RU2488722C1 - Stepless variator - Google Patents
Stepless variator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488722C1 RU2488722C1 RU2011147075/11A RU2011147075A RU2488722C1 RU 2488722 C1 RU2488722 C1 RU 2488722C1 RU 2011147075/11 A RU2011147075/11 A RU 2011147075/11A RU 2011147075 A RU2011147075 A RU 2011147075A RU 2488722 C1 RU2488722 C1 RU 2488722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- epicycle
- drive shaft
- rotation
- crankcase
- 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
- F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
- F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
- F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
- F16H3/721—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with an energy dissipating device, e.g. regulating brake or fluid throttle, in order to vary speed continuously
- F16H3/722—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously with an energy dissipating device, e.g. regulating brake or fluid throttle, in order to vary speed continuously with a fluid throttle
-
- 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
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
- F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic 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)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при создании автоматических трансмиссий транспортных средств, трансмиссий привода обрабатывающих и вспомогательных приспособлений.The invention relates to mechanical engineering and can be used to create automatic transmissions of vehicles, drive transmissions of processing and auxiliary devices.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
В настоящее время известно несколько типов автоматических трансмиссий транспортных средств, которые являются сложными и дорогими техническими устройствами, имеющими достаточно большие размеры и вес. В современных автоматических трансмиссиях для изменения передаточного отношения валов используются детали, работа которых основана на использовании силы трения. К таким деталям относятся ремни, фрикционы и торы. Эти детали ограничивают величину передаваемого крутящего момента и подвержены износу, интенсивность которого в значительной мере зависит от условий эксплуатации транспортного средства, поэтому в настоящее время надежность автоматических трансмиссий, уступает надежности механических коробок передач.Currently, several types of automatic transmissions of vehicles are known, which are complex and expensive technical devices having a sufficiently large size and weight. In modern automatic transmissions, parts whose operation is based on the use of friction force are used to change the gear ratio of the shafts. These parts include belts, clutches and tori. These details limit the amount of transmitted torque and are subject to wear, the intensity of which depends largely on the operating conditions of the vehicle, therefore, at present, the reliability of automatic transmissions is inferior to the reliability of mechanical transmissions.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность изобретения заключается в том, что передача крутящего момента с ведущего вала на ведомый вал трансмиссии осуществляется посредством аэродинамических и гидравлических моментов, воздействующих на элементы конструкции БВ.The essence of the invention lies in the fact that the transmission of torque from the drive shaft to the drive shaft of the transmission is carried out by aerodynamic and hydraulic moments acting on the structural elements of the BV.
Изменение передаточного отношения трансмиссии осуществляется посредством изменения величины гидравлического момента, воздействующего на элементы конструкции БВ.Changing the gear ratio of the transmission is carried out by changing the magnitude of the hydraulic torque acting on the structural elements of the BV.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙLIST OF DRAWINGS
На фиг.1 показана принципиальная схема, на которой представлены основные элементы конструкции БВ, основные моменты, воздействующие на элементы конструкции в процессе работы, и устройство наклонных каналов нагнетания масла в картер БВ из коллектора нагнетания масла.Figure 1 shows a schematic diagram that shows the main structural elements of the BV, the main points affecting the structural elements during operation, and the device inclined channels for pumping oil into the crankcase BV from the reservoir of oil injection.
На фиг.2 показана принципиальная схема устройства наклонных каналов откачки масла из картера БВ в коллектор откачки масла.Figure 2 shows a schematic diagram of the device inclined channels for pumping oil from the crankcase BV in the collector of pumping oil.
На фиг.3 показана конструкция БВ в разрезе при использовании регулируемого струйного и регулируемого объемного торможения вращения эпицикла.Figure 3 shows the construction of the BV in the context when using adjustable inkjet and adjustable volumetric braking of rotation of the epicycle.
На фиг.4 показана возможная конструкция реверсивной коробки в разрезе.Figure 4 shows a possible construction of a reversing box in section.
На фиг.5 показана принципиальная схема работы и управления БВ в комплекте с двигателем и реверсивной коробкой при использовании регулируемого струйного и регулируемого объемного торможения вращения эпицикла.Figure 5 shows a schematic diagram of the operation and control of the BV complete with the engine and the reversing box when using adjustable jet and adjustable volume braking of rotation of the epicycle.
На фиг.6 показана принципиальная схема устройства наклонных каналов откачки масла из картера БВ в коллектор откачки масла в конструкции БВ с постоянным объемом масла в картере.Figure 6 shows a schematic diagram of a device for inclined channels for pumping oil from the oil sump to the oil pumping manifold in the construction of the oil sump with a constant oil volume in the crankcase.
На фиг.7 показана принципиальная схема устройства наклонных каналов нагнетания масла в картер БВ из коллектора нагнетания масла в конструкции БВ с постоянным объемом масла в картере.7 shows a schematic diagram of the device inclined channels for pumping oil into the crankcase BV from the reservoir of oil injection in the design of the BV with a constant volume of oil in the crankcase.
На фиг.8 показан БВ в разрезе в конструкции с постоянным объемом масла в картере.On Fig shows the BV in the context in the design with a constant volume of oil in the crankcase.
ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯMODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Предлагаемая конструкция БВ изображена на принципиальной схеме (Фиг.1) и содержит планетарную передачу, включающую соосные ведущий вал 1 и ведомый вал 2, причем ведущий вал 1 является водилом и на нем посредством осей 3 установлены сателлитные шестерни 4, кинематически связанные посредством зубчатого зацепления с солнечной шестерней 5 ведомого вала 2 и с эпициклом 6, на котором закреплены лепестки 7. При малой частоте вращения ведущего вала 1 сателлитные шестерни 4 вращаются вокруг своих осей 3 и обкатывают солнечную шестерню 5. Увеличение крутящего момента, передаваемого с ведущего вала 1 на ведомый вал 2, осуществляется при возрастании частоты вращения ведущего вала 1 вследствие торможения вращения эпицикла 6 при воздействии на лепестки 7 воздушного потока и/или масла, находящегося в картере БВ.The proposed design of the BV is shown in the schematic diagram (Figure 1) and contains a planetary gear including coaxial drive shaft 1 and driven
Рассмотрим данную принципиальную схему работы БВ (Фиг.1) при ее использовании на транспортном средстве. При неподвижном ведомом вале 2 и вращении ведущего вала 1 против часовой стрелки его крутящий момент 8 преобразовывается в крутящие моменты 9, направленные на вращение сателлитных шестерен 4 против часовой стрелки, в результате чего образуется момент 10, направленный на вращение эпицикла 6 против часовой стрелки, при этом лепестки 7, закрепленные на эпицикле 6, перемещаясь, контактируют с воздушным потоком и маслом, находящемся в картере БВ, в результате чего возникают моменты 11, оказывающие противодействие моментам 9 и направленные на вращение сателлитных шестерен 4 по часовой стрелке. В зависимости от соотношения величин моментов 9 и 11 на солнечной шестерне 5 возникает крутящий момент 12, направленный на вращение ведомого вала 2 против часовой стрелки. БВ снабжен, по меньшей мере, одним коллектором для подачи масла, соединенным с картером вариатора посредством наклонных каналов нагнетания 13, оси каждого из которых расположены под углом к поверхности лепестков, находящихся в зоне выходного отверстия соответствующего наклонного канала, с возможностью подачи через наклонные каналы нагнетания потоков масла, направленных навстречу направлению перемещения лепестков эпицикла. Работа БВ данной конструкции основана на торможении вращения эпицикла при контакте лепестков эпицикла с воздушным потоком и маслом, причем в процессе торможения вращения эпицикла масло выполняет основную роль, поэтому введем понятия струйного и объемного торможения вращения эпицикла. Под струйным торможением вращения эпицикла подразумевается торможение вращения эпицикла при взаимодействии его лепестков с потоками масла, подаваемого в картер БВ через наклонные каналы нагнетания навстречу перемещению лепестков эпицикла. Чем больше будет давление масла в наклонных каналах нагнетания 13 (Фиг.1), тем больше будет величина струйного торможения вращения эпицикла. Под объемным торможением вращения эпицикла подразумевается торможение вращения эпицикла при взаимодействии его лепестков с определенным объемом масла, находящегося в картере БВ. Чем больше будет объем масла, находящегося в картере БВ, тем больше будет величина объемного торможения вращения эпицикла. В процессе торможения вращения эпицикла воздействие аэродинамических моментов является очевидным и незначительным, поэтому в дальнейшем этот процесс подробно рассматриваться не будет. Откачка масла из картера БВ выполняется через наклонные каналы откачки 14 (Фиг.2), ориентированные в направлении перемещения лепестков эпицикла, что позволяет создавать предварительное повышение давления масла в магистрали откачки при вращении эпицикла.Consider this schematic diagram of the operation of the BV (Figure 1) when it is used on a vehicle. When the driven
При малой частоте вращения ведущего вала 1, суммарные моменты 11 (Фиг.1) будут незначительными, в результате чего на солнечной шестерне 5 возникнет небольшой крутящий момент 12, недостаточный для вращения ведомого вала 2 и транспортное средство будет оставаться неподвижным, при этом сателлитные шестерни 4, вращаясь вокруг осей 3, будут обкатывать неподвижную солнечную шестерню 5 ведомого вала 2. При возрастании частоты вращения ведущего вала 1 величина суммарных моментов 11 увеличится вследствие торможения вращения эпицикла при воздействии на лепестки воздушного потока и масла, что приведет к увеличению крутящего момента, передаваемого с ведущего вала на ведомый вал, и транспортное средство начнет движение, при этом передаточное отношение ведущего и ведомого валов будет более 1. При дальнейшем увеличении частоты вращения ведущего вала 1 величина суммарных моментов 11 возрастет и станет равной величине суммарных моментов 9, в результате чего произойдет остановка вращения сателлитных шестерен 4 относительно осей 3 и сателлитные шестерни 4 будут удерживать солнечную шестерню 5 неподвижной относительно вращающегося ведущего вала 1, при этом передаточное отношение ведущего и ведомого валов будет равно 1. После выполнения разгона и достижения требуемой скорости транспортного средства крутящий момент 8 будет уменьшен до величины, необходимой для поддерживания требуемой скорости, в результате чего величина суммарных моментов 9 будет меньше величины суммарных моментов 11, что приведет к началу вращения сателлитных шестерен в противоположном направлении, по часовой стрелке, и передаточное отношение ведущего и ведомого валов при этом будет менее 1. При торможении двигателем произойдет увеличение частоты вращения сателлитных шестерен 4 по часовой стрелке относительно осей 3, что приведет к вращению эпицикла по часовой стрелке.With a low speed of rotation of the drive shaft 1, the total moments 11 (Fig. 1) will be insignificant, as a result of which a small torque 12 will appear on the
На характеристики передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый вал БВ влияет ряд параметров, которыми являются:The characteristics of the transmission of torque from the drive shaft to the driven shaft of the BV are affected by a number of parameters, which are:
1. Диаметр солнечной шестерни, диаметр сателлитных шестерен и соотношение диаметров этих шестерен.1. The diameter of the sun gear, the diameter of the satellite gears and the ratio of the diameters of these gears.
2. Соотношение диаметра сателлитных шестерен и радиального размера лепестков эпицикла.2. The ratio of the diameter of the satellite gears and the radial size of the petals of the epicycle.
3. Количество лепестков эпицикла.3. The number of petals of the epicycle.
4. Площадь лепестков эпицикла.4. The area of the petals of the epicycle.
5. Форма лепестков эпицикла.5. The shape of the petals of the epicycle.
6. Величина зазора между лепестками эпицикла и стационарными внутренними элементами корпуса вариатора, особенно в нижней зоне картера.6. The gap between the petals of the epicycle and the stationary internal elements of the variator housing, especially in the lower zone of the crankcase.
7. Вязкость масла.7. The viscosity of the oil.
8. Устойчивость масла к вспениванию.8. Oil resistance to foaming.
Подбором данных параметров и регулировкой величин объемного и струйного торможения вращения эпицикла достигается оптимальное соотношение характеристик БВ и двигателя транспортного средства в зависимости от предназначения их использования.By selecting these parameters and adjusting the volume and jet braking of the rotation of the epicycle, an optimal ratio of the characteristics of the vehicle and the vehicle engine is achieved, depending on the purpose of their use.
Рассмотрим конструкцию БВ, в которой используется регулируемое струйное и регулируемое объемное торможение вращения эпицикла. В состав конструкции БВ входит разъемный корпус, состоящий из частей 15 и 16 (Фиг.3), где 17, 18, 19 и 20 - полости единого бака масляной системы. Такое конструктивное решение позволяет снизить уровень шумов трансмиссии и выполнить конструкцию БВ предельно компактной, однако масляный бак системы может быть выполнен и в виде отдельного элемента конструкции. Отверстия корпуса 21 и 22 предназначены для болтового соединения корпуса БВ с корпусом двигателя. Отверстия 23 и 24 предназначены для болтового соединения корпуса БВ с корпусом реверсивной коробки, конструкция которой будет рассмотрена позже. Посредством подшипника 25 в корпусе БВ закреплен ведущий вал 26, выполняющий функцию водила. Посредством подшипника 27 в корпусе БВ закреплен ведомый вал 28. На ведущем вале 26 посредством осей 29 зафиксированы сателлитные шестерни 30 с возможностью вращения вокруг своих осей 29. Сателлитные шестерни 30 находятся в зубчатом зацеплении с солнечной шестерней 31 ведомого вала 28 и с эпициклом 32, на котором закреплены лепестки 33. При вращении ведущего вала 26 и неподвижном ведомом вале 28 сателлитные шестерни 30 будут обкатывать неподвижную солнечную шестерню 31, вращая эпицикл 32 и перемещая лепестки 33 эпицикла. Величина крутящего момента, передаваемого с ведущего вала 26 на ведомый вал 28, зависит от степени торможения вращения эпицикла 32 при воздействии на лепестки 33 эпицикла воздушного потока и масла, находящегося в картере БВ. При перемещении лепестков эпицикла будет возникать тенденция к кольцевому закручиванию воздушного потока и масла в направлении вращения, что может привести к снижению эффективности торможения вращения эпицикла. Для снижения эффекта закручивания воздушно-масляной смеси корпус БВ имеет ребра 34, 35, 36 и 37, расположенные в радиальном направлении. В данной конструкции ведущий вал 26 входит внутрь ведомого вала 28 и образованное при этом цилиндрическое сочленение соосных валов обеспечивает дополнительную жесткость конструкции на изгиб. Контакт переборок 38 и 39 в сочетании с упорами валов 40 и 41 обеспечивает жесткость конструкции при нагрузках валов в осевом направлении. Переборки 38 и 39 обеспечивают осевую герметичность конструкции БВ. Соединение ведущего вала 26 с коленчатым валом двигателя обеспечивается посредством шлицевого соединения 42. Соединение ведомого вала 28 с валом реверсивной коробки или с валом отбора мощности от БВ обеспечивается посредством шлицевого соединения 43. Струйное торможение вращения эпицикла и увеличение объема масла, находящегося в картере БВ, осуществляется подачей масла из коллекторов нагнетания 44 и 45 (Фиг.3) через наклонные каналы нагнетания масла, обозначенные 13 на принципиальной схеме (Фиг.1). Уменьшение объема масла, находящегося в картере БВ, осуществляется через коллекторы откачки масла 46 и 47, соединенные с наклонными каналами откачки масла, обозначенными 14 на принципиальной схеме (Фиг.2). Лепестки эпицикла имеют вогнутую форму от периферии к центру, что обеспечивает эффективное торможение вращения эпицикла при контакте лепестков с воздушно-масляной смесью и создание повышенного давления масла в зоне расположения наклонных каналов откачки масла при вращении эпицикла против часовой стрелки (Фиг.2). Вогнутая форма лепестков эпицикла обеспечивает подсасывание масла, стекающего со стенок корпуса БВ при низком уровне масла в картере БВ. На ведомом вале 28 установлена втулка 48, которая посредством болтового соединения зафиксирована в корпусе 16. На внутренней поверхности втулки 48 имеется кольцевое углубление 49, к которому по масляной магистрали 50 подается высокое давление масла из коллектора нагнетания масла 45. На ведомом вале 28 выполнено два симметричных сквозных радиальных отверстия, которые находятся в полости кольцевого углубления 49 втулки 48. Через данные сквозные радиальные отверстия обеспечивается подача масла в зону торцевой фаски ведущего вала 26 и обеспечивается смазка сочленения ведущего и ведомого валов, после чего масло стекает в картер БВ через зазор, расположенный между ведущим и ведомым валами. Внутренняя поверхность втулки 48 снабжена тремя проточками, расположенными в осевом направлении в верхней части втулки. Эти проточки обеспечивают подачу масла из кольцевого углубления 49 в верхнюю зону подшипника 27. Масло, обеспечивающее смазку подшипника 27, стекает в картер БВ через три радиальные проточки втулки 48, выполненные в нижней части втулки в зоне контакта втулки 48 и подшипника 27. Поперечное сечение сливных радиальных проточек больше поперечного сечения нагнетающих осевых проточек, что позволяет уменьшить давление масла на сальник ведомого вала 28 при выполнении смазки подшипника 27.Consider the design of the BV, which uses adjustable inkjet and adjustable volumetric braking of the rotation of the epicycle. The structure of the BV includes a detachable housing consisting of parts 15 and 16 (Figure 3), where 17, 18, 19 and 20 are the cavities of a single tank of the oil system. Such a constructive solution allows to reduce the noise level of the transmission and to carry out the design of the BV extremely compact, however, the oil tank of the system can be made as a separate structural element. The openings of the housing 21 and 22 are designed for bolting the BV housing to the engine housing. Holes 23 and 24 are designed for bolting the BV housing to the housing of the reversing box, the design of which will be considered later. By means of a bearing 25, a drive shaft 26, which acts as a carrier, is fixed in the housing of the BV. By means of a bearing 27, a driven shaft 28 is fixed in the housing of the BV. Satellite gears 30 are fixed on the drive shaft 26 by means of axes 29 and rotate about their axles 29. The satellite gears 30 are in gearing with the
Таким образом, втулка 48 обеспечивает:Thus, the sleeve 48 provides:
1. Подвод масла для смазки сочленения валов.1. Oil supply for lubricating the shaft joint.
2. Подвод масла в зону расположения подшипника.2. Oil supply to the bearing area.
3. Слив масла из зоны расположения подшипника.3. Drain the oil from the bearing area.
4. Фиксацию подшипника в корпусе БВ.4. Fixing the bearing in the housing BV.
5. Дополнительную фиксацию ведомого вала в корпусе БВ. Данная конструкция БВ предназначена для передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый вал при вращении ведомого вала только в одном направлении. Для реверсивного вращения вала отбора мощности предусмотрено применение реверсивной коробки, представляющей собой съемную секцию задней передачи, соединенную с корпусом БВ посредством болтового соединения. Такая конструкция позволяет менять передаточное отношение трансмиссии при использовании задней передачи, что, безусловно, является положительной особенностью данной конструкции.5. Additional fixation of the driven shaft in the housing of the BV. This BV design is designed to transmit torque from the drive shaft to the driven shaft when the driven shaft rotates in only one direction. For the reverse rotation of the power take-off shaft, the use of a reversible box is provided, which is a removable section of the reverse gear connected to the housing of the BV by means of a bolted connection. This design allows you to change the gear ratio of the transmission when using reverse gear, which, of course, is a positive feature of this design.
Реверсивная коробка представляет собой односкоростной планетарный реверсивный механизм, в состав конструкции которого входит корпус 51 (Фиг.4), который через отверстия 52 и 53 посредством болтового соединения крепится к корпусу БВ через отверстия 23 и 24 (Фиг.3). Ведущий вал реверсивной коробки 54 (Фиг.4) посредством шлицевого соединения 55 соединяется с ведомым валом 28 БВ (Фиг.3). Ведущий вал реверсивной коробки 54 (Фиг.4) соединен с солнечной шестерней 56, находящейся в зубчатом зацеплении с сателлитными шестернями 57, которые посредством осей 58 соединены с водилом 59 с возможностью вращения сателлитных шестерен 57 относительно осей 58. На сателлитных шестернях 57 имеются торцевые бортики 60 и 61, предназначенные для предотвращения осевого перемещения сателлитных шестерен. Сателлитные шестерни 57 находятся в зубчатом зацеплении с эпициклом 62, соединенным с ведомым валом 63, который посредством подшипника 64 зафиксирован в корпусе 51. Ведомый вал 63 посредством шлицевого соединения 65 соединяется с валом отбора мощности. Диаметр ведомого вала 63 и его шлицевое соединение 65 (Фиг.4) идентичны диаметру ведомого вала 28 и его шлицевому соединению 43 БВ (Фиг.3). Такая конструкция позволяет использовать стандартное шлицевое соединение вала отбора мощности при соединении с БВ как в комплекте с реверсивной коробкой, так и без нее. Реверсивная коробка снабжена кольцевым цилиндром 66, который посредством кронштейна 67 зафиксирован в корпусе 51. Внутри кольцевого цилиндра 66 находится кольцевой поршень 68, который через стальные шарики 69 находится в механическом контакте с водилом 59. При подаче давления масла в полость цилиндра 66 поршень 68 через шарики 69 переместит водило 59 в осевом направлении, что приведет к включению фрикциона 70, который заблокирует вращение водила 59 относительно вращения эпицикла 62. При подаче давления масла в полость кольцевого цилиндра 66 его осевая нагрузка передается на корпус вариатора 16 (Фиг.3), с которым кольцевой цилиндр 66 (Фиг.4) находится в механическом контакте. При включенном фрикционе 70 и вращении водила 59 на поршне 68 будет возникать незначительный крутящий момент, передаваемый через шарики 69. Этот момент передается от поршня 68 на цилиндр 66 через зубцы 71 поршня, находящиеся в осевых проточках 72 цилиндра 66, а затем через кронштейн 67 крутящий момент передается на корпус 51. При включенном фрикционе 70 ведущий вал 54 и ведомый вал 63 вращаются в одном направлении с равной частотой вращения, т.е. вращение ведомого вала 63 происходит в том же направлении и с той частотой вращения, что и вращение ведомого вала БВ. При падении давления в полости цилиндра 66 пружины 73 сожмутся и переместят поршень 68 в осевом направлении, в результате чего произойдет выключение фрикциона 70. При выключенном фрикционе 70 и блокировке вращения водила 59 относительно корпуса реверсивной коробки 51 посредством тормозной ленты 74 эпицикл 62 и ведомый вал 63 вращаются в направлении, противоположном вращению ведущего вала 54, в результате чего осуществляется реверсивное движение транспортного средства или реверсивное вращение вала отбора мощности. При нейтральном режиме работы БВ фрикцион 70 и тормозная лента 74 находятся в выключенном состоянии. Ресурс работы фрикциона и тормозной ленты рассчитан на весь срок службы БВ, т.к. эти узлы включаются и выключаются при незначительном крутящем моменте на ведущем валу 54.The reversing box is a one-speed planetary reversing mechanism, the structure of which includes a housing 51 (Figure 4), which through
При использовании БВ данной конструкции на транспортном средстве двигатель транспортного средства «Д» (Фиг.5) стыкуется с бесступенчатым вариатором «БВ», укомплектованным реверсивной коробкой «РК». Двигатель «Д» приводит в действие гидравлический масляный насос «Н», снабженный ступенью нагнетания «сн», расположенной в магистрали нагнетания, и ступенью откачки «со», расположенной в магистрали откачки. Магистраль нагнетания проходит через масляный фильтр «Ф» и золотник «31», после чего перед входом в картер БВ магистраль нагнетания разделяется на два коллектора нагнетания 44 и 45 (Фиг.3) и через 12 наклонных каналов нагнетания 13 (Фиг.1) масло под давлением подается в картер БВ в направлении, противоположном перемещению лепестков эпицикла, обеспечивая струйное торможение вращения эпицикла и увеличение объема масла, находящегося в картере БВ. Через 12 наклонных каналов откачки 14 (Фиг.2) масло поступает в два коллектора откачки 46 и 47 (Фиг.3), которые на выходе из картера БВ объединяются в магистраль откачки, проходящую через золотник «З2» (Фиг.5). Таким образом, золотник «З1», меняя свое положение, создает требуемое давление масла в наклонных каналах нагнетания, обеспечивая струйное торможение вращения эпицикла и увеличение объема масла, находящегося в картере БВ. Золотник «З2», меняя свое положение по командам бортового компьютера «БК», обеспечивает требуемый объем масла, находящегося в картере БВ, и отвечает за объемное торможение вращения эпицикла. Скорость перемещения и степень перемещения золотника «З1» зависит от скорости и степени перемещения педали акселератора двигателя, что обеспечивает согласованность работы двигателя и трансмиссии. Схема управления золотником «З1» может быть электрической по командам бортового компьютера или электромеханической, при которой кинематика золотника «З1» механически связана с кинематикой педали акселератора двигателя с возможностью внесения коррективов в положение золотника «З1» посредством электромотора, управляемого по командам бортового компьютера «БК». Перед входом в картер БВ магистраль нагнетания имеет ответвление в реверсивную коробку, проходящее через золотник «З3», который обеспечивает подачу давления масла в полость кольцевого цилиндра 66, поршень 68 которого обеспечивает работу фрикциона 70 (Фиг.4). При работающем двигателе положение золотника «З3» зависит от положения селектора управления БВ, который расположен в кабине транспортного средства и аналогичен селектору управления современной автоматической трансмиссии. Во время работы двигателя при селекторе управления БВ, установленном в положение «N», «Р» или «R», золотник «З3» (Фиг.5) полностью перекрывает свою магистраль, обеспечивая выключенное положение фрикциона реверсивной коробки. Во время работы двигателя при установке селектора управления БВ в положение «D», золотник «З3» полностью открывается.When using BV of this design on a vehicle, the engine of the vehicle "D" (Figure 5) is connected to a stepless variator "BV", equipped with a reversing box "RK". Engine "D" drives the hydraulic oil pump "N", equipped with a discharge stage "sn" located in the discharge line, and a pumping stage "co" located in the discharge line. The discharge line passes through the oil filter "F" and the spool "3 1 ", after which, before entering the BF housing, the discharge line is divided into two discharge manifolds 44 and 45 (Figure 3) and through 12 inclined discharge channels 13 (Figure 1) oil under pressure is supplied to the BF crankcase in the opposite direction to the movement of the petals of the epicycle, providing jet braking of the rotation of the epicycle and an increase in the volume of oil located in the BF crankcase. Through 12 inclined channels of pumping 14 (Figure 2), the oil enters two pumping collectors 46 and 47 (Figure 3), which at the outlet of the crankcase BV are combined into a pumping line passing through the spool "Z 2 " (Figure 5). Thus, the spool "Z 1 ", changing its position, creates the required oil pressure in the inclined discharge channels, providing jet braking of the rotation of the epicycle and an increase in the volume of oil in the BV crankcase. The spool "Z 2 ", changing its position according to the commands of the on-board computer "BK", provides the required amount of oil located in the BV crankcase, and is responsible for the volume braking of the rotation of the epicycle. The speed of movement and the degree of movement of the spool "Z 1 " depends on the speed and degree of movement of the accelerator pedal of the engine, which ensures the coordination of the engine and transmission. The control circuit for the Z 1 spool can be electric according to the on-board computer commands or electromechanical, in which the kinematics of the Z 1 spool is mechanically connected with the kinematics of the engine accelerator pedal with the possibility of making adjustments to the position of the Z 1 spool by means of an electric motor controlled by the on-board commands computer "BK". Before entering the BV crankcase, the injection line has a branch in the reversing box passing through the spool "Z 3 ", which provides oil pressure in the cavity of the
При неработающем двигателе золотники «З1», «32» и «З3» полностью перекрывают свои магистрали для предотвращения перетекания масла из систем в картер БВ, при этом в картере БВ находится минимальный уровень масла. В момент запуска двигателя золотник «З1» занимает положение, обеспечивающее минимальный расход масла, циркулирующего через картер БВ, и достаточный только для смазки узлов БВ, при этом избыток давления масла в магистрали нагнетания через золотник «З1» перепускается в магистраль откачки (Фиг.5), где ступень откачки «со» выполняет функцию обратного клапана. В момент запуска двигателя золотник «З2» открывается полностью по команде бортового компьютера «БК», а золотник «З3» остается в закрытом положении, если селектор управления БВ находится в положении «N» или «Р». Во время работы двигателя на оборотах холостого хода при перемещении селектора управления БВ из положения «N» или «Р» в положение «D» золотник «З3» открывается, однако при этом золотник «З1» обеспечивает низкое давление в магистрали нагнетания, в результате чего пружины 73 (Фиг.4) остаются в сжатом положении, обеспечивая выключенное положение фрикциона 70, и на ведомом вале 63 реверсивной коробки отсутствует крутящий момент, что обеспечивает двигателю транспортного средства минимальный расход топлива на режиме холостого хода при включенной трансмиссии. При незначительном нажатии на педаль акселератора двигателя произойдет перемещение золотника «З1» и давление масла в магистрали нагнетания увеличится, что приведет к плавному включению фрикциона реверсивной коробки и к увеличению струйного торможения вращения эпицикла, в результате чего увеличится крутящий момент, передаваемый с ведущего вала на ведомый вал БВ, и транспортное средство начнет движение вперед, при этом будет использоваться только струйное торможение вращения эпицикла, т.е. масло, поступающее в картер БВ, сразу же будет откачивается, а передаточное отношение валов при этом будет переменным, более 1. При более значительном нажатии на педаль акселератора двигателя золотник «З1» увеличит давление в коллекторах нагнетания 44 и 45 (Фиг.3), а золотник «З2» (Фиг.5) закроется, что приведет к быстрому наполнению картера БВ маслом до требуемого объема, при достижении которого золотник «З2» частично откроется и, регулируя свое положение по командам бортового компьютера «БК», будет поддерживать требуемый объем масла в картере БВ, обеспечивая в требуемой степени величину объемного торможения вращения эпицикла, при этом одновременно будет использоваться регулируемое струйное и регулируемое объемное торможение вращения эпицикла. Объем масла, находящегося в картере БВ, увеличивается при увеличении скорости транспортного средства и при значительном перемещении золотника «З1» на увеличение давления. При полном нажатии на педаль акселератора будет поддерживаться максимальное давление масла в наклонных каналах нагнетания с одновременным достижением и дальнейшим поддерживанием максимального объема масла в картере БВ, причем перемещающиеся лепестки эпицикла будут частично запирать давление в наклонных каналах нагнетания, дополнительно увеличивая его значение в магистрали нагнетания, в результате чего в цилиндре фрикциона будет поддерживаться более высокое давление масла, требуемое для передачи крутящего момента большой величины. При торможении двигателем, по мере снижения скорости транспортного средства, объем масла в картере БВ снижается пропорционально уменьшению скорости транспортного средства, а при полной остановке транспортного средства происходит полная откачка масла из картера и БВ переходит в режим работы на холостом ходе, когда масло нагнетается в картер с минимальным расходом и сразу же откачивается, а фрикцион реверсивной коробки при этом выключается вследствие падения давления масла в магистрали нагнетания. Во время работы двигателя на режиме холостого хода и неподвижном положении транспортного средства при селекторе управления БВ, установленном в положение «D» или «R», отсутствует временное ограничение на использование данных режимов. При выключении двигателя золотники «З1», «З2» и «З3» полностью перекрывают свои магистрали для предотвращения перетекания масла из систем в картер БВ.When the engine is idle, the spools “Z 1 ”, “3 2 ” and “Z 3 ” completely shut off their lines to prevent oil from flowing from the systems into the oil sump, while the oil sump has a minimum oil level. At the time of starting the engine, the spool “Z 1 ” occupies a position that ensures the minimum consumption of oil circulating through the BV crankcase and is sufficient only for lubrication of the BV units, while the excess oil pressure in the discharge line through the spool “Z 1 ” is transferred to the pumping line (Fig. .5), where the pumping stage "co" performs the function of a check valve. At the moment the engine is started, the spool “Z 2 ” opens completely at the command of the on-board computer “BK”, and the spool “Z 3 ” remains in the closed position if the control selector BV is in the “N” or “P” position. When the engine is idling, when the BV control selector is moved from position “N” or “P” to position “D”, spool “Z 3 ” opens, however, while spool “Z 1 ” provides low pressure in the discharge line, as a result, the springs 73 (Fig. 4) remain in a compressed position, providing the clutch 70 off, and there is no torque on the driven
При высокой температуре наружного воздуха масло, поступающее из магистрали откачки, охлаждается при прохождении радиатора «Р», обдуваемого вентилятором обдува радиатора двигателя. При низких температурах наружного воздуха золотник «З4» частично или полностью перепускает масло через дополнительный радиатор салона «PC». Наличие дополнительного радиатора салона актуально при использовании БВ в сочетании с дизельными двигателями при эксплуатации транспортного средства в условиях низких температур наружного воздуха, т.к. в этом случае, как правило, требуется дополнительный радиатор обогрева салона. После начала движения транспортного средства холодное масло БВ быстро прогреется, что поможет обеспечить быстрый прогрев салона транспортного средства.At high outside air temperature, the oil coming from the pumping line is cooled when passing through the radiator "P", blown by the fan of blowing the radiator of the engine. At low outdoor temperatures, the “Z 4 ” spool partially or completely bypasses the oil through the optional “PC” interior radiator. The presence of an additional interior radiator is relevant when using a BV in combination with diesel engines when operating a vehicle in conditions of low outdoor temperatures, because in this case, as a rule, an additional radiator for heating the passenger compartment is required. After the vehicle starts to move, the cold BV oil will quickly warm up, which will help ensure a quick warm-up of the vehicle interior.
Объем масла, находящегося в картере БВ, бортовой компьютер оценивает по уровню масла в баке масляной системы, используя показания датчика уровня масла «ДУ». Для лучшего восприятия данной принципиальной схемы (Фиг.5) бак масляной системы обозначен в виде отдельного элемента конструкции. Воздушная полость картера БВ соединена трубопроводом «В» (Фиг.5) с воздушной полостью бака масляной системы для выравнивания перепада давления воздуха в этих полостях, вызванного изменением объемов масла. Характеристики передачи крутящего момента с ведущего вала на ведомый вал БВ зависят от вязкости масла, которая зависит от температуры масла, поэтому бортовой компьютер вносит коррективы в управление золотниками «З1» и «З2» с учетом поправки на температуру масла, получаемую от датчика температуры масла «ДТ», расположенного в баке масляной системы (Фиг.5).The on-board computer estimates the amount of oil in the BV crankcase by the oil level in the oil system tank, using the readings of the DU oil level sensor. For a better perception of this circuit diagram (Figure 5), the oil system tank is designated as a separate structural element. The air cavity of the BV crankcase is connected by a pipe "B" (Figure 5) with the air cavity of the tank of the oil system to equalize the differential pressure of air in these cavities caused by a change in oil volumes. The characteristics of the transmission of torque from the drive shaft to the driven shaft of the BV depend on the viscosity of the oil, which depends on the temperature of the oil, therefore the on-board computer makes adjustments to the control of spools “Z 1 ” and “Z 2 ” taking into account the correction for the oil temperature received from the temperature sensor oil "DT" located in the tank of the oil system (Figure 5).
Настройка вариатора под различные типы двигателей, двигатели различной мощности, стиль вождения водителя, экономичный или спортивный режимы работы трансмиссии осуществляется бортовым компьютером внесением коррективов в алгоритм управления золотниками «З1» и «З2».Adjusting the variator for various types of engines, engines of different power, driving style of the driver, economy or sports transmission operation modes is carried out by the on-board computer by making adjustments to the spool control algorithm “Z 1 ” and “Z 2 ”.
Расчеты, выполненные на основании диаметра солнечной шестерни и диаметра сателлитных шестерен принципиальной схемы (Фиг.1), показывают, что:Calculations based on the diameter of the sun gear and the diameter of the satellite gears of the circuit diagram (Figure 1) show that:
1. При частоте вращения коленчатого вала двигателя 3000 об/мин и при неподвижном ведомом вале БВ эпицикл должен вращаться, преодолевая максимальное струйное и максимальное объемное торможение вращения, с частотой 6792 об/мин или 113,2 об/сек. Только при соблюдении данных условий ведомый вал БВ останется неподвижным, что с точки зрения гидродинамики практически невозможно, т.к. лепестки эпицикла находятся в масляной среде. Данная ситуация дает представление о возможности БВ данной конструкции работать в сложных условиях и передавать крутящие моменты большой величины.1. At a rotational speed of the engine crankshaft of 3000 rpm and with a stationary driven shaft of the BV, the epicycle must rotate, overcoming the maximum jet and maximum volume braking of rotation, with a frequency of 6792 rpm or 113.2 rpm. Only under these conditions, the driven shaft of the BV will remain motionless, which is practically impossible from the point of view of hydrodynamics, since epicyclic petals are in an oil environment. This situation gives an idea of the possibility of a BV of this design to work in difficult conditions and transmit large torques.
2. При частоте вращения коленчатого вала двигателя 3000 об/мин и при расчетных величинах струйного и объемного торможения вращения эпицикла, торможение вращения эпицикла, выполненное до частоты 3000 об/мин, будет соответствовать передаточному отношению трансмиссии, равному 1.2. At a rotational speed of the engine crankshaft of 3000 rpm and with the calculated values of jet and volume braking of the rotation of the epicycle, the braking of the rotation of the epicycle, made up to a frequency of 3000 rpm, will correspond to the transmission ratio of the transmission equal to 1.
3. При частоте вращения коленчатого вала двигателя 3000 об/мин и при расчетных величинах струйного и объемного торможения вращения эпицикла, торможение вращения эпицикла, выполненное до частоты 1500 об/мин, соответствует передаточному отношению трансмиссии, равному 0,768. При крейсерском передаточном отношении трансмиссии используется максимальное объемное торможение вращения эпицикла.3. At a rotational speed of the engine crankshaft of 3000 rpm and with calculated values of jet and volume braking of the rotation of the epicycle, the braking of the rotation of the epicycle, made up to a frequency of 1500 rpm, corresponds to a transmission ratio of 0.768. When cruising the transmission ratio of the transmission, the maximum volumetric braking of the rotation of the epicycle is used.
Более простым вариантом является конструкция БВ с постоянным объемом масла в картере, когда используется только аэродинамическое и объемное торможение вращения эпицикла. При такой конструкции масло БВ охлаждается, циркулируя через магистраль охлаждения, причем функцию насоса откачки выполняют перемещающиеся лепестки эпицикла, создавая повышенное давление масла в зоне расположения наклонных каналов откачки 75 (Фиг.6). Масло через 6 наклонных каналов откачки 75 поступает в два коллектора откачки, которые на выходе из картера БВ объединяются в магистраль циркуляции, проходящую через радиатор, обдуваемый вентилятором. Охлажденное в радиаторе масло поступает в магистраль циркуляции, которая на входе в картер БВ разделяется на два коллектора нагнетания, из которых через 6 наклонных каналов нагнетания 76 (Фиг.7) масло подается в картер БВ. Наклонные каналы откачки ориентированы таким образом, что перемещение лепестков эпицикла против часовой стрелки обеспечивает нагнетание масла в коллекторы откачки (Фиг.6). Наклонные каналы нагнетания ориентированы таким образом, что перемещение лепестков эпицикла против часовой стрелки обеспечивает подачу масла из коллекторов нагнетания (Фиг.7). Смазка всех узлов БВ обеспечивается постоянным высоким уровнем масла в картере. В конструкции БВ с постоянным объемом масла в картере (Фиг.8) корпус вариатора снабжен внешними ребрами жесткости 77 и 78, расположенными в радиальном направлении. БВ с постоянным объемом масла в картере может использоваться без реверсивной коробки в качестве трансмиссии привода обрабатывающих или вспомогательных приспособлений.A simpler option is the design of the BV with a constant volume of oil in the crankcase, when only aerodynamic and volume braking of the rotation of the epicycle is used. With this design, the BV oil is cooled by circulating through the cooling line, and the function of the pumping pump is performed by the moving petals of the epicycle, creating increased oil pressure in the area of the inclined pumping channels 75 (Fig.6). Oil through 6
ВЫВОДOUTPUT
Конструкция БВ компактна, проста, надежна и не имеет дорогостоящих узлов и деталей. В конструкции БВ отсутствуют узлы и детали, подверженные интенсивному износу в процессе эксплуатации. БВ обеспечивает плавное и комфортное изменение передаточного отношения трансмиссии на всех режимах работы. Конструкция БВ технологична и проста при сборке, техническом обслуживании и ремонте. БВ удобен и прост при эксплуатации.The design of the BV is compact, simple, reliable and does not have expensive components and parts. In the design of BV there are no nodes and parts subject to intense wear during operation. BV provides a smooth and comfortable change in the gear ratio of the transmission in all operating modes. The design of the BV is technologically advanced and simple in assembly, maintenance and repair. BV is convenient and easy to use.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2009/000327 WO2011002328A1 (en) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | Infinitely variable variator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2488722C1 true RU2488722C1 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=43411225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011147075/11A RU2488722C1 (en) | 2009-07-01 | 2009-07-01 | Stepless variator |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE212009000191U1 (en) |
RU (1) | RU2488722C1 (en) |
WO (1) | WO2011002328A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1147224A (en) * | 1965-04-24 | 1969-04-02 | Renk Ag Zahnraeder | Planetary gearing |
SU1243973A1 (en) * | 1985-01-16 | 1986-07-15 | Подмосковный филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института | Self-propelled machine automatic progressive transmission |
SU1736819A1 (en) * | 1990-01-05 | 1992-05-30 | Белорусский Политехнический Институт | Drive for trailer live axle |
RU2104427C1 (en) * | 1995-03-15 | 1998-02-10 | Юрий Федорович Ващенко | Automatic planetary gearbox |
-
2009
- 2009-07-01 RU RU2011147075/11A patent/RU2488722C1/en not_active IP Right Cessation
- 2009-07-01 WO PCT/RU2009/000327 patent/WO2011002328A1/en active Application Filing
- 2009-07-01 DE DE212009000191U patent/DE212009000191U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1147224A (en) * | 1965-04-24 | 1969-04-02 | Renk Ag Zahnraeder | Planetary gearing |
SU1243973A1 (en) * | 1985-01-16 | 1986-07-15 | Подмосковный филиал Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института | Self-propelled machine automatic progressive transmission |
SU1736819A1 (en) * | 1990-01-05 | 1992-05-30 | Белорусский Политехнический Институт | Drive for trailer live axle |
RU2104427C1 (en) * | 1995-03-15 | 1998-02-10 | Юрий Федорович Ващенко | Automatic planetary gearbox |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE212009000191U1 (en) | 2012-04-05 |
WO2011002328A1 (en) | 2011-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8904989B2 (en) | Lubrication structure for hybrid type vehicle power unit | |
US9683561B2 (en) | Drive train cooling arrangement and method for operating same | |
US8403806B2 (en) | Oil pump for an automatic transmission and control method thereto | |
US8042331B2 (en) | On-demand hydraulic pump for a transmission and method of operation | |
US8622859B2 (en) | Systems and methods for hybridization of a motor vehicle using hydraulic components | |
US20170058895A1 (en) | Dual pump system for automatic transmission augmentation, extended stop and start, and sailing | |
US20090095548A1 (en) | Drive system with fluid pump | |
US7942777B2 (en) | Continuously variable automatic transmission for heavy trucks, buses and light automobiles | |
US9915192B2 (en) | Power conversion device | |
US10927936B2 (en) | Power conversion device | |
US8267830B2 (en) | Combination continuously variable transmission and planetary transmission | |
US20180209533A1 (en) | Transfer Case Pump with Multiple Flow Paths to Internal Components | |
WO2021063236A1 (en) | Drive axle assembly for vehicle | |
EP1284214A2 (en) | Hydraulic transmission pump assembly having a differential actuation and method of its operation | |
US2077580A (en) | Power transmitting device | |
US20110005216A1 (en) | Variable displacement torque converter | |
CN107631016A (en) | A kind of power takeoff of matching strip power transmission system of automatic gearbox | |
AU2008243697B2 (en) | A continuous variable transmission assembly | |
WO2021063235A1 (en) | Drive axle assembly for vehicle | |
RU2488722C1 (en) | Stepless variator | |
US2366063A (en) | Automatic transmission | |
US5102376A (en) | Pump controlled automatic transmission | |
US8298107B1 (en) | Retrofit kit for an Allison transmission | |
JP2005180620A (en) | Lubricating/cooling device for continuously variable transmission for vehicle | |
RU2350809C1 (en) | Gear box with hydraulic booster of torque |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140702 |