RU2049284C1

RU2049284C1 - Torque converter

Info

Publication number: RU2049284C1
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Ашмаров
Original assignee: Алексей Владимирович Ашмаров
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: torque converter has carrier, solar wheel, satellites with inertia weights, control disk, switching mechanism, and shifting clutch. The inertia weights are cylindrical, set in bushings, and pivotally connected with the control disk through carriers and crank. When the control disk is turned about the carrier by the eccentricity "e", the inertia weights is set in motion through two links. The satellites are set the weight in rotation. The crank are set the weights in reciprocation. The centrifugal force act on the solar wheel. As a result, the torque is converted. EFFECT: improved design. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано преимущественно в автоматических трансмиссиях автомобилей, мотоциклов и других транспортных средствах. The invention relates to mechanical engineering and can be used mainly in automatic transmissions of cars, motorcycles and other vehicles.

Известны автоматические импульсные передачи, работающие на принципе использования центробежных сил инерции в механизмах с неуравновешенными сателлитами [1]
Известна также автоматическая прогрессивная коробка передач Хоббса, включающая солнечное колесо, водило, сателлиты, жестко соединенные с инерционными грузами, и механизмы свободного хода. При вращении ведущего звена коробки водила сателлиты обкатываются вокруг солнечного колеса ведомого звена. Возникающие при этом в инерционных грузах центробежные силы действуют на сателлит одну половину оборота его против вращения, другую в направлении вращения, что и передается солнечному колесу в виде положительных и отрицательных импульсов. Эти импульсы воспринимаются механизмами свободного хода и передаются в трансмиссию в виде серии импульсов одного направления [2]
Основным недостатком этой коробки передач является наличие механизмов свободного хода, которые, работая с предельными нагрузками, не могут обеспечить надежной, долговечной работы коробки передач.Known automatic pulse transmission, operating on the principle of using centrifugal inertia forces in mechanisms with unbalanced satellites [1]
Hobbs automatic progressive transmission is also known, including a sun wheel, a carrier, satellites rigidly connected to inertial loads, and free-wheeling mechanisms. When the drive link of the carrier box rotates, the satellites run around the sun wheel of the driven link. The centrifugal forces that arise in inertial loads act on the satellite one half of its rotation against rotation, the other in the direction of rotation, which is transmitted to the solar wheel in the form of positive and negative pulses. These pulses are perceived by freewheeling mechanisms and transmitted to the transmission in the form of a series of pulses of one direction [2]
The main disadvantage of this gearbox is the presence of freewheeling mechanisms, which, working with maximum loads, cannot ensure reliable, durable operation of the gearbox.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь крутящего момента, содержащий водило, солнечное колесо, сателлиты с инерционными грузами, установленными перпендикулярно осям сателлитов с возможностью осевого перемещения [3]
Однако указанная конструкция не позволяет управлять перемещением инерционных грузов.Closest to the invention is a torque converter containing a carrier, a sun wheel, satellites with inertial loads mounted perpendicular to the axes of the satellites with the possibility of axial movement [3]
However, this design does not allow you to control the movement of inertial loads.

Задачей изобретения является повышение надежности и долговечности механизма путем воздействия на выходной вал преобразователя выпрямленного силового потока. The objective of the invention is to increase the reliability and durability of the mechanism by acting on the output shaft of the converter of a rectified power flow.

Для этого в преобразователе крутящего момента, содержащем водило, солнечное колесо, сателлиты с инерционными грузами, установленными перпендикулярно осям сателлитов с возможностью осевого перемещения, инерционные грузы выполняют цилиндрической формы, располагают их во втулках и соединяют шарнирно через подводки с кривошипами, установленными в управляющем диске, взаимодействующем с механизмом переключения, который включает гидроцилиндр с поршнем, втулку с винтовыми пазами, направляющий палец, вкладыш и муфту переключения. To do this, in a torque converter containing a carrier, a sun wheel, satellites with inertial loads mounted perpendicular to the axis of the satellites with the possibility of axial movement, inertial loads are cylindrical in shape, placed in bushings and pivotally connected through crank wires to the cranks installed in the control disk, interacting with the switching mechanism, which includes a hydraulic cylinder with a piston, a sleeve with screw grooves, a guide pin, an insert and a switching clutch.

Кроме того, сателлиты смещают на равные углы поворота. In addition, the satellites are shifted by equal angles of rotation.

На фиг. 1 изображен преобразователь в разрезе; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изменения неуравновешенных масс на сателлите по углу поворота сателлита; на фиг. 4 график величины силового импульса при шести сателлитах и суммарный крутящий момент на солнечном колесе преобразователя. In FIG. 1 shows a transducer in section; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3 changes of unbalanced masses on the satellite by the angle of rotation of the satellite; in FIG. 4 is a graph of the magnitude of the power impulse at six satellites and the total torque on the converter’s sun wheel.

Преобразователь содержит водило 1, жестко соединенное с маховиком двигателя 2, солнечное колесо 3, сателлиты 4, инерционные грузы 5, выполненные в виде цилиндров и расположенные во втулках 6 перпендикулярно осям сателлитов 4. Инерционные грузы 5 через поводки 7 соединены шарнирно с кривошипами 8, установленными соосно с осями сателлитов в управляющем диске 9, взаимодействующем с механизмом переключения. The converter contains a carrier 1, rigidly connected to the flywheel of the engine 2, the sun wheel 3, the satellites 4, inertial loads 5, made in the form of cylinders and located in the sleeves 6 perpendicular to the axes of the satellites 4. The inertial loads 5 are connected pivotally to the cranks 8 mounted 8 coaxial with the axes of the satellites in the control disk 9, interacting with the switching mechanism.

Управляющий диск 9 установлен на водиле 1 с осевым зазором, регулируемым гайкой 10. The control disk 9 is mounted on the carrier 1 with an axial clearance controlled by a nut 10.

Механизм переключения состоит из гидравлического цилиндра 11, поршня 12, втулки 13 с винтовыми пазами, направляющего пальца 14, вкладыша 15 и муфты 16 переключения, перекрывающей каналы в и г полостей а и б цилиндра 11. The switching mechanism consists of a hydraulic cylinder 11, a piston 12, a sleeve 13 with helical grooves, a guide pin 14, a liner 15 and a switching clutch 16, overlapping the channels a and b of the cavities a and b of the cylinder 11.

Преобразователь работает следующим образом. The converter operates as follows.

Маховик двигателя 2 приводит во вращение жестко соединенное с ним водило 1 и через направляющий палец 14, втулку 13, вкладыш 15 и гидроцилиндр 11 управляющий диск 9. Водило 1 приводит во вращение сателлиты 4, обкатывая их по солнечному колесу выходному звену преобразователя. Сателлиты 4 через инерционные грузы 5 вращают поводки 7 и кривошипы 8. The flywheel of the engine 2 drives the carrier 1 rigidly connected to it and, through the guide pin 14, the sleeve 13, the liner 15 and the hydraulic cylinder 11, the control disk 9. The carrier 1 drives the satellite 4 into rotation, rolling them around the output link of the converter on the sun wheel. Satellites 4 through inertial loads 5 rotate the leashes 7 and cranks 8.

Сущность изобретения заключается в том, что инерционные грузы 5 подвижны и закон их движения задается одновременно двумя звеньями: вращательное сателлитом, поступательное кривошипом. The essence of the invention lies in the fact that inertial loads 5 are movable and the law of their motion is set simultaneously by two links: a rotary satellite, a translational crank.

При смещении оси кривошипа 8 относительно оси сателлита 4 на величину эксцентриситета е окружность, описываемая радиусом кривошипа 8, смещается на ту же величину относительно соответствующей окружности сателлита 4. When the axis of the crank 8 is shifted relative to the axis of the satellite 4 by the amount of eccentricity e, the circle described by the radius of the crank 8 is shifted by the same amount relative to the corresponding circumference of the satellite 4.

Инерционные грузы 5, вращаясь вместе с сателлитами 4, одновременно движутся по окружностям, описываемым радиусами кривошипов 8, перемещаясь во втулках 6. При этом на сателлитах 4 возникают переменные неуравновешенные массы, изменяющиеся по углу поворота сателлита: от 0 до max при углах поворота 0-90^о и 180-270^о и от max до 0 при углах поворота сателлита 90-180^o и 270-360^o (фиг. 3).Inertial loads 5, rotating together with the satellites 4, simultaneously move around circles described by the radii of the cranks 8, moving in the sleeves 6. At the same time on the satellites 4 there are variable unbalanced masses, varying in the angle of rotation of the satellite: from 0 to max at rotation angles 0- 90 ^about and 180-270 ^about and from max to 0 at angles of rotation of the satellite 90-180 ^o and 270-360 ^o (Fig. 3).

Таким образом, за один оборот сателлита 4 на нем возникают два импульса неуравновешенных масс, направленных в сторону эксцентриситета е. Thus, in one revolution of satellite 4, two pulses of unbalanced masses appear on it, directed towards the eccentricity e.

Центробежные силы инерции, возникающие в неуравновешенных массах при вращении водила 1, создают крутящий момент на сателлите также в одном направлении. The centrifugal inertia forces arising in unbalanced masses during rotation of carrier 1 create torque on the satellite in one direction as well.

Возможны три режима работы преобразователя в зависимости от положения муфт переключения. There are three transmitter operation modes depending on the position of the switching clutches.

I. Нейтральное положение муфты переключения. I. Neutral position of the clutch.

Муфта переключения 16 находится в среднем положении. При этом полости гидроцилиндра 11 а и б сообщены с атмосферой через каналы в и г. Управляющий диск 9 находится также в среднем положении. При этом оси кривошипов 8 совпадают с осями сателлитов 4. Инерционные грузы 5 располагаются симметрично относительно осей сателлитов 4 и центробежные силы, возникающие в грузах, взаимно уравновешиваются. В результате на ведомое солнечное колесо 3 никаких усилий не передается. The clutch 16 is in the middle position. The cavities of the hydraulic cylinder 11 a and b are in communication with the atmosphere through channels c and d. The control disk 9 is also in the middle position. In this case, the axes of the cranks 8 coincide with the axes of the satellites 4. Inertial loads 5 are located symmetrically with respect to the axes of the satellites 4 and the centrifugal forces arising in the loads are mutually balanced. As a result, no effort is transmitted to the driven sun wheel 3.

II. Работа преобразователя при перемещении муфты переключения в крайнее правое положение. II. The operation of the converter when moving the clutch to the extreme right position.

В этом случае полость а гидроцилиндра 11 сообщается с атмосферой через каналы в, а в полость б подается масло под давлением из гидросистемы, например, двигателя внутреннего сгорания через каналы д и г. Поршень 12 с втулкой 13 передвигаются по направляющему пальцу 14. Вкладыш 15, передвигаясь по винтовому пазу втулки 13, поворачивает гидроцилиндр 11 с управляющим диском 9 по направлению вращения водила, смещая оси кривошипов 8 по отношению осей сателлитов 4 на величину эксцентриситета е. Инерционные грузы 5, перемещаясь во втулках 6, создают за один оборот сателлита 4 импульсы неуравновешенных масс, направленных в сторону эксцентриситета е (фиг. 3). In this case, the cavity a of the hydraulic cylinder 11 communicates with the atmosphere through channels b, and oil is supplied to the cavity b under pressure from the hydraulic system, for example, an internal combustion engine through channels d and d. Piston 12 with sleeve 13 move along the guide pin 14. Insert 15, moving along the screw groove of the sleeve 13, rotates the hydraulic cylinder 11 with the control disk 9 in the direction of rotation of the carrier, shifting the axis of the cranks 8 in relation to the axes of the satellites 4 by the amount of eccentricity e. Inertial loads 5, moving in the sleeves 6, create in one turn satellite rotation 4 impulses of unbalanced masses directed towards eccentricity e (Fig. 3).

Центробежные силы инерции, возникающие в неуравновешенных массах, направлены против вращения сателлитов 4. В результате сателлиты 4 замедляют свое вращение и увлекают за собой ведомое солнечное колесо 3. The centrifugal inertia forces arising in unbalanced masses are directed against the rotation of the satellites 4. As a result, the satellites 4 slow down their rotation and carry along the driven sun wheel 3.

В зависимости от оборотов и крутящего момента на ведущем водиле 1 и оборотов и момента сопротивления на ведомом солнечном колесе 3 между ними устанавливается соответствующее передаточное отношение. Depending on the revolutions and torque on the leading carrier 1 and the revolutions and moment of resistance on the driven sun wheel 3, an appropriate gear ratio is established between them.

III. Работа преобразователя при перемещении муфты переключения в крайнее левое положение. III. Transmitter operation when moving the clutch to the leftmost position.

В этом случае полость б гидроцилиндра 11 сообщается с атмосферой через канал г. В полость а поступает масло из гидросистемы. Поршень 12 с втулкой 13 движутся вправо. Вкладыш 15, скользя по винтовому пазу, поворачивает гидроцилиндр 11 с управляющим диском 9 против направления вращения водила 1. На величину е отклоняются оси кривошипов 8 (также против направления вращения водила 1). Инерционные грузы 5 создают импульсы неуравновешенных масс на сателлитах 4. Центробежные силы инерции, возникающие в этих массах, действуют на сателлиты 4 в направлении вращения и ускоряют их. In this case, the cavity b of the hydraulic cylinder 11 communicates with the atmosphere through the channel d. Oil from the hydraulic system enters the cavity a. The piston 12 with the sleeve 13 move to the right. The liner 15, sliding along the helical groove, rotates the hydraulic cylinder 11 with the control disk 9 against the direction of rotation of the carrier 1. The axis of the cranks 8 deviates by the amount e (also against the direction of rotation of the carrier 1). Inertial loads 5 create impulses of unbalanced masses on satellites 4. Centrifugal inertia forces arising in these masses act on satellites 4 in the direction of rotation and accelerate them.

В результате ведомое солнечное колесо 3 (выходной вал) получает силовое воздействие в направлении, обратном вращению ведущего звена водила 1. As a result, the driven sun wheel 3 (output shaft) receives a force action in the direction opposite to the rotation of the carrier link 1.

Таким образом, за один оборот сателлита 4 солнечное колесо 3 получает два импульса центробежных сил одного направления. Надобность в механизме свободного хода отпадает. Thus, for one revolution of the satellite 4, the sun wheel 3 receives two impulses of centrifugal forces of the same direction. The need for a freewheel mechanism disappears.

Для сглаживания пульсирующего силового потока сателлиты 4 смещены относительно друг друга по фазам движения. На солнечном колесе формируется выпрямленный крутящий момент М (фиг. 4). To smooth the pulsating power flow, the satellites 4 are displaced relative to each other in the phases of motion. A rectified torque M is formed on the sun wheel (Fig. 4).

Надежность работы преобразователя обуславливается непрерывностью силового потока, отсутствием знакопеременных нагрузок, отсутствием включений и выключений в механизме во время рабочего цикла, уравновешенностью конструкции. The reliability of the converter is determined by the continuity of the power flow, the absence of alternating loads, the absence of on and off in the mechanism during the duty cycle, and the balanced design.

Долговечность преобразователя при использовании его на транспортном средстве в комплексе с ДВС обеспечивается также и тем, что конструктивно он выполнен на тех же подшипниках скольжения что и двигатель, а принудительная смазка общая с двигателем. В общем случае нагрузкой на подшипники преобразователя значительно меньше, чем на подшипники двигателя, а линейная скорость, инерционного груза во много раз меньше скорости поршня. The durability of the converter when used on a vehicle in combination with the internal combustion engine is also ensured by the fact that it is structurally made on the same plain bearings as the engine, and the compulsory lubrication is common with the engine. In the general case, the load on the bearings of the converter is much less than on the bearings of the motor, and the linear speed of the inertial load is many times less than the speed of the piston.

Кроме того, изменение крутящего момента, а следовательно, и относительное движение сателлитов, происходит лишь в период неустановившегося движения, т.е. в период разгона транспортного средства и прекращается при равенстве момента двигателя и момента сопротивления. Дальнейшее движение осуществляется на прямой передаче. In addition, a change in torque, and consequently the relative motion of the satellites, occurs only during a period of unsteady movement, i.e. during the acceleration of the vehicle and stops when the engine torque and resistance moment are equal. Further movement is carried out in direct gear.

Claims

1. TORQUE CONVERTER, comprising a carrier, a sun wheel, satellites with inertial loads mounted perpendicular to the axes of the satellites with the possibility of axial movement, characterized in that, in order to increase the reliability and durability of the mechanism, the inertial loads are made of cylindrical shape, are located in the bushings and connected pivotally through leashes with cranks installed in the control disk interacting with the switching mechanism, including a hydraulic cylinder with a piston, a sleeve with screw grooves, n directs the finger pad and a switching clutch.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that, in order to improve the traction characteristics by straightening the power flow, the satellites are shifted by equal rotation angles.