汽车发动机、变速器、变矩器总成.pdf

本发明公开了集现有汽车发动机、变速器、后桥功能于一身的新的汽车动力系统。发动机系中,齿条、扇形齿轮构成能量转化的执行机构。缸筒及其上喷射阀构成燃料缸内喷射。缸盖、进、排气导管、进、排气阀及其驱动构成充量的配给装置。由配电器实现全部随动辅助件与发动机本身的协调配合。变速系中,由经过改进的行星齿轮变速器及其实现变速目的的执行元件,输入主体,主体上楔紧圆弧面,楔紧自由轮、滑圈自由轮保持架,及控制爪、圆弧槽构成的操作执行机构和操作用的阀及油缸共同构成变速器。后桥系中,把现有变矩器通过加装如变速器中结合和止动楔紧双向自由轮机构及其执行和操作原件改造成可控的,实现变矩和耦合的明晰切换。并通过阀的控制,实现对变矩器充泄油的操作,从而实现转向差速和四轮抓地。

五权利要求书
1、由一个齿条和两个扇形齿轮所构成的运动方式转化机构其特征
是：齿条两端与齿条一体对置活塞，活塞上有二道气环，一道油环，齿
条位置中部上、下各有一个扇形齿轮。
2、按权利要求1所规定的机构其特征是：活塞内部设四个凸起螺
栓塔子，与齿条连接，塔子周围形成冷却腔。
3、按权利要求1所规定的机构特征是：两扇形齿轮轴端的小齿轮
与中间隋轮以一定角度关系啮合。
4、按权利要求1.2所规定的机构其特征是：齿条上下均有齿，并
且上齿齿厚和下齿齿间相对。
5、按权得要求1、3所规定的机构其特征是：扇形齿轮轴上两扇形
齿轮之间是由滚针或轴承支承。
6、按权利要求1、3、5所规定的机构其特征是：上下两扇形齿轮
轴上扇形齿轮按360/齿条个数的关系配置。
7、按权利要求1.3.5.6所规定的机构其特征是：上下的两扇形轮
轴两端以园锥轴承定位和支承。
8、由两个齿条和一个扇形齿轮，所构成一运动方式转化机构其特
点是：扇形齿轮居中，有齿部分只能与上侧或下侧和一个齿条轮回啮合。
9、按权利要求8所规定的机构其特征是：扇形齿轮有齿部分是凸
起园腹齿，无齿部分为凸起园弧面。
10、按权利要求8.9所规定的机构其特征是：上、下两齿条和左
右两活塞制为一体，活塞有两道气环一道油环。
11、按权利要求8所规定机构其特征是：齿条齿背以缸径为准制
成弧形，齿条为内凹圆腹齿，齿两侧形成加强肋。
12、按权利要求8.9所规定机构其特征是：扇形齿轮轴上两扇形
齿轮之间是滚针或轴承，轴两端以园锥轴承定位。
13、按权利要求8所规定机构其特征是：扇形齿轮分度园和齿条
分度线相切。
14、一个由带定位面和喷咀址口的圆筒所组成的缸套其特征是：
缸筒上部径向由台阶形成址口定位环面，轴向以环面内园1/2形成的台
阶构成防火岸。
15、按权利要求14所规定的缸套其特征是：在下止点前与缸套轴
线呈30°加工喷咀安装园锥孔。
16、一个由纵剖面看有四层组成的整体缸盖其牲是：最下一层以
活塞直径为准形成凹园，凹园内均布6个扇形排气口，由最下一层和第
二层形成冷却腔，冷却腔上端有进油口，第二层和第三层接合部形成换
流口，第三层与上与最下一层对应成6个扇形进气口，并沿进气口外圈加
工一半圆弧槽。
17、按要利要求所16规定的缸盖其特征是：由第二层和第三层的
上下侧口组成12个排气口；最下一层在两凹园之间的最大位置有三角形
油孔；镶入缸盖的导管在外端一侧沿内、外园，加工出旋向油道至导管
未端前的回油口为止；由第四层和第三层构成进气管兼稳压室。
18、按要利要求16所规定的缸盖其特征是：最下一层，第二层，
第三层均由缸盖紧固螺栓孔的包络部分相接，并由第三层上螺栓紧固缸
盖。
19、一个由排气阀园和与之垂直的园柱组成的排气阀其特征是：
园面上均布6个扇形排气口，园柱阀杆上端有花键。阀杆中空，最下端有
螺孔供安装火花塞用。
20、按权利要求19规定的排气阀其特征是：排气阀齿轮在油封管
接头处，开一半园弧槽。
21、一个由进气阀园和竖向换流阀面及与之垂直的杆构成的进气
换流阀其特征是：园面上均布6个扇形进气口；进气口垂直位置处有6个
竖向换流园弧阀面，此阀面靠进气侧有一半园弧缺口。
22、按权利要求21所规定的进气换流阀其特征是：与阀垂直的杆
中空，最上部有花键，花键顶部设卡簧槽，进气换流阀杆末端下部设回
油接头。
23、按权利要嫠21、22所规定的进气换流阀和排气阀其特征是：
阀杆顶部装驱动用齿轮，齿轮由电磁驱动。
24、一个由机械调速器，内外配电套和永磁体及电磁柱构成的配
电器其特征是：在机械调速器齿轮中加工6个径向钢球跑道，齿轮末端
设三个传动销，传动销外侧是供安装用的园柱面，齿轮园心是供钢球罩
轴通过的孔，孔后沿孔外园是三个螺孔供安装油封用。
25、按权利要求24所规定的配电器其特征是：齿轮后端有三个传
动销，齿轮园心中空，可动的球罩在园心内前后位移，中空园心后沿园
心外园加工三个螺孔，供安装油封。
26、按权利要求24、25规定的配电器其特征是：配电内外套均有
电木作主体。电木上镶相应需要的配电环或配电点。
27、按权利要求24、25所规定的配电器其特征是：内套末端可在
前端的键槽内作位移，配电器外套固定盖上设角度调整涡杆，外套上设
涡轮。
28、按权利要求24所规定的配电器其特征是：第一永磁体固定在
钢球罩轴上，第二永磁体固定在内套上，第二永磁体固定在外套上。
29、按权利要求26、27所规定的配电器其特征是：第三永磁体
上，设置六个孔，孔内有六个电磁柱；外套末端操纵立体凸轮。
30、经过改进的可控双向自己轮机构其特征是：机构由行星齿轮
机构及机构上楔紧园弧面自由轮，自由轮保持架，梯形瓜等构成。
31、按权利要求30所规定的行星变速机构其特征是：在动力的输
入件上均布有6个对称内凹楔紧园弧面，园弧面之间加工一个圆弧槽；
自由轮保持架由6个轴向园弧面在同半径园内构成，并且径向延伸为滑
圈。滑圈在各自由轮柱园弧之间加一个园弧槽。
32、按权利要求36所规定的行星变速机构其特征是：滑圈内园沿
园周加工成一个台阶，并且台阶上面的压板也加工成对应结构，使滑
圈在压板内滑动。梯形瓜是由一个园轴向均布延伸出6个前断面为小园
弧，后断面为大园弧的结构组成的。
33、按权利要求30所规定的行星变速机构，其另一变形产品(在
止动自由轮中)的特征是：自由轮保持架由两半园环组成，保持架相应
位置加工6个园锥孔，各园锥孔之间加一个园弧槽；两对应保持架由6个
螺检连接，止动主体相应位置由6个供螺栓滑动的园弧槽，在止动主体
和两保持架的指定位置有一个前端是对称三角形的缺口。
34、一个由变矩器经过减去半向自由轮，加入两双向自由轮改造
成的新的变矩器其特征是：导轮设计在园的最大直径上，并且其外园在
靠近泵轮一侧延伸到和泵轮齐平。
35、按权利要求34所规定的变矩器其特征是：导轮内环园制成园
筒形作泵轮和涡轮的结合定位面；泵轮和涡轮的内环分别延伸至导轮内
环的中间位置。
36、按权力要求34所规定的变矩机构其特征是：泵轮外侧制成结
合自由轮的形式。泵轮园心加工出输入花健，涡轮外侧园心作输出件
用。泵轮花健外园均布三个轴向油孔和三个螺孔。
37、按权力要求34所规定的变矩器其特征是：在导轮与泵轮，导
轮与涡轮的接合处稍上在导轮上加工6个螺孔，导轮外园柱作止动自由
轮的止动接合面。导轮与泵轮，导轮与涡轮的结合夺板下由橡胶圈作密
封件。泵轮和涡轮内园中插入变速输出轴，轴上在与泵轮的结合处，有
一橡胶圈作密封件。
38、一个由园筒组成的输油兼支承轮  件其特征是：与泵轮对应
处有三个轴向油孔至瓦片油槽处，呈90°作成径向油孔，三个轴向油孔
之间，是三个通孔。径向油孔前将轮制成伞齿轮，作后输出齿轮用。
39、一个由相套两园柱构成的档位阀其特征是：转阀轴向中空中
上部为阀杆固定螺孔，转阀中部为与轴向油孔相通的径向油孔。转阀由
阀体上的上台阶上限位，油堵下限位。
40、一个由上、下两部分组成的机体，其特征是：上半部是动力系骨架，
下半部是行走系骨架，上下机体由螺栓连接成一个整体。
41、按权利要求40所规定上部机体，其特征是：水平对置6个缸套安装
孔，6个孔由扇形齿轮轴的轴承安装孔连接成一体。
42、按权利要求41所规定的上部机体，其特征是：缸套安装孔由前后两
孔形成，前孔带一台阶，后孔正上方设冷却喷咀址口，前端各孔在圆弧最大
位置处设三角形孔，每个安装孔沿圆周设6个螺栓孔，有2个共用，共计16
个。
43、按权利要求41、42所规定的上部机体，其特征是：上下两上扇形齿轮
轴的轴承孔，均由中间水平剖开，并可由贯穿螺栓将滚针盖与机体连为一
体。
44、按权利要求40所规定的下部机体，其特征是：机体是由四个平面和
一个园弧面构成的箱体结构。下部机体由两隔板分成三个腔。
45、按权利要求40所规定的下部机体，其特征是：在向后一侧的平面上
设一长方形槽，槽内设各操纵缸，及螺孔和阀安装孔等。在两隔板上靠近操
纵阀一侧各加工一进油孔。
46、按权利要求44所规定的下部机体，其特征是：两隔板上瓦孔由中间
水平剖开，并由螺栓连接为一体。
47、按权利要求40所规定的下部机体，其特征是：左右两侧平面在输出
轴位置处，沿圆周加工4个螺孔供安装球笼，轴承架和钢板支承共用件，在中
间两隔板上呈90度和后侧平面上轴承孔成一轴线，设后轮传动轴轴承孔。
48、一个由前后壳体和偏心圆盘构成的后轮转向机其特征是：输入轴与
圆盘偏心连接。
49、按权利要求48所规定的方向极其特征是：偏心圆盘内以圆心为准，
加工圆凹槽方向机横拉杆滑快即在此槽内滑动。后壳在圆内水平设置横拉
杆导向跑道，前后可在圆外共同构成水平的横拉杆导向槽延伸出的密封件
安装孔。

汽车发动机、变速器、变矩器总成。

本发明涉及一种改进的，新的汽车动力系统，特别适合房车适用，首先就发明机
构和现有机构作下表中对比：

本发明所要完成的任务达到的目的，就是由发明机构来改造现有机构使之更趋完
善，由现有机构和发明机构的对比看出，尽管现代汽车已是一种非常成熟和品质优良
的产品，当提出发明机构是必要的，发明机构是以如下方式完成的，为便于说明以下
逐项加以描述。

本发明提出的齿条扇形齿轮机构是一种运动形式转变为另一种运动形式的机构。
由于该机构的运动形式和曲柄连杆机构的运动形式相符。所以，用于代替发动机曲柄
连杆机构，以克服曲柄连杆机构旋转部分本身克刻的润滑和间隙要求难以得到长期保
障的弊端。解决这一部份又存在故障频率最高和消耗有用功最多的弊端。

方案1：由一个齿条和两个扇形齿轮(图9中1、图8中7)构成机构的主体。
由于机构和发动机工作件的特点决定；上、下有齿的齿条两端分别是与该齿条制为一
体的活塞，齿条中间位置的上、下相对设置扇形齿轮，此两扇形齿轮的轴端的两小齿
轮与中间隋轮相啮合，使两扇形齿轮按要求动作，实现啮合和分离，由活塞施力可实现
运行方式的转化。

以下结合附图2对本发明作进一步描述：

由图中看出，当甲缸作功时，下部扇形齿轮的有齿部分与齿条相啮合，下部扇形
齿轮作图中箭头所示运动。而上部扇形齿轮的无齿部分此时则处于与齿条相啮合的部
位，而这一部分无齿，所以上部扇形齿轮此时不参与动力传递，只在隋轮带动下按图
中箭头所示空转180度，甲缸作功完毕时，下部扇形齿轮已转到无齿部分，而上部扇形
轮已转到有齿部分接近于与齿条啮合处。乙缸进入作功，在这一行程上部扇形齿轮参
与动力传递。下部扇形齿轮在隋轮带动下准备加入下一循环。由图中可以看出，两扇
形齿轮的动力都由轴端小齿轮(图9中2、图8中6)传递给中间隋轮，而隋轮的
旋转方向都是同向的。这样，就可实现活塞的往复运动转化为中间隋轮的旋转运动。
实现本发明提出的任务。

上、下两扇形齿轮轴的两端各设置一园锥轴承(图9中33)通过轴承盖的紧固
实现轴的轴向定位。各相邻两缸的末端延伸成轴承孔，此两轴承孔由中间水平剖开装
入滚针轴承后由上方通过螺杆将上下滚针盖(图9中3)与机体紧固为一体，除扇形
齿轮轴两端的园锥轴承外，其余轴承孔内均设置滚针轴承，在缸体末端缸筒址口正方
设置喷孔由喷咀对活塞喷注冷却。并将喷注中心正对活塞中心，齿条(图9中2)与
两端的活塞(图9中38、图8中3)由4个螺钉连接成一体，活塞内侧顶部设四个
凸起螺钉孔连接为一体后，凸起周围形空腔，活塞往复时冷却油在此空腔内回荡以增
强制冷效果。活塞设一道油环两道气环，齿条上、下均有齿，为紧凑起见，下齿条的
齿厚和上齿条的齿槽相对。考虑到强度问题，齿条应有足够宽度和两扇形齿轮结合，
同时，也可防止活塞在缸筒内旋转，扇形齿轮孔中加工出键槽，由键将扇形齿轮按3
60/齿条个数的关系固定在轴上两轴承间，特别强调指出的是下扇形齿轮轴的最后一
个扇形齿轮两侧以键固定两个动力输出齿轮，此两齿轮应有良好的机械性能。

方案2：如图1所示，扇形齿轮居中。上、下两侧以齿条夹持，且扇形齿轮分度
园与两侧齿条分度线相切。可使运动中的扇形齿轮最后一齿与任一侧齿条的终端一齿
分离时，恰好扇形齿轮的始端一齿与另一侧齿条的始端一齿恰好进入啮合。为保证啮
合安全、可靠，应对齿条和扇形齿轮的始端和终端齿作一些工艺和特殊设计处理。若
使其中之一组件有外力作用。则可实现运动方式的变化。转移外力至另一组件，则可
实现其逆运动。这种机构有一个特点即运动的速比恰好1∶2或2∶1。这是因为扇
形齿轮弧长转过0-180度只有一个齿条与之啮合。并使该件运动。转过180-
360度时与另一个齿条啮合，使之运动。即扇形齿轮转一周齿条往复运动一次，这
种运动和施力及受力状况恰好和发动机实现能量转化所需机构相适应。若在上、下两
此条两端制成活塞，就可依此制成发动机，为紧凑其见，齿和齿背以缸径为准制成园
弧，齿条两侧设加强肋。兼夹持扇形齿轮，机构缺点，行程受限制。

缸筒是湿式的，由上部镶入机体内，缸筒顶端沿外园周延伸加工出凸起定位面，
此定位面靠近内径加工出定位面二分之一的凸起防火岸。如果将现有喷射的良好经验
加以发扬，在活塞(图8中3)行程末端前，与缸筒(图8中4)轴向呈30度加工
出电磁喷油器安装园锥孔。这样可在压缩开始前，气阀关闭后，实现缸内喷射，又可
在作功冲程中使喷油器避免直接与火焰接触。避开高温高压区。延长使用寿命。喷油
器由缸体上螺柱紧压在缸筒园锥址口上。由此园锥址口圆锥面和喷油器园锥面形式密
封，防止冷却油泄入缸内。喷油咀末端设防尘橡胶圈，防止冷却油外泄，在缸筒工作
行程中部，由缸体上部装入爆震传感器和温度传感器。

现有发动机缸盖上气门均为往复运动，开关进排气口实现配气的。这种机构动作
的执行原件较多，凸轮上负荷大反弹及反弹振幅难于消除，也难于实现随发动机转速
变化而改变配气定时。从而提高充量系数，改善燃烧和与缸内复杂的气流变化相适应，
并且气门布置困难，也难于实现大的气门流通口。最终使功率提高受限制。

本发明是以如下方式完成的，整体式缸盖从纵剖面看分成四层。如图5所示，在
与活塞轴心成一直线处设气阀共有导管(10)，导管内装排气阀(5)，导管外装
进气换流阀(3)，阀间装共用压缩弹簧(2)，由电磁(图9中9)驱动气阀实现
进排气。由部面图中看出，最下一层是与缸体的密封接触面。以活塞直径为准形成凹
园。凹园外均布6个紧固螺孔，两园园弧之间设三角形油孔(12)。和缸体相应
部位处三角孔构成流通油道，凹园平面内以园心为中心均布6个扇形排气口，排气阀
从下面装入。排气阀轴中空，供安装火花塞(6)用，这样可使火焰中心处于缸筒中
心，如图3所示，排气阀密封面也以火花塞孔中心为准形成6个扇形排气口，供排气
用。无口部分为密封面，如图5中B-B示图所示，最下一层与第二层以排气口形状
为准形成上下连接，形成紧固缸盖螺栓孔包络部分与最下一层和第二层形成连接，外
部两侧也与最下一层和第二层形成连接构成整体。如此内部形成放射状加强肋，无肋
部分形成放射状冷却空腔，在上侧平面与圆心成一轴线设冷却油入口(11)，冷却
油由此入口进入最下一层与第二层之间的空腔，如图5中A-A示图所示，第二层与
第三层由形成排气换流阀口的结合部分及紧固螺栓孔的包络部分上、下相连，以排气
口所处位置为准，构成6个竖向换流口。与进气阀制成一体的换流阀，即竖向密封或
开启于以此气口上。上、下两侧平面是开口的供安装排气管用，这样6个缸用12个
排气支管，左上侧和右上侧支管各3个由管路连接进入共振消声器(图8中13)，
左下侧和右下侧各3个支管进入共振消声器，然后这两个共振消声器由管路相连进入
催化器(图8中25)。然后进入主消声器，对发电机涡轮作功后排出，这样即避免
压力波重叠，又可完成消声足够的任务，如图5中左侧示图所示，第三层与最下一层
同位置，设置6个扇形进气口。此气口沿外圆向顺时针方向开一半圆弧槽，换流阀即
在此槽内转动，进气换流阀(3)就从上部密封于这6个进气口上，如图4所示，进
气换流阀平面是6个扇形进气口。沿坚向在6个扇形进气口的位置延伸6个坚向圆弧
密封阀，无阀部分为排出口，有阀部分是进气密封面，以使进排气分离。而进排气又
共用最下一层气口，增大了流通面。镶入缸盖中的气阀导管(10)的内圆和外圆在
与气阀杆接合一端制成旋向油道，润滑油从安装在进气换流阀内圆上的油封(9)上
侧的入口进入，进行润滑。然后，从旋向油道的未端进入进气换流阀上的回油道流入
机休内。进气换流阀上端是花键，顶端加工卡环槽，供安装进气换流阀驱动齿轮(8)
用，排气齿轮(1)由火花塞紧压在排气阀杆上，在进气换流阀上的压力轴承上，排
气阀驱动齿轮下装共用弹簧(2)。由于进气换流阀上进气齿轮薄，排气阀上齿轮厚
，故可实现进气从上和排气从下的将气阀紧压在各自的密封面上。进气换流阀由油封
外圆和该阀内圆紧密配合形成密封，排气阀由油封内唇密封，润滑油进油管由排气驱
动齿轮形成的圆弧槽中通过并连接进入油封接头。进气换流阀上的压力轴承(4)将
下半部和钢球架加工掉四分之一，下半部在加工掉四分之一后，将钢球跑道封头，供
回油管从此进入并安装在进气换流阀上的回油接头上，第四层是一个盖板，由螺栓将
它紧固在缸盖上，和上下两侧及第三层构成进气道，在进气管内相应位置设置气阀驱
动电磁体(7)，电磁体下垫绝热材料，同时进气兼作对电磁体的制冷剂。左右两进
气道由管道相连在主进气道形成的稳压箱上，为确保将进气压力提高到必需的强度，
在空气滤清器后设置由配电器控制转速的调速电风机，以控制进气量和压力，压力波
前后部位各设一机体通气孔，保证尽可能全部抽出废气，防止润滑油形成烧结和对润
滑油进行自然冷却，并在风机出口处装压力或流量感应器，以此作为进气信息反馈到
配电器电磁体上，风机转速是由与配电器操纵立体凸轮相连接的变阻器(图8中8)
控制。这样，对空气的均匀分配和随发动机转速进行的调节，对燃烧质量和振幅及功
率是非常有利的，从图中还可以看出，排气阀打开时，进气换流阀处于进气口关闭，
换流口开启而排气。进气阀打开时，换流阀处于关闭位置，排气口打开，此时进气进
入缸内，气阀均有齿条两侧的电磁体通断电源经各自阀上齿轮控制。

方案1：现有发动机的气阀动作是由凸轮形状决定的，因此不可随发动机工作的
需要而变化，即使可变也比较繁杂，因为还是由机械的联系，因此执行动作比较呆滞，
达不到高性能的要求，对功率有一定影响，发明机构由正时齿轮驱动的配电器(图8
中32)按气阀动作的需要按时、准确、并可变定时的(时间的迟早和大小)提供驱
动气阀的电源，此电源经电磁体转变为机械的往复运动来驱动气阀齿轮，从而使气阀
在阀体内摆动而实现配气。

下面结合附图6对机构作进一步描述：

在齿轮(5)中间部位加工出6个钢球跑道(1)，钢球(3)在离心力作用下
即在此跑道内作径向位移，齿轮后部设置三个传动销(18)，配电盘内套即由这三
个销传动，在这三个销外部沿轴向延伸为供安装用的滑动圆环(6)，固定盖(7)
末端设橡胶圈(8)与圆环密封，固定盖一侧设外套角度调整涡杆轴(9)，外壳相
应位置设一段涡轮槽，齿轮中间加工出供钢球罩轴(2)通过的孔，齿轮后端沿此孔
外圆加工三个螺孔供安装油封(4)用，配电部分在结构上分内套和外套(11)两
部分，均有电木制成，内套上镶有供油，进开、进关、排开、排关、转速、点火感应
、高压输出点和高压输入、低压输入圆环，外套设相应输出输入点，由绝缘螺旋弹簧
将输入、输出点紧压在内套上，内套上各点均根据需要和实验设计成最理想形状，可
在时间的长短和迟早方面使气阀和供油，点火最佳化，即形成可变气阀、供油、点火、
定时，所有配电点形状(即内套轴向位移)的变化，除喷射可由取决于空气流量和压
力，发动机温度，车速等的电磁体和内套末端上小永磁体(13)作微量调整，使内
套末端在内套上花键(14)内位移外均有前端齿轮内的调整器和永磁体方便的进行。

第二永磁体(12)固定在内套上，第一永磁体(10)固定在钢球罩轴上，第
三永磁体(16)固定在外套上，第三永磁体上设置六个电磁柱(15)，其信号源
分别是发动机转速、车速、合氧量(图8中24)、爆震(图8中30)、空气流量
或压力，发动机温度(图8中31)。外套末端设操纵立体凸轮(17)，由钢索操
纵凸轮，使内套轴向位移，发动机转速高时，配电器内钢球罩轴，在钢球离心力作用
下向减少供油方向移动，同时带动第二磁体左移平衡被破坏，第一磁体与第二磁体间
压力增大，由于第二永磁体固定在内套上，第三永磁体固定在外套上，而第三永磁体
上气流或气压电磁减小，发动机转速电磁减小，车速电磁随车速变化，温度随此时发
动机温度变化，第二永磁体与第三永磁体由自身磁力和以上各磁柱磁力决定它们之间
的压力关系，第二永磁体在第一和第三永磁体磁场作用下，重新组织平衡，在此动作
过程中调整了各配电点与输出电极的接触面，相应的改变了被控制元件的动作过程，
同时也调整了由内套控制的风机电阻，使进气压力与此时所需参数相适应。也可考虑
将配电器输出信号作为基准，再输入电子控制装置作二次修正，然后指令各系统工作，
以满足日益严格的空气净化法规。如进入发动机控制装置，由尾气的氧传感器测得含
氧量，由含氧量和与油门踏板相连接的变阻器确定进气量，由进气量确定然油喷射量
等方式。

方案2：由具有调整出油量和出油时间的往复油泵提供压力油，经管路通至气阀
上油缸由油缸操纵气阀动作，这咱方式可由现在在柴油喷射方面取得的成功经验方便
的进行，实现可变气阀定时，又不需调整气阀间隙等，这种方案元件集中，气阀上质
量轻便，可明显改善发动机进排气性能。

两扇形齿轮轴的小齿轮它们是不相啮合的，当它们都和以下四个齿轮中两个相啮
合四个齿轮分别是起动用马达(图8中9)齿轮，与配电器制为一体的齿轮，空调用
齿轮，发电机(图9中13)和油泵(图9中14)共用齿轮(图9中11)，配电
器齿轮前面已用说明，马达齿轮下部中心为一内部压入铜套。与齿轮室中轴动配合的
圆柱孔，由齿轮室内的轴将齿轮定位，与配电器齿轮啮合，上部内圆是由齿轮延伸部
形成的接合棘轮，棘轮外圆柱是密封面，由装于齿轮室盖上的油封密封于此圆柱面上，
空调与发电机和油泵共用齿轮也是相同的结构，只是上部内圆，是花键孔作输出端，
供安装空调和发动机油泵花键轴用，齿轮室是由4个内部螺栓和4个由齿轮室盖上插
入的螺栓紧固在缸体端面上的长方形件，在与缸体连接的平面上以配电器钢球罩圆心
为圆心为配电器钢球罩位移加工一个圆孔，以其余各齿轮圆心为圆心与齿轮室一体加
工三个定位轴，齿轮室四周设螺栓塔子，齿轮室盖是一长方形盖板，除四周螺栓孔和
配电器安装孔外，以其余三齿轮圆心为圆心设三个油封安装孔。

现有机构换档一般是由同步器或变速离合器，经过对它们的操纵实现变速的，其
缺点是构件多，精度要求严格，有离合器操纵机构还有污染润滑油的问题，并且轴向
径向尺寸较大，现在提出机构是由经过改进的，可控双向自由轮机构执行动作的，可
以克服上述缺陷，以下结合附图8、9对机构作一步描述。

如示意图10所示的两排行星齿轮机构，适用的具体结构如图8、9所示，太阳
轮(图8中15)行星轮(图8中16)都是标准件，只是将所需行星架和齿圈作延
伸制出输入和输出构件，将接合离合器和止动带改造成可控双向自由轮构成的变速器，
可实现3个前进一个倒退档，加上变矩器本身具有无级变速功能，可满足各种行驶的
需要。实现这4个档位的具体操纵机构，(在结合自由轮上图10中L1、L2所示)
以行星齿轮机构的输入件(图8中19、图9中22)圆心为准，沿外圆周均布6个
内凹楔紧圆弧面，楔紧自由轮(图8中21、图9中36)装入保持架(图8中20、
图9中20)内后装入此圆弧面内，保持架一侧径向延伸为滑圈，滑圈在各楔紧轮柱
之间加工一个圆弧槽，输入件相应位置也是相同圆弧槽，与油缸相连的操纵臂(图8
中18、图9中18)控制梯形瓜(图9中19)即在此槽内作轴向位移，滑圈由压
板(图9中21)可滑动的盖住后，各操纵件就与机构形成整体，当结合梯形瓜向输
入件内插入时，必有滑圈保持架的一个面与梯形瓜的一个斜面相挤压，使滑圈楔紧轮
柱保持架带动楔紧自由轮柱转动一个角度复位于凹面中间，退出接合，退出档位(由
于楔紧凹面由中间向两边的圆弧是对称的，故可实现反拖)油缸左侧排油，右侧进油
后梯形瓜被拉向退出齿圈2/3的位置，梯形瓜斜面不与滑圈楔紧轮柱保持架接触，楔
紧自由轮可在惯性和与输入件半接触状态磨擦力作用下转动一个角度，楔紧于圆弧面
内，进入该档位，止动用自由轮(如图10中B1、B2所示)在作用动作原理上
也是这样，如图9结构上其主体(图9中32)是套在所需止动齿轮或保持架的延伸
圆柱上的圆环，以圆环内圆为准均布6个内凹楔紧圆弧面。左右两侧楔紧轮柱保持架
(图9中30)相应位置相对加工6个圆锥孔，楔紧自由轮柱(图9中31)两端加
工成圆锥尖装入保持架圆锥孔内，主体各圆锥孔之间加工一段圆弧，保持架在主体圆
弧对应处加工螺孔，由螺栓将两侧保持架可滑动的连接在主体上，主体左右两侧为与
变速器壳相接触的平面。在这两侧平面上各有两个螺孔，从变速壳外紧固螺栓于螺孔
后实现与主体的定位，主体平面在靠近油缸一侧在主体和保持架上加工一个前端为对
称尖角后端为矩形的槽，由油缸(图8中26、图9中40)操纵的尖角插(图9
中35)即在此槽内前后位移，操纵楔紧轮柱保持架作圆滑动和定位，实现楔紧轮柱
与主体的分离和止动。需要特别强调指出的是由变速器控制电路或变速计算机的设计，
必须实现退出原有档位后所需档位方可进入，如由各传感器输入信号至变速计算机后
由变阻器位置，发动机转速、车速等信息控制变速阀，按先退出原有档位，
然后进入所需档位的顺序动作。手动变速时，也可考虑在方向机圆心设琴键开关，
不论手动变速还是自动变速，都以如下顺序进行：先按下退出原有档位琴键开关，然
后按下所需档位琴键开关，在按下退出原有档位琴健开关的同时，就接通变矩器阀，
使四个变矩器泄油该档琴键开关下方，退出档位指示灯亮的同时，即接通所需档位阀，
该档琴键开关上方进入档位指示灯亮的同时，即接通变矩器阀，使四个变矩器充油。手
动变速过程中，驾驶人员只需按下两个琴键开关即可。

现有汽车变矩和耦合的切换是经过变矩器内的自由轮机构由事先决定好的因素方
便的进行的，其缺点是有随动性，部分不可控，使泵轮功率不能充分利用，使效率降
低，发明机构是经各系统(发动机转速，行车速度，现该机构所处变矩还是耦合等)
反馈的信息与计算机(比例阀)内贮内的信息(由事先调好压力的弹簧或阀)对比计
算后自动进行切换阀的动作，切换入所需变矩或耦合。或由观察反馈信息指示灯。由
手动经电磁操纵切换，把现有机构中的自由轮机构由可控的两自由轮机构代替(耦合
自由轮是变器中的结合自由轮形式，变矩楔紧自由轮是变速器中的止动楔紧自由轮形
式)由这两楔紧自由轮的的动作实现变矩和耦合工况的明晰切换，并在耦合工况时让
导轮加入泵轮工作从而使耦合工况效率提高。

以下结合附图(8、9)下方方框示意图中差速控制，变速，变矩、耦合控制对
机构作进一步说明：变矩工况时，结合梯形瓜插入，结合楔紧自由轮分离，止动自由
轮尖角插退出，止动楔紧自由轮接合，导轮固定，机构进入变矩工况。

耦合工况时，结合梯形瓜退出，结合楔紧自由轮结合，将导轮与泵轮接合在一起，
导轮加入泵轮工作，止动尖角插插入，止动楔紧自由轮分离，进入耦合工况。

两自由轮已在变速器中说明以下结合附图9主要就变矩器作进一步说明。

在结构上导轮外圆制成圆筒形，并延伸到和泵轮齐平，作楔紧自由轮的结合面，
泵轮外均布6个内凹圆弧面，制成结合自由轮的形式。泵轮毂(图9中17)的外圆
制成伞齿轮作后轮驱动主动齿轮，导轮(图9中29)内环外圆也作成圆筒，作泵
轮(图9中28)和涡轮(图9中27)的接合定位面，泵轮和涡轮内环分别延伸至
导轮内环中间位置，这样三轮的内环相套可保证三轮同心，泵轮圆心加工出输入花键
泵轮花键外圆均布三个轴向进油孔，三个螺孔，另外，在导轮与泵轮，导轮与涡轮外
圆接合处梢上，在导轮上加工6个螺孔，由固定在这6个螺孔上的压板分别将涡轮和
泵轮与导轮可滑动的连接在一起，并由压板下的橡胶圈作密封件，泵轮和涡轮内圆中
插入变速输出轴，并在泵轮内圆端面，加工一个凹槽，在凹槽内设置橡胶圈由此橡胶
圈作泵轮内圆的密封件，同时也兼有定位作用。

现有汽车转向是经转向机构和差速器来完成的，由于差速器的作用，该驱动桥一
轮悬空时空转，而着地轮则不动出现驻车现象，无法驶离驻车区域。

发明机构由于没有差速器，而各轮均有自己独立的变矩器作最终传动。即使三轮
悬空，一轮抓地。也不会出现驻车现象。同时，与现有机构比较而言，实现软传动，
使变矩器前所有机件寿命提高。差速的目的是为了经捷的转向。本系统中由于结构因
素变矩器本身是不具备差速动能的，由方向机所处转向角度，方向机动作速度作为基
准信号。由左(前后)右(前后)轮转速差，左(前后)右(前后)变矩器内压力差，
左(前后)右(前后)轮所处相位，作为辅助信号，辅入差速计算机，由计算机计算
后指令差速转阀上步进电机带动转阀动作，作出对四个变矩器的充泄油动作。需要特
别强调指出的是转向信号传到差步进电机的速度和强度比传到转向步进电机的大而且
早，才能充分发挥差速的作用。因为油的传动速度比电的传动速度滞后。因变矩器的
工作介质是油不难想象无油或缺油时，泵轮转速是无法或不能完全传递给涡轮的。这
样，可使某个所需的变矩器快转或慢转，加上变矩器本身具有的微量转向随动性和四
轮转向的作用，实现差速转向的目的。

档位阀是由内外相套的两个圆柱构成的。如图7所示，阀体一侧中部设油缸进油
孔(1)两个，阀体上端的圆柱孔比下面小，形成台阶的目的是为了将从下部装入的
转阀上限位，转阀是阀体轴向中空，上端为转阀杆(5)固定螺孔。转阀中部为与轴
向油孔(4)相连的一径向油孔(2)。与径向油孔呈45度在转阀外圆是与轴向油
孔行平行长度到径向油孔处的向上的两个泄油槽(3)。从图中不难看出当转阀处于
径向油孔与阀体上某一油孔相通进油时，必有一个泄油槽与阀体上另一油孔相通而泄
油。若一个油缸用这样一个独立的阀，则该缸可可靠、安全的执行动作。差速阀与档
位阀基本上是相同的，只是比档位阀在转阀少一个泄油槽，在阀体上少一个油孔，差
速步进电机控制的其实是差速转阀的泄油量和泄油速度，并且对四轮变矩器而言，同
时控制对它们的进油和泄油，可兼作离合器的作用。

对前两个变矩器而言，液压油经差速转阀分配后至变速器壳中间两隔板上的油道，
在此隔板上有上下对称中间是油槽的瓦片，泵轮端面的轮毂中心是花键与变速输出轴
花键相套。末端是驱动后轮用伞齿轮，伞齿轮端面稍后开始设三个轴向油孔通往变矩
器，此油孔前端至瓦片(图9中15)油槽处，呈90度加工三个径向油孔与瓦片油
槽共同构成对变矩器进泄油的油道。轮毂在三个轴向油道中间是三个通孔，通过螺钉
与泵轮固定。对前两个涡轮而言在涡轮末端，以圆心为准加工6个均布螺孔，球笼式
万向节即安装在6个螺孔上，球笼外圆柱内侧安装轴承(图9中25)外侧作油封(
图9中24)内唇的密封面，然后将轴承外圆和油封外圆装入承载盖(图9中26、
图8中14)上。安装到变速器左右两侧的壁板上，由它们接合面加减衬垫调整间隙
，此盖上设一平面作与车架的或其它的连接面或件的固定面。对后轮两变矩器而言，
把进泄油道设在变矩器壳体上，对称瓦片固定在壳体上，与前两轮变矩器轮毂一样结
构的油道设在泵轮末端面的轴头上，此轴头前端是伞齿轮，分别由两后轮驱动轴(图
9中16、图8中23)传动。然后把止动和结合楔紧自由轮机构油缸和阀等设置在
壳体内。以此为基础，在加上适当机构就构成后轮驱动系统。

变矩器实现差速的目的是为转向提供条件，由于是四轮驱动四轮转向，故结构上
略显复杂。可以这样考虑，前轮转向机在结构上和现有转向机一样，只是将与转向节
臂相套的输出花键制成小齿轮与齿条左侧齿合。齿条两端是球头与横拉杆连接，齿条
右侧与步进电机啮合。齿条中间是一比转向机输出齿轮大1.5倍的齿轮，由传动杆和
万向节连接进入后轮转向机。后轮转向机在结构上输入杆末端是一圆盘，圆盘与输入
杆偏心连接，圆盘内以圆心为准加工一个凹槽跑道，方向机横拉杆滑块即在此槽内作
左右位移，外部壳体在结构上横向剖开分成前后两部分，前端壳体上部是轴承安装孔，
此孔下部是一个供偏心圆盘转动的凹圆，此凹圆在水平方向的左右两侧制出横拉杆通
过的孔，后壳是一个盖板，中心是轴承安装孔，与此安装孔制成一体的在水平方向的
横拉杆导向跑道及其沿伸出的另一半孔，也制在后壳内侧。前后壳周边设螺孔，由前
后壳共同构成的横拉杆通过孔在末端设油封，即构成后轮转向机。前轮转向机上步进
电机作为助力装置，它的动作是由转向计算机控制的，转向计算机的信号源是、车速、
方向机转动方向、速度和角度，辅助信号是各轮转速差和所处相位，相位仪设在前
轮转向机齿条和后轮向机横拉杆上，各轮转速差是由设在各变矩器涡轮末端的转速传
感器提供的，同时此信号也兼作防抱死制动信号用。

机体结构上分上、下两部分，上部分是发动机主体，下部是行走系主体，上部分
由于是缸套水平对置湿式的，所以上部机体(图8中2、图9中5)水平对置6个缸
套安装孔。由与缸盖(图8中1)接触的带一台阶圆孔平面和与缸套末端相套的圆孔
平面构成，两平面之间形成冷却空腔，与缸盖接触的平面上的两圆形成圆孤的最大位
置处，加工8个三角油孔(图9中8)，沿各园孔圆周在两平面上加工16个螺孔，
另一侧形成缸套安装孔的两平面也是对称结构，16个螺孔上面一排6个，下面一排
其中4个共10个是承载贯穿螺栓，在机体一端下方由于扇形齿轮轴上固定两个动力
输出齿轮(图9中6、7)，为便于安装相对这两齿轮位置处2螺孔中螺栓和中间一
排4个螺栓是由缸盖上方旋入，缸筒下址口平面内在下址口平面正上方装喷油咀(图
8中29)，对活塞喷注冷却，在下址口平面两缸套安装孔之间延伸扇形齿轮轴及轴
承安装孔，由这一延伸部位将两侧缸套安装孔连接为一体，此孔分上、下两孔，上、
下两孔各由中部剖开，并可由贯穿螺栓紧固为一体，供安装扇形齿轮轴和滚针(图9
中4)用。安装缸筒空腔上部在缸筒装入后，缸筒喷咀址口处加工出喷油咀址口。址
口两侧是喷咀安装螺栓，扇形齿轮轴一端设闷压盖，另一端是由齿轮室兼作轴承压板，
由此两盖板保证扇形齿轮轴的轴向定位，空腔下部是与下部机体相接合的平面，机体
下部由两隔板分成三个腔，中间两隔板靠近油缸一侧各加工一个进油孔，两隔板上部
是供安装变速器用的瓦孔，从中间水平剖开，由剖开的上盖的两贯穿螺栓固定，另外
在两隔板外侧与后机体板上轴承孔座同心，还设有供安装后轮输出轴用的轴承座，左
右两侧中心加工一个孔，供前输出轴通过，沿此孔圆周加工四个螺孔，供安装轴承和
油封体用。

下部机体底是园孤形的前后两边是与下部园孤相切的平面，平面一侧上是长方形
槽，此槽上侧有八个供油缸操纵瓜通过的孔，孔两边是两个油缸(图9中40)安装
螺孔，下侧有4个螺孔供安装操纵阀(图8中27、图9中39)用，长方槽在靠近
油泵一侧边板上加工一个供进油用的接头孔，此槽四周设螺孔，油缸、阀及管路装入
后由盖板经螺栓盖住密封，将前面所速各构件装入机体下、下部相应位置就构成本发
明提出的动力系统。在长方槽下方设四个螺栓塔子供安装方向机用。

冷却油泵(图9中14)是由发电机末端花键套连接传动的，冷却油泵是转子式
的，为保证将冷却油量和压力，提高到必要的强度和减少脉冲影响，转子齿轮数较
多齿宽度较大，冷却油由油泵从机体下部抽出后先进入密封冷却油箱内，经由温度感
应器控制开关和转速的电动风机冷却后进入总油管，由总油管分成两个支路，一路再
分成七个支路，其中六路进入各缸盖上的进油孔(图中10)，一路限量限压引出后
再分成六个支路进入气阀导管油封内，对导管内外的进排气阀润滑冷却后，由排气换
流阀上回油孔流入油底，另一路进入操纵阀，由电磁操纵档位阀、变矩阀、耦合闪和
差速阀，一路进入转子滤清器后流入油底，进入缸盖冷却油经缸盖冷却腔，缸盖上三
角孔，缸体上三角孔，缸筒冷却腔后，由缸筒末端喷咀喷出对活塞冷却后进入机体下
部，再次参加循环，由于所有用油和润滑件全部密封在上、下总机内而机构又没有传
统轴瓦件，所以全部采用飞溅润滑的方式。