RU2162553C1 - Hydromechanical transmission - Google Patents
Hydromechanical transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162553C1 RU2162553C1 RU99117005A RU99117005A RU2162553C1 RU 2162553 C1 RU2162553 C1 RU 2162553C1 RU 99117005 A RU99117005 A RU 99117005A RU 99117005 A RU99117005 A RU 99117005A RU 2162553 C1 RU2162553 C1 RU 2162553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- planetary
- gear
- planetary gear
- carrier
- gear set
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики и предназначенных для транспортных средств. The invention relates to the field of automotive engineering and the design of a stepped planetary gearbox, which can be used in automatic transmissions, controlled by an electronic unit and hydraulics, intended for vehicles.
Крутящий момент и частота вращения двигателя преобразуются трансмиссией в соответствии с изменением условий движения транспортного средства для обеспечения движения транспортного средства как вперед, так и назад. The torque and engine speed are converted by the transmission in accordance with the changing conditions of the vehicle to ensure the vehicle is moving forward and backward.
В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач также включает в себя фрикционные элементы управления, которые по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Фрикционные муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач. The automatic transmission includes a hydrodynamic torque converter (torque converter), in which the kinetic energy of the working fluid is used to transmit torque from the engine crankshaft to the transmission input link. Further, as a rule, a planetary type gearbox is located, which provides a change in the torque on the propeller and its speed. The gearbox also includes friction controls, which for their purpose are divided into two groups: brakes and clutches. Friction clutches connect the elements of the planetary mechanism to each other. Friction brakes connect the elements of the planetary gear to the gearbox housing.
Использование коробок передач планетарного типа в автоматических трансмиссиях таких транспортных средств, как легковые автомобили, обусловлено возможностью получения малогабаритной компактной по компоновке конструкции, легко вписывающейся в ограниченное габаритами кузова пространство. The use of planetary gearboxes in automatic transmissions of vehicles such as cars is due to the possibility of obtaining a compact compact design layout that easily fits into the space limited by the dimensions of the body.
В настоящее время планетарные коробки передач, используемые для легковых автомобилей и обеспечивающие четыре передачи переднего хода, включают в себя два планетарных ряда. Для увеличения количества передач, например, для получения пяти передач переднего хода разработчики, занимающиеся проектированием и производством автоматических трансмиссий, используют третий планетарный ряд, что усложняет конструкцию коробки передач. Currently, planetary gearboxes used for passenger cars and providing four forward gears include two planetary gear sets. To increase the number of gears, for example, to obtain five forward gears, developers involved in the design and manufacture of automatic transmissions use the third planetary gear set, which complicates the design of the gearbox.
Известна гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда которого связано с коронной шестерней второго планетарного ряда и через фрикционный тормоз с картером, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, связанным с кинематической цепью привода дифференциала ведущего моста, а выходное звено гидродинамического преобразователя крутящего момента связано через отдельные управляемые фрикционные муфты с солнечными шестернями обоих планетарных рядов и водилом первого планетарного ряда, при этом солнечная шестерня первого планетарного ряда связана с картером через фрикционный тормоз (US, 5188575, F 16 D 25/10, 475-280, опубл. 23.02.93). A hydromechanical gearbox is known, comprising a hydrodynamic torque converter and a planetary gearbox, the first planetary gear carrier of which is connected to the second planetary gear ring and via the friction brake with the crankcase, the first planetary gear ring gear is connected to the second planetary gear carrier connected to the kinematic drive chain differential drive axle, and the output link of the hydrodynamic torque converter is connected through separate controlled friction clutches with sun gears of both planetary gears and the carrier of the first planetary gear set, while the sun gear of the first planetary gear set is connected to the crankcase via a friction brake (US, 5188575, F 16 D 25/10, 475-280, publ. 23.02.93).
Данная коробка передач содержит для изменения отношения крутящего момента между входным и выходным звеньями три фрикционных муфты и два тормоза. В коробке прототипе переключение передач происходит за счет попарного включения пяти фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов. Это позволяет получить четыре передачи переднего хода и одну передачу заднего хода. Коробка передач имеет диапазон 4,12, передаточное отношение на первой передаче 2,84. This gearbox contains three friction clutches and two brakes to change the torque ratio between the input and output links. In the prototype box, gear shifting occurs due to the pairwise inclusion of five friction control elements for planetary gear units. This allows you to get four forward gears and one reverse gear. The gearbox has a range of 4.12, the gear ratio in first gear is 2.84.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по увеличению числа передач переднего хода до пяти и диапазона до 4,62 при сохранении кинематической схемы коробки передач с двумя планетарными рядами. Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении кинематических возможностей коробки передач при сохранении габаритных показателей. The present invention is directed to solving the technical problem of increasing the number of forward gears to five and the range to 4.62 while maintaining the kinematic scheme of the gearbox with two planetary gear sets. The technical result achieved in this case is to expand the kinematic capabilities of the gearbox while maintaining overall performance.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда которого связано с коронной шестерней второго планетарного ряда и через фрикционный тормоз с картером, имеющим торцовую крышку, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, связанным с ведущим звеном кинематической цепи привода дифференциала ведущего моста, а выходное звено гидродинамического преобразователя крутящего момента связано через отдельные управляемые фрикционные муфты с солнечными шестернями обоих планетарных рядов и водилом первого планетарного ряда, при этом солнечная шестерня первого планетарного ряда связана с картером через фрикционный тормоз, солнечная шестерня второго планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, при этом фрикционный тормоз солнечной шестерни второго планетарного ряда смонтирован на валу этой шестерни в торцовой крышке картера коробки передач, а ведущее звено кинематической цепи привода дифференциала ведущего моста расположено между вторым планетарным рядом и фрикционным тормозом солнечной шестерни этого ряда. The specified technical result is achieved by the fact that in a hydromechanical gearbox containing a hydrodynamic torque converter and a planetary gear, the first planetary gear carrier is connected to the second gear of the second planetary gear set and, through the friction brake, with the crankcase having the end cap, the first planetary gear ring gear is connected with the carrier of the second planetary gear set, connected with the leading link of the kinematic chain of the differential drive of the drive axle, and the output link is the hydrod of the dynamic torque converter is connected through separate controlled friction clutches with the sun gears of both planetary gears and the carrier of the first planetary gear set, while the sun gear of the first planetary gear set is connected to the crankcase via a friction brake, the sun gear of the second planetary gear set is equipped with a friction brake for its connection with the gear case gears, while the friction brake of the sun gear of the second planetary gear is mounted on the shaft of this gear in the end cover of the crankcase to gearboxes, and the leading link in the kinematic chain of the differential drive of the drive axle is located between the second planetary gear set and the friction brake of the sun gear of this gear set.
При этом, кинематическая цепь привода дифференциала ведущего моста выполнена в виде цепной передачи, ведущим звеном которой является цепная звездочка, жестко связанная с трубчатым валом, охватывающим с возможностью вращения вал солнечной шестерни второго планетарного ряда и связанным с водилом этого ряда. At the same time, the kinematic chain of the differential drive of the drive axle is made in the form of a chain drive, the leading link of which is a chain sprocket, rigidly connected to a tubular shaft, which rotatably covers the sun gear shaft of the second planetary gear set and is connected with the carrier of this series.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата. These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.
Оборудование солнечной шестерни второго планетарного ряда фрикционным тормозом и изменение порядка попарного включения фрикционных элементов управления позволило получить пять передач переднего хода и одну заднего хода при сохранении габаритов коробки передач. Equipping the sun gear of the second planetary gear with a friction brake and changing the order of pairwise engagement of the friction controls made it possible to obtain five forward gears and one reverse gear while maintaining the dimensions of the gearbox.
Изменение конструкции и параметров солнечной шестерни, водила, сателлитов и зубчатых колес второго планетарного ряда в совокупности с известными признаками позволило расширить диапазон коробки передач до 4,62 за счет увеличения передаточного отношения на первой передаче до 3,19. Changes in the design and parameters of the sun gear, carrier, satellites and gears of the second planetary gear set together with well-known features made it possible to expand the gearbox range to 4.62 by increasing the gear ratio in first gear to 3.19.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков. The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result with the above set of features.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 представлена кинематическая схема гидромеханической пятиступенчатой коробки передач для автоматической трансмиссии транспортного средства;
на фиг. 2 - поперечный разрез пятиступенчатой коробки передач по фиг. 1, представленной в виде промышленного изделия.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, where
in FIG. 1 is a kinematic diagram of a hydromechanical five-speed gearbox for an automatic transmission of a vehicle;
in FIG. 2 is a cross-sectional view of the five-speed gearbox of FIG. 1, presented as an industrial product.
Согласно изобретения гидромеханическая коробка передач содержит гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор. Водило первого планетарного ряда этого редуктора связано с коронной шестерней второго планетарного ряда и через фрикционный тормоз с картером, имеющим торцовую крышку. Коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, который связан с ведущим звеном кинематической цепи привода дифференциала ведущего моста. Выходное звено гидродинамического преобразователя крутящего момента связано через отдельные управляемые фрикционные муфты с солнечными шестернями обоих планетарных рядов и водилом первого планетарного ряда, а солнечная шестерня первого планетарного ряда связана с картером через фрикционный тормоз. Для получения пятой передачи переднего хода солнечная шестерня второго планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, при этом указанный фрикционный тормоз смонтирован на валу этой шестерни в торцовой крышке картера коробки передач, а ведущее звено кинематической цепи привода дифференциала ведущего моста расположено между вторым планетарным рядом и фрикционным тормозом солнечной шестерни этого ряда. According to the invention, the hydromechanical gearbox comprises a hydrodynamic torque converter and a planetary gearbox. The carrier of the first planetary gear set of this gearbox is connected with the crown gear of the second planetary gear set and through the friction brake with a crankcase having an end cover. The ring gear of the first planetary gear set is connected to the carrier of the second planetary gear set, which is connected to the leading link of the kinematic chain of the differential drive of the drive axle. The output link of the hydrodynamic torque converter is connected via separate controlled friction clutches to the sun gears of both planetary gears and the carrier of the first planetary gear set, and the sun gear of the first planetary gear set is connected to the crankcase via a friction brake. To obtain the fifth forward gear, the sun gear of the second planetary gear set is equipped with a friction brake for its connection with the transmission case, while the specified friction brake is mounted on the shaft of this gear in the end cover of the gearbox housing, and the leading link of the kinematic chain of the differential drive of the drive axle is located between the second planetary gear and the friction brake of the sun gear of this gear.
Кинематическая цепь привода дифференциала ведущего моста выполнена в виде цепной передачи, ведущим звеном которой является цепная звездочка, жестко связанная с трубчатым валом, охватывающим с возможностью вращения вал солнечной шестерни второго планетарного ряда и связанным с водилом этого ряда. The kinematic chain of the differential drive of the drive axle is made in the form of a chain drive, the drive link of which is a chain sprocket, rigidly connected to a tubular shaft, which rotatably covers the sun gear shaft of the second planetary gear set and is connected with the carrier of this series.
Ниже приводится пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии, например, легкового автомобиля. The following is an example of a specific embodiment of a hydromechanical gearbox for an automatic transmission, for example, a passenger car.
Автоматическая гидромеханическая пятиступенчатая коробка передач содержит картер 1, гидродинамический преобразователь крутящего момента 2 (гидротрансформатор), входное звено 3, выходное звено 4 и планетарный редуктор, в состав которого входят планетарные ряды, три фрикционных муфты и три фрикционных тормоза. An automatic hydromechanical five-speed gearbox contains a crankcase 1, a hydrodynamic torque converter 2 (torque converter), an input link 3, an output link 4 and a planetary gearbox, which includes planetary gear sets, three friction clutches and three friction brakes.
В коробке передач согласно изобретения планетарный редуктор состоит из двух планетарных рядов. Передний (первый) планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 5, водила 6 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла). Задний (второй) планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 8, водила 9 сателлитов и коронной шестерни 10 (эпицикла). С выходного звена 4 крутящий момент передается через ряд шестерен зубчатого зацепления или цепную передачу на приводной вал 11 дифференциала 12 ведущего моста. Входное звено 3 соединяется фрикционной муфтой 13 с солнечной шестерней второго планетарного ряда, фрикционной муфтой 14 с солнечной шестерней первого планетарного ряда, фрикционной муфтой 15 с водилом 6 первого планетарного ряда. In a gearbox according to the invention, the planetary gear consists of two planetary gear sets. The front (first) planetary gear set consists of a sun gear 5, a carrier 6 satellites and a crown gear 7 (epicycle). The rear (second) planetary gear set consists of a sun gear 8, a carrier 9 satellites and a ring gear 10 (epicyclic). From the output link 4, the torque is transmitted through a series of gear gears or a chain transmission to the drive shaft 11 of the differential 12 of the drive axle. The input link 3 is connected by a
Солнечная шестерня 8 второго планетарного ряда соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 16. Фрикционный тормоз 17 соединяет солнечную шестерню переднего планетарного ряда с картером 1 коробки передач. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером коробки передач связанные между собой водило первого планетарного ряда и коронную шестерню второго планетарного ряда. The sun gear 8 of the second planetary gear set is connected to the gearbox housing 1 by the
Такое выполнение коробки передач по сравнению с известными 5-ю ступенчатыми коробками передач типа ZF 5HP-18, Mercedes 722.5 и др. позволяет получить пять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, используя для этого два планетарных ряда (вместо трех) и шесть фрикционных элементов управления. This embodiment of the gearbox compared to the well-known 5-speed gearboxes of the ZF 5HP-18, Mercedes 722.5 and others type allows you to get five forward gears and one reverse gear, using two planetary gears (instead of three) and six friction ones controls.
Фрикционный тормоз 16 солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда смонтирован на валу 19 этой шестерни в торцовой крышке 20 картера 1 коробки передач. The
Выходное звено 4 связано с ведущим звеном 21 кинематической цепи привода дифференциала 12 ведущего моста, при этом это ведущее звено 21 расположено между вторым планетарным рядом и фрикционным тормозом 16 солнечной шестерни этого ряда. The output link 4 is connected to the leading link 21 of the kinematic chain of the differential drive 12 of the drive axle, while this drive link 21 is located between the second planetary gear set and the
В случае исполнения кинематической цепи привода дифференциала ведущего моста в виде цепной передачи ведущим звеном является цепная звездочка 22, жестко связанная с трубчатым валом 23, охватывающим с возможностью вращения вал 19 солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда, при этом вал 23 связан с водилом этого ряда. In the case of the execution of the kinematic chain of the differential drive of the drive axle in the form of a chain drive, the drive link is a
Оснащение коробки передач пятой передачей переднего хода позволило внести изменения в передаточные отношения и порядок попарного включения фрикционных элементов управления. Изменение конструкции и параметров солнечной шестерни, водила, сателлитов и зубчатых колес второго планетарного ряда позволило расширить диапазон коробки передач до 4,62 за счет увеличения передаточного отношения на первой передаче до 3,19. Equipping the gearbox with a fifth forward gear made it possible to make changes to the gear ratios and the order of pairwise engagement of the friction controls. Changing the design and parameters of the sun gear, carrier, satellites and gears of the second planetary gearbox allowed expanding the gearbox range to 4.62 by increasing the gear ratio in first gear to 3.19.
Предлагаемая согласно изобретения автоматическая коробка передач работает следующим образом. Proposed according to the invention, an automatic transmission operates as follows.
После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 5-й осуществляется его разгон до требуемой скорости движения. При нахождении коробки передач в нейтральном положении ни один из фрикционных элементов управления не включен. After the vehicle starts moving by sequential gear shifting from the 1st to the 5th, it is accelerated to the required speed. When the gearbox is in neutral, none of the friction controls are engaged.
На первой передаче включаются тормоз 18 и муфта 13, то есть угловая скорость водила 6 равна нулю, а угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда. Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 13 передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда, а с него на водило 9 второго планетарного ряда и связанное с ним выходное звено 4. In the first gear, the
При переключении на вторую передачу тормоз 18 и муфта 13 выключаются и включается тормоз 16 и муфта 14, то есть угловая скорость солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости солнечной шестерни первого планетарного ряда. Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 14 передается на солнечную шестерню первого планетарного ряда и с него на водило 6 первого планетарного ряда и коронную шестерню 10 второго планетарного ряда, а с них на выходное звено 4. When switching to second gear, the
При переключении на третью передачу выключается муфта 14 и включается муфта 15, тормоз 16 остается включенным. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости связанных жестко между собой или выполненных заодно водила 6 первого планетарного ряда и коронной шестерни 10 второго планетарного ряда. Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 15 передается на связанные между собой водило 6 первого планетарного ряда и коронную шестерню 10 второго планетарного ряда, а с них - на выходное звено 4. When shifting to third gear,
При переключении на четвертую передачу выключается тормоз 16 и включается муфта 13, муфта 15 остается включенной. Таким образом, угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда и равна угловой скорости связанных между собой водила первого планетарного ряда и коронной шестерни 10 второго планетарного ряда. Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через включенные фрикционные муфты 13 и 15 передается на солнечную шестерню 8 и коронную шестерню 10 второго планетарного ряда. На выходном звене 4 потоки моментов объединяются. When shifting to fourth gear,
При переключении на пятую передачу выключается муфта 13 и включается тормоз 17, муфта 15 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости выполненных заодно водила первого планетарного ряда и коронной шестерни второго планетарного ряда. Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 15 передается на водило 6 первого планетарного ряда, затем передается на коронное колесо 7 первого планетарного ряда, связанного непосредственно с выходным звеном 4. When shifting to fifth gear,
Настоящее изобретение позволяет в коробках передач, имеющих два планетарных ряда, обеспечивающих четыре передачи переднего хода, организовать пятую передачу переднего хода без увеличения количества планетарных рядов и увеличения габаритов картера за счет размещения дополнительного элемента управления в торцовой крышке картера. The present invention allows in gearboxes having two planetary gears providing four forward gears to organize the fifth forward gear without increasing the number of planetary gears and increasing crankcase dimensions by placing an additional control element in the end cover of the crankcase.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных. The present invention is industrially applicable, since its implementation does not require special new technology and special equipment, except for those used in mechanical engineering in the production of gearboxes, including planetary ones.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117005A RU2162553C1 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Hydromechanical transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117005A RU2162553C1 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Hydromechanical transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2162553C1 true RU2162553C1 (en) | 2001-01-27 |
Family
ID=20223474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117005A RU2162553C1 (en) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Hydromechanical transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162553C1 (en) |
-
1999
- 1999-08-04 RU RU99117005A patent/RU2162553C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5106352A (en) | Multispeed automatic transmission for automobile vehicles | |
US5692988A (en) | Multiple-speed automatic transmission for an automotive vehicle | |
CN109764095B (en) | Nine-gear transmission | |
US6056665A (en) | Five speed planetary transmission | |
US5503604A (en) | Multiple-speed automatic transmission for motor vehicles | |
RU2251637C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
US5823909A (en) | Multiple speed automatic transaxle for a motor vehicle | |
RU2283976C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
US5593359A (en) | Multiple speed-ratio transaxle assembly for automotive vehicles | |
RU2283980C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2284925C1 (en) | Transmission | |
RU2162553C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2283979C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2290551C1 (en) | Hydromechanical gear box | |
RU2251635C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2283981C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2290553C1 (en) | Hydromechanical gear box | |
RU2283977C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2290552C1 (en) | Hydromechanical gear box | |
RU2251636C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2294467C1 (en) | Hydrotechnical transmission | |
RU2251638C1 (en) | Hydromechanical transmission | |
RU2285164C1 (en) | Hydromechanical gear box | |
RU2280793C1 (en) | Hydromechanical gear box | |
RU2283782C1 (en) | Hydromechanical transmission |