BRPI0612490A2

BRPI0612490A2 - disposição limitando a relação

Info

Publication number: BRPI0612490A2
Application number: BRPI0612490-9A
Authority: BR
Inventors: Stephen William Murray
Original assignee: Torotrak Dev Ltd
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2006-07-05
Publication date: 2010-11-23
Also published as: WO2007003657A1; ATE429596T1; DE602006006450D1; US8388484B2; CA2608545C; JP5058992B2; CN101213389A; EP1899625B1; US20090203486A1; RU2008104148A; RU2391589C2; KR101292647B1; GB0513721D0; EP1899625A1; ZA200800103B; BRPI0612490B1; MX2007014922A; CA2608545A1; JP2008545101A; CN101213389B

Abstract

DISPOSIçãO LIMITANDO A RELAçãO. Uma disposição é descrita para fornecer uma função de "parada final" para um variador em uma transmissão continuamente variável. O variador (8) precisa de alguma disposição para impedir sua própria relação de acionamento de ir além de um limite de relação. De acordo com a presente inverição, é fornecida por meio de uma embreagem de um sentido (22 ou 24) . A embreagem de um sentido é acoplada à entrada de variadores e sua saída, e está disposta para engatar (travar) quando o variador alcança seu limite de relação, de modo que o variador é impedido de ir além os limites. A invenção é particularmente adequada para uso com transmissões que fornecem dois regimes e uma mudança síncrona entre elas.

Description

"DISPOSIÇÃO LIMITANDO A RELAÇÃO"

A presente invenção refere-se a uma disposição pa-ra limitar a relação de acionamento de um variador em umatransmissão continuamente variável.

Em qualquer transmissão continuamente variável,tal como a transmissão de veiculo a motor, existe um dispo-sitivo, referido aqui como um "variador", que é responsávelpara fornecer a variação continua de relação de acionamento.

Variadores assumem numerosas formas diferentes. Por exemplo,alguma das transmissões de automóvel existentes usam varia-dores do tipo "correia e polia", em que a correia se deslocaem polias ou roldanas se expandindo. Outro tipo bem conheci-do de variador tem um ou mais pares de sulcos montados demodo co-axial, que são formatados para formar, junto, umacavidade toroidal. 0 acionamento é transmitido de um sulcopara o outro por um conjunto de rolos dispostos dentro dacavidade e funcionando nos sulcos. A inclinação dos rolos évariável para mudar a relação de acionamento do variador.

0 variador exige tipicamente algum mecanismo, aser referido aqui como uma "parada final", para assegurarque o variador não seja acionado além de uma faixa de rela-ções que é capaz de fornecer, que poderia de outro modo re-sultar em dano. Por exemplo,, no tipo de sulco toroidal dovariador, se a relação de acionamento, e correspondentementea inclinação de rolo, fossem mudar além da faixa aceitável,então os rolos poderiam ser feitos para deixar os sulcos to-roidais juntos, resultando em falha catastrófica. A funçãode parada final é particularmente importante no tipo "con-trolado por torque" de vSriador em que a relação é permitidavariar sob a influência de torques na entrada e saida detransmissão.

Poderia ser imaginado que uma parada mecânica sim-pies no deslocamento da parte(s) relevante _na inclinaçãodos rolos, ou expansão das polias, por exemplo - serviria aopropósito. No entanto, isto não é tipicamente uma soluçãoideal. Para entender porque, é necessário apreciar que den-tro do variador um equilíbrio é exigido entre o torque que ovariador está manipulando e uma força de contato com a qualos elementos que transmitem torque, tais como a correia e aspolias, ou os rolos e discos, são orientados juntos. Se estaforça de orientação é muito grande, então a eficiência so-fre e o desgaste é desnecessariamente aumentado. Se é inade-quado então pode ocorre deslizamento, que é ineficiente mastambém potencialmente danoso. A força exigida varia com otorque sendo manipulado, de modo que é comum fornecer algunsmeios para variar a força de orientação em simpatia com otorque. No tipo de sulco toroidal do variador, isto pode serfeito através de uma disposição hidráulica em que a força deorientação e uma força de reação aplicada aos rolos dependemde uma pressão hidráulica comum. Este tipo de disposição édescrito para os rolos dependerem de uma pressão hidráulicacomum. Este tipo de disposição é descrito, por exemplo, empedido de patente internacional publicado PCT/GB2004/002139(número de publicação W02005/015059) da Torotrak (Develop-ment) LTD. 0 problema criado por uma parada mecânica é quequando faz efeito, uma mudança súbita pode ser criada notorque no variador. A menos que a força de orientação é cor-respondentemente ajustada existe um perigo de deslizamentodentro do variador.

No tipo de variador de sulco toroidal controladohidraulicamente apenas mencionado, a função de parada finalpode ser obtida hidraulicamente, como descrito no pedido depatente internacional já mencionado. Aqui,a força de reaçãoé aplicada aos rolos pelas disposições de pistão/cilindro. Osuprimento de fluido hidráulico de trabalho para os cilin-dros envolve orifícios laterais que são fechados pelos pis-tões quando atingem o fim de seu deslocamento, produzindouma trava hidráulica para interromper o movimento dos pis-tões e de seus rolos associados. A pressão hidráulica aumen-tada resultante nos cilindros é passada para um macaco hi-dráulico fornecendo a força de orientação, que é assim auto-maticamente aumentada quando necessário.

Enquanto altamente eficaz, tais paradas finais nãosão universalmente aplicáveis e envolvem alguma complicaçãonas hidráulicas de controle. Uma forma alternativa de paradafinal é assim desejada.

0 pedido de Patente US2003/0083170, Ooyama, des-creve uma transmissão em que um acionamento de corrente aco-pla a entrada de variador em uma embreagem de um sentido,cuja outra parte é acoplada na saída do variador. A embrea-gem engata para impedir a relação de transmissão que excedeum máximo escolhido. A disposição envolve complexidade deconstrução adicional devido a seu uso de um acionamento decorrente para fornecer a relação exigida e transferência deacionamento da entrada de transmissão para a embreagem de umsentido.

O presente inventor reconheceu que em certastransmissões, uma embreagem de um sentido pode ser usada pa-ra fornecer uma função de parada final de relação de varia-dor em uma maneira direta.

De acordo com um primeiro aspecto da presente in-venção, existe uma transmissão continuamente variável com-preendendo uma entrada de transmissão rotativa e uma saidade transmissão rotativa, um variador tendo uma entrada devariador rotativa e uma saida de variador rotativa entre asquais é adaptado para transferir acionamento a uma relaçãode variador continuamente variável, a engrenagem formandouma primeira trajetória de acionamento que acopla a entradade transmissão por meio do variador a uma primeira haste demodo que uma primeira relação de velocidade, entre a entradade transmissão e a primeira haste, é uma função da relaçãode variador e diminui com o aumento da relação de variador,e a engrenagem formando uma segunda trajetória de acionamen-to que acopla a entrada de transmissão por meio do variadorpara uma segunda haste de modo que uma segunda relação develocidade, entre a entrada de transmissão e a segunda has-te, é uma função da relação de variador e aumenta com a re-lação de variador aumentando, existindo uma certa relação devariador ("relação de variador sincrono") em que as veloci-dades das primeira e segunda hastes são iguais, a transmis-são ainda compreendendo uma disposição de seletor para aco-plar seletivamente tanto a primeira haste quanto a segundahaste para a saída de transmissão rotativa para fornecerprimeiro e segundo regimes de transmissão, e uma disposiçãode embreagem de um sentido que impede a velocidade da pri-meira haste de exceder a velocidade da segunda haste, e as-sim impede a relação de acionamento de variador de ir alémda relação síncrona.

De acordo com um segundo aspecto mais amplo dapresente invenção, existe uma disposição para limitar a re-lação de um variador em uma transmissão continuamente variá-vel, o variador tendo hastes de entrada e saída entre asquais transfere acionamento a uma relação continuamente va-riável, e a disposição compreendendo uma embreagem de umsentido, os lados opostos da qual são acopladas de modo di-rigível para a entrada e saída do variador, respectivamente,a embreagem, de um sentido sendo disposto para mover-se li-vremente quando a relação de variador está dentro de um li-mite de relação e para engatar quando necessário para impe-dir o variador de ir além de seu limite de relação.

Porque a embreagem de um sentido é acoplada para aentrada e saída do variador, uma vez engatada trava a rela-ção de variador no limite escolhido.

A invenção pode ser implementada com muito poucacomplexidade de construção adicional em uma transmissão dotipo múltiplos regimes que fornece regimes alto e baixo etem uma relação síncrona em que uma mudança entre os regimesalto e baixo não produz mudança em relação de transmissão.Tais transmissões são bem conhecidas. Neste contexto, a in-venção pode ser implementada dispondo a embreagem de um sen-tido para engatar na relação sincrona.

Existem duas rotas para transferência de aciona-mento através da transmissão correspondendo respectivamenteaos regimes de transmissão alto e baixo, os lados opostos daembreagem de um sentido sendo acionados através das trajetó-rias respectivas de modo que na relação sincrona os dois la-dos da embreagem de um sentido são acionados em velocidadeigual, fazendo-a engatar.

Onde a transmissão tem pelo menos uma embreagem deregime usada para engatar um regime ou o outro, a embreagemde um sentido é de preferência acoplada em paralelo com aembreagem de regime.

Ainda mais preferivelmente, a transmissão compre-ende duas embreagens de regime, embreagens de um sentidorespectivas sendo acopladas em paralelo com ambas as embrea-gens de regime e fornecendo a função de parada final nos re-gimes alto e baixo respectivamente.

Em uma modalidade particularmente preferida, atransmissão tem: (i) uma embreagem de baixo regime tendo umlado de entrada acoplado ao variador e um lado de saida aco-plado à saida da transmissão de modo que o engate da embrea-gem de baixo regime fornece baixo regime de transmissão; e(ii) uma embreagem de alto regime tendo um lado de entradaacoplado ao variador e um lado de saida acoplado à saída datransmissão de modo que o engate da embreagem de alto regimefornece alto regime de transmissão, a disposição limitantede relação compreendendo: (a) uma primeira embreagem de umsentido conectada em paralelo com a embreagem de baixo regi-me impede sua velocidade de entrada de exceder sua velocida-de de saida (na direção de engrenagem de avanço); e (b) umasegunda embreagem de um sentido conectada em paralelo com aembreagem de alto regime para impedir sua velocidade de sai-da de exceder sua velocidade de entrada (na direção de en-grenagem de avanço).

Modalidades especificas da presente invenção serãoagora descritas, por meio de exemplo somente, com referênciaao desenho anexo, que uma representação altamente esquemáti-ca de uma transmissão continuamente variável incorporando apresente invenção.

No desenho, uma haste de entrada de transmissão 2é acoplada a um motor 4 (ou alguma outra forma de acionadorrotativo, tal como um motor elétrico) e uma haste de saidade transmissão 6 é acoplada às rodas acionadas (não mostra-das) de um veiculo a motor. A transmissão usa um variador 8tendo uma haste de entrada de variador 10 e uma haste de sa-ida de variador 12 entre as quais transmite acionamento auma relação continuamente variável. A haste de entrada devariador 10 é acoplada à haste de entrada de transmissão 2.

A haste de saida de variador 12 é capaz de ser acoplada àhaste de saida de transmissão 6 por cada uma duas rotas,correspondendo a dois regimes de transmissão diferentes, co-mo será agora explicado.

Ambas as ditas rotas incorporam uma embreagem Ii-mitante de torque 14, um lado do qual é conectado à haste desaida de variador 12 enquanto o outro 'conectado a engrena-gem R2. A primeira rota, que corresponde a um baixo· regimede transmissão, ainda incorpora uma derivação epiciclica 16.As engrenagens epiciclicas são bem conhecidas daqueles ver-sados na técnica. A derivação 16 tem:

1. um suporte de engrenagem planetária C acopladoatravés da engrenagem Rl para a haste de entrada de trans-missão 2;

2. uma engrenagem solar S que é capaz de ser aco-plada à haste de saida de variador 12 através da embreagemlimitante de torque 14 e engrenagem R2; e

3. uma engrenagem anular ou de anel A disposta pa-ra ser acoplada através de uma embreagem de baixo regime 18e engrenagem R3, Ra para a haste de saida de transmissão 6.

Quando o baixo regime da transmissão é seleciona-do, engatando a embreagem 18, uma engrenagem anular A da de-rivação é assim acoplada por meio de uma primeira haste 17 ea embreagem 18 na saida de transmissão. Uma alça de recircu-lação de energia é formada, contendo o variador 6 e a engre-nagem solar S e de suporte C da derivação 16, como é bem en-tendido na técnica.

A segunda rota para acoplamento da haste de saidade variador 12 para a saida de transmissão é por meio de umasegunda haste 19 e uma embreagem de alto regime 20 que ser-ve, quando engatado, para acoplar a saida do variador pormeio da embreagem limitante de torque 14, e engrenagem R2,R3, Ra para a haste de saida de transmissão 6. Quando o altoregime da transmissão é selecionado, engatando a embreagemde alto regime 20 e desengatando a embreagem de baixo regime18, a derivação 16 se move livremente e desempenha um papelna transferência de acionamento através da transmissão.

0 baixo regime fornece uma baixa faixa de relaçõesde transmissão. Note que as relações de transmissão e varia-dor são aqui definidas como velocidade de saida dividida pe-Ia velocidade de entrada. Como é bem conhecido na técnica,em virtude do uso da derivação 16, esta faixa pode incluirengrenagens de avanço e de inversão, bem como uma redução develocidade infinita (relação de transmissão zero) referidacomo "neutra engrenada". Alto regime fornece relações detransmissão de avanço maiores. Note que em alto regime, umaumento em relação de variador produz um aumento em relaçãode transmissão, enquanto em baixo regime um aumento na rela-ção de variador produz um decréscimo em relação de transmis-são. Para arrastar a direita de transmissão através de suafaixa de relação do inverso para superacionamento, baixo re-gime é inicialmente engatado com a relação de variador emseu máximo. O variador é então arrastado para sua relaçãomínima, movendo a transmissão através do neutro engrenadopara frente. A uma certa relação "sincrona", o alto regime éengatado e o variador e então arrastado de volta para suarelação máxima,. Colocando a transmissão para sua engrenagemmais alta. "Síncrono" refere-se neste contexto a uma relação(do variador e transmissão) em que uma mudança do regimebaixo para alto produz nenhuma mudança na relação de trans-missão, de modo que nesta relação uma mudança suave podeser feita de um regime para o outro. A relação de variadorsíncrono constitui um limite inferior com a faixa de relaçãoexigida do variador.De acordo com a presente invenção, a transmissãoincorpora embreagens de um sentido, que fornecem um limiteem relação de variador. Especificamente, a modalidade ilus-trada tem:

1. uma primeira embreagem de um sentido 22 em pa-ralelo com - isso é conectada através - a embreagem de baixoregime 18 e disposta para impedir a velocidade de entrada daembreagem de exceder sua velocidade de entrada; e

2. uma segunda embreagem de um sentido 24 em para-leio com a embreagem de alto regime 20 e disposta para impe-dir a velocidade de saida da embreagem de exceder sua velo-cidade de entrada.

O conceito de uma embreagem de um sentido é bemconhecido daqueles versados na técnica. Tem primeira e se-gunda hastes rotativas e permite a rotação relativa das duashastes em uma direção, mas não na outra. Embreagens de umsentido podem ser implementadas usando, por exemplo mecanis-mos de catraca ou pontalete. Uma embreagem do tipo pontaleteé preferida para a presente invenção, mas outros tipos pode-riam ser usados.

O efeito das primeira e segunda embreagens de umsentido é assegurar que a relação de variador não caia abai-xo de sincrona. Considerar o caso de baixo regime primeirode tudo. A embreagem de baixo regime 18 é engatada. A pri-meira embreagem de um sentido 22 não tem efeito, desde que étravada pela embreagem de baixo regime. A embreagem de altoregime 20 é desengatada. A segunda embreagem de um sentidofornece a função de parada final. É acionado em seu lado deentrada 26 através da trajetória de alto regime, por meio dovariador 8, a embreagem limitante de torque 14 e a engrena-gem R2. Seu lado de saida 28 é acionado através da trajetó-ria de baixo regime compreendendo inter alia o variador 8, aderivação 16 e a embreagem de baixo regime engatada 18. Emrelações de transmissão abaixo de síncronas (correspondendoa relações de variador acima de síncronas), o lado d entrada26 é acionado mais rápido que o lado de saída 28, de modoque a embreagem de um sentido é desengatada. No entanto, seas relações de transmissão sobe para seu valor síncrono en-tão, por definição, as velocidades criadas pelas trajetóriasde alto e baixo regime são as mesmas. Portanto, os dois- la-dos da segunda embreagem de um sentido 24 são acionados namesma velocidade. Qualquer elevação adicional em relação detransmissão faria a velocidade de saída da segunda embreagemde um sentido 24 exceder sua velocidade de entrada, mas istoé impedido pelo engate da embreagem. Portanto, a relação detransmissão é impedida de exceder seu valor síncrono, e cor-respondentemente a relação de variador não pode cair abaixode seu valor síncrono.

No caso de alto regime, a primeira embreagem de umsentido 22 fornece a função de parada final. Seu lado de sa-ída 30 é acionado através da trajetória de alto regime com-preendendo o variador 8, embreagem limitante de torque 134,engrenagem R2 e embreagem de alto regime engatada 20. Seulado de entrada 32 é acionado através da trajetória de baixoregime recirculatória compreendendo inter alia a derivação16 e o variador 8. Nas relações de transmissão acima de sín-crona, sua velocidade de saída excede sua velocidade de en-trada, fazendo-a se mover livremente. No entanto, se as re-lações de variador e de transmissão caem a seus valores sín-cronos, então, por definição, as velocidades através dastrajetórias de alto e baixo regime se tornam iguais. Qual-quer queda adicional destas relações é impedida pelo engateda primeira embreagem de um sentido 22.

Em operação normal uma ou outra das embreagens deregime 18, 20 está sempre engatada. A embreagem limitante detorque 14 tem uma função de "fusível" protetor, sua capaci-dade de torque sendo ajustada tal que pode suportar o torqueesperado, mas derrapará em resposta a "pontos" de torque i-nesperados (por exemplo, devido à frenagem súbita pelo moto-rista) , e assim impedir de serem suportado pelo variador.

Na eventualidade de que algum mau funcionamentolevado a ambas as embreagens de regime 18, 20 sendo desenga-tadas, a primeira embreagem de um sentido 22 engataria tipi-camente, fornecendo uma rota para acionamento da saída detransmissão (e potencialmente uma instalação de "casa lim-pa") . Se a relação fosse atingir a relação síncrona, então asegunda embreagem de um sentido engataria, fornecendo a fun-ção de parada final.

Note que a disposição ilustrada serve para impedira relação de variador de cair abaixo da relação síncrona masnão impede de subir acima de seu limite de "superacionamen-to". Na pratica, o limite de superacionamento é menos prová-vel de ser alcançado e a proteção contra o perigo pode nor-malmente ser produzido por meio de dispositivos eletrônicosque controlam a transmissão, mas alguma parada final de su-peracionamento mecânico ou hidráulico pode também ser neces-sária.

Claims

1. Transmissão continuamente variável,CARACTERIZADA pelo fato de que compreende uma entrada detransmissão rotativa e uma saida de transmissão rotativa, umvariador tendo uma entrada de variador rotativa e uma saidade variador rotativa entre as quais é adaptado para transfe-rir acionamento a uma relação de variador continuamente va-riável, a engrenagem formando uma primeira trajetória de a-variador a uma primeira haste de modo que uma primeira rela-ção de velocidade, entre a entrada de transmissão e a pri-meira haste, é uma função da relação de variador e diminuicom o aumento da relação de variador, e a engrenagem forman-do uma segunda trajetória de acionamento que acopla a entra-da de transmissão por meio do variador para uma segunda has-te de modo que uma segunda relação de velocidade, entre aentrada de transmissão e a segunda haste, é uma função darelação de variador e aumenta com a relação de variador au-mentando, existindo uma certa relação de variador ("relaçãode variador sincrono") em que as velocidades das primeira esegunda hastes são iguais, a transmissão ainda compreendendouma disposição de seletor para acoplar seletivamente tanto aprimeira haste quanto a segunda haste para a saida de trans-missão rotativa para fornecer primeiro e segundo regimes detransmissão, e uma disposição de embreagem de um sentido queimpede a velocidade da primeira haste de exceder a velocida-de da segunda haste, e assim impede a relação de acionamentode variador de ir além da relação sincrona.

2. Transmissão continuamente variável, de acordocom a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dis-posição de seletor compreende pelo menos uma embreagem deregime e uma disposição de embreagem de um sentido compreen-de pelo menos uma embreagem de um sentido conectada atravésda embreagem de regime para impedir uma inversão na rotaçãorelativa de sua entrada e saida.

3. Transmissão continuamente variável, de acordocom a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a dis-posição de seletor compreende uma primeira embreagem de re-gime para acoplar seletivamente a primeira haste na haste desaida de transmissão, e uma segunda embreagem para acoplarseletivamente a segunda haste na haste de saida de transmis-são, a disposição de embreagem de um sentido compreendendouma primeira embreagem de um sentido conectada através daprimeira embreagem de regime e uma segunda embreagem de umsentido conectada através da segunda embreagem de regime.

4. Transmissão continuamente variável, de acordocom qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADA pelofato de que a primeira trajetória de acionamento incorporauma engrenagem epiciclica.

5. Transmissão continuamente variável, de acordocom qualquer reivindicação precedente, CARACTERIZADA pelofato de que ambas as trajetórias de acionamento incorporamuma embreagem limitante de torque.