RU2460918C2 - Multirange stepless transmission (versions) - Google Patents

Multirange stepless transmission (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2460918C2
RU2460918C2 RU2010139798/11A RU2010139798A RU2460918C2 RU 2460918 C2 RU2460918 C2 RU 2460918C2 RU 2010139798/11 A RU2010139798/11 A RU 2010139798/11A RU 2010139798 A RU2010139798 A RU 2010139798A RU 2460918 C2 RU2460918 C2 RU 2460918C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
separation
differential
differential mechanism
carrier
gear
Prior art date
Application number
RU2010139798/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010139798A (en
Inventor
Виталий Владимирович Давыдов (RU)
Виталий Владимирович Давыдов
Нурбей Владимирович Гулиа (RU)
Нурбей Владимирович Гулиа
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Комбарко"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Комбарко"
Priority to RU2010139798/11A priority Critical patent/RU2460918C2/en
Priority to PCT/RU2011/000670 priority patent/WO2012044199A1/en
Publication of RU2010139798A publication Critical patent/RU2010139798A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460918C2 publication Critical patent/RU2460918C2/en

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
    • 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
    • F16H37/10—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 at both ends of intermediate shafts
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention is presented in two versions. In both versions, power flows from engine 2 via clutch 3 to input shaft. Power is distributed from input shaft 1 into flows through differential mechanism 7 whereat power flow is divided for the first time, and via differential mechanism 9, 10 whereat power flow is divided for the second time making differential unit 11 and, via power machines 5, 8, electric or displacement, to make variator together with differential mechanism 7. Planetary transmission 16 allows matching rpm output by differential unit 11 without interrupting power flow. Note here that two power trains of four or six are forward to simplify power transmission and increase it efficiency. In compliance with first version, transmission allows producing variation range about 10 at efficiency lower than 0.95. In compliance with second version said range tends to infinity.
EFFECT: higher efficiency, lower weight and costs.
14 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесступенчатой трансмиссии транспортных средств, в том числе с гибридными силовыми установками.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a continuously variable transmission of vehicles, including with hybrid power plants.

Из уровня техники известны бесступенчатые передачи, содержащие варьирующее звено - механическое или немеханическое, а также дифференциальные механизмы для разделения потоков мощности, идущих от двигателя к исполнительному механизму.In the prior art, stepless transmissions are known, containing a varying unit - mechanical or non-mechanical, as well as differential mechanisms for separating power flows from the engine to the actuator.

Одним из первых подобных устройств была бесступенчатая передача на основе механического варьирующего звена (вариатора) клиноременного или тороидального типа и дифференциального механизма, позволяющего изменять передаточное отношение передачи однонаправлено, например понижать его, при двунаправленном изменении передаточного отношения варьирующего звена, например, как при понижении, так и при повышении его. Это свойство подобных устройств - основополагающее для целого класса бесступенчатых передач, появившихся позже, где варьирующее звено как механическое (вариатор), так и немеханическое (например, мотор-генератор с системой управления) поочередно уменьшает и увеличивает свое передаточное отношение, а вся передача плавно либо уменьшает, либо увеличивает его (см. Пронин Б.А., Ревков Г.А. «Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы)», М., Машиностроение, 1980, с.298, рис.184-185). Этому устройству, принятому за аналог, свойственны недостатки, заключающиеся в отсутствии разделения потока мощности в самом варьирующем звене - вариаторе непланетарного типа, а также в наличии большого числа вспомогательных передач, усложняющих конструкцию и снижающих ее КПД.One of the first such devices was a continuously variable transmission based on a mechanical varying link (variator) of a V-belt or toroidal type and a differential mechanism that allows changing the gear ratio of a transmission unidirectionally, for example, lowering it, while bidirectionally changing the gear ratio of a varying link, for example, when lowering, and by raising it. This property of such devices is fundamental for a whole class of continuously variable transmissions that appeared later, where the varying link, both mechanical (variator) and non-mechanical (for example, a motor-generator with a control system), in turn reduces and increases its gear ratio, and the entire transmission smoothly or reduces or increases it (see Pronin B.A., Revkov G.A. "Stepless V-belt and friction gears (variators)", Moscow, Mashinostroenie, 1980, p. 298, Fig. 188-185). This device, taken as an analogue, has disadvantages in that there is no separation of the power flow in the most variable link - the nonplanetary type variator, as well as in the presence of a large number of auxiliary gears that complicate the design and reduce its efficiency.

Известна также бесступенчатая передача, включающая планетарный дисковый вариатор в качестве бесступенчатого звена, а также механизм, содержащий дифференциальную и согласующую передачи. Эта передача позволяет осуществлять двукратное разделение потока мощности, проходящего через него, как при понижении, так и при повышении передаточного отношения варьирующего звена, что повышает КПД передачи и уменьшает долю мощности, проходящей через бесступенчатое звено (см. патент РФ №2311575, «Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор)», автор - Н.В.Гулиа, 27.11.07). Недостатком этого устройства, принятого также за аналог, является наличие повышающей согласующей передачи, что требует установки дополнительной понижающей передачи, усложняющей привод и снижающей КПД. К тому же это устройство позволяет осуществить только два чередующихся друг с другом режима (диапазона) работы передачи с разделением потока мощности, что недостаточно для осуществления широкого общего диапазона изменения передаточного отношения передачи при высоком КПД для применения в качестве трансмиссии транспортных средств.A stepless transmission is also known, including a planetary disk variator as a stepless link, as well as a mechanism containing differential and matching gears. This transmission allows two-fold separation of the power flow passing through it, both when lowering and increasing the gear ratio of the varying link, which increases the transmission efficiency and reduces the fraction of power passing through the stepless link (see RF patent No. 2311575, "Wide-range stepless drive (supervator) ”, author - N.V. Gulia, 11.27.07). The disadvantage of this device, which is also taken as an analogue, is the presence of an increasing matching gear, which requires the installation of an additional lowering gear, which complicates the drive and reduces the efficiency. In addition, this device allows only two alternating modes (ranges) of transmission operation with separation of the power flow, which is not enough to implement a wide general range of changes in the gear ratio of transmission at high efficiency for use as a vehicle transmission.

В качестве уровня техники следует отметить также многодиапазонные бесступенчатые передачи с разделением потока мощности, содержащие в качестве варьирующего звена непланетарные вариаторы, а также постоянно вращающиеся дифференциальные и согласующие передачи с их переключением сцепными муфтами (см., например, патент US 6056661). К недостаткам этих устройств можно отнести наличие непланетарных вариаторов, что исключает первое разделение потока мощности в самом вариаторе, характерное для планетарных вариаторов. Кроме того, наличие в согласующей передаче нескольких дополнительных цилиндрических передач повышает ее сложность и понижает КПД. Первый диапазон подобных передач выполняется таким образом, что при промежуточном передаточном отношении варьирующего звена передаточное отношение всей передачи равно бесконечности (режим кинематической нейтрали). Подобная мера позволяет расширить общий диапазон передачи, но ведет к высокой циркуляции мощности на первом диапазоне, ограничивая передаваемый на нем крутящий момент и резко снижая КПД передачи. Эти устройства также приняты за аналог.As the prior art, it should also be noted multi-band continuously variable transmission with a separation of the power flow, containing non-planetary variators as a variable link, as well as constantly rotating differential and matching gears with their switching by clutch couplings (see, for example, US Pat. No. 6,056,661). The disadvantages of these devices include the presence of non-planetary variators, which eliminates the first separation of the power flow in the variator itself, which is typical for planetary variators. In addition, the presence in the matching gear of several additional cylindrical gears increases its complexity and lowers the efficiency. The first range of such transmissions is performed in such a way that, with an intermediate gear ratio of the varying link, the gear ratio of the entire gear is infinite (kinematic neutral mode). Such a measure allows you to expand the overall transmission range, but leads to high power circulation in the first range, limiting the torque transmitted on it and sharply reducing the transmission efficiency. These devices are also taken as an analogue.

В качестве аналогов следует также отметить передачи с электромеханическим или гидрообъемным варьирующим звеном, состоящим из двух обратимых энергетических машин электрического или гидравлического типа, связанных с источником вращения, последующей трансмиссией и друг с другом посредством дифференциального механизма, позволяющего снизить массу энергетических машин за счет разделения потоков мощности в самом варьирующем звене и прохождения через энергетические машины лишь части мощности и энергии от источника вращения (двигателя) до исполнительного механизма - ведущих колес. Наиболее известными устройствами этого типа являются гибридный силовой агрегат автомобиля Toyota Prius на базе электрических машин, (см., например, публикацию http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Synergy_Drive) и тракторная трансмиссия Fendt Vario на базе гидрообъемных машин (см., например, публикацию Karl Th. Renius. Hydrostatische Fahrantriebe für mobile Arbeitsmaschinen. WISSENSPORTAL baumaschine.de, Ausgabe 1(2004)). Недостатком этого класса устройств является отсутствие двух режимов работы варьирующего звена с дифференциальным механизмом (прямых и обратных диапазонов разделения потока мощности), где варьирующее звено чередует повышение и понижение передаточных отношений в процессе разгона или замедления транспортного средства, а выходное звено передачи только повышает или понижает его однонаправленным образом. Это существенно понижает КПД передачи и увеличивает установленную мощность электрических или гидравлических машин варьирующего звена.As analogues, transmission with an electromechanical or hydrostatic variable link consisting of two reversible energy machines of an electric or hydraulic type, connected with a rotation source, subsequent transmission and with each other by means of a differential mechanism, which reduces the weight of energy machines due to the separation of power flows, should also be noted in the most variable link and passing through energy machines only part of the power and energy from the source of rotation (engine) to actuator - driving wheels. The most famous devices of this type are the hybrid powertrain of a Toyota Prius based on electric cars (see, for example, the publication http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Synergy_Drive) and the Fendt Vario tractor transmission based on hydrostatic vehicles (see e.g. Karl Th. Renius. Hydrostatische Fahrantriebe für mobile Arbeitsmaschinen. WISSENSPORTAL baumaschine.de, Ausgabe 1 (2004)). The disadvantage of this class of devices is the lack of two modes of operation of the variable link with a differential mechanism (direct and reverse ranges of power flow separation), where the variable link alternates the increase and decrease of gear ratios during acceleration or deceleration of the vehicle, and the output link only increases or decreases it unidirectional manner. This significantly reduces the transmission efficiency and increases the installed capacity of electric or hydraulic machines of a varying level.

Известны многодиапазонные бесступенчатые передачи с двукратным разделением потока мощности, содержащие две обратимые электромашины, по меньшей мере, два дифференциальных механизма, а также несколько согласующих передач планетарного типа (см., например, заявки и патенты US 2008/0171625, US 6551208, а также сведения о серийно выпускаемой трансмиссии GM-Allison ЕР). Недостатком этих передач является то, что только один диапазон осуществляется с двукратным разделением потока мощности, что снижает КПД. Другим недостатком является резко увеличивающееся количество муфт и тормозов при увеличении числа диапазонов свыше трех.Known multi-band continuously variable transmission with double separation of the power flow, containing two reversible electric machines, at least two differential mechanisms, as well as several matching gears of the planetary type (see, for example, applications and patents US 2008/0171625, US 6551208, as well as information on the commercially available GM-Allison EP transmission). The disadvantage of these transmissions is that only one range is carried out with a twofold separation of the power flow, which reduces the efficiency. Another disadvantage is the sharply increasing number of clutches and brakes with an increase in the number of ranges over three.

В качестве прототипа обоих вариантов изобретения принято наиболее близкое к предлагаемому техническое решение, обладающее и максимальной совокупностью общих с предлагаемым техническим решением признаков, изложенное в пат. РФ №2373445, «Двухрежимный бесступенчатый привод-супервариатор (его варианты)», автор - Н.В.Гулиа, 06.09. Техническое решение-прототип представлено в патенте РФ №2373445 в трех вариантах исполнения, причем наиболее общим является первое исполнение. Устройство-прототип включает корпус с базовым вариатором - варьирующем звеном с его входными и выходными кинематическими звеньями, а также управляющий механизм, кинематически связанный с варьирующим звеном и включающий дифференциальную передачу, разделяющую потоки мощности, и согласующую передачу, обеспечивающую равенство частот вращения на выходном кинематическом звене передачи при изменении режимов работы передачи. Этих режимов при разделении потоков мощности в передаче два: прямой, названный в прототипе редукторным, когда характер изменения передаточного отношения варьирующего звена совпадает с таковым у всей передачи, т.е. его выходного звена, и обратный, названный в прототипе мультипликаторным, когда упомянутый характер противоположный. Например, в прямом режиме при понижении передаточного отношения варьирующего звена, т.е. ускорении его выходного вала, выходное звено всей передачи тоже ускоряется, а при замедлении - замедляется. В обратном же режиме при замедлении выходного вала варьирующего звена выходной вал всей передачи ускоряется, а при ускорении - замедляется. Чередованием режимов понижения и повышения передаточного отношения варьирующего звена (диапазонов передачи), совместно с изменением режимов работы передачи с прямого на обратный происходит изменение частоты вращения выходного звена передачи - его замедление или ускорение. Причем, благодаря наличию согласующей передачи, эти процессы происходят без разрыва потока мощности, и режимы плавно переходят друг в друга, и какое-то небольшое время (доли секунды) оставаясь включенными вместе. Это позволяет получить широкий общий диапазон изменения передаточных отношений, причем при высоком его КПД. Важно, что согласующая передача в прототипе выполнена, как и в предлагаемом устройстве, планетарной, что обеспечивает компактность передачи и ее высокий КПД. Следует отметить, что чем более узок каждый диапазон, тем выше КПД передачи и тем меньшая мощность протекает через бесступенчатое звено, в данном случае - электромашины. Чем больше этих диапазонов, тем шире общий диапазон изменения передаточных отношений передачи.As a prototype of both variants of the invention, the technical solution closest to the proposed one is adopted, which also has the maximum combination of features common to the proposed technical solution, set forth in US Pat. RF №2373445, “Two-mode stepless drive-supervator (its variants)”, author - N.V. Gulia, 06.09. The technical solution prototype is presented in the patent of the Russian Federation No. 2373445 in three versions, the most common being the first version. The prototype device includes a housing with a basic variator - a varying link with its input and output kinematic links, as well as a control mechanism kinematically connected to the varying link and including a differential gear that separates the power flows and matching gear ensuring equal rotation frequencies at the output kinematic link Transmission when changing the operating modes of the transmission. There are two of these modes when separating power flows in a transmission: a straight line, called gear in the prototype, when the nature of the change in the gear ratio of the varying link coincides with that of the entire transmission, i.e. its output link, and the reverse, called in the prototype multiplier, when the aforementioned character is the opposite. For example, in direct mode, while reducing the gear ratio of the varying link, i.e. accelerating its output shaft, the output link of the entire transmission also accelerates, and when it slows down, it slows down. In the reverse mode, when the output shaft of the varying link slows down, the output shaft of the entire transmission accelerates, and when accelerated, it slows down. By alternating the modes of lowering and increasing the gear ratio of the varying link (transmission ranges), together with the change of the transmission operation modes from direct to reverse, the rotation frequency of the output transmission link changes - it slows down or accelerates. Moreover, due to the presence of matching transmission, these processes occur without interrupting the power flow, and the modes smoothly pass into each other, and for some short time (fractions of a second) remain switched on together. This allows you to get a wide general range of changes in gear ratios, and with its high efficiency. It is important that the matching gear in the prototype is made, as in the proposed device, planetary, which ensures the compactness of the transmission and its high efficiency. It should be noted that the narrower each range, the higher the transmission efficiency and the less power flows through the stepless link, in this case, electric machines. The more of these ranges, the wider the general range of gear ratios.

Недостатками устройства прототипа являются:The disadvantages of the prototype device are:

1. Наличие всего одного дифференциального механизма в дифференциальной передаче, что вызывает необходимость переключений в ней.1. The presence of only one differential mechanism in the differential transmission, which causes the need for switching in it.

2. Невозможность чередования более двух режимов работы передачи - прямого и обратного (первого и второго диапазонов), что снижает общий диапазон изменения передаточного отношения передачи.2. The inability to alternate more than two modes of transmission - forward and reverse (first and second ranges), which reduces the overall range of variation of the gear ratio of the transmission.

3. Отсутствие наиболее экономичной непосредственной связи дифференциальной передачи с выходным звеном передачи («прямой» передачи) на наиболее востребованных для потребителя диапазонах изменения передаточного отношения, что снижает КПД передачи.3. The absence of the most economical direct connection of differential transmission with the output link of the transmission (“direct” transmission) on the most popular ranges for the consumer to change the gear ratio, which reduces the transmission efficiency.

Задачей изобретения является создание многодиапазонной бесступенчатой передачи, позволяющей существенно повысить КПД, снизить размеры и массу варьирующего звена, обеспечить простоту управления переключением диапазонов.The objective of the invention is the creation of multi-band continuously variable transmission, which can significantly increase efficiency, reduce the size and weight of the varying link, to provide ease of management of range switching.

Указанная задача решается тем, что предложена многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, характеризующаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, и, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока.This problem is solved by the fact that a multi-band continuously variable transmission is proposed, including a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first division, reverse modes of the second division and direct modes of the second separation, the varying unit is made in the form of two reversible controlled energy machines, the first energy machine kinematically connected to one of the links of the differential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, with the carrier of the differential mechanism reverse modes of the second division and with the central wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential unit in at least one range - with the carrier the differential mechanism of the direct mode of the second separation, and, in at least one range, with the central gear of the differential mechanism of the reverse the second separation mode, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, and all the above-mentioned kinematic connections of the links of the differential unit with the carrier of the matching gear are made with overlaps when two adjacent connections are connected together before disconnecting one of them, and drove directly on two bands connected to one of the output links of the differential unit.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.Another difference of the multi-range stepless transmission of this option is that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected in the first range with both the output link of the differential mechanism of the first separation and the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что как минимум один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с выходным звеном согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.Another difference of the multi-band continuously variable transmission of this variant is that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematic connection with the output link of the matching transmission for a full working cycle of changing the gear ratio, and these connections are made with different gear ratios.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.Another difference of the multiband continuously variable transmission of this option is that the input transmission shaft is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.Another difference of the multi-range continuously variable transmission of this option is that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.Another difference of the multiband continuously variable transmission of this option is that energy machines are made in the form of electric machines.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.Another difference of the multi-range stepless transmission of this option is that the power machines are made in the form of hydrostatic machines.

Также предложена многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, характеризующаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, и на одном диапазоне - с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока.Also proposed is a multi-band continuously variable transmission including a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation , the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected with one of the links of the differential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, with the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and with the central wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from and with the output link of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier of the planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block in at least one range - with the carrier of the differential direct-mode mechanism the second separation, in at least one range, with the central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation, its free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, and on the same range, with the output link of the differential mechanism of the first separation, all of the above-mentioned kinematic connections of the links of the differential block with the carrier of matching gear are made with overlaps when two adjacent connections before disconnecting one of them included together, and on two ranges the carrier is directly connected to one of the output links of the differential unit.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.Another difference between the multi-range stepless transmission of the second variant is that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected to it in the first range both with the output link of the differential mechanism of the first separation and with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что как минимум один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с выходным звеном согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.Another difference of the multiband continuously variable transmission of the second option is that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting to the output link of the matching gear for a complete duty cycle of changing the gear ratio, and these connections are made with different gear ratios.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.Another difference of the multiband continuously variable transmission of the second variant is that the external central gears on the planetary gear matching rows are made with the possibility of their braking.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the energy machines are made in the form of electric machines.

Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the power machines are made in the form of hydrostatic machines.

Технический эффект, достигаемый изобретением, заключается в том, что многодиапазонная бесступенчатая передача обеспечивает простоту устройства приводов переключения диапазонов, неразрывность потока мощности при переключениях диапазонов и малую мощность, протекающую через варьирующее звено, что снижает его габариты и массу, а также повышает КПД всей передачи.The technical effect achieved by the invention lies in the fact that multi-band continuously variable transmission provides the simplicity of the device of range switching drives, the continuity of the power flow during range switching and the low power flowing through the varying link, which reduces its dimensions and weight, and also increases the efficiency of the entire transmission.

Изобретение представлено на чертежах, где на фиг.1 изображена общая схема многодиапазонной бесступенчатой передачи с четырьмя, а на фиг.2 - с шестью диапазонами.The invention is presented in the drawings, in which Fig. 1 shows a general diagram of a multi-band continuously variable transmission with four, and in Fig. 2, with six ranges.

Многодиапазонная бесступенчатая передача по фиг.1 включает входной вал 1, связанный с источником вращения (двигателем) 2 через муфту сцепления 3, и проходящий через полый ротор 4 обратимой энергетической машины 5 (электрического или гидравлического типа), и соединяющийся с водилом 6 дифференциального механизма первого разделения 7 (обведен штриховой линией), который первым разделяет поток мощности, поступающий от вала 1, причем часть мощности направляется в обратимые регулируемые энергетические машины 5 и 8, а оставшаяся часть направляется в дифференциальные механизмы 9 и 10 (обведены штриховой линией) для последующего (второго) ее разделения.The multi-range continuously variable transmission of FIG. 1 includes an input shaft 1 connected to a rotation source (engine) 2 through a clutch 3 and passing through a hollow rotor 4 of a reversible energy machine 5 (electric or hydraulic type), and connected to the carrier 6 of the differential mechanism of the first separation 7 (circled by a dashed line), which first separates the power flow coming from the shaft 1, and part of the power is sent to reversible adjustable energy machines 5 and 8, and the rest is sent to ifferentsialnye mechanisms 9 and 10 (encircled by a dashed line) for the subsequent (second) of the separation.

Дифференциальный механизм второго разделения прямого режима 9 и дифференциальный механизм второго разделения обратного режима 10 вместе с дифференциальным механизмом первого разделения 7 образуют дифференциальный блок 11 (обведен штриховой линией).The differential mechanism of the second separation of the direct mode 9 and the differential mechanism of the second separation of the reverse mode 10 together with the differential mechanism of the first separation 7 form a differential unit 11 (circled by a dashed line).

Ведущий вал 1 передачи кинематически соединен также с водилом 12 дифференциального механизма 10 и с центральным внешним зубчатым колесом 13 дифференциального механизма 9, водило 14 которого, как и центральное внешнее зубчатое колесо 15 дифференциального механизма 10, кинематически соединено с согласующей передачей 16 (обведена штриховой линией). Вал энергетической машины 8, закрепленной, как и энергетическая машина 5, на корпусе 17 всей передачи, соединен с зубчатым колесом 18, приводящим центральное зубчатое колесо 19 дифференциального механизма первого разделения 7, в свою очередь соединенное с общим центральным внутренним зубчатым колесом 20 дифференциальных механизмов 9 и 10. Центральное внутреннее зубчатое колесо 21 упомянутого дифференциального механизма 7 соединено с полым ротором 4 энергетической машины 5.The drive shaft 1 of the transmission is kinematically connected also with the carrier 12 of the differential mechanism 10 and with the central external gear 13 of the differential mechanism 9, the carrier 14 of which, like the central external gear 15 of the differential mechanism 10, is kinematically connected with the matching gear 16 (circled by a dashed line) . The shaft of the energy machine 8, mounted, like the energy machine 5, on the housing 17 of the entire transmission, is connected to a gear wheel 18, leading the Central gear wheel 19 of the differential mechanism of the first separation 7, which in turn is connected to a common Central internal gear wheel 20 of the differential mechanisms 9 and 10. The central inner gear 21 of said differential mechanism 7 is connected to the hollow rotor 4 of the power machine 5.

Часть мощности от колеса 19 после первого ее разделения в дифференциальном механизме 7 может в случае необходимости непосредственно подаваться в согласующую передачу 16 через муфты включения 23, 24 и соединяющее их звено 25. В первом варианте выполнения передачи мощность подается в согласующую передачу только после второго ее разделения, а во втором - может подаваться и после первого разделения через муфты включения 23, 24 и звено 25.Part of the power from the wheel 19 after its first separation in the differential mechanism 7 can, if necessary, be directly supplied to the matching gear 16 through the clutch 23, 24 and the link 25 connecting them. In the first embodiment of the transmission, power is supplied to the matching gear only after its second separation , and in the second - it can be supplied after the first separation through the clutch 23, 24 and link 25.

Согласующая передача 16 выполнена планетарной и состоит из планетарного ряда 26 (обведен штриховой линией) и планетарного ряда 27 (обведен штриховой линией), центральные внутренние колеса которых, соответственно 28 и 29, соединены, соответственно, с водилом 14 дифференциального механизма 9 и с центральным внешним зубчатым колесом дифференциального механизма 10. С этими же элементами дифференциальных механизмов 9 и 10, соответственно, соединены полумуфты включения 30 и 31, выполненные с возможностью соединения с соответствующими полумуфтами 32 и 33, расположенными на подвижных в осевом направлении элементах 34 и 35, связанных с возможностью передачи крутящего момента с водилом 36 согласующей передачи 16 и связанным с ее выходным валом 22. Элементы 34 и 35 перемещаются в осевом направлении вилками, соответственно, 37 и 38, центральные внешние зубчатые колеса 39 и 40 планетарных рядов 26 и 27 выполнены с возможностью их торможения тормозами, соответственно, 41 и 42. Энергетические машины 5 и 8 связаны между собой немеханической энергетической связью (электрической или гидравлической) с помощью системы управления 43.Matching gear 16 is made planetary and consists of planetary gear 26 (circled by a dashed line) and planetary gear 27 (circled by a dashed line), the central inner wheels of which, respectively, 28 and 29, are connected, respectively, with the carrier 14 of the differential mechanism 9 and with the central external the gear wheel of the differential mechanism 10. With the same elements of the differential mechanisms 9 and 10, respectively, are connected coupling halves 30 and 31, made with the possibility of connection with the corresponding coupling halves 32 and 33, p positioned on the axially movable elements 34 and 35 associated with the possibility of transmitting torque with the carrier 36 matching gear 16 and associated with its output shaft 22. Elements 34 and 35 are axially moved by forks, respectively, 37 and 38, the Central external gear the wheels 39 and 40 of the planetary gears 26 and 27 are made with the possibility of braking them with brakes, respectively, 41 and 42. The energy machines 5 and 8 are interconnected by a non-mechanical energy connection (electric or hydraulic) using the system 43 a systematic way.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства с шестью диапазонами. Отличие устройства по фиг.2 от четырехдиапазонного по фиг.1 заключается в конструкции согласующей передачи 16. Вместо двух планетарных рядов 26 и 27 выполнены четыре - 26, 27, 44 и 45, причем ряд 44 кинематически связывает водило 36 с водилом 14, а ряд 45 - водило 36 с внешним центральным зубчатым колесом 15. Вместо двух элементов - 34 и 35 на фиг.1, подвижных в осевом направлении и связанных с водилом 36 с возможностью передачи крутящего момента, на фиг.2 присутствует только один такой элемент 46. Этот элемент 46 содержит на себе две полумуфты включения 47 и 48, кинематически соединяющиеся с полумуфтами 49 и 50, закрепленными на центральных внутренних зубчатых колесах 51 и 52 планетарных рядов 44 и 45. Элемент 46 перемещается в осевом направлении вилкой 52 и при движении по фиг.2 влево он замыкает полумуфты 47 и 49, а вправо - полумуфты 48 и 50. Внешние центральные зубчатые колеса планетарных рядов 26, 27, 44 и 45 тормозятся, соответственно, тормозами 41, 42, 53 и 54. Дополнительные два планетарных ряда 44 и 45 в согласующей передаче 16 обеспечивают два дополнительных диапазона, доводя их общее число до шести.Figure 2 presents a diagram of the proposed device with six ranges. The difference between the device of FIG. 2 and the four-band of FIG. 1 is in the construction of matching gear 16. Instead of two planetary gears 26 and 27, four are made - 26, 27, 44 and 45, with row 44 kinematically connecting carrier 36 with carrier 14, and the row 45 - carrier 36 with an external central gear wheel 15. Instead of two elements - 34 and 35 in figure 1, axially movable and connected to carrier 36 with the possibility of transmitting torque, in figure 2 there is only one such element 46. This element 46 contains two coupling halves 47 and 48, kinemat connecting them to the coupling halves 49 and 50, mounted on the central internal gears 51 and 52 of the planetary gears 44 and 45. The element 46 is axially displaced by the fork 52 and, when moving to the left in FIG. 2, it closes the coupling halves 47 and 49, and to the right - the coupling halves 48 and 50. The outer central gears of the planetary gears 26, 27, 44 and 45 are braked, respectively, by the brakes 41, 42, 53 and 54. The additional two planetary gears 44 and 45 in the matching gear 16 provide two additional ranges, bringing their total number to six.

В других вариантах выполнения изобретения входной вал 1 может быть подсоединен как к внешнему центральному колесу 19, так и к внутреннему центральному колесу 21 дифференциального механизма первого разделения 7.In other embodiments, the input shaft 1 may be coupled to both the outer central wheel 19 and the inner central wheel 21 of the differential mechanism of the first separation 7.

Независимо от способа выполнения дифференциального механизма первого разделения 7, в других вариантах выполнения изобретения в дифференциальных механизмах 9 и 10 общим входным звеном, связанным с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения 7, могут быть внешние центральные колеса 13 и 15. В этом случае внутренние центральные колеса связываются с входным валом 1 и выходным звеном дифференциального механизма 9 обратных режимов второго разделения, соответственно.Regardless of the method of performing the differential mechanism of the first separation 7, in other embodiments of the invention in the differential mechanisms 9 and 10, the common input link associated with the output link of the differential mechanism of the first separation 7 can be external center wheels 13 and 15. In this case, the inner center wheels communicate with the input shaft 1 and the output link of the differential mechanism 9 of the reverse modes of the second separation, respectively.

Работа первого варианта многодиапазонной бесступенчатой передачи по фиг.1 происходит следующим образом. Вращение от двигателя 2 через муфту 3 и вал 1 подается на водило 6 дифференциального механизма 7 первого разделения потока мощности и водило 12 дифференциального механизма 10 второго разделения потока мощности прямого режима, а также связанное с водилом 12 центральное внешнее зубчатое колесо 13 дифференциального механизма 9 второго разделения потока мощности обратного режима. Далее вращение от центрального внешнего зубчатого колеса 19 подается на общее центральное внутреннее зубчатое колесо 20 дифференциальных механизмов 9 и 10 второго разделения потока мощности. Через упомянутый дифференциальный механизм 7 первого разделения - его центральные зубчатые колеса 21 и 19 - вал 1 связывается с валом 17 энергетической машины 8 и ротором 4 энергетической машины 5, при этом, благодаря дифференциальному механизму 7, только часть мощности направляется через энергетические машины 5 и 8. Благодаря второму разделению потока мощности в дифференциальных механизмах 9 и 10, эта часть мощности еще более уменьшается и при небольших диапазонах изменения частот вращения достигает около 15% на варьирующее звено. Водило 14 дифференциального механизма 9 и внешнее зубчатое колесо 15 дифференциального механизма 10 передают суммарную мощность, прошедшую частично через энергетические машины 5 и 8, играющие роль варьирующего звена, а частично через зубчатые передачи дифференциальных механизмов 7, 9 и 10 - на планетарную согласующую передачу 16. Назначение согласующей передачи 16 - преобразовывать достаточно узкие диапазоны частот вращения, выдаваемые упомянутыми выше водилом 14 и колесом 15, примерно равные 1,75, в непрерывно, без разрыва потока мощности, изменяющийся диапазон вращения выходного вала 22 передачи. Например, при частоте вращения вала 1, равной 2000 мин-1, и изменении передаточного отношения варьирующего звена от бесконечности до единицы, при КПД около 0,8, частота вращения водила 14 увеличивается от 1150 до 2000 мин-1 при КПД не менее 0,96, а колеса 15 уменьшается от 3450 до 2000 мин-1 при таком же КПД. Проходя через планетарный ряд 26 при заторможенном колесе 39 с передаточным отношением около 3 (первый диапазон), частоты вращения водила 14 изменяются до 380…670 на водиле 36 и, следовательно, выходном валу 22, при КПД около 0,95, а проходя через прямую передачу 34-36, включаемую полумуфтами 30 и 32 (третий диапазон), выдают 1150…2000 мин-1 при том же КПД - 0,96. При том же диапазоне изменения передаточных отношений варьирующего звена частота вращения колеса 15 изменяется в пределах 2000…3450 мин-1 при КПД порядка 0,96. Проходя через планетарный ряд 27 при заторможенном колесе 40 с тем же передаточным отношением 3 (второй диапазон), частоты вращения колеса 15 изменяются в пределах 670…1150 мин-1 на водиле 36 и валу 22 при КПД порядка 0,95, а проходя через прямую передачу 35-36, включаемую полумуфтами 31 и 33 (четвертый диапазон), выдают те же 2000…3400 мин-1. Таким образом, частота вращения выходного вала 22 бесступенчато изменяется с двукратным переходом с режимов прямого разделения на режимы обратного разделения, но при разных передаточных отношениях согласующей передачи соответственно равны 380…670, 670…1150, 1150…2000, 2000…3450 мин-1. В момент переключения между первым и вторым, а также между третьим и четвертым диапазонами, водило 14 и колесо 15 одновременно имеют частоту вращения 2000 мин-1, а в момент переключения между вторым и третьим диапазонами частоты вращения водила 14 и колесо 15 соотносятся как передаточное число планетарной согласующей передачи (около 3). Переключение производится с перекрытием, то есть следующая передача включается без выключения предыдущей, которая выключается лишь после кратковременного включения двух передач одновременно, что исключает разрыв потока мощности. При этом соответствующее передаточное отношение варьирующего звена достигается регулированием энергетических машин 5 и 8 посредством системы управления 43. Общий диапазон варьирования много диапазонной бесступенчатой передачи достигает порядка 10 при КПД не менее 0,95, что достаточно для трансмиссий большинства типов автомобилей. Следует отметить, что энергетические машины 5 и 8, выполненные в виде электрических машин, пригодны для выполнения ими также функции генератора и стартера автомобиля, что снижает массу и стоимость всего силового агрегата.The operation of the first multi-band continuously variable transmission of FIG. 1 is as follows. The rotation from the engine 2 through the coupling 3 and the shaft 1 is fed to the carrier 6 of the differential mechanism 7 of the first separation of the power flow and the carrier 12 of the differential mechanism 10 of the second separation of the direct power flow, as well as the central external gear 13 of the differential mechanism 9 of the second separation connected to the carrier 12 reverse power flow. Further, rotation from the central outer gear 19 is supplied to the common central inner gear 20 of the differential mechanisms 9 and 10 of the second power flow separation. Through the said differential mechanism 7 of the first separation — its central gears 21 and 19 — the shaft 1 is connected to the shaft 17 of the energy machine 8 and the rotor 4 of the energy machine 5, while, thanks to the differential mechanism 7, only part of the power is directed through the energy machines 5 and 8 Due to the second separation of the power flow in the differential mechanisms 9 and 10, this part of the power is further reduced and reaches 15% for the varying link for small ranges of change in rotational speeds. The carrier 14 of the differential mechanism 9 and the external gear 15 of the differential mechanism 10 transmit the total power transmitted partially through the energy machines 5 and 8, which play the role of a varying link, and partially through the gears of the differential mechanisms 7, 9 and 10 to the planetary matching gear 16. The purpose of matching gear 16 is to convert rather narrow ranges of rotation frequencies issued by the aforementioned carrier 14 and wheel 15, approximately equal to 1.75, in a continuous, without interrupting power flow, changing Adjust the rotation range of the output shaft 22 of the gear. For example, with a shaft rotation frequency of 1 equal to 2000 min -1 and a change in the gear ratio of the varying link from infinity to unity, with an efficiency of about 0.8, the carrier speed of 14 will increase from 1150 to 2000 min -1 with an efficiency of at least 0, 96, and the wheels 15 decreases from 3450 to 2000 min -1 with the same efficiency. Passing through planetary gear 26 with a braked wheel 39 with a gear ratio of about 3 (first range), the speeds of carrier 14 are changed to 380 ... 670 on carrier 36 and, therefore, output shaft 22, with an efficiency of about 0.95, and passing through a straight line transmission 34-36, included by the coupling halves 30 and 32 (third range), give out 1150 ... 2000 min -1 with the same efficiency - 0.96. With the same range of variation of the gear ratios of the varying link, the frequency of rotation of the wheel 15 varies within 2000 ... 3450 min -1 with an efficiency of about 0.96. Passing through planetary gear 27 with a braked wheel 40 with the same gear ratio 3 (second range), the rotational speeds of the wheel 15 vary within 670 ... 1150 min -1 on carrier 36 and shaft 22 with an efficiency of about 0.95, and passing through a straight line gear 35-36, included by half-clutches 31 and 33 (fourth range), give the same 2000 ... 3400 min -1 . Thus, the rotation speed of the output shaft 22 changes steplessly with a double transition from direct separation to reverse separation modes, but with different gear ratios of the matching gear, respectively, 380 ... 670, 670 ... 1150, 1150 ... 2000, 2000 ... 3450 min -1 . At the time of switching between the first and second, as well as between the third and fourth ranges, the carrier 14 and the wheel 15 simultaneously have a speed of 2000 min -1 , and at the time of switching between the second and third speed ranges of the carrier 14 and the wheel 15 are related as a gear ratio planetary matching gear (about 3). The gearshift is performed with overlapping, that is, the next gear is switched on without turning off the previous one, which is turned off only after briefly turning on two gears at the same time, which eliminates the break in the power flow. In this case, the corresponding gear ratio of the varying link is achieved by regulating the energy machines 5 and 8 through the control system 43. The total range of variation of a multi-range continuously variable transmission reaches about 10 with an efficiency of at least 0.95, which is sufficient for transmissions of most types of vehicles. It should be noted that the energy machines 5 and 8, made in the form of electric machines, are also suitable for performing the functions of a generator and a starter of a car, which reduces the weight and cost of the entire power unit.

В работе второго варианта устройства по фиг.1 изменяется лишь то, что на первом диапазоне включения согласующей передачи к планетарному ряду 26, а именно к зубчатому колесу 28, кинематически подключается звено 25, соединенное непосредственно или муфтой 23 с центральным внешним зубчатым колесом 19; муфта 24 при этом отключена. Частота вращения звена 25 может меняться в пределах 0…2000 мин-1, а стало быть частота вращения водила 36 и выходного вала 22 будут меняться в диапазоне 0…670 мин-1. При этом максимальные частоты вращения водила 14 и звена 25 совпадают, поэтому переключение согласующей передачи с первого на второй диапазон будет протекать совершенно так же, как и в первом варианте устройства.In the operation of the second embodiment of the device of FIG. 1, only that in the first range of enabling the matching gear to the planetary gear set 26, namely to the gear wheel 28, is connected kinematically the link 25 connected directly or by the coupling 23 to the central external gear wheel 19; clutch 24 is disconnected. The frequency of rotation of link 25 can vary within 0 ... 2000 min -1 , and therefore the rotation frequency of carrier 36 and output shaft 22 will vary in the range 0 ... 670 min -1 . In this case, the maximum rotational speeds of carrier 14 and link 25 coincide, therefore, switching the matching gear from the first to the second range will proceed in exactly the same way as in the first embodiment of the device.

При наличии муфт включения 23 и 24 устройство может включаться на первом диапазоне как в режиме первого, так и второго варианта исполнения передачи. В режиме первого варианта исполнения передача работает на первом диапазоне в экономичном режиме и с протеканием минимальной мощности через энергетические машины 5 и 8. Однако минимальная частота вращения вала 22 будет отличаться от нуля, и общий диапазон варьирования передачи будет около 10.In the presence of clutches 23 and 24, the device can be switched on in the first range in both the first and second transmission versions. In the mode of the first embodiment, the transmission operates in the first range in an economical mode and with the flow of minimum power through the energy machines 5 and 8. However, the minimum rotation speed of the shaft 22 will be different from zero, and the total range of variation of the transmission will be about 10.

Во втором варианте исполнения на первом диапазоне минимальная частота вращения выходного вала 22 будет равна нулю, т.е. диапазон варьирования электромеханической передачи будет стремиться к бесконечности, что удобно для трогания транспортного средства с места и «ползучих» скоростей движения. Но КПД передачи на «ползучих» скоростях и при трогании транспортного средства с места будет невелик, а при нулевой частоте вращения вала 22 и вовсе приближаться к тому, что имеет передача с троганием на буксовании сцепления, т.е. стремиться к нулю. Но все равно трогание с места машины будет более плавным и экономичным, чем на буксовании сцепления, аналогично троганию на трансмиссии с гидротрансформатором. Что касается доли мощности, протекающей через электромашины, то она будет больше, чем в первом варианте; однако, с учетом того, что на «ползучих» скоростях движения транспортное средство требует весьма небольшие мощности, ее абсолютная величина будет ограничена.In the second embodiment, in the first range, the minimum speed of the output shaft 22 will be zero, i.e. the range of variation of the electromechanical transmission will tend to infinity, which is convenient for moving the vehicle from its place and "creeping" speeds. But the transmission efficiency at “creeping” speeds and when the vehicle is moving off will be small, and at zero shaft speed 22 it will come close to what it has with the vehicle moving away on slipping the clutch, i.e. tend to zero. But anyway, starting off the car will be smoother and more economical than slipping on a clutch, similar to starting off on a transmission with a torque converter. As for the fraction of power flowing through electric machines, it will be more than in the first embodiment; however, taking into account the fact that the vehicle requires very small power at creeping speeds, its absolute value will be limited.

Возможна реализация изобретения, когда оператор по желанию может перевести передачу в любой вариант исполнения, наиболее приемлемый для текущих условий работы транспортного средства.It is possible to implement the invention when the operator, if desired, can translate the transmission into any embodiment that is most suitable for the current operating conditions of the vehicle.

В предлагаемом устройстве не затронут вопрос реверсирования, т.е. заднего хода, который может осуществляться любым известным способом (в том числе и отдельным блоком - реверс-редуктором) и к устройству многодиапазонной бесступенчатой передачи и принципу ее работы прямого отношения не имеют.The proposed device does not address the issue of reversal, i.e. reverse gear, which can be carried out by any known method (including a separate unit - a reverse gear) and to the multi-band continuously variable transmission device and the principle of its operation are not directly related.

Работа устройства с шестью диапазонами, представленного на фиг.2, отличается лишь тем, что два дополнительных диапазона, появляющиеся при торможении тормозами 53 и 54 внешних центральных зубчатых колес планетарных рядов 44 и 45, позволяют, при том же общем диапазоне передаточных отношений, сузить каждый из диапазонов, тем самым снизив долю мощности, протекающей через энергетические машины 5 и 8. Это снижает их габаритно-массовые показатели и стоимость, а также повышает общий КПД передачи. Работа устройства по фиг.2 для первого и второго вариантов исполнения не отличается от работы в этих же исполнениях по фиг.1.The operation of the device with six ranges shown in figure 2, differs only in that the two additional ranges that appear when braking brakes 53 and 54 of the outer central gears of planetary gear sets 44 and 45, allow, with the same general range of gear ratios, to narrow each from the ranges, thereby reducing the proportion of power flowing through the energy machines 5 and 8. This reduces their overall mass indicators and cost, and also increases the overall transmission efficiency. The operation of the device of figure 2 for the first and second variants of execution does not differ from the work in the same versions of figure 1.

Claims (14)

1. Многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, отличающаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, и, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока.1. A multi-band continuously variable transmission comprising a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation , the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected to one of the diffe of the potential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, to the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and to the central the wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from communication with the output link for of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier of the planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block in at least one range with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation, and, in at least one range, with the central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, and all the mentioned kinematic connections of the links of the differential block with the carrier of the matching gear are overlapped when two adjacent connections are connected together before disconnecting one of them, and on two ranges the carrier is connected directly to one of the output links of the differential block . 2. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.2. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected to it in the first range both with the output link of the differential mechanism of the first separation and with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation. 3. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что, как минимум, один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с водилом согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.3. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting with the carrier of the matching gear for a full duty cycle of changing the gear ratio of the gear, and these connections are made with different gear ratios. 4. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.4. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine. 5. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.5. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking. 6. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.6. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the energy machines are made in the form of electric machines. 7. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.7. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the energy machines are made in the form of hydrostatic machines. 8. Многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, отличающаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, и на одном диапазоне - с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока.8. A multi-band continuously variable transmission comprising a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation , the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected to one of the diffe of the potential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, to the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and to the central the wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from communication with the output link for of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier of the planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block in at least one range with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation, on at least one range - with the Central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation, free from communication with the output one link of the differential mechanism of the first separation, and on the same range, with the output link of the differential mechanism of the first separation, and all the mentioned kinematic connections of the links of the differential unit with the carrier of the matching gear are made with overlaps when two adjacent connections are connected together before disconnecting one of them, and on two ranges, the carrier is directly connected to one of the output links of the differential unit. 9. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.9. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected to it in the first range with both the output link of the differential mechanism of the first separation and the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation. 10. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что, как минимум, один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с водилом согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.10. The multi-range continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting the carrier of the matching transmission over a complete duty cycle of changing the gear ratio of the transmission, and these connections are made with different gear ratios. 11. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.11. The multi-range continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine. 12. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.12. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking. 13. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.13. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the energy machines are made in the form of electric machines. 14. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин. 14. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the energy machines are made in the form of hydrostatic machines.
RU2010139798/11A 2010-09-29 2010-09-29 Multirange stepless transmission (versions) RU2460918C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139798/11A RU2460918C2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Multirange stepless transmission (versions)
PCT/RU2011/000670 WO2012044199A1 (en) 2010-09-29 2011-09-01 Multirange continuously variable transmission (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139798/11A RU2460918C2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Multirange stepless transmission (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010139798A RU2010139798A (en) 2012-04-10
RU2460918C2 true RU2460918C2 (en) 2012-09-10

Family

ID=45893418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010139798/11A RU2460918C2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Multirange stepless transmission (versions)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2460918C2 (en)
WO (1) WO2012044199A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198907U1 (en) * 2020-02-14 2020-07-31 Виктор Егорович Мерзликин REVERSING GEAR FOR ELECTROMECHANICAL TRANSMISSION

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558588A (en) * 1995-02-16 1996-09-24 General Motors Corporation Two-mode, input-split, parallel, hybrid transmission
RU2239738C1 (en) * 2003-04-25 2004-11-10 Коротков Эдуард Константинович Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios
RU2373445C1 (en) * 2008-03-05 2009-11-20 Бабин Владимир Александрович Two-mode super variable speed case (its versions)
RU2392131C2 (en) * 2008-10-28 2010-06-20 Виктор Егорович Мерзликин Electromechanical stepless drive

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6551208B1 (en) * 2001-10-18 2003-04-22 General Motors Corporation Three-mode, compound-split, electrically-variable transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558588A (en) * 1995-02-16 1996-09-24 General Motors Corporation Two-mode, input-split, parallel, hybrid transmission
RU2239738C1 (en) * 2003-04-25 2004-11-10 Коротков Эдуард Константинович Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios
RU2373445C1 (en) * 2008-03-05 2009-11-20 Бабин Владимир Александрович Two-mode super variable speed case (its versions)
RU2392131C2 (en) * 2008-10-28 2010-06-20 Виктор Егорович Мерзликин Electromechanical stepless drive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012044199A1 (en) 2012-04-05
RU2010139798A (en) 2012-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2532312C2 (en) Power-distributed hydraulic transmission
JP5465715B2 (en) Continuously variable transmission for vehicle drivetrain
CN104334923B (en) Power transmission device for vehicle
US8262530B2 (en) Power-branched transmission
US8287415B2 (en) Transmission unit, particularly multi-range transmission
JP6498124B2 (en) Multi-range CVT
JP2004183801A (en) Hybrid transmission
US7824295B2 (en) Power-branched, continuously variable vehicle transmission
CN105813877A (en) Cvt drive train
CN105814343B (en) CVT speed changer
CN104279290A (en) Continuously variable transmission with chain output
CN109707816B (en) Continuously variable transmission with power splitting
US6561942B2 (en) Dual mode variable ratio transmission
CN101657654B (en) Transmission device structural unit
US20110165988A1 (en) Transmission Producing Stepless Variable Speed Ratios
RU2460919C2 (en) Multirange stepless transmission (versions)
US11525499B2 (en) Drivetrain for a motor vehicle
JP2016540169A (en) CVT power train
RU2484333C1 (en) Multirange continuously variable transmission (versions)
CN104334926A (en) Vehicle power transmission device
RU2410587C2 (en) Gear box
RU2460918C2 (en) Multirange stepless transmission (versions)
RU2523507C2 (en) Wide-range continuously variable-ratio drive (supervariator)
RU2373445C1 (en) Two-mode super variable speed case (its versions)
CN101243271B (en) Continuously variable transmission

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130930

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141210

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170930