WO2010041984A1 - Коробка передач - Google Patents
Коробка передач Download PDFInfo
- Publication number
- WO2010041984A1 WO2010041984A1 PCT/RU2009/000519 RU2009000519W WO2010041984A1 WO 2010041984 A1 WO2010041984 A1 WO 2010041984A1 RU 2009000519 W RU2009000519 W RU 2009000519W WO 2010041984 A1 WO2010041984 A1 WO 2010041984A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- variator
- differential
- shaft
- gear
- kinematic
- Prior art date
Links
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
- 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
- F16H37/0833—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 with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
- F16H37/084—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 with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
- F16H37/086—CVT using two coaxial friction members cooperating with at least one intermediate friction member
-
- 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
- F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
- F16H15/48—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members with members having orbital motion
- F16H15/50—Gearings providing a continuous range of gear ratios
- F16H15/52—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of another member
Definitions
- the invention relates to the field of engineering and can be used in transport engineering, in particular as a continuously variable gearbox for cars and other vehicles.
- a wide-range stepless drive with a variator is known, which is mainly symmetrical in gear ratio - V-belt or toroidal, allowing to use both phases of gear ratio regulation to expand the range of variation of the gear ratio.
- One phase for example, reducing the gear ratio of the variator is used directly, and the second, increasing it, is used with closed-loop power circulation with a differential bevel gear, converting the increase in the gear ratio of the variator to a further reduction in the gear ratio of the entire drive.
- the range of variation of the gear ratio of the drive is significantly expanded in comparison with the range of variation of the gear ratio of the variator (see Pronin B.A., Revkov G.A. “Radio”, M., Mechanical Engineering, 1980, p. 298, Fig.
- This analogue device has inherent disadvantages in that the variator is not in accordance with the planetary scheme, it is symmetrical in the gear ratio, the drive contains a large number of auxiliary gears, including a differential bevel gear, which complicates the drive and significantly reduces its efficiency.
- a wide-range stepless drive comprising a housing in which a variator is installed with input and output kinematic links, a control mechanism kinematically connected to the variator and including matching and differential gears, and the output kinematic link of the variator is alternately connected to the kinematic links of the control mechanism ( see PCTVRU 03/00298, 2003, “Wide Variable Variable Speed Drive (Circuit Drive)”, publication WO 2005/003596 dated 13.01.05, written by Gulia HB).
- the last technical solution is taken as a prototype, as it has the maximum combination of features common with the invention.
- a disadvantage of the known drive adopted as a prototype is the need for switching kinematic links of both matching gears with differential gears and differential gears with input and output shafts of the entire drive
- the objective of the invention is to develop a device where this drawback would be eliminated, namely, the need to switch the kinematic connections of the differential transmission with the input and output shafts of the drive would be eliminated.
- the proposed transmission including a disk planetary variator with input and output kinematic links and a control mechanism kinematically connected with the mentioned links and including differential and matching gears, characterized in that the differential gear is made in the form of two differential mechanisms constantly kinematically associated with the input and output kinematic links of the variator, and in one of the differential mechanisms with the input link the variator is connected to the carrier, and in the other differential mechanism the inner central wheel is connected to the input link, and the output link of the variator in both differential mechanisms is connected to the external central wheels, while the matching gear is made with the possibility of periodic kinematic connection of its shaft with the inner central wheel of the first differential mechanism and with the carrier of the second differential mechanism.
- control mechanism of the gearbox is made with the possibility of periodic connection of the output kinematic link of the variator with the shaft of the matching gear when disconnecting the links of differential mechanisms from it.
- the input kinematic link of the variator is made with the possibility of periodic kinematic communication with the shaft of the matching transmission when disconnecting the links of differential mechanisms from it.
- the input shaft of the variator is configured to periodically disconnect it from the kinematic connection with the variator in the presence of its kinematic connection with the shaft matching gear.
- the matching gear contains a shaft kinematically connected to the drive wheels of the car, on which, along with others, gears are placed with the possibility of free rotation, connected with gears, set to transmit torque to the links differential transmission, and periodically associated with the transmission of torque with the above shaft.
- Another difference of the device is that the output kinematic link of the variator is made with the possibility of periodic communication with the shaft matching transmission through the reverse mechanism.
- FIG. 1 shows a kinematic diagram of a device in its longitudinal section
- FIG. 2 its cross section through the reverse mechanism.
- the gearbox contains an input kinematic link - a shaft 1 connected with the possibility of transmitting torque to the internal central friction discs 2 (in Fig. 1 one row is shown containing one pair of friction discs, although there may be several such rows) with carrier 3 of the first differential mechanism 4 (circled by a dashed line) and gear 5.
- Internal central friction disks 2 are in contact with their working ring zones 6 with conical satellites 7, which can freely rotate on the axes 8 on the pivoting levers 9, fixed with the possibility of rotation in the carrier 10.
- the carrier 10 is the output kinematic link of the variator 11 (circled by a dashed line).
- Two external central gears - 12 and 13, as well as gear 14 are fixed on the carrier 10.
- the satellites 7, evenly spaced around the circumference in an amount equal to three or more, are also in contact with the external central friction discs 15 pressed to them, for example, by the force of their own elasticity in the axial direction, or by any other pressing devices.
- the inner central friction discs 2 are pressed against the satellites 7 by additional elastic elements, for example, Belleville springs 16, or other pressure devices used in the variators (see, for example, Pronin B.A., Revkov G.A., “Bapiators”, M ., Engineering, 1980, pp. 197-200, section “Pressing”).
- the rotary levers 9 are connected to the carrier 10 by a servo-drive 17, for example, by hydraulic motors that rotate the rotary levers 9.
- the satellites 7 are radially moved relative to the central friction disks - internal 2 and external 15, which changes the gear ratio of the variator 1 1 Shaft 1, except for carrier 3, is kinematically connected also with the internal central gear wheel 18 of the second differential mechanism 19 (circled by a dashed line).
- the central gear 20 of the first differential gear 4 is kinematically connected to two coaxial gears 21 and 22, and the carrier 23 of the second differential gear 19 is connected to gear 24.
- the matching gear 25 (dashed line) includes gears 14, 24, 21 and 22, connected to the corresponding links of the differential mechanisms 4 and 19, and gears engaged with them in constant gearing, respectively, with gears 26, 27, 28 and 29, freely sitting on the shaft 30, which is the output kinematics eskim member of the gearbox.
- the gears 26, 27, 28 and 29 contain clutches, respectively, 31, 32, 33 and 34, made to alternately connect the aforementioned gears with the shaft 30.
- the clutch is controlled by a servo drive 35, for example, electromagnets or hydraulic cylinders.
- the shaft 30 also carries freely set gears 36 and 37 with the possibility of connecting them to the shaft 30, using the appropriate clutch 38 and 39 include similar clutches 31, 32, 33 and 34, respectively, providing reverse and "direct” transmission, that is, the connection of the shaft 30 through the gear 5-37 directly with the shaft 1, bypassing the variator 11.
- the reverse mechanism is shown in FIG. 2, where the parasitic gear 40 changes the direction of rotation of the gear wheel 14 connected to the carrier 10 of the variator 1 1 to the opposite. All of the above mechanisms and servos are placed in the housing 41 with the shafts 1 and 30 emerging from it.
- the input shaft 1 of the variator 11 contains a coupling half-coupling 42, for example, a cam coupling, mounted on it with the possibility of axial movement and transmission of torque, equipped with an axial movement mechanism, for example, a lever 43 and a servo drive 44, for example, an electromagnet.
- the response coupling half-coupling 45 is kinematically connected to the inner central friction discs 2.
- the work of the proposed gearbox is considered as an example of controlling the speed of urban traffic of a city car, for example, a city bus, with an internal combustion engine, the crankshaft of which is connected to the input shaft 1 of the gearbox.
- the movement starts at the maximum gear ratio of the variator 11, in which the satellites 7 are in the position furthest from the center, as shown in FIG. 1.
- the gearbox is connected to the output shaft 30 by means of an appropriate servo drive 35 and an inclusion clutch 31 toothed wheel 26, which is constantly engaged with the wheel 14 connected to the carrier 10 of the variator 1 1, which is its output kinematic link.
- the gear ratios of the gears formed by wheels 14-40-36 (reverse) and wheels 5 and 37 (“direct” gear) are not of fundamental importance for the operation of the gearbox and are selected from the desired reverse speed (reverse) and maximum speed on the highway (“Direct” transmission).
- the variator 11 has a minimum gear ratio of 1.3, and a maximum of 8.2, which is due to the real capabilities of the variator and tested on real samples.
- the maximum gear ratio of the gearbox under consideration at the minimum vehicle speed is 25.748, which is quite a lot and even provides “creeping” speeds that are so necessary for urban traffic.
- the position of the pivoting levers 9, pivotally mounted on the carrier 10 and bearing the satellites 7 on the axles 8, contacting with the central friction discs, external 15 and internal 2, is changed.
- the satellites 7, which can freely rotate on the axes 8, move to the center of the variator 11, reducing the gear ratio of the variator 11.
- the clutch 34 can be turned on without turning off the clutch 31, that is, shockless and without interrupting the flow of power, which is a very valuable property of the gearbox. Then the clutch 31 is turned off and only the clutch 34 remains turned on. In this case, the shaft 30 is connected only to the wheel 29. Now the gear ratio of the variator 11 is again increased by moving the satellites 7 from the center by the servos 17. The total gear ratio the gearbox then decreases again, and when the transmission value of the variator 1 1 reaches a maximum value of 8.2, it takes a value of 2.296.
- Such a mode when with an increase in the gear ratio of the variator, the general gear ratio of the gearbox decreases, and vice versa, when with a decrease in the first the second increases, it is called the “reverse” mode.
- the “direct” and “reverse” modes of operation of the described gearbox are usually alternated, and after the above-described “reverse” mode, ending in a general gear ratio of 2.296, the “direct” mode begins, starting with this gear ratio.
- the shaft 30 of the clutch 32 and the servo drive 35 is connected to the wheel 27, which rotates with the same frequency as the wheel 29, and therefore the shaft 30.
- the connection occurs, as in the previous case, without impact and without breaking the power flow.
- the variator 11 is again transferred by the servos 17 to the position of the minimum gear ratio, i.e. from 8.2 to 1.3, while the overall gear ratio of the gearbox also decreases, but from 3.296 to 1.21. Then follows another "reverse" mode, again reducing the gear ratio of the gearbox from 1.21 to 0.68 while increasing the gear ratio of the variator 11 from 1.3 to 8.2.
- the shaft 30 is connected by the clutch 33 on with the wheel 28, after which the clutch 32 is disconnected. So, the total gear ratio of the gearbox varies from 25.748 to 0.68 and the range of change of the gear ratio is 37.86; in this case, the variator 1 1 kinematically connected by wheels 14 and 26 with a shaft 30 without differential mechanisms 4 and 19, i.e. without “direct” and “reverse” modes, it provides a range of 6.3 (8.2: 1.3). “Direct” and “reverse” modes using differential mechanisms 4 and 19 provide a range of gear ratios of approximately 6.
- “direct” transmission can be switched on by connecting the wheel 37 with the shaft 30 with the corresponding clutch 39, and the wheel 37 is kinematically connected with the input shaft 1, and therefore with the crankshaft of the engine through the wheel 5.
- the engine can develop maximum speeds, undesirable for the variator 1 1 in the loaded mode and harmless when idling.
- rotation speeds up to 2000 min "1 are used , and with the" direct "gear engaged, the maximum rotation speed is 2600 min " 1 or more.
- the shaft 30 is connected by the corresponding clutch 38 to enable only the wheel 36, driven from the wheel 14 through the spurious gear 40, changing the direction of rotation.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве бесступенчатой коробки передач автомобиля. Предложенная коробка передач, содержащая дисковый планетарный вариатор (И) с входным и выходным кинематическими звеньями (1) и (14) и управляющий механизм, кинематически связанный с упомянутыми звеньями и включающий дифференциальную передачу и согласующую передачу (25), в которой согласно изобретению, дифференциальная передача выполнена в виде двух дифференциальных механизмов (4) и (19), постоянно кинематически связанных с входным и выходным кинематическими звеньями (1) и (14) вариатора, причём в одном из дифференциальных механизмов (4 с входным звеном (1) связано водило (3), а в другом дифференциальном механизме (19) с входным звеном (1) связано внутреннее центральное колесо (18). Выходное звено (14) вариатора в обоих дифференциальных механизмах (4) и (19) связано с внешними центральными зубчатыми колесами (12) и (13). При этом согласующая передача (25) выполнена с возможностью периодической кинематической связи её водила (30) с внутренним центральным колесом (20) первого дифференциального механизма (4) и с водилом (23) второго дифференциального механизма (19). Технический результат изобретения состоит в упрощении механизма управления коробкой передач.
Description
КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств.
Из уровня техники известны рассмотренные ниже широкодиапазонные бесступенчатые приводы, также называемые супервариаторами, принятые за аналоги.
Известен широкодиапазонный бесступенчатый привод с вариатором, преимущественно симметричным по передаточному отношению - клиноременным или тороидальным, позволяющий использовать для расширения диапазона варьирования передаточного отношения обе фазы регулирования передаточного отношения. Одна фаза, например, уменьшающая передаточное отношение вариатора используется непосредственно, а вторая, увеличивающая его, используется с циркуляцией мощности в замкнутом режиме с дифференциальной конической зубчатой передачей, преобразующей увеличение передаточного отношения вариатора в дальнейшее уменьшение передаточного отношения всего привода. Таким образом, диапазон варьирования передаточного отношения привода существенно расширяется по сравнению с диапазоном варьирования передаточного отношения вариатора (см. Пронин Б.A., Ревков Г.А. «Bapиaтopы», M., Машиностроение, 1980, с. 298, рис. 184-185). Этому устройству-аналогу присущи недостатки, заключающиеся в том, что вариатор выполняется не по планетарной схеме, является симметричным по передаточному отношению, привод содержит большое число вспомогательных передач, в том числе и дифференциальную коническую зубчатую передачу, что усложняет привод и существенно снижает его КПД.
Известен широкодиапазонный бесступенчатый привод, содержащий корпус, в котором установлен вариатор с входным и выходным кинематическими звеньями, управляющий механизм, кинематически связанный с вариатором и включающий согласующую и дифференциальную передачи, причем выходное кинематическое звено вариатора выполнено с возможностью его попеременного соединения с кинематическими звеньями управляющего механизма (см. PCTVRU 03/00298, 2003, «Шиpoкoдиaпaзoнный бесступенчатый привод (cyпepвapиaтop)», публикация WO 2005/003596 от 13.01.05, автор - Гулиа H.B.). последнее техническое решение принято за прототип, так как обладает максимальной совокупностью общих с изобретением признаков.
Недостатком известного привода, принятого за прототип, является необходимость переключений кинематических связей как согласующей передачи с дифференциальной, так и дифференциальной передачи с входным и выходным валами всего привода, что усложняет конструкцию механизмов управления коробкой передач.
Задачей изобретения является разработка устройства, где был бы устранен указанный недостаток, а именно была бы устранена необходимость переключений кинематических связей дифференциальной передачи с входным и выходным валами привода.
Указанная задача решается тем, что предложена коробка передач, включающая дисковый планетарный вариатор с входными и выходными кинематическим звеньями и управляющий механизм, кинематически связанный с упомянутыми звеньями и включающий дифференциальную и согласующую передачи, характеризующаяся тем, что дифференциальная передача выполнена в виде двух дифференциальных механизмов постоянно кинематически связанных с входными и выходными кинематическими звеньями вариатора, причём в одном из дифференциальных механизмов с входным звеном вариатора связано водило, а в другом дифференциальном механизме с входным звено связано внутреннее центральное колесо, а выходное звено вариатора в обоих дифференциальных механизмах связано с внешними центральными колесами, при этом согласующая передача выполнена с возможностью периодической кинематической связи её вала с внутренним центральным колесом первого дифференциального механизма и с водилом второго дифференциального механизма.
Другим отличием устройства является то, что управляющий механизм коробки передач выполнен с возможностью периодической связи выходного кинематического звена вариатора с валом согласующей передачи при отключении от него звеньев дифференциальных механизмов.
Ещё одним отличием устройства является то, что входное кинематическое звено вариатора выполнено с возможностью периодической кинематической связи с валом согласующей передачи при отключении от него звеньев дифференциальных механизмов.
Следующим отличием устройства является то, что входной вал вариатора выполнен с возможностью его периодического отключения от кинематической связи с вариатором при наличии его кинематической связи с валом согласующей передачи.
Следующим отличием устройства является то, что согласующая передача содержит вал, кинематически связанный с ведущими колёсами автомобиля, на котором, наряду с другими, помещены с возможностью свободного вращения зубчатые колёса, связанные с зубчатыми колёсами, посаженными с передачей крутящего момента на звенья
дифференциальной передачи, и периодически связываемые с передачей крутящего момента с вышеуказанным валом.
Следующим отличием устройства является то, что выходное кинематическое звено вариатора выполнено с возможностью периодической связи с валом согласующей передачи через механизм реверса.
Благодаря вышеперечисленным отличиям достигается технический результат, заключающийся в упрощении механизма управления коробкой передач.
Техническое решение - устройство представлено на схемах фиг. 1 и фиг. 2 , где на фиг. 1 изображена кинематическая схема устройства в её продольном разрезе, а на фиг. 2 - её поперечный разрез по механизму реверса.
Коробка передач содержит входное кинематическое звено - вал 1, соединённый с возможностью передачи крутящего момента с внутренними центральными фрикционными дисками 2 (на фиг. 1 изображён один их ряд, содержащий одну пару фрикционных дисков, хотя таких рядов может быть и несколько) с водилом 3 первого дифференциального механизма 4 (обведен штриховой линией) и зубчатым колесом 5. Внутренние центральные фрикционные диски 2 контактируют своими рабочими кольцевыми зонами 6 с коническими сателлитами 7, сидящими с возможностью свободного вращения на осях 8 на поворотных рычагах 9, закреплённых с возможностью поворота в водиле 10. Водило 10 является выходным кинематическим звеном вариатора 11 (обведён штриховой линией). На водиле 10 закреплены два внешних центральных зубчатых колеса - 12 и 13, а также зубчатое колесо 14.
Сателлиты 7, равномерно расположенные по окружности в количестве, равном трем и более, контактируют также с внешними центральными фрикционными дисками 15, прижатыми к ним, например, силой собственной упругости в осевом направлении, либо любыми другими нажимными устройствами. Внутренние центральные фрикционные диски 2 прижаты к сателлитам 7 дополнительными упругими элементами, например, тарельчатыми пружинами 16, либо другими нажимными устройствами, используемыми в вариаторах (см., например, Пронин Б.A., Ревков Г.A., «Bapиaтopы», M., Машиностроение, 1980, с. 197-200, раздел «Haжaтиe»). Поворотные рычаги 9 связаны с водилом 10 сервоприводом 17, например, гидромоторами, поворачивающими на определённые углы поворотные рычаги 9. Благодаря эксцентриситету в них, осуществляется радиальное перемещение сателлитов 7 относительно центральных фрикционных дисков - внутренних 2 и внешних 15, чем изменяется передаточное отношение вариатора 1 1. Вал 1, кроме водила 3, кинематически соединён также с внутренним центральным зубчатым колесом 18 второго дифференциального механизма 19 (обведён штриховой линией). Внутреннее
центральное зубчатое колесо 20 первого дифференциального механизма 4 кинематически соединено с двумя соосными зубчатыми колёсами 21 и 22, а водило 23 второго дифференциального механизма 19 - с зубчатым колесом 24. Согласующая передача 25 (обведена штриховой линией) включает в себя зубчатые колёса 14, 24, 21 и 22, соединённые с соответствующими звеньями дифференциальных механизмов 4 и 19,и входящими с ними в постоянное зацепление зубчатыми колёсами, соответственно с зубчатыми колёсами 26, 27, 28 и 29, свободно сидящими на валу 30, являющимся выходным кинематическим звеном коробки передач. Зубчатые колёса 26, 27, 28 и 29 содержат муфты включения, соответственно, 31, 32, 33 и 34, выполненные для поочередного соединения упомянутых зубчатых колёс с валом 30. Муфты включения управляются сервоприводом 35, например, электромагнитами или гидроцилиндрами. Вал 30 несёт на себе также свободно посаженные зубчатые колёса 36 и 37 с возможностью соединения их с валом 30, с помощью соответствующих муфт 38 и 39 включения, аналогичных муфтам 31 , 32, 33 и 34, соответственно, обеспечивающие реверс и «пpямyю» передачу, то есть соединение вала 30 через зубчатую передачу 5-37 непосредственно с валом 1, минуя вариатор 11. Механизм реверса представлен на фиг. 2, где паразитная шестерня 40 меняет направление вращения зубчатого колеса 14, соединённое с водилом 10 вариатора 1 1, на обратное. Все вышеперечисленные механизмы и сервоприводы помещены в корпус 41 с выходящими из него валами 1 и 30.
Входной вал 1 вариатора 11 содержит полумуфту 42 включения, например, кулачковую, закреплённую на нём с возможностью осевого перемещения и передачи крутящего момента, снабжённую механизмом её осевого перемещения, например, рычагом 43 и сервоприводом 44, например, электромагнитом. Ответная полумуфта 45 включения кинематически соединена с внутренними центральными фрикционными дисками 2.
Работа предложенной коробки передач рассматривается на примере управления с её помощью скоростью движения городского движения городского автомобиля, например, городского автобуса, с двигателем внутреннего сгорания, коленчатый вал которого соединяется со входным валом 1 коробки передач. Движение начинается при максимальном передаточном отношении вариатора 11, при котором сателлиты 7 находятся в максимально отдалённом от центра положении, как и показано на фиг. 1. Для получения минимальной скорости автомобиля с выходным валом 30 коробки передач соединяется с помощью соответствующего сервопривода 35 и муфты включения 31 зубчатое колесо 26, находящееся в постоянном зацеплении с колесом 14, соединённым с водилом 10 вариатора 1 1, являющимся его выходным кинематическим звеном.
Для рассматриваемой коробки передач приняты следующие передаточные отношения зубчатых передач: колеса 20 с колесом 12, как и колеса 18 с колесом 13 - 1 ,667; колеса 14 с колесом 26 - 3,14; колеса 24 с колесом 27 - 1,036; колеса 21 с колесом 28 - 1,675; колеса 22 с колесом 29 - 5,655. Передаточные отношения передач, образованных колёсами 14-40-36 (реверс) и колёсами 5 и 37 («пpямaя» передача), принципиального значения для работы коробки передач не имеет и выбираются из желаемой скорости заднего хода (реверс) и максимальной скорости движения на шоссе («пpямaя» передача). Вариатор 11 имеет минимальное передаточное отношение 1,3, а максимальное - 8,2, что обусловлено реальными возможностями вариатора и проверено на реальных образцах.
Исходя из приведённых передаточных отношений, максимальное передаточное отношение рассматриваемой коробки передач при минимальной скорости движения автомобиля равно 25,748, что достаточно много и обеспечивает даже получение «пoлзyчиx» скоростей, столь нужных для городского движения. Далее, с помощью сервопривода 17 изменяется положение поворотных рычагов 9, шарнирно посаженных на водиле 10 и несущих на осях 8 сателлиты 7, контактирующие с центральными фрикционными дисками - внешними 15 и внутренними 2. При этом изменении сателлиты 7, сидящие с возможностью свободного вращения на осях 8, перемещаются к центру вариатора 11, уменьшая передаточное отношение вариатора 11. При минимальном передаточном отношении вариатора 11, равном 1,3, общее передаточное отношение передач уменьшится до 4,083.
Далее для увеличения скорости автомобиля и, соответственно, уменьшения общего передаточного отношения коробки передач используется чередование «пpямoгo» и « обратного) режимов работы коробки передач, суть которых будет изложена ниже, и реальность которых была подтверждена расчётами и испытаниями опытных образцов. Колесо 29, находящееся в зацеплении с колесом 22, соединённом с колесом 20 дифференциального механизма 4, вращается с частотой вращения, равной частоте вращения колеса 26, и при соединении колеса 29 с валом 30 сервоприводом 35 и муфтой 34 включения коробка передач будет иметь передаточное число, равное таковому в конце предыдущего режима, а именно - 4,083. Таким образом, муфта 34 включения может быть включена без выключения муфты 31, то есть безударно и без разрыва потока мощности, что является очень ценным свойством коробки передач. Затем муфта 31 включения выключается и остаётся включённой только муфта 34. При этом вал 30 соединён только с колесом 29. Теперь передаточное отношение вариатора 11 снова повышается перемещением сателлитов 7 от центра сервоприводами 17. Общее же передаточное число
коробки передач при этом снова понижается, и при достижении передаточным значением вариатора 1 1 максимального значения 8,2, принимает значение 2,296. Такой режим, когда при увеличении передаточного отношения вариатора общее передаточное отношение коробки передач уменьшается, и обратно, когда при уменьшении первого увеличивается второе, называется «oбpaтным» режимом. Режим, когда при изменении передаточного отношения вариатора в какую-либо сторону, общее передаточное отношение коробки передач изменяется в ту же сторону, называется «пpямым» режимом. «Пpямoй» и «oбpaтный» режимы работы описываемой коробки передач обычно чередуются, и после вышеописанного «oбpaтнoгo» режима, заканчивающегося на общем передаточном отношении 2,296, следует «пpямoй» режим, начинающийся с этого передаточного отношения. При этом вал 30 муфтой включения 32 и сервоприводом 35 соединяется с колесом 27, которое вращается с той же частотой, что и колесо 29, а следовательно, и вал 30. Соединение происходит, как и в предыдущем случае безударно и без разрыва потока мощности. После отключения муфтой 34 вала 30 от колеса 29, вариатор 11 снова переводится сервоприводами 17 в положение минимального передаточного отношения, т.е. с 8,2 до 1,3, и при этом общее передаточное отношение коробки передач также уменьшается, но уже с 3,296 до 1,21. Затем следует ещё один «oбpaтный» режим, снова уменьшающий передаточное отношение коробки передач с 1,21 до 0,68 при увеличении передаточного отношения вариатора 11 с 1,3 до 8,2. Для этого вал 30 соединяется муфтой 33 включения с колесом 28, после чего муфта 32 отключается. Итак, общее передаточное отношение коробки передач меняется от 25,748 до 0,68 и диапазон изменения передаточного отношения равен 37,86; при этом вариатор 1 1, соединённый кинематически колёсами 14 и 26 с валом 30 без дифференциальных механизмов 4 и 19, т.е. без «пpямoгo» и «oбpaтнoгo» режимов, обеспечивает диапазон, равный 6,3 (8,2:1,3). «Пpямoй» и «oбpaтный» режимы с привлечением дифференциальных механизмов 4 и 19 обеспечивают диапазон изменения передаточных отношений, примерно равный 6. Однако упомянутые «пpямoй» и «oбpaтный» режимы, сужая диапазон изменения передаточных отношений привода с 6,3 примерно до 1,8 повышают согласно теории приводов с замкнутой кинематической цепью (см., например, Пронин Б.A., Ревков Г.A., «Bapиaтopы», M., Машиностроение, 1980, с. 299-307, раздел 8.3 «Пpивoды с замкнутой кинематической цeпью») и испытаниям опытных образцов приводов («cyпepвapиaтopoв») КПД приводов. Так, например, КПД вариатора 11 при работе на передаточном отношении 8,2 равен примерно 0,75...0,8, а при передаточном отношении 1,3 - примерно 0,92...0,94. При этом, если на режиме трогания автомобиля с места и на «пoлзyчиx» скоростях допустим невысокий КПД трансмиссии, то на повышенных скоростях движения, где реализуется
высокая мощность двигателя, необходим высокий КПД трансмиссии. Сужение диапазона изменения передаточных отношений коробки передач применением дифференциальных механизмов 4 и 19 позволяет повысить КПД коробки передач примерно до 0,94, практически независимо от её передаточного отношения. Это достаточно высокий КПД для бесступенчатой вариаторной коробки передач с огромным диапазоном изменения передаточных отношений. Например, для городского автобуса с максимальной скоростью движения в городе 60 км/ч высокий КПД коробки передач обеспечен практически начинаю с 10 км/ч. При трогании с места и разгоне до 1,6 км/ч этот КПД примерно равен 0,75, повышаясь при разгоне до 10 км/ч до 0,94 и оставаясь таким до максимальной скорости. Это особенно ценно для гибридных силовых агрегатов, где используется рекуперативное торможение и энергия проходит через трансмиссию дважды — в прямом и обратном направлениях. Следует отметить, что для увеличения общего диапазона изменения передаточных отношений число ступеней в согласующей передачи 25 может быть увеличено, а для уменьшения - снижено.
Для движения автомобиля с повышенными скоростями, допустим, городского автобуса по шоссе при его перегонах и т.д. может быть включена «пpямaя» передача путём соединения колеса 37 с валом 30 соответствующей муфтой 39 включения, а колесо 37 кинематически соединено с входным валом 1, а стало быть и с коленчатым валом двигателя через колесо 5. Двигатель при этом может развить максимальные частоты вращения, нежелательные для вариатора 1 1 в нагруженном режиме и безвредные при его холостом вращении. Например, для привода автобуса от дизельного двигателя при включённом вариаторе 11 используются частоты вращения до 2000 мин"1, а при включённой «пpямoй» передачи — максимальная частота вращения 2600 мин"1 и более.
Возможно и отключение вариатора 11 от кинематической связи с его входным валом 1 путём отсоединения полумуфты 42 от полумуфты 45 с помощью рычага 43 и сервопривода 44. При этом вариатор 11 неподвижен, что исключает дополнительные потери на его холостое вращение. При необходимости отключения «пpямoй» передачи, полумуфты 42 и 45 соединяются снова и только после этого могут использоваться согласующая передача и реверс.
При необходимости в заднем ходе вал 30 соединяется соответствующей муфтой 38 включения только с колесом 36, приводимым от колеса 14 через паразитную шестерню 40, меняющую направление вращения.
Claims
1 . Коробка передач, включающая дисковый планетарный вариатор с входными и выходными кинематическим звеньями и управляющий механизм, кинематически связанный с упомянутыми звеньями и включающий дифференциальную и согласующую передачи, отличающийся тем, что дифференциальная передача выполнена в виде двух дифференциальных механизмов постоянно кинематически связанных с входными и выходными кинсvшi ическими звеньями вариатора, причём в одном из дифференциальных механизмов с входным звеном вариатора связано водило, а в другом дифференциальном механизме с входным звеном связано внутреннее центральное колесо, а выходное звено вариатора в обоих дифференциальных механизмах связано с внешними центральными колесами, при этом согласующая передача выполнена с возможностью периодической кинематической связи её вала с внутренним центральным колесом первого дифференциального механихма и с водилом второго дифференциального механизма.
2. Коробка передач по п. l, отличающийся тем, что её управляющий механизм выполнен с возможностью периодической связи выходного кинематического звена вариатора с валом согласующей передачи при отключении от него звеньев дифференциальных механизмов.
3. Коробка передач по п.] . отличающийся тем, ч ю входное кинемаi ическос звено вариа'iора выполнено с возможност ью периодической кинематической связи с валом согласующей передачи при о тключении оч него звеньев дифференциальных механизмов.
4. Коробка передач по п. l , отличающийся тем, Ч J О входное кинематическое звено вариатора выполнено с возможностью периодического о тключения от кинематической связи с вариат ором при наличии его кинематической связи с валом соi ласующей передачи.
5. Коробка передач по п. l , отличающийся т ем, что согласующая передача выполнена в виде набора зубчатых колёс, свободно сидящих на её валу, с возможностью кинематического соединения одного из упомянутых зубчатых колёс как с валом согласующей передачи, так и с кинематическими звеньями дифференциальных механизмов.
6. Коробка передач по п. l или н.4, отличающийся тем, что выходное звено вариатора выполнено с возможностью периодической связи с валом согласующей передачи через механизм реверса.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008139533/11A RU2410587C2 (ru) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Коробка передач |
| RU2008139533 | 2008-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2010041984A1 true WO2010041984A1 (ru) | 2010-04-15 |
Family
ID=42100774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000519 WO2010041984A1 (ru) | 2008-10-07 | 2009-10-06 | Коробка передач |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2410587C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010041984A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460921C1 (ru) * | 2011-02-01 | 2012-09-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Бесступенчатая коробка передач (варианты) |
| RU2464182C2 (ru) * | 2011-02-01 | 2012-10-20 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Гибридный силовой агрегат транспортного средства (варианты) |
| RU2483940C1 (ru) * | 2011-10-17 | 2013-06-10 | Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" | Гибридный силовой агрегат (варианты) |
| RU2659368C2 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-06-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Бесступенчатая передача с планетарным механизмом с выходом на эпициклическое колесо |
| RU2656941C2 (ru) * | 2016-11-29 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Бесступенчатая передача с планетарным механизмом с выходом на водило |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2277133A (en) * | 1993-04-15 | 1994-10-19 | Torotrak Dev Ltd | Multi-regime continuously variable transmission with synchronous regime change |
| RU2219076C1 (ru) * | 2002-05-22 | 2003-12-20 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства |
| WO2005003596A1 (fr) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Planbau Energiesysteme Gmbh & Co. Kg | Entrainement a variation en continu a gamme etendue |
| RU2300032C1 (ru) * | 2006-02-15 | 2007-05-27 | Константин Владимирович Лебедьков | Бесступенчатая трансмиссия, механизм реверсирования, модуль варьирования и управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел |
-
2008
- 2008-10-07 RU RU2008139533/11A patent/RU2410587C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-10-06 WO PCT/RU2009/000519 patent/WO2010041984A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2277133A (en) * | 1993-04-15 | 1994-10-19 | Torotrak Dev Ltd | Multi-regime continuously variable transmission with synchronous regime change |
| RU2219076C1 (ru) * | 2002-05-22 | 2003-12-20 | Общевойсковая Академия Вооруженных Сил Российской Федерации | Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства |
| WO2005003596A1 (fr) * | 2003-07-08 | 2005-01-13 | Planbau Energiesysteme Gmbh & Co. Kg | Entrainement a variation en continu a gamme etendue |
| RU2300032C1 (ru) * | 2006-02-15 | 2007-05-27 | Константин Владимирович Лебедьков | Бесступенчатая трансмиссия, механизм реверсирования, модуль варьирования и управляемый ограничитель диапазона передаточных чисел |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008139533A (ru) | 2010-04-20 |
| RU2410587C2 (ru) | 2011-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8469850B2 (en) | Superposition transmission | |
| CN104334923A (zh) | 车辆用传动装置 | |
| US8287415B2 (en) | Transmission unit, particularly multi-range transmission | |
| CN102317652B (zh) | 动力传递装置 | |
| CN104334922A (zh) | 车辆用传动装置 | |
| CN105745105A (zh) | 自动变速器 | |
| CN1241251A (zh) | 摩擦传动装置 | |
| RU2410587C2 (ru) | Коробка передач | |
| CN109707816B (zh) | 功率分支的无级传动设备 | |
| CN111344179A (zh) | 换挡变速器和具有换挡变速器的电驱动装置 | |
| CN109707806A (zh) | 功率分流式无级传动设备 | |
| CN104334926A (zh) | 车辆用动力传递装置 | |
| RU2460919C2 (ru) | Многодиапазонная бесступенчатая трансмиссия (варианты) | |
| KR20190060594A (ko) | 자동화 수동변속기 | |
| CN104999909A (zh) | 车辆用动力传递装置 | |
| JP2015017664A (ja) | 電気自動車用駆動装置 | |
| JP2006308039A (ja) | 無段変速装置 | |
| RU2523507C2 (ru) | Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор) | |
| RU2484333C1 (ru) | Многодиапазонная бесступенчатая коробка передач (варианты) | |
| EP2547931B1 (en) | Drive train provided with a cvt | |
| CN109707815B (zh) | 功率分流式无级传动设备 | |
| CN105190100A (zh) | 车辆用动力传递装置 | |
| RU2460921C1 (ru) | Бесступенчатая коробка передач (варианты) | |
| RU2523506C2 (ru) | Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор) | |
| US10226992B2 (en) | Power train for driving a motor vehicle with a variable-speed transmission device having a triple planetary gear set and especially a power train for a hybrid-type vehicle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09819453 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09819453 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |