RU2634062C1 - Power distribution mechanism of vehicle transmission system - Google Patents

Power distribution mechanism of vehicle transmission system Download PDF

Info

Publication number
RU2634062C1
RU2634062C1 RU2016136252A RU2016136252A RU2634062C1 RU 2634062 C1 RU2634062 C1 RU 2634062C1 RU 2016136252 A RU2016136252 A RU 2016136252A RU 2016136252 A RU2016136252 A RU 2016136252A RU 2634062 C1 RU2634062 C1 RU 2634062C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
planetary gear
zero
planetary
gear
additional
Prior art date
Application number
RU2016136252A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Юрьевич Добрецов
Александр Георгиевич Семенов
Роман Александрович Дидиков
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
Priority to RU2016136252A priority Critical patent/RU2634062C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634062C1 publication Critical patent/RU2634062C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/348—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed
    • B60K17/35—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having differential means for driving one set of wheels, e.g. the front, at one speed and the other set, e.g. the rear, at a different speed including arrangements for suppressing or influencing the power transfer, e.g. viscous clutches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • 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
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H48/30—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using externally-actuatable means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

FIELD: automotive engineering.
SUBSTANCE: power distribution mechanism (PDM) in a vehicle transmission system includes two-stage reduction gear system. PDM input link is indirectly connected to the engine, and the output links are indirectly connected, for example, through the semi-axles, with drive wheels of the vehicle. The composition of the PDM includes planetary gear rows (zero, additional, first and second - in accordance with the sequence in the direction from the input to the output link). Zero row, directly connected with the input link, corresponds functionally to the simple differential. Braking elements T1 And T2 are provided to do a differentiated braking action on the links of the gear unit and an electronic control system for the said braking elements. The gear part is formed with four cylindrical three-link planetary gear rows. Its input link is connected to the links of, at least, two planetary gear rows. The braking elements control system is made using the principle of pulse width modulation of pressure in the friction contact pairs of braking elements.
EFFECT: improvement of technical-operational and tactical-technical characteristics.
4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к колесным транспортным средствам, преимущественно автомобилям повышенной и высокой проходимости, транспортно-технологическим машинам, включая легкие гусеничные машины, мобильные роботы. Конкретно - к дифференциальным механизмам распределения мощности (МРМ) - как к межколесным дифференциалам (между левым и правым соосными колесами), так и к межосным дифференциалам (между колесными мостами).The invention relates to wheeled vehicles, mainly off-road and high-cross-country vehicles, transport and technological vehicles, including light tracked vehicles, mobile robots. Specifically, to the differential mechanisms of power distribution (MRM) - both to the interwheel differentials (between the left and right coaxial wheels), and to the inter-axle differentials (between the wheel axles).

Наиболее распространенным МРМ является простой конический дифференциал (общеизвестен).The most common MRI is a simple conical differential (commonly known).

При всей своей востребованности эксплуатационные свойства простого дифференциала уже не удовлетворяют запросам потребителей и уровню развития трансмиссий автомобилей. Поиск способа преодолеть известные недостатки простого дифференциала привел к появлению множества конструкций МРМ как на основе зубчатых механизмов («самоблокирующиеся» дифференциалы), так и использующих иные принципы работы (вискомуфта и др.). Следует отметить, что каждая из альтернативных простому дифференциалу конструкций обладала своими недостатками, в связи с чем дифференциал так и остался наиболее распространенным типом МРМ, в котором сочетаются простота, отработанность конструкции, надежность, компактность, высокий к.п.д. собственно редукторной части.For all its relevance, the operational properties of a simple differential no longer satisfy the demands of consumers and the level of development of automobile transmissions. The search for a way to overcome the known shortcomings of a simple differential has led to the emergence of many MRM designs based on gear mechanisms ("self-locking" differentials) and using other operating principles (viscous coupling, etc.). It should be noted that each of the alternatives to the simple differential design had its own drawbacks, and therefore the differential remained the most common type of MPM, which combines simplicity, sophisticated design, reliability, compactness, and high efficiency. the gear unit itself.

В то же время в области транспортного машиностроения (в том числе в системах управления поворотом гусеничных машин с использованием фрикционных тормозных элементов) рассматриваются возможности реализации широтно-импульсного модулирования давления во фрикционных парах трения - ШИМД [К методу оценки частоты импульсного управления поворотом гусеничной машины / Бойков А.В., Григорьев А.П., Русинов Р.В. // Рабочие процессы в компрессорах и установках с ДВС: межвузовский сборник. - П.: Изд-во ЛПИ им. М.И. Калинина, 1987. - С. 73-78; RU 2123440 С1, МПК B60K 23/02, В60Т 13/68, 20.12.1998].At the same time, in the field of transport engineering (including control systems for turning tracked vehicles using friction brake elements), the possibilities of implementing pulse-width pulse modulation of pressure in friction friction pairs - SHIMD [On the method of estimating the frequency of pulse control of rotation of a tracked vehicle / Boykov A.V., Grigoriev A.P., Rusinov R.V. // Workflows in compressors and systems with internal combustion engines: interuniversity collection. - P .: Publishing house of LPI named after M.I. Kalinina, 1987 .-- S. 73-78; RU 2123440 C1, IPC B60K 23/02, B60T 13/68, 12.20.1998].

ШИМД, как показали теоретические и экспериментальные НИОКР, - эффективное средство улучшения маневренности наземного транспортного средства. Оно активно используется в автоматических коробках перемены передач зарубежных конструкций [Автоматические коробки передач / Харитонов С.А. - М.: ООО "Издательство Аристель", ООО "Издательство ACT", 2003. - 335 с., ил.], и специалисты признают перспективность этого направления.SHIMD, as shown by theoretical and experimental R&D, is an effective means of improving the maneuverability of a land vehicle. It is actively used in automatic transmissions of foreign designs [Automatic transmissions / Kharitonov S.A. - M .: Aristel Publishing House LLC, ACT Publishing House LLC, 2003. - 335 pp., Ill.], And experts recognize the prospects of this area.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого изобретения, то есть совпадающим с ним по назначению и по общим существенным конструктивным признакам, является механизм распределения мощности в трансмиссии автомобиля, содержащий редукторную часть с двумя степенями свободы (кратко - «двухстепенной редуктор»), входное звено которого опосредованно связано с двигателем, а выходные звенья опосредованно (через полуоси) связаны с левым и правым ведущими колесами автомобиля, с планетарными зубчатыми рядами - нулевым, первым и вторым, а также содержащий тормозные элементы с возможностью дифференцированного тормозного воздействия на звенья редукторной части и электронную систему управления упомянутыми тормозными элементами, связанную с рулевым механизмом с возможностью поворота управляемых колес автомобиля [Dr. Claus Granzov. ZV Vector Drive - better driving dynamic sand diving Satety through Torque Vectoring II http://www.irs.kit.edu/download/131213_GC_Torque Vectoring_ZF_Handout.pdf. 13.12.2013].The closest analogue (prototype) of the claimed invention, that is, coinciding with the purpose and general essential design features, is a power distribution mechanism in a vehicle’s transmission, containing a gear unit with two degrees of freedom (briefly - “two-stage gearbox”), the input link of which indirectly connected with the engine, and the output links indirectly (through the semi-axes) are connected with the left and right driving wheels of the car, with planetary gear rows - zero, first and second, and containing brake elements with the possibility of differential brake effect on the links of the gear part and the electronic control system of the said brake elements, connected with the steering mechanism with the possibility of turning the steered wheels of the car [Dr. Claus Granzov. ZV Vector Drive - better driving dynamic sand diving Satety through Torque Vectoring II http://www.irs.kit.edu/download/131213_GC_Torque Vectoring_ZF_Handout.pdf. 12/13/2013].

В нем редукторная часть выполнена с простым коническим дифференциалом и двумя, слева и справа от упомянутого конического дифференциала, одинаковыми цилиндрическими трехзвенными планетарными зубчатыми рядами со ступенчатыми (т.е. соосными) сателлитами, при этом входное звено редукторной части (корпус конического дифференциала) соединено с солнцем малого венца указанного сателлита, больший венец последнего соединен, посредством другого солнца, с одной из полуосей и, далее, с одним (соответствующим - левым или правым) из ведущих колес автомобиля, а водило - с дисковыми подвижными элементами тормоза.In it, the gear part is made with a simple conical differential and two identical left cylindrical three-link planetary gear rows with stepped (i.e., coaxial) satellites, while the input part of the gear part (conical differential housing) is connected to the sun of the small crown of the specified satellite, the larger crown of the latter is connected, through the other sun, to one of the half shafts and, further, to one (the corresponding one - left or right) of the drive wheels of the car Abundance, and the carrier - with disc brakes movable elements.

Прототип позволяет рациональнее аналога - простого дифференциала - реализовывать подводимую к ведущим колесам автомобиля мощность в соответствии с условиями движения.The prototype allows for a more rational analogue - a simple differential - to realize the power supplied to the drive wheels of the car in accordance with traffic conditions.

Однако при этом появляется необходимость в дополнительных механических, гидравлических и электронных устройствах, неизбежное при этом ухудшение массогабаритных показателей и рост себестоимости. При этом конструкция при ее реализации «в металле» получается излишне габаритной по высоте (определяется прежде всего диаметром планетарных рядов и дисковых элементов управления), что особенно болезненно для заднеприводных автомобилей.However, this creates the need for additional mechanical, hydraulic and electronic devices, the inevitable at the same time deterioration of overall dimensions and cost growth. At the same time, the design when it is implemented “in the metal” is obtained in excess of overall height (determined primarily by the diameter of planetary gears and disk controls), which is especially painful for rear-wheel drive cars.

Улучшение технико-эксплуатационных (в приложении к гражданским автомобилям) или тактико-технических (в приложении к военным и специальным автомобилям) характеристик носит частичный (ограниченный) характер, оставляет резервы дальнейшего совершенствования устройства.Improvement of technical and operational (as applied to civilian vehicles) or tactical and technical (as applied to military and special vehicles) characteristics is partial (limited) in nature, leaving reserves for further improvement of the device.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в устранении указанных недостатков прототипа и, соответственно, в улучшении технико-эксплуатационных (в приложении к колесным шасси гражданских транспортных средств) или тактико-технических характеристик (в приложении к колесным шасси военных и специальных транспортных средств).The problem to which the claimed invention is directed, is to eliminate the aforementioned disadvantages of the prototype and, accordingly, to improve technical and operational (in the application to the wheeled chassis of civilian vehicles) or tactical and technical characteristics (in the application to the wheeled chassis of the military and special vehicles )

Решение поставленной задачи достигается тем, что в механизме распределения мощности в трансмиссии автомобиля, содержащем двухстепенную редукторную часть, входное звено которого опосредованно связано с двигателем, а выходные звенья опосредованно, например, через полуоси связаны с левым и правым ведущими колесами автомобиля, с планетарными зубчатыми рядами - нулевым, первым и вторым, причем нулевой, непосредственно связанный с упомянутым входным звеном, - с функцией простого дифференциала, а также содержащий тормозные элементы с возможностью дифференцированного тормозного воздействия на звенья редукторной части и электронную систему управления упомянутыми тормозными элементами, редукторная часть выполнена с четырьмя цилиндрическими трехзвенными планетарными зубчатыми рядами, включая дополнительный редукторный, при этом входное ее звено непосредственно соединено со звеньями двух планетарных рядов, а система управления тормозными элементами выполнена с возможностью широтно-импульсной модуляции давления во фрикционных контактных парах тормозных элементов.The solution to this problem is achieved by the fact that in the power distribution mechanism in the vehicle’s transmission containing a two-stage gear part, the input link of which is indirectly connected to the engine, and the output links are indirectly connected, for example, through the axle shafts to the left and right driving wheels of the car, with planetary gear rows - zero, first and second, and zero, directly connected with the mentioned input link, - with the function of a simple differential, and also containing brake elements with possible by differential brake action on the links of the gear unit and the electronic control system of the said brake elements, the gear unit is made with four cylindrical three-link planetary gear rows, including an additional gear unit, while its input link is directly connected to the links of two planetary gears, and the brake control system is made with the possibility of pulse-width modulation of pressure in the friction contact pairs of brake elements.

Решение поставленной задачи достигается также за счет дополнительных конструктивных признаков (при сформулированной выше основной совокупности признаков), представляющих собой частные случаи заявляемого устройства:The solution to this problem is also achieved due to additional structural features (with the above main set of features), which are special cases of the claimed device:

- нулевой и дополнительный редукторный планетарные ряды могут быть выполнены с сателлитом из двух сцепленных зубчатых колес, входное звено соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов, водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым, эпицикл нулевого планетарного ряда посредством сателлита из двух сцепленных зубчатых колес и солнца соединен, совместно с эпициклом первого и солнцем второго планетарных рядов, с другим, например правым, ведущим колесом автомобиля, солнце первого планетарного ряда совместно с эпициклом второго планетарного ряда связаны с первым тормозным элементом, водило второго планетарного ряда связано со вторым тормозным элементом, водило первого планетарного ряда объединено с эпициклом дополнительного редукторного планетарного ряда, а водило последнего установлено неподвижно, при этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны, а кинематические параметры k0 и kред соответственно нулевого и дополнительного редукторного планетарных рядов положительны и равны 2 (такой частный вариант устройства в сочетании основных и дополнительных признаков позволяет, во-первых, сделать нулевой планетарный ряд функциональным аналогом простого дифференциала - конического дифференциала; во-вторых, за счет применения простых планетарных механизмов, достичь максимальной технологичности конструкции; в-третьих, за счет введения дополнительного редукторного планетарного ряда, что является главной изобретательской идеей заявляемого изобретения, в сочетании с подбором параметров ki перечисленных планетарных рядов, минимизировать габариты механизма по высоте (за счет минимизации диаметрального габарита), при высокой компактности конструкции; в-четвертых, что является специфической особенностью именно этого частного случая устройства, сокращение до 50% числа планетарных рядов с сателлитами из сцепленных зубчатых колес);- the zero and additional gear planetary gears can be made with a satellite from two engaged gears, the input link is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gears, the planet carrier of the zero planetary gear is connected to one driving wheel of the car, for example, the left, the gear planet zero gear by means of a satellite of two gears and a sun connected, together with the epicycle of the first and the sun of the second planetary gears, with another, for example, the right , the driving wheel of the car, the sun of the first planetary gear set together with the epicycle of the second planetary gear set is connected to the first brake element, the carrier of the second planetary gear set is connected to the second brake element, the carrier of the first planetary gear set is combined with the epicycle of the additional planetary gear set, and the carrier of the latter is fixedly mounted, the kinematic parameters k 1 and k 2, respectively, of the first and second planetary series are negative, and the kinematic parameters k 0 and k red, respectively, of zero and additional gear planetary gears are positive and equal to 2 (such a particular version of the device in combination with the main and additional features allows, firstly, to make the planetary gear zero a functional analogue of a simple differential - a conical differential; secondly, through the use of simple planetary mechanisms, to achieve maximum technological design; thirdly, due to the introduction of an additional planetary gear set, which is the main inventive idea of the claimed invention, in combination with the selection of parameters k i of the listed planetary gear sets, minimize the height of the mechanism (by minimizing the diametric dimension), with a high compact design; fourthly, which is a specific feature of this particular particular case of the device, a reduction of up to 50% in the number of planetary gear sets with satellites from coupled gears);

- нулевой планетарный ряд может быть выполнен с сателлитами из двух сцепленных зубчатых колес, входное звено соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов, водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым, солнца нулевого, первого и второго планетарных рядов объединены между собой и соединены с другим, например правым, ведущим колесом автомобиля, солнца первого, второго и дополнительного редукторного планетарных рядов объединены, эпицикл дополнительного редукторного планетарного ряда установлен неподвижно, а эпициклы первого и второго планетарных рядов связаны соответственно с первым и вторым тормозными элементами, при этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны, кинематический параметр k0 нулевого планетарного ряда равен 2, а кинематический параметр kред дополнительного редукторного планетарного ряда равен минус 2,5 (специфической особенностью этого частного случая устройства является то, что в нем достигнуты еще меньшие габариты по высоте (диаметральный габарит), а также явные технологические преимущества - уже всего один ряд с сателлитами со сцепленными зубчатыми колесам вместо одного, она более проста и удобнее в сборке/разборке);- the zero planetary gear set can be made with satellites from two coupled gears, the input link is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gears, the planetary gear carrier of the zero gear is connected to one driving wheel of the car, for example, the left one, the sun of the zero, first and second planetary rows are interconnected and connected to another, for example, the right, driving wheel of the car, the suns of the first, second and additional gear planetary gears are combined, epic the additional gear planetary gear set is fixed, and the epicycles of the first and second planetary gears are associated with the first and second brake elements, respectively, while the kinematic parameters k 1 and k 2 of the first and second planetary gears are negative, the kinematic parameter k 0 of the zero planetary gear is 2 and kinematic parameter k ed additional gear planetary gear set is minus 2.5 (specific feature of this particular case the device is that it will reach you still smaller dimensions height (diametrical dimension), as well as clear technological advantages - have only one number with the satellites with the clutch gear wheels instead of one, it is more simple and easy to assemble / disassemble);

- входное звено механизма может быть связано с двигателем через коническую передачу (это позволяет оптимизировать общую компоновку трансмиссии, а значит, и автомобиля в целом, а также максимально адаптировать заявляемое техническое решение к базовым условиям ее монтажа при реализации).- the input link of the mechanism can be connected to the engine through a bevel gear (this allows you to optimize the overall layout of the transmission, and therefore the car as a whole, as well as adapt the claimed technical solution to the basic conditions for its installation during implementation).

Среди известных устройств и способов не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной (что свидетельствует о мировом уровне новизны технического предложения).Among the known devices and methods, no such combination of essential features would coincide with the declared one (which indicates the world level of novelty of the technical proposal).

В то же время, как показано выше в изложении технического результата, именно за счет последней достигается новый технический результат в соответствии с поставленной задачей. Налицо причинно-следственная связь заявляемых новых конструктивных признаков и нового технического результата («сверхэффекта» в патентоведческой терминологии), причем не следующего явным образом для специалистов на достигнутом уровне развития техники, что свидетельствует об изобретательском уровне заявляемого технического решения.At the same time, as shown above in the presentation of the technical result, it is due to the latter that a new technical result is achieved in accordance with the task. There is a causal relationship between the claimed new design features and the new technical result (“super-effect” in patenting terminology), and not the following explicitly for specialists at the achieved level of technological development, which indicates the inventive step of the claimed technical solution.

Предлагаемые материальные средства и технологии (см. далее по тексту подробное описание устройства и функционирования механизма) для изготовления заявляемого устройства, очевидно, соответствуют текущему технологическому укладу (с учетом «выбега» на организацию производства), что свидетельствует о промышленной применимости заявляемого технического решения.The proposed material means and technologies (see below for a detailed description of the device and the functioning of the mechanism) for the manufacture of the inventive device obviously correspond to the current technological mode (taking into account the “run-out” for the organization of production), which indicates the industrial applicability of the claimed technical solution.

Таким образом, заявляемое техническое решение отвечает всем трем критериям патентоспособности согласно действующему патентному законодательству.Thus, the claimed technical solution meets all three criteria of patentability in accordance with the current patent law.

Заявляемое устройство механизма распределения мощности в трансмиссии автомобиля пояснено (на примере межколесного дифференциала) на чертежах:The inventive device of the power distribution mechanism in the transmission of a vehicle is explained (on the example of a cross-axle differential) in the drawings:

на фиг. 1 показана обобщенная блок-схема заявляемого устройства, где R - редукторная часть механизма распределения мощности (МРМ); T1, Т2 - тормоза определенных (см. далее частные случаи) звеньев редукторной части R; СУ - система управления упомянутыми тормозами; 0, Х1, Х2 - входное и выходные звенья R; M0, M1, М2 - крутящие моменты на звеньях 0, Х1, Х2 соответственно; ω0, ω1, ω2 - скорости вращения звеньев 0, Х1, Х2 соответственно; K1, K2 - ведущие колеса автомобиля;in FIG. 1 shows a generalized block diagram of the inventive device, where R is the gear part of the power distribution mechanism (MRM); T 1 , T 2 - brakes of certain (see further special cases) links of the gear part R; SU - control system for said brakes; 0, X 1 , X 2 - input and output links R; M 0 , M 1 , M 2 - torques on the links 0, X 1 , X 2, respectively; ω 0 , ω 1 , ω 2 - the rotation speed of the links 0, X 1 , X 2, respectively; K 1 , K 2 - driving wheels of the car;

на фиг. 2 показана кинематическая схема первого (по порядку и по авторскому рейтингу) частного случая реализации заявляемого механизма распределения мощности (МРМ-4), где дополнительно введены обозначения: 0* - звено, предшествующее входному звену 0 и связанное непосредственно или опосредованно с двигателем; k0, k1, k2 - кинематические параметры «k» одноименных (нулевого «0», первого «1» и второго «2») планетарных зубчатых рядов редукторной части R; u - передаточное отношение;in FIG. 2 shows the kinematic diagram of the first (in order and according to the author’s rating) particular case of the implementation of the claimed power distribution mechanism (MPM-4), where the notation is additionally introduced: 0 * - the link preceding the input link 0 and connected directly or indirectly with the engine; k 0 , k 1 , k 2 - kinematic parameters “k” of the same name (zero “0”, first “1” and second “2”) planetary gear rows of the gear part R; u is the gear ratio;

на фиг. 3 - кинематическая схема второго (по порядку) частного случая реализации заявляемого механизма распределения мощности (МРМ-5), где обозначения аналогичны фиг. 2;in FIG. 3 is a kinematic diagram of a second (in order) particular case of the implementation of the claimed power distribution mechanism (MPM-5), where the designations are similar to FIG. 2;

на фиг. 4 - блок-схема (состав, структура и принцип работы) следящей системы управления поворотом автомобиля, использующей широтно-импульсную модуляцию давления во фрикционных контактных парах тормозных элементов.in FIG. 4 is a block diagram (composition, structure, and principle of operation) of a vehicle steering control system using pulse-width modulation of pressure in friction contact pairs of brake elements.

МРМ по любому из заявляемых частных случаев реализации конструктивного исполнения содержит (см. фиг. 1) редукторную часть R с двумя степенями свободы (кратко - «двухстепенной редуктор»). Входное звено 0 редукторной части R (а значит, и МРМ в целом) опосредованно связано с двигателем (не показано), а выходные звенья X1 и Х2 опосредованно (будет показано на фиг. 2 и 3), например, через полуоси автомобиля связаны с ведущими колесами K1, K2 автомобиля.MRM according to any of the claimed particular cases of the implementation of the design contains (see Fig. 1) the gear part R with two degrees of freedom (briefly - "two-stage gear"). The input link 0 of the gear part R (and, therefore, the MPM as a whole) is indirectly connected to the engine (not shown), and the output links X 1 and X 2 are indirectly (shown in Figs. 2 and 3), for example, connected through the axles of the car with drive wheels K 1 , K 2 car.

В составе МРМ предусмотрены тормозные элементы Т1, Т2 (тормоза, преимущественно дисковые) с возможностью дифференцированного тормозного воздействия на определенные (см. далее частные случаи) звенья редукторной части R, а также система управления СУ упомянутыми тормозами.The MRM includes brake elements T 1 , T 2 (brakes, mainly disc) with the possibility of differentiated braking effect on certain (see further special cases) links of the gear part R, as well as the control system for the said brake system.

СУ реализует принципы электронного управления с использованием широтно-импульсной модуляции величины давления рабочей жидкости в бустерах тормозов (в гидросистеме) и, следовательно, в пятне контакта фрикционных поверхностей тормозных элементов (сдавливания дисков тормозов T1, Т2) - ШИМД.SU implements the principles of electronic control using pulse-width modulation of the pressure of the working fluid in the brake booster (in the hydraulic system) and, therefore, in the contact patch of the friction surfaces of the brake elements (squeezing the brake discs T 1 , T 2 ) - SHIMD.

СУ учитывает (получает) при этом сигналы с датчиков частоты вращения ведущих колес K1, K2 автомобиля, информацию о тягово-скоростном режиме работы двигателя и трансмиссии, положении органов управления (прежде всего, рулевого колеса в составе рулевого механизма в обеспечении поворота управляемых колес автомобиля) и др., что позволяет реализовать оптимальное в текущих условиях движения управляющее воздействие на редукторную часть R. Иначе говоря, объектами управления являются тормоза T1, Т2, причем с дифференцированно изменяемыми усилием и скважностью их срабатывания.The SU takes into account (receives) the signals from the speed sensors of the driving wheels K 1 , K 2 of the car, information on the traction-speed mode of operation of the engine and transmission, the position of the controls (primarily the steering wheel in the steering gear to ensure the rotation of the steered wheels vehicle) et al., which allows for an optimal driving conditions at current control action to the geared portion R. in other words, the control objects are the brakes T 1, T 2, and with differentially variable force duty cycle of their operation.

Далее, ближе к концу описания заявляемого устройства и его работы, будет дано развернутое описание соответственно устройства и работы СУ (с блок-схемой фиг. 4) в обоснование декларированной возможности реализации ШИМД.Further, closer to the end of the description of the claimed device and its operation, a detailed description will be given of the device and operation of the control system (with the flowchart of Fig. 4), respectively, in support of the declared possibility of implementing ShIMD.

Редукторная часть R представляет собой, в общем случае, зубчатый планетарный редуктор с двумя степенями свободы. Его шестерни выполняются, предпочтительно, косозубыми или шевронными.The gear unit R is, in the general case, a gear planetary gearbox with two degrees of freedom. Its gears are preferably helical or chevron.

Редукторная часть R выполнена, конкретно, с планетарными зубчатыми рядами - нулевым «0», дополнительным редукторным (дополнительный редуктор), доп., первым «1» и вторым «2», с одноименными кинематическими параметрами k0, kдоп, k1, k2. Входное звено 0 редукторной части R соединено в параллель со звеньями двух планетарных рядов: нулевой ряд «0», непосредственно связанный с упомянутым входным звеном 0, является аналогом простого дифференциала (аналогично прототипу с коническим дифференциалом), то есть несет функцию простого дифференциала.The gear part R is made, specifically, with planetary gear rows - zero “0”, additional gear (additional gear), add., First “1” and second “2”, with the same kinematic parameters k 0 , k add , k 1 , k 2 . The input link 0 of the gear part R is connected in parallel with the links of two planetary gears: the zero row “0”, directly connected to the mentioned input link 0, is an analog of a simple differential (similar to the prototype with a conical differential), that is, it has the function of a simple differential.

В заявляемом устройстве по первому (рекомендуемому как одно из рациональных частных исполнений) конструктивному частному случаю (см. фиг. 2) первые два (нулевой и дополнительный редукторный) планетарных ряда выполнены с сателлитами с двумя сцепленными зубчатыми колесами (то есть «сцепленными», расположенными в одной плоскости - показано условно).In the inventive device according to the first (recommended as one of the rational particular versions) constructive special case (see Fig. 2) the first two (zero and additional gear) planetary gears are made with satellites with two engaged gears (that is, “coupled” located in one plane - shown conditionally).

Входное звено 0 соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов. Водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым K1. Эпицикл нулевого планетарного ряда, посредством «сцепленного» сателлита (с двумя сцепленными колесами) и солнца, соединен, совместно с эпициклом первого и солнцем второго планетарных рядов, с другим, например правым K2, ведущим колесом автомобиля. Солнце первого планетарного ряда совместно с эпициклом второго планетарного ряда связаны с первым тормозным элементом (тормозом) - T1. Водило второго планетарного ряда связано со вторым тормозным элементом (тормозом) - Т2. Точнее - с подвижной их частью (подвижными фрикционными дисками, то есть подвижными тормозными элементами). Водило первого планетарного ряда объединено с эпициклом дополнительного редукторного планетарного ряда, а водило последнего установлено неподвижно. При этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны (k1,2<0), а кинематический параметр kред нулевого планетарного ряда (аналогично нулевому ряду) положителен и равен двум (kред=2).The input link 0 is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gear sets. The planetary gear carrier has been connected to one driving wheel of the car, for example, the left K 1 . The epicyclic of the zero planetary gear set, by means of the “coupled” satellite (with two engaged wheels) and the sun, is connected, together with the epicycle of the first and the sun of the second planetary gears, to another, for example, the right K 2 , the driving wheel of the car. The sun of the first planetary gear set together with the epicycle of the second planetary gear set is connected with the first brake element (brake) - T 1 . The carrier of the second planetary gear set is connected with the second brake element (brake) - T 2 . More precisely, with their movable part (movable friction discs, i.e. movable brake elements). The carrier of the first planetary gear set is combined with the epicycle of the additional gear planetary gear set, and the carrier of the latter is stationary. In this case, the kinematic parameters k 1 and k 2, respectively, of the first and second planetary series are negative (k 1,2 <0), and the kinematic parameter k ed of the zero planetary gear set (similar to the zero gear) is positive and equal to two (k ed = 2).

Проведенные авторами расчеты показали, что варьирование значения kред=2 в пределах 20% в обе стороны не дает выигрыша с точки зрения уменьшения угловых скоростей сателлитов МРМ, но несущественно с точки зрения проблемы ограничения дорожного просвета автомобиля.The calculations performed by the authors showed that varying the value of k ed = 2 within 20% in both directions does not give a gain in terms of reducing the angular velocities of the MPM satellites, but it is insignificant in terms of the problem of limiting the vehicle’s ground clearance.

Введение дополнительного редуктора требует корректировки передаточного отношения главной передачи при ее наличии в трансмиссии. Естественно, при этом возрастут обороты ведущего вала МРМ и несколько ухудшатся условия работы подшипников его сателлитов.The introduction of an additional gearbox requires adjusting the final drive gear ratio when it is in the transmission. Naturally, in this case, the RPM drive shaft speed will increase and the working conditions of its satellite bearings will deteriorate somewhat.

Изменение направления вращения выходных валов из-за применения внешнего зацепления потребуется учесть, изменив ориентацию ведомой шестерни главной передачи. Альтернатива видится в применении внутреннего зацепления во второй ступени (что увеличит стоимость изделия, но положительно скажется на к.п.д. редукторной части).Changing the direction of rotation of the output shafts due to the use of external gearing will need to be taken into account by changing the orientation of the driven gear of the main gear. An alternative is seen in the use of internal gearing in the second stage (which will increase the cost of the product, but will positively affect the efficiency of the gear unit).

В заявляемом устройстве по второму (наиболее рациональному) конструктивному частному случаю (см. фиг. 3) нулевой планетарный ряд выполнен также со «сцепленными» сателлитами (с двумя сцепленными зубчатыми колесами). Входное звено 0 соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов. Водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым K1. Солнца нулевого, первого и второго планетарных рядов объединены между собой и соединены с другим, например правым K2, ведущим колесом автомобиля. Солнца первого, второго и дополнительного редукторного планетарных рядов объединены. Эпицикл дополнительного редукторного планетарного ряда установлен неподвижно. Эпициклы первого и второго планетарных рядов связаны соответственно с первым T1 и вторым Т2 тормозными элементами (тормозами), точнее - с подвижной их частью (подвижными фрикционными дисками, то есть подвижными тормозными элементами). При этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны (k1,2<0), кинематический параметр k0 нулевого планетарного ряда равен двум (k0=2), а кинематический параметр kред дополнительного редукторного планетарного ряда равен минус два с половиной (kред=-2,5).In the inventive device according to the second (most rational) constructive special case (see Fig. 3), the zero planetary gear set is also made with “coupled” satellites (with two engaged gears). The input link 0 is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gear sets. The planetary gear carrier has been connected to one driving wheel of the car, for example, the left K 1 . The suns of the zero, first and second planetary rows are interconnected and connected to another, for example, the right K 2 , the driving wheel of the car. The suns of the first, second and additional gear planetary gears are combined. The epicyclic of the additional planetary gear set is stationary. The epicycles of the first and second planetary gears are associated respectively with the first T 1 and second T 2 brake elements (brakes), more precisely, with their moving part (movable friction discs, i.e. movable brake elements). In this case, the kinematic parameters k 1 and k 2, respectively, of the first and second planetary gears are negative (k 1,2 <0), the kinematic parameter k 0 of the zero planetary gear is equal to two (k 0 = 2), and the kinematic parameter k ed of the additional planetary gear equal to minus two and a half (k ed = -2.5).

Пример: при минимальном радиусе поворота автомобиля 5 м и колее 1,8 м: k1=-1,868; k2=-3,167.Example: with a minimum turning radius of 5 m and a track of 1.8 m: k 1 = -1.868; k 2 = -3.167.

В заявляемом устройстве по третьему конструктивному частному случаю (см. фиг. 4) входное звено МРМ связано с двигателем через коническую передачу.In the inventive device according to the third constructive special case (see Fig. 4) the input link of the MPM is connected to the engine through a bevel gear.

Теперь конкретнее про СУ, реализующую ШИМД. Основными элементами системы являются (см. фиг. 4):Now more specifically about the SU, which implements SHIMD. The main elements of the system are (see Fig. 4):

- электронный блок управления (ЭБУ) 1;- electronic control unit (ECU) 1;

- дифференциальный усилитель 2;- differential amplifier 2;

- модулятор давления 3;- pressure modulator 3;

- исполнительный орган 4 - в данном случае электромагнитный клапан в магистрали фрикционного элемента управления (ФЭУ);- executive body 4 - in this case, the electromagnetic valve in the line of the friction control element (PMT);

- датчик обратной связи 5.- feedback sensor 5.

Взаимосвязи всех перечисленных элементов СУ показаны на фиг. 4 линиями-стрелками.The relationships of all of the listed elements of the control system are shown in FIG. 4 arrow lines.

Возможны другие кинематические схемы и конструкции в рамках заявляемых основной и дополнительных совокупностей существенных признаков.Other kinematic schemes and designs are possible within the framework of the claimed main and additional sets of essential features.

Устройство работает под электронным управлением. СУ получает сигналы с датчиков частоты вращения ведущих колес K1, K2 автомобиля, информацию о тягово-скоростном режиме работы двигателя и трансмиссии, положении органов управления и др., что позволяет реализовать оптимальное в данных условиях движения управляющее воздействие на редукторную часть R.The device is electronically controlled. The SU receives signals from the speed sensors of the driving wheels K 1 , K 2 of the car, information on the traction-speed mode of operation of the engine and transmission, the position of the controls, etc., which makes it possible to realize the optimal control action on the gear part R.

Планетарный ряд «0», характеризующийся кинематическим параметром k0=2 (для обоих частных случаев выполнения устройства), как оговаривалось ранее, выполняет функции простого дифференциала (принцип действия известен специалистам и автолюбителям).The planetary gear set "0", characterized by the kinematic parameter k 0 = 2 (for both special cases of the device), as stated earlier, performs the functions of a simple differential (the principle of operation is known to specialists and motorists).

При полном включении тормоза T1 или Т2 реализуется расчетный радиус поворота в соответствующую сторону, согласованный по величине с минимальным радиусом поворота, задаваемым кинематикой рулевой трапеции.When the brake T 1 or T 2 is fully engaged, the calculated turning radius in the corresponding direction is realized, coordinated in magnitude with the minimum turning radius defined by the kinematics of the steering trapezoid.

Планетарные ряды 1 и 2 предназначены для перераспределения мощности между ведущими колесами K1, K2 (соответственно, M1ω1 и М2ω2) по командам СУ.Planetary rows 1 and 2 are designed to redistribute power between the drive wheels K 1 , K 2 (respectively, M 1 ω 1 and M 2 ω 2 ) according to the commands of the control system.

Если рассогласование частот вращения ω1 и ω2 ведущих колес K1, K2 автомобиля незначительно (конкретное допустимое значение рассогласования определяется расчетом или, предпочтительнее, экспериментально в зависимости от технических характеристик шасси транспортного средства), МРМ выполняет функции простого дифференциала, элементы управления отключены.If the mismatch of the rotation frequencies ω 1 and ω 2 of the driving wheels K 1 , K 2 of the vehicle is insignificant (the specific allowable mismatch value is determined by calculation or, preferably, experimentally depending on the technical characteristics of the vehicle chassis), the MPM performs the functions of a simple differential, the controls are disabled.

Перераспределение мощности осуществляется следующим образом.The redistribution of power is as follows.

Допустим, по условиям движения необходимо подать большую мощность на колесо K2, связанное со звеном Х2. Это достигается за счет включения тормоза Т2. При полном включении тормоза Т2 реализуется максимальное передаточное отношение u1-2 между бортами. При частичном включении - в диапазоне от 1 до максимального. Аналогично МРМ перераспределяет мощность в пользу другого борта путем полного или частичного включения тормоза T1.Suppose, according to traffic conditions, it is necessary to apply more power to the wheel K 2 associated with the link X 2 . This is achieved by turning on the T 2 brake. When the brake T 2 is fully engaged, the maximum gear ratio u 1-2 between the sides is realized. With partial inclusion - in the range from 1 to maximum. Similarly, MRM redistributes power in favor of the other side by fully or partially applying the brake T 1 .

Теперь о работе СУ.Now about the work of SU.

Схема управления (см. фиг. 5) предназначена для реализации управляемого буксования ФЭУ, за счет чего достигается управление распределением сил тяги по ведущим колесам автомобиля.The control circuit (see Fig. 5) is designed to implement controlled slipping of the PMT, due to which control of the distribution of traction forces along the drive wheels of the car is achieved.

При отсутствии необходимости ШИМД сигналы ЭБУ 1 и датчика обратной связи 5 равны. Дифференциальный усилитель 2 при равенстве сигналов на входе выдает на выходе нулевое напряжение, и на модулятор давления 3 выдается сигнал с нулевым коэффициентом заполнения (бесконечной скважностью), то есть импульсы напряжения на входе модулятора 3 отсутствуют. Электромагнит модулятора 3 обесточен, золотник находится в положении слива, элемент управления 4 выключен.If there is no need for SHIMD, the signals of the ECU 1 and the feedback sensor 5 are equal. Differential amplifier 2, when the input signals are equal, outputs zero voltage at the output, and a signal with zero duty cycle (infinite duty cycle) is output to pressure modulator 3, that is, there are no voltage pulses at the input of modulator 3. The electromagnet of the modulator 3 is de-energized, the spool is in the drain position, the control element 4 is off.

Для изменения распределения сил тяги ЭБУ 1 генерирует управляющий сигнал, пропорциональный значению требуемого буксования ФЭУ, что приводит к появлению сигнала ошибки на выходе дифференциального усилителя 2. Коэффициент заполнения сигнала на входе модулятора 3 становится близким к единице или равным единице. Электромагнит модулятора 3 включается и перебрасывает золотник в положение нагнетания. Происходит заполнение гидроцилиндра ФЭУ и его включение.To change the distribution of traction forces, ECU 1 generates a control signal proportional to the value of the required PMT slipping, which leads to the appearance of an error signal at the output of differential amplifier 2. The duty cycle of the signal at the input of modulator 3 becomes close to unity or equal to unity. The electromagnet of the modulator 3 is turned on and throws the spool to the discharge position. The PMT hydraulic cylinder is filled and turned on.

Как только начинается замедление затормаживаемого звена, МРМ перераспределяет силы тяги по ведущим колесам автомобиля. Это приводит к появлению поворачивающего момента, действующего на автомобиль, и к изменению угловых скоростей его ведущих колес. При этом сигнал ошибки с усилителя 2 снижается, что приводит к уменьшению значения коэффициента наполнения импульсов на входе модулятора 3. Модулятор 3 входит в режим модуляции и начинает попеременно подключать гидроцилиндр к магистрали нагнетания или слива. Далее наступит динамическое равновесие системы, и работающий ФЭУ пробуксовывает с постоянной скоростью, поддерживая заданное распределение тяговых сил.As soon as the deceleration of the braked link begins, the MPM redistributes the traction forces along the drive wheels of the car. This leads to the appearance of a turning moment acting on the car, and to a change in the angular velocities of its driving wheels. In this case, the error signal from the amplifier 2 decreases, which leads to a decrease in the duty cycle of the pulses at the input of the modulator 3. Modulator 3 enters the modulation mode and begins to alternately connect the hydraulic cylinder to the discharge or discharge line. Next, the dynamic equilibrium of the system will come, and the working PMT will stall at a constant speed, maintaining a given distribution of traction forces.

Отключение управляющего сигнала ЭБУ приводит к уменьшению значения коэффициента заполнения до нуля. ФЭУ отключается, и МРМ переходит в режим работы симметричного дифференциала.Disabling the ECU control signal reduces the duty cycle to zero. The PMT is turned off, and the MRM enters the symmetric differential mode of operation.

В качестве датчиков обратной связи 5 целесообразно использовать датчики частоты вращения ведущих колес, входящие в состав антиблокировочной тормозной системы (АБС), или установить датчики частоты вращения (индукционные, Холла или Виганда) на полуосях МРМ. Разница сигналов датчиков стремится к нулю при прямолинейном движении и изменяется пропорционально соотношению скоростей вращения колес моста при повороте или пробуксовке.As feedback sensors 5, it is advisable to use drive wheel speed sensors that are part of the anti-lock braking system (ABS), or install speed sensors (induction, Hall or Wiegand) on the MRM axles. The difference of the sensor signals tends to zero in a rectilinear motion and changes in proportion to the ratio of the speeds of rotation of the wheels of the bridge when turning or slipping.

В качестве датчика обратной связи 5 может быть применен и датчик угловой скорости поворота автомобиля.As a feedback sensor 5 can be applied and the sensor of the angular velocity of rotation of the car.

Сигнал датчика 5 можно выводить, как показано на схеме фиг. 5, на дифференциальный усилитель 2 или передавать через схемы усилителя и аналого-цифрового преобразователя на ЭБУ. В последнем случае на дифференциальный усилитель 2 от ЭБУ через схемы цифро-аналогового преобразователя и усилителя будут выведены два сигнала: управления и датчика 5 обратной связи.The signal of the sensor 5 can be output, as shown in the diagram of FIG. 5, to differential amplifier 2 or transmit via an amplifier circuit and an analog-to-digital converter to an ECU. In the latter case, two signals will be output to differential amplifier 2 from the computer via the digital-to-analog converter and amplifier circuits: control and feedback sensor 5.

Устройство позволяет управлять буксованием дисков тормозов и за счет этого получать оптимальное в данных эксплуатационных условиях передаточное отношение u1-2, а значит - нужное распределение сил тяги по колесам K1, K2 оси автомобиля (для межколесного дифференциала) или по осям автомобиля (для межосевого дифференциала).The device allows you to control slipping of the brake discs and thereby obtain the optimal gear ratio u 1-2 in these operating conditions, which means the desired distribution of traction forces along the wheels K 1 , K 2 of the vehicle axis (for the cross-axle differential) or along the vehicle axles (for center differential).

В заявляемом устройстве нет двухвенцовых сателлитов (в отличие от прототипа) и фрикционных муфт (ШИМД для тормозов работает лучше: гидравлическая магистраль короткая и легче упростить сопряжения), а нагрузка на тормоза меньше. Следовательно, заявляемая конструкция технологичнее, проще, компактнее и разгруженнее прототипа.In the claimed device there are no two-crown satellites (unlike the prototype) and friction clutches (SHIMD for brakes works better: the hydraulic line is short and it is easier to simplify the pairing), and the load on the brakes is less. Therefore, the claimed design is more technologically advanced, simpler, more compact and unloaded prototype.

В принципе, положительный эффект можно получить и при трех планетарных рядах (без дополнительного редукторного, в связи с чем он и назван «дополнительным редуктором»). Разумеется, при несколько иной взаимосвязи основных звеньев механизма, что достигается синтезом и отбраковкой вариантов кинематических схем. Но при этом, как показали авторские исследования, будут иметь место завышенные параметры ki планетарных рядов (в характерном примере авторами получены параметры первого и второго рядов соответственно -4,545 и -5,25, а значит - относительно большие габариты МРМ по высоте (диаметр не менее 300 мм)), что является терпимым, но все-таки недостатком в приложении к заднеприводным автомобилям (т.е. с продольным расположением трансмиссии с «выходом» в салон между передними сиденьями). Введение в устройство МРМ дополнительного редуктора в виде четвертого планетарного ряда позволяет синтезировать и сконструировать механизм с существенно меньшими параметрами ki, а значит, и с меньшими габаритами по высоте (диаметральным габаритом) всего МРМ. Что здесь и реализовано, с представлением конечного продукта - кинематической схемы МРМ с расчетными рациональными связями основных звеньев и параметрами ki, как объекта промышленной собственности.In principle, a positive effect can be obtained with three planetary gears (without an additional gearbox, which is why it is called an “additional gearbox”). Of course, with a slightly different relationship between the main links of the mechanism, which is achieved by the synthesis and rejection of variants of kinematic schemes. But at the same time, as the author’s studies showed, overestimated parameters k i of the planetary series will take place (in a typical example, the authors obtained the parameters of the first and second rows, respectively -4.545 and -5.25, which means relatively large dimensions of the MPM in height (diameter less than 300 mm)), which is tolerable, but still a drawback in the application to rear-wheel drive cars (that is, with a longitudinal transmission with an “exit” to the passenger compartment between the front seats). The introduction of an additional gearbox in the form of a fourth planetary gear set into the MRM device allows you to synthesize and construct a mechanism with significantly smaller parameters k i , and hence with smaller dimensions in height (diametric dimension) of the entire MRM. What is realized here, with the presentation of the final product - the kinematic scheme of MRM with the calculated rational relationships of the main links and the parameters k i as an industrial property object.

Таким образом, заявляемое устройство, независимо от выбора частного исполнения схемы и конструкции (в том числе вариантов 1 и 2), позволяет устранить отмеченные выше недостатки прототипа и улучшить технико-эксплуатационные (в приложении к колесным шасси гражданских транспортных средств) или тактико-технические характеристики (в приложении к колесным шасси военных и специальных транспортных средств).Thus, the claimed device, regardless of the choice of the private design of the scheme and design (including options 1 and 2), allows to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prototype and improve technical and operational (in the application to the wheeled chassis of civilian vehicles) or tactical and technical characteristics (attached to wheeled chassis of military and special vehicles).

В частности, введение в устройство однорядного планетарного дополнительного редуктора позволяет уменьшить габариты МРМ по высоте (диаметру) при некотором увеличении габаритов по длине, при сохранении функциональных возможностей. Это чрезвычайно важно, например, для заднеприводных автомобилей.In particular, the introduction into the device of a single-row planetary additional gearbox allows reducing the dimensions of the MPM in height (diameter) with a slight increase in dimensions along the length, while maintaining the functionality. This is extremely important, for example, for rear-wheel drive cars.

Сравнивая три описанных частных случая реализации схем R как с прототипом, так и между собой, следует отметить следующие их особенности в отношении эффективности (положительные и отрицательные стороны).Comparing the three described particular cases of the implementation of the R schemes both with the prototype and with each other, their following features in terms of efficiency (positive and negative sides) should be noted.

Первый частный случай реализации отличается существенно уменьшенными габаритами по высоте (менее 300 мм), но наличие в двух рядах сателлитов со сцепленными колесами хотя и выступает относительно несущественной «платой» за преимущества, но стимулирует к дальнейшей оптимизации.The first special case of implementation is characterized by significantly reduced dimensions in height (less than 300 mm), but the presence in two rows of satellites with coupled wheels, although it acts as a relatively insignificant “payment” for the benefits, it stimulates further optimization.

Во втором частном случае реализации достигнуты еще меньшие габариты по высоте (диаметральные габариты), а также явные технологические преимущества (уже всего один ряд с сателлитами со сцепленными колесами вместо одного, она более проста и удобнее в сборке/разборке и др.).In the second particular case of implementation, even smaller dimensions in height (diametrical dimensions) were achieved, as well as obvious technological advantages (there is already only one row with satellites with coupled wheels instead of one, it is simpler and more convenient to assemble / disassemble, etc.).

Третий частный случай реализации (как развитие, модернизация двух предыдущих) примечателен наиболее совершенной компоновкой трансмиссии в целом и адаптацией заявляемого МРМ к базовым компоновкам транспортных средств.The third special case of implementation (as the development, modernization of the two previous ones) is notable for the most perfect layout of the transmission as a whole and the adaptation of the claimed MRM to the basic layout of vehicles.

Claims (4)

1. Механизм распределения мощности в трансмиссии автомобиля, содержащий двухстепенную редукторную часть, входное звено которого опосредованно связано с двигателем, а выходные звенья опосредованно, например, через полуоси связаны с левым и правым ведущими колесами автомобиля, с планетарными зубчатыми рядами - нулевым, первым и вторым, причем нулевой, непосредственно связанный с упомянутым входным звеном, - с функцией простого дифференциала, а также содержащий тормозные элементы с возможностью дифференцированного тормозного воздействия на звенья редукторной части и электронную систему управления упомянутыми тормозными элементами, отличающийся тем, что редукторная часть выполнена с четырьмя цилиндрическими трехзвенными планетарными зубчатыми рядами, включая дополнительный редукторный, при этом входное ее звено непосредственно соединено со звеньями двух планетарных рядов, а система управления тормозными элементами выполнена с возможностью широтно-импульсной модуляции давления во фрикционных контактных парах тормозных элементов.1. The power distribution mechanism in the vehicle’s transmission, comprising a two-stage gearbox, the input link of which is indirectly connected to the engine, and the output links are indirectly connected, for example, through the axle shafts to the left and right driving wheels of the car, to planetary gear rows - zero, first and second and zero, directly connected with the mentioned input link, with the function of a simple differential, and also containing brake elements with the possibility of differentiated braking on the links of the gear part and the electronic control system of the said brake elements, characterized in that the gear part is made with four cylindrical three-link planetary gear rows, including an additional gear, while its input link is directly connected to the links of two planetary gears, and the brake control system is made with the possibility of pulse-width modulation of pressure in the friction contact pairs of brake elements. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что нулевой и дополнительный редукторный планетарные ряды выполнены с сателлитами из двух сцепленных зубчатых колес, входное звено соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов, водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым, эпицикл нулевого планетарного ряда посредством сателлита из двух сцепленных зубчатых колес и солнца соединен, совместно с эпициклом первого и солнцем второго планетарных рядов, с другим, например правым, ведущим колесом автомобиля, солнце первого планетарного ряда совместно с эпициклом второго планетарного ряда связаны с первым тормозным элементом, водило второго планетарного ряда связано со вторым тормозным элементом, водило первого планетарного ряда объединено с эпициклом дополнительного редукторного планетарного ряда, а водило последнего установлено неподвижно, при этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны, а кинематические параметры k0 и kред соответственно нулевого и дополнительного редукторного планетарных рядов положительны и равны 2.2. The mechanism according to p. 1, characterized in that the zero and additional gear planetary gears are made with satellites of two engaged gears, the input link is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gears, the carrier of the zero planetary gear is connected to one drive wheel of a car, for example, on the left, the epicyclic of the zero planetary gear set is connected by means of a satellite of two connected gears and the sun, together with the epicycle of the first and the sun of the second planetary gear s, with another, for example, the right, driving wheel of the car, the sun of the first planetary gear set together with the epicycle of the second planetary gear set is connected with the first brake element, the carrier of the second planetary gear set is connected with the second brake element, the carrier of the first planetary gear set is combined with the epicycle of an additional planetary gear set, a carrier fixedly installed last, the kinematic parameters k 1 and k 2, respectively, the first and second planetary gear sets are negative, and the kinematic parameters k 0 and k p d zero, respectively, and an additional gear of planetary gear sets positive and equal to 2. 3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что нулевой планетарный ряд выполнен с сателлитами из двух сцепленных зубчатых колес, входное звено соединено параллельно с эпициклом нулевого и солнцем дополнительного редукторного планетарных рядов, водило нулевого планетарного ряда соединено с одним ведущим колесом автомобиля, например левым, солнца нулевого, первого и второго планетарных рядов объединены между собой и соединены с другим, например правым, ведущим колесом автомобиля, солнца первого, второго и дополнительного редукторного планетарных рядов объединены, эпицикл дополнительного редукторного планетарного ряда установлен неподвижно, а эпициклы первого и второго планетарных рядов связаны соответственно с первым и вторым тормозными элементами, при этом кинематические параметры k1 и k2 соответственно первого и второго планетарных рядов отрицательны, кинематический параметр k0 нулевого планетарного ряда равен 2, а кинематический параметр kрвд дополнительного редукторного планетарного ряда равен минус 2,5.3. The mechanism according to p. 1, characterized in that the zero planetary gear set is made with satellites of two engaged gears, the input link is connected in parallel with the epicycle of the zero and the sun of the additional gear planetary gears, the planetary gear carrier is connected to one driving wheel of the car, for example left, the suns of the zero, first and second planetary gears are interconnected and connected to another, for example, the right, driving wheel of the car, the suns of the first, second and additional gear planetars rows are combined, the epicyclic of the additional planetary gear set is stationary, and the epicycles of the first and second planetary gears are associated with the first and second brake elements, respectively, while the kinematic parameters k 1 and k 2, respectively, of the first and second planetary gears are negative, the kinematic parameter k 0 is zero the planetary gear set is 2, and the kinematic parameter k rvd of the additional gear planetary gear set is minus 2.5. 4. Механизм по любому из пп. 2, 3, отличающийся тем, что его входное звено связано с двигателем через коническую передачу.4. The mechanism according to any one of paragraphs. 2, 3, characterized in that its input link is connected to the engine through a bevel gear.
RU2016136252A 2016-09-08 2016-09-08 Power distribution mechanism of vehicle transmission system RU2634062C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136252A RU2634062C1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Power distribution mechanism of vehicle transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136252A RU2634062C1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Power distribution mechanism of vehicle transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2634062C1 true RU2634062C1 (en) 2017-10-23

Family

ID=60153909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016136252A RU2634062C1 (en) 2016-09-08 2016-09-08 Power distribution mechanism of vehicle transmission system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634062C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692737C1 (en) * 2018-04-10 2019-06-26 Евгений Владимирович Габай Mechanical transmission with hydraulic differential connections of drive wheels and multi-mode system for electronic control of their interlocking for off-road vehicle
RU2785499C1 (en) * 2022-06-24 2022-12-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Center differential power distribution

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2211564A (en) * 1987-10-15 1989-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd Differential for a motor vehicle
US5547433A (en) * 1996-05-09 1996-08-20 Yang; Tai-Her Distributed differential coupling combined power system
RU2125673C1 (en) * 1997-12-11 1999-01-27 Кузеванов Виктор Михайлович Vehicle driving axles and wheels drive power distribution mechanism
WO2012007829A2 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 E-Aam Driveline Systems Ab Axle assembly with torque distribution drive mechanism

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2211564A (en) * 1987-10-15 1989-07-05 Fuji Heavy Ind Ltd Differential for a motor vehicle
US5547433A (en) * 1996-05-09 1996-08-20 Yang; Tai-Her Distributed differential coupling combined power system
RU2125673C1 (en) * 1997-12-11 1999-01-27 Кузеванов Виктор Михайлович Vehicle driving axles and wheels drive power distribution mechanism
WO2012007829A2 (en) * 2010-07-14 2012-01-19 E-Aam Driveline Systems Ab Axle assembly with torque distribution drive mechanism

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692737C1 (en) * 2018-04-10 2019-06-26 Евгений Владимирович Габай Mechanical transmission with hydraulic differential connections of drive wheels and multi-mode system for electronic control of their interlocking for off-road vehicle
RU2785499C1 (en) * 2022-06-24 2022-12-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Center differential power distribution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20040050597A1 (en) Output power split hybrid electric drive system
US6454031B2 (en) Vehicle transmission apparatus
US4841804A (en) Automatic transmission for motor vehicles
WO2016032390A1 (en) Method and driving arrangement for distributing the number of revolutions between two wheel shafts of a vehicle by means of a differential arrangement
US7217205B2 (en) Compact inline longitudinal CVT
CN1215946C (en) Differential mechanism with variable transmission ratio and eliminating slip
RU2634062C1 (en) Power distribution mechanism of vehicle transmission system
US20090253548A1 (en) Torque vectoring axle assembly
RU2618830C2 (en) Power distribution mechanism of the vehicle transmission system
CN109334348B (en) Double-speed double-truck automobile duplex drive axle
RU2340472C2 (en) Method for vehicle driveline control
CN101900190B (en) Auto continuously variable transmission
RU2520224C1 (en) Automotive wheel or axle drive differential mechanism
RU2789152C1 (en) Power distribution mechanism in vehicle transmission
RU2763002C1 (en) Power distribution mechanism in vehicle transmission
GB2611443A (en) Steering system for vehicles and vehicles having same
CN100478586C (en) Slide limiting differential mechanism with asymmetric structure
US20120077634A1 (en) Fully-geared continuously variable transmission
CN115704462A (en) Transmission for a vehicle and drive train having such a transmission
RU2785499C1 (en) Center differential power distribution
RU2796857C1 (en) Transmission of sectional wheeled machine, preferably an articulated tractor
US10913350B2 (en) Ranged power take-off unit for transaxle
RU47293U1 (en) POWER TRANSMISSION VEHICLE WITH COMBINED MOTOR
Dobretsov et al. Power distribution mechanisms with friction control in the transmission of a road train with an active trailer-dissolution
RU2613143C1 (en) Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle