本發明涉及變速器領域，具體涉及一種無級變速器。

背景技術：

無級變速是指可以連續獲得變速范圍內任何傳動比的變速系統。通過無級變速可以得到傳動系與發動機工況的最佳匹配。

現有的無級變速器主要包括CVT變速器及ECVT變速器。CVT變速器主要包括主動輪組、從動輪組、金屬帶和液壓泵等基本部件。且CVT變速器起步或加速時，金屬帶帶容易出現打滑，導致動力傳遞受到影響，從而影響加速感受。其次是CVT傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷，這會影響到車主的使用以及維修成本增加。而ECVT由于沒有液力變矩器緩沖，完全依靠電機及動力電池組調速，因此對于變速器控制單元的軟件設定要求非常高。另外，ECVT對于電機的可靠性、功率與運行精度要求也非常高，普通自動變速器如果個別電磁閥失效還能勉強行駛，ECVT上的電機一旦失效，變速器就會完全停擺，這也是ECVT潛在的風險。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種無級變速器，克服現有的CVT變速器及ECVT變速器存在的缺陷。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種無級變速器，包括行星齒輪機構、發電機、電動機、動力輸入機構以及動力輸出機構，所述行星齒輪機構包括太陽輪、行星架、轉動設于行星架上的行星輪以及設于外側并由行星輪驅動的行星圈，所述太陽輪與所述動力輸入機構驅動連接，所述電動機及行星架均與所述動力輸出機構驅動連接，所述行星圈與所述發電機驅動連接，所述發電機與所述電動機電連接，且所述發電機與所述電動機之間設有用于控制發電機輸出給電動機的輸出功率大小的控制單元。

本發明的更進一步優選方案是：所述發電機和所述電動機同軸設置，且所述發電機的動力輸入軸與所述電動機的動力輸出軸之間設有用于連接或斷開彼此的鎖止機構。

本發明的更進一步優選方案是：所述行星圈外表面設有外齒，所述發電機的動力輸入軸上設有與所述行星圈外表面的外齒相嚙合的發電機驅動齒輪。

本發明的更進一步優選方案是：所述電動機的動力輸出軸上設有電動機驅動齒輪，所述動力輸出機構包括一與所述電動機驅動輪相嚙合的動力輸出齒輪。

本發明的更進一步優選方案是：所述行星架包括一圓形驅動部，所述圓形驅動部的外表面設有與所述動力輸出輪相嚙合的外齒。。

本發明的有益效果在于，通過將太陽輪與動力輸入機構驅動連接，電動機及行星架均與動力輸出機構驅動連接，行星圈與所述發電機驅動連接，不再需要使用液力變矩器、離合器、動力電池組等部件，節省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩定性，也將更加節能環保。通過將所述發電機與所述電動機電氣連接，并所述發電機與所述電動機之間設置用于控制發電機輸出給電動機的輸出功率大小的控制單元，可降低控制單元的軟件復雜程度，從而縮短研發周期，且便于推廣運用。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是本發明的無級變速器總體機構示意圖；

圖2是本發明的無級變速器動力輸入端結構示意圖；

圖3是本發明的無級變速器動力輸出端結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖，對本發明的較佳實施例作詳細說明。

如圖1-3所示，本發明的無級變速器，包括行星齒輪機構1、發電機2、電動機3、動力輸入機構4以及動力輸出機構5，所述行星齒輪機構1包括太陽輪11、行星架12、轉動設于行星架12上的行星輪13以及設于外側并由行星輪13驅動的行星圈14，所述太陽輪11與所述動力輸入機構4驅動連接，所述電動機3及行星架12均與所述動力輸出機構5驅動連接，所述行星圈14與所述發電機2驅動連接，所述發電機2與所述電動機3電連接，且所述發電機2與所述電動機3之間設有用于控制發電機2輸出給電動機3的輸出功率大小的控制單元6。通過將太陽輪11與動力輸入機構4驅動連接，電動機3及行星架12均與動力輸出機構5驅動連接，行星圈14與所述發電機2驅動連接，不再需要使用液力變矩器、離合器、動力電池組等部件，節省了成本，提高了可靠性、耐用性和穩定性，也將更加節能環保。通過將所述發電機2與所述電動機3電連接，并所述發電機2與所述電動機3之間設置用于控制發電機2輸出給電動機3的輸出功率大小的控制單元6，可降低控制單元6的軟件復雜程度，從而縮短研發周期，且便于推廣運用。此外，本發明的無級變速器與現有的ECVT的不同之處還包括：ECVT中的電機既是變速箱部件，也是直接驅動車輛的動力部分，對電機的要求和成本更高，本發明的電機(發電機2和電動機3)只是調速部件，對電機(發電機2和電動機3)的要求更低、成本也更低。

如圖1-3所示，為進一步達到高效節能的目的，所述發電機2和所述電動機3同軸設置，且所述發電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸之間設有用于連接或斷開彼此的鎖止機構7。當電動機3轉速逐步加快，最終電動機3轉速接近發電機2轉速時，通過鎖止機構7鎖止所述發電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，使發動機通過動力輸入機構4輸入的所有動力均通過機械傳動驅動動力輸出機構5。優選的，所述行星圈14外表面設有外齒，所述發電機2的動力輸入軸上設有與所述行星圈14外表面的外齒相嚙合的發電機驅動齒輪21。所述電動機3的動力輸出軸上設有電動機驅動齒輪31，所述動力輸出機構5包括一與所述電動機驅動齒輪31相嚙合的動力輸出齒輪51。所述行星架12包括一圓形驅動部，所述圓形驅動部的外表面設有與所述動力輸出輪51相嚙合的外齒。

本發明的無級變速器運用功率分流傳動的原理，將傳動功率分解分流為兩路，兩路傳動相互形成閉環，運行過程保持動態平衡，并以小功率調速元件(即發電機2、電動機3)來控制大功率(即行星齒輪機構1)傳動，達到功率不間斷輸出，輸出轉速連續提高達到兩路輸出轉速動態平衡的最佳時速。

如圖1-3所示，由動力輸入機構4將發動機的機械動力輸入行星齒輪機構1，帶動太陽輪11轉動。在行星齒輪機構1中將出現兩種運行狀態：一路是太陽輪11帶動行星輪13轉動，行星輪13帶動行星圈14轉動，行星圈14帶動發電機驅動齒輪21轉動，發電機驅動齒輪21帶動發電機2運轉，發電機2經控制單元6推動電動機3及電動機驅動齒輪31轉動，電動機驅動齒輪31帶動動力輸出輪51動(下稱一路)即：太陽輪11—行星輪13—行星圈14--發電機驅動輪21—控制單元6—電動機驅動輪31--動力輸出輪51。二路是太陽輪11帶動行星輪13轉動，行星輪13帶動行星架12轉動，行星架12帶動動力輸出輪51轉動，(下稱二路)即：太陽輪11—行星輪13--行星架12--動力輸出輪51。兩種狀態從行星輪13分離，最終到動力輸出輪51會合，共同推動車輛運行。

上述行星齒輪機構1的這兩種運行狀態主要是通過連接在發電機2和電動機3之間的控制單元6進行控制，過程和原理如下：(1)汽油機啟動，控制單元6處于斷開狀態，車輛處于靜止不動。此時“二路”存在阻力而靜止不動?！耙宦贰庇捎诳刂茊卧?處于斷開狀態，發電機2空載，既沒有電流輸出，也不產生旋轉阻力，此時。只有太陽輪11—行星輪13—行星圈14--發電機驅動輪21在轉動，電動機驅動輪31和動力輸出軸靜止不動。(2)接通控制單元6，此時，連接發電機2和電動機3的控制單元6導通，發電機2發生機械能到電能的轉換，并輸出電壓電流，通過控制單元6的調整驅動電動機3，又完成電能到機械能轉換，通過電動機驅動輪31驅動動力輸出軸。同時，發電機2輸出電壓電流時，產生與輸出電流大小成正比的轉動阻力，這個轉動阻力反向推動“二路”機械轉動。從而達到“一路”“二路”共同推動動力輸出軸的效果。(3)隨著控制單元6的導通率的增加，輸出的電壓或電流會有所加大，電動機3的轉速也逐步加速，同時，發電機2的轉動阻力也同步推動“二路”機械加快轉速，同步推動動力輸出輪51轉動，達到無級變速的目的。(4)隨著“一路”“二路”共同推動動力輸出軸的轉速不斷提高。“一路”中的行星圈14和發電機2轉速將逐步下降，而“一路”中的電動機3轉速逐步加快，最終電動機3轉速接近發電機2轉速，此時，通過鎖止機構7鎖止所述發電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，使發動機通過動力輸入機構4輸入的所有動力均通過機械傳動驅動動力輸出機構5，進一步達到高效節能的目的。

所述控制單元6的主要作用是聯通發電機2和電動機3。當發動機啟動，發動機驅動太陽輪11—行星輪13—行星圈14—發電機2轉動。轉動的發電機2輸出電流電壓，由控制單元6通過整流濾波變頻后驅動與之相連接的電動機3，共同推動動力輸出輪51。如果通過對太陽輪11—行星輪13—行星圈內外齒14--行星架12的齒比作優化設計，將太陽輪11與發電機驅動輪21的轉速比設計為1：2.5--3，此時，發電機2將有2.5—3倍汽油機的轉速。在車輛低速時，發電機2轉速最高，輸出電能效率最好，通過機械能到電能的轉換和電機轉換的效率最高，而在車輛高速時，通過鎖止機構7鎖止所述發電機2的動力輸入軸與所述電動機3的動力輸出軸，進一步提高機械效率和節能效果。

應當理解的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制，對本領域技術人員來說，可以對上述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而所有這些修改和替換，都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。