行方向向前。因此，在低状态下，变换器5的档位可以从CD端向UD转换，因此当车辆从反向运行时，车辆速度逐渐提高，通过空档(GN)，进入前向运行，另外，在变换器5的UD端系统转换到高状态，并且变换器5从UD向OD方向转换，因此车辆速度连续在前向运行方向提高。
图4显示了部分改进的齿轮系，其中反向齿轮装置72类似地包括双行星齿轮，但是齿圈R0耦合到低制动器L，并且行星架C0直接耦合到输出轴13。而且行星齿轮装置61的低状态输出齿圈R3耦合反向齿轮装置72的太阳轮S0，高离合器H安插在行星齿轮的高状态输出齿轮S0和输出轴13之间。
本实施例的操作方式与图2描述的相同，除了与图2(a)里低状态输出齿圈R3一样的位置是太阳轮S0。更特别地，在低状态下，输出齿圈R3的转动被输入到反向齿轮装置72的太阳轮S0，并且通过接合低制动器L通过固定齿圈R0被反转，而且从行星架C0输出到输出轴13。在所述反向齿轮装置71和72里，输入和输出力可能包括不是太阳轮S0就是行星架C0，这些是无用赘言的。
图5是横截面图，显示了依据本发明的行星齿轮。行星齿轮装置61是拉维娜类型，包括由简单的行星齿轮31和双行星齿轮32组成的2列。所述行星齿轮装置61带有支撑第一小齿轮P1的行星架C，第二小齿轮P2和第三小齿轮P3；与第一小齿轮啮合的第一太阳轮(输入齿轮)S1；与第二小齿轮啮合的第二太阳轮(高模式输出齿轮)S2；与第三小齿轮啮合的低模式输出齿圈R3。行星架C包括行星架主体33和行星架盖35，所述盖整体地与所述主体连接，并且行星架主体33经由在变速器箱22上的轴承24支撑自由地转动，同时耦合到其中一个变换器5的输出盘2，另外用花键连接并且通过一个螺母34紧固在输入轴12上，所述输入轴12延伸到变换器5的中心。
与上述简单的双行星齿轮31、32共有的第一小齿轮轴36，和双小齿轮32使用的第二短小齿轮轴37被提供，并且被阻止旋转越过上文提到的行星架主体33和行星架盖子35。当第三小齿轮P3支撑在第二小齿轮轴37上时，第一小齿轮P1和第二小齿轮P2在轴向彼此相邻支撑在第一小齿轮轴36上。第一小齿轮P1和第二小齿轮P2整体的形成，而且。尽管它们不必要需要有同样的齿数，但在本发明的实施例里它们有同样的齿数，而且公用的小齿轮P1和P2经由滚针轴承37和37(或者是衬套)支撑在上文提到的第一小齿轮轴36上自由的转动。第三小齿轮P3经由滚针轴承39(或者是衬套)支撑在上文提到的第二小齿轮轴37上自由转动。
上文提到的第一太阳轮S1在空心轴25前端部分形成，所述空心轴25支撑在输入轴12上自由转动。在它的后端部分，它被耦合到变换器5的输出盘3。第二太阳轮S2在中间轴26的后段形成，而且所述中间轴26支撑安装在输入轴12的基端部分上做自由转动，而在其前端(向后)，它与低/高状态改变装置10的高离合器H连接。输出齿轮R3不能被脱离而是经由环形花键组件41，被固定在反向齿轮装置71的行星架法兰上。
同样的，各推力轴承42和43布置在上文提到的行星架主体33的花键耦合部分33a的前侧面和后侧面之间，空心轴25的后端面和中间轴26的前端面之间，并且推力轴承45布置在第二太阳轮S2被形成的中间轴26的后端面，和反向齿轮装置71太阳轮S0的前端之间。以这种方式，参考带有第一太阳轮S1的空心轴25和带有第二太阳轮S2的中间轴26，通过分别啮合第一和第二小齿轮P1和P2而产生的太阳轮S1和S2的推力互相抵偿，而且，由于整体与输入轴12连接的行星架主体33，它们被同样以在行星齿轮装置61中接近的方式支撑。应当理解，输入轴12和与其整体形成的行星架被以抵偿产生在变换器5中的两个盘2和2之间的推力的方式支撑，变换器5和行星齿轮装置61带有相对推力方向闭合的支撑结构，作为单列。应当理解，推力轴承43可能不需要，在这种情形下，在图中向左的方向上作用在第二太阳轮S2上的推理通过中间轴25和和卡环48和推力轴承49作用在第二太阳轮S2上，而且第一太阳轮的推力与所述行星架C抵偿。
如果上文提到的第一小齿轮轴36支撑两个小齿轮P1和P2，它将会包含一种足够短的结构(与图7中显示的步进小齿轮比较)，低状态输出齿轮将会包含齿圈R3，因此为获得无级变速器12功能在齿数比上会有一些限制，并且第一小齿轮轴36可以是一个具有大的轴向直径的部件。因此，轴承37可具有大的直径，并且寿命能力可以被提高，另外第一小齿轮轴36的刚性能被提高，由于轴的挠曲可以被降低，小齿轮重量变得更轻，离心载荷降低，这些一起能维持长期的支撑小齿轮P1和P2的精确度。
更进一步地，因为作用在与第一和第二小齿轮P1和P2啮合的第一和第二太阳轮S1和S2上的推力，啮合行星齿轮装置61被支撑成与变换器5作为整体系统，随之而来，由于与输出轴12和行星架C的变换器输出盘2的整体布置，与闭合支撑体结合的无级变速器12中的的壳体22里的推力载荷缩减。
更进一步地，行星齿轮装置61能使用齿圈R3作为低状态输出齿轮，因此低状态和高状态输出齿轮R3和S2能在轴向重叠，轴向长度能够缩短。

Claims (5)

1.一种无级变速器(“CVT”)，包括环形座圈连续可变比率设备(“变换器”)、行星齿轮装置、反向齿轮装置、和低/高状态改变装置，所述变换器带有转动输入和转动输出，变换器的转动输入可驱动地耦合到CVT输入轴，其特征在于：
行星齿轮装置包括两列行星齿轮，并具有四个外部耦合元件，即第一元件、第二元件、第三元件和第四元件，
第一元件可驱动地耦合到输入轴，所以通过所述输出轴决定它的转动；第二元件可驱动地耦合到变换器的转动输出，所以通过变换器的输出速度决定它的转动，而且由CVT输入轴转动方向的反向产生转动，而且变换器产生连续的可变速度改变，
在通过低/高状态改变装置调节的低状态，第三元件可驱动地耦合到CVT的输出轴，第三元件的转动依靠反向齿轮装置反转，并且在通过低/高状态改变装置调节的高状态，第四元件可驱动地耦合到CVT的输出轴。
2.如权利要求1所述的无级变速器，其中，行星齿轮装置是拉维娜类型。
3.一种无级变速器(“CVT”)，包括环形座圈连续可变比率设备(“变换器”)，行星齿轮装置，反向齿轮装置，和低/高状态改变装置，其特征在于：
行星齿轮装置带有行星架、第一太阳轮、第二太阳轮和齿圈，该行星架带有第一小齿轮轴和第二小齿轮轴，
第一小齿轮轴支撑一起转动的第一小齿轮和第二小齿轮，第二小齿轮轴支撑第三小齿轮，并且第一小齿轮或者第二小齿轮与第三小齿轮啮合，
第一小齿轮和第一太阳轮啮合，第二小齿轮和第二太阳轮啮合，第三小齿轮与齿圈啮合，
行星架从输入轴接收转动输入，并且第一太阳轮接收变换器输出转动，所述转动是通过变换器产生的输入轴转动反向和速度改变的结果，
在通过低/高状态改变装置调节的低状态，在依靠反向齿轮装置反转之后，上述齿圈的转动输出到输出轴，
在通过低/高状态改变装置调节的高状态，第二太阳轮的转动输出到输出轴。
4.如权利要求3所述的无级变速器，其中反向齿轮装置包括带有支撑彼此啮合的第一和第二小齿轮的行星架的双行星齿轮，啮合第一小齿轮的太阳轮，和啮合上述第二小齿轮的齿圈，
行星齿轮装置的齿圈耦合到反向齿轮装置的行星架和太阳轮中的一个或者另一个，而且，在低状态下，随着齿圈制动，行星架和太阳轮其中一个传输另一个的转动到输出轴。
5.如权利要求1到4中任意一项所述的无级变速器，其中所述变换器带有两个输入盘，输出盘或者一对定位在输入盘之间的背靠背的输出盘，夹在输入盘和输出盘之间的辊子；两个输入盘、输入轴和上述行星齿轮装置的行星架被布置来共同承受推力，经由推力轴承，第一和第二太阳轮同样在推力方向相对于一体布置的行星架或输入轴被支撑。
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