RU2555583C2 - Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears - Google Patents
Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555583C2 RU2555583C2 RU2013141977/11A RU2013141977A RU2555583C2 RU 2555583 C2 RU2555583 C2 RU 2555583C2 RU 2013141977/11 A RU2013141977/11 A RU 2013141977/11A RU 2013141977 A RU2013141977 A RU 2013141977A RU 2555583 C2 RU2555583 C2 RU 2555583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- link
- continuously variable
- band
- planetary
- free
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесступенчатой механической трансмиссии как стационарных, так и транспортных машин, в том числе с гибридными силовыми установками. The field of technology . The invention relates to the field of engineering and can be used as a continuously variable mechanical transmission of both stationary and transport vehicles, including those with hybrid power plants.
Уровень техники. Известны многочисленные варианты трехпоточных трансмиссий, содержащие по две электрические машины и по два элементарных дифференциальных механизма, соединенные по одной из возможных 144 схем (YUAN Shi-hua и др. Analysis of the compound split transmission based on the four-port power split device. Journal of Beijing Institute of Technology, 2012, vol. 21, №1., c.50-57). Недостатком всех указанных схем является то, что на основе двух элементарных дифференциальных механизмов невозможно реализовать более двух бесступенчатых диапазонов, которые могут переключаться при синхронных скоростях соединяемых и разъединяемых звеньев. The level of technology . Numerous variants of three-stream transmissions are known, containing two electric machines and two elementary differential mechanisms connected according to one of the possible 144 circuits (YUAN Shi-hua and others. Analysis of the compound split transmission based on the four-port power split device. Journal of Beijing Institute of Technology, 2012, vol. 21, No. 1., p. 50-57). The disadvantage of all these schemes is that based on two elementary differential mechanisms, it is impossible to realize more than two stepless ranges that can switch at synchronous speeds of the connected and disconnected links.
Известны сложные планетарные механизмы с четырьмя и более основными звеньями (Н.В. Филичкин. АНАЛИЗ ПЛАНЕТАРНЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНЫХ И ТЯГОВЫХ МАШИН. ЮУрГУ, Челябинск, 2008, с.13-14). Один многозвенный планетарный механизм, содержащий многовенцовые и(или) сцепленные сателлиты, способен заменить два соединенных между собой элементарных механизма; общее количество деталей при этом уменьшается.Complex planetary mechanisms with four or more basic links are known (N.V. Filichkin. ANALYSIS OF PLANETARY TRANSMISSIONS OF TRANSPORT AND TRACTION MACHINES. SUSU, Chelyabinsk, 2008, p.13-14). One multi-link planetary mechanism containing multi-crowned and (or) linked satellites is capable of replacing two elementary mechanisms interconnected; the total number of parts is reduced.
Известна многопоточная трансмиссия по патенту US 8371983, содержащая входной вал, выходной вал, две электрические машины, один четырехзвенный планетарный механизм, один трехзвенный планетарный механизм и управляющие механизмы (муфты, тормоза), причем два звена четырехзвенного планетарного механизма постоянно попарно соединены с двумя звеньями трехзвенного планетарного механизма. Это устройство принято за аналог предлагаемого изобретения. Недостатком указанного устройства является то, что его выходной вал постоянно непосредственно соединен с одним из звеньев четырехзвенного дифференциального механизма, что делает возможным реализацию только одного диапазона передачи мощности между входным и выходным валами с бесступенчатым регулированием по трехпоточной схеме.Known multi-threaded transmission according to patent US 8371983, containing the input shaft, output shaft, two electric machines, one four-link planetary gear, one three-link planetary gear and control mechanisms (clutches, brakes), and two links of the four-link planetary gear are constantly paired with two links of a three-link planetary gear. This device is taken as an analogue of the invention. The disadvantage of this device is that its output shaft is constantly directly connected to one of the links of the four-link differential mechanism, which makes it possible to implement only one range of power transmission between the input and output shafts with stepless regulation in a three-stream scheme.
Известна также многодиапазонная многопоточная объемная гидромеханическая передача (патент RU №2269707), содержащая входной и выходной валы, две гидравлически связанные обратимые регулируемые гидромашины, четырехзвенный дифференциал и четыре переключающих механизма. Это устройство также является аналогом предлагаемого изобретения. Недостатком указанного устройства является то, что на низшем диапазоне в нем реализуется двухпоточная схема с входным дифференциалом, а на высшем диапазоне - двухпоточная схема с выходным дифференциалом.Also known is a multi-range multi-threaded volumetric hydromechanical transmission (patent RU No. 2269707) containing input and output shafts, two hydraulically connected reversible adjustable hydraulic machines, a four-link differential and four switching mechanisms. This device is also an analogue of the invention. The disadvantage of this device is that on the lower range it implements a dual-flow circuit with an input differential, and on the higher range - a dual-flow circuit with an output differential.
Известна также многодиапазонная многопоточная бесступенчатая трансмиссия (US 20080171625), включающая две электрические машины, механизмы переключения и четыре планетарных механизма, один из которых в части вариантов устройства выполнен четырехзвенным. Это устройство также является аналогом предлагаемого изобретения. Его недостатком также является то, что низший и высший диапазоны выполнены по двухпоточной схеме с одним дифференциалом.Also known is a multi-band multi-threaded continuously variable transmission (US 20080171625), including two electric machines, gears and four planetary gears, one of which, in terms of device options, is made four-link. This device is also an analogue of the invention. Its disadvantage is also that the lower and higher ranges are made according to a two-line scheme with one differential.
Касательно приведенных аналогов предлагаемого изобретения следует заметить, что двухпоточные схемы по сравнению с трехпоточными не позволяют эффективно использовать установленную мощность бесступенчато-регулируемого звена (электрической, гидрообъемной или фрикционной передачи), поскольку при остановке одного из подвижных звеньев бесступенчато-регулируемого звена останавливается или входной (в схемах с выходным дифференциалом) или выходной (в схемах с входным дифференциалом) валы. По этой причине ширина диапазона двухпоточной передачи в области оптимальных режимов бесступенчато-регулируемого звена всегда оказывается завышенной (вплоть до бесконечности) в направлении повышения, либо понижения передаточного отношения. При одинаковой ширине диапазона установленная мощность бесступенчато-регулируемого звена в двухпоточных трансмиссиях всегда оказывается выше, чем в трехпоточных трансмиссиях, а КПД трансмиссии, наоборот, ниже.Regarding the above analogues of the present invention, it should be noted that two-flow schemes, compared with three-flow ones, do not allow efficient use of the installed power of a continuously variable link (electric, hydrostatic or friction gear), since when one of the moving links stops, the continuously variable link stops or input (in schemes with output differential) or output (in schemes with input differential) shafts. For this reason, the width of the dual-stream transmission range in the region of optimal modes of a steplessly adjustable link is always overestimated (up to infinity) in the direction of increasing or decreasing the gear ratio. With the same width of the range, the installed power of the continuously variable link in two-line transmissions always turns out to be higher than in three-line transmissions, and the transmission efficiency, on the contrary, is lower.
Известны несколько многодиапазонных трехпоточных трансмиссий (патенты РФ №2460918, №2460919, №2460921), включающих бесступенчато-регулируемое звено, элементарный дифференциальный механизм первого разделения постоянного зацепления, два элементарных дифференциальных механизма второго разделения (прямых и обратных режимов) постоянного зацепления и переключаемую согласующую коробку передач. Их общим недостатком является большое количество планетарных механизмов в дифференциальном блоке и сопряженные с этим большое количество деталей, значительные габариты дифференциального блока и высокие постоянные потери на трение (не зависящие от нагрузки).Several multi-band three-line transmissions are known (RF patents No. 2460918, No. 2460919, No. 2460921), including a steplessly adjustable link, an elementary differential mechanism of the first separation of constant engagement, two elementary differential mechanisms of the second separation (direct and reverse modes) of constant engagement and a switched matching box gears. Their common drawback is the large number of planetary mechanisms in the differential unit and the associated large number of parts, the significant dimensions of the differential unit and high constant friction losses (independent of load).
Одно из устройств, описанное в патенте №2460921 и включающее корпус, входной и выходной валы, варьирующее звено, дифференциальную передачу первого разделения, дифференциальную передачу второго разделения и согласующую передачу, характеризуется тем, что дифференциальная передача первого разделения состоит из одного дифференциального механизма, дифференциальная передача второго разделения состоит из двух дифференциальных механизмов - прямых и обратных режимов, а согласующая передача выполнена по трехвальной схеме с, как минимум, одним промежуточным валом, закрепленным в опорах вращения в корпусе, причем входной вал бесступенчатой коробки передач соединен с входными звеньями дифференциальных передач первого и второго разделения, а промежуточный вал выполнен с возможностью периодического кинематического соединения с выходными звеньями дифференциальных механизмов прямых и обратных режимов второго разделения, а также с выходным валом согласующей передачи, выполняющим роль выходного вала всей коробки передачи. Это устройство имеет наибольшее количество общих признаков с предлагаемым изобретением и принято за прототип.One of the devices described in patent No. 2460921 and comprising a housing, input and output shafts, a varying link, differential gear of the first division, differential gear of the second division and matching gear, characterized in that the differential gear of the first separation consists of one differential mechanism, differential gear the second division consists of two differential mechanisms - direct and reverse modes, and matching transmission is performed according to a three-shaft scheme with at least one pr an intermediate shaft fixed in rotation bearings in the housing, the input shaft of the continuously variable gearbox being connected to the input links of the differential gears of the first and second separation, and the intermediate shaft made with the possibility of periodic kinematic connection with the output links of the differential mechanisms of direct and reverse modes of the second separation, and with the output shaft of the matching gear, acting as the output shaft of the entire gearbox. This device has the most common features with the invention and is taken as a prototype.
Задача изобретения. Задачей изобретения является упрощение конструкции многодиапазонной трехпоточной трансмиссии, снижение массы и уменьшение потерь на трение в ней за счет уменьшения количества дифференциальных механизмов. The objective of the invention . The objective of the invention is to simplify the design of a multi-range three-line transmission, reducing weight and reducing friction losses in it by reducing the number of differential mechanisms.
Указанная задача решается тем, что предложена многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия, включающая корпус, входной вал, выходной вал, бесступенчато-регулируемое звено, дифференциальный блок и многодиапазонную согласующую коробку передач, характеризующаяся тем, что дифференциальный блок состоит из одного четырехзвенного планетарного механизма и одного трехзвенного планетарного механизма, причем два звена четырехзвенного планетарного механизма постоянно попарно соединены с двумя звеньями трехзвенного планетарного механизма, входной вал соединен с любым одним входным звеном дифференциального блока, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с любыми двумя другими выходными звеньями дифференциального блока и с выходным валом, бесступенчато-регулируемое звено соединено с корпусом и двумя звеньями дифференциального блока, свободными от связи с входным валом и многодиапазонной согласующей коробкой передач, многодиапазонная согласующая коробка передач также соединена с корпусом и содержит управляющие элементы, подключающие выходные звенья дифференциального блока к выходному валу с различными передаточными отношениями, а передаточное отношение от одного выходного звена дифференциального блока к другому выходному звену дифференциального блока при остановленном входном валу имеет отрицательный знак.This problem is solved by the fact that a multi-range three-stream continuously variable transmission is proposed, including a housing, an input shaft, an output shaft, a continuously variable link, a differential block and a multi-band matching gearbox, characterized in that the differential block consists of one four-link planetary gear and one three-link planetary mechanism, and two links of the four-link planetary mechanism are constantly paired with two links of the three-link planetary mechanism, the input shaft is connected to any one input link of the differential block, the multi-band matching gearbox is connected to any two other output links of the differential block and to the output shaft, a steplessly adjustable link is connected to the housing and two links of the differential block, free from communication with the input shaft and multi-band matching gearbox, multi-band matching gearbox is also connected to the housing and contains control elements that connect the output the links of the differential block to the output shaft with different gear ratios, and the gear ratio from one output link of the differential block to the other output link of the differential block when the input shaft is stopped has a negative sign.
Другим отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one free link of a four-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to one free link of a three-link and one free link of a four-link planetary gear, and a stepless-adjustable link is connected to common links three-link and four-link planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-speed continuously variable transmission is connected to one free link of a four-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to common links of a three-link and four-link planetary gears, and a steplessly adjustable link is connected to one free link of a three-link and one free link of four-link planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another feature of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one free link of a four-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to one common link of a three-link and four-link planetary gears, and with one free link of a four-link planetary gear, and the adjustable link is connected to one free link of the three link and to the other common link of the three link and four link venous planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-speed continuously variable transmission is connected to one free link of a four-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to one common link of a three-link and four-link planetary gears and with one free link of a three-link planetary gear, and the adjustable link is connected to one free link of the four link and to another common link of the three link and four link venous planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с двумя свободными звеньями четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one free link of a three-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to two free links of a four-link planetary gear, and a steplessly adjustable link is connected to common links of a three-link and four-link plan mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one common link of a three-link and four-link planetary mechanisms, a multi-band matching gearbox is connected to another common link of a three-link and four-link planetary mechanisms and with one free link of a four-link planetary mechanism, and steplessly adjustable link is connected to one free link of three link and one free link of four link nnogo planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с двумя свободными звеньями четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-speed continuously variable transmission is connected to one common link of a three-link and four-link planetary mechanisms, a multi-range matching gearbox is connected to two free links of a four-link planetary mechanism, and a steplessly adjustable link is connected to one free link of a three-link and with another common link of the three-link and four-link planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another feature of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one free link of a three-link planetary gear, a multi-band matching gearbox is connected to one common link of a three-link and four-link planetary gears, and with one free link of a four-link planetary gear, and the adjustable link is connected to one free link of the four link and to another common link of the three link and four link venous planetary mechanisms.
Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.Another difference of the proposed invention is that the input shaft of a multi-band three-stream continuously variable transmission is connected to one common link of a three-link and four-link planetary gears, a multi-band matching gearbox is connected to one free link of a three-link and one free link of a four-link planetary gears, and a stepless adjustable link is connected with one free link of a four-link and with another common link of a three-link and four-link planetary furs isms.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет сцепленные одновенцовые сателлиты.Another difference of the proposed invention is that the four-link planetary mechanism of the differential block of a multi-band three-stream continuously variable transmission has linked single-satellite gears.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет многовенцовые сателлиты.Another difference of the proposed invention is that the four-link planetary mechanism of the differential block of a multi-band three-stream continuously variable transmission has multi-crowned satellites.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет сцепленные многовенцовые сателлиты.The next difference of the proposed invention is that the four-link planetary mechanism of the differential block of a multi-range three-stream continuously variable transmission has coupled multi-crowned satellites.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что трехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет одновенцовые сателлиты.The next difference of the proposed invention is that the three-link planetary mechanism of the differential block of a multi-band three-stream continuously variable transmission has single-satellite satellites.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что трехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет многовенцовые сателлиты.The next difference of the proposed invention is that the three-link planetary mechanism of the differential block of a multi-band three-stream continuously variable transmission has multi-crowned satellites.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде фрикционной передачи.The next difference of the proposed invention is that the steplessly adjustable link of a multi-range three-stream continuously variable transmission is made in the form of a friction gear.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде последовательной электрической передачи, а электрические машины передачи энергетически соединены между собой.The next difference of the proposed invention is that the steplessly adjustable link of a multi-range three-stream continuously variable transmission is made in the form of a sequential electric transmission, and the electric transmission machines are energetically interconnected.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде последовательной гидрообъемной передачи, а гидравлические машины передачи энергетически соединены между собой.Another feature of the proposed invention is that the steplessly adjustable link of a multi-range three-line continuously variable transmission is made in the form of a sequential hydrostatic transmission, and the hydraulic transmission machines are energetically interconnected.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии включает, по меньшей мере, один редуктор с постоянным передаточным отношением.A further feature of the proposed invention is that the steplessly adjustable link of a multi-range three-stream continuously variable transmission includes at least one gearbox with a constant gear ratio.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия содержит управляющий элемент, непосредственно подключающий входной вал к выходному валу.Another feature of the proposed invention is that the multi-band three-stream continuously variable transmission contains a control element that directly connects the input shaft to the output shaft.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что управляющие элементы многодиапазонной согласующей коробки передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии допускают одновременное подключение выходных звеньев дифференциального блока к выходному валу с различными передаточными отношениями.The next difference of the proposed invention is that the control elements of the multi-band matching gearbox of the multi-band three-stream continuously variable transmission allow the simultaneous connection of the output links of the differential unit to the output shaft with different gear ratios.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии содержит, по меньшей мере, два диапазона переднего хода и, по меньшей мере, один диапазон заднего хода.Another feature of the proposed invention is that the multi-range matching gearbox of the multi-range three-stream continuously variable transmission contains at least two forward ranges and at least one reverse range.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по двухвальной кинематической схеме.The next difference of the proposed invention is that the multi-band matching gearbox of the multi-band three-stream continuously variable transmission is made according to a two-shaft kinematic scheme.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по трехвальной кинематической схеме таким образом, что на одном из диапазонов одно из выходных звеньев дифференциального блока может непосредственно подключаться к выходному валу.Another difference of the proposed invention is that the multi-band matching gearbox of the multi-band three-stream continuously variable transmission is made according to a three-shaft kinematic scheme so that on one of the ranges one of the output links of the differential unit can be directly connected to the output shaft.
Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по планетарной кинематической схеме таким образом, что на одном из диапазонов одно из выходных звеньев дифференциального блока может непосредственно подключаться к выходному валу.Another difference of the proposed invention is that the multi-range matching gearbox of the multi-range three-stream continuously variable transmission is made according to the planetary kinematic scheme so that on one of the ranges one of the output links of the differential unit can be directly connected to the output shaft.
Описание фигур. Устройство представлено на 36 фигурах. Description of figures . The device is presented in 36 figures.
На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого изобретения.Figure 1 shows the structural diagram of the invention.
На фиг.2-10 изображены восемь возможных вариантов обобщенных структурных схем дифференциального блока предлагаемого изобретения.Figure 2-10 shows eight possible variants of the generalized structural schemes of the differential block of the invention.
На фиг.11 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.2.Figure 11 shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in figure 2.
На фиг.12 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.11, при остановленном входном валу 1.In Fig.12 shows a speed plan of the links of the kinematic circuit shown in Fig.11, with the
На фиг.13 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.3.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in figure 3.
На фиг.14 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.13, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of the speeds of the links of the kinematic circuit shown in Fig, when the
На фиг.15 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.4.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in figure 4.
На фиг.16 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.15, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic circuit shown in Fig, when the
На фиг.17 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.5.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in figure 5.
На фиг.18 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.17, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic circuit depicted in Fig, when the
На фиг.19 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.6.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig.6.
На фиг.20 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.19, при остановленном входном валу 1.In Fig.20 shows a speed plan of the links of the kinematic circuit shown in Fig.19, with the
На фиг.21 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.7.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig.7.
На фиг.22 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.21, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic circuit shown in Fig, when the
На фиг.23 изображен другой пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.7.On Fig shows another example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig.7.
На фиг.24 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.23, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic scheme depicted in Fig, when the
На фиг.25 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.8.On Fig shows an example of a kinematic circuit of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig. 8.
На фиг.26 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.25, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic circuit shown in Fig, when the
На фиг.27 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.9.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig.9.
На фиг.28 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.27, при остановленном входном валу 1.In Fig.28 shows a speed plan of the links of the kinematic scheme depicted in Fig.27, with the
На фиг.29 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.10.In Fig.29 shows an example of a kinematic diagram of a differential block corresponding to the generalized block diagram depicted in Fig.10.
На фиг.30 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.29, при остановленном входном валу 1.On Fig shows a plan of speeds of the links of the kinematic scheme depicted in Fig, with the
На фиг.31 изображен пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач двухвального исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед и одним бесступенчатым диапазоном движения назад.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a multi-band matching gearbox twin-shaft design with four stepless ranges of movement forward and one stepless range of movement back.
На фиг.32 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач двухвального исполнения по фиг.31.On Fig shows a table of states of the control elements of the matching gearbox twin-shaft design of Fig.31.
На фиг.33 изображен пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач трехвального исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед и одним бесступенчатым диапазоном движения назад.On Fig shows an example of a kinematic diagram of a multi-band matching gearbox of a three-shaft design with four stepless ranges of forward movement and one stepless range of movement back.
На фиг.34 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач трехвального исполнения по фиг.33.On Fig shows a table of conditions of the control elements of the matching gearbox three-shaft execution of Fig.33.
На фиг.35 изображен, в виде половинного сечения, пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач планетарного исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед, одним бесступенчатым диапазоном движения назад и прямой передачей.Fig. 35 shows, in half section, an example of a kinematic diagram of a planetary multi-band matching gearbox with four stepless ranges of forward movement, one stepless range of reverse movement and direct transmission.
На фиг.36 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач планетарного исполнения по фиг.35.On Fig shows a table of conditions of the control elements of the matching gearbox planetary design of Fig.35.
Осуществление изобретения. Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия (фиг.1) включает входной вал 1, выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4, бесступенчато-регулируемое звено 5, которое соединено валами 6 и 7 с дифференциальным блоком 4 и имеет реакцию опоры (соединение с неподвижным корпусом) 8, а также согласующую коробку передач 9 и выходной вал 10. Входной вал 1 связан с дифференциальным блоком 4, выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4 связаны с согласующей коробкой передач 9, а согласующая коробка передач 9 также связана с корпусом 8 и выходным валом 10. Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия также содержит управляющий механизм (муфту) 11 прямого соединения входного вала 1 и выходного вала 10. В любом варианте выполнения структурной схемы (фиг.2-10) дифференциальный блок 4 содержит один трехзвенный дифференциальный механизм D1 (12) и один четырехзвенный дифференциальный механизм D2 (13). Во всех вариантах выполнения устройства звенья 14 и 15 являются общими для обоих дифференциальных механизмов. The implementation of the invention . A multi-band three-stream continuously variable transmission (Fig. 1) includes an
Варианты кинематических схем, представленные на фиг.11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29, включают бесступенчато-регулируемое звено в виде двух регулируемых электрических машин E1 и E2, состоящих из роторов 16, 17 и статоров 18, 19. Ротор 16 соединен с валом 6, ротор 17 соединен с валом 7. В одном из вариантов осуществления изобретения между ротором (16 или 17) и соответствующим ему валом (6 или 7) может быть размещен понижающий редуктор (на фигурах не показан). Электрические машины энергетически соединены между собой посредством, например, двух автономных инверторов напряжения с промежуточным звеном постоянного тока (на фигурах не показаны).The options for the kinematic schemes shown in Figs. 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 and 29 include a steplessly adjustable link in the form of two adjustable electrical machines E1 and E2, consisting of
Трехзвенный дифференциальный механизм D1 (12) включает центральные колеса 20 и 21, водило 22 и ряд сателлитов 23. Сателлиты 23 могут быть как одновенцовыми (фиг.11, 15, 21, 23, 27, 29), так и двухвенцовыми (фиг.13, 17, 19, 25).The three-link differential mechanism D1 (12) includes
Четырехзвенный дифференциальный механизм D2 (13) включает центральные колеса 24, 25 и 26, водило 27 и один ряд многовенцовых сателлитов 28 (фиг.19, 27) либо два ряда сцепленных сателлитов 28 и 29 (фиг.11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 29).The four-link differential mechanism D2 (13) includes
Выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4 могут либо выходить соосно, со стороны, противоположной входному валу 1 (фиг.13, 15, 17, 21, 25, 29), либо одно из звеньев (фиг.11, 27) или оба звена (фиг.19, 23) выходят в пространство между электрических машин. Крутящий момент от выведенных в пространство между электрических машин звеньев 2 и 3 отбирается посредством зубчатых венцов 30 и 31 цилиндрических передач (остальные детали передач не показаны).The output links 2 and 3 of the differential unit 4 can either come out coaxially, from the side opposite to the input shaft 1 (Fig.13, 15, 17, 21, 25, 29), or one of the links (Fig.11, 27) or both links (Fig.19, 23) go into the space between electric machines. The torque from the
Согласующая коробка передач 9 (фиг.1) имеет несколько возможных вариантов устройства, каждый из которых не меняет сущности изобретения и ведет к получению заявленного результата.Matching gearbox 9 (figure 1) has several possible variants of the device, each of which does not change the essence of the invention and leads to the claimed result.
На фиг.31 изображена согласующая коробка передач двухвального типа с четырьмя диапазонами движения вперед и одним диапазоном движения назад. Она включает два соосных первичных вала - внешний 32 и внутренний 33, соединенных соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4 непосредственно либо кинематически, например, посредством промежуточных зубчатых передач с постоянным передаточным отношением. На внешнем первичном валу 32 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса заднего диапазона 34, первого диапазона 35 и третьего диапазона 36. При увеличении числа диапазонов на внешнем первичном валу 32 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих нечетных диапазонов. Колеса 34, 35 и 36 могут жестко соединяться с валом 32 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 37 (M1), 38 (M2) и 39 (M3) кулачкового или фрикционного типа. На внутреннем первичном валу 33 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса второго диапазона 40 и четвертого диапазона 41. При увеличении числа диапазонов на внутреннем первичном валу 33 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих четных диапазонов. Колеса 40 и 41 могут жестко соединяться с валом 33 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 42 (M4) и 43 (M5), также кулачкового или фрикционного типа. Ведущее зубчатое колесо заднего диапазона 34 входит с ведомым колесом 44 посредством паразитного вала-шестерни 45 либо в постоянное зацепление (на фиг.31), либо паразитный вал-шестерню вводят в зацепление отдельным приводом (на фигурах не показано). В этом случае муфта 37 (M1) отсутствует, а колесо 34 жестко соединено с валом 32. Ведущие зубчатые колеса диапазонов переднего хода 35, 36, 40 и 41 входят в постоянное зацепление с колесами 46, 47, 48 и 49 соответственно. Колеса 44, 46, 47, 48 и 49 жестко закреплены на вторичном валу 50, который является выходным валом 10 всей трансмиссии. Реакции сил в зацеплениях, передающиеся на валы 32, 33, 45 и 50, воспринимаются корпусом 8.On Fig shows a matching gearbox of a two-shaft type with four ranges of forward movement and one range of rearward movement. It includes two coaxial input shafts - external 32 and internal 33, connected respectively to the
На фиг.32 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач двухвального типа по фиг.31, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 10 состояний управляющих механизмов. При разомкнутом состоянии всех муфт реализуется состояние “нейтрали” в трансмиссии. При замкнутой муфте 37 (M1) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 34 заднего диапазона, паразитного колеса 45 и ведомого колеса 44 связан с выходным валом 10, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых одновременно двух муфтах 37 (M1) и 38 (M2) выходной вал 10 и одно из звеньев дифференциального блока 4, соединенное с валом 32, блокируются за счет избыточной кинематической связи. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (P). При замкнутой муфте 38 (M2) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 35 первого диапазона и ведомого колеса 46 связан с выходным валом 10, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутой муфте 42 (M4) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 второго диапазона и ведомого колеса 47 связан с выходным валом 10, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутой муфте 39 (M3) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 третьего диапазона и ведомого колеса 47 связан с выходным валом 10, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнутой муфте 43 (M5) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 41 четвертого диапазона и ведомого колеса 49 связан с выходным валом 10, что реализует четвертый бесступенчатый диапазон переднего хода (IV). Помимо бесступенчатых диапазонов движения вперед согласующая коробка передач по фиг.31 обеспечивает три режима переднего хода с фиксированным передаточным отношением, при которых одновременно замыкаются две муфты смежных диапазонов. При одновременном замыкании муфт 38 (M2) и 42 (M4) реализуется первая фиксированная передача (I+II). При одновременном замыкании муфт 42 (M4) и 39 (M3) реализуется вторая фиксированная передача (II+III). При одновременном замыкании муфт 39 (M3) и 43 (M5) реализуется третья фиксированная передача (III+IV).On Fig shows a state table of the control elements of the matching gearbox of the twin-shaft type of Fig.31, as well as the region of the gear ratios for each mode of operation of the transmission, corresponding to the given example of the implementation of the matching gearbox. The practical meaning is represented by 10 states of control mechanisms. With the open state of all couplings, the “neutral” state in the transmission is realized. When the clutch 37 (M1) is closed, the
На фиг.33 изображена согласующая коробка передач трехвального типа с четырьмя диапазонами движения вперед и одним диапазоном движения назад. Она включает два соосных первичных вала - внешний 32 и внутренний 33, соединенных соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4 непосредственно либо кинематически, например, посредством промежуточных зубчатых передач с постоянным передаточным отношением. На внешнем первичном валу 32 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса заднего диапазона 34, первого диапазона 35 и третьего диапазона 36. При увеличении числа диапазонов на внешнем первичном валу 32 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих нечетных диапазонов. Колеса 34, 35 и 36 могут жестко соединяться с валом 32 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 37 (M1), 38 (M2) и 39 (M3) кулачкового или фрикционного типа. На внутреннем первичном валу 33 установлено с возможностью свободного вращения ведущее зубчатое колесо второго диапазона 40. При увеличении числа диапазонов на внутреннем первичном валу 33 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих четных диапазонов. Колесо 40 может жестко соединяться с валом 33 посредством управляющего механизма (муфты) 42 (M4), кулачкового или фрикционного типа. Вал 33 может жестко соединяться с выходным валом 10 посредством управляющего механизма (муфты) 43 (M5) также кулачкового или фрикционного типа. Ведущее зубчатое колесо заднего диапазона 34 входит с ведомым колесом 44 посредством паразитного вала-шестерни 45 либо в постоянное зацепление (на фиг.31), либо паразитный вал-шестерню вводят в зацепление отдельным приводом (на фигурах не показано). В этом случае муфта 37 (M1) отсутствует, а колесо 34 жестко соединено с валом 32. Ведущие зубчатые колеса диапазонов переднего хода 35, 36 и 40 входят в постоянное зацепление с колесами 46, 47 и 49 соответственно. Колеса 44, 46, 47, и 48 жестко закреплены на промежуточном валу 51. На этом же валу жестко закреплено зубчатое колесо 52, находящееся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 53, жестко закрепленным на выходном валу 10. Валы 32, 33 и 10 в согласующей коробке передач трехвального типа соосны. Реакции сил в зацеплениях, передающиеся на валы 32, 33, 45, 51 и 10, воспринимаются корпусом 8.On Fig shows a matching gearbox of a three-shaft type with four ranges of forward movement and one range of rearward movement. It includes two coaxial input shafts - external 32 and internal 33, connected respectively to the
На фиг.34 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач трехвального типа по фиг.33, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 10 состояний управляющих механизмов. При разомкнутом состоянии всех муфт реализуется состояние “нейтрали” в трансмиссии. При замкнутой муфте 37 (M1) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 34 заднего диапазона, паразитного колеса 45, ведомого колеса 44 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых одновременно двух муфтах 37 (М1) и 38 (M2) выходной вал 10 и одно из звеньев дифференциального блока 4, соединенное с валом 32, блокируются за счет избыточной кинематической связи. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (P). При замкнутой муфте 38 (M2) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 35 первого диапазона, ведомого колеса 46 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутой муфте 42 (M4) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 второго диапазона, ведомого колеса 47 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутой муфте 39 (M3) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 третьего диапазона, ведомого колеса 47 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнутой муфте 43 (M5) внутренний первичный вал 33 непосредственно связан с выходным валом 10, что реализует четвертый бесступенчатый диапазон переднего хода (IV). Помимо бесступенчатых диапазонов движения вперед согласующая коробка передач по фиг.33 обеспечивает три режима переднего хода с фиксированным передаточным отношением, при которых одновременно замыкаются две муфты смежных диапазонов. При одновременном замыкании муфт 38 (M2) и 42 (M4) реализуется первая фиксированная передача (I+II). При одновременном замыкании муфт 42 (M4) и 39 (M3) реализуется вторая фиксированная передача (II+III). При одновременном замыкании муфт 39 (M3) и 43 (M5) реализуется третья фиксированная передача (III+IV).On Fig shows a state table of the control elements of the matching gearbox of the three-shaft type of Fig.33, as well as the area of the gear ratios for each mode of operation of the transmission, corresponding to the given example of the implementation of the matching gearbox. The practical meaning is represented by 10 states of control mechanisms. With the open state of all couplings, the “neutral” state in the transmission is realized. With the clutch 37 (M1) closed, the
На фиг.35 изображена согласующая коробка передач планетарного типа с четырьмя диапазонами движения вперед, одним диапазоном движения назад и прямой передачей. Она включает три соосных первичных вала - внутренний ведущий вал 1, внешний вал 32 и средний вал 33. Валы 32 и 33 непосредственно соединены соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4. Вал 1 может непосредственно подсоединяться к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 11 (M7) кулачкового или фрикционного типа. Вал 32 жестко связан с центральным колесом 54 планетарного редуктора заднего, первого и третьего диапазонов (R, I, III), в состав которого входят также центральное колесо 55, жестко связанное с корпусом 8 и водило 56 с сателлитами 57. Водило 56 может подсоединяться к солнечному колесу 58 планетарного редуктора заднего, первого и второго диапазонов (R, I, II) посредством управляющего механизма (муфты) 59 (M3) и к водилу 60 упомянутого редуктора посредством управляющего механизма (муфты) 61 (M1). Вал 32 может подсоединяться к солнечному колесу 58 планетарного редуктора заднего, первого и второго диапазонов посредством управляющего механизма (муфты) 62 (M4). Солнечное колесо 58 входит в постоянное зацепление с сателлитом 63, ось которого закреплена в водиле 60. Водило 60 может подсоединяться к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 64 (M5), к солнечному колесу 58 посредством управляющего механизма (блокировочной муфты) 65 (M2), а также к корпусу 8 посредством управляющего механизма (тормоза) 66 (T1). Сателлит 63 также находится в постоянном зацеплении с коронным колесом 67, которое может подсоединяться к корпусу 8 посредством управляющего механизма (тормоза) 68 (T2) и к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 69 (M6).On Fig depicts a matching gear planetary type with four ranges of forward movement, one range of reverse and direct transmission. It includes three coaxial input shafts - the
На фиг.36 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач планетарного типа по фиг.35, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 11 состояний управляющих механизмов. При замкнутой муфте 59 (М3) реализуется состояние “нейтрали”. Замыкание муфты 59 (М3) необходимо для того, чтобы избежать лишних степеней свободы в трансмиссии и облегчить переход на смежные режимы работы за счет предварительной синхронизации скоростей сцепляющихся звеньев. При замкнутых муфтах 59 (М3), 69 (М6) и тормозе 66 (Т1) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом и планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным водилом, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых муфтах 59 (М3), 69 (М6) и тормозе 68 (Т2) выходной вал 10 связан с корпусом 8 трансмиссии. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (Р). При замкнутых муфтах 59 (М3), 64 (М5) и тормозе 68 (Т2) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом и планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным коронным колесом, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутых муфтах 62 (М4), 64 (М5) и тормозе 68 (Т2) внутренний первичный вал 33 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным коронным колесом, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутых муфтах 61 (M1), 62 (М4), 64 (М5) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнутых муфтах 65 (М2), 62 (М4) и 64 (М5) внутренний первичный вал 33 жестко связан с выходным валом 10 посредством водила 60, что реализует четвертый бесступенчатый диапазон переднего хода (IV). Помимо бесступенчатых диапазонов движения вперед согласующая коробка передач по фиг.35 обеспечивает четыре режима переднего хода с фиксированным передаточным отношением, один из которых обеспечивает прямую передачу. При одновременном замыкании муфт 59 (М3), 62 (М4), 64 (М5) и тормоза 68 (Т2) реализуется первая фиксированная передача (I+II). При одновременном замыкании муфт 61 (M1), 62 (М4), 64 (М5) и тормоза 68 (Т2) реализуется вторая фиксированная передача (II+III). При одновременном замыкании муфт 61 (M1), 65 (М2), 62 (М4) и 64 (М5) реализуется третья фиксированная передача (III+IV). При замкнутой муфте 11 (М7) входной вал 1 непосредственно связан с выходным валом 10, реализуя четвертую (прямую) фиксированную передачу. Муфты 65 (М2), 62 (М4) и 64 (М5) на прямой передаче также остаются замкнутыми для блокирования избыточных степеней свободы трансмиссии.On Fig shows a state table of the control elements of the matching gears of the planetary type of Fig.35, as well as the area of gear ratios for each mode of operation of the transmission, corresponding to the given example of the implementation of matching gearbox. The practical meaning is represented by 11 states of control mechanisms. With the clutch 59 (M3) closed, the “neutral” state is realized. Closing of the coupling 59 (M3) is necessary in order to avoid unnecessary degrees of freedom in the transmission and to facilitate the transition to adjacent operating modes due to preliminary synchronization of the speeds of the mating links. With closed couplings 59 (M3), 69 (M6) and brake 66 (T1), the
Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия во всех вариантах исполнения работает следующим образом.Multi-band three-line continuously variable transmission in all versions is as follows.
На всех режимах, кроме прямой передачи, механическая мощность приводного двигателя поступает на входной вал 1, передается от него в дифференциальный блок 4, затем посредством выходных звеньев 2 и 3 передается в согласующую коробку передач 9 и затем на выходной вал 10, соединенный с рабочим органом (движителем транспортного средства).In all modes, except for direct transmission, the mechanical power of the drive motor is supplied to the
Дифференциальный блок осуществляет бесступенчатое регулирование передаточного отношения от входного вала 1 к выходным звеньям 2 и 3. Регулирование передаточного отношения происходит за счет изменения соотношения частот вращения входного вала 1 и роторов 16 и 17 электрических машин Е1 и Е2.The differential unit provides stepless adjustment of the gear ratio from the
Соотношения чисел зубьев колес дифференциальных механизмов D1 и D2 в приведенных на фиг.11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29 вариантах исполнения подобраны таким образом, что при остановленном входном валу 1 относительные угловые скорости электрических машин Е1 и Е2 равны по величине, и противоположны по направлению, а угловые скорости валов 2 и 3 противоположны по направлению, равны по величине друг другу и составляют 1/3 скорости электрических машин. При регулировании передаточного отношения абсолютные угловые скорости электрических машин варьируются в пределах (0…2)ω1 (в противофазе), а абсолютные угловые скорости валов 2 и 3 изменяются в пределах (2/3…4/3)ω1 (также в противофазе). Таким образом, ширина каждого диапазона в показанных на фиг.11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29 примерах составляет 2.The ratio of the number of teeth of the wheels of the differential mechanisms D1 and D2 in the figures 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 and 29 are selected in such a way that when the
Общий диапазон бесступенчатого регулирования передаточного отношения трансмиссии составлен из нескольких частей (диапазонов), которые последовательно переключаются с низшего диапазона на высший при уменьшении передаточного отношения, и с высшего на низший при его увеличении. Выходное звено 2 подключается к выходному валу 10 посредством согласующей коробки передач 9 на нечетных диапазонах (задний ход R, I, III), а выходное звено 3 - на четных диапазонах (II, IV). Передаточные отношения в согласующей коробке передач подобраны таким образом, что при достижении границ передаточного отношения между смежными диапазонами соответствующие этим диапазонам звенья согласующей коробки передач вращаются синхронно. В представленном на фиг.31 варианте передаточное отношение в согласующей коробке передач на диапазоне I равно 4 (от вала 32 к валу 10), на диапазоне II равно 2 (от вала 33 к валу 10), на диапазоне III равно 1 (от вала 32 к валу 10), на диапазоне IV равно 0.5 (от вала 33 к валу 10). Вал 10 вращается в противоположную сторону относительно валов 32 и 33 (на диапазонах и фиксированных передачах переднего хода). В представленных на фиг.33 и фиг.35 вариантах передаточное отношение в согласующей коробке передач на диапазоне I равно 8 (от вала 32 к валу 10), на диапазоне II равно 4 (от вала 33 к валу 10), на диапазоне III равно 2 (от вала 32 к валу 10), на диапазоне IV равно 1 (от вала 33 к валу 10). Вал 10 вращается в сонаправленно относительно валов 32 и 33 (на диапазонах и фиксированных передачах переднего хода).The general range of stepless adjustment of the gear ratio of the transmission is composed of several parts (ranges), which sequentially switch from the lower to the highest range with a decrease in gear ratio, and from higher to lower when it increases. The
Указанные варианты передаточных отношений в согласующей коробке передач всех исполнений соответствуют ширине нечетных и нечетных диапазонов, равной 2.The indicated gear ratios in the matching gearbox of all versions correspond to the width of the odd and odd ranges equal to 2.
Количество диапазонов трансмиссии принципиально не ограничено и достигается увеличением числа зубчатых передач и управляющих механизмов в согласующей коробке передач 9 (фиг.1). При увеличении числа диапазонов можно, с одной стороны, уменьшать ширину каждого диапазона, тем самым уменьшая долю мощности, протекающую через бесступенчато-регулируемое звено. С другой стороны, при увеличении числа диапазонов можно увеличивать общий силовой диапазон трансмиссии.The number of transmission ranges is not fundamentally limited and is achieved by increasing the number of gears and control mechanisms in the matching gearbox 9 (Fig. 1). With an increase in the number of ranges, it is possible, on the one hand, to reduce the width of each range, thereby reducing the fraction of power flowing through a steplessly adjustable link. On the other hand, with an increase in the number of ranges, the overall power range of the transmission can be increased.
Независимое изменение ширины четных и нечетных диапазонов в зависимости от области применения трансмиссии осуществляется за счет изменения соотношений числа зубьев колес дифференциальных механизмов D1 и D2.An independent change in the width of the even and odd ranges depending on the scope of the transmission is carried out by changing the ratios of the number of teeth of the wheels of the differential mechanisms D1 and D2.
Переключение диапазонов осуществляют с перекрытием, то есть последующий диапазон включается до выключения предыдущего, поэтому разрыва силового потока при переключении не происходит. Возможна длительная работа при двух одновременно включенных смежных диапазонах. За счет добавления кинематической связи передаточное отношение трансмиссии в этом режиме фиксируется, кинематическая схема преобразуется в двухпоточную, и валы 6 и 7 бесступенчато-регулируемого звена 5 могут вращаться вхолостую, без передачи мощности. На фиксированных передачах КПД трансмиссии повышается, поскольку потери в бесступенчато-регулируемом звене устраняются.The switching of ranges is carried out with overlapping, that is, the subsequent range is turned on until the previous one is turned off, so there is no rupture of the power flow during switching. Long-term operation is possible with two adjacent adjacent ranges. By adding a kinematic connection, the transmission gear ratio in this mode is fixed, the kinematic scheme is converted to a two-stream one, and the
В режиме прямой передачи механическая мощность приводного двигателя поступает на входной вал 1 и прямо передается на выходной вал 10 посредством включенного управляющего механизма (муфты) 11 (фиг.1). В этом режиме КПД трансмиссии приближается к 100%. Прямая передача может включаться без разрыва силового потока в момент времени, когда передаточное отношение на одном из бесступенчатых диапазонов равняется единице. В вариантах реализации изобретения с согласующей коробкой передач, представленной на фиг.35, включение прямой передачи осуществляется при движении на диапазоне IV.In the direct transmission mode, the mechanical power of the drive motor is supplied to the
Замена электрических машин бесступенчато-регулируемого звена 5 (фиг.1) на регулируемые гидрообъемные машины или на фрикционную передачу (вариатор) не меняет сущности изобретения и выполняет задачу изобретения в той же мере. Общим признаком бесступенчато-регулируемого звена любого типа является наличие реакции опоры (корпуса) 8 для преобразования величины крутящего момента. В представленных вариантах реакцию опоры обеспечивают неподвижным закреплением статоров 18 и 19 электрических машин E1 и E2.Replacing the electrical machines of the continuously variable link 5 (FIG. 1) with adjustable hydrostatic machines or with a friction gear (variator) does not change the essence of the invention and fulfills the objective of the invention to the same extent. A common sign of a steplessly adjustable link of any type is the presence of the reaction of the support (housing) 8 to convert the magnitude of the torque. In the presented embodiments, the reaction of the support is provided by the fixed fixing of the
Изменение кинематических схем путем перестановки звеньев дифференциальных механизмов, замены одновенцовых сателлитов на многовенцовые и(или) сцепленные и наоборот, с сохранением соответствия структурным схемам, изображенным на фиг.2-10, также не меняет сущности изобретения и приводит к такому же техническому результату. Фиг.21 и 23 показывают, что одна и та же обобщенная структурная схема может быть реализована несколькими вариантами кинематических схем (в этом примере обе кинематические схемы соответствуют структурной схеме по фиг.7).Changing the kinematic schemes by rearranging the links of differential mechanisms, replacing the single-crown satellites with multi-crowned and / or linked ones and vice versa, while maintaining compliance with the structural schemes depicted in Figs. 2-10, also does not change the essence of the invention and leads to the same technical result. Figs. 21 and 23 show that the same generalized block diagram can be implemented by several variants of kinematic schemes (in this example, both kinematic schemes correspond to the block diagram of Fig. 7).
Таким образом, задача изобретения решается в полной мере при любых сочетаниях структурных схем дифференциального блока, приведенных на фиг.2-10, кинематических схем согласующей коробки передач, приведенных на фиг.31, 33 и 35, и при любом типе бесступенчато-регулируемого звена (фрикционном, электрическом, гидравлическом).Thus, the task of the invention is fully solved with any combination of block diagrams of the differential unit shown in FIGS. 2-10, kinematic schemes of the matching gearbox shown in FIGS. 31, 33 and 35, and with any type of steplessly adjustable link ( frictional, electric, hydraulic).
Claims (25)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141977/11A RU2555583C2 (en) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013141977/11A RU2555583C2 (en) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013141977A RU2013141977A (en) | 2015-03-20 |
| RU2555583C2 true RU2555583C2 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53285523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013141977/11A RU2555583C2 (en) | 2013-09-13 | 2013-09-13 | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2555583C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2652542C1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Double-flow tank transmission |
| RU2729847C1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-08-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Wide-range reversible transmission |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU125145A1 (en) * | 1959-05-18 | 1959-11-30 | Е.И. Магидович | Electromechanical combined three-way transmission |
| WO1994021941A1 (en) * | 1993-03-19 | 1994-09-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Continuously variable transmission with wide transmission ratio range |
| RU2460921C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Stepless gearbox (versions) |
| RU2484333C1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Multirange continuously variable transmission (versions) |
-
2013
- 2013-09-13 RU RU2013141977/11A patent/RU2555583C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU125145A1 (en) * | 1959-05-18 | 1959-11-30 | Е.И. Магидович | Electromechanical combined three-way transmission |
| WO1994021941A1 (en) * | 1993-03-19 | 1994-09-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Continuously variable transmission with wide transmission ratio range |
| RU2460921C1 (en) * | 2011-02-01 | 2012-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Stepless gearbox (versions) |
| RU2484333C1 (en) * | 2011-12-07 | 2013-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Multirange continuously variable transmission (versions) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2652542C1 (en) * | 2017-05-30 | 2018-04-26 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | Double-flow tank transmission |
| RU2729847C1 (en) * | 2020-02-19 | 2020-08-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) | Wide-range reversible transmission |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013141977A (en) | 2015-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8469850B2 (en) | Superposition transmission | |
| US10118478B2 (en) | Automatic transmission | |
| RU2307272C2 (en) | System of transmission with constantly changing gear ratio | |
| AU2014229074B2 (en) | Split power infinitely variable transmission architecture | |
| US3897697A (en) | Infinitely variable drive ratio hydro-mechanical transmission for vehicles or the like | |
| CN106415064B (en) | Speed changer for motor vehicle | |
| CN109764107B (en) | Variable speed transmission device | |
| CN104936808A (en) | Transmission and a method for operating same | |
| US8287415B2 (en) | Transmission unit, particularly multi-range transmission | |
| US8585532B2 (en) | Independently controllable transmission mechanism with series types | |
| CN109707816B (en) | Continuously variable transmission with power splitting | |
| CN112128337B (en) | Gear-double annular-hydraulic composite transmission device | |
| CN109707806A (en) | The stepless drive apparatus of power dividing type | |
| CN109630626A (en) | A kind of eight the first eight reverse planetary gears | |
| RU2555583C2 (en) | Multirange three-line stepless transmission on basis of two differential gears | |
| RU2554922C1 (en) | Multi-range three-train stageless transmission based on five-link differential gear | |
| JP2017075692A (en) | Continuously variable power split transmission including planetary gear set and having at least three travel ranges | |
| US5277670A (en) | Circuit change-over gear with infinitely variable transmission | |
| CN112440720B (en) | Hybrid power device and vehicle | |
| GB2410302A (en) | Multi-regime CVT with coaxial input and output shafts | |
| GB2397630A (en) | A multi-regime CVT system with coaxial input and output shafts | |
| CN114294396B (en) | Stepless speed change transmission device with equal difference and equal ratio output | |
| WO2019195993A1 (en) | Loader three-stage hydraulic mechanical stepless transmission device | |
| CN214775359U (en) | Multi-mode output stepless speed change transmission system with intermediate shaft | |
| RU2323103C1 (en) | Eight-speed misaligned shaft-and-planetary gearbox |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150914 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20161027 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180914 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190708 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200914 |