RU2192572C1 - Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) - Google Patents
Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2192572C1 RU2192572C1 RU2001123078/28A RU2001123078A RU2192572C1 RU 2192572 C1 RU2192572 C1 RU 2192572C1 RU 2001123078/28 A RU2001123078/28 A RU 2001123078/28A RU 2001123078 A RU2001123078 A RU 2001123078A RU 2192572 C1 RU2192572 C1 RU 2192572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- output shaft
- shaft
- carrier
- input shaft
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
- F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
- F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
- F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
- F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к универсальным голономным передачам с бесступенчатым изменением крутящего момента, и может быть использовано в транспортных средствах, станкостроении, в других объектах и системах, где используют автоматическое или принудительное плавное изменение частоты вращения выходного (ведомого) вала в зависимости от момента нагрузки на нем при постоянной или переменной частоте вращения входного (ведущего) вала. The invention relates to mechanical engineering, namely to universal holonomic gears with a stepless change in torque, and can be used in vehicles, machine tools, in other objects and systems that use automatic or forced smooth change in the speed of the output (driven) shaft, depending on the load moment on it at a constant or variable speed of the input (drive) shaft.
Известна передача с фрикционным вариатором, раскрытая в кн. Пронин Б.А., Ревков Г. А. "Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи", М., "Машиностроение", 1980 г., с. 290, рис.178. Known gear with a friction variator, disclosed in the book. Pronin B.A., Revkov G.A. "Stepless V-belt and friction gears", M., "Mechanical Engineering", 1980, p. 290, Fig. 178.
Недостатками известного технического решения являются: большие давления на валы и опоры, связанные с использованием сил трения для передачи момента, нежесткость характеристики передачи, малая долговечность и низкий КПД, за счет скольжения в зонах контакта, ограничения по передаваемой мощности. The disadvantages of the known technical solutions are: high pressures on the shafts and bearings associated with the use of friction forces to transmit torque, the rigidity of the transmission characteristics, low durability and low efficiency, due to sliding in the contact zones, restrictions on the transmitted power.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции является универсальная голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента, включающая входной вал, дифференциальный механизм, содержащий водило, установленные на его осях сателлиты, которые связывают эпицикл и солнечное колесо, выходной вал, связанный с ним, планетарный механизм и средство, предназначенное для соединения с внешними устройствами и передачи вращения на входной вал, а выходной вал установлен с возможностью вращения относительно входного вала (см. патент РФ 2053895, кл. В 60 К 17/12, 1993 г.). The closest in technical essence to the proposed design is a universal holonomic transmission with a stepless change in torque, including an input shaft, a differential mechanism containing a carrier, satellites mounted on its axes that connect the epicycle and the sun wheel, the output shaft associated with it, a planetary mechanism and means for connecting to external devices and transmitting rotation to the input shaft, and the output shaft is mounted to rotate relative to the input shaft (see RF patent 2053895, class B 60
Известная конструкция содержит второй дифференциальный механизм, который связан с первым планетарной передачей с определенным передаточным отношением. The known design contains a second differential mechanism, which is associated with the first planetary gear with a certain gear ratio.
Недостатками известной конструкции являются:
- необходимость постоянного зубчатого зацепления как на входном, так и на выходном валах, что значительно снижает КПД передачи;
- возникновение дополнительных потерь передачи, за счет того, что в режиме прямой передачи все звенья передачи относительно своих осей и друг друга остановлены, т.е. организован как бы сплошной вал.The disadvantages of the known design are:
- the need for permanent gearing on both the input and output shafts, which significantly reduces the transmission efficiency;
- the occurrence of additional transmission losses due to the fact that in the direct transmission mode all transmission links are stopped relative to their axes and each other, i.e. organized as it were a solid shaft.
Однако водила дифференциальных механизмов, жестко сидящие на одном валу, обкатываются по неподвижным солнечным колесам и вращаются с частотой, несколько меньшей, чем частота вращения двигателя и выходного вала (которые в режиме прямой передачи равны). However, the carriers of differential mechanisms, rigidly sitting on one shaft, run around on motionless sun wheels and rotate with a frequency slightly lower than the speed of the engine and the output shaft (which are equal in direct transmission mode).
Кроме того, вал средства, предназначенного для соединения с внешними устройствами и передачи вращения на входной вал, имеет максимальную частоту вращения, в несколько раз превышающую частоту вращения входного вала. In addition, the shaft of the means for connecting to external devices and transmitting rotation to the input shaft has a maximum speed several times higher than the speed of the input shaft.
Техническими задачами, решаемыми предлагаемой голономной передачей с бесступенчатым изменением крутящего момента, являются:
- упрощение конструкции передачи, за счет исключения дифференциального механизма на выходном валу;
- обеспечение получения частоты вращения выходного вала меньше, чем частота вращения входного вала для возможности использования высокооборотных двигателей, например, ГТД;
- возможность бесступенчатого изменения передаточных чисел как автоматически, так и принудительно;
- обеспечение минимальной частоты вращения средства, предназначенного для соединения с генератором, электродвигателем и муфтой свободного хода и передачи вращения на входной вал.The technical problems solved by the proposed holonomic transmission with stepless change in torque are:
- simplification of the design of the transmission, by eliminating the differential mechanism on the output shaft;
- ensuring that the output shaft rotational speed is less than the input shaft rotational speed for the possibility of using high-speed engines, for example, gas turbine engines;
- the ability to continuously change gear ratios both automatically and forcefully;
- providing a minimum speed of the means intended for connection with a generator, an electric motor and a freewheel and transmitting rotation to the input shaft.
Технический результат в предлагаемой конструкции достигают созданием голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента, включающей приводной двигатель, связанный с ним входной вал, дифференциальный механизм, содержащий водило, установленные на его осях сателлиты, которые связывают эпицикл и солнечное колесо, выходной вал, связанный с ним, планетарный механизм с сателлитами, внешние устройства и средство, предназначенное для соединения с внешним устройством и передачи вращения на входной вал, а выходной вал установлен с возможностью вращения относительно входного вала, в которой, согласно изобретению, внешние устройства содержат гидромотор, гидронасос и муфту свободного хода, и передача снабжена полым валом, расположенным между дифференциальным и планетарным механизмами, и в нем свободно установлен выходной вал, расположенный соосно с входным валом, причем на входном валу закреплены дополнительное зубчатое колесо и водило дифференциального механизма, а солнечное колесо дифференциального механизма закреплено на выходном валу и его эпицикл соединен с одним концом полого вала, при этом планетарный механизм состоит из солнечного колеса, закрепленного на выходном валу, зубчатого колеса, жестко установленного на втором конце полого вала, водила, на осях которого свободно установлены спаренные сателлиты, жестко соединенные между собой, причем один венец спаренного сателлита связан с солнечным колесом, а венец другого - с зубчатым колесом полого вала, при этом средство связано с водилом планетарного механизма и дополнительным колесом входного вала. The technical result in the proposed design is achieved by creating a holonomic transmission with a stepless change in torque, including a drive motor, an input shaft connected to it, a differential mechanism containing a carrier, satellites mounted on its axes that connect the epicyclic and the sun wheel, the output shaft connected to it , planetary gear with satellites, external devices and means for connecting to an external device and transmitting rotation to the input shaft, and the output shaft is installed rotatably relative to the input shaft, in which, according to the invention, the external devices comprise a hydraulic motor, a hydraulic pump and a freewheel, and the transmission is provided with a hollow shaft located between the differential and planetary mechanisms, and an output shaft located coaxially with the input shaft is freely mounted therein moreover, on the input shaft an additional gear wheel and carrier of the differential mechanism are fixed, and the solar wheel of the differential mechanism is fixed on the output shaft and its epicycle is connected with one end of the hollow shaft, while the planetary mechanism consists of a sun wheel mounted on the output shaft, a gear wheel rigidly mounted on the second end of the hollow shaft, a carrier, on the axes of which are paired satellites rigidly connected to each other, with one paired crown the satellite is connected to the sun wheel, and the crown of the other to the gear of the hollow shaft, while the tool is connected with the planet carrier of the planetary gear and an additional input shaft.
Предлагаемая конструкция позволяет получить максимальную частоту вращения выходного вала, примерно равную 1/3 от частоты вращения входного вала, при равных диаметрах начальных окружностей сателлитов и солнечного колеса дифференциального механизма. The proposed design allows you to get the maximum speed of the output shaft, approximately equal to 1/3 of the frequency of rotation of the input shaft, with equal diameters of the initial circles of the satellites and the solar wheel of the differential mechanism.
Другим вариантом выполнения предлагаемой конструкции является голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента, включающая выходной вал, дифференциальный механизм, содержащий водило, установленные на его осях сателлиты, которые связывают эпицикл и солнечное колесо, приводной двигатель, связанный с ним входной вал, планетарный механизм с сателлитами, внешние устройства и средство, предназначенное для соединения с внешним устройством и передачи вращения на входной вал, а выходной вал установлен с возможностью вращения относительно входного вала, в которой, согласно изобретению, внешние устройства содержат гидромотор, гидронасос и муфту свободного хода, и передача снабжена полым валом с закрепленным на одном его конце эпициклом дифференциального механизма, расположенным между дифференциальным и планетарным механизмами, в котором свободно установлен выходной вал, соосный с входным валом, причем на выходном валу закреплено солнечное колесо дифференциального механизма, а его водило установлено свободно и соосно выходному валу и снабжено жестко установленным на нем дополнительным колесом, при этом планетарный механизм состоит из солнечного колеса, закрепленного на выходном валу, зубчатого колеса, закрепленного на втором конце полого вала, водила, закрепленного на входном валу, на осях которого свободно установлены спаренные сателлиты, жестко соединенные между собой, причем один венец спаренного сателлита связан с солнечным колесом, а другой - с зубчатым колесом полого вала, при этом средство связано с водилом планетарного механизма и дополнительным колесом водила дифференциального механизма. Another embodiment of the proposed design is a holonomic transmission with a stepless change in torque, including an output shaft, a differential mechanism containing a carrier, satellites mounted on its axles that connect the epicycle and the sun wheel, a drive motor, an input shaft connected to it, a planetary gear with satellites , external devices and means for connecting to an external device and transmitting rotation to the input shaft, and the output shaft is rotatably mounted relative to the input shaft, in which, according to the invention, the external devices contain a hydraulic motor, a hydraulic pump and a freewheel, and the transmission is equipped with a hollow shaft with an epicyclic differential mechanism fixed at one end thereof, located between the differential and planetary mechanisms, in which the output shaft is freely mounted, coaxial with the input shaft, and on the output shaft the solar wheel of the differential mechanism is fixed, and its carrier is installed freely and coaxial to the output shaft and is equipped with a rigidly installed an additional wheel mounted on it, while the planetary mechanism consists of a sun wheel mounted on the output shaft, a gear wheel mounted on the second end of the hollow shaft, a carrier mounted on the input shaft, on the axes of which are paired satellite mounted rigidly interconnected, moreover, one crown of the paired satellite is connected with the sun wheel, and the other with the gear of the hollow shaft, while the tool is connected with the planet carrier of the planetary mechanism and the additional differential carrier wheel mechanism.
Предлагаемая конструкция позволяет получить максимальную частоту вращения выходного вала примерно 2/3 от частоты вращения входного вала при равных диаметрах начальных окружностей сателлитов и солнечного колеса дифференциального механизма. The proposed design allows to obtain a maximum speed of the output shaft of approximately 2/3 of the frequency of rotation of the input shaft with equal diameters of the initial circles of the satellites and the solar wheel of the differential mechanism.
Изобретение характеризуется также тем, что средство, предназначенное для соединения с внешними устройствам и передачи энергии, выполнено в виде зубчатого колеса, установленного на водиле планетарного механизма и кинематически связанного с колесом, предназначенным для вращения внешнего устройства, и с колесом, предназначенным для приема вращения от внешнего устройства, входящим в зацепление с дополнительным колесом. The invention is also characterized in that the means for connecting to external devices and transmitting energy is made in the form of a gear mounted on a planetary carrier and kinematically connected to a wheel designed to rotate an external device and to a wheel designed to receive rotation from external device engaged with an additional wheel.
Предлагаемая передача компактна, не имеет ограничений по передаваемой мощности и частоте вращения и может быть использована для высокооборотных двигателей. The proposed transmission is compact, has no restrictions on the transmitted power and speed and can be used for high-speed engines.
Широкий диапазон передаточных чисел, получаемых за счет передачи, позволяет организовать режим работы механизмов, например, в автотранспорте, в которых используется предлагаемая передача, по характеристике минимальных расходов топлива. A wide range of gear ratios obtained through transmission allows you to organize the mode of operation of mechanisms, for example, in vehicles that use the proposed transmission, according to the characteristics of the minimum fuel consumption.
Предлагаемая голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента является прогрессивным вариатором, т. е. при использовании ее в транспортных средствах произведение:
Mi • ωi = Nдвс = const, а изменение передаточных чисел передачи происходит автоматически и зависит от динамики транспортных средств и профиля пути при nдвс = const.The proposed holonomic transmission with a stepless change in torque is a progressive variator, i.e., when used in vehicles, the product:
M i • ω i = N ICE = const, and the change in gear ratios of the transmission occurs automatically and depends on the dynamics of the vehicles and the profile of the path with ndvs = const.
Сущность предлагаемой универсальной, голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента поясняется нижеследующем описанием конструкции и чертежами, где:
на фиг.1 показана блок-схема с использованием кинематической схемы предлагаемой голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента;
на фиг. 2 - блок-схема с использованием варианта кинематической схемы предлагаемой голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента;
на фиг. 3 - график зависимостей nвых, nвх, nнасос, i передачи в зависимости от момента нагрузки на выходном валу для фиг.1;
на фиг. 4 - график зависимостей nвых, nвх, nнасос, i передачи в зависимости от момента нагрузки на выходном валу для фиг.2.The essence of the proposed universal, holonomic transmission with a stepless change in torque is illustrated by the following design description and drawings, where:
figure 1 shows a block diagram using a kinematic diagram of the proposed holonomic transmission with stepless change in torque;
in FIG. 2 is a block diagram using a variant of the kinematic scheme of the proposed holonomic transmission with a stepless change in torque;
in FIG. 3 is a graph of the dependences of n o , n in , n pump , i transfer depending on the load moment on the output shaft for figure 1;
in FIG. 4 is a graph of the dependences of n o , n in , n pump , i transfer depending on the load moment on the output shaft for figure 2.
Универсальная голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента включает входной вал 1, закрепленные на нем дополнительное зубчатое колесо 2 и водило 3, установленные на его осях сателлиты 4, которые связывают эпицикл 5 и солнечное колесо 6 дифференциального механизма, выходной вал 7, полый вал 8, расположенный между дифференциальным и планетарным механизмами, и средство, предназначенное для соединения с внешними устройствами и передачи вращения входного вала. Universal holonomic transmission with a stepless change in torque includes an
В полом валу 8 свободно установлен выходной вал 7, расположенный соосно и с возможностью вращения относительно входного вала 1. In the
При этом солнечное колесо 6 дифференциального механизма закреплено на выходном валу 7. While the
Планетарный механизм состоит из солнечного колеса 9, закрепленного на выходном валу 7, зубчатого колеса 10, жестко установленного на одном конце полого вала 8, водила 11, на осях 12 которого свободно установлены спаренные сателлиты с венцами 13, 14, жестко соединенные между собой, причем венец 14 связан с солнечным колесом 9, а другой 13 - с зубчатым колесом 10 полого вала. The planetary mechanism consists of a
На другом конце полого вала 8 закреплен эпицикл 5 дифференциального механизма. At the other end of the
Средство, предназначенное для соединения с внешними устройствам и передачи вращения выходного вала, выполнено в виде зубчатого колеса 15, установленного на водило 11 планетарного механизма и кинематически связанного с колесом 16, предназначенным для вращения внешнего устройства, и с колесом 17, предназначенным для приема вращения от внешнего устройства, входящим в зацепление с дополнительным колесом 2. The tool for connecting to external devices and transmitting the rotation of the output shaft is made in the form of a
Дополнительное колесо 2 может быть закреплено непосредственно на входном валу 1 (фиг.1) или на водило 3 дифференциального механизма (фиг.2). The
Во втором варианте выполнения универсальной голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента водило 11 планетарного механизма закреплено на входном валу 1, а на выходном валу 7 - солнечное колесо 6 дифференциального механизма, а его водило 3 установлено соосно выходному валу 7 и снабжено жестко установленным на нем дополнительным колесом 2. In the second embodiment of the universal holonomic transmission with a stepless change in torque, the
Работу предлагаемой голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента рассмотрим на примере использования ее в транспортном средстве (фиг.1). The work of the proposed holonomic transmission with a stepless change in torque, consider the example of its use in a vehicle (figure 1).
В транспортное средство входят, например, насос 18, с одной стороны связанный с колесом 16, а с другой - с гидромотором 19, муфтой свободного хода 20, связанной с колесом 17, и приводной двигатель 21, которые взаимодействуют с входным валом 1 и через дополнительное колесо 2 с голономной передачей с бесступенчатым изменением крутящего момента. The vehicle includes, for example, a
Внешние устройства, а именно, гидромотор, гидронасос, муфта свободного хода и двигатель, используемые в предлагаемой блок-схеме, общеизвестны и на их новизну авторы не претендуют. External devices, namely, a hydraulic motor, a hydraulic pump, a freewheel and an engine used in the proposed block diagram, are well known and the authors do not claim to be new.
В качестве приводного двигателя 21 могут быть использованы газотурбинный двигатель или любой высокооборотный двигатель, работающие на постоянной, оптимальной, с точки зрения расхода топлива, отдачи мощности и минимального выброса вредных выхлопных газов, частоте вращения. As the
Постоянство частоты вращения двигателя для работоспособности системы не обязательно. The constancy of the engine speed for the performance of the system is not necessary.
Потребная мощность насоса 18 и гидромотора 19 должна составлять:
1. В области больших передаточных чисел от ≈ 50 до 100% мощности двигателя.The required power of the
1. In the field of large gear ratios from ≈ 50 to 100% of engine power.
2. В области средних передаточных чисел от 25 до 50%. 2. In the field of average gear ratios from 25 to 50%.
3. При малых передаточных числах от нуля до 25%. 3. At low gear ratios from zero to 25%.
Учитывая, что транспортное средство при разгоне в области больших передаточных чисел находится весьма кратковременно (1-3 с), потребную мощность насоса 18 и гидромотора 19 следует выбирать в пределах 35-50% от мощности двигателя. Given that the vehicle during acceleration in the region of large gear ratios is located very briefly (1-3 s), the required power of the
Недостающая мощность насоса - за счет его перегрузочной способности. The missing power of the pump is due to its overload capacity.
После разгона транспортного средства гидромашины 18, 19 останавливаются и вся мощность приводного двигателя 21, практически без потерь, передается на выходной вал 7 передачи. After the vehicle accelerates, the
При этом отсутствуют какие-либо разрывы кинематической цепи. Разгон транспортного средства производят при полной мощности приводного двигателя 21. In this case, there are no breaks in the kinematic chain. Acceleration of the vehicle is carried out at full power of the
Гидронасос 18 целесообразно применять переменной производительности.
При использовании предлагаемого изобретения число органов управления транспортным средством на один меньше (отсутствует педаль сцепления) числа органов управления в серийных транспортных средствах, имеющих ступенчатую коробку передач. When using the present invention, the number of vehicle controls is one less (no clutch pedal) of the number of controls in serial vehicles having a speed gearbox.
В предлагаемой голономной передаче с бесступенчатым изменением крутящего момента передаточное отношение в дифференциальном и планетарном механизмах связаны между собой строго определенным образом. In the proposed holonomic transmission with a stepless change in torque, the gear ratio in the differential and planetary mechanisms are interconnected in a strictly defined way.
Приводной двигатель 21 приводит во вращение входной вал 1, который передает вращение на водило 3 дифференциального механизма. Свободно установленные на осях водила сателлиты 4 передают вращение, с одной стороны через солнечное колесо 6 выходному валу 7, а с другой стороны через эпицикл 5, полый вал 8 вращение передают на зубчатое колесо 10, закрепленное на полом валу 8, а далее на венцы 13, 14 спаренных сателлитов, солнечное колесо 9 и на выходной вал 7. The
Одновременно, венцы 13, 14 спаренных сателлитов, обкатываясь по солнечному 9 и зубчатому 10 колесам, через оси 12 передают вращение водилу 11. На нем установлено зубчатое колесо 15, передающее через связанное с ним колесо 16 вращение на гидронасос 18, гидромотор 19. At the same time, the
Далее через муфту свободного хода 20 и колесо 17, предназначенное для приема вращения от муфты, вращение передается на дополнительное колесо 2 и через него на входной вал 1. Further, through the
Таким образом, энергия снова возвращается на входной вал 1. После запуска приводного привода 21, выходной вал 7 остановлен, и пока на валу колеса 16 не появится противодействующий момент, весь механизм вращается на холостом ходу (вращение на ведомый вал не передается). Thus, the energy is returned to the
Гидронасос 18 при этом закольцован (его вход соединен с помощью гидрораспределителя (на черт. не показ.) с его выходом). In this case, the
Поэтому, применение такого неприятного узла как сцепление не требуется. Therefore, the use of such an unpleasant node as a clutch is not required.
Как только гидронасос 18 начнет подавать рабочую жидкость через гидрораспределитель (на черт. не показан) в гидромотор 19, последний начинает вращаться и через муфту 20 "догнав" частоту вращения приводного двигателя 21, начнет вращать входной вал 1 с той же частотой, что и частота вращения приводного двигателя 21. As soon as the
Таким образом, мощность двигателя 21 как бы разделяется на два потока: на выходной вал 7 и на гидронасос 18. Thus, the power of the
Однако, поток, идущий через гидронасос 18, немедленно через гидромотор 19, муфту 20, колесо 17 и дополнительное колесо 2 возвращается на входной вал 1. However, the flow through the
Таким образом, вся развиваемая приводным двигателем мощность в любом режиме его работы поступает на выходной вал 7. Когда выходной вал 7 стоит (в момент трогания), частота вращения гидронасоса 18 максимальна (фиг. 3, график функции Пгн = f(Мн)).Thus, all the power developed by the drive motor in each mode of operation it is supplied to the
При открытии гидрораспределителем канала подачи рабочей жидкости в гидронасос 18 и "догоне" им входного вала 1, на валу гидронасоса 18 возникает момент, который многократно усиленный всей передачей, поступает на выходной вал 7. When the hydraulic distributor opens the channel for supplying working fluid to the
Движение транспортного средства начинается гораздо раньше, например, при i=10. The movement of the vehicle begins much earlier, for example, at i = 10.
В процессе разгона, по мере уменьшения инерционных сил транспортного средства, момент на выходном валу уменьшается, частота его вращения автоматически увеличивается, а частота вращения гидронасоса 18 уменьшается, соответственно, уменьшается и доля мощности, передаваемой через гидромашины 18, 19 (фиг. 3, график Nгн ≈ Nгм = f(Мн)).During acceleration, as the inertial forces of the vehicle decrease, the moment on the output shaft decreases, its rotation speed automatically increases, and the speed of the
Процесс происходит бесступенчато и автоматически. Изменение частоты вращения выходного вала 7 в процессе разгона представлено на фиг.3, график nвых. = f(Мн). В точке А канал от насоса с помощью гидрораспределителя (на черт. не показ.) перекрывает канал подачи рабочей жидкости в гидромотор 19, после чего гидронасос 18 и гидромотор 19 останавливаются, муфта 20 отсоединяет гидромотор 19 от входного вала 1, а частота вращения выходного вала 7 несколько увеличивается, при этом вся мощность приводного двигателя 21 передается через механическую часть передачи с малыми потерями.The process is stepless and automatic. The change in the frequency of rotation of the
Частоту вращения выходного вала 7 передачи можно регулировать и вручную за счет регулировки подачи рабочей жидкости в гидромотор или за счет изменения частоты вращения приводного двигателя 21. The rotation frequency of the
Графики на фиг.3, 4 построены в относительных единицах на основе экспериментальных данных. The graphs in figure 3, 4 are plotted in relative units based on experimental data.
Принцип действия предлагаемой универсальной голономной передачи с бесступенчатым изменением крутящего момента подтвержден действующим макетом. The principle of operation of the proposed universal holonomic transmission with stepless change in torque is confirmed by the current layout.
На нем были сняты основные зависимости, представленные на фиг.3 и 4. It was removed the main dependencies presented in figure 3 and 4.
Предлагаемая универсальная голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента позволяет упростить управление транспортным средством. При разгоне средства с помощью 4-х ступенчатой коробки передач требуется 19 различных действий водителя, а при предлагаемой передаче только перемещение рукоятки гидрораспределителя или педали газа (на черт. не показ. )
Предлагаемая передача, предназначенная для использования с высокооборотными двигателями, например, газотурбинными, компактна, не имеет ограничений по передаваемой мощности и частоте вращения, является прогрессивной.The proposed universal holonomic transmission with stepless change in torque allows you to simplify driving. When accelerating means using a 4-speed gearbox, 19 different actions of the driver are required, and with the proposed transmission, only moving the valve handle or gas pedal (not shown in the drawing)
The proposed transmission, intended for use with high-speed engines, for example, gas turbine, is compact, has no restrictions on the transmitted power and speed, is progressive.
Предлагаемая универсальная голономная передача с бесступенчатым изменением крутящего момента позволяет получать широкий диапазон передаточных чисел, который обеспечивает работу транспортных средств по характеристике "минимальных расходов топлива", а также исключить такой ненадежный и требующий периодической смены дисков узел, как сцепление. The proposed universal holonomic transmission with stepless change of torque allows to obtain a wide range of gear ratios, which ensures the operation of vehicles according to the "minimum fuel consumption" characteristic, as well as to exclude such an unreliable assembly as a clutch.
Ожидаемая масса предлагаемой передачи:
При передаваемой мощности 40 кВт примерно 30-35 кг.The expected mass of the proposed transfer:
With a transmitted power of 40 kW, approximately 30-35 kg.
При передаваемой мощности 80 кВт примерно 55-60 кг (в электрическом варианте - до 100 кг), в то время как передача типа "Электрогир" на мощность 80 кВт имеет массу примерно 500 кг (кн. Хельдта П. "Автомобильные сцепления и коробки передач", Машгиз, 1947 г., с. 274). With a transmitted power of 80 kW, approximately 55-60 kg (in the electric version - up to 100 kg), while a transmission of the type “Electrogir” for a power of 80 kW has a mass of approximately 500 kg (Prince Heldta P. “Automotive clutches and gearboxes ", Mashgiz, 1947, p. 274).
КПД (расчетный) предлагаемой передачи в зависимости от скоростного режима = 0,9-0,97. Efficiency (estimated) of the proposed transmission depending on the speed mode = 0.9-0.97.
У передач типа "Электрогир" 0,8-0,92. The gears of the type "Electrogyr" 0.8-0.92.
Диапазон изменений передаточных отношений от бесконечности до 3. The range of gear ratios is from infinity to 3.
У варианта передачи от бесконечности до 3/2 при одинаковых начальных окружностях солнечного колеса и сателлитов дифференциального механизма (ДМ). Нижний предел передаточного отношения передачи может изменяться в зависимости от соотношений радиусов солнечного колеса и сателлитов ДМ. The transmission option is from infinity to 3/2 with the same initial circumferences of the sun wheel and the satellites of the differential mechanism (DM). The lower limit of the gear ratio can vary depending on the ratio of the radii of the solar wheel and the satellites DM.
Предлагаемая передача позволяет использовать газотурбинные двигатели (ГТД), имеющие частоту вращения 8000-1200 об/мин и выше. Применение ГТД дает дополнительную экономию топлива, т.к. его КПД достигается 60%, в то время как у ДВС - 30-35%. The proposed transmission allows the use of gas turbine engines (GTE) having a rotational speed of 8000-1200 rpm and above. The use of gas turbine engines provides additional fuel savings, as its efficiency is achieved by 60%, while in ICE - 30-35%.
Применение ГТД со ступенчатой коробкой передач проблематично в силу их высоких оборотов и инерционности. The use of a gas turbine engine with a speed gearbox is problematic due to its high speed and inertia.
Кроме того, ГТД работают на керосине, что дешевле и менее пожароопасно. In addition, gas turbine engines run on kerosene, which is cheaper and less fire hazard.
Следует также отметить, что при применении предлагаемой передачи для обратимых гидромашин можно организовать эффективное торможение двигателя, работающего на холостом ходу, с которым жестко соединен вал гидромотора. It should also be noted that when applying the proposed transmission for reversible hydraulic machines, it is possible to organize effective braking of the engine idling, with which the motor shaft is rigidly connected.
Муфта свободного хода в этом случае отсутствует, а гидромотор с помощью гидрораспределителя после разгона транспортного средства закольцован, т.е. работает также на холостом ходу. Канал от гидронасоса перекрыт гидрораспределителем. The freewheel in this case is absent, and the hydraulic motor is looped after acceleration of the vehicle after acceleration of the vehicle, i.e. also works at idle. The channel from the hydraulic pump is blocked by a control valve.
Если снять кольцевание гидромотора, а трубопровод гидромотора соединить с гидронасосом, то за счет энергии движения транспортного средства двигатель и гидромотор начнут раскручиваться. Последний начнет подавать рабочую жидкость в гидронасос, который начнет также раскручиваться, тормозя выходной вал 7 передачи, обеспечивая эффективное торможение двигателя. При этом будет экономиться ресурс основной тормозной системы, а также обеспечиваться ее дублирование, что повышает надежность транспортного средства. If you remove the ringing of the hydraulic motor, and connect the hydraulic motor pipe to the hydraulic pump, then due to the energy of the vehicle’s movement, the engine and the hydraulic motor will begin to spin. The latter will begin to supply the working fluid to the hydraulic pump, which will also begin to unwind, braking the
Кроме того, с помощью предлагаемой передачи возможно длительное торможение при спуске по серпантину в горной местности. In addition, using the proposed transmission, prolonged braking is possible when descending along a serpentine in the mountains.
Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123078/28A RU2192572C1 (en) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) |
PCT/RU2001/000404 WO2003016751A1 (en) | 2001-08-17 | 2001-10-09 | Universal holonomic transmission infinitely changing the torque |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123078/28A RU2192572C1 (en) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2192572C1 true RU2192572C1 (en) | 2002-11-10 |
Family
ID=20252697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001123078/28A RU2192572C1 (en) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2192572C1 (en) |
WO (1) | WO2003016751A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119086A1 (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Arman Gamletovich Sargsyan | Automatic planetary gearing |
WO2017005183A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 吴志强 | Compound rear-auxiliary-chamber extended torque-limiting hydraulic coupler, and starter |
RU2769436C2 (en) * | 2018-03-19 | 2022-03-31 | Рудольф ГЛАССНЕР | Stepless transfer box |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101761632B (en) * | 2008-12-12 | 2014-01-08 | 吴志强 | Composite inner core output planetary conical stepless speed change and starting device |
CN101749394B (en) * | 2008-12-12 | 2014-03-26 | 吴志强 | Complex type turning arm output planet cone type stepless speed changing and starting device |
CN101761627B (en) * | 2008-12-12 | 2014-02-26 | 吴志强 | Compound pyramid type stepless speed change concurrent starter |
CN101761630B (en) * | 2008-12-12 | 2014-01-08 | 吴志强 | Compound closed planetary cone-shaped stepless speed change concurrent starter |
CN101749395B (en) * | 2008-12-12 | 2014-02-26 | 吴志强 | Complex type steel ring cone separator type stepless speed changing and starting device |
CN101761629B (en) * | 2008-12-12 | 2014-02-26 | 吴志强 | Composite cone disc annular disc type stepless speed change and starting device |
CN104534054A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-22 | 吴志强 | Combined variable speed fluid coupling and starter |
CN106122426A (en) * | 2014-12-12 | 2016-11-16 | 吴志强 | A kind of starter of composite impeller type fluid torque-converter |
CN106195205A (en) * | 2014-12-12 | 2016-12-07 | 吴志强 | A kind of compound type double guide wheel hydraulic torque converter |
CN106015475A (en) * | 2014-12-12 | 2016-10-12 | 吴志强 | Compound type multi-element working wheel hydraulic torque converter and starter |
CN104482161A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-01 | 吴志强 | Compound hydraulic special-shaped coupler and starter |
CN106402323A (en) * | 2014-12-12 | 2017-02-15 | 吴志强 | Compound impeller type hydraulic torque converter and starter |
CN104500682B (en) * | 2014-12-12 | 2017-03-08 | 广州市志变制能科技有限责任公司 | A kind of compound postpositional gear box type fluid coupling and starter |
CN104976303B (en) * | 2015-07-07 | 2017-10-03 | 广州市无级制动科技有限责任公司 | A kind of composite box type hydraulic coupler |
CN104976304A (en) * | 2015-07-07 | 2015-10-14 | 吴志强 | Compound type hydraulic special-shaped coupler and starter |
CN105042011A (en) * | 2015-07-07 | 2015-11-11 | 吴志强 | Compound valve control liquid-filled hydraulic coupler and starter |
CN105090429A (en) * | 2015-07-07 | 2015-11-25 | 吴志强 | Compound type rear-mounted gearbox casing type fluid coupling and starter |
CN104976309A (en) * | 2015-07-07 | 2015-10-14 | 吴志强 | Compound type hydraulic coupler with casing provided with side auxiliary chamber and starter |
CN105090391A (en) * | 2015-07-07 | 2015-11-25 | 吴志强 | Compound type torque limited type aqueous medium fluid coupling and starter |
CN105134904A (en) * | 2015-07-07 | 2015-12-09 | 吴志强 | Compound type dual-cavity fluid coupling and actuator |
CN107763155A (en) * | 2016-08-16 | 2018-03-06 | 钟跃荣 | A kind of the mechanical stepless speed changes method and stepless speed changing mechanism of double-planet mechanism composition |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1066104A (en) * | 1965-02-25 | 1967-04-19 | Bristol Siddeley Engines Ltd | Transmission apparatus for transmitting rotary motion |
FR2459918A1 (en) * | 1979-06-27 | 1981-01-16 | Salomon Francois | Gear box with progressive gear change - has planetary gear trains in input, output and reaction modes with electric motor reaction couple |
NO171328C (en) * | 1990-10-01 | 1993-02-24 | Ken Lillevik | GIR DEVICE |
RU2044196C1 (en) * | 1992-11-10 | 1995-09-20 | Эдуард Константинович Коротков | Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator |
-
2001
- 2001-08-17 RU RU2001123078/28A patent/RU2192572C1/en not_active IP Right Cessation
- 2001-10-09 WO PCT/RU2001/000404 patent/WO2003016751A1/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005119086A1 (en) * | 2004-05-31 | 2005-12-15 | Arman Gamletovich Sargsyan | Automatic planetary gearing |
WO2017005183A1 (en) * | 2015-07-07 | 2017-01-12 | 吴志强 | Compound rear-auxiliary-chamber extended torque-limiting hydraulic coupler, and starter |
RU2769436C2 (en) * | 2018-03-19 | 2022-03-31 | Рудольф ГЛАССНЕР | Stepless transfer box |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2003016751A1 (en) | 2003-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2192572C1 (en) | Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions) | |
EP0943841B1 (en) | All wheel drive continuously variable transmission having dual mode operation | |
US4458559A (en) | Infinitely variable belt-drive transmission | |
US4393731A (en) | Infinitely variable belt-drive transmission | |
US5888161A (en) | All wheel drive continuously variable transmission having dual mode operation | |
EP0943839B1 (en) | Dual mode continuously variable transmission for a all wheel drive vehicle | |
US5803859A (en) | Powertrain with planetary gearing and a continuously variable ratio unit | |
JPS6314228B2 (en) | ||
US5941789A (en) | All wheel drive continuously variable transmission having dual mode operation | |
EP0943840B1 (en) | All wheel drive continuously variable transmission having dual mode operation | |
RU2239738C1 (en) | Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios | |
RU2174076C1 (en) | Multipurpose mechanical holonomic part of transmission with stepless changing of torque and its design versions | |
KR100260166B1 (en) | Cvt for vehicle | |
KR0168388B1 (en) | Cvt for a vehicle | |
KR0154072B1 (en) | Cvt for a vhicle | |
KR0183220B1 (en) | Infinite variable-speed drive for a vehicle | |
KR0168393B1 (en) | Cvt for a rear drive vehicle | |
RU2097215C1 (en) | Stepless gearbox | |
RU2060172C1 (en) | Mechanical stepless transmission | |
KR100270308B1 (en) | Cvt for vehicle | |
KR100199168B1 (en) | Cvt for a vehicle | |
RU31268U1 (en) | Mechanical holonomic part of continuous transmission with stepless gear ratio change | |
KR0183221B1 (en) | Non-stage transmission | |
KR100279402B1 (en) | Stepless Transmission for Vehicles | |
KR0174200B1 (en) | Cvt for a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040818 |