RU2737407C1

RU2737407C1 - Stepless drive of vehicle

Info

Publication number: RU2737407C1
Application number: RU2020116272A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Маркович Чернигов
Original assignee: Аркадий Маркович Чернигов
Priority date: 2020-05-18
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2020-11-30

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to stepless drive of vehicle where it is necessary to provide power distribution from one input to two or four output shafts, with possibility of short-term difference of rotation frequency of each of output shafts. Stepless drive consists of parallel shafts of inlet, two coaxial intermediate, with which gears are rigidly connected, and two coaxial output ones located in one plane, and transmission control unit. Belt variator is installed on inlet and intermediate shafts. On the output shafts there are axially moving gear wheel units connected to the gear wheels on the intermediate shaft.

EFFECT: broader functional capabilities of controlling transmission, higher efficiency.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, например, в транспортном машиностроении. Более конкретно изобретение относится к элементам трансмиссии транспортных средств различного рода назначения, где необходимо предусмотреть, обеспечение раздачи мощности от одного входного на два либо четыре выходных вала, с возможностью кратковременного различия частоты вращения каждого из выходных валов, в зависимости от внешних факторов воздействия, по средствам проскальзывания. Наличие бесступенчатого регулирования частоты вращения выходных валов, позволяет применить данную модель в более обширных отраслях.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used, for example, in transport engineering. More specifically, the invention relates to elements of the transmission of vehicles for various purposes, where it is necessary to provide for the distribution of power from one input to two or four output shafts, with the possibility of a short-term difference in the rotational speed of each of the output shafts, depending on external factors of influence, by means slippage. The presence of infinitely variable speed control of the output shafts makes it possible to apply this model in more extensive industries.

Из уровня техники известен «Бесступенчатый привод транспортного средства» по патенту РФ № 2086429 от 09.08.1995 (МПК B60K 17/32). Бесступенчатый привод автомобиля, содержащий два клиноременных вариатор и два редуктора, каждые из которых установлены на отдельных валах, каждый ведомый шкив клиноременной передачи кинематически связан с редуктором, связанным кинематически с валом колеса, а ведущие шкивы клиноременной передачи установлены на едином валу, отличающийся тем, что единый вал является валом двигателя, а кинематическая связь ведомого шкива клиноременной передачи выполнена посредством нагрузочной муфты и установлена на валу редуктора, который связан вертикальным валом с главной передачей для передачи усилия на колесо.The state of the art is known for "Continuously variable drive of a vehicle" according to RF patent No. 2086429 dated 09.08.1995 (IPC B60K 17/32). A stepless drive of a car, containing two V-belt variator and two gearboxes, each of which is installed on separate shafts, each driven V-belt drive pulley is kinematically connected to a gearbox connected kinematically to the wheel shaft, and the V-belt drive pulleys are installed on a single shaft, characterized in that a single shaft is the motor shaft, and the kinematic connection of the driven pulley of the V-belt transmission is made by means of a load clutch and is installed on the gearbox shaft, which is connected by a vertical shaft with the main gear to transfer the force to the wheel.

Также из уровня техники известен «Способ управления трансмиссией транспортного средства» по патенту РФ № 2340472 от 18.10.2006 (МПК B60K 17/342, B60W 10/00). Способ управления трансмиссией транспортного средства посредством изменения скоростных соотношений и распределения соотношений крутящих моментов по различным ветвям потоков мощности трансмиссии, имеющей силовую установку с электронным блоком управления ею, агрегат, позволяющий разрывать, трансформировать и отводить из трансмиссии часть потока мощности, переключатель режима движения, раздаточную коробку, электронный блок управления трансмиссией, карданные или другие передачи, способные передавать вращательное движение на расстоянии, соединяющие между собой агрегаты трансмиссии, вариаторы с гибкими металлическими элементами и устройствами изменения радиуса обкатки шкивов вариаторов, датчики измерения частоты вращения ведущих шкивов вариаторов, датчик измерения частоты вращения выходного вала силовой установки, межосевые дифференциалы, датчик положения педали подачи топлива, движители, отличающийся тем, что осуществляют индивидуальное изменение скоростного соотношения и распределения крутящих моментов между отдельными движителями транспортного средства, при этом раздаточная коробка передает крутящий момент от силового агрегата к трансмиссионным модулям, причем если трансмиссия имеет количество ведущих осей более одной, то раздаточная коробка может иметь одну или большее количество ступеней, которые могут включать в себя дифференциалы с устройствами их блокировки, реверсивные редукторы, механизмы отбора мощности, датчики, регистрирующие режимы работы раздаточной коробки, дифференциалы, механизмы, управляющие режимами работы раздаточной коробки, двух или большего количества движителей, а каждый трансмиссионный модуль состоит из центрального проходного редуктора с дифференциалом и устройством для дистанционной блокировки этого дифференциала, двух предохранительных муфт, двух вариаторов с металлическими гибкими элементами с устройствами изменения радиуса обкатки ведущих шкивов, двух дополнительных редукторов, двух полуосей, двух колесных редукторов, двух датчиков измерения крутящего момента, расположенных между центральным редуктором и движителем, двух датчиков частоты вращения ведущего шкива вариатора, расположенных перед ведущим шкивом вариатора, и двух датчиков частоты вращения движителя, причем крутящий момент подводится к входному валу центрального редуктора, где ведущие элементы предохранительных муфт соединены с каждым из двух выходных валов последнего, а на их ведомых элементах установлены ведущие шкивы вариаторов, а ведомые шкивы вариаторов передают крутящий момент через дополнительные редукторы к колесным редукторам посредством полуосей, далее к движителям, а изменение радиуса обкатки каждого шкива вариатора задается электронным блоком управления трансмиссией, обрабатывающим сигнал от датчика положения педали подачи топлива, датчиков измерения крутящего момента, датчиков скорости вращения двигателя и колес транспортного средства, датчиков частоты вращения ведущих шкивов вариаторов, датчиков продольных и поперечных ускорений автомобиля, датчика измерения угла поворота рулевого колеса.Also known from the prior art is the "Method for controlling the transmission of a vehicle" according to RF patent No. 2340472 dated 18.10.2006 (IPC B60K 17/342, B60W 10/00). A method for controlling a vehicle transmission by changing the speed ratios and distributing the torque ratios along different branches of the power flows of a transmission that has a power plant with an electronic control unit for it, a unit that allows you to break, transform and divert a part of the power flow from the transmission, a travel mode switch, a transfer case , electronic transmission control unit, cardan or other transmissions capable of transmitting rotational motion at a distance, connecting transmission units, variators with flexible metal elements and devices for changing the radius of the run-in of variator pulleys, sensors for measuring the speed of the drive pulleys of variators, a sensor for measuring the output speed power plant shaft, center differentials, fuel pedal position sensor, propellers, characterized in that they carry out an individual change in the speed ratio and moment between the individual propellers of the vehicle, while the transfer case transfers torque from the power unit to the transmission modules, and if the transmission has more than one driving axles, then the transfer case may have one or more stages, which may include differentials with devices for blocking them, reversing gearboxes, power take-off mechanisms, sensors registering the operating modes of the transfer case, differentials, mechanisms that control the operating modes of the transfer case, two or more propellers, and each transmission module consists of a central gearbox with a differential and a device for remote locking of this differential, two safety clutches, two variators with metal flexible elements with devices for changing the radius of the drive pulleys, two additional gearboxes, two axle shafts, two wheel gears, two measurement sensors torque, located between the central gearbox and the propeller, two speed sensors of the drive pulley of the variator located in front of the drive pulley of the variator, and two sensors of the speed of the drive, and the torque is supplied to the input shaft of the central gearbox, where the leading elements of the safety clutches are connected to each of the two output shafts of the latter, and the drive pulleys of the variators are installed on their driven elements, and the driven pulleys of the variators transmit torque through additional gearboxes to the wheel gears by means of the axle shafts, then to the propellers, and the change in the rolling radius of each variator pulley is set by the electronic transmission control unit that processes the signal from the fuel pedal position sensor, torque measurement sensors, engine and vehicle wheel speed sensors, CVT drive pulleys speed sensors, vehicle longitudinal and lateral acceleration sensors, sensor measuring the angle of rotation of the steering wheel.

Очевидно, что представленных аналогах главное направление, не только наличие ступенчатой передачи в транспортном средстве, но и отказ от дифференциала, т.е. персональная подача мощности на каждое колесо. Транспортное средство, с данными системами распределения мощности, в разы превосходит модель с дифференциалом по проходимости, т.к. последний, из двух колес, вращает только одно, с меньшим сопротивлением. Данные патенты, исключают такое неравномерное распределение тяги, но так же имеют серьезные недостатки. Каждое ведущее колесо снабжается полноценным вариатором, т.е. для полноприводного 4-колесного автомобиля, необходимо произвести четыре полноценных вариатора, а это четыре корпуса, четыре ремня, четыре блока управления вариатором и.т.д. Представленное изобретение объединяет все четыре устройства в одно целое. В зависимости от выбранной конфигурации, возможно изготовление вариатора с одним входным и четырьмя выходными валами с одним корпусом, одним ремнем, одним блоком управления вариатора и меньшим количеством конусных роликов. Независимые соосные выходные валы, позволили создать единый вариатор с раздельно выдаваемой мощностью для каждого колеса, более компактный и менее затратный в производстве на единицу продукции. Изобретение позволяет исключить дифференциал. Кроме того, дополнительная, двухступенчатая, пониженная передача каждого выходного вала, за счет оптимального крутящего момента обеспечит транспортному средству характеристики высоко проходимого внедорожника со всеми блокировками, что очень востребовано при экстремальном вождении по бездорожью.It is obvious that the presented analogs are the main direction, not only the presence of a stepped transmission in the vehicle, but also the rejection of the differential, i.e. personal power supply to each wheel. A vehicle with these power distribution systems is several times superior to a model with a cross-country differential, because the last, of the two wheels, rotates only one, with less resistance. These patents exclude such uneven thrust distribution, but also have serious disadvantages. Each drive wheel is supplied with a full-fledged variator, i.e. for an all-wheel drive 4-wheel vehicle, it is necessary to produce four full-fledged variators, and these are four cases, four belts, four variator control units, etc. The presented invention integrates all four devices into one whole. Depending on the selected configuration, it is possible to manufacture a variator with one input and four output shafts with one housing, one belt, one variator control unit and fewer tapered rollers. Independent coaxial output shafts made it possible to create a single variator with separate power output for each wheel, more compact and less expensive to manufacture per unit of production. The invention eliminates the differential. In addition, an additional, two-stage, reduced gear of each output shaft, due to the optimal torque, will provide the vehicle with the characteristics of a highly passable off-road vehicle with all locks, which is very much in demand in extreme off-road driving.

Задача, которую поставил перед собой разработчик нового бесступенчатого привода транспортного средства лишенного недостатков известных приводов. Технический результат заключается в обеспечении индивидуального распределения соотношения крутящих моментов между отдельными колесами транспортного средства. Также технический результат заключается в обеспечении возможности регулирования угловой скорости и подводимого крутящего момента каждого колеса в отдельности. Кроме того, технический результат заключается в расширении функциональных возможностей управления трансмиссией, повышении КПД, при снижении трудоемкости управления бесступенчатой трансмиссией транспортного средства. Данный технический результат достигается за счет всей совокупности существенных признаков. The task set by the developer of a new continuously variable drive for a vehicle, devoid of the drawbacks of known drives. The technical result consists in providing an individual distribution of the torque ratio between the individual wheels of the vehicle. Also, the technical result consists in providing the ability to regulate the angular velocity and the supplied torque of each wheel separately. In addition, the technical result consists in expanding the functionality of the transmission control, increasing the efficiency, while reducing the complexity of controlling the continuously variable transmission of the vehicle. This technical result is achieved due to the entire set of essential features.

Изобретение пояснено графически, где:The invention is illustrated graphically, where:

на фиг. 1. – показана кинематическая принципиальная схема механизма бесступенчатой коробки передач с дополнительным ступенчатым регулированием частоты вращения для двух выходных валов;in fig. 1. - shows a kinematic schematic diagram of the mechanism of a continuously variable transmission with an additional stepwise speed control for two output shafts;

на фиг. 2 – схематично показан принцип передачи мощности через бесступенчатую коробку передач на два выходных вала;in fig. 2 schematically shows the principle of power transmission through a continuously variable transmission to two output shafts;

на фиг. 3 – схематично показан принцип передачи мощности через бесступенчатую коробку передач на четыре выходных вала;in fig. 3 is a schematic illustration of the principle of power transmission through a continuously variable transmission to four output shafts;

на фиг. 4 – схематично показан принцип передачи мощности через бесступенчатую коробку передач на четыре выходных вала с помощью двух вариативных ременных передач, объединённых одним блоком управления трансмиссией и входным валом.in fig. 4 - schematically shows the principle of power transmission through a continuously variable transmission to four output shafts using two variable belt drives, united by one transmission control unit and an input shaft.

Сущность изобретения состоит в том, что бесступенчатый привод транспортного средства состоит из геометрически параллельно расположенных друг другу валов входного, двух соосных промежуточных, с которыми жестко связаны зубчатые колеса, и двух соосных выходных, расположенных в одной плоскости и закрепленных в корпусе с помощью подшипников качения, на входном валу расположены два конических ролика, зеркально расположенных относительно друг друга, причем один ролик жестко связан с валом, а другой ролик выполнен с возможностью свободного перемещения вдоль оси вала и связан с ним через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение, блока управления трансмиссией жестко связанного с корпусом бесступенчатого привода либо с входным валом, причем между двумя коническими поверхностями роликов расположен ремень, который натянут с помощью, роликов, расположенных на двух независимых соосных промежуточных валах, причем один из роликов жестко соединен с своим промежуточным валом, а другой выполнен с возможностью свободного перемещения вдоль оси другого промежуточного вала и связан с ним через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение, а также блока пружин для натяжения ремня в статическом положении, конические поверхности роликов на промежуточных валах выполнены с возможностью передачи усилия сжатия блока пружин ремню, причем конечный ход подвижного ролика на промежуточном валу при его разведении ограничен упором, взаимодействующим со стопором, жёстко связанным с корпусом бесступенчатого привода, расстояние между упором и стопором выполнено таким образом, что при максимально разведенных роликах на промежуточных валах геометрическое сечение ремня, не проваливается на ось вращения валов, причем двусторонние радиально-упорные подшипники качения выполнены с возможностью обеспечения осевого перемещение всех валов относительно корпуса бесступенчатого привода, на выходных валах расположены подвижные в осевом направлении блоки зубчатых колес связанные с валом через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение, причем блоки зубчатых колес на выходном валу выполнены с возможностью попеременной работы с зубчатыми колесами на промежуточном валу, причем конические ролики с ремнем, расположенные на входном и промежуточных валах и блок управления трансмиссией образуют ременной вариатор и погружены в рабочую жидкость. Вместе с тем, силовая часть блока управления трансмиссией выполнена в виде механического либо электрического, либо пневматического, либо комбинированного привода прямолинейного движения. А привод прямолинейного движения выполнен с ручным либо автоматическим управлением. The essence of the invention lies in the fact that the stepless drive of the vehicle consists of geometrically parallel input shafts, two coaxial intermediate shafts with which gear wheels are rigidly connected, and two coaxial output shafts located in the same plane and fixed in the housing by means of rolling bearings, on the input shaft there are two tapered rollers, mirrored relative to each other, and one roller is rigidly connected to the shaft, and the other roller is made with the possibility of free movement along the shaft axis and is connected to it through a movable keyway or splined connection, the transmission control unit rigidly connected with with a continuously variable drive housing or with an input shaft, and between the two tapered surfaces of the rollers there is a belt that is tensioned with the help of rollers located on two independent coaxial intermediate shafts, one of the rollers is rigidly connected to its intermediate shaft, and the other is made with a possibility the possibility of free movement along the axis of another intermediate shaft and is connected to it through a movable keyed or spline connection, as well as a block of springs for tensioning the belt in a static position, the tapered surfaces of the rollers on the intermediate shafts are made with the possibility of transferring the compression force of the spring block to the belt, and the final stroke of the movable the roller on the intermediate shaft during its spreading is limited by a stop interacting with a stopper rigidly connected to the casing of the continuously variable drive, the distance between the stop and the stopper is made in such a way that with the maximum set rollers on the intermediate shafts the geometric section of the belt does not fall into the axis of rotation of the shafts, and double-sided angular contact rolling bearings are made with the possibility of providing axial movement of all shafts relative to the housing of the continuously variable drive, on the output shafts there are axially movable gear blocks connected to the shaft through a movable keyway b splined connection, and the blocks of gears on the output shaft are made with the possibility of alternating operation with gears on the intermediate shaft, and tapered rollers with a belt located on the input and intermediate shafts and the transmission control unit form a belt variator and are immersed in the working fluid. At the same time, the power section of the transmission control unit is made in the form of a mechanical or electrical, or pneumatic, or combined drive of rectilinear motion. And the drive of linear motion is made with manual or automatic control.

Бесступенчатый привод транспортного средства состоит из геометрически параллельно расположенных друг другу валов: входного вала 1, двух соосных промежуточных валов 2 и 3, и двух соосных выходных валов 4 и 5, расположенных в одной плоскости и закрепленных в корпусе описываемого механизма с помощью подшипников качения 6-15. На валу 1 расположены два конических ролика 16 и 17, зеркально расположенных относительно друг друга. Ролик 17 жестко связан с валом 1. Ролик 16 связан с валом 1 через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение, обеспечивающее его свободное перемещение вдоль оси вала 1. Перемещение ролика 16 вдоль оси вала 1 осуществляется блоком управления трансмиссией 18 который жестко связан на выбор, или с корпусом 23, или с валом 1, в зависимости от конструкции. Силовая часть блока управления трансмиссией 18 может быть выполнена в виде механического, электрического, гидравлического (пневматического) либо комбинированного привода прямолинейного движения, управляемого в ручном либо в автоматическом режимах. Между двумя коническими поверхностями роликов 16 и 17 находится ремень 19, который натянут с помощью аналогичных роликов 20 и 21, расположенных на промежуточных валах 2 и 3 соответственно. Ролик 20 жестко связан с валом 2. Ролик 21 связан с валом 3 через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение, обеспечивающее его свободное перемещение вдоль оси вала 3. В статическом положении натяжение ремня осуществляется с помощью блока пружин 22, передающего усилие сжатия подвижному ролику 21. Конические поверхности роликов 20 и 21 передают усилие сжатия блока пружин 22 ремню 19. Равнодействующая сил, действующих на ремень со стороны роликов, стремится вытолкнуть профиль ремня 19 в радиальном направлении и тем самым обеспечивает его предварительное натяжение в статическом положении между парами роликов 16, 17 и 20, 21. Конечный ход ролика 21 вдоль оси вала 3 при его разведении ограничивается упором 24, взаимодействующим с стопором 25. Стопор 25 жёстко связан с корпусом 23. За счет расстояния между упором 24 и стопором 25 должно выполняться следующее условие: при максимально разведенных роликах 20 и 21 геометрическое сечение ремня, не может оказаться на оси вращения валов (то есть исключается возможность «проваливания» ремня между роликами). Осевое перемещение всех валов относительно корпуса 23 ограничивается двусторонними радиально-упорными подшипниками качения 6-15 (либо иными аналогичными устройствами). На валу 2 расположены жестко связанные с ним зубчатые колеса 26 и 27. На валу 4 расположен подвижный в осевом направлении блок зубчатых колес 28 и 29, который связан с валом 4 через подвижное шпоночное либо шлицевое соединение. Блок зубчатых колес 28 и 29 работает попеременно с зубчатыми колесами 26 и 27 соответственно, аналогично работе двухступенчатой коробки скоростей. Таким же образом взаимодействуют зубчатые колеса 30 и 31, жестко связанные с валом 3, с подвижным блоком соответствующих зубчатых колес 32 и 33, расположенных на валу 5. Зубчатые передачи 27-29, 26-28, 30-32 и 31-33 является дополнительной опцией. Их применение не обязательно, и служат лишь для обеспечения оптимального крутящего момента или угловой скорости выходных валов в зависимости от условий эксплуатации (характера нагрузки). В случае их отсутствия, промежуточные валы 2 и 3 являются выходными. По результатам эксплуатации либо конструктивным исполнениям бесступенчатый вариатор (дет. поз. 16, 17, 18, 19, 20 и 21 кинематической схемы фиг. 1) может оснащаться механизмом натяжения и направления ремня. Весь механизм вариатора погружен в рабочую жидкость (масло) и в случае ее перегрева в процессе эксплуатации может оснащаться дополнительным насосом, фильтром, теплообменным аппаратом с внешней средой или рекуперативным элементом, и соответствующей гидроаппаратурой. Кинематическая схема, изображенная на фиг.1, очень схожа с схемой классического клиноременного вариатора с параллельно включенными в кинематическую схему двумя двухступенчатыми коробками скоростей на выходном валу. Ключевым отличием кинематической схемы от аналогов является то, что конические ролики 20 и 21 ременного вариатора расположены на двух независимых соосных валах 2 и 3 соответственно и механически между собой не связаны. The infinitely variable drive of the vehicle consists of geometrically parallel shafts: input shaft 1, two coaxial intermediate shafts 2 and 3, and two coaxial output shafts 4 and 5, located in the same plane and fixed in the body of the described mechanism by means of rolling bearings 6- 15. On the shaft 1 there are two tapered rollers 16 and 17, mirrored relative to each other. The roller 17 is rigidly connected to the shaft 1. The roller 16 is connected to the shaft 1 through a movable keyed or spline connection, which ensures its free movement along the axis of the shaft 1. The movement of the roller 16 along the axis of the shaft 1 is carried out by the transmission control unit 18, which is rigidly connected at choice, or with body 23, or with shaft 1, depending on the design. The power section of the transmission control unit 18 can be made in the form of a mechanical, electrical, hydraulic (pneumatic) or combined drive of linear motion, controlled in manual or automatic modes. Between the two tapered surfaces of the rollers 16 and 17 there is a belt 19, which is tensioned using similar rollers 20 and 21 located on the intermediate shafts 2 and 3, respectively. The roller 20 is rigidly connected to the shaft 2. The roller 21 is connected to the shaft 3 through a movable keyway or spline connection, which ensures its free movement along the axis of the shaft 3. In a static position, the belt tension is carried out using a block of springs 22, which transfers the compression force to the movable roller 21. Conical the surfaces of the rollers 20 and 21 transmit the compression force of the spring block 22 to the belt 19. The resultant forces acting on the belt from the side of the rollers tend to push the profile of the belt 19 in the radial direction and thereby provide its pretension in a static position between the pairs of rollers 16, 17 and 20 , 21. The final stroke of the roller 21 along the axis of the shaft 3 during its spreading is limited by the stop 24 interacting with the stopper 25. The stopper 25 is rigidly connected to the body 23. Due to the distance between the stop 24 and the stopper 25, the following condition must be fulfilled: with the maximum set rollers 20 and 21 geometrical sections of the belt, cannot be on the axis of rotation of the shafts (i.e. excludes the possibility of "falling" of the belt between the rollers). The axial movement of all shafts relative to the housing 23 is limited by double-sided angular contact rolling bearings 6-15 (or other similar devices). On the shaft 2 are gears 26 and 27 rigidly connected to it. On the shaft 4 there is an axially movable block of gears 28 and 29, which is connected to the shaft 4 through a movable keyed or spline connection. The block of gears 28 and 29 works alternately with gears 26 and 27, respectively, similar to the operation of a two-stage gearbox. In the same way, the gears 30 and 31, rigidly connected to the shaft 3, interact with the movable block of the corresponding gears 32 and 33 located on the shaft 5. Gears 27-29, 26-28, 30-32 and 31-33 are additional option. Their use is not necessary, and only serve to provide the optimum torque or angular velocity of the output shafts, depending on the operating conditions (nature of the load). In their absence, intermediate shafts 2 and 3 are output. Based on the results of operation or design, the stepless variator (det. Pos. 16, 17, 18, 19, 20 and 21 of the kinematic diagram of Fig. 1) can be equipped with a belt tensioning and guiding mechanism. The entire variator mechanism is immersed in the working fluid (oil) and in case of overheating during operation it can be equipped with an additional pump, filter, heat exchanger with the external environment or a recuperative element, and the corresponding hydraulic equipment. The kinematic diagram shown in Fig. 1 is very similar to the diagram of a classic V-belt variator with two two-stage gearboxes connected in parallel to the kinematic diagram on the output shaft. The key difference of the kinematic scheme from analogs is that the tapered rollers 20 and 21 of the belt variator are located on two independent coaxial shafts 2 and 3, respectively, and are not mechanically connected to each other.

Работает бесступенчатый привод транспортного средства следующим образом. При помощи двигателя (двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель) создают на выходном валу мощность, определяемую крутящим моментом и угловой скоростью его вращения. Далее через механизмы трансмиссии (механизм сцепления, механизм реверса и другие элементы) мощность передают на входной вал 1. От входного вала 1 и закрепленных на нем роликов 16 и 17 мощность передают ремню 19. От ремня 19 мощность передают на два ответных конических ролика 20 и 21 вариаторной передачи, закрепленных на отдельных валах 2 и 3 соответственно. Передачу энергии ремнем осуществляют за счет сил предварительного натяжения и контактных сил трения. Бесступенчатую регулировку угловой скорости вращения, а также передаваемого крутящего момента валам 2 и 3 осуществляют с помощью блока управления трансмиссией 18, которым перемещают ролик 16 вдоль оси вала 1 с возможностью его фиксации в заданной точке. Изменение зазора между роликами 16 и 17 приведёт к изменению эффективного диаметра зацепления ремня 19 с конусными поверхностями роликов, тем самым изменив передаточное отношение ременной передачи. При сведении роликов 16 и 17 ролики 20 и 21 автоматически разводятся и наоборот. Это осуществляют за счет того, что длина ремня 19 постоянна и подвижный ролик 21, расположенный на валу 3, взаимодействует с блоком пружин сжатия 22. Далее, мощность от вала 2 и вала 3, через зубчатые колеса двухступенчатых коробок скоростей (опционально) передают на выходные валы 4 и 5. От выходных валов 4 и 5 механическую энергию через последующие элементы трансмиссии передают к приводным колёсам, которые приводят транспортное средство в движение. При условиях, определяемых величиной и характером нагрузки на приводных колёсах, их угловая скорость вращения может отличаться друг от друга. В этом случае, ролики 19 и 20 также будут иметь разную угловую скорость вращения. За счет того, что весь механизм вариатора погружен в масло и ролики 16 и 17 закреплены на разных валах 2 и 3 соответственно, у роликов 16 и 17 есть возможность скольжения относительно тела ремня 19. Потери мощности на трение между ремнём 19 и роликами 16 и 17 будут выделяться в виде тепла (разогрева масла). Использование современных рекуперативных систем позволяет вернуть часть этих потерь, носителем и аккумулятором которых является масло, обратно в трансмиссию, либо отдать их в окружающую среду (через теплообменный аппарат) с целью охлаждения масла и всего механизма. Используя вышеизложенный принцип раздачи мощности на два выходных вала, можно составить схему для раздачи мощности на четыре выходных вала, которая показана на фиг.3. Для сокращения описания механизма, представленного на фиг. 3, позиции аналогичных элементов схемы повторяются в зеркальном отражении относительно оси вала 1 и полностью идентичны друг другу, как в геометрическом исполнение, так и в взаимодействие. Отличие состоит лишь в том, что ремень 19 взаимодействует одновременно с парами роликов 16-17 и с обоими парами роликов 20-21 и используется один общий блок управления трансмиссией 18. Принцип работы каждой из ветвей полностью аналогичен вышеописанному механизму раздачи мощности на два выходных вала. С целью повышения передаваемой мощности выходным валам и снижения износа ремня 19 передачу мощности четырём ведомым валам можно осуществить с помощью двух вариативных ременных передач, объединённых одним блоком управления трансмиссией 18 и входным валом 1. В этом случае блок управления трансмиссией осуществляет одинаковое перемещение обоих роликов в направлениях движения друг к друг или друг от друга. Принцип работы и элементы приведенной схемы также полностью аналогичны механизму, представленному на фиг. 1. В данном случае имеется возможность «V»-образного расположения выходных валов относительно входного вала. Подвод мощности к обоим ведущим роликам (фиг. 1, 3 и 4) перпендикулярно оси вращения вала 1 во всех перечисленных исполнениях механизма возможно осуществлять, например, с помощью комбинирования внешней торцевой поверхности ролика с телом ведомого колеса конической зубчатой передачи. В этом случае ведущая шестерня передачи располагается на входном валу, а вал 1 становится промежуточным. Тип комбинируемой передачи может быть выбран из любых доступных конструктивных решений. В кинематических схемах, представленных на фиг. 3 и 4, в зависимости от конструктивного исполнения (опционально), возможно использовать механизмы синхронизации линейного перемещения обоих роликов 21, что обеспечит одинаковый, управляемый, зазор между парами ведомых роликов 20-21, и, соответственно, одинаковую угловую скорость вращения выходных валов. The infinitely variable drive of the vehicle works as follows. With the help of an engine (internal combustion engine or electric motor), power is generated on the output shaft, which is determined by the torque and the angular speed of its rotation. Further, through the transmission mechanisms (clutch mechanism, reverse mechanism and other elements), the power is transmitted to the input shaft 1. From the input shaft 1 and the rollers 16 and 17 attached to it, the power is transferred to the belt 19. From the belt 19, the power is transmitted to two corresponding tapered rollers 20 and 21 variator gears mounted on separate shafts 2 and 3, respectively. The transmission of energy by the belt is carried out by means of pre-tensioning forces and contact forces of friction. The stepless adjustment of the angular speed of rotation, as well as the torque transmitted to the shafts 2 and 3, is carried out using the transmission control unit 18, which moves the roller 16 along the axis of the shaft 1 with the possibility of fixing it at a given point. Changing the gap between the rollers 16 and 17 will lead to a change in the effective diameter of the engagement of the belt 19 with the tapered surfaces of the rollers, thereby changing the gear ratio of the belt drive. When rollers 16 and 17 are converged, rollers 20 and 21 are automatically split and vice versa. This is done due to the fact that the length of the belt 19 is constant and the movable roller 21 located on the shaft 3 interacts with the block of compression springs 22. Further, the power from the shaft 2 and the shaft 3 is transmitted through the gears of the two-stage gearboxes (optionally) to the output shafts 4 and 5. From the output shafts 4 and 5, mechanical energy is transmitted through subsequent transmission elements to the drive wheels, which set the vehicle in motion. Under conditions determined by the magnitude and nature of the load on the drive wheels, their angular rotation speed may differ from each other. In this case, rollers 19 and 20 will also have different angular rotational speeds. Due to the fact that the entire variator mechanism is immersed in oil and rollers 16 and 17 are fixed on different shafts 2 and 3, respectively, rollers 16 and 17 have the ability to slide relative to the belt body 19. Friction loss between belt 19 and rollers 16 and 17 will be released as heat (heating the oil). The use of modern recuperative systems makes it possible to return some of these losses, the carrier and accumulator of which is oil, back to the transmission, or to release them into the environment (through a heat exchanger) in order to cool the oil and the entire mechanism. Using the above principle of distributing power to two output shafts, it is possible to design a circuit for distributing power to four output shafts, which is shown in FIG. 3. To shorten the description of the mechanism shown in FIG. 3, the positions of similar elements of the circuit are repeated in a mirror image relative to the axis of the shaft 1 and are completely identical to each other, both in geometric design and in interaction. The only difference is that the belt 19 interacts simultaneously with the pairs of rollers 16-17 and with both pairs of rollers 20-21 and one common transmission control unit 18 is used. The principle of operation of each of the branches is completely similar to the above-described mechanism for distributing power to two output shafts. In order to increase the transmitted power to the output shafts and to reduce the wear of the belt 19, the power transmission to the four driven shafts can be carried out using two variable belt drives, united by one transmission control unit 18 and the input shaft 1. In this case, the transmission control unit carries out the same movement of both rollers in the directions movements towards each other or away from each other. The principle of operation and elements of the above circuit are also completely analogous to the mechanism shown in Fig. 1. In this case, there is a possibility of "V" -shaped arrangement of the output shafts relative to the input shaft. The power supply to both drive rollers (Figs. 1, 3 and 4) perpendicular to the axis of rotation of the shaft 1 in all the above-mentioned versions of the mechanism can be carried out, for example, by combining the outer end surface of the roller with the body of the driven wheel of the bevel gear. In this case, the driving gear of the transfer is located on the input shaft, and the shaft 1 becomes intermediate. The type of combined transmission can be selected from any available design solutions. In the kinematic diagrams shown in FIG. 3 and 4, depending on the design (optional), it is possible to use synchronization mechanisms for the linear movement of both rollers 21, which will provide the same controlled gap between the pairs of driven rollers 20-21, and, accordingly, the same angular speed of rotation of the output shafts.

Claims

1. Stepless drive of a vehicle, consisting of: geometrically parallel to each other - input shafts, two coaxial intermediate, with which gear wheels are rigidly connected, and two coaxial output shafts located in the same plane and fixed in the housing by means of rolling bearings, on the input the shaft has two tapered rollers, mirrored relative to each other, and one roller is rigidly connected to the shaft, and the other roller is made with the possibility of free movement along the axis of the shaft and is connected to it through a movable keyway or spline connection;

a transmission control unit rigidly connected to the casing of the continuously variable drive or to the input shaft, and between the two tapered surfaces of the rollers there is a belt, which is tensioned using rollers located on two independent coaxial intermediate shafts, one of the rollers rigidly connected to its intermediate shaft, and the other is made with the possibility of free movement along the axis of the other intermediate shaft and is connected to it through a movable keyway or spline connection,

as well as a block of springs for tensioning the belt in a static position, the tapered surfaces of the rollers on the intermediate shafts are made with the possibility of transmitting the compression force of the spring block to the belt, and the final stroke of the movable roller on the intermediate shaft during its dilution is limited by a stop interacting with a stopper rigidly connected to the body of the stepless drive, the distance between the stop and the stopper is made in such a way that with the maximally set rollers on the intermediate shafts, the geometrical section of the belt does not fall into the axis of rotation of the shafts, and the double-sided angular contact rolling bearings are made with the possibility of ensuring the axial movement of all shafts relative to the housing of the continuously variable drive, on the output shafts are located axially movable blocks of gears connected to the shaft through a movable keyed or spline connection, and the blocks of gears on the output shaft are made with the possibility of alternating operation with gears on p intermediate shaft, and tapered rollers with a belt located on the input and intermediate shafts, and the transmission control unit form a belt variator and are immersed in the working fluid.

2. The infinitely variable drive of the vehicle according to claim 1, characterized in that the power section of the transmission control unit is made in the form of a mechanical or electrical, or pneumatic, or combined drive of rectilinear motion.

3. The infinitely variable drive of the vehicle according to claim 2, characterized in that the drive of the rectilinear movement is made with manual or automatic control.