RU1772006C

RU1772006C - Continuously variable transmission

Info

Publication number: RU1772006C
Application number: SU914904302A
Authority: RU
Inventors: Игорь Владимирович Солдатов; Андрей Васильевич Юферов; Михаил Константинович Яржемский
Original assignee: Горьковский Автомобильный Завод
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1991-01-22
Publication date: 1992-10-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и касаетс бесступенчатых трансмиссий транспортных средств, содержащих фрикционные вариаторы. Цель изобретени - повышение надежности и увеличение передаваемого крут щего момента. 8 бесступенчатой трансмиссии ведомый вал вариатора первой ступени установлен соос- но с ведущим валом, а барабан вариатора первой ступени св зан с ведущим валом через зубчатые передачи 8 и 9, при этом передаточное число вариатора первой ступени в исходном положении равно единице, причем фрикцион закреплен на картере и кинематически св зан с барабаном первой ступени и турбинным колесом гидротрансформатора . 4 ил.The invention relates to mechanical engineering and relates to continuously variable transmissions of vehicles containing friction variators. The purpose of the invention is to increase reliability and increase transmitted torque. 8 of a continuously variable transmission, the driven shaft of the first-stage variator is installed coaxially with the drive shaft, and the drum of the first-stage variator is connected to the drive shaft through gears 8 and 9, while the gear ratio of the first-stage variator in the initial position is equal to one, and the friction clutch is fixed to crankcase and kinematically connected to the drum of the first stage and the turbine wheel of the torque converter. 4 ill.

Description

Изобретение относитс к машиностроению и касаетс бесступенчатых трансмиссий транспортных средств, содержащих фрикционные вариаторы.The invention relates to mechanical engineering and relates to continuously variable transmissions of vehicles containing friction variators.

Известны конструкции бесступенчатых трансмиссий, содержащие устройство дл трогани с места, фрикционные вариаторы, механизм реверса, системы управлени и питани . Недостатками существующих бесступенчатых трансмиссий вл ютс малый передаваемый крут щий момент и низка долговечность.Continuously variable transmission designs are known which comprise a gear for starting off, friction variators, a reverse mechanism, and control and power systems. The disadvantages of existing continuously variable transmissions are low transmitted torque and low durability.

Известна также бесступенчата трансмисси , выбранна в качестве прототипа, содержаща первичный и вторичный параллельно расположенные валы и два многоди- сковых фрикционных вариатора с внутренним контактом, имеющих ведущие конусообразные диски и ведомые диски, расположенные внутри барабанов, которые установлены в корпусе на отдельных поворотных рычагах, расположенных соосно с вторичным валом, и св заны с этим валом через отдельные зубчатые передачи с разным передаточным числом при этом первичный вал расположен внутри обоих указанных барабанов.A stepless transmission is also known, selected as a prototype, containing primary and secondary parallel shafts and two multi-disk friction variators with an internal contact, having leading cone-shaped disks and driven disks located inside the drums, which are mounted in the housing on separate rotary levers located coaxial with the secondary shaft, and connected to this shaft through separate gears with different gear ratios, while the primary shaft is located inside both s drums.

Недостатками этой бесступенчатой трансмиссии вл ютс недостаточно высокий передаваемый крут щий момент и повышенные обороты барабана первой ступени и зубчатой пары в режиме холостого хода, снижающие его долговечность.The disadvantages of this continuously variable transmission are insufficiently transmitted torque and increased idle speed of the first stage drum and gear pair, which reduce its durability.

Целью предлагаемого изобретени вл етс устранение указанных недостатков, повышение надежности и увеличение передаваемого крут щего момента.The aim of the invention is to remedy these drawbacks, increase reliability and increase transmitted torque.

Указанна цель достигаетс тем, что ведомый вал вариатора первой ступени установлен соосно ведущему валу, а барабан вариатора первой ступени св зан с ведущим валом через зубчатые передачи, при этом передаточное число вариатора первой ступени в исходном положении равно единице , а фрикцион закреплен на клртере и кинематически св зан с барабанов первой ступени и турбинным колесом гидротрансформатора .This goal is achieved by the fact that the driven shaft of the first-stage variator is aligned with the drive shaft, and the drum of the first-stage variator is connected to the drive shaft via gears, while the gear ratio of the first-stage variator in the initial position is equal to one, and the friction clutch is kinematically mounted connected to the first stage drums and a torque converter turbine wheel.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл ема бесступен (ЛComparative analysis with the prototype shows that the claim is stepless (L

сwith

Ч| vl Ю О ОH | vl Yu Oh About

оabout

чата трансмисси отличаетс от известных трансмиссий тем, что она имеет повышенную надежность и возможность передавать увеличенный крут щий момент двигател .The transmission chat differs from the known transmissions in that it has increased reliability and the ability to transmit increased engine torque.

На фиг. 1 изображена кинематическа схема бесступенчатой трансмиссии; на фиг. 2 и 3 - кинематическа схема привода рычагов; на фиг. 4 - продольный разрез бесступенчатой трансмиссии.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a continuously variable transmission; in FIG. 2 and 3 are a kinematic diagram of a lever drive; in FIG. 4 is a longitudinal section of a continuously variable transmission.

Трансмисси полноприводного автомобил содержит два многодисковых фрикционных вариатора 1 и 2 с внутренним контактом рабочих поверхностей их фрикционных дисков. Пакеты этих фрикционных дисков могут быть сжаты с помощью гидравлических нажимных устройств 3 и А, содержащих силовые цилиндры с поршн ми. Крут щий момент от двигател к трансмиссии передает гидродинамический трансформатор 5, св занный с первичным валомAll-wheel drive transmission contains two multi-disk friction variators 1 and 2 with an internal contact of the working surfaces of their friction disks. Packages of these friction discs can be compressed using hydraulic push devices 3 and A containing force cylinders with pistons. The torque from the engine to the transmission is transmitted by a hydrodynamic transformer 5 connected to the input shaft

6и ведущим валом 7. Дл передачи крут щего момента к вариатору 1 с ведущего вала6 and the drive shaft 7. For transmitting torque to the variator 1 from the drive shaft

7имеютс зубчатые передачи 8 и 9, а от вариатора 1 к межосевому дифференциалу 10 имеетс зубчата муфта 11, соедин юща ведомый вал 12 вариатора 1 с зубчатой передачей 13. К вариатору 2 крут щий момент передает ведущий вал 7. От вариатора 2 к межосевому дифференциалу 10 крут щий момент передает зубчата передача 14 и полый вал 15, соединенный с корпусом межосевого дифференциала. Валы 16 и 17 служат дл передачи крут щего момента от межосевого дифференциала 10 к -главной передаче 18 переднего ведущего моста и к заднему ведущему мосту автомобил .7 there are gears 8 and 9, and from the variator 1 to the center differential 10 there is a gear clutch 11 connecting the driven shaft 12 of the variator 1 to the gear 13. The drive shaft 7 transmits torque to the variator 2. From the variator 2 to the center differential 10 The gears 14 and the hollow shaft 15, connected to the center differential housing, transmit the torque. The shafts 16 and 17 are used to transmit torque from the center differential 10 to the main gear 18 of the front drive axle and to the rear drive axle of the vehicle.

Дл получени заднего хода зубчата муфта 11 соединиэт вал 12 с зубчатым колесом 19, с зубчатим колесом 20 и зубчатым колесом 21, закрепленным на корпусе дифференциала 10. Причем дифференциал 10 может быть заблокирован с помощью зубчатой муфты 22, соедин ющей корпус дифференциала с валом 17.To reverse the gear, the clutch 11 connects the shaft 12 with the gear 19, with the gear 20 and the gear 21 mounted on the differential housing 10. Moreover, the differential 10 can be blocked by a gear coupling 22 connecting the differential housing to the shaft 17.

Масл ный насос 23 служит дл подачи рабочей жидкости через гидравлическую аппаратуру 24 поочередно в силовые цилиндры гидравлических нажимных устройств 3 и 4 и гидроцилиндры 25 и 26 управлени вариаторами 1 и 2. Цилиндры 25 и 26 обеспечивают поворот рычагов 27 и 28 зубчатой передачей типа рейка-сектор. Причем, зубчатые рейки 29 и 30 соединены одним концом с поршн ми гидроцилиндров 25 и 26, а другим концом - с зубчатыми секторами 31 и 32, закрепленными на рычагах 27 и 28. Внутри рычагов 27 и 28 на подшипниках качени размещены барабан 33 с ведущими фрикционными дисками 34 и барабан 35 с ведомыми фрикционными дисками 36. НаThe oil pump 23 serves to supply the working fluid through the hydraulic apparatus 24 in turn to the power cylinders of the hydraulic pressure devices 3 and 4 and the hydraulic cylinders 25 and 26 for controlling the variators 1 and 2. The cylinders 25 and 26 provide the rotation of the levers 27 and 28 with a rack-and-pinion gear train . Moreover, the gear racks 29 and 30 are connected at one end to the pistons of the hydraulic cylinders 25 and 26, and the other end to the gear sectors 31 and 32, mounted on the levers 27 and 28. Inside the levers 27 and 28 on the rolling bearings are placed a drum 33 with leading friction disks 34 and a drum 35 with driven friction disks 36. On

ведомом валу 12 вариатора 1 установлены ведомые фрикционные диски 37, а на ведущем валу 7 вариатора 2 установлены ведущие фрикционные диски 38, выполненныеdriven shaft 12 of the variator 1 mounted driven friction discs 37, and on the drive shaft 7 of the variator 2 mounted leading friction discs 38 made

конусообразными.cone-shaped.

Тормоз турбинного колеса 39 служит дл кратковременной остановки турбинного колеса 40 гидротрансформатора 5. Вращающиес диски 41 соединены черезThe brake of the turbine wheel 39 serves to briefly stop the turbine wheel 40 of the torque converter 5. The rotary disks 41 are connected through

0 ступицу 42 с ведущим валом 7, а невращающиес диски 43 соединены с картером. Поршень 44 служит дл сжати между собой вращающихс дисков 41 и невращающихс дисков 43,0, the hub 42 with the drive shaft 7, and the non-rotating discs 43 are connected to the crankcase. The piston 44 is used to compress rotating disks 41 and non-rotating disks 43 between themselves.

5 Трансмисси работает следующим образом .5 Transmission operates as follows.

Дл трогэни автомобил с места гидравлическую аппаратуру 24 перевод т из положени нейтраль в положение движе0 ние. В момент перевода рабоча жидкость подаетс в полость за поршнем 44 и срабатывает тормоз турбинного колеса 39, останавлива через подвижные диски 41 и ступицу 42 ведущий вал 7. При этом с валомTo drive a vehicle, the hydraulic equipment 24 is moved from the neutral position to the driving position. At the time of transfer, the working fluid is supplied into the cavity behind the piston 44 and the brake of the turbine wheel 39 is applied, stopping the drive shaft 7 through the movable disks 41 and the hub 42.

5 7 останавливаютс кинематически св занные с ним первичный вал 6, турбинное колесо 40, зубчатые передачи 8 и 9 и барабан 38 с ведущими фрикционными дисками 34. При включении положени движение5 7, the primary shaft 6, turbine wheel 40, gears 8 and 9 and the drum 38 with leading friction disks 34 are kinematically associated with it. When the position is turned on, the movement

0 поршень нажимного устройства 3 сжимает комплект фрикционных дисков вариатора 1. Тормоз турбинного колеса 39 выключаетс . При увеличении числа оборотов двигател включаетс в работу гидродинамический0, the piston of the pressure device 3 compresses the set of friction discs of the variator 1. The brake of the turbine wheel 39 is released. With an increase in the engine speed, the hydrodynamic

5 трансформатор 5 и автомобиль трогаетс с места.5 transformer 5 and the car starts to move.

Рычаг 27 удерживает барабан 33 вариатора 1 в положении при котором его передаточное число равно единице, ведущие иThe lever 27 holds the drum 33 of the variator 1 in a position in which its gear ratio is equal to one, leading and

0 ведомые диски вариатора располагаютс соосно, и он тогда работает как обычна фрикционна муфта. Это позвол ет передавать возросший крут щий момент о г гидротрансформатора 5, работающего на режимеThe driven discs of the variator are aligned and it then functions as a conventional friction clutch. This allows you to transmit the increased torque about g torque Converter 5, operating on

5 трансформации крут щего момент;5 torque transformations;

Крут щий момент с гидротрансформатора 5 через валы 6 и 7 и зубчатые передачи 8 и 9 поступает на барабан 33 и на ведущие Фрикционные диски 34, а от них за счет силThe torque from the torque converter 5 through the shafts 6 and 7 and gears 8 and 9 is supplied to the drum 33 and to the leading friction discs 34, and from them due to the forces

0 трени передаетс к ведомым дискам 37 и далее на ведомый вал 12. С вала 12 через зубчатую муфту 11 соединенную с зубчатой передачей 13 момент передаетс нл корпус дифференциала 10. От последнего происхо5 дит раздача крут щего момента к переднему и заднему ведущим мостам автомобил через валы 16 и 17. По мере разгона автомобил рычаг 27, несущий барабан 33 с ведущими фрикционными дисками 34 поворачивают гидроцилиндром через0 friction is transmitted to the driven discs 37 and then to the driven shaft 12. From the shaft 12 through the gear clutch 11 connected to the gear 13 the torque is transmitted to the differential housing 10. From the latter, torque is transmitted to the front and rear drive axles of the vehicle through the shafts 16 and 17. As the vehicle accelerates, the lever 27, the supporting drum 33 with the leading friction disks 34 are turned by the hydraulic cylinder through

зубчатую рейку 29 и зубчатый сектор 31, т.е. постепенно уменьша передаточное число вариатора 1 до минимального. Затем при необходимости дальнейшего разгона автомобил производ т переключение вариэто- ров, дл чего во втором вариаторе 2, установленном в положение максимального передаточное число с помощью гидроцилиндра 26, зубчатой рейки 30 и зубчатого сектора 32, включают гидравлическое на- жимное устройство 4, подава рабочую жидкость под давлением в его силовой цилиндр . В это врем крут щий момент с вариаторов 1 и 2 на межосевой дифференциал 10 передаетс как бы двум потоками, то есть с перекрытием и без разрыва потока крут щего момента. Затем гидравлический силовой цилиндр нажимного устройства 3 сообщают со сливом. Диски вариатора 1 расход тс и весь крут щий момент переда- етс вариатором 2 через зубчатую передачу 14 и полый вал 15 на межосевой дифференциал 10, Сближа оси вращени дисков вариатора 2 между собой путем поворота рычага 28 гидроцилиндром 26 через зубчатую рейку 30 и зубчатый сектор 32, постепенно уменьшают передаточное число этого вариатора до единицы, и тогда он работает как фрикционна муфта без скольжени дисков с высоким КПД.gear rack 29 and gear sector 31, i.e. gradually reducing the gear ratio of the variator 1 to the minimum. Then, if it is necessary to further accelerate the car, the variators are switched, for which purpose the hydraulic pressing device 4 is turned on, the working fluid is supplied in the second variator 2, set to the maximum gear ratio using the hydraulic cylinder 26, the gear rack 30 and the gear sector 32 under pressure in his ram. At this time, the torque from the variators 1 and 2 to the center differential 10 is transmitted, as it were, in two streams, i.e. with and without shutting off the flow of torque. Then, the hydraulic ram of the pressure device 3 is communicated with a drain. The disks of the variator 1 are consumed and the entire torque is transmitted by the variator 2 through the gear 14 and the hollow shaft 15 to the interaxle differential 10, approaching the axis of rotation of the disks of the variator 2 with each other by turning the lever 28 with the hydraulic cylinder 26 through the gear rack 30 and the gear sector 32 , gradually reduce the gear ratio of this variator to unity, and then it works as a friction clutch without sliding high-efficiency disks.

Использование предлагаемой бесступенчатой трансмиссии позвол ет устанавливать ее на автомобили с двигател ми рабочим объемом 3,5-4 л., что улучшает т - гово-динамические характеристики автомобил , упрощаетс процесс управлени , повышаетс уровень комфорта, а также повышает надежность и долговечность деталей и узлов трансмиссии автомобил .Using the proposed continuously variable transmission allows you to install it on cars with engines with a working volume of 3.5-4 liters, which improves the traction and dynamic characteristics of cars, simplifies the control process, increases the level of comfort, and also increases the reliability and durability of parts and assemblies Transmission car.

Claims

The claims

A continuously variable transmission comprising parallel shafts and two multi-disk friction variators with an internal contact, having levers fixed to the crankcase with drums with drive and driven disks located inside, characterized in that, in order to increase reliability and increase the transmitted torque, the driven shaft the variator of the first stage is mounted coaxially with the drive shaft, and the drum of the variator of the first stage is connected to the drive shaft through gears, while the gear ratio of the variator of the first the stage in the initial position is equal to unity, and the friction clutch is mounted on the crankcase and kinematically connected to the drum of the first stage and the turbine wheel of the torque converter.

40 5 6 44 41 43 42 4 2836 38 7 S7 34 37

S3 18 39 g4 16 35 14 2 15 8 9 33 13 S

Fi

27 31 89

9uz2 uz3

40 5 6 44 41 43 48 4 28 36 38 7 27 34 37

gz zg zo