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原理简述 如图1中所示第一行星齿轮的主要作用是机械分流提高效率。 第二行星齿轮第三行星齿轮构成无极调速装置的循环功率。 第四行星齿轮控制第二太阳轮.第三太阳轮之间的转速差，以控制输出 1功率循环差值输出原理 行星齿轮当行星架做为主动元件时，内齿圈太阳轮为从动元件，内齿圈转速为零太阳轮的转动力为1内齿圈转动力为2，当内齿圈的角速度与太阳轮的角速度相等时转动力同为1，中间成线性变化。 行星齿轮当行星架做为从动元件时，内齿圈太阳轮为主动元件内齿圈转速为零太阳轮的转动力为1内齿圈转动力为0。5，当内齿圈的角速度与太阳轮的角速度相等时转动力同为1，中间成线性变化。 两组行星齿轮内齿圈、行星架、太阳轮，其中两组相连接形成一定的传动差。另一组通过调速装置连接，通过调速电机的速度变化控制太阳轮、行星架、内齿圈三者的速度变化。两组行星齿轮构成一个循环功率流，构思为：内齿圈、行星架、太阳轮在一组行星齿轮上作为主动元件，在另一组行星齿轮上作为从动元件，在一定转速范围内，作为主动元件受到的阻力小于作为从动件获得的动力，差值即为输出。在转速变化到作为主动件和作为从动件动力和阻力相等时为自锁点。一组为反馈元件在一组行星齿轮上位从动所获得的转矩与在另一组行星齿轮作为主动元件所付出转矩相等，第三组作为输入元件作为输入元件在一组行星齿轮上位从动所获得的转矩小于在另一组行星齿轮作为主动元件所付出的转矩。 2转动控制原理 两行星齿轮内齿圈行星架分别相连，太阳轮通过一调速装置相连。假设第二内齿圈5与第三内齿圈10的基圆直径均为1， 第二太阳轮7与第三太阳轮12的基圆直径分别为0.31和0.3，那么第二行星架8的直径为0.655，第三行星架9的直径为0.65，由于服从行星架的转动行程等于内齿圈转动行程与太阳轮转动行程之和的一半这一规律，带入圆周公式计算可得，当第一太阳轮3旋转一圈且第二内齿圈5与第三内齿圈10不转时，第二太阳轮7将旋转4.2258圈，第三太阳轮12将旋转4.3333圈；当第一太阳轮3旋转一圈且第二内齿圈5与第三内齿圈10旋转0.5圈时，第二太阳轮7将旋转2.61圈，第三太阳轮12将旋转2.6666圈当第一太阳轮3旋转一圈且第二内齿圈5与第三内齿圈10旋转1圈时，第二太阳轮7将旋转1圈，第三太阳轮12将旋转1圈。由此不难看出，改变相应直径后，第二太阳轮7与第三太阳轮12之间的转速差与第二内齿圈5和第三内齿圈10的输出转速存在对应的函数关系，也就是说，只要控制了第二太阳轮7与第三太阳轮12之间的转速差就控制了第二内齿圈5和第三内齿圈10的输出转速。当然，第二太阳轮7与第三太阳轮12之间的转速差不仅可通过自身直径参数的改变（行星齿轮机构各主要部件之间需满足一定的参数关系），而且也可通过调速机构的控制来实现，为真正实现无级调速奠定了结构条件与控制条件的基础。只需很小的功率就可实现控制. 第二第三行星齿轮实现传动差的方式举例说明第二行星齿轮内齿圈为99齿太阳轮为41齿第三行星齿轮内齿圈为102齿太阳轮42齿，当内齿圈转速为零时，两太阳轮的角速度差约1.4%。 如果17-调速行星齿轮；18-调速齿轮的大小与第二第三行星齿轮的传动差设置匹配得当，在一个转动方向上使 16-第四行星轮的自转抵消大部分公转可减小控制功率。 电气控制方面只需在第二内齿圈和第二太阳轮上设置测速的霍尔传感器，用单片机或PLC控制控制电机的电流即可实现对输出13的控制。 还可通过电流监控监控输出转矩，也可对最大电流的控制对齿轮进行保护，如果用直驱电机，当电机断电即可实现动力源与负载的断开。如果在反馈轴上加装发电机即可实现混动功能，因为发电机的输出比较容易控制，可实现部分反馈部分发电，没有丰田THS系统在某西工况下的结构锁定，使混动效率更高。 由于该无级变速装置输出范围大约在0-0.8之间，且0-0.2之间效率较低建议配两档AMT变速箱使工作区始终处于高效区，可通过控制电流的设置有效消除AMT的顿挫。 3效率估算 如图2所示对无级变速组件的效率估算，太阳轮直径区0.4内齿圈取1 单级行星齿轮效率取97%其中10%为轴承等不变损耗，方法为计算输出值和损耗值之和除以输出值，且齿面损耗随着输出增加尔减小因为当行星架内齿圈太阳轮的角速度相等时没有齿面损失。如果行星架固定行星齿轮的效率取97%,内齿圈固定行星架输入太阳轮输出效率取95.5%，内齿圈固定太阳轮输入行星架输出效率取97.75%，第四行星齿轮内齿圈太阳轮的相对运动很小效率取99%。那么三个行星齿轮损失之和为7.75%。内齿圈太阳轮各转一圈行程之和为4.396.不重合度系数当内齿圈输出为零时系数为1，输出为0.1 0.2 0.3 0.4 0.5.......不重合度系数为0.9 0.80.7 0.6 0.5 效率=（第二内齿圈转矩—第三内齿圈转矩）*第二内齿圈行程/（第二内齿圈转矩—第三内齿圈转矩）*第二内齿圈行程+4.396*0.0775*不重合度系数 无级变速部分输入为 1 1 1 1 1 1 无级变速部分输入为时输出分别为 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 输出效率 0.57 0.723 0.793 0.856 88 0.877 以上为无级变速组件的效率，加上分流行星齿轮效率更高，但分流行星齿轮对低效区有所放大。以上只是初略估算以论证可行性。(附循环功率图） 注：以下专利去年12月已申报尚未公开，为去年7月申报专利的升级版，去年七月申报的专利实用新型已授权 名称一种机械式无级变速器授权公告号:212717847U ，发明专利在公示期名称一种无级变速器、无级变速方法及运用 公开号111765222A 可在专利之星网站查到。 
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发表于 2021-7-3 23:08:47
