RU2719704C1 - Centralized gear shift synchronization system - Google Patents
Centralized gear shift synchronization system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2719704C1 RU2719704C1 RU2019130793A RU2019130793A RU2719704C1 RU 2719704 C1 RU2719704 C1 RU 2719704C1 RU 2019130793 A RU2019130793 A RU 2019130793A RU 2019130793 A RU2019130793 A RU 2019130793A RU 2719704 C1 RU2719704 C1 RU 2719704C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- gear
- gearbox
- box
- gears
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
- F16H59/36—Inputs being a function of speed
- F16H59/38—Inputs being a function of speed of gearing elements
- F16H59/40—Output shaft speed
-
- 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
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/68—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
- F16H61/684—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- Control Of Transmission Device (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к наземным транспортным системам, в частности к грузовым и легковым автомобилям.The invention relates to ground transportation systems, in particular to trucks and cars.
Известны механические коробки передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях, где для безударного включения передач используются синхронизаторы. (Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. / Под ред. И.И. Гришкевича. Мн.: Высш. шк., 1985. - 240 с.)There are known mechanical gearboxes used on domestic and foreign cars, where synchronizers are used for shockless gear shifting. (Cars: Design, construction and calculation. Transmission. / Under the editorship of II Grishkevich. Mn .: Vyssh. Shk., 1985. - 240 p.)
Синхронизаторы в таких коробках передач служат для достаточно быстрого и безударного включения передачи. Эту функцию они выполняют за счет выравнивания угловых скоростей шестерни и вала на которой шестерня установлена и лишь затем включается выбранная передача.Synchronizers in such gearboxes are used for fast and shock-free gear shifting. They perform this function by aligning the angular speeds of the gear and the shaft on which the gear is installed and only then the selected gear is engaged.
Особенность механических роботизированных коробок передач заключается в том, что для предотвращения толчков при переключении передач скорость синхронизации должно быть как можно выше, кроме того, количество передач в таких коробках увеличивается, а значит интенсивность переключений возрастает. В случае применения обычного способа синхронизации при переключении передач в механических роботизированных коробках передач это приводит к уменьшению их ресурса и вынуждает увеличивать размеры или усложнять конструкцию синхронизаторов. Таких синхронизаторов в коробке передач ровно столько сколько передач в коробке, это приводит к увеличению веса и снижает надежность коробки.A feature of mechanical robotic gearboxes is that in order to prevent jolts when shifting gears, the synchronization speed should be as high as possible, in addition, the number of gears in such gearboxes will increase, which means that the gearshift intensity increases. In the case of applying the usual method of synchronization when shifting gears in mechanical robotic gearboxes, this leads to a decrease in their resource and forces to increase the size or complicate the design of synchronizers. There are exactly as many synchronizers in the gearbox as there are gears in the box, this leads to an increase in weight and reduces the reliability of the box.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке конструкции системы централизованной синхронизации переключения передач в коробке передач грузовых и легковых автомобилей.The problem to which the invention is directed, is to develop the design of a centralized synchronization system for gear shifting in the gearbox of trucks and cars.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в исключении традиционных синхронизаторов из системы управления коробкой передач и замена их централизованной системой синхронизации, которая включает в себя планетарный редуктор, установленный на промежуточном валу трех вальной или на выходном валу двухвальной коробки передач, пары шестерен привода редуктора, двух фрикционных муфт управления режимом работы редуктора и автоматическими средствами управления.The problem is solved by achieving a technical result, which consists in eliminating traditional synchronizers from the transmission control system and replacing them with a centralized synchronization system, which includes a planetary gear installed on the intermediate shaft of a three-shaft or on the output shaft of a two-shaft gearbox, a pair of gears gear drive, two friction clutches for controlling the gear operation mode and automatic controls.
Указанный технический результат достигается тем, что система централизованной синхронизации переключения передач, содержащая простой трехзвенный планетарный редуктор, установленным в отдельном картере, на промежуточном валу в трех вальной коробке передач (или на входном валу двухвальной коробки), корпус редуктора, он же являющийся водилом опирается по краям на две опоры в картере (возможна опора на вал), солнечная шестерня редуктора жестко соединена с валом, сателлиты установлены на осях водила, одновременно входят в зацепление с солнечной шестерней и эпициклическим колесом, ось водила имеет трубчатую форму, внутри которой проходит промежуточный вал трех вальной коробки (или входной вал двухвальной коробки), опорой трубчатого вала является корпус редуктора (возможна опора на промежуточный вал), корпус редуктора связан с выгодным валом коробки передач зубчатой парой шестерен, на конце трубчатого вала эпициклической шестерни с помощью подвижного в осевом направлении шлицевого соединения установлен(ы) фрикционный(ые) диск(и), рядом в корпусе фрикционов расположен гидроцилиндр с поршнем (или аналогичное устройство), с противоположной стороны от диска(ов) имеется опорная перегородка, жестко связанная с корпусом фрикционов, с другой стороны опорной перегородки расположен фрикционный диск(и), установленный подвижно в осевом направлении на шлицах промежуточного вала трех вальной коробки (или на входном валу двухвальной коробки), с противоположной стороны диска(ов) расположен гидроцилиндр с поршнем (или аналогичное устройство), на конце промежуточного вала (или на входном валу двухвальной коробки) и выходного вала расположены специальные диски датчиков измерения угловых скоростей обозначенных валов, в картере напротив дисков размещены датчики измерения угловой скорости валов, датчики соединены проводами с блоком управления фрикционами.The specified technical result is achieved by the fact that the centralized gearshift synchronization system, comprising a simple three-link planetary gearbox installed in a separate crankcase, on an intermediate shaft in a three-shaft gearbox (or on the input shaft of a two-shaft gearbox), the gear case, which is also the carrier, is supported by edges on two bearings in the crankcase (bearing on the shaft is possible), the sun gear of the gearbox is rigidly connected to the shaft, the satellites are mounted on the axles of the carrier, at the same time they engage with the sun with a gear wheel and an epicyclic wheel, the carrier axis has a tubular shape, inside which an intermediate shaft of three shaft gearboxes (or an input shaft of a two-shaft gearbox) passes, the support of the tubular shaft is a gear housing (support on the intermediate shaft is possible), the gear housing is connected with a beneficial gearbox shaft a gear pair of gears, at the end of the tubular shaft of the epicyclic gear, the friction disk (s) are installed (s) with an axially movable splined joint, and a hydraulic clutch is located nearby cylinder with a piston (or similar device), on the opposite side of the disk (s) there is a support partition rigidly connected to the clutch housing, on the other side of the support partition is a friction disk (s) mounted axially movably on the splines of the three shaft boxes (or on the input shaft of the two-shaft box), on the opposite side of the disk (s) there is a hydraulic cylinder with a piston (or similar device), on the end of the intermediate shaft (or on the input shaft of the two-shaft box) and the output special disks for measuring the angular velocities of the indicated shafts are located on the shaft; in the crankcase opposite the disks there are sensors for measuring the angular velocity of the shafts, the sensors are connected by wires to the clutch control unit.
Предлагаемое техническое решение расширяет возможности роботизации простых механических коробок передач, в том числе многоступенчатых, сокращает время синхронизации и увеличивает надежность коробок передач в целом.The proposed technical solution expands the robotics capabilities of simple mechanical gearboxes, including multi-stage ones, reduces synchronization time and increases the reliability of gearboxes in general.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема системы централизованной синхронизации переключения передач в комплекте с трех вальной коробки передач, содержащей планетарный редуктор 2, два фрикциона управления 3, пара шестерен привода редуктора 4, автоматические средства управления 5.In FIG. 1 shows a kinematic diagram of a centralized gearshift synchronization system complete with a three-shaft gearbox containing a
На фиг. 2 изображена кинематическая схема системы централизованной синхронизации переключения передач, содержащая планетарный редуктор 2, состоящего из корпуса редуктора одновременно являющегося водилом 8, солнечной шестерни 9, эпициклического колеса 10, сателлитов 11. Двух фрикционов находящихся в одном корпусе 3, фрикцион блокировки эпициклического колеса, состоящего из диска(ов) 12, приводного цилиндра с поршнем 14, фрикцион блокировки солнечной шестерни, состоящего из диска(ов) 13, приводного цилиндра с поршнем 15. Автоматические средства управления системой 5 с датчиками измерения угловой скорости выходного вала 16 и промежуточного вала 17 трех вальной коробки передач.In FIG. 2 shows a kinematic diagram of a centralized gearshift synchronization system comprising a
На фиг. 3 изображена схема принципа работы системы централизованной синхронизации переключения передач, слева система не активирована, в центре система находится в режиме переключения передач «вверх» (от низкой к высокой), справа система находится в режиме переключения передач «вниз» (от высокой к низкой), состоящая из пары шестерен привода редуктора 4, водила 8, солнечной шестерни 9, эпициклической шестерни 10 и сателлитов И.In FIG. Figure 3 shows a diagram of the principle of operation of the centralized gearshift synchronization system, the system is not activated on the left, the system is in the upshift mode (low to high) in the center, the system is in the downshift mode on the right (high to low) consisting of a pair of gears of the
На фиг. 4 изображена кинематическая схема системы централизованной синхронизации переключения передач в комплекте с двухвальной коробки передач, содержащей планетарный редуктор 2, два фрикциона управления 3, пара шестерен привода редуктора 4, автоматические средства управления 5, выходной 6 и входной 18 валы.In FIG. 4 shows a kinematic diagram of a centralized gearshift synchronization system complete with a two-shaft gearbox containing a
Работа системы централизованной синхронизации переключения передач осуществляется следующим образом. Система обеспечивает синхронизацию в направлении снизу вверх, так и сверху вниз. При переключении в трех вальной коробке передач снизу вверх процедура происходит в следующей последовательности (фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3). Предположим, переключение происходит с первой на вторую передачу. До переключения промежуточный вал 7 имеет определенную угловую скорость вращения, при этом вращение передается на выходной вал 6 через пару шестерен первой передачи, выходной вал будет иметь угловую скорость пропорционально передаточному числу этой передачи. Поскольку пара шестерен второй передачи находится в постоянном зацеплении, поэтому ведомая шестерня второй передачи вращается с угловой скоростью больше, чем выходной вал, поскольку передаточное число этой пары меньше, чем у первой. Поэтому для того, чтобы произвести безударное включение второй передачи необходимо притормозить включаемую шестерню до угловой скорости выходного вала. Системы централизованной синхронизации переключения передач работает по следующему алгоритму. Выключается сцепление, момент на ведущий и промежуточный валы перестает поступать, выключается первая передача, с этого момента включается в работу система синхронизации. Ведомый диск сцепления, ведущий и промежуточный валы продолжают вращаться по инерции (с установленными на них шестернями), выходной вал вращается под действием вращения колес автомобиля. Электронный блок с помощью автоматических средств управления 5 отдает команду фрикциону блокировки солнечной шестерни. Поршень 15 прижимает фрикционный диск(и) 13 к опорной перегородке корпуса фрикционов 3 и начнется процесс затормаживания солнечной шестерни 9 и промежуточного вала 7. Поскольку шестерня второй передачи на выходном валу находится в зацеплении с шестерней второй передачи на промежуточном валу, поэтому она начинает также затормаживаться. Электронный блок с помощью датчиков 16 и 17 измеряет угловые скорости валов 7 и 6, рассчитывает угловую скорость шестерня второй передачи на выходном валу с учетом передаточного числа этой пары шестерен, заложенного в память электронного блока. В процессе синхронизации происходит постоянное сравнение угловых скоростей включаемой шестерни и выходного вала. Как только угловая скорость шестерни становится равна скорости вала, электронный блок отдает команду механизму переключения передач на включение передачи. Блокировка фрикциона, также завершается. В момент синхронизации в планетарном редукторе 1 остается свободным звено эпициклической шестерни, поэтому планетарный механизм не препятствует нормальной работе коробки передач.The operation of the centralized gearshift synchronization system is as follows. The system provides synchronization in the direction from bottom to top and top to bottom. When switching in a three-shaft gearbox from the bottom up, the procedure occurs in the following sequence (Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3). Suppose a shift occurs from first to second gear. Before switching, the
Переключение в трех вальной коробке передач сверху в вниз происходит в следующей последовательности. Предположим, переключение происходит со второй на первую передачу. В этом случае ведомая шестерня первой передачи вращается с угловой скоростью меньше, чем выходной вал. Поэтому для того, чтобы произвести безударное включение первой передачи необходимо разогнать включаемую шестерню до угловой скорости выходного вала. Системы централизованной синхронизации в этом случае работает следующим образом. Сцепление и вторая передача выключаются. Электронный блок отдает команду на включение фрикциона, поршень 14, прижимает диск(и) блокировки эпициклического колеса 12 к диску корпуса фрикциона, таким образом оно начинает замедляться. Водило 8 приводится во вращение через пару шестерен привода редуктора 4 от выходного вала 6 под действием вращающихся колес автомобиля при его движении. Таким образом подтормаживание эпициклического колеса вынуждает увеличить угловую скорость солнечной шестерни 9 и ведомого вала 7, что в свою очередь ускоряет вращение ведомой шестерни первой передачи на выходном валу. Электронный блок измеряет и рассчитывает угловые скорости и когда скорость шестерни становится равна скорости вала он отдает команду на включение первой передачи. На этом синхронизация заканчивается, сцепление включается.Switching in a three-shaft gearbox from top to bottom occurs in the following sequence. Suppose a shift occurs from second to first gear. In this case, the driven gear of the first gear rotates with an angular speed less than the output shaft. Therefore, in order to make shock-free engagement of the first gear, it is necessary to accelerate the gear to the angular speed of the output shaft. The centralized synchronization system in this case works as follows. Clutch and second gear are disengaged. The electronic unit gives the command to turn on the clutch, the
На всех остальных передачах алгоритм синхронизации происходит аналогичным образом. Система может осуществлять переключение не только между двумя соседними, но и между любыми передачами в обоих направлениях.On all other transmissions, the synchronization algorithm occurs in a similar way. The system can switch not only between two adjacent, but also between any gears in both directions.
Для оптимальной работы системы централизованной синхронизации переключения передач можно подбирать передаточные числа редуктора 2 и пары шестерен редуктора 4 в достаточно широких пределах.For optimal operation of the system of centralized synchronization of gear shifting, gear ratios of
Системы централизованной синхронизации переключения передач может быть использована в двухвальных коробках передач (фиг. 4). Описание принципа работы такое же как для трех вальной коробки, отличие лишь в том, что вместо «промежуточного вала» необходимо использовать термин «входной вал коробки передач» 18.A centralized gearshift synchronization system can be used in twin-shaft gearboxes (Fig. 4). The description of the principle of operation is the same as for the three shaft gearbox, the only difference is that instead of the “intermediate shaft” it is necessary to use the term “input shaft of the gearbox” 18.
Системы централизованной синхронизации переключения передач может применяться на многих типах коробок передач, там, где требуется синхронизация переключения. В том случае, когда переключение осуществляется в нескольких редукторах коробки, тогда дополнительные вала должны быть оборудованы датчиками угловой скорости, а синхронизация должна осуществляться последовательно в каждом редукторе, где происходит соответствующее переключение.Centralized gearshift synchronization systems can be used on many types of gearboxes where gearshift synchronization is required. In the case where the switching is carried out in several gearboxes of the box, then the additional shaft must be equipped with angular velocity sensors, and synchronization must be carried out sequentially in each gearbox, where the corresponding switching takes place.
Системы централизованной синхронизации переключения передач может применяться с муфтами быстрого включения передач.Centralized gearshift synchronization systems can be used with quick-release clutches.
Заявленное техническое решение обеспечивает улучшение эксплуатационных возможностей автомобильной техники за счет сокращения времени синхронизации переключения передач, обеспечивает надежность роботизированных многоступенчатых коробок передач легковых и грузовых большегрузных автомобилей.The claimed technical solution provides improved operational capabilities of automotive vehicles by reducing the timing of gear shifting, ensures the reliability of robotic multi-stage gearboxes of passenger cars and heavy trucks.
Обозначения:Designations:
1 - коробка передач.1 - gearbox.
2 - планетарный редуктор,2 - planetary gearbox,
3 - фрикционы,3 - clutches,
4 - пара шестерен привода планетарного редуктора,4 - a pair of gears of the planetary gear drive,
5 - электронный блок управления автоматическими средствами,5 - electronic control unit for automatic means,
6 - выходной вал коробки передач,6 - the output shaft of the gearbox,
7 - промежуточный вал трех вальной коробки передач,7 - the intermediate shaft of the three shaft gearbox,
8 - корпус редуктора (водило),8 - gear housing (carrier),
9 - солнечная шестерня планетарного редуктора,9 - sun gear planetary gearbox,
10 - эпициклическое колесо,10 - epicyclic wheel
11 - сателлит,11 - satellite
12 - диск(и) фрикциона блокировки эпициклического колеса,12 - disc (s) of the friction clutch lock of the epicyclic wheel,
13 - диск(и) фрикциона блокировки солнечной шестерни,13 - the disk (s) of the clutch lock sun gear,
14 - поршень фрикциона блокировки эпициклического колеса,14 - the piston of the clutch lock of the epicyclic wheel,
15 - поршень фрикциона блокировки солнечной шестерни,15 - the piston of the clutch lock sun gear,
16 - датчик измерения угловой скорости выходного вала,16 - sensor measuring the angular velocity of the output shaft,
17 - датчик измерения угловой скорости промежуточного вала трех вальной коробки передач, или датчик измерения угловой скорости входного вала двухвальной коробки передач,17 - a sensor for measuring the angular velocity of the intermediate shaft of a three-shaft gearbox, or a sensor for measuring the angular velocity of the input shaft of a two-shaft gearbox,
18 - входной вал двухвальной коробки передач.18 - input shaft of a twin-shaft gearbox.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019130793A RU2719704C1 (en) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Centralized gear shift synchronization system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019130793A RU2719704C1 (en) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Centralized gear shift synchronization system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2719704C1 true RU2719704C1 (en) | 2020-04-22 |
Family
ID=70415686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019130793A RU2719704C1 (en) | 2019-09-27 | 2019-09-27 | Centralized gear shift synchronization system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2719704C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1063655A1 (en) * | 1982-11-26 | 1983-12-30 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | System for central synchronization of stepped transmission of motor vehicle |
SU1611764A2 (en) * | 1989-01-17 | 1990-12-07 | Научно-производственное объединение по тракторостроению | Method of shifting split-drive transmission |
DE4122628A1 (en) * | 1991-07-09 | 1993-01-14 | Renk Ag | Vehicle gearbox with double friction clutch and synchroniser - includes planetary gear train at output side for transmission of power to lower ratios of gearing |
DE3507565C2 (en) * | 1985-03-04 | 1993-09-02 | Volkswagen Ag | |
RU2068516C1 (en) * | 1992-05-06 | 1996-10-27 | Игорь Ильич Чапыгин | Gearbox |
-
2019
- 2019-09-27 RU RU2019130793A patent/RU2719704C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1063655A1 (en) * | 1982-11-26 | 1983-12-30 | Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | System for central synchronization of stepped transmission of motor vehicle |
DE3507565C2 (en) * | 1985-03-04 | 1993-09-02 | Volkswagen Ag | |
SU1611764A2 (en) * | 1989-01-17 | 1990-12-07 | Научно-производственное объединение по тракторостроению | Method of shifting split-drive transmission |
DE4122628A1 (en) * | 1991-07-09 | 1993-01-14 | Renk Ag | Vehicle gearbox with double friction clutch and synchroniser - includes planetary gear train at output side for transmission of power to lower ratios of gearing |
RU2068516C1 (en) * | 1992-05-06 | 1996-10-27 | Игорь Ильич Чапыгин | Gearbox |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7278949B2 (en) | Planetary transmission | |
US3802293A (en) | Power shift | |
US4125037A (en) | Variable speed transmission means | |
KR101543164B1 (en) | Powertrain for hybrid vehicle | |
KR102554881B1 (en) | Transmission for electric vehicle | |
KR20010020232A (en) | Multi-range, belt-type, continuously variable transmission | |
RU2508486C1 (en) | Automotive multiple-speed gearbox | |
GB2288213A (en) | Automatic transmission comprising a torque converter connected to sets of epicyclic gearing | |
JP2001517762A (en) | transmission | |
US3924489A (en) | Differential type automatic speed changing apparatus including variable speed torque converter | |
RU2310117C2 (en) | Automobile multiple-speed gearbox | |
CN107448561B (en) | A kind of two grades of high speed difference speed changers | |
US3916729A (en) | Modular power transmission with self-energizing device | |
JPH0251642A (en) | Automatic transmission | |
CN104132128A (en) | Systems and methods for controlling a transmission during a garage shift | |
US3209618A (en) | Transmission gear for motor vehicles | |
US3491617A (en) | Hydrokinetic torque converter transmission mechanism with an overdrive gear ratio | |
RU2719704C1 (en) | Centralized gear shift synchronization system | |
US4142425A (en) | Multiple speed double planetary gear transmission | |
US3659479A (en) | Positive continuously constant gear-mesh speed change system for planetary drive systems and the like | |
US3597997A (en) | Hydromechanical transmission | |
US3862581A (en) | Four speed transmission | |
JPS6119860B2 (en) | ||
EP2714477A1 (en) | Brake device in a vehicle | |
CN105114555A (en) | Multi-gear clutch-free manual and automatic integrated one-way synchronous overdrive transmission |