WO2015009185A1 - Гидромеханическая коробка передач - Google Patents

Гидромеханическая коробка передач Download PDF

Info

Publication number
WO2015009185A1
WO2015009185A1 PCT/RU2013/000613 RU2013000613W WO2015009185A1 WO 2015009185 A1 WO2015009185 A1 WO 2015009185A1 RU 2013000613 W RU2013000613 W RU 2013000613W WO 2015009185 A1 WO2015009185 A1 WO 2015009185A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
planetary gear
gear set
gear
planetary
carrier
Prior art date
Application number
PCT/RU2013/000613
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2015009185A8 (ru
Inventor
Максим Валерьевич НАГАЙЦЕВ
Максим Максимович НАГАЙЦЕВ
Александр Игоревич ТАРАТОРКИН
Сергей Александрович ХАРИТОНОВ
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ"
Priority to CN201380005205.2A priority Critical patent/CN104685262B/zh
Priority to PCT/RU2013/000613 priority patent/WO2015009185A1/ru
Publication of WO2015009185A1 publication Critical patent/WO2015009185A1/ru
Publication of WO2015009185A8 publication Critical patent/WO2015009185A8/ru

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
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/62—Gearings having three or more central gears
    • F16H3/66—Gearings having three or more central gears composed of a number of gear trains without drive passing from one train to another
    • 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
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/003—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds
    • F16H2200/0065—Transmissions for multiple ratios characterised by the number of forward speeds the gear ratios comprising nine forward speeds
    • 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
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/2002—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears
    • F16H2200/2012—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the number of sets of orbital gears with four sets of orbital gears
    • 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
    • F16H2200/00—Transmissions for multiple ratios
    • F16H2200/20—Transmissions using gears with orbital motion
    • F16H2200/203—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes
    • F16H2200/2046—Transmissions using gears with orbital motion characterised by the engaging friction means not of the freewheel type, e.g. friction clutches or brakes with six engaging means

Definitions

  • the invention relates to the field of automotive engineering and the design of a stepped planetary gearbox, which can be used in automatic transmissions, controlled by an electronic unit and hydraulics, and intended for vehicles.
  • the torque and engine speed are converted by the transmission in accordance with the changing conditions of the vehicle to ensure the vehicle is moving forward and backward.
  • the automatic transmission includes a hydrodynamic torque converter (torque converter), in which the kinetic energy of the working fluid is used to transmit torque from the engine crankshaft to the transmission input link.
  • a planetary gearbox is located, which provides a change in the torque on the propeller and its speed.
  • the gearbox also includes controls, such as friction or gear, which are divided into two groups according to their purpose: brakes and clutches. Clutches connect the elements of the planetary mechanism to each other. Brakes connect the elements of the planetary gear to the gearbox housing.
  • a hydromechanical transmission is known (US patent N2 US7632206, published December 15, 2009), which contains a hydrodynamic torque converter, four planetary gear sets and six control elements (three brakes and three couplings), in which it is possible to switch on two control elements in each gear get nine forward gears; and one reverse gear.
  • Analysis of the development of automatic transmissions shows the desire of developers in all ways to reduce power loss during its transmission from the engine to the drive wheels.
  • One of the main factors affecting the amount of losses in the gearbox, in the case of using friction clutches and friction brakes as control elements, is the number of friction elements that are in the off state. The fewer such elements, the higher the gearbox efficiency.
  • the technical result to which the present invention is directed is to expand the arsenal of technical means, as well as simplifying the design by reducing the number of links, and when using friction controls, also reducing losses in the controls, by increasing the number of gears included in each gear with the same number planetary gears, as well as the number and composition of the friction elements used to control.
  • the carrier of the fourth planetary gear set is the output link, connected with the ring gear of the third planetary gear set, the sun gear of the fourth planetary gear row connected by a clutch to the sun gear of the second planetary gear set, the crown gear of the fourth planetary gear the row is connected to the carrier of the third planetary gear set and the brake to the gearbox housing, the carrier of the third planetary gear set is connected by a clutch to the sun gear of the second planetary gear set, the sun gear of the third planetary gear set is connected to the carrier of the first planetary gear set and to the clutch from the second gear of the planetary gear set, the carrier of the second planetary gear the row is connected with the crown gear of the first planetary gear set and the brake with the gear housing, the sun gear of the second planetary gear set is directly connected to the input dnym link transmission and is connected
  • FIG. 1 is a kinematic diagram of a hydromechanical nine-speed gearbox for a vehicle transmission.
  • the present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the desired technical result with the above set of features.
  • the hydromechanical gearbox contains a hydrodynamic torque converter and a planetary gearbox with control elements in the form of controlled brakes and clutches
  • the carrier of the fourth planetary gear set is the output link, connected to the crown gear of the third planetary gear set
  • the sun gear of the fourth planetary gear set is connected by a clutch to the sun gear of the second planetary gear set
  • the crown gear of the fourth planetary gear set is connected to the carrier of the third planetary gear set and the brake ohm with the gear housing
  • the third planetary gear carrier was connected a clutch with a sun gear of the second planetary gear set
  • a sun gear of the third planetary gear is connected to the carrier of the first planetary gear set and a clutch with a crown gear of the second planetary gear set
  • a carrier of the second planetary gear set is connected to the ring gear of the first planetary gear set and a brake with a gear housing
  • hydromechanical gearbox for an automatic transmission, for example, an off-road car.
  • An automatic transmission that implements nine forward gears and one reverse gear contains a crankcase 19, an input link 20, an output link 21, a hydrodynamic torque converter and a planetary gearbox, which includes four planetary gear sets, three controlled clutches and three controlled brakes .
  • the planetary gear consists of four planetary gear sets.
  • the first planetary gear set consists of a sun gear 3, a carrier 2 satellites and a crown gear 1 (epicycle).
  • the second planetary gear set consists of a sun gear 6, a carrier 5 satellites and a ring gear 4 (epicyclic).
  • the third planetary gear set consists of a sun gear 9, a carrier 8 satellites and a crown gear 7 (epicycle).
  • the fourth planetary series consists of a sun gear 12, a carrier 11 satellites and a ring gear 10 (epicyclic).
  • the input link 20 is connected by a clutch 16 with interconnected ring gear 10 of the fourth planetary row and the carrier 8 of the third planetary gear set.
  • the input link 20 associated with the output link 22 of the hydrodynamic torque converter is connected by a clutch 17 to the sun gear 12 of the fourth planetary gear set.
  • the sun gear 6 of the second planetary gear set is connected to the input link 20.
  • the output gear 21 is connected to the connected carrier 11 of the fourth planetary gear set and the epicycle 7 of the third planetary gear set.
  • the brake 14 connects to the gearbox housing 19 interconnected ring gear 1 of the first planetary gear set and carrier 5 of the second planetary gear set.
  • the brake 13 connects to the gearbox housing 19 the sun gear 3 of the first planetary gear set.
  • the brake 15 connects to the gearbox housing 19 interconnected carrier 8 of the third planetary gear set and the ring gear 10 of the fourth planetary gear set.
  • the clutch 18 connects the ring gear 4 of the second planetary gear set with the connected 2 carrier of the first planetary gear set and the sun gear 9 of the third planetary gear set.
  • an automatic transmission operates as follows.
  • brakes 14 and 15 and clutch 18 are engaged, that is, the angular speeds of the first gear of the first planetary gear set connected to the planet carrier 5 of the second planetary gear set and to the 8th planetary gear set connected to the ring gear 10 of the fourth planetary gear set are equal zero, and the angular speeds of the ring gear 4 of the second planetary gear set and the sun gear 9 of the third planetary gear set connected with the carrier 2 of the first planetary gear set are equal to each other.
  • Torque from the input link 20 through the sun gear 6 of the second planetary gear set is transmitted to the ring gear 4 of the second planetary gear set.
  • the clutch 18 is transmitted to the sun gear 9 of the third planetary gear set, and from it to the crown gear 7 of the third planetary gear set, connected with the carrier 11 of the fourth planetary gear set and directly to the output link 21.
  • the brake 14 When switching to the second forward gear, the brake 14 is turned off and the clutch 17 is engaged, the brake 15 and the clutch 18 remain engaged.
  • the angular velocity of carrier 8 of the third planetary gear set connected with the crown gear 10 of the fourth planetary gear set is zero, and the angular speed of the input gear 20 connected with the sun gear 6 of the second planetary gear set is equal to the angular speed of the sun gear 12 of the fourth gear set.
  • the angular velocity of the ring gear 4 of the second planetary gear is equal to the angular velocity of the sun gear 9 of the third planetary gear associated with the carrier 2 of the first planetary gear.
  • the torque from the input link 20 through the included clutch 17 is transmitted to the sun gear 12 of the fourth planetary gear set and then to the carrier 11 of the fourth planetary gear set, from where it is transmitted to the output link 21 connected directly to it.
  • Torque from the input link 20 through the included clutch 17 is transmitted to the sun gear 12 of the fourth planetary gear set and then to the carrier 11 of the fourth planetary gear set, where it is divided into three streams.
  • the first stream is transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary gear connected to it by the crown gear 7 of the third planetary gearbox, from where it is transferred to the carrier 8 of the third planetary gearbox, where it is combined with the second stream moving from the carrier 11 of the fourth planetary gear to the crown gear 10 of the fourth planetary gear carrier 8 of the third planetary gear set.
  • Joining forces on carrier 8 of the third planetary gear set, streams are transmitted to the sun gear 9 of the third planetary gear set.
  • the torque stream is transmitted through the clutch 18 to the crown gear 4 of the second planetary gear set and then to the sun gear 6 from the second planetary gear set, where they are combined with the torque stream of the input link 20.
  • the third torque gear is transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary gear a number of directly connected output link 21.
  • Torque from the input link 20 through the included clutch 17 is transmitted to the sun gear 12 of the fourth planetary gear set and further to drove 11 of the fourth planetary series, where it is divided into two streams.
  • the first stream of torque is transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary gear ring gear 10 of the fourth planetary gear connected to the planet carrier 8 of the third planetary gearbox, from where the crown gear 7 of the third planetary gearbox is transmitted and then goes to the carrier connected to this gear 11 of the fourth planetary gearbox, where it combines with a second stream transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary series to the output link 21 directly connected to it.
  • Torque from the input link 20 is transmitted to the sun gear 6 of the second planetary gear set, where it is divided into two streams.
  • the first stream is transmitted from the sun gear 6 of the second planetary gear set to the carrier 5 of the second planetary gear set, connected to the crown gear 1 of the first planetary gear set, from where it follows to the carrier 2 of the first planetary gear set.
  • this torque stream is divided and transmitted through the clutch 18 to the ring gear 4 of the second planetary gear set and then to the carrier 5 of the second planetary gear set, where it is combined with the first power stream, and also transmitted to the sun gear 9 of the third planetary gear set, from where it then goes to carrier 8 of the third planetary gear row.
  • the second flow of torque is transmitted from the sun gear 6 of the second planetary gear set through the clutch 17 of the sun gear 12 the fourth planetary gear and then drove 11 of the fourth planetary gear, where it is divided into two streams.
  • the first stream is transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary gear connected to the crown gear 7 of the third planetary gear, the carrier 8 of the third planetary gear, where it is combined with the power transmitted to the carrier 8 of the third planetary gear by the sun gear 9 of the third planetary gear, from which it follows ohm 8 of the third planetary gear set of the crown gear 10 of the fourth planetary gear set and then to the carrier 11 of the fourth planetary gear set, where it is combined with the second power flow transmitted from the carrier 11 fourth th planetary row directly to the output link 21.
  • the brake 13 When switching to the sixth forward gear, the brake 13 turns off and the clutch 16 engages, the clutches 17 and 18 remain engaged.
  • the angular velocity of the input link 20 associated with the sun gear 6 of the second planetary gearbox is equal to the angular velocity of the sun gear 12 of the fourth planetary gear
  • the angular speed of the crown gear 4 of the second planetary gearbox is equal to the angular velocity of the sun gear 9 of the third planetary gear 2 first planetary gears.
  • the angular speed of the carrier 8 of the third planetary gearbox connected with the crown gear 10 of the fourth planetary gearbox is equal to the angular speed of the sun gear 6 of the second planetary gearbox connected with the input link 20.
  • the torque at the input link 20 is divided into two streams.
  • the first stream is transmitted through the clutch 16 to the planet carrier 8 of the third planetary gear set, connected with the ring gear 10 of the fourth planetary gearbox, from where the carrier to the planet carrier 11 of the fourth planetary gearbox is transmitted.
  • the second flow of torque is transmitted through the clutch 17 to the sun gear 12 of the fourth planetary gearbox, from where it is transmitted to the carrier 11 of the fourth planetary gearbox, where it is combined with the first flow of torque and transmitted from the carrier 11 of the fourth planetary series to the directly connected output link 21.
  • the angular velocity of the crown gear 4 of the second planetary gear is equal to the angular velocity of the sun gear 9 of the third planetary gear associated with the carrier 2 of the first planetary gear
  • the angular velocity of the carrier 8 of the third planetary gear associated with the gear of the fourth planetary gear is equal to the angular velocity the sun gear 6 of the second planetary gear associated with the input link 20.
  • the angular velocity of the sun gear 3 of the first planetary gear is zero.
  • Torque from the input link 20 is transmitted through the clutch 16 to the carrier 8 of the third planetary gear set, where it is divided into two streams.
  • the first stream is transmitted from the carrier 8 of the third planetary gear to the sun gear 9 of the third planetary gear associated with the carrier 2 of the first planetary gear, from where the crown gear 1 of the first planetary gear connected to the carrier 5 of the second planetary gear is transmitted, where the second gear of the planetary gear 4 is divided and transmitted and further through the coupling 18 is combined with the first flow of torque, as well as the sun gear 6 of the second planetary gear set, where it is combined with the flow of torque of the input link 20.
  • Second second torque flow is transmitted from the carrier 8 through the third planetary gear set connected between each other crown gear 7 of the third planetary gear set and the carrier of the fourth planetary gear set 11 to the output link 21.
  • the torque from the input link 20 is transmitted through the clutch 16 to the carrier 8 of the third planetary gearbox, from where it is transmitted via the interconnected crown gear 7 of the third planetary gearbox and the carrier 11 of the fourth planetary gearbox to the output gear 21 directly connected to them.
  • the angular velocity of the planet carrier 8 of the third planetary gear connected with the crown gear 10 of the fourth planetary gear is equal to the angular velocity of the sun gear 6 of the second planetary gear associated with the input link 20, and the angular velocity of the crown gear 4 of the second planetary gear is equal to the angular velocity of the solar gear 9 of the third planetary gear associated with the carrier 2 of the first planetary gear.
  • the angular velocity of carrier 5 of the second planetary gear set connected with the ring gear 1 of the first planetary gear set is equal to zero.
  • Torque from the input link 20 is transmitted to the sun gear 6 of the second planetary gear set, where it is divided into two streams.
  • the first flow is transmitted from the sun gear 6 of the second planetary gear set to the crown gear 4 of the second planetary gear set and then through the clutch 18 of the sun gear 9 from the third planetary gear set, from where it follows to the third planetary gear set 8.
  • the second stream of torque through the clutch 16 is transmitted to the carrier 8 of the third planetary gear set, where it is combined with the first stream and follows to the ring gear 7 of the third planetary gear the row connected with the carrier And the fourth planetary row, from where it is transmitted to the output link 21 connected directly to them.
  • Torque is transmitted from the input link 20 to the sun gear 6 of the second planetary gear set, from where it is transmitted to the carrier 5 of the second planetary gear set, connected with the crown gear 1 of the first planetary gear set. Further, the torque is transmitted from the ring gear 1 of the first planetary gear to the carrier 2 of the first planetary gear, where it is divided into two streams. The first stream from the carrier 2 of the first planetary gear set is transmitted through the coupling 18 to the crown gear 4 of the second planetary gear set, from where it follows to the carrier 5 of the second planetary gear set, where it is combined with the torque stream transmitted to the carrier 5 of the second planetary gear set by the sun gear 6 of the second planetary gear set.
  • the second stream of torque is transmitted from the carrier 2 of the first planetary gear set to the associated sun gear 9 of the third planetary gearbox, from where the crown gear 7 of the third planetary gear set is connected to the carrier 1 of the fourth planetary gear set and directly to the output link 21.
  • the present invention is industrially applicable, since its implementation does not require special new technology and special equipment, except for those used in mechanical engineering in the production of gearboxes, including planetary ones.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидромеханическим коробкам передач. Гидромеханическая коробка передач реализует девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода и содержит гидродинамический преобразователь крутящего момента, планетарный редуктор, три управляемых тормоза и три управляемых муфты. В планетарном редукторе водило четвертого планетарного ряда является выходным звеном коробки передач и связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда. Солнечная шестерня четвертого планетарного рядя связана муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда. Коронная шестерня четвертого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач. Водило третьего планетарного ряда связано муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда. Солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда и муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда. Водило второго планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач. Солнечная шестерня второго планетарного ряда непосредственно соединена с входным звеном коробки передач и связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента. Солнечная шестерня первого планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.
Крутящий момент и частота вращения двигателя преобразуются трансмиссией в соответствии с изменением условий движения транспортного средства для обеспечения движения транспортного средства как вперед, так и назад.
В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач так же включает в себя элементы управления, например фрикционные или зубчатые, которые по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач.
Известна гидромеханическая коробка передач (патент США N2 US7632206, опубликован 15.12.2009), содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента, четыре планетарных ряда и шесть управляющих элементов (три тормоза и три муфты), в которой за счет совместного включения двух элементов управления на каждой передаче удается получить девять передач переднего хода; и одну передачу заднего хода. Анализ развития автоматических коробок передач показывает стремление разработчиков всеми способами снизить потери мощности при ее передаче от двигателя к ведущим колесам. Одним из основных факторов, влияющих на величину потерь в коробке передач, в случае использования в качестве управляющих элементов фрикционных муфт и фрикционных тормозов, является количества фрикционных элементов, находящихся в выключенном состоянии. Чем меньше таких элементов, тем выше КПД коробки передач.
В коробке-прототипе переключение передач происходит за счет попарного включения шести фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов. Кроме того, в прототипе осуществляется постоянная жесткая связь солнечной шестерни первого планетарного ряда с картером с помощью дополнительного элемента конструкции, что приводит к усложнению конструкции.
Техническим результатом, на получение которого направлено настоящее изобретение является расширения арсенала технических средств, а также упрощение конструкции за счет уменьшения числа связей, а при использовании фрикционных элементов управления также снижение потерь в элементах управления, за счет увеличения числа совместно включаемых на каждой передаче при аналогичном числе планетарных рядов, а также числе и составе используемых для управления фрикционных элементов.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, водило четвертого планетарного ряда является выходным звеном, связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда связана муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, коронная шестерня четвертого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, водило третьего планетарного ряда связано муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда и муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, солнечная шестерня второго планетарного ряда непосредственно соединена с входным звеном коробки передач и связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Фиг. 1 - кинематическая схема гидромеханической девятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.
Согласно изобретения, гидромеханическая коробка передач содержит гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, водило четвертого планетарного ряда является выходным звеном, связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда связана муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, коронная шестерня четвертого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, водило третьего планетарного ряда связано муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного связана с водилом первого планетарного ряда и муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, солнечная шестерня второго планетарного ряда непосредственно соединена с входным звеном коробки передач и связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач.
Ниже приводится пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии, например, легкового автомобиля повышенной проходимости.
Автоматическая коробка передач, реализующая девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 19, входное звено 20, выходное звено 21, гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, в состав которого входят четыре планетарных ряда, три управляемых муфты и три управляемых тормоза.
В коробке передач, согласно изобретению, планетарный редуктор состоит из четырех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 3, водила 2 сателлитов и коронной шестерни 1 (эпицикла). Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 6, водила 5 сателлитов и коронной шестерни 4 (эпицикла). Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 9, водила 8 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла). Четвертый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 12, водила 11 сателлитов и коронной шестерни 10 (эпицикла).
Входное звено 20 соединяется муфтой 16 со связанными между собой коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда и водилом 8 третьего планетарного ряда. Входное звено 20, связанное с выходным звеном 22 гидродинамического преобразователя крутящего момента, соединено муфтой 17 с солнечной шестерней 12 четвертого планетарного ряда. Солнечная шестерня 6 второго планетарного ряда соединена с входным звеном 20. Выходное звено 21 соединяется со связанными между собой водилом 11 четвертого планетарного ряда и эпициклом 7 третьего планетарного ряда. Тормоз 14 соединяет с картером коробки передач 19 связанные между собой коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и водило 5 второго планетарного ряда. Тормоз 13 соединяет с картером коробки передач 19 солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда. Тормоз 15 соединяет с картером коробки передач 19 связанные между собой водило 8 третьего планетарного ряда и коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда. Муфта 18 соединяет коронную шестерню 4 второго планетарного ряда со связанными между собой водило 2 первого планетарного ряда и солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда.
Предлагаемая, согласно изобретению, автоматическая коробка передач работает следующим образом.
После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 9-й осуществляется его разгон до требуемой скорости движения. При нахождении коробки передач в нейтральном положении ни один из элементов управления не включен.
На первой передаче переднего хода включаются тормоза 14 и 15 и муфта 18, то есть угловые скорости коронной шестерни 1 первого планетарного ряда, связанной с водилом 5 второго планетарного ряда, и водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, равны нулю, а угловые скорости коронной шестерни 4 второго планетарного ряда и солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 2 первого планетарного ряда, равны между собой. Крутящий момент с входного звена 20 через солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда. Далее через муфту 18 передается на солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда, а с нее на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, связанную с водилом 11 четвертого планетарного ряда и непосредственно с выходным звеном 21.
При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 14 выключается и включается муфта 17, тормоз 15 и муфта 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость входного звена 20, связанного с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 20 через включенную муфту 17 передается на солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и далее на водило 11 четвертого планетарного ряда, откуда передается связанному непосредственно с ним выходному звену 21.
При переключении на третью передачу переднего хода выключается тормоз 15 и включается тормоз 14, муфты 17 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость коронной шестерни 1 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 5 второго планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость входного звена 20, связанного с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 20 через включенную муфту 17 передается на солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и далее на водило 11 четвертого планетарного ряда, где разделяется на три потока. Первый поток передается от водила 11 четвертого планетарного ряда связанной с ним коронной шестерне 7 третьего планетарного ряда, откуда передается водилу 8 третьего планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком, движущимся от водила 11 четвертого планетарного ряда к коронной шестерне 10 четвертого планетарного ряда, связанной с водилом 8 третьего планетарного ряда. Объединившись на водиле 8 третьего планетарного ряда, потоки передаются солнечной шестерне 9 третьего планетарного ряда. Далее от солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда поток крутящего момента передается через муфту 18 коронной шестерне 4 второго планетарного ряда и затем солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, где объединяются с потоком крутящего момента входного звена 20. Третий поток крутящего момента передается от водила 11 четвертого планетарного ряда непосредственно связанному с ним выходному звену 21.
При переключении на четвертую передачу переднего хода выключается муфта 18 и включается тормоз 13, муфта 17 и тормоз 14 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость коронной шестерни 1 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 5 второго планетарного ряда, а также угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равны нулю. При этом угловая скорость входного звена 20, связанного с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 20 через включенную муфту 17 передается на солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и далее на водило 11 четвертого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента передается от водила 11 четвертого планетарного ряда коронной шестерне 10 четвертого планетарного ряда, связанной с водилом 8 третьего планетарного ряда, откуда передается коронной шестерне 7 третьего планетарного ряда и затем следует к связанному с этой шестерней водилу 11 четвертого планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком, передающимся от водила 11 четвертого планетарного ряда непосредственно связанному с ним выходному звену 21.
При переключении на пятую передачу переднего хода выключается тормоз 14 и включается муфта 18, муфта 17 и тормоз 13 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость входного звена 20, связанного с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 20 передается на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда водилу 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда, откуда следует на водило 2 первого планетарного ряда. Затем этот поток крутящего момента разделяется и передается через муфту 18 коронной шестерне 4 второго планетарного ряда и далее водилу 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первым потоком мощности, а также передается солнечной шестерне 9 третьего планетарного ряда, откуда затем следует на водило 8 третьего планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда через муфту 17 солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда и затем водилу 11 четвертого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от водила 11 четвертого планетарного ряда, связанному с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, водилу 8 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком мощности, переданному водилу 8 третьего планетарного ряда солнечной шестерней 9 третьего планетарного ряда, откуда следует к связанной с водил ом 8 третьего планетарного ряда коронной шестерне 10 четвертого планетарного ряда и затем на водило 11 четвертого планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком мощности, передающимся от водила 11 четвертого планетарного ряда непосредственно выходному звену 21.
При переключении на шестую передачу переднего хода выключается тормоз 13 и включается муфта 16, муфты 17 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость входного звена 20, связанного с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда. Также угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерне 10 четвертого планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда, связанного со входным звеном 20.
Крутящий момент на входном звене 20 разделяется на два потока. Первый поток передается через муфту 16 водилу 8 третьего планетарного ряда, связанному с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, откуда передается водилу 11 четвертого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается через муфту 17 солнечной шестерне 12 четвертого планетарного ряда, откуда передается водилу 11 четвертого планетарного ряда, где объединяется с первым потоком крутящего момента и передается от водила 11 четвертого планетарного ряда непосредственно связанному с ним выходному звену 21.
При переключении на седьмую передачу переднего хода выключается муфта 17 и включается тормоз 13, муфты 16 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда, а угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда, связанного со входным звеном 20. Также угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 20 передается через муфту 16 водилу 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от водила 8 третьего планетарного ряда солнечной шестерне 9 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 2 первого планетарного ряда, откуда передается коронной шестерне 1 первого планетарного ряда, связанной с водилом 5 второго планетарного ряда, где разделяется и передается коронной шестерне 4 второго планетарного ряда и далее через муфту 18 объединяется с первым потоком крутящего момента, а также солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента входного звена 20. Второй поток крутящего момента передается от водила 8 третьего планетарного ряда через связанные между собой коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и водило 11 четвертого планетарного ряда выходному звену 21.
При переключении на восьмую передачу переднего хода выключается муфта 18 и включается тормоз 14, муфта 16 и тормоз 13 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда, связанной с входным звеном 20. Также угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда, равны нулю.
Крутящий момент с входного звена 20 передается через муфту 16 водилу 8 третьего планетарного ряда, откуда передается через связанные между собой коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и водило 11 четвертого планетарного ряда связанному непосредственно с ними выходному звену 21.
При переключении на девятую передачу переднего хода выключается тормоз 13 и включается муфта 18, муфта 16 и тормоз 14 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда, связанной с входным звеном 20, а угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 2 первого планетарного ряда. Также угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда, равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 20 передается на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда коронной шестерне 4 второго планетарного ряда и далее через муфту 18 солнечной шестерне 9 третьего планетарного ряда, откуда следует на водило 8 третьего планетарного ряда. Второй поток крутящего момента через муфту 16 передается водилу 8 третьего планетарного ряда, где объединяется с первым потоком и следует на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, связанную с водилом И четвертого планетарного ряда, откуда передается связанному непосредственно с ними выходному звену 21.
На передаче заднего хода включаются тормоза 13 и 15 и муфта 18. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и угловая скорость водила 8 третьего планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда равны нулю. Также угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда, связанного с водилом 2 первого планетарного ряда.
Крутящий момент передается с входного звена 20 солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, откуда передается водилу 5 второго планетарного ряда, связанному с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда. Далее крутящий момент передается от коронной шестерни 1 первого планетарного ряда водилу 2 первого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 2 первого планетарного ряда передается через муфту 18 коронной шестерне 4 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента, переданному водилу 5 второго планетарного ряда солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается от водила 2 первого планетарного ряда связанной с ним солнечной шестерне 9 третьего планетарного ряда, откуда передается коронной шестерне 7 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 1 четвертого планетарного ряда и непосредственно с выходным звеном 21.
Изменение схемы и последовательности совместного включения элементов управления, а также сокращение числа связей по сравнению с прототипом позволяет добиться заявленного технического результата и значительного расширения кинематического диапазона коробки передач, а также того, что при переключении отсутствует разрыв мощности. Кроме того, благодаря этому удается улучшить динамические характеристики коробки передач и увеличить ее долговечность.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ
Гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, в котором водило четвертого планетарного ряда является выходным звеном коробки передач, и связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда связана муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, коронная шестерня четвертого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, водило третьего планетарного ряда связано муфтой с солнечной шестерней второго планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда и муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и тормозом с картером коробки передач, солнечная шестерня второго планетарного ряда непосредственно соединена с входным звеном коробки передач и связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач.
PCT/RU2013/000613 2013-07-19 2013-07-19 Гидромеханическая коробка передач WO2015009185A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380005205.2A CN104685262B (zh) 2013-07-19 2013-07-19 液力机械变速装置
PCT/RU2013/000613 WO2015009185A1 (ru) 2013-07-19 2013-07-19 Гидромеханическая коробка передач

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2013/000613 WO2015009185A1 (ru) 2013-07-19 2013-07-19 Гидромеханическая коробка передач

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2015009185A1 true WO2015009185A1 (ru) 2015-01-22
WO2015009185A8 WO2015009185A8 (ru) 2015-05-14

Family

ID=52346519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2013/000613 WO2015009185A1 (ru) 2013-07-19 2013-07-19 Гидромеханическая коробка передач

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN104685262B (ru)
WO (1) WO2015009185A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2097624C1 (ru) * 1991-11-29 1997-11-27 Институт надежности машин АН Беларуси Планетарная коробка передач
RU2283982C1 (ru) * 2005-07-06 2006-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ" Гидромеханическая коробка передач
US7632206B2 (en) * 2006-02-14 2009-12-15 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed transmission
CN101852278A (zh) * 2010-07-09 2010-10-06 中国北方车辆研究所 一种九档行星自动变速器
US8425370B2 (en) * 2008-11-03 2013-04-23 Daimler Ag Transmission unit

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006031234B4 (de) * 2006-07-06 2011-08-25 ZF Friedrichshafen AG, 88046 Mehrstufengetriebe
US7691022B2 (en) * 2007-07-09 2010-04-06 Gm Global Technology Operations, Inc. 9-speed transmission
US8057349B2 (en) * 2007-07-12 2011-11-15 GM Global Technology Operations LLC Multi-speed transmission
DE102009028683A1 (de) * 2009-08-20 2011-03-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102009028672A1 (de) * 2009-08-20 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe
DE102010063632A1 (de) * 2010-12-21 2012-06-21 Zf Friedrichshafen Ag Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2097624C1 (ru) * 1991-11-29 1997-11-27 Институт надежности машин АН Беларуси Планетарная коробка передач
RU2283982C1 (ru) * 2005-07-06 2006-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "КАТЕ" Гидромеханическая коробка передач
US7632206B2 (en) * 2006-02-14 2009-12-15 Zf Friedrichshafen Ag Multi-speed transmission
US8425370B2 (en) * 2008-11-03 2013-04-23 Daimler Ag Transmission unit
CN101852278A (zh) * 2010-07-09 2010-10-06 中国北方车辆研究所 一种九档行星自动变速器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104685262B (zh) 2017-08-29
WO2015009185A8 (ru) 2015-05-14
CN104685262A (zh) 2015-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2251637C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2283982C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2283980C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2549344C2 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2549343C2 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2543116C2 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2545841C2 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2543114C2 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2284925C1 (ru) Коробка передач
RU2283976C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
WO2015009186A1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2283979C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU134267U1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU132851U1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2290551C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2324850C1 (ru) Планетарная коробка передач
RU2290553C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
WO2015009187A1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2540046C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU143404U1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2307268C1 (ru) Коробка передач
RU2283977C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
RU2290552C1 (ru) Коробка передач
RU2294467C1 (ru) Гидромеханическая коробка передач
WO2015009185A1 (ru) Гидромеханическая коробка передач

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: 13889390

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: 13889390

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1