KR200206820Y1 - 두개의 토크 컨버터를 이용한 무단변속기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 두개의 토크 컨버터를 이용한 무단변속기로서, 토크 컨버터가 본래 토크 추종성이 매우 우수하기 때문에 이 점을 이용하여 두개의 토크 컨버터를 직렬로 연결하여 별도의 변속제어장치 없이 변속기의 이론요구토크 특성곡선을 따라갈 수 있게한 자동차용 무단변속기이다.

승용차용 무단 변속기는 초기 시작 단계로서 가변용량 유압펌프를 이용한 순수 유압식 무단변속기는 연비에 있어서 어느정도 한계를 갖게되는데 그 이유는 여기에 사용되는 유압펌프와 유압모터의 자체 효율이 85% 내외이고 또 유압펌프의 용량을 제어하기 위해서도 동력이 소요되기 때문이며, 무엇보다 중요한 점은 지금까지의 모든 자동변속기에는 매우 정교하고 값비싼 전자 제어장치가 필요하다는 점이다.

하지만 본 고안은 필요한 토크를 스스로 결정하는 특성이 있는 토크 컨버터만으로 구성되어 있으므로 복잡하고 값비싼 전자 제어장치와 변속을 직접 제어하는 기계장치 및 유압장치가 전혀 필요하지 않으므로 연비 향상 및 제작비 절감에 크게 기여할 수 있는 장점이 있다.

또한 엔진출력이 일정하다면 변속시에 어떠한 종류의 변속충격도 존재하지 않는 매우 유용한 완전 유압식 무단변속기이다.

Description

두개의 토크 컨버터를 이용한 무단변속기{Continuously Variable Transmission Utilizing Double Torque Converter}

본 고안은 두개의 토크 컨버터를 이용한 무단변속기로서, 더욱 상세하게는 토크 컨버터가 본래 토크 추종성이 매우 우수하기 때문에 이 점을 이용하여 두개의 토크 컨버터를 직렬로 연결하여 변속기의 이론요구토크 특성곡선을 따라갈 수 있게한 자동차용 무단변속기로서 변속을 하기 위해서 기어를 쓰지 않으므로 순수 유압식 무단변속기의 범주에 속한다.

종래의 벨트식 무단변속기가 실용화된 예는 있으나 소형차에만 가능한 것으로 밝혀지고 있고, 현재 개발중이거나 사용중인 가변용량 유압펌프를 이용한 정유압 무단변속기는 소음, 용량등의 문제로 승용차에 실용화된 예가 거의 없을만큼 승용차용 무단 변속기는 초기 시작 단계라고 할 수 있다.

가변용량 유압펌프를 이용한 순수 유압식 무단변속기는 연비에 있어서 어느정도 한계를 갖게되는데 그 이유는 여기에 사용되는 유압펌프와 유압모터의 자체 효율이 85% 내외이기 때문이다.

기계-유압식 무단변속기의 경우에는 여기에 더하여 변속시 여러개의 클러치를 유압으로 제어해야 하므로 추가적인 동력의 손실이 불가피하고 가변용량 유압펌프의 용량을 제어할 때도 동력이 필요하며 벨트식 무단변속기의 경우도 변속시 동력이 소모되는 등의 단점이 있고, 무엇보다 중요한 점은 지금까지의 모든 자동변속기에는 매우 정교하고 값비싼 전자장치가 필요하다는 점이다.

본 고안은 필요한 토크를 스스로 결정하는 특성이 있는 토크 컨버터만으로 구성되어 있으므로, 제어시 복잡하고 값비싼 전자장치와 변속을 직접 제어하는 기계장치 및 유압장치가 전혀 필요하지 않고 단지 전진이나 후진을 선택시 전진 클러치(7)나 후진 클러치(8)를 결합하거나 해방할 때 동력이 소요되는 정도이며 엔진출력이 일정하다면 변속시에 어떠한 종류의 변속충격도 존재하지 않는다.

본 고안은 토크 컨버터가 하나만 있을때에는 속도에 따라 토크가 선형으로 변하여 변속기의 이론요구토크 특성곡선을 따라갈 수 가 없었지만, 두개의 토크 컨버터를 직렬로 연결하면 토크는 곡선으로 변한다.

즉, 수학이론을 빌리면 토크 컨버터가 하나 일때는 1차 선형의 특성을 나타내므로 두개면 2차 함수, 세개를 직렬로 연결하면 3차 함수의 특성을 나타내게 되어 이론 요구토크 특성곡선에 가까워지게 되어 변속을 위해서 별도의 제어장치나 변속장치가 필요치 않게되므로 제작비 절감과 연비개선에 크게 기여할 수 있는 유압식 무단변속기이다.

또한 운전 여건의 변화에 대해서 변속을 위해 전자,기계,유압장치를 사용하지 않으므로 시간지연이 전혀없는 토크 추종성을 갖는다.

도 1은 본 고안에 따른 두개의 토크 컨버터를 이용한 무단변속기의 단면도

＜ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

1: 제 1 펌프 2: 제 2 펌프

3: 제 1 터빈 4: 제 2 터빈

5: 스테이터 6: 스테이터

7: 전진 클러치 8: 후진 클러치

9: 입력축 10: 제 1 출력축

11: 제 2 출력축 12;13;14;15;16: 기어

17: 부축 18: 변속기 출력축

이하 첨부된 도면에 의해 본 고안의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 나타낸 바와 같이 본 고안의 구성은, 두개의 토크 컨버터를 직렬로 연결한 구조로서[매우 높은 토크가 필요시 세개의 토크 컨버터를 직렬로 연결할 수도 있는데 이 때 구조적으로 달라지는 것은 없음] 외부에서 행하는 변속을 위한 제어는 오로지 전진 클러치(7)를 결합하여 전진하거나 후진 클러치(8)를 결합하여 후진하는 것 뿐이고, 전진과 후진은 단지 회전방향만 다르므로 후진시에도 전진과 똑같이 무단변속이 이루어지고, 두개의 토크 컨버터 내에서 완전 무단으로 변속이 이루어지는 구조로서 구조적으로 매우 간단하고 효율이 좋고 제작비가 싸다.

엔진으로부터의 입력은 입력축(9)을 통해서 제 1 토크 컨버터의 제 1 펌프(1)로 전달되고 이 동력은 제 1 터빈(3)을 통해서 제 1 출력축(10)으로 전달되면서 토크가 증대되고, 이후 동력은 제 1 출력축(10)에 직결된 제 2 토크 컨버터의 제 2 펌프(2)를 통해서 제 2 터빈(4)에 전달되고 이와 결합된 제 2 출력축(11)에 전달되면서 다시 한번 토크가 증대되어, 제 2 출력축(11)의 토크는 제 1 토크 컨버터와 제 2토크 컨버터의 토크비를 곱한 토크비를 얻게 된다.

제 2 출력축(11)에 연결된 기어(12;13;14;15;16) 및 부축(17)은 후진 클러치(8)와 함께 후진시에 사용되고, 중립은 전진 클러치(7)와 후진 클러치(8)가 모두 해당된 상태이며, 전진 클러치(7)를 해방하고 후진클러치(8)를 결합하면 후진 무단변속이되고 후진 클러치(8)를 해방하고 전진 클러치(7)를 결합하면 전진 무단변속된 동력을 변속기 출력축(18)에 전달하는 것이다.

상기에서 살펴본 바와같이, 본 고안은 부하 추종성이 매우 우수한 특성을 갖고 있는 토크 컨버터 두개를 직렬로 연결하여 변속 전 영역의 변속을 시간지연이 전혀 없는 완전 무단변속을 할 수 있는 매우 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 자동차 무단 변속기에 있어서

   엔진으로부터의 입력이 입력축(9)을 통해서 제 1 토크 컨버터의 제 1 펌프(1)와 제 1 터빈을 통해서 제 1 출력축(10)으로 전달되면서 토크가 증대되고, 이 동력을 제 1 출력축(10)에 직결된 제 2 토크 컨버터의 제 2 펌프(2)와 제 2 터빈(4)을 통해서 제 2 출력축(11)에 전달되면서 다시 한번 토크가 증대되게 하여 자동차 속도의 전속도 영역의 변속을 별도의 속도제어 장치 없이 이론요구토크 특성곡선에 접근시키면서 변속할 수 있게하고, 후진과 전진을 선택할 때만 후진 클러치(8)나 전진 클러치(7)를 결합하면 되는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기.