RU2399814C1 - Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite - Google Patents
Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite Download PDFInfo
- Publication number
- RU2399814C1 RU2399814C1 RU2009139302/11A RU2009139302A RU2399814C1 RU 2399814 C1 RU2399814 C1 RU 2399814C1 RU 2009139302/11 A RU2009139302/11 A RU 2009139302/11A RU 2009139302 A RU2009139302 A RU 2009139302A RU 2399814 C1 RU2399814 C1 RU 2399814C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disks
- variator
- satellites
- solar
- plates
- 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
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
- F16H15/50—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/52—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of another member
Abstract
Description
Группа изобретений относится к машиностроению и касается бесступенчатой трансмиссии транспортных средств с фрикционным вариатором, а также ее частей - вариатора, управляемого ограничителя диапазона передаточных чисел и сателлита.The group of inventions relates to mechanical engineering and relates to a continuously variable transmission of vehicles with a friction variator, as well as its parts - a variator controlled by a limiter of the gear ratio and satellite range.
Существующие автоматические трансмиссии транспортных средств являются, в основном, гидравлическими и имеют очень низкий КПД. Механические же трансмиссии не являются автоматическими, имеют разрыв потока мощности к ведущему мосту в момент переключения передач и создают большую психомоторную нагрузку на водителя (в особенности в условиях городского движения).Existing automatic transmissions of vehicles are mainly hydraulic and have a very low efficiency. Mechanical transmissions are not automatic, they have a break in the power flow to the drive axle at the time of gear shifting and create a large psychomotor load on the driver (especially in urban traffic).
От обоих недостатков свободна трансмиссия, построенная с использованием многодискового фрикционного вариатора. Наилучшими характеристиками среди вариаторов для данной области применения обладают многодисковые планетарные фрикционные вариаторы.Both drawbacks are free of transmission, built using a multi-plate friction variator. The best characteristics among the variators for this application are multi-disc planetary friction variators.
Из уровня техники известна адаптивная бесступенчатая передача (патент России 2138710 С1), содержащая входной и выходной валы, адаптивный дисковый планетарный фрикционный вариатор, механизм изменения жесткости характеристики. Планетарный фрикционный вариатор может быть и многодисковым (патент России 2140028 С1).The prior art adaptive continuously variable transmission (patent of Russia 2138710 C1), containing the input and output shafts, adaptive planetary disk friction variator, a mechanism for changing the stiffness of the characteristics. A planetary friction variator can be multi-disk (patent of Russia 2140028 C1).
Приведенные аналоги обладают рядом недостатков: невозможность управления непосредственно передаточным числом, невысокая надежность пружин или большой отбор мощности для создания прижима с помощью сред под давлением, применение узлов вариатора для обеспечения реверсирования, что неоправданно увеличивает габариты конструкции и ее сложность в целом, сложность и ненадежность механизма адаптации, невозможность применения совместно с высокочастотными ДВС.The above analogues have several disadvantages: the impossibility of directly controlling the gear ratio, the low reliability of the springs or the large power take-off to create a clamp using pressurized media, the use of variator assemblies to ensure reversal, which unreasonably increases the overall dimensions of the structure and its complexity as a whole, the complexity and unreliability of the mechanism adaptation, the inability to use in conjunction with high-frequency internal combustion engines.
Так, передаточное число вариатора по RU 2140028 может быть либо больше 1 (в режиме редуцирования), либо меньше (в режиме мультиплицирования), при этом зависимость крайнего передаточного числа диапазона асимптотически стремится к 1, вариатор никогда в нормальных условиях работы не может обеспечивать «прямой ход», столь необходимый для автомобилей. Передаточное число 1 возможно либо при заклинивании внутренней пары трения, либо при стопорении водила относительно подвижного эпицикла. В таких случаях происходит аварийный износ тел качения, при этом включение прямого хода происходит рывком, что нежелательно для транспортных средств.So, the gear ratio of the variator according to RU 2140028 can be either more than 1 (in the reduction mode), or less (in the multiplication mode), while the dependence of the extreme gear ratio of the range asymptotically tends to 1, the variator can never provide "direct move ”, so necessary for cars. A gear ratio of 1 is possible either when the internal friction pair is jammed, or when the carrier is locked relative to the moving epicycle. In such cases, accidental wear of the rolling elements occurs, while the forward stroke is activated in a jerk, which is undesirable for vehicles.
Механизм адаптации в этом вариаторе предназначен для изменения жесткости вариатора, а не для ограничения диапазона передаточных чисел, поэтому ничто не помешает автомобилю буксовать на льду или в иных дорожных условиях с низким коэффициентом сцепления колес с дорожным полотном вне зависимости от жесткости вариатора.The adaptation mechanism in this variator is intended to change the stiffness of the variator, and not to limit the range of gear ratios, so nothing will prevent the car from slipping on ice or in other road conditions with a low coefficient of adhesion of the wheels to the roadway, regardless of the stiffness of the variator.
Известна бесступенчатая трансмиссия (патент России 2166138 С2), содержащая корпус, входной и выходной валы, планетарную передачу, многодисковый планетарный вариатор и механизм регулирования. Эта конструкция обладает следующим рядом недостатков:A stepless transmission is known (Russian patent 2166138 C2), comprising a housing, input and output shafts, a planetary gear, a multi-disk planetary variator and a control mechanism. This design has the following disadvantages:
отсутствие адаптивности, недостаточная надежность. /Суммирование двух потоков мощности, движущихся с разными скоростями, будет приводить к преждевременному износу пятен контакта. Особенно данный недостаток будет изнашивать диски в положении передачи «нейтраль» и «реверс», когда один поток мощности должен быть остановлен другим потоком до полной остановки выходного вала (положение «нейтраль»), либо когда выходной вал должен начать свое движение в противоположную сторону входному валу (положение «реверс»)/;lack of adaptability, lack of reliability. / The summation of two power flows moving at different speeds will lead to premature wear of the contact spots. Especially this drawback will wear out the disks in the “neutral” and “reverse” transmission positions, when one power flow must be stopped by another flow until the output shaft stops completely (“neutral” position), or when the output shaft should start moving in the opposite direction to the input shaft (position "reverse") /;
- недостаточная мощность /недостаточная суммарная площадь пятен контактов во фрикционных дисках на удельный объем вариатора, даже при усилии прижатия фрикционных дисков 1500 МПа/.- insufficient power / insufficient total area of contact spots in the friction disks per specific volume of the variator, even with a force of compression of the friction disks of 1500 MPa /.
Наиболее близкой к предложенной является бесступенчатая трансмиссия (RU 2300032, опубл. 27.05 2007), содержащая входной и выходной валы, фрикционный вариатор и механизм реверсирования, причем она снабжена планетарным редуктором, солнечная шестерня которого закреплена на входном валу, его эпицикл закреплен на корпусе трансмиссии, фрикционный вариатор выполнен планетарным многодисковым, образует с планетарным редуктором модуль варьирования и включает установленный в корпусе трансмиссии эпицикл, выполненный в виде пакета дисков с внутренним касанием, солнечные диски, также выполненные в виде пакета дисков с внешним касанием, размещенных на выходном валу модуля варьирования, соединенного с входным валом механизма реверсирования, водило, соединенное с водилом планетарного редуктора и состоящее из двух дисков, соединенных друг с другом, осей с размещенными на них сателлитами в виде промежуточных дисков, диски водила имеют фигурные прорези по числу осей, и оси установлены в фигурных прорезях с возможностью изменения положения и взаимодействия промежуточными дисками с солнечными дисками и дисками эпицикла, пружины для прижатия друг к другу солнечных дисков и дисков эпицикла, и управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел, при этом планетарный редуктор, планетарный многодисковый фрикционный вариатор и механизм реверсирования соосны друг другу. Наиболее близким к предложенному вариатору является фрикционный вариатор, являющийся частью известной бесступенчатой трансмиссии (см. там же).Closest to the proposed one is a continuously variable transmission (RU 2300032, publ. May 27, 2007) containing an input and output shafts, a friction variator and a reversing mechanism, and it is equipped with a planetary gearbox, the sun gear of which is fixed on the input shaft, its epicycle is fixed on the transmission case, the friction variator is made of planetary multi-disk, forms a variation module with a planetary gearbox and includes an epicyclic mounted in the transmission case, made in the form of a package of disks with an internal gear In this case, solar disks, also made in the form of a package of disks with external contact, placed on the output shaft of the variation module connected to the input shaft of the reversing mechanism, a carrier connected to the planet carrier of the planetary gearbox and consisting of two disks connected to each other, axes with on them satellites in the form of intermediate disks, carrier disks have curly slots in the number of axes, and the axes are mounted in curly slots with the possibility of changing the position and interaction of the intermediate disks with solar suits and epicyclic disks, springs for pressing solar disks and epicyclic disks to each other, and a controllable limiter of the gear ratio range, while the planetary gearbox, the planetary multi-plate friction variator and the reversing mechanism are aligned with each other. Closest to the proposed variator is a friction variator, which is part of the known continuously variable transmission (see ibid.).
Недостатком известных трансмиссии и вариатора является наличие толстостенных дисков с пружинными гнездами под винтовые пружины в солнечных и эпицикловых дисках, имеющих высокую массу и концентраторы напряжений на пружинных гнездах. При этом необходимо большое число винтовых пружин. Кроме того, имеет место высокий износ двоякоконических сателлитов.A disadvantage of the known transmission and variator is the presence of thick-walled disks with spring sockets for coil springs in solar and epicyclic disks having a high mass and stress concentrators on the spring sockets. A large number of coil springs are required. In addition, there is a high wear of biconical satellites.
Известен также управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел, также являющийся частью известной трансмиссии (см. там же), состоящий из рычага, закрепленного на диске водила планетарного многодискового вариатора, двух упоров, каждый из которых установлен с возможностью перемещения в фигурном пазу диска водила, гидроцилиндра с рабочей жидкостью, которую перемещают между дисками водила посредством его пустотелых стяжных болтов. Ограничитель снабжен датчиком положения рычага.Also known is a controlled gear range limiter, which is also part of the known transmission (see ibid.), Consisting of a lever mounted on a planet carrier of a planetary multi-disk variator, two stops, each of which is mounted with the possibility of movement in a figured groove of a carrier disk, a hydraulic cylinder with working fluid, which is moved between the drives of the carrier by means of its hollow coupling bolts. The limiter is equipped with a lever position sensor.
Недостатком такого ограничителя является значительное число гидроцилиндров, сложность в изготовлении, требует большого числа деталей, изготовленных с высокой точностью.The disadvantage of this limiter is a significant number of hydraulic cylinders, the difficulty in manufacturing, requires a large number of parts manufactured with high accuracy.
Задачей предлагаемой группы изобретений является снижение массы, габаритов, увеличение срока службы и снижение требований к материалам трансмиссии и ее частей,The objective of the proposed group of inventions is to reduce weight, dimensions, increase service life and reduce requirements for materials of the transmission and its parts,
Технический результат, достигаемый предложенной трансмиссией и вариатором, является снижение массы, уменьшение числа пружин и повышение срока службы. Кроме того, обеспечение более эффективной редуцирующей кинематической схемы вариатора, позволяющей обойтись без входного редуктора. Массогабаритные характеристики трансмиссии улучшены также за счет применения многопоточного редуктора, не имеющего внутреннего зацепления, объединенного с реверс-редуктором, также не имеющего внутреннего зацепления.The technical result achieved by the proposed transmission and variator is to reduce weight, reduce the number of springs and increase service life. In addition, providing a more efficient reducing kinematic variator circuit, which allows you to do without an input gear. The overall dimensions of the transmission are also improved through the use of a multi-threaded gearbox that does not have internal gearing, combined with a reverse gear, also does not have internal gearing.
Техническим результатом, достигаемым предложенным ограничителем диапазона передаточных чисел, является упрощение конструкции ограничителя.The technical result achieved by the proposed gearbox range limiter is to simplify the limiter design.
Технический результат достигается тем, что в бесступенчатой трансмиссии, содержащей входной и выходной валы, планетарный многодисковый фрикционный вариатор, механизм реверсирования и управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел, при этом указанный вариатор включает установленный в корпусе эпицикл, выполненный в виде пакета попарно расположенных дисков с внутренним касанием, пакет попарно расположенных солнечных дисков с внешним касанием, размещенных на входном валу вариатора, водило, соединенное с выходным валом вариатора, соединенным с входным валом механизма реверсирования, и включающее два диска, соединенных друг с другом, связанные с дисками оси с размещенными на них сателлитами в виде промежуточных дисков, диски водила имеют фигурные пазы по числу осей сателлитов, а оси сателлитов связаны с фигурными пазами с возможностью изменения их положения и взаимодействия промежуточными дисками с солнечными дисками и дисками эпицикла, пружины для прижатия солнечных дисков и дисков эпицикла к промежуточным дискам, установленные между дисками каждой пары, отличающейся тем, что каждый из солнечных дисков и дисков эпицикла имеет поперечное сечение формы, выбранной из ряда: Z-образная, неравнополочный уголок, тавр, двутавр, швеллер.The technical result is achieved by the fact that in a continuously variable transmission containing input and output shafts, a planetary multi-plate friction variator, a reversing mechanism and a controlled gear range limiter, the specified variator includes an epicyclic mounted in the housing, made in the form of a package of pairwise arranged disks with an internal touch , a package of pairwise arranged solar disks with external touch located on the input shaft of the variator, a carrier connected to the output shaft of the variator connected to the input shaft of the reversal mechanism, and including two disks connected to each other, connected to the axis disks with the satellites placed on them in the form of intermediate disks, the carrier disks have figured grooves in terms of the number of satellite axes, and satellite axles are connected with figured grooves with the ability to change their position and interaction of the intermediate disks with the solar disks and epicyclic disks, the springs for pressing the solar disks and epicyclic disks to the intermediate disks installed between the disks of each pair, differs The fact is that each of the solar disks and epicyclic disks has a cross section of a shape selected from the series: Z-shaped, unequal corner, Taurus, I-beam, Channel.
Предпочтительно пружины представляют собой диафрагменные пружины, которые установлены между дисками каждой пары пакетом из четного числа диафрагменных пружин, причем в каждом пакете лепестки пружин направлены в разные стороны к соседним сателлитам.Preferably, the springs are diaphragm springs that are installed between the disks of each pair by a packet of an even number of diaphragm springs, with the spring petals in each packet directed in opposite directions to adjacent satellites.
Кроме того, сателлиты имеют предпочтительно двояковыпуклую чечевичную форму.In addition, the satellites are preferably biconvex lenticular in shape.
Кроме того, каждая ось сателлитов установлена каждым своим концом на плече соответствующего поворотного рычага посредством подшипниковых опор, а на другом плече поворотного рычага установлен балансир с возможностью изменения его положения в соответствующем фигурном пазу, выполненном в соответствующем диске водила. При этом каждый диск водила состоит из двух шайб, связанных с возможностью углового смещения друг относительно друга, а каждый поворотный рычаг закреплен на одной из шайб, а в другой выполнены указанные фигурные пазы.In addition, each axis of the satellites is installed at each end on the arm of the corresponding pivot arm through bearing bearings, and on the other arm of the pivot arm there is a balancer with the possibility of changing its position in the corresponding figured groove made in the respective carrier disk. In addition, each carrier disk consists of two washers connected with the possibility of angular displacement relative to each other, and each pivot arm is mounted on one of the washers, and the indicated curly grooves are made in the other.
Кроме того, подшипниковые опоры выполнены в виде подшипников скольжения из углерод-углеродного материала, а именно композитного материала, в котором углерод присутствует в двух различных фазовых состояниях - в виде углеродной нити, обеспечивающей прочность и несущую способность, и графита, обеспечивающего антифрикционные свойства подшипника скольжения.In addition, the bearing supports are made in the form of sliding bearings made of carbon-carbon material, namely, a composite material in which carbon is present in two different phase states - in the form of a carbon filament, which provides strength and bearing capacity, and graphite, which provides antifriction properties of the sliding bearing .
В трансмиссии механизм реверсирования содержит многопоточные повышающий редуктор и реверс-редуктор с общими промежуточными валами.In the transmission, the reversing mechanism contains a multi-threaded boost gear and a reverse gear with common intermediate shafts.
В трансмиссии ограничитель диапазона передаточных чисел выполнен в виде кольцевого элемента с внутренней конусной поверхностью, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с роликами, связанными с балансирами.In the transmission, the gearbox range limiter is made in the form of an annular element with an internal conical surface mounted in the housing with the possibility of axial movement and interaction with the rollers associated with the balancers.
Технический результат достигается также в планетарном многодисковом фрикционном вариаторе, содержащем установленный в корпусе эпицикл, выполненный в виде пакета попарно расположенных дисков с внутренним касанием, пакет попарно расположенных солнечных дисков с внешним касанием, размещенных на входном валу вариатора, водило, соединенное с выходным валом вариатора и включающее два диска, соединенных друг с другом, связанные с дисками оси с размещенными на них сателлитами в виде промежуточных дисков, диски водила имеют фигурные пазы по числу осей сателлитов, а оси сателлитов связаны с фигурными пазами с возможностью изменения их положения и взаимодействия промежуточными дисками с солнечными дисками и дисками эпицикла, пружины для прижатия солнечных дисков и дисков эпицикла к промежуточным дискам, установленные между дисками каждой пары, отличающемся тем, что каждый из солнечных дисков и дисков эпицикла имеет поперечное сечение Z-образной формы,The technical result is also achieved in a planetary multi-disk friction variator containing an epicyclic mounted in the housing, made in the form of a package of pairwise arranged disks with an internal touch, a package of pairwise arranged solar disks with an external touch located on the input shaft of the variator, a carrier connected to the output shaft of the variator and including two disks connected to each other, connected to the axis disks with the satellites placed on them in the form of intermediate disks, the carrier disks have curly grooves along the for the axes of the satellites, and the axes of the satellites are connected with curly grooves with the possibility of changing their position and interaction with the intermediate disks with the solar disks and epicyclic disks, springs for pressing the solar disks and epicyclic disks to the intermediate disks, installed between the disks of each pair, characterized in that each of solar disks and epicyclic disks has a Z-shaped cross section,
Предпочтительно пружины представляют собой диафрагменные пружины, которые установлены между дисками каждой пары пакетом из четного числа диафрагменных пружин, причем в каждом пакете лепестки пружин направлены в разные стороны к соседним сателлитам.Preferably, the springs are diaphragm springs that are installed between the disks of each pair by a packet of an even number of diaphragm springs, with the spring petals in each packet directed in opposite directions to adjacent satellites.
Кроме того, сателлиты имеют двояковыпуклую чечевичную форму.In addition, the satellites have a biconvex lenticular shape.
Кроме того, каждая ось сателлитов установлена каждым своим концом на плече поворотного рычага посредством подшипниковых опор, а на другом плече поворотного рычага установлен балансир с возможностью изменения его положения в соответствующем фигурном пазу, выполненном в соответствующем диске водила. При этом каждый диск водила состоит из двух шайб, связанных с возможностью углового смещения друг относительно друга, а каждый поворотный рычаг закреплен на одной из шайб, а в другой выполнены указанные фигурные пазы.In addition, each axis of the satellites is installed at each of its ends on the arm of the pivot arm by means of bearing bearings, and on the other arm of the pivot arm there is a balancer with the possibility of changing its position in the corresponding figured groove made in the corresponding carrier disk. In addition, each carrier disk consists of two washers connected with the possibility of angular displacement relative to each other, and each pivot arm is mounted on one of the washers, and the indicated curly grooves are made in the other.
Кроме того, ограничитель диапазона передаточных чисел выполнен в виде кольцевого элемента с внутренней конусной поверхностью, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с роликами, связанными с балансирами.In addition, the gearbox range limiter is made in the form of an annular element with an internal conical surface mounted in the housing with the possibility of axial movement and interaction with rollers associated with balancers.
Кроме того, подшипниковые опоры выполнены в виде подшипников скольжения из углерод-углеродного материала.In addition, the bearings are made in the form of plain bearings made of carbon-carbon material.
Технический результат достигается также ограничителем диапазона передаточных чисел планетарного многодискового фрикционного вариатора, выполненным в виде кольцевого элемента с внутренней конусной поверхностью, установленного в корпусе с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с роликами, связанными с балансирами, установленными в фигурных пазах дисков водила и связанными посредством поворотных рычагов с осями сателлитов.The technical result is also achieved by the limiter of the gear ratio range of the planetary multi-disk friction variator, made in the form of an annular element with an internal conical surface mounted in the housing with the possibility of axial movement and interaction with rollers associated with balancers installed in the figured grooves of the carrier discs and connected by means of rotary levers with the axes of the satellites.
Технический результат достигается также выполнением сателлита для планетарного многодискового фрикционного вариатора двояковыпуклой чечевичной формы предпочтительно с нанесенным на его поверхность направленным хоном.The technical result is also achieved by performing a satellite for a planetary multi-disk friction variator of a biconvex lentil shape, preferably with a directed hon applied to its surface.
Предлагаемая группа изобретения иллюстрируется чертежами.The proposed group of the invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 показана принципиальная схема бесступенчатой трансмиссии (механизм реверсирования не изображен); на фиг.2 - принципиальная схема вариатора; на фиг.3 - принципиальная схема механизма реверсирования; на фиг.4 показано поперечное сечение диска эпицикла; на фиг.5 (а, б, в) изображен двояковыпуклый сателлит: а - поперечное сечение, б - фронтальный вид с канавками, в - то же, с одной канавкой; на фиг.6 - схема контакта сателлита с дисками; на фиг.7-10 показан ограничитель диапазона передаточных чисел в выключенном состоянии (фиг.7 и 8) и во включенном состоянии (фиг.9 и 10) в двух различных положениях осей сателлитов и для соответствующих передаточных чисел.Figure 1 shows a schematic diagram of a continuously variable transmission (the reversing mechanism is not shown); figure 2 is a schematic diagram of a variator; figure 3 is a schematic diagram of a reversal mechanism; figure 4 shows a cross section of the disc of the epicyclic; figure 5 (a, b, c) shows a biconvex satellite: a - cross section, b - front view with grooves, c - the same, with one groove; figure 6 - contact diagram of the satellite with the disks; Figures 7-10 show the gear range limiter in the off state (Figs. 7 and 8) and in the on state (Figs. 9 and 10) in two different positions of the satellite axles and for the corresponding gear ratios.
Трансмиссия состоит из вариатора по редукторной схеме и механизма реверсирования, включающего повышающий редуктор (мультипликатор) и реверс-редуктор.The transmission consists of a CVT according to the gearbox and a reversal mechanism, including a step-up gearbox (multiplier) and a reverse gearbox.
В трансмиссии применен планетарный многодисковый фрикционный вариатор, который устроен следующим образом.The transmission uses a planetary multi-plate friction variator, which is arranged as follows.
Вариатор (фиг.2) содержит установленный в корпусе трансмиссии эпицикл, выполненный в виде пакета дисков 1 с внутренним касанием, солнечные диски, также выполненные в виде пакета солнечных дисков 2 с внешним касанием, размещенных на входном валу 3 вариатора. Водило 4 вариатора соединено с выходным валом вариатора и состоит из двух дисков 5, соединенных стяжными болтами. Диски 5 водила 4 вариатора состоят каждый из двух шайб 6 и 7 каждый, связанных между собой с возможностью углового смещения. При этом на одной из шайб 6 закреплены посредством подшипников поворотные рычаги 8, а вторая шайба 7 имеет фигурные пазы 9. В каждом диске 5 выполнено от трех до шести фигурных пазов 9 по числу осей 10 сателлитов 11 вариатора. Оси 10 сателлитов посредством подшипниковых опор 12 закреплены на поворотных рычагах 8. Кроме того, на поворотных рычагах 8 установлены балансиры 13 с возможностью изменения их положения в фигурных пазах 9 в зависимости от соотношения частоты вращения и крутящего момента. Сателлиты 11 выполнены в виде промежуточных двояковыпуклых дисков чечевичной формы, закрепленных на осях 10, и взаимодействуют с солнечными дисками 2 и дисками 1 эпицикла. Диски 1 и 2 пакетов в данном случае выполнены с Z-образным поперечным сечением. Между тыльными сторонами попарно установленных дисков 1 эпицикла и между тыльными сторонами попарно установленных солнечных дисков 2 установлены пакеты пружин 14. Пружины 14 выполнены диафрагменными. Для разжатия пары дисков требуется пакет пружин 14 с лепестками, направленными в разные стороны. Каждый пакет диафрагменных пружин 14 создает усилие прижатия на двух фрикционных дисках пары.The variator (figure 2) contains an epicyclic mounted in the transmission housing, made in the form of a package of
Отличительные особенности предлагаемой конструкции от ближайшего аналога перечислены ниже.Distinctive features of the proposed design from the closest analogue are listed below.
1. Солнечные и эпицикловые диски 1 и 2 имеют в поперечном сечении Z-образную форму или иную профильную форму из ряда: неравнополочный уголок, тавр, двутавр, швеллер. Такая форма сечения диска уменьшает упругие деформации, которые по условиям работы детали являются переменными, а значит ведущими к усталостному износу и разрушению, и таким образом, повышает ресурс вариатора. Кроме того, данная форма диска, в отличие от толстостенного диска с пружинными гнездами, лишена концентраторов напряжений, которыми являются те самые пружинные гнезда и сильное негативное влияние которых было выявлено при изготовлении, сборке и испытаниях трансмиссии по патенту №2300032. По массе же диск такой формы близок к тонкостенному отбортованному и в заготовке может быть получен методами штамповки или литья. При разработке данной конструкции вариатора были построены эпюры напряжений и деформаций таких дисков, а также сделаны расчеты наиболее оптимальных углов конических поверхностей. Схема воспринимаемых нагрузок при работе диска показана на фиг.4 на примере диска Z-образной формы. F - сила прижима, обеспечиваемая пружинами. N - нормальная реакция со стороны поверхности конического диска, которая и обеспечивает силы трения, необходимые для работы вариатора.1. The solar and
2. Пружины 14, создающие усилие прижатия, выполнены диафрагменными (подобно пружине корзины сцепления автомобиля с ручной коробкой переключения передач). Диафрагменные пружины 14 не требуют выполнения пружинных гнезд в дисках 1 и 2.2. The springs 14 creating the pressing force are made diaphragm (like the spring of the clutch basket of a car with a manual gearbox). The diaphragm springs 14 do not require spring sockets in the
Данные пружины отличаются значительно большим сроком службы - 106 циклов нагружения, чем тарельчатые - 104 циклов нагружения, и таких пружин требуется значительно меньше, чем винтовых (до 8 листов на пакет в отличие от 12 пружин на пакет).These springs have a significantly longer service life - 10 6 loading cycles than Belleville springs - 10 4 loading cycles, and these springs require significantly less than screw springs (up to 8 sheets per bag, unlike 12 springs per bag).
Кроме того, диафрагменные пружины позволяют при наименьшей себестоимости (при доступных на сегодняшний день высокоточных методах обработки металла, таких как лазерная и гидроабразивная резка) реализовать пружины переменной жесткости, что позволяет избегать пережима при максимальных и минимальных передаточных числах вариатора.In addition, diaphragm springs make it possible to realize variable stiffness springs at the lowest cost (with the high-precision metal processing methods available today, such as laser and waterjet cutting), which avoids pinching at the maximum and minimum gear ratios of the variator.
Кроме того, требуется значительно меньшее число диафрагменных пружин по сравнению с винтовыми.In addition, a significantly smaller number of diaphragm springs is required compared to coil springs.
Кроме того, пакет диафрагменных пружин создает более равномерное прижимное усилие.In addition, the diaphragm spring package creates a more uniform downforce.
Диафрагменные пружины 14 расположены пакетами из нескольких листов, числом, кратным 2, при этом каждый пакет состоит из 2-х частей, расположенных опорными сторонами друг к другу. В каждой части минимум один лист пружин.The diaphragm springs 14 are arranged in packages of several sheets, in a multiple of 2, with each package consisting of 2 parts located by the supporting sides to each other. Each part has at least one leaf of springs.
Пакеты диафрагменных пружин расположены между каждыми двумя фрикционными Z-образными дисками 1 или 2, расположенными тыльными сторонами друг к другу.Packs of diaphragm springs are located between each two friction Z-shaped
2. Сателлитные диски (сателлиты 11) имеют двояковыпуклую (чечевичную) форму (фиг.5). Основным местом износа вариатора являются пятна контакта дисков и основными причинами износа - высокая доля трения верчения, а также осушение поверхностей трения на высоких частотах под действием центробежных сил.2. Satellite disks (satellite 11) have a biconvex (lentil) shape (Fig. 5). The main place of wear of the variator is the contact spots of the disks and the main causes of wear - a high proportion of rolling friction, as well as drainage of friction surfaces at high frequencies under the action of centrifugal forces.
Известны попытки посредством формы сателлита модифицировать форму пятна контакта, например, патент №2091636, в которых сателлит имеет вогнутую коническую поверхность. Данное решение увеличивает площадь пятна контакта, позволяя передавать большее усилие на каждом пятне, но имеет существенный минус в том, что пятно контакта имеет заметно некруглую форму и с увеличением размеров становится все более вытянутым. Чем более вытянуто пятно, тем выше момент сопротивления, создаваемый трением верчения, и износ, вызванный этим же трением. Вытянутое пятно контакта начинает работать подобно двухперой фрезе, срезая материал рабочей поверхности. По этой причине предпочтительнее, чтобы сателлит имел выпуклые рабочие поверхности, что повышает КПД и срок службы вариатора.Known attempts by means of the shape of the satellite to modify the shape of the contact spot, for example, patent No. 2091636, in which the satellite has a concave conical surface. This solution increases the area of the contact spot, allowing you to transfer more force on each spot, but has a significant minus in that the contact spot has a noticeably non-circular shape and becomes more elongated with increasing size. The more elongated the spot, the higher the moment of resistance created by the rolling friction and the wear caused by the same friction. An elongated contact spot begins to work like a two-edged cutter, cutting off the material of the working surface. For this reason, it is preferable that the satellite has convex working surfaces, which increases the efficiency and service life of the variator.
Двояковыпуклые (чечевицеобразные) сателлиты обеспечивают повышенный ресурс дорожки качения. При нелинейной образующей рабочей поверхности сателлита, т.е. при сателлите, имеющем выпуклую или вогнутую форму, происходит распределение износа по разным дорожкам качения солнечных и эпицикловых дисков. Но наиболее изношенной будет дорожка, соответствующая наиболее часто используемому передаточному числу. На остальные придется лишь 20% износа. Для примера возьмем многополосную автодорогу - выкатана всегда крайняя левая полоса как наиболее часто используемая. С другой стороны, вариатор с вогнутыми дисками имеет повышенную долю трения верчения, ведущего к износу и можно предположить, что выигрыш в ресурсе составляет не двадцать, а лишь несколько процентов. В то время как для двояковыпуклых сателлитов сохраняется распределение износа, ведущее к понижению износа на единицу поверхности дорожки качения, но уменьшено трение верчения, съедающее полезный эффект.Biconvex (lenticular) satellites provide an increased resource for the raceway. With a nonlinear generatrix of the working surface of the satellite, i.e. with a satellite having a convex or concave shape, the wear is distributed over different raceways of the solar and epicyclic disks. But the track that matches the most commonly used gear ratio will be the most worn out. The rest will account for only 20% of wear. For example, take a multi-lane highway - the leftmost lane is always rolled out as the most frequently used. On the other hand, a CVT with concave disks has an increased proportion of spin friction leading to wear and it can be assumed that the resource gain is not twenty, but only a few percent. While for biconvex satellites the distribution of wear is maintained, leading to a decrease in wear per unit surface of the raceway, but the spin friction is reduced, which eats up a useful effect.
И наконец, последний пункт преимуществ - повышенный диапазон варьирования. По сути, это уже упомянутое преимущество - уменьшенный радиальный ход при том же диапазоне варьирования. Так, при сохранении радиального хода постоянным возрастет диапазон варьирования. Но опять же выигрыш составляет менее 1%, и столь же незначительна потеря при повышении ресурса.And finally, the last point of benefits is an increased range of variation. In fact, this already mentioned advantage is a reduced radial stroke with the same range of variation. So, while keeping the radial stroke constant, the range of variation will increase. But again, the gain is less than 1%, and the loss is equally insignificant when increasing the resource.
Основное же достоинство двояковыпуклой формы сателлита - снижение размеров пятна контакта на величины порядка 15%, но что более значительно - уменьшение идет в первую очередь по более вытянутому направлению пятна - окружному направлению рабочих дисков. Такое изменение несколько снижает пропускаемое усилие на каждом пятне контакта, на 2-3%, но повышает ресурс рабочих тел на 15-20%.The main advantage of the biconvex shape of the satellite is a decrease in the size of the contact spot by about 15%, but more significantly, the decrease is primarily in the more elongated direction of the spot - the circumferential direction of the working disks. Such a change slightly reduces the transmitted force at each contact spot by 2-3%, but increases the resource of the working fluid by 15-20%.
Кроме того, для работы вариатора в области высоких частот существенным является эффект осушения рабочих пятен. Если это происходит, появляется сухое трение с переходом к эффекту сверхскольжения, и возникает очень быстрый износ, в какой-то момент пропускная мощность стремительно падает до 0. Происходит это вследствие того, что вращающиеся диски (солнечные диски и сателлиты) скидывают с себя масло действием центробежных сил. Для предотвращения этого на поверхности дисков требуется нанести направленный хон - микрошероховатости и риски, которые при вращении будут играть роль центростремительного насоса, препятствующего разлетанию масла под действием центробежных сил. Соответственно, направление рисок (канавок) хона должно быть противоположно вращению дисков. В этом случае вариатор становится нереверсивным, т.е. может работать только в одном направлении, но обретает возможность работы в области высоких частот, что снижает массу и габариты.In addition, for the operation of the variator in the high frequency region, the effect of drying the working spots is essential. If this happens, dry friction appears with a transition to the super-slip effect, and very rapid wear occurs, at some point the throughput rapidly drops to 0. This is due to the fact that the rotating disks (solar disks and satellites) take off the oil by themselves centrifugal forces. To prevent this, directional hon - micro-roughness and risks must be applied to the surface of the disks and during rotation they will play the role of a centripetal pump that prevents the oil from flying out under the action of centrifugal forces. Accordingly, the direction of the grooves (grooves) of the hone should be opposite to the rotation of the disks. In this case, the variator becomes irreversible, i.e. It can work only in one direction, but acquires the ability to work in the field of high frequencies, which reduces weight and dimensions.
3. Подшипниковые опоры 12 осей сателлитов.3. Bearing bearings of 12 axles of satellites.
Применение подшипников скольжения из углерод-углеродных материалов позволяет реализовать вариатор по редукторной схеме для двигателей с достаточно большими частотами вращения (до 6-8 тыс. об/мин), чего не удалось достичь даже с применением двухрядных игольчатых подшипников качения.The use of plain bearings made of carbon-carbon materials makes it possible to realize a CVT according to the gearbox for engines with sufficiently high rotation frequencies (up to 6-8 thousand rpm), which could not be achieved even with the use of double row needle roller bearings.
Основным ограничением для вариаторов такого типа являлась очень высокая нагрузка от центробежных сил, при частоте вращения входного вала 6000 об/мин частота вращения водила составляет более 4000 об/мин, а таким образом нагрузка от центробежных сил значительно превышает нагрузку от крутящего момента, которая сама по себе превышает допустимую для другого типа подшипников качения, кроме игольчатых. Это и послужило причиной разработки трансмиссии по патенту №2300032. Однако на сегодняшний день доступны подшипники скольжения, способные выдерживать нагрузки свыше 25 МПа при линейных скоростях более 15 м/с, что позволяет реализовать вариатор по редукторной схеме.The main limitation for variators of this type was a very high load from centrifugal forces, with a rotational speed of the input shaft of 6000 rpm, the carrier speed is more than 4000 rpm, and thus the load from centrifugal forces significantly exceeds the load from the torque, which itself itself exceeds the allowable for a different type of rolling bearings, except for needle bearings. This was the reason for the development of the transmission according to patent No. 2300032. However, to date, plain bearings are available that can withstand loads of more than 25 MPa at linear speeds of more than 15 m / s, which allows the variator to be implemented according to the gearbox.
Предложенный вариатор по редукторной схеме является более высокочастотным при той же частоте вращения выходного звена, а значит более легким и компактным, ведь при равной пропускаемой мощности передаваемый крутящий момент тем меньше, чем выше частота. А именно от передаваемого момента зависит необходимая суммарная площадь пятен контакта, а значит и число рабочих тел вариатора, следовательно - габариты и масса.The proposed variator according to the gear circuit is more high-frequency at the same speed of the output link, and therefore lighter and more compact, because with equal transmitted power the transmitted torque is less, the higher the frequency. Namely, the required total area of contact spots, and therefore the number of working bodies of the variator, depends on the transmitted moment, and therefore the dimensions and mass.
При данной конструкции трансмиссии модуль варьирования может включать в себя только сам вариатор и входной редуктор. Но для большинства существующих ДВС и электромоторов входной редуктор не требуется, в этом случае модуль варьирования включает в себя только вариатор, как в предложенной трансмиссии.With this transmission design, the variation module can include only the variator itself and the input gear. But for most existing ICEs and electric motors, an input gearbox is not required, in this case the variation module includes only a variator, as in the proposed transmission.
Механизм реверсирования (фиг.3) включает в себя выходной редуктор и реверс-редуктор. При вариаторе, исполненном по редукторной схеме, выходной редуктор является повышающим, т.е. мультипликатором.The reversal mechanism (Fig. 3) includes an output gearbox and a reverse gearbox. With a variator made according to the gear circuit, the output gear is step-up, i.e. animator.
Выходной вал 15 вариатора и входной вал 16 механизма реверсирования соединены шлицевым соединением. Входной вал 3 вариатора является входным валом трансмиссии, а выходной вал 17 механизма реверсирования - ее выходным валом.The
В предлагаемой конструкции реверсирование осуществляется с применением паразитных зубчатых колес, что снижает массогабаритные показатели по сравнению с реверс-редуктором с внутренним зацеплением. Повышающий редуктор и реверс-редуктор выполнены многопоточными с общими промежуточными валами. При этом, в частном случае, для реверс-редуктора реализован только один из потоков, так как по условиям применения при реверсивном режиме работы пропускаемая мощность значительно меньше.In the proposed design, the reversal is carried out using spurious gears, which reduces the overall dimensions in comparison with a reverse gear with internal gearing. The step-up gearbox and reverse gearbox are multi-threaded with common intermediate shafts. At the same time, in the particular case, only one of the flows is implemented for the reverse gear, since according to the conditions of use during reverse operation, the transmitted power is much less.
С входным валом 16 механизма реверсирования связана шестерня 18 многопоточного редуктора, передающая крутящий момент на зубчатые колеса 19, связанные с промежуточными валами 20, на которые также установлены зубчатые колеса 21 и шестерни 22. Зубчатые колеса 21 передают крутящий момент на шестерню 23, а шестерни 22 передают крутящий момент на зубчатые колеса 24 через паразитные зубчатые колеса 25. Шестерни 23 и зубчатые колеса 24 могут быть связаны с выходным валом 26 посредством синхронизатора 27, тем самым можно выбирать передний либо задний ход.A
Для применения на автомобиле заранее известно, что задним ходом автомобиль движется со значительно меньшей скоростью и потому требует значительно меньшей мощности для движения. Поэтому для реверс-редуктора реализован только один поток мощности, в то время как для мультипликатора - три потока.For use on a car, it is known in advance that the vehicle is moving at a much lower speed in reverse and therefore requires significantly less power to move. Therefore, for a reverse gearbox, only one power flow is realized, while for a multiplier, three flows are realized.
Многопоточная схема позволяет уменьшить нагрузку на зубчатые колеса и подшипниковые опоры, тем самым снижая требования к свойствам материалов и позволяя применять более технологичные и дешевые материалы, т.е. снижать стоимость изделия.The multi-threaded scheme allows to reduce the load on the gears and bearings, thereby reducing the requirements for the properties of materials and allowing the use of more technologically advanced and cheaper materials, i.e. reduce the cost of the product.
Переключение направления вращения осуществляется переключением синхронизатора при выключенном сцеплении с двигателем автомобиля. Сцепление может быть дисковым, но более перспективным является применение гидромуфты или гидротрансформатора.Switching the direction of rotation is done by switching the synchronizer when the clutch is switched off with the car engine. Coupling can be disk, but more promising is the use of a fluid coupling or torque converter.
Перевод синхронизатора между положениями «передний ход», «нейтраль» и «задний ход» может быть осуществлен вручную с помощью переводного механизма. Однако в целях безопасности предпочтительнее использовать электроуправляемый привод с защитой от переключения при включенном сцеплении либо высоких оборотах двигателя (при гидравлическом сцеплении).Translation of the synchronizer between the “forward”, “neutral” and “reverse” positions can be carried out manually using the translation mechanism. However, for safety reasons, it is preferable to use an electrically controlled drive with protection against switching with the clutch engaged or at high engine speeds (with hydraulic clutch).
Предлагаемый ограничитель диапазона передаточных чисел представляет собой установленный в корпусе вариатора конусный кольцевой элемент 28 с внутренней конусной поверхностью и набор роликов 29. При этом ролики 29 связаны с балансирами 13 вариатора (либо являются их частью) и имеют возможность вращаться на собственных осях. Конусный кольцевой элемент 28 имеет возможность перемещаться вдоль оси вариатора и расположен соосно оси вращения вариатора. В процессе работы ролики 29 совершают движение по направляющим линиям конуса либо по окружностям меньшего радиуса, так как конус ограничивает только максимальное удаление от центра или приближение к нему. Таким образом, при ограничении «сверху» конус предотвращает движение роликов 29 по окружности свыше заданного радиуса, но не запрещает им передвинуться на любую меньшую окружность, тем самым ролики 29 отодвигаются от конуса и образуется зазор. Соответственно, установленный в заданное положение конусный кольцевой элемент 28 ограничивает диапазон передаточных чисел требуемой величиной, однако непосредственный контакт рабочих поверхностей происходит только при достижении этого передаточного числа, при меньших передаточных числах присутствует зазор, что уменьшает износ и увеличивает срок службы узла.The proposed gear range limiter is a
Таким образом, перемещая конусный кольцевой элемент 28 в осевом направлении, можно ограничивать максимальное верхнее либо максимальное нижнее положения балансиров 13 осей 10 вариатора, т.е. контролировать максимальное и минимальное передаточные числа.Thus, by moving the
Конусный кольцевой элемент 28 при этом имеет привод от линейного актуатора с гидравлическим или электромеханическим приводом и снабжен системой обратной связи, позволяющей контролировать положение конусного кольцевого элемента 28, а значит и предел диапазона передаточных чисел.The
Предлагаемый ограничитель диапазона передаточных чисел напрямую ограничивает диапазоны передаточных чисел наибольшими величинами, что не позволяет колесу автомобиля развить максимальную частоту вращения при плохом коэффициенте сцепления колеса с дорожным полотном и начать пробуксовывать.The proposed gearbox range limiter directly limits the gearbox ranges to the largest values, which does not allow the car wheel to develop maximum speed with a poor coefficient of adhesion of the wheel to the roadway and begin to slip.
В предложенной трансмиссии предпочтительно использовать систему смазки картерного типа, при этом масло к трущимся поверхностям подается с помощью электромаслонасоса и посредством форсунок, установленных на центральном валу вариатора, а также на корпусе трансмиссии.In the proposed transmission, it is preferable to use a crankcase type lubrication system, while oil is fed to the rubbing surfaces using an electric oil pump and by means of nozzles mounted on the central shaft of the variator, as well as on the transmission case.
Подача масла с помощью электромаслонасоса является наиболее эффективной схемой, позволяющей не только подавать смазывающие вещества в достаточном количестве вне зависимости от частоты оборотов вала двигателя, но и даже избегать сухого пуска на старте, являющегося основной причиной износа любых механических систем с маслонасосом с приводом от главного вала.Oil supply using an electric oil pump is the most efficient scheme, which allows not only to supply a sufficient amount of lubricants regardless of the engine speed, but also to avoid dry starting at the start, which is the main cause of wear of any mechanical systems with an oil pump driven by the main shaft .
Бесступенчатая трансмиссия работает следующим образом. Вращение от двигателя передается на входной вал 3 фрикционного вариатора, который передает усилие на солнечные диски 1. От солнечных дисков усилие передается на сателлиты 11, которые, отталкиваясь от эпициклов 2, передают усилие на оси 10 сателлитов 11. Оси 10 сателлитов 11 передают усилие на водило 4 посредством коромысел и балансиров 13. При этом под действием центробежных сил и сил от крутящего момента балансиры 13 стремятся занять равновесное положение, обеспечивающее такое положение осей 10 сателлитов 11 и самих сателлитов 11, при котором передаточное отношение оптимально. Солнечные диски 1 и диски 2 эпицикла прижаты пружинами 14. Таким образом, фрикционный контакт обеспечивается силами вязкого жидкостного трения в жидкости с высоким тяговым коэффициентом, применяемой в качестве смазки, силы прижатия обеспечиваются пружинами 14, при этом каждая пружина 14 создает усилие прижатия на два фрикционных диска, расположенных попарно. При этом передаточное число зависит от положения подшипниковых опор 12 осей 10 сателлитов 11, которое, в свою очередь, определяется соотношением центробежной силы и крутящего момента.A continuously variable transmission operates as follows. Rotation from the engine is transmitted to the input shaft 3 of the friction variator, which transfers the force to the
Таким образом, ось 10 сателлитов стремится занять то равновесное положение, которое в данный конкретный момент соответствует оборотам двигателя и скорости автомобиля в зависимости от загруженности автомобиля и дорожных условий. При покоящемся автомобиле с заглушенным двигателем оси 10 сателлитов 11 находятся по центру возможного диапазона передаточных отношений, определяемого фигурным пазом 9 в точке равновесия при равных нулю центробежной силе и силе от крутящего момента.Thus, the
При страгивании, при малой частоте вращения входного вала сила от крутящего момента больше центробежной силы и перемещает оси 10 сателлитов по фигурному пазу 9 к центру, увеличивая передаточное число вариатора вплоть до максимально необходимых для страгивания передаточных чисел, нарастает передаточное число при этом практически мгновенно.When stragging, at a low frequency of rotation of the input shaft, the force from the torque is greater than the centrifugal force and moves the
При разгоне после страгивания, по мере увеличения скорости автомобиля уменьшается сопротивление вращению со стороны выходного вала, значит уменьшается крутящий момент. Соотношение частоты оборотов водила 4 и крутящего момента изменяется, оси 10 сателлитов 11 постепенно удаляются от центра, передаточное число плавно уменьшается, стремясь к равновесному.When accelerating after stragging, as the vehicle speed increases, the resistance to rotation from the output shaft decreases, which means that the torque decreases. The ratio of the speed of the
При нажатии на педаль газа происходит увеличение числа оборотов двигателя, увеличивается передаваемая мощность, но сильнее увеличивается крутящий момент, вызывая перемещение к центру осей 10 сателлитов 11 и увеличивая тем самым передаточное число. Данный момент аналогичен процессу страгивания. Далее следуют процессы, характерные для разгона.When you press the gas pedal, the engine rpm increases, the transmitted power increases, but the torque increases more, causing the
При сбросе газа происходит уменьшение частоты вращения и передаваемой мощности.When the gas is discharged, a decrease in the rotational speed and transmitted power occurs.
Наиболее используемыми являются передаточные числа, близкие к 1. Большие передаточные числа используются, в основном, при разгоне, меньшие - при высокоскоростных либо очень экономичных режимах, а значит редко. Таким образом, наиболее используемый режим можно поместить подбором чисел редукторов практически в центр передаточного числа, где минимален пережим, а значит КПД наиболее высок. При частоте вращения входного вала от 800 до 6000 оборотов в минуту при мощности двигателя до 118 кВт (например, двигатели ЗМЗ 405, 406, 409) диапазон передаточных чисел вариатора от 4,17 до 0,81.The most used are gear ratios close to 1. Larger gear ratios are used mainly during acceleration, lower gear ratios are used for high-speed or very economical modes, which is rare. Thus, the most used mode can be placed by selecting the number of gears almost in the center of the gear ratio, where the pinch is minimized, which means that the efficiency is the highest. With a rotational speed of the input shaft from 800 to 6000 rpm with engine power up to 118 kW (for example, ZMZ 405, 406, 409 engines), the range of gear ratios of the variator is from 4.17 to 0.81.
После рассмотренной выше ситуации видно, что адаптивность (самоприспосабливаемость) вариатора автоматическая и нет необходимости управлять передаточными числами вариатора. Если же по дорожным условиям есть необходимость ограничить передаточное число, включается управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел.After the situation considered above, it is clear that the adaptability (self-adaptability) of the variator is automatic and there is no need to control the gear ratios of the variator. If, on road conditions, there is a need to limit the gear ratio, a controlled gear range limiter is activated.
При необходимости ограничения диапазона передаточных чисел предлагаемый ограничитель передаточных чисел напрямую ограничивает диапазоны передаточных чисел наибольшими величинами, что не позволяет колесу автомобиля развить максимальную частоту вращения при плохом коэффициенте сцепления колеса с дорожным полотном и начать буксовать.If it is necessary to limit the range of gear ratios, the proposed gear ratio limiter directly limits the gear ratio ranges to the largest values, which does not allow the car wheel to develop a maximum speed with a poor coefficient of adhesion of the wheel to the roadway and begin to slip.
Механизм реверсирования работает следующим образом.The reverse mechanism works as follows.
Крутящий момент от выходного вала 15 вариатора передается входному валу 16 объединенного мультипликатора и реверс-редуктора. С входным валом 16 связана шестерня 18, передающая крутящий момент на зубчатые колеса 19 промежуточных валов 20. По промежуточным валам 20 крутящий момент передается на зубчатые колеса 21 второй ступени мультипликатора и шестерни 22 второй ступени реверс-редуктора. Зубчатые колеса 21 второй ступени мультипликатора передают крутящий момент на выходную шестерню 23 мультипликатора, которая может быть посредством синхронизатора 27 связана с выходным валом 26. Шестерни 22 второй ступени реверс-редуктора передают крутящий момент на паразитные зубчатые колеса 25, обеспечивающие реверсирование направления движения и передающие крутящий момент на выходное зубчатое колесо 24 реверс-редуктора, которое может быть посредством синхронизатора 27 связано с выходным валом 26. Таким образом, положение синхронизатора 27 определяет, связан ли выходной вал 26 с выходной шестерней 23 мультипликатора или с выходным зубчатым колесом 24 реверс-редуктора, либо же ни с одним из них и находится в положении «нейтраль». При этом мультипликатор и реверс-редуктор имеют общую первую ступень (16, 18, 19, 20), но различные вторые ступени.Torque from the
При разгоне после страгивания, по мере увеличения скорости автомобиля, передаточное число плавно уменьшается, стремясь к наименьшему при равновесном состоянии осей сателлитов (при очень хороших дорожных условиях равному 0,81…0,85).During acceleration after stragging, as the vehicle speed increases, the gear ratio gradually decreases, tending to the smallest axles of the satellites in equilibrium (under very good road conditions, equal to 0.81 ... 0.85).
При сбросе оборотов двигателя автомобиля уменьшение частоты вращения и передаваемой мощности и, как следствие, переход осей сателлитов в другое равновесное состояние с увеличением передаточного числа.When resetting the engine speed of a car, a decrease in the rotational speed and transmitted power and, as a consequence, the transition of the satellite axles to another equilibrium state with an increase in the gear ratio.
Claims (20)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139302/11A RU2399814C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite |
| PCT/RU2010/000330 WO2011053187A1 (en) | 2009-10-26 | 2010-06-16 | Infinitely variable transmission, variable-speed drive, gear ratio range limiter and planetary gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009139302/11A RU2399814C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2399814C1 true RU2399814C1 (en) | 2010-09-20 |
Family
ID=42939246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009139302/11A RU2399814C1 (en) | 2009-10-26 | 2009-10-26 | Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2399814C1 (en) |
| WO (1) | WO2011053187A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763619C1 (en) * | 2021-09-26 | 2021-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Base variator of wide-range transmission |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102562973B (en) * | 2011-06-03 | 2014-04-16 | 郭克亚 | Friction planetary stepless speed changer transmission mechanism |
| CN110266176A (en) * | 2019-04-30 | 2019-09-20 | 苏州博安捷机器人科技有限公司 | A kind of Magnetic drive dual-range transmission |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2841019A (en) * | 1953-12-18 | 1958-07-01 | Beier Alice | Infinitely variable friction disk power transmission |
| IT1244085B (en) * | 1990-06-01 | 1994-07-05 | Luciano Spaggiari | EPICYCLOIDAL DISC VARIATOR WITH ROTISM EPICYCLOIDAL COMBINATOR |
| RU1772006C (en) * | 1991-01-22 | 1992-10-30 | Горьковский Автомобильный Завод | Continuously variable transmission |
| RU2300032C1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-05-27 | Константин Владимирович Лебедьков | Continuously variable transmission, reverse mechanism, variator, and gear ratio controller |
-
2009
- 2009-10-26 RU RU2009139302/11A patent/RU2399814C1/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-06-16 WO PCT/RU2010/000330 patent/WO2011053187A1/en active Application Filing
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2763619C1 (en) * | 2021-09-26 | 2021-12-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Base variator of wide-range transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011053187A1 (en) | 2011-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4928553A (en) | Variable-inertia flywheels and transmission | |
| US10253881B2 (en) | Systems and methods for axial force generation | |
| US4183253A (en) | Dual surface angular power transfer wheel traction nipping device | |
| US20120231925A1 (en) | Continuously variable transmission | |
| CN101328961B (en) | Bimetallic strip stepless variable drive | |
| US6117037A (en) | Toroidal continuous variable transmission | |
| RU2399814C1 (en) | Continuously variable transmission, variator, limiter of gear ratio range and satellite | |
| US10352420B2 (en) | Continuously variable transmission | |
| WO2015059252A1 (en) | Traction system for hybrid vehicles | |
| WO2014026238A1 (en) | Modulated clamping force generator for toroidal cvt | |
| US7252608B2 (en) | Automatic transmission having at least two conical disk sets | |
| RU2300032C1 (en) | Continuously variable transmission, reverse mechanism, variator, and gear ratio controller | |
| EP3152463B1 (en) | Gearboxes | |
| CN1568406B (en) | Infinitely variable adjustable gearbox | |
| RU61825U1 (en) | VISIBILITY TRANSMISSION, REVERSE MECHANISM, VARIABLE MODULE AND CONTROLLED TRANSMISSION RANGE LIMITER | |
| US3628398A (en) | Power transmission | |
| RU2239738C1 (en) | Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios | |
| RU2068516C1 (en) | Gearbox | |
| CN217842551U (en) | One-way cam pressurized continuously variable transmission and power machine | |
| RU2737407C1 (en) | Stepless drive of vehicle | |
| RU2805893C1 (en) | Disc-type variable drive | |
| JPH03149441A (en) | Belt type continuously variable transmission | |
| US4805489A (en) | Infinitely variable ratio transmission | |
| CN108506447B (en) | Continuously variable transmission | |
| JP6766382B2 (en) | Toroidal continuously variable transmission |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111027 |