WO2012044199A1 - Multirange continuously variable transmission (variants) - Google Patents

Multirange continuously variable transmission (variants) Download PDF

Info

Publication number
WO2012044199A1
WO2012044199A1 PCT/RU2011/000670 RU2011000670W WO2012044199A1 WO 2012044199 A1 WO2012044199 A1 WO 2012044199A1 RU 2011000670 W RU2011000670 W RU 2011000670W WO 2012044199 A1 WO2012044199 A1 WO 2012044199A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
separation
differential
carrier
gear
differential mechanism
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000670
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виталий Владимирович ДАВЫДОВ
Нурбей Владимирович ГУЛИА
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Комбарко"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Комбарко" filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Комбарко"
Publication of WO2012044199A1 publication Critical patent/WO2012044199A1/en

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
    • F16H37/10—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 at both ends of intermediate shafts
    • 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
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Abstract

The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used as a continuously variable transmission for vehicles, including those with hybrid propulsion systems. The invention is presented with two variants. In both variants, the power passes from an engine 2 via a clutch 3 to an input shaft 1, from where said power is divided into flows passing through a differential mechanism 7, where the power flow is divided a first time, and also through differential mechanisms 9 and 10, where the power flow is divided a second time, said differential mechanisms 9 and 10 together forming a differential unit 11, and no more than 15% of the full power flows through electrical or hydrostatic energy-generating machines 5 and 8, which form, together with the differential mechanism 7, a variable component. As a result, the efficiency of the proposed multirange continuously variable transmission is increased to approximately 0.95, while the power and the mass of the energy-generating machines are reduced sharply. A matching planetary gear 16 used in the invention makes it possible to efficiently match the rotation frequencies produced by the differential unit 11 without any interruption to the flow of power. Furthermore, two of the four or six gears in the matching gear are direct gears, which substantially simplifies the transmission device and increases the efficiency thereof. In the first variant of the invention, the gear makes it possible to produce a total variation range of approximately 10 at an efficiency of at least 0.95. In the second variant, this range tends to infinity, i.e. the rotation frequency of the output shaft starts from zero. An embodiment of the invention is possible in which an operator can, if desired, convert the gear to any given embodiment which is the most suitable for the current operating conditions of the vehicle.

Description

Многодиапазонная бесступенчатая передача (варианты)  Multi-band continuously variable transmission (options)
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесступенчатой трансмиссии транспортных средств, в том числе с гибридными силовыми установками.  The invention relates to mechanical engineering and can be used as a continuously variable transmission of vehicles, including with hybrid power plants.
Из уровня техники известны бесступенчатые передачи, содержащие варьирующее звено - механическое или немеханическое, а также дифференциальные механизмы для разделения потоков мощности, идущих от двигателя к исполнительному механизму.  In the prior art, stepless transmissions are known, containing a varying unit - mechanical or non-mechanical, as well as differential mechanisms for separating power flows from the engine to the actuator.
Одним из первых подобных устройств была бесступенчатая передача на основе механического варьирующего звена (вариатора) клиноременного или тороидального типа, и дифференциального механизма, позволяющего изменять передаточное отношение передачи однонаправлено, например, понижать его, при двунаправленном изменении передаточного отношения варьирующего звена, например, как при понижении, так и при повышении его. Это свойство подобных устройств - основополагающее для целого класса бесступенчатых передач, появившихся позже, где варьирующее звено, как механическое (вариатор), так и немеханическое (например, мотор-генератор с системой управления), поочередно уменьшает и увеличивает своё передаточное отношение, а вся передача плавно либо уменьшает, либо увеличивает его (см. Пронин Б.А., Ревков Г.А., «Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи (вариаторы)», М, Машиностроение, 1980, с.298, рис. 184-185). Этому устройству, принятому за аналог, свойственны недостатки, заключающиеся в отсутствии разделения потока мощности в самом варьирующем звене - вариаторе непланетарного типа, а также в наличии большого числа вспомогательных передач, усложняющих конструкцию и снижающих ее КПД.  One of the first such devices was a continuously variable transmission based on a mechanical varying link (variator) of a V-belt or toroidal type, and a differential mechanism that allows changing the gear ratio of a transmission unidirectionally, for example, lowering it when bidirectionally changing the gear ratio of a varying link, for example, as when lowering , and by increasing it. This property of such devices is fundamental for a whole class of continuously variable transmissions that appeared later, where the varying link, both mechanical (variator) and non-mechanical (for example, a motor-generator with a control system), in turn reduces and increases its gear ratio, and the entire gear smoothly either decreases or increases it (see Pronin B.A., Revkov G.A., "Stepless V-belt and friction gears (variators)", M, Mashinostroenie, 1980, p. 298, Fig. 184-185). This device, taken as an analogue, has disadvantages in that there is no separation of the power flow in the most variable link - the nonplanetary type variator, as well as in the presence of a large number of auxiliary gears that complicate the design and reduce its efficiency.
Известна также бесступенчатая передача, включающая планетарный дисковый вариатор в качестве бесступенчатого звена, а также механизм, содержащий дифференциальную и согласующую передачи. Эта передача позволяет осуществлять двукратное разделение потока мощности, проходящего через него, как при понижении, так и при повышении передаточного отношения варьирующего звена, что повышает КПД передачи и уменьшает долю мощности, проходящей через бесступенчатое звено (см. патент РФ N°2311575, «Широкодиапазонный бесступенчатый привод (супервариатор)», автор - Н.В. Гулиа, 27.1 1.07). Недостатком этого устройства, принятого также за аналог, является наличие повышающей согласующей передачи, что требует установки дополнительной понижающей передачи, усложняющей привод и снижающей КПД. К тому же, это устройство позволяет осуществить только два чередующихся друг с другом режима (диапазона) работы передачи с разделением потока мощности, что недостаточно для осуществления широкого общего диапазона изменения передаточного отношения передачи при высоком КПД для применения в качестве трансмиссии транспортных средств. A stepless transmission is also known, including a planetary disk variator as a stepless link, as well as a mechanism containing differential and matching gears. This transmission allows two-fold separation of the power flow passing through it, both when lowering and increasing the gear ratio of the varying link, which increases the transmission efficiency and reduces the proportion of power passing through the stepless link (see RF patent N ° 2311575, “Wide-range stepless drive (supervator) ”, author - N.V. Gulia, 27.1 1.07). The disadvantage of this device, also taken as an analogue, is the presence of an increasing matching gear, which requires the installation of an additional reduction gear, complicating the drive and reducing efficiency. In addition, this device allows only two alternating modes (ranges) of transmission operation with separation of the power flow, which is not enough to implement a wide general range of changes in the gear ratio of transmission at high efficiency for use as a vehicle transmission.
В качестве уровня техники следует отметить также многодиапазонные бесступенчатые передачи с разделением потока мощности, содержащие в качестве варьирующего звена непланетарные вариаторы, а также постоянно вращающиеся дифференциальные и согласующие передачи с их переключением сцепными муфтами (см., например, патент US6056661). К недостаткам этих устройств можно отнести наличие непланетарных вариаторов, что исключает первое разделение потока мощности в самом вариаторе, характерное для планетарных вариаторов. Кроме того, наличие в согласующей передаче нескольких дополнительных цилиндрических передач повышает её сложность и понижает КПД. Первый диапазон подобных передач выполняется таким образом, что при промежуточном передаточном отношении варьирующего звена передаточное отношение всей передачи равно бесконечности (режим кинематической нейтрали). Подобная мера позволяет расширить общий диапазон передачи, но ведет к высокой циркуляции мощности на первом диапазоне, ограничивая передаваемый на нем крутящий момент и резко снижая КПД передачи. Эти устройства также приняты за аналог.  As the prior art, it should also be noted multi-band continuously variable transmission with power flow separation, containing non-planetary variators as a varying link, as well as constantly rotating differential and matching gears with their switching by clutch couplings (see, for example, US6056661). The disadvantages of these devices include the presence of non-planetary variators, which eliminates the first separation of the power flow in the variator itself, which is typical for planetary variators. In addition, the presence in the matching gear of several additional cylindrical gears increases its complexity and lowers the efficiency. The first range of such transmissions is performed in such a way that, with an intermediate gear ratio of the varying link, the gear ratio of the entire gear is infinite (kinematic neutral mode). Such a measure allows you to expand the overall transmission range, but leads to high power circulation in the first range, limiting the torque transmitted on it and sharply reducing the transmission efficiency. These devices are also taken as an analogue.
В качестве аналогов следует также отметить передачи с электромеханическим или гидрообъемным варьирующим звеном, состоящим из двух обратимых энергетических машин электрического или гидравлического типа, связанных с источником вращения, последующей трансмиссией и друг с другом посредством дифференциального механизма, позволяющего снизить массу энергетических машин за счёт разделения потоков мощности в самом варьирующем звене и прохождения через энергетические машины лишь части мощности и энергии от источника вращения (двигателя) до исполнительного механизма - ведущих колёс. Наиболее известными устройствами этого типа являются гибридный силовой агрегат автомобиля Toyota Prius на базе электрических машин, (см., например публикацию http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Synergy_Drive) и тракторная трансмиссия Fendt Vario на базе гидрообъемных машин (см., например, публикацию Karl Th. Renius. Hydrostatische Fahrantriebe fur mobile Arbeitsmaschinen. WISSENSPORTAL  As analogs, it should also be noted gears with an electromechanical or hydrostatic varying link, consisting of two reversible energy machines of an electric or hydraulic type, connected to a rotation source, subsequent transmission and with each other through a differential mechanism, which allows reducing the weight of energy machines due to the separation of power flows in the most variable link and passing through energy machines only part of the power and energy from the source of rotation (engine) to actuator - driving wheels. The most famous devices of this type are the hybrid powertrain of a Toyota Prius based on electric cars (see, for example, http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_Synergy_Drive) and the Fendt Vario tractor transmission based on hydrostatic vehicles (see, e.g. Karl Th. Renius. Hydrostatische Fahrantriebe fur mobile Arbeitsmaschinen. WISSENSPORTAL
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) baumaschine.de, Ausgabe 1(2004)). Недостатком этого класса устройств является отсутствие двух режимов работы варьирующего звена с дифференциальным механизмом (прямых и обратных диапазонов разделения потока мощности), где варьирующее звено чередует повышение и понижение передаточных отношений в процессе разгона или замедления транспортного средства, а выходное звено передачи только повышает или понижает его однонаправленным образом. Это существенно понижает КПД передачи и увеличивает установленную мощность электрических или гидравлических машин варьирующего звена. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) baumaschine.de, Ausgabe 1 (2004)). The disadvantage of this class of devices is the lack of two modes of operation of the variable link with a differential mechanism (direct and reverse ranges of power flow separation), where the variable link alternates the increase and decrease of gear ratios during acceleration or deceleration of the vehicle, and the output link only increases or decreases it unidirectional manner. This significantly reduces the transmission efficiency and increases the installed capacity of electric or hydraulic machines of a varying level.
Известны многодиапазонные бесступенчатые передачи с двукратным разделением потока мощности, содержащие две обратимые электромашины, по меньшей мере, два дифференциальных механизма, а также несколько согласующих передач планетарного типа (см., например, заявки и патенты US2008/0171625, US6551208, а также сведения о серийно выпускаемой трансмиссии GM- Allison ЕР). Недостатком этих передач является то, что только один диапазон осуществляется с двукратным разделением потока мощности, что снижает КПД. Другим недостатком является резко увеличивающееся количество муфт и тормозов при увеличении числа диапазонов свыше трех.  Known multi-band continuously variable transmission with two-fold separation of the power stream, containing two reversible electric machines, at least two differential mechanisms, as well as several planetary matching gears (see, for example, applications and patents US2008 / 0171625, US6551208, as well as information on the serial GM-Allison EP transmission manufactured). The disadvantage of these transmissions is that only one range is carried out with a twofold separation of the power flow, which reduces the efficiency. Another disadvantage is the sharply increasing number of clutches and brakes with an increase in the number of ranges over three.
В качестве прототипа обоих вариантов изобретения принято наиболее близкое к предлагаемому техническое решение, обладающее и максимальной совокупностью общих с предлагаемым техническим решением признаков, изложенное в пат. РФ JM°2373445, «Двухрежимный бесступенчатый привод - супервариатор (его варианты)», автор - Н.В. Гулиа, 06.09. Техническое решение - прототип представлено в патенте РФ 2373445 в трех вариантах исполнения, причём наиболее общим является первое исполнение. Устройство - прототип включает корпус с базовым вариатором - варьирующем звеном с его входными и выходными кинематическими звеньями, а также управляющий механизм, кинематически связанный с варьирующим звеном и включающий дифференциальную передачу, разделяющую потоки мощности, и согласующую передачу, обеспечивающую равенство частот вращения на выходном кинематическом звене передачи при изменении режимов работы передачи. Этих режимов при разделении потоков мощности в передаче два: прямой, названный в прототипе редукторным, когда характер изменения передаточного отношения варьирующего звена совпадает с таковым у всей передачи, т.е. его выходного звена, и обратный, названный в прототипе мультипликаторным, когда упомянутый характер противоположный. Например, в прямом режиме при понижении передаточного  As a prototype of both variants of the invention, the technical solution closest to the proposed one is adopted, which also has the maximum combination of features common to the proposed technical solution, set forth in US Pat. RF JM ° 2373445, “Two-mode stepless drive - supervator (its variants)”, author - N.V. Gulia, September 6. Technical solution - the prototype is presented in the patent of the Russian Federation 2373445 in three versions, the most common being the first version. The prototype device includes a housing with a basic variator - a varying link with its input and output kinematic links, as well as a control mechanism kinematically connected to the varying link and including a differential gear that separates the power flows and matching gear ensuring equal rotation frequencies at the output kinematic link Transmission when changing the operating modes of the transmission. There are two of these modes when separating power flows in a transmission: a straight line, called gear in the prototype, when the nature of the change in the gear ratio of the varying link coincides with that of the entire transmission, i.e. its output link, and the reverse, called in the prototype multiplier, when the aforementioned character is the opposite. For example, in direct mode with a reduction in gear ratio
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) отношения варьирующего звена, т.е. ускорении его выходного вала, выходное звено всей передачи тоже ускоряется, а при замедлении - замедляется. В обратном же режиме при замедлении выходного вала варьирующего звена выходной вал всей передачи ускоряется, а при ускорении - замедляется. Чередованием режимов понижения и повышения передаточного отношения варьирующего звена (диапазонов передачи), совместно с изменением режимов работы передачи с прямого на обратный происходит изменение частоты вращения выходного звена передачи - его замедление или ускорение. Причём, благодаря наличию согласующей передачи, эти процессы происходят без разрыва потока мощности, и режимы плавно переходят друг в друга, и какое-то небольшое время (доли секунды) оставаясь включёнными вместе. Это позволяет получить широкий общий диапазон изменения передаточных отношений, причем при высоком его КПД. Важно, что согласующая передача в прототипе выполнена, как и в предлагаемом устройстве, планетарной, что обеспечивает компактность передачи и ее высокий КПД. Следует отметить, что чем более узок каждый диапазон, тем выше КПД передачи и тем меньшая мощность протекает через бесступенчатое звено, в данном случае - электромашины. Чем больше этих диапазонов, тем шире общий диапазон изменения передаточных отношений передачи. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) relations of the varying link, i.e. accelerating its output shaft, the output link of the entire transmission also accelerates, and when it slows down, it slows down. In the reverse mode, when the output shaft of the varying link slows down, the output shaft of the entire transmission accelerates, and when accelerated, it slows down. By alternating the modes of lowering and increasing the gear ratio of the varying link (transmission ranges), together with the change of the transmission operation modes from direct to reverse, the rotation frequency of the output transmission link changes - it slows down or accelerates. Moreover, due to the presence of matching transmission, these processes occur without interrupting the power flow, and the modes smoothly pass into each other, and for some short time (fractions of a second) remain switched on together. This allows you to get a wide general range of changes in gear ratios, and with its high efficiency. It is important that the matching gear in the prototype is made, as in the proposed device, planetary, which ensures the compactness of the transmission and its high efficiency. It should be noted that the narrower each range, the higher the transmission efficiency and the less power flows through the stepless link, in this case, electric machines. The more of these ranges, the wider the general range of gear ratios.
Недостатками устройства прототипа являются:  The disadvantages of the prototype device are:
1. Наличие всего одного дифференциального механизма в дифференциальной передаче, что вызывает необходимость переключений в ней.  1. The presence of only one differential mechanism in the differential transmission, which causes the need for switching in it.
2. Невозможность чередования более двух режимов работы передачи - прямого и обратного (первого и второго диапазонов), что снижает общий диапазон изменения передаточного отношения передачи.  2. The inability to alternate more than two modes of transmission - forward and reverse (first and second ranges), which reduces the overall range of variation of the gear ratio of the transmission.
3. Отсутствие наиболее экономичной непосредственной связи дифференциальной передачи с выходным звеном передачи («прямой» передачи) на наиболее востребованных для потребителя диапазонах изменения передаточного отношения, что снижает КПД передачи. 3. The absence of the most economical direct connection of differential transmission with the output link of the transmission (“direct” transmission) on the most popular ranges for the consumer to change the gear ratio, which reduces the transmission efficiency.
Задачей изобретения является создание многодиапазонной бесступенчатой передачи, позволяющей существенно повысить КПД, снизить размеры и массу варьирующего звена, обеспечить простоту управления переключением диапазонов. The objective of the invention is the creation of multi-band continuously variable transmission, which can significantly increase efficiency, reduce the size and weight of the varying link, to provide ease of management of range switching.
Указанная задача решается тем, что предложена многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, характеризующаяся тем, что  This problem is solved by the fact that a multi-band continuously variable transmission is proposed, including a differential unit, a varying link, an input shaft, an output shaft, and a planetary matching gear, characterized in that
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, и, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем, все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the differential unit is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation, the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, the first energy machine kinematically connected to one of the links of the differential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected with the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected with the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, with the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and with the central wheel of the differential mechanism of the direct modes of the second separation, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, the output shaft connected to the planet carrier of the matching gear, and the planetary matching gear is lead kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block - in at least one range - with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation, and, at least one range - with the central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, moreover, all the mentioned kinematic connections of the links of the differential block with the carrier matching transmissions are overlapped when two adjacent connections are switched on together before one of them is disconnected, and on two ranges the carrier is directly connected to one of the output links of the differential unit.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.  Another difference of the multi-range stepless transmission of this option is that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected in the first range with both the output link of the differential mechanism of the first separation and the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что, как минимум один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с выходным звеном  Another difference of the multi-band stepless transmission of this option is that at least one of the differential mechanisms is made with the possibility of repeated kinematic connection with the output link
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) matching transmission for a complete duty cycle of changing the gear ratio of the transmission, and these connections are made with different gear ratios.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.  Another difference of the multiband continuously variable transmission of this option is that the input transmission shaft is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.  Another difference of the multi-range continuously variable transmission of this option is that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.  Another difference of the multiband continuously variable transmission of this option is that energy machines are made in the form of electric machines.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи этого варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.  Another difference of the multi-range stepless transmission of this option is that the power machines are made in the form of hydrostatic machines.
Также предложена многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, характеризующаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального  Also proposed is a multi-band continuously variable transmission including a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation , the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected with one of the links of the differential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, with the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and with the central wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from and with the output link of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier of the planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block - in at least one range - with the carrier of the differential direct mechanism the second separation mode, in at least one range, with a central differential gear
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, и на одном диапазоне - с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем, все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the reverse separation mechanism of the second separation, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, and on the same range, with the output link of the differential mechanism of the first separation, and all the mentioned kinematic connections of the links of the differential block with the carrier of the matching gear are overlapped when two adjacent connections before disconnecting one of them are included together, and on two ranges the carrier is directly connected to one of the output links of the diff entsialnogo block.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.  Another difference between the multi-range stepless transmission of the second variant is that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected to it in the first range both with the output link of the differential mechanism of the first separation and with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что, как минимум один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с выходным звеном согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.  Another difference of the multiband continuously variable transmission of the second option is that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting to the output link of the matching gear for a full working cycle of changing the gear ratio, and these connections are made with different gear ratios.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.  Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.  Another difference of the multiband continuously variable transmission of the second variant is that the external central gears on the planetary gear matching rows are made with the possibility of their braking.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.  Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the energy machines are made in the form of electric machines.
Еще одним отличием многодиапазонной бесступенчатой передачи второго варианта является то, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.  Another difference of the multi-range stepless transmission of the second option is that the power machines are made in the form of hydrostatic machines.
Технический эффект, достигаемый изобретением, заключается в том, что многодиапазонная бесступенчатая передача обеспечивает простоту устройства приводов переключения диапазонов, неразрывность потока мощности при переключениях диапазонов и малую мощность, протекающую через варьирующее звено, что снижает его габариты и массу, а также повышает КПД всей передачи.  The technical effect achieved by the invention lies in the fact that multi-band continuously variable transmission provides the simplicity of the device of range switching drives, the continuity of the power flow during range switching and the low power flowing through the varying link, which reduces its dimensions and weight, and also increases the efficiency of the entire transmission.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Изобретение представлено на чертежах, где на фиг.1 изображена общая схема многодиапазонной бесступенчатой передачи с четырьмя, а на фиг.2 - с шестью диапазонами. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The invention is presented in the drawings, in which Fig. 1 shows a general diagram of a multi-band continuously variable transmission with four, and in Fig. 2, with six ranges.
Многодиапазонная бесступенчатая передача по фиг.1 включает входной вал 1, связанный с источником вращения (двигателем) 2 через муфту сцепления 3, и проходящий через полый ротор 4 обратимой энергетической машины 5 (электрического или гидравлического типа), и соединяющийся с водилом 6 дифференциального механизма первого разделения 7 (обведён штриховой линией), который первым разделяет поток мощности, поступающий от вала 1, причем часть мощности направляется в обратимые регулируемые энергетические машины 5 и 8, а оставшаяся часть направляется в дифференциальные механизмы 9 и 10 (обведены штриховой линией) для последующего (второго) её разделения.  The multi-range continuously variable transmission of FIG. 1 includes an input shaft 1 connected to a rotation source (engine) 2 through a clutch 3 and passing through a hollow rotor 4 of a reversible energy machine 5 (electric or hydraulic type), and connected to the carrier 6 of the differential mechanism of the first separation 7 (circled by a dashed line), which first separates the power flow coming from the shaft 1, and part of the power is sent to reversible adjustable energy machines 5 and 8, and the rest is sent to ifferentsialnye mechanisms 9 and 10 (encircled by a dashed line) for the subsequent (second) of its separation.
Дифференциальный механизм второго разделения прямого режима 9 и дифференциальный механизм второго разделения обратного режима 10 вместе с дифференциальным механизмом первого разделения 7 образуют дифференциальный блок 11 (обведен штриховой линией).  The differential mechanism of the second separation of the direct mode 9 and the differential mechanism of the second separation of the reverse mode 10 together with the differential mechanism of the first separation 7 form a differential unit 11 (circled by a dashed line).
Ведущий вал 1 передачи кинематически соединён также с водилом 12 дифференциального механизма 10 и с центральным внешним зубчатым колесом 13 дифференциального механизма 9, водило 14 которого, как и центральное внешнее зубчатое колесо 15 дифференциального механизма 10, кинематически соединено с согласующей передачей 16 (обведена штриховой линией). Вал энергетической машины 8, закреплённой, как и энергетическая машина 5, на корпусе 17 всей передачи, соединен с зубчатым колесом 18, приводящим центральное зубчатое колесо 19 дифференциального механизма первого разделения 7, в свою очередь соединенное с общим центральным внутренним зубчатым колесом 20 дифференциальных механизмов 9 и 10. Центральное внутреннее зубчатое колесо 21 упомянутого дифференциального механизма 7 соединено с полым ротором 4 энергетической машины 5.  The drive shaft 1 of the transmission is kinematically connected also with the carrier 12 of the differential mechanism 10 and with the central external gear 13 of the differential mechanism 9, the carrier 14 of which, like the central external gear 15 of the differential mechanism 10, is kinematically connected with the matching gear 16 (circled by a dashed line) . The shaft of the energy machine 8, mounted, like the energy machine 5, on the housing 17 of the entire transmission, is connected to the gear wheel 18, leading the Central gear wheel 19 of the differential mechanism of the first separation 7, which in turn is connected to a common Central internal gear wheel 20 of the differential mechanisms 9 and 10. The central inner gear 21 of said differential mechanism 7 is connected to the hollow rotor 4 of the power machine 5.
Часть мощности от колеса 19 после первого её разделения в дифференциальном механизме 7 может в случае необходимости непосредственно подаваться в согласующую передачу 16 через муфты включения 23, 24 и соединяющее их звено 25. В первом варианте выполнения передачи мощность подаётся в согласующую передачу только после второго её разделения, а во втором - может подаваться и после первого разделения через муфты включения 23, 24 и звено 25.  Part of the power from the wheel 19 after its first separation in the differential mechanism 7 can, if necessary, be directly supplied to the matching gear 16 through the clutch 23, 24 and the link 25 connecting them. In the first embodiment of the transmission, the power is supplied to the matching gear only after its second separation , and in the second - it can be supplied after the first separation through the clutch 23, 24 and link 25.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Согласующая передача 16 выполнена планетарной и состоит из планетарного ряда 26 (обведён штриховой линией) и планетарного ряда 27 (обведён штриховой линией), центральные внутренние колёса которых, соответственно 28 и 29, соединены, соответственно, с водилом 14 дифференциального механизма 9 и с центральным внешним зубчатым колесом дифференциального механизма 10. С этими же элементами дифференциальных механизмов 9 и 10, соответственно, соединены полумуфты включения 30 и 31, выполненные с возможностью соединения с соответствующими полумуфтами 32 и 33, расположенными на подвижных в осевом направлении элементах 34 и 35, связанных с возможностью передачи крутящего момента с водилом 36 согласующей передачи 16 и связанным с её выходным валом 22. Элементы 34 и 35 перемещаются в осевом направлении вилками, соответственно, 37 и 38, центральные внешние зубчатые колёса 39 и 40 планетарных рядов 26 и 27 выполнены с возможностью их торможения тормозами, соответственно 41 и 42. Энергетические машины 5 и 8 связаны между собой немеханической энергетической связью (электрической или гидравлической) с помощью системы управления 43. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) The matching gear 16 is made planetary and consists of planetary gear 26 (circled by a dashed line) and planetary gear 27 (circled by a dashed line), the central inner wheels of which, respectively, 28 and 29, are connected, respectively, with the carrier 14 of the differential mechanism 9 and with the central external the gear wheel of the differential mechanism 10. With the same elements of the differential mechanisms 9 and 10, respectively, are connected coupling halves 30 and 31, made with the possibility of connection with the corresponding coupling halves 32 and 33, p positioned on the axially movable elements 34 and 35 associated with the possibility of transmitting torque with the carrier 36 matching gear 16 and connected with its output shaft 22. Elements 34 and 35 are axially moved by forks, respectively, 37 and 38, the Central external gear the wheels 39 and 40 of the planetary gears 26 and 27 are made with the possibility of braking them with brakes, respectively 41 and 42. The energy machines 5 and 8 are interconnected by a non-mechanical energy connection (electric or hydraulic) using the control system Equations 43.
На рис.2 представлена схема предлагаемого устройства с шестью диапазонами. Отличие устройства по фиг.2 от четырехдиапазонного по фиг.1 заключается в конструкции согласующей передачи 16. Вместо двух планетарных рядов 26 и 27 выполнены четыре - 26, 27, 44 и 45, причём ряд 44 кинематически связывает водило 36 с водилом 14, а ряд 45 - водило 36 с внешним центральным зубчатым колесом 15. Вместо двух элементов - 34 и 35 на фиг.1, подвижных в осевом направлении и связанных с водилом 36 с возможностью передачи крутящего момента, на фиг.2 присутствует только один такой элемент 46. Этот элемент 46 содержит на себе две полумуфты включения 47 и 48, кинематически соединяющиеся с полумуфтами 49 и 50, закреплёнными на центральных внутренних зубчатых колесах 51 и 52 планетарных рядов 44 и 45. Элемент 46 перемещается в осевом направлении вилкой 52 и при движении по фиг.2 влево он замыкает полумуфты 47 и 49, а вправо - полумуфты 48 и 50. Внешние центральные зубчатые колеса планетарных рядов 26, 27, 44 и 45 тормозятся, соответственно, тормозами 41, 42, 53 и 54. Дополнительные два планетарных ряда 44 и 45 в согласующей передаче 16 обеспечивают два дополнительных диапазона, доводя их общее число до шести.  Fig. 2 shows a diagram of the proposed device with six ranges. The difference between the device of FIG. 2 and the four-band of FIG. 1 is in the construction of matching gear 16. Instead of two planetary gears 26 and 27, four are made - 26, 27, 44 and 45, with row 44 kinematically connecting carrier 36 with carrier 14, and the row 45 - carrier 36 with an external central gear wheel 15. Instead of two elements - 34 and 35 in figure 1, axially movable and connected to carrier 36 with the possibility of transmitting torque, in figure 2 there is only one such element 46. This element 46 contains two coupling halves 47 and 48, kinemat connecting to the coupling halves 49 and 50, fixed on the central internal gears 51 and 52 of the planetary gears 44 and 45. The element 46 is moved axially by the fork 52 and when moving in Fig.2 to the left, it closes the coupling halves 47 and 49, and to the right - the coupling halves 48 and 50. The outer central gears of the planetary gears 26, 27, 44 and 45 are braked, respectively, by the brakes 41, 42, 53 and 54. The additional two planetary gears 44 and 45 in the matching gear 16 provide two additional ranges, bringing their total number to six.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) В других вариантах выполнения изобретения входной вал 1 может быть подсоединен как к внешнему центральному колесу 19, так и к внутреннему центральному колесу 21 дифференциального механизма первого разделения 7. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In other embodiments, the input shaft 1 may be coupled to both the outer central wheel 19 and the inner central wheel 21 of the differential mechanism of the first separation 7.
Независимо от способа выполнения дифференциального механизма первого разделения 7, в других вариантах выполнения изобретения в дифференциальных механизмах 9 и 10 общим входным звеном, связанным с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения 7, могут быть внешние центральные колеса 13 и 15. В этом случае внутренние центральные колеса связываются с входным валом 1 и выходным звеном дифференциального механизма 9 обратных режимов второго разделения, соответственно.  Regardless of the method of performing the differential mechanism of the first separation 7, in other embodiments of the invention in the differential mechanisms 9 and 10, the common input link associated with the output link of the differential mechanism of the first separation 7 can be external center wheels 13 and 15. In this case, the inner center wheels communicate with the input shaft 1 and the output link of the differential mechanism 9 of the reverse modes of the second separation, respectively.
Работа первого варианта многодиапазонной бесступенчатой передачи по фиг.1 происходит следующим образом. Вращение от двигателя 2 через муфту 3 и вал 1 подаётся на водило 6 дифференциального механизма 7 первого разделения потока мощности и водило 12 дифференциального механизма 10 второго разделения потока мощности прямого режима, а также связанное с водилом 12 центральное внешнее зубчатое колесо 13 дифференциального механизма 9 второго разделения потока мощности обратного режима. Далее вращение от центрального внешнего зубчатого колеса 19 подается на общее центральное внутреннее зубчатое колесо 20 дифференциальных механизмов 9 и 10 второго разделения потока мощности. Через упомянутый дифференциальный механизм 7 первого разделения - его центральные зубчатые колёса 21 и 19 - вал 1 связывается с валом 17 энергетической машины 8 и ротором 4 энергетической машины 5, при этом, благодаря дифференциальному механизму 7, только часть мощности направляется через энергетические машины 5 и 8. Благодаря второму разделению потока мощности в дифференциальных механизмах 9 и 10 эта часть мощности еще более уменьшается и при небольших диапазонах изменения частот вращения достигает около 15% на варьирующее звено. Водило 14 дифференциального механизма 9 и внешнее зубчатое колесо 15 дифференциального механизма 10 передают суммарную мощность, прошедшую частично через энергетические машины 5 и 8, играющие роль варьирующего звена, а частично через зубчатые передачи дифференциальных механизмов 7, 9 и 10, на планетарную согласующую передачу 16. Назначение согласующей передачи 16 - преобразовывать достаточно узкие диапазоны частот вращения, выдаваемые упомянутыми выше водилом 14 и колесом 15, примерно равные 1,75, в непрерывно, без разрыва потока  The operation of the first multi-band continuously variable transmission of FIG. 1 is as follows. The rotation from the engine 2 through the coupling 3 and the shaft 1 is fed to the carrier 6 of the differential mechanism 7 of the first separation of the power flow and the carrier 12 of the differential mechanism 10 of the second separation of the direct power flow, as well as the central external gear 13 of the differential mechanism of the second separation connected to the carrier 12 reverse power flow. Further, rotation from the central outer gear 19 is supplied to the common central inner gear 20 of the differential mechanisms 9 and 10 of the second power flow separation. Through the said differential mechanism 7 of the first separation — its central gears 21 and 19 — the shaft 1 is connected to the shaft 17 of the energy machine 8 and the rotor 4 of the energy machine 5, while, thanks to the differential mechanism 7, only part of the power is directed through the energy machines 5 and 8 Due to the second separation of the power flow in differential mechanisms 9 and 10, this part of the power is further reduced and reaches 15% for the varying link for small ranges of change in rotational speeds. The carrier 14 of the differential mechanism 9 and the external gear 15 of the differential mechanism 10 transmit the total power transmitted partially through the energy machines 5 and 8, which play the role of a varying link, and partially through the gears of the differential mechanisms 7, 9 and 10, to the planetary matching gear 16. The purpose of the matching gear 16 is to convert rather narrow ranges of rotation frequencies issued by the aforementioned carrier 14 and wheel 15, approximately equal to 1.75, in a continuous, without breaking flow
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) мощности, изменяющийся диапазон вращения выходного вала 22 передачи. Например, при частоте вращения вала 1, равной 2000 мин"1, и изменении передаточного отношения варьирующего звена от бесконечности до единицы, при КПД около 0,8, частота вращения водила 14 увеличивается от 1150 до 2000 мин"1 при КПД не менее 0,96, а колеса 15 уменьшается от 3450 до 2000 мин"1 при таком же КПД. Проходя через планетарный ряд 26 при заторможенном колесе 39 с передаточным отношением около 3 (первый диапазон), частоты вращения водила 14 изменяются до 380...670 на водиле 36 и, следовательно, выходном валу 22, при КПД около 0,95, а проходя через прямую передачу 34-36, включаемую полумуфтами 30 и 32 (третий диапазон), выдают 1150...2000 мин"1 при том же КПД - 0,96. При том же диапазоне изменения передаточных отношений варьирующего звена, частота вращения колеса 15 изменяется в пределах 2000...3450 мин"1 при КПД порядка 0,96. Проходя через планетарный ряд 27 при заторможенном колесе 40 с тем же передаточным отношением 3 (второй диапазон), частоты вращения колеса 15 изменяются в пределах 670...1150 мин"1 на водиле 36 и валу 22 при КПД порядка 0,95, а проходя через прямую передачу 35-36, включаемую полумуфтами 31 и 33 (четвертый диапазон), выдают те же 2000...3400 мин"1. Таким образом, частота вращения выходного вала 22 бесступенчато изменяется с двукратным переходом с режимов прямого разделения на режимы обратного разделения, но при разных передаточных отношениях согласующей передачи соответственно равны 380...670, 670...1150, 1 150...2000, 2000...3450 мин"1. В момент переключения между первым и вторым, а также между третьим и четвертым диапазонами, водило 14 и колесо 15 одновременно имеют частоту вращения 2000 мин"1, а в момент переключения между вторым и третьим диапазонами частоты вращения водила 14 и колесо 15 соотносятся как передаточное число планетарной согласующей передачи (около 3). Переключение производится с перекрытием, то есть следующая передача включается без выключения предыдущей, которая выключается лишь после кратковременного включения двух передач одновременно, что исключает разрыв потока мощности. При этом соответствующее передаточное отношение варьирующего звена достигается регулированием энергетических машин 5 и 8 посредством системы управления 43. Общий диапазон варьирования многодиапазонной бесступенчатой передачи достигает порядка 10 при КПД не менее 0,95, что достаточно для трансмиссий большинства типов автомобилей. Следует отметить, что энергетические машины 5 и 8, выполненные в виде электрических машин, пригодны для выполнения ими также функций SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) power, a variable range of rotation of the output shaft 22 of the transmission. For example, with a shaft 1 rotational speed equal to 2000 min "1 , and a change in the gear ratio of the varying link from infinity to unity, with an efficiency of about 0.8, the carrier speed 14 will increase from 1150 to 2000 min " 1 with an efficiency of at least 0, 96, and the wheels 15 decreases from 3450 to 2000 min "1 with the same efficiency. Passing through the planetary gear 26 with the braked wheel 39 with a gear ratio of about 3 (the first range), the speeds of the carrier 14 are changed to 380 ... 670 on the carrier 36 and, therefore, the output shaft 22, with an efficiency of about 0.95, and passing through a direct transmission 34-36, switched by half couplings 30 and 32 (third range), they give 1150 ... 2000 min "1 with the same efficiency - 0.96. With the same range of variation of the gear ratios of the varying link, the rotational speed of the wheel 15 varies within 2000 ... 3450 min "1 with an efficiency of the order of 0.96. Passing through the planetary gear 27 with a braked wheel 40 with the same gear ratio 3 (second range ), the rotational speeds of the wheel 15 vary within 670 ... 1150 min "1 on carrier 36 and shaft 22 with an efficiency of the order of 0.95, and passing through direct transmission 35-36, included by coupling halves 31 and 33 (fourth range), issue the same 2000 ... 3400 min "1. Thus, the speed of the output shaft 22 steplessly changes nyaetsya with double switching from the mode of direct separation on a reverse splitting mode but at different transmission ratios of the matching transmission are equal to 380 ... 670, 670 ... 1150 ... 2000 1150 2000 ... 3450 min "1. At the time of switching between the first and second, as well as between the third and fourth ranges, the carrier 14 and the wheel 15 simultaneously have a speed of 2000 min "1 , and at the time of switching between the second and third ranges of the speed of the carrier 14 and the wheel 15 are related as a gear ratio planetary matching gear (about 3). Shift is performed with overlapping, that is, the next gear is switched on without turning off the previous one, which is turned off only after briefly turning on two gears at the same time, which excludes At the same time, the corresponding gear ratio of the varying link is achieved by regulating the energy machines 5 and 8 through the control system 43. The total range of variation of the multi-band continuously variable transmission reaches about 10 with an efficiency of at least 0.95, which is sufficient for transmissions of most types of vehicles. that energy machines 5 and 8, made in the form of electric machines, are suitable for performing also functions
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) генератора и стартера автомобиля, что снижает массу и стоимость всего силового агрегата. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) generator and starter of the car, which reduces the weight and cost of the entire power unit.
В работе второго варианта устройства по фиг.1 изменяется лишь то, что на первом диапазоне включения согласующей передачи к планетарному ряду 26, а именно к зубчатому колесу 28 кинематически подключается звено 25, соединённое непосредственно или муфтой 23 с центральным внешним зубчатым колесом 19; муфта 24 при этом отключена. Частота вращения звена 25 может меняться в пределах 0...2000 мин"1, а стало быть частота вращения водила 36 и выходного вала 22 будут меняться в диапазоне 0...670 мин"1. При этом максимальные частоты вращения водила 14 и звена 25 совпадают, поэтому переключение согласующей передачи с первого на второй диапазон будет протекать совершенно так же, как и в первом варианте устройства. In the work of the second embodiment of the device of FIG. 1, only that in the first range of enabling the matching gear changes to the planetary gear 26, namely to the gear wheel 28, the link 25 is kinematically connected, connected directly or by the coupling 23 to the central external gear wheel 19; clutch 24 is disconnected. The rotation frequency of the link 25 can vary within 0 ... 2000 min "1 , and therefore the rotation frequency of the carrier 36 and the output shaft 22 will vary in the range 0 ... 670 min " 1 . In this case, the maximum rotational speeds of carrier 14 and link 25 coincide, therefore, switching the matching gear from the first to the second range will proceed in exactly the same way as in the first embodiment of the device.
При наличии муфт включения 23 и 24 устройство может включаться на первом диапазоне как в режиме первого, так и второго варианта исполнения передачи. В режиме первого варианта исполнения передача работает на первом диапазоне в экономичном режиме и с протеканием минимальной мощности через энергетические машины 5 и 8. Однако минимальная частота вращения вала 22 будет отличаться от нуля и общий диапазон варьирования передачи будет около 10.  In the presence of clutches 23 and 24, the device can be switched on in the first range in both the first and second transmission versions. In the mode of the first embodiment, the transmission operates in the first range in an economical mode and with a minimum power flowing through energy machines 5 and 8. However, the minimum shaft speed 22 will differ from zero and the total transmission variation range will be about 10.
Во втором варианте исполнения на первом диапазоне минимальная частота вращения выходного вала 22 будет равна нулю, т.е. диапазон варьирования электромеханической передачи будет стремиться к бесконечности, что удобно для трогания транспортного средства с места и «ползучих» скоростей движения. Но КПД передачи на «ползучих» скоростях и при трогании транспортного средства с места будет невелик, а при нулевой частоте вращения вала 22 и вовсе приближаться к тому, что имеет передача с троганием на буксовании сцепления, т.е. стремиться к нулю. Но всё равно трогание с места машины будет более плавным и экономичным, чем на буксовании сцепления, аналогично троганию на трансмиссии с гидротрансформатором. Что касается доли мощности, протекающей через электромашины, то она будет больше, чем в первом варианте; однако, с учётом того, что на «ползучих» скоростях движения транспортное средство требует весьма небольшие мощности, ее абсолютная величина будет ограничена.  In the second embodiment, in the first range, the minimum speed of the output shaft 22 will be zero, i.e. the range of variation of the electromechanical transmission will tend to infinity, which is convenient for moving the vehicle from its place and "creeping" speeds. But the transmission efficiency at “creeping” speeds and when the vehicle is moving off will be small, and at zero shaft speed 22 it will come close to what it has with the vehicle moving away on slipping the clutch, i.e. tend to zero. But anyway, starting off the car will be smoother and more economical than slipping on a clutch, similar to starting off on a transmission with a torque converter. As for the fraction of power flowing through electric machines, it will be more than in the first embodiment; however, taking into account the fact that at “creeping” speeds the vehicle requires very small power, its absolute value will be limited.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) Возможна реализация изобретения, когда оператор по желанию может перевести передачу в любой вариант исполнения, наиболее приемлемый для текущих условий работы транспортного средства. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) It is possible to implement the invention when the operator, if desired, can translate the transmission into any embodiment that is most suitable for the current operating conditions of the vehicle.
В предлагаемом устройстве не затронут вопрос реверсирования, т.е. заднего хода, который может осуществляться любым известным способом (в том числе и отдельным блоком - реверс-редуктором) и к устройству многодиапазонной бесступенчатой передачи и принципу ее работы прямого отношения не имеют.  The proposed device does not address the issue of reversal, i.e. reverse gear, which can be carried out by any known method (including a separate unit - a reverse gear) and to the multi-band continuously variable transmission device and the principle of its operation are not directly related.
Работа устройства с шестью диапазонами, представленного на фиг.2, отличается лишь тем, что два дополнительных диапазона, появляющиеся при торможении тормозами 53 и 54 внешних центральных зубчатых колес планетарных рядов 44 и 45, позволяют, при том же общем диапазоне передаточных отношений, сузить каждый из диапазонов, тем самым снизив долю мощности, протекающей через энергетические машины 5 и 8. Это снижает их габаритно-массовые показатели и стоимость, а также повышает общий КПД передачи. Работа устройства по фиг.2 для первого и второго вариантов исполнения не отличается от работы в этих же исполнениях по фиг.1.  The operation of the device with six ranges shown in figure 2, differs only in that the two additional ranges that appear when braking brakes 53 and 54 of the outer central gears of planetary gear sets 44 and 45, allow, with the same general range of gear ratios, to narrow each from the ranges, thereby reducing the proportion of power flowing through the energy machines 5 and 8. This reduces their overall mass indicators and cost, and also increases the overall transmission efficiency. The operation of the device of figure 2 for the first and second variants of execution does not differ from the work in the same versions of figure 1.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)

Claims

Формула изобретения Claim
1. Многодиапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, отличающаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, и, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем, все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока. 1. A multi-band continuously variable transmission comprising a differential block, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential block is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation , the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected to one of the diffe of the potential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, to the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and to the central the wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from communication with the output link for of the differential mechanism of the first separation, the output shaft is connected to the carrier of the planetary matching gear, and the planetary matching transmission is made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block in at least one range with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation, and, in at least one range, with the central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation, free from communication with an output link of the differential mechanism of the first separation, and all the mentioned kinematic connections of the links of the differential block with the carrier of the matching gear are overlapped when two adjacent connections are connected together before disconnecting one of them, and on two ranges the carrier is connected directly to one of the output links of the differential block.
2. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального  2. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the carrier of the matching transmission is configured to be kinematically connected in the first range as with the output link of the differential
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) the mechanism of the first separation, and with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.
3. Много диапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что, как минимум, один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с водилом согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.  3. The multi-range continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting with the carrier of the matching gear for a full duty cycle of changing the gear ratio of the gear, these connections being made with different gear ratios .
4. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.  4. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.
5. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.  5. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking.
6. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.  6. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the energy machines are made in the form of electric machines.
7. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.1, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.  7. The multi-band continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that the energy machines are made in the form of hydrostatic machines.
8. Много диапазонная бесступенчатая передача, включающая дифференциальный блок, варьирующее звено, входной вал, выходной вал и планетарную согласующую передачу, отличающаяся тем, что дифференциальный блок выполнен в виде трех дифференциальных механизмов постоянного зацепления - первого разделения, обратных режимов второго разделения и прямых режимов второго разделения, варьирующее звено выполнено в виде двух обратимых управляемых энергетических машин, причем первая энергетическая машина кинематически связана с одним из звеньев дифференциального механизма первого разделения, вторая энергетическая машина кинематически связана с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, жестко связанным с центральными колесами дифференциальных механизмов второго разделения, входной вал связан с третьим звеном дифференциального механизма первого разделения, с водилом дифференциального механизма обратных режимов второго разделения и с центральным колесом дифференциального механизма прямых режимов второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, выходной вал связан с водилом планетарной согласующей передачи, а планетарная согласующая передача  8. A multi-band continuously variable transmission, including a differential unit, a varying link, an input shaft, an output shaft and a planetary matching gear, characterized in that the differential unit is made in the form of three differential mechanisms of constant engagement - the first separation, reverse modes of the second separation and direct modes of the second separation, the varying link is made in the form of two reversible controlled energy machines, and the first energy machine is kinematically connected to one of the links of the diff of the potential mechanism of the first separation, the second energy machine is kinematically connected to the output link of the differential mechanism of the first separation, rigidly connected to the central wheels of the differential mechanisms of the second separation, the input shaft is connected to the third link of the differential mechanism of the first separation, to the carrier of the differential mechanism of the reverse modes of the second separation and to the central the wheel of the differential mechanism of direct modes of the second separation, free from communication with the output link ifferentsialnogo first separation mechanism, an output shaft connected to the planet carrier of the planetary transmission of the matching, and matching planetary transmission
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) выполнена с возможностью поочередного кинематического соединения ее водила с выходными звеньями дифференциального блока - на, по меньшей мере, одном диапазоне - с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения, на, по меньшей мере, одном диапазоне - с центральным зубчатым колесом дифференциального механизма обратного режима второго разделения, свободным от связи с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, и на одном диапазоне - с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, причем, все упомянутые поочередные кинематические соединения звеньев дифференциального блока с водилом согласующей передачи выполнены с перекрытиями, когда два смежных соединения до отсоединения одного из них включены вместе, а на двух диапазонах водило непосредственно соединяется с одним из выходных звеньев дифференциального блока. SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) made with the possibility of alternating kinematic connection of its carrier with the output links of the differential block - in at least one range - with the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second division, in at least one range with the central gear of the differential mechanism of the reverse mode of the second separation, free from communication with the output link of the differential mechanism of the first separation, and on the same range - with the output link of the differential mechanism of the first divided Moreover, all the mentioned kinematic connections of the links of the differential unit with the carrier of the matching gear are overlapped when two adjacent connections are connected together before disconnecting one of them, and on two ranges the carrier is connected directly to one of the output links of the differential block.
9. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что водило согласующей передачи выполнено с возможностью его кинематического соединения на первом диапазоне как с выходным звеном дифференциального механизма первого разделения, так и с водилом дифференциального механизма прямого режима второго разделения.  9. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the matching transmission carrier is configured to be kinematically connected to it in the first range with both the output link of the differential mechanism of the first separation and the carrier of the differential mechanism of the direct mode of the second separation.
10. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что, как минимум, один из дифференциальных механизмов выполнен с возможностью неоднократного кинематического соединения с водилом согласующей передачи за полный рабочий цикл изменения передаточного отношения передачи, причем эти соединения выполнены с различным передаточным отношением.  10. The multi-range continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that at least one of the differential mechanisms is capable of repeatedly kinematically connecting the carrier of the matching transmission over a complete duty cycle of changing the gear ratio of the transmission, and these connections are made with different gear ratios.
11. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что входной вал передачи выполнен проходящим соосно через ротор первой энергетической машины.  11. The multi-range continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the input shaft of the transmission is made passing coaxially through the rotor of the first energy machine.
12. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что внешние центральные зубчатые колеса на планетарных рядах согласующей передачи выполнены с возможностью их торможения.  12. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the external central gears on the planetary gear alignment gears are made with the possibility of their braking.
13. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде электрических машин.  13. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the energy machines are made in the form of electric machines.
14. Многодиапазонная бесступенчатая передача по п.8, отличающаяся тем, что энергетические машины выполнены в виде гидрообъемных машин.  14. The multi-band continuously variable transmission according to claim 8, characterized in that the energy machines are made in the form of hydrostatic machines.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2011/000670 2010-09-29 2011-09-01 Multirange continuously variable transmission (variants) WO2012044199A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010139798 2010-09-29
RU2010139798/11A RU2460918C2 (en) 2010-09-29 2010-09-29 Multirange stepless transmission (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012044199A1 true WO2012044199A1 (en) 2012-04-05

Family

ID=45893418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000670 WO2012044199A1 (en) 2010-09-29 2011-09-01 Multirange continuously variable transmission (variants)

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2460918C2 (en)
WO (1) WO2012044199A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198907U1 (en) * 2020-02-14 2020-07-31 Виктор Егорович Мерзликин REVERSING GEAR FOR ELECTROMECHANICAL TRANSMISSION

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558588A (en) * 1995-02-16 1996-09-24 General Motors Corporation Two-mode, input-split, parallel, hybrid transmission
US20030078126A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Holmes Alan G. Three-mode, compound-split, electrically-variable transmission
RU2239738C1 (en) * 2003-04-25 2004-11-10 Коротков Эдуард Константинович Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios
RU2373445C1 (en) * 2008-03-05 2009-11-20 Бабин Владимир Александрович Two-mode super variable speed case (its versions)
RU2392131C2 (en) * 2008-10-28 2010-06-20 Виктор Егорович Мерзликин Electromechanical stepless drive

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5558588A (en) * 1995-02-16 1996-09-24 General Motors Corporation Two-mode, input-split, parallel, hybrid transmission
US20030078126A1 (en) * 2001-10-18 2003-04-24 Holmes Alan G. Three-mode, compound-split, electrically-variable transmission
RU2239738C1 (en) * 2003-04-25 2004-11-10 Коротков Эдуард Константинович Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios
RU2373445C1 (en) * 2008-03-05 2009-11-20 Бабин Владимир Александрович Two-mode super variable speed case (its versions)
RU2392131C2 (en) * 2008-10-28 2010-06-20 Виктор Егорович Мерзликин Electromechanical stepless drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU198907U1 (en) * 2020-02-14 2020-07-31 Виктор Егорович Мерзликин REVERSING GEAR FOR ELECTROMECHANICAL TRANSMISSION

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010139798A (en) 2012-04-10
RU2460918C2 (en) 2012-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2532312C2 (en) Power-distributed hydraulic transmission
KR101847312B1 (en) Automatic transmission
JP3640954B2 (en) Power transmission device for hybrid vehicle
EP1426223B1 (en) Hybrid Transmission
US8287415B2 (en) Transmission unit, particularly multi-range transmission
CN105276124A (en) Vehicle drive device
US7824295B2 (en) Power-branched, continuously variable vehicle transmission
CN109707816B (en) Continuously variable transmission with power splitting
CN104279290A (en) Continuously variable transmission with chain output
US20110165988A1 (en) Transmission Producing Stepless Variable Speed Ratios
RU2460919C2 (en) Multirange stepless transmission (versions)
JP2012192855A (en) Power transmission apparatus for hybrid vehicle
KR101584012B1 (en) Powertrain for hybrid vehicle
JP2016540170A (en) CVT transmission mechanism
JP2016540169A (en) CVT power train
RU2484333C1 (en) Multirange continuously variable transmission (versions)
CN104334926A (en) Vehicle power transmission device
RU2523507C2 (en) Wide-range continuously variable-ratio drive (supervariator)
US8961351B2 (en) Continuously variable transmission
RU2460918C2 (en) Multirange stepless transmission (versions)
WO2010041984A1 (en) Gearbox
CN105190100A (en) Vehicle power transmission device
RU2373445C1 (en) Two-mode super variable speed case (its versions)
RU2460921C1 (en) Stepless gearbox (versions)
RU2523506C2 (en) Wide-range continuously variable-ratio drive (supervariator)

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: 11829665

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11829665

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1