RU2341708C2

RU2341708C2 - Gear variator-2

Info

Publication number: RU2341708C2
Application number: RU2007104188/11A
Authority: RU
Inventors: Мурат Кайлешевич Сеитов (KZ); Мурат Кайлешевич Сеитов
Original assignee: Мурат Кайлешевич Сеитов
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-12-20
Also published as: RU2007104188A

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: proposed variator is made up of two differential mechanisms 1, 2 fitted so that L.H. semi-axle of one mechanism makes R.H. semi-axle of the other mechanism. Differential gears corresponding to larger gears of vehicle final drive are coupled via reduction gear 3. Free semi-axle of first differential mechanism 1 makes the gearing drive shaft 4. Free semi-axle of second differential mechanism 2 makes the gearing driven shaft 6. On braking reduction gear with the help of oil pump 9 forcing fluid through adjustable valve, a portion of rotation is transferred via idler shaft 5, common for both differentials. At complete stop of the reduction gear, rotation is transferred via common semi-axle.

EFFECT: simpler design of variator.

1 dwg

Description

Вариатор - устройство, позволяющее за счет бесступенчатого изменения передаваемого крутящего момента выдерживать оптимальное соотношение между тягой двигателя и сопротивлением приводимого им в движение рабочего органа.The variator is a device that, due to the stepless change in the transmitted torque, can withstand the optimal ratio between the engine thrust and the resistance of the working body driven by it.

Из известных вариаторов можно выделить следующие группы.Of the known variators, the following groups can be distinguished.

Фрикционные вариаторы.Friction variators.

(И.И.Артоболевский. "Механизмы в современной технике". М.: Наука, 1981 г, т.5, стр.313).(I.I. Artobolevsky. "Mechanisms in modern technology". M: Nauka, 1981, v.5, p. 313).

Тела вращения, прижатые друг к другу, перемещаются относительно друг друга и, контактируя рабочими поверхностями на различном удалении от своих осей вращения, обеспечивают бесступенчатое изменение крутящего момента, передаваемого на ведомый элемент.The bodies of revolution, pressed against each other, move relative to each other and, by contacting the working surfaces at different distances from their axis of rotation, provide a stepless change in the torque transmitted to the driven element.

Недостатки: скольжение одной рабочей поверхности по другой при большом усилии сжатия, большие нагрузки на валы и их опоры.Disadvantages: sliding of one work surface on another with a large compression force, large loads on the shafts and their bearings.

Механизмы бесступенчатой клиноременной передачи. Mechanisms of stepless V-belt transmission.

(И.И.Артоболевский. "Механизмы в современной технике". М.: Наука, 1981 г., стр.347).(I.I. Artobolevsky. "Mechanisms in modern technology". M: Nauka, 1981, p. 347).

Гибкое тело в виде ремня клинового сечения натянуто между двумя шкивами, состоящими из полушкивов. При сближении двух полушкивов ремень выталкивается на больший радиус вращения, утопая при этом между полушкивами другого шкива, чем и достигается бесступенчатость передачи.A flexible body in the form of a wedge section belt is stretched between two pulleys consisting of half pulleys. When the two half-pulleys come closer, the belt is pushed out over a larger radius of rotation, while drowning between the other half-pulleys of another pulley, which achieves stepless transmission.

Недостатки: большие габариты передачи, большие нагрузки на валы и их опоры, проскальзывание ремня.Disadvantages: large transmission dimensions, large loads on the shafts and their bearings, belt slippage.

Гидротрансформаторы.Torque converters.

(В.Цыбин, Б.Галашин. "Легковые автомобили". М.: Просвещение, стр.96).(V. Tsybin, B. Galashin. "Cars". M.: Education, p. 96).

Насосное колесо, вращаемое ведущим валом, разгоняет жидкость, которая изменяя направление и скорость своего движения на неподвижном колесе-реакторе, приводит в движение турбинное колесо, соединенное с ведомым валом.The pump wheel, rotated by the drive shaft, accelerates the fluid, which, changing the direction and speed of its movement on the stationary wheel-reactor, drives a turbine wheel connected to the driven shaft.

Недостатки: небольшой диапазон изменения крутящего момента, высокая стоимость.Disadvantages: a small range of torque changes, high cost.

Гидрообъемные передачи.Hydrostatic transmission.

В передачах такого рода бесступенчатое изменение крутящего момента обеспечивается применением гидронасосов и гидромоторов с изменяемыми рабочими объемами.In transmissions of this kind, a stepless change in torque is provided by the use of hydraulic pumps and hydraulic motors with variable displacement.

Недостатки: сложность и высокая стоимость.Disadvantages: complexity and high cost.

Настоящее изобретение является шестеренчатым механизмом, позволяющим бесступенчато изменять величину передаваемого крутящего момента. Он не имеет гибкие элементы, в нем нет трения скольжения, крутящий момент передается не жидкими телами, а зубчатыми колесами.The present invention is a gear mechanism that allows you to continuously change the amount of transmitted torque. It does not have flexible elements, there is no sliding friction in it, the torque is transmitted not by liquid bodies, but by gears.

Шестеренчатый вариатор-2, показанный на чертеже, содержитGear variator-2 shown in the drawing contains

1, 2 - дифференциальные механизмы;1, 2 - differential mechanisms;

3 - редуктор;3 - gear;

4 - ведущий вал;4 - drive shaft;

5 - промежуточный вал;5 - an intermediate shaft;

6 - ведомый вал;6 - driven shaft;

7 - входной вал редуктора;7 - input shaft of the gearbox;

8 - выходной вал редуктора;8 - output shaft of the gearbox;

9 - шестеренчатый насос.9 - gear pump.

Дифференциальные механизмы расположены таким образом, что правая полуосевая шестерня одного и левая полуосевая шестерня другого соединены одной полуосью, т.е.промежуточным валом 5. Ведущее звено редуктора 3, которым является вал 7, получает вращение от внешнего зубчатого венца коробки дифференциала 1, а последнее звено редуктора, которым является вал 8, передает вращение на зубчатый венец коробки дифференциала 2. При исполнении дифференциальных механизмов и редуктора в одном корпусе зубчатые венцы дифференциальных механизмов могут контактировать непосредственно с шестернями редуктора.Differential mechanisms are arranged in such a way that the right semi-axial gear of one and the left semi-axial gear of the other are connected by one semi-axis, i.e., the intermediate shaft 5. The leading link of the gearbox 3, which is the shaft 7, receives rotation from the external gear ring of the differential box 1, and the last the gear unit, which is shaft 8, transmits rotation to the ring gear of the differential box 2. When executing differential mechanisms and the gear in the same housing, the ring gears of differential mechanisms can ted directly to the gear reducer.

Взаимозависимость скоростей вращения элементов дифференциального механизма выражается формулойThe interdependence of the rotational speeds of the elements of the differential mechanism is expressed by the formula

где ω₀- частота вращения ведущего звена;where ω ₀ is the rotation frequency of the leading link;

ω₁/ω₂ - частоты вращения ведомых звеньев.ω ₁ / ω ₂ - the rotation frequency of the driven links.

(В.Цыбин и др. Легковые автомобили. М.: Просвещение, 1993 г., стр.83.(V. Tsybin et al. Cars. M.: Education, 1993, p. 83.

Определим передаточное число вариатора, принимая передаточное число редуктора u_R.Determine the gear ratio of the variator, taking the gear ratio of the gearbox u _R.

Вращение передается по двум ветвям: через промежуточный вал 5 и через редуктор 3. В соответствии с конечной формулой крайние значения диапазона u, при полной остановке вала 5 и при полной остановке редуктора 3 равны соответственно u_Rи 1.The rotation is transmitted along two branches: through the intermediate shaft 5 and through the gearbox 3. In accordance with the final formula, the extreme values of the range u, when the shaft 5 is completely stopped and when the gearbox 3 is completely stopped, are equal to u _R and 1.

Обычно дифференциалы изготавливаются симметричными, т.е. с одинаковым количеством зубьев полуосевых шестерен. Если изготовить несимметричный дифференциал с числом зубьев первой по ходу передачи вращения большим, чем у второй, то при полной остановке редуктора 3 передаточное число вариатора будет меньше единицы.Differentials are usually made symmetrical, i.e. with the same number of teeth of the semi-axial gears. If you make an asymmetric differential with the number of teeth of the first in the direction of transmission of rotation greater than that of the second, then when the gearbox 3 stops completely, the gear ratio of the variator will be less than one.

При передаче крутящего момента мощность будет передаватся по линии наименьшего сопротивления, т.е. через редуктор 3, что и нужно при больших нагрузках. По мере снижения нагрузки путем притормаживания редуктора подключается вторая ветвь передачи и при полной остановке редуктора мощность передается только через вал 5.When transmitting torque, power will be transmitted along the line of least resistance, i.e. through gear 3, which is necessary at high loads. As the load decreases by braking the gearbox, the second transmission branch is connected and when the gearbox is completely stopped, power is transmitted only through shaft 5.

Для снижения скорости вращения валов редуктора и его полной остановки служит маслонасос 9, прокачивающий жидкость через регулируемый клапан. To reduce the speed of rotation of the shafts of the gearbox and its complete stop, the oil pump 9, pumping the fluid through an adjustable valve, is used.

На чертеже пунктирной линией обозначена связь привода насоса с вращающимся элементом редуктора 3, при этом насос может находиться внутри корпуса редуктора.In the drawing, the dashed line indicates the connection of the pump drive with the rotating element of the gearbox 3, while the pump may be inside the gearbox housing.

При наименьшем сопротивлении прокачиванию жидкости, т.е.при полностью открытом клапане передаточное число вариатора равно передаточному числу редуктора 3. Полная остановка редуктора происходит при полном закрытии клапана.With the least resistance to fluid pumping, i.e. with the valve fully open, the gear ratio of the variator is equal to the gear ratio of the gearbox 3. The gearbox stops completely when the valve is completely closed.

Маслонасос не является элементом гидрообъемной передачи, а служит для распределения передаваемой через зубчатые зацепления мощности между двумя ветвями вариатора.The oil pump is not an element of the hydrostatic transmission, but serves to distribute the power transmitted through the gears between the two branches of the variator.

Claims

Gear variator, the basis of which is a differential mechanism, characterized in that it contains another differential mechanism, while the left axis of one differential mechanism is the right axis of the other differential mechanism, the gear rims of the differential boxes are connected by a gearbox, one of the elements of which is connected to the oil pump drive equipped with an adjustable valve, and the extreme semiaxes of the variator are connected to the engine and the working body.