RU2160857C1 - Stepless mechanical transmission - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: stepless mechanical transmission has multidisc torque transformer and gear-type differential. Transformer and differential are coupled to input shaft through pair of gears. Transformer shaft is coupled to one of differential gears. Other gear of differential is coupled to output shaft. Transformer is suspended from supports of input shaft on cantilevers and is coupled to automatic control system of transmission through hydraulic drive. Mechanical transmission makes if possible to extend range of gear-ratio stepless variation with transition through zero frequency. Reversing is also provided. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может применяться в трансмиссиях автомобилей и других подвижных средств, а также в приводах станков и другого технологического оборудования. The invention relates to the field of engineering and can be used in transmissions of cars and other mobile vehicles, as well as in drives of machines and other technological equipment.

Известны механические бесступенчатые передачи, выполняемые в виде различных фрикционных передач: многодисковых, клиноременных, тороидных и других. Known mechanical continuously variable transmission, made in the form of various friction gears: multi-disk, V-belt, toroid and others.

Наиболее близкой к заявленной передаче является фрикционная многодисковая передача, приведенная в книге Гольда Б.В. "Конструирование и расчет автомобиля" - М.: Машгиз, 1962 г. Издание 2-е, стр. 163. Эта передача содержит два трансформатора крутящего момента с ведущими и ведомыми дисками, с пружинно-нажимными механизмами сжатия дисков и механизмом изменения эксцентриситета между осями дисков. Closest to the claimed transmission is a frictional multi-disk transmission given in the book of Gold B.V. "Design and calculation of a car" - M .: Mashgiz, 1962, 2nd edition, p. 163. This transmission contains two torque transformers with drive and driven discs, spring-pressed disc compression mechanisms and a mechanism for changing the eccentricity between the axes drives.

Изменением эксцентриситета обеспечивается бесступенчатое изменение передаточного числа передачи, а отсюда частоты вращения ее выходного вала и возможного крутящего момента на нем. A change in the eccentricity provides a stepless change in the gear ratio of the transmission, and hence the rotation frequency of its output shaft and the possible torque on it.

Недостатками данной передачи являются: узкий диапазон бесступенчатого изменения передаточного числа, даже несмотря на применение в передаче двух последовательно работающих трансформаторов крутящего момента, отсутствие бесступенчатого перехода к нулевой частоте вращения выходного вала и отсутствие возможности реверсирования его вращения. The disadvantages of this transmission are: a narrow range of stepless changes in the gear ratio, even though two successive transformers of torque are used in the transmission, the absence of a stepless transition to zero speed of the output shaft and the inability to reverse its rotation.

Этих недостатков нет в механической бесступенчатой передаче, содержащей фрикционный многодисковый трансформатор крутящего момента и шестеренчатый дифференциал. При этом коробка трансформатора и коробка дифференциала имеют через пары шестерен привод от входного вала передачи, вал трансформатора соединен с одной из боковых шестерен дифференциала, а его другая боковая шестерня соединена с выходным валом передачи. Кроме того, коробка трансформатора консольно подвешена к опорам, расположенным вокруг входного вала передачи, и связана, например, через гидропривод с системой автоматического управления передачей. These shortcomings do not exist in a continuously variable mechanical transmission comprising a friction multi-plate torque transformer and a gear differential. In this case, the transformer box and the differential box have a drive from the input gear shaft through pairs of gears, the transformer shaft is connected to one of the differential side gears, and its other side gear is connected to the output gear shaft. In addition, the transformer box is cantilevered to supports located around the input shaft of the transmission, and is connected, for example, via a hydraulic actuator to the automatic transmission control system.

Схема механической бесступенчатой передачи приведена на чертеже. The scheme of a mechanical continuously variable transmission is shown in the drawing.

В корпусе 1 передачи расположены фрикционный трансформатор и шестеренчатый дифференциал. Трансформатор имеет цилиндрическую коробку 2 с ведущими дисками 3, установленными на шлицах коробки, и вал 4 с ведомыми дисками 5, установленными на шлицах вала. Диски сжимаются пружиной 6 и нажимным механизмом 7. Дифференциал имеет коробку 8 с шестернями 9. Коробка трансформатора и коробка дифференциала имеют привод от входного вала 10 передачи через пары шестерен 11. Вал трансформатора соединен с одной из боковых шестерен дифференциала, а другая боковая шестерня дифференциала соединена с выходным валом 12 передачи. Коробка трансформатора на консолях 13 подвешена к опорам 14, расположенным вокруг входного вала, и связана с гидроцилиндром 15 гидропривода, соединяющим коробку трансформатора с системой автоматического управления передачей. Friction transformer and gear differential are located in transmission housing 1. The transformer has a cylindrical box 2 with drive disks 3 mounted on the splines of the box, and shaft 4 with driven disks 5 mounted on the splines of the shaft. The disks are compressed by a spring 6 and a pressure mechanism 7. The differential has a box 8 with gears 9. The transformer box and differential box are driven by the input gear shaft 10 through pairs of gears 11. The transformer shaft is connected to one of the differential side gears, and the other differential side gear is connected with output shaft 12 transmission. The transformer box on the consoles 13 is suspended from the supports 14 located around the input shaft, and is connected to the hydraulic cylinder 15 connecting the transformer box to the automatic transmission control system.

Механическая бесступенчатая передача, установленная, например, в трансмиссии автомобиля, вместо коробки передач, работает следующим образом. Mechanical continuously variable transmission installed, for example, in the vehicle’s transmission, instead of the gearbox, operates as follows.

При передаточном числе трансформатора i= 2 частота вращения его вала будет в 2 раза больше частоты вращения коробки дифференциала. При этом за счет вращения шестерен дифференциала частота вращения выходного вала передачи будет равна нулю. В этом случае автомобиль будет заторможен, а его двигатель можно заводить стартером и иметь любую частоту вращения двигателя без передачи от него мощности к колесам. With the gear ratio of the transformer i = 2, the frequency of rotation of its shaft will be 2 times higher than the frequency of rotation of the differential box. In this case, due to the rotation of the differential gears, the rotation frequency of the output transmission shaft will be zero. In this case, the car will be inhibited, and its engine can be started with a starter and have any engine speed without transmitting power to the wheels from it.

При уменьшении передаточного числа трансформатора с i=2 до i=l или увеличении его с i=2 до i=2,5 обеспечивается трогание автомобиля с места и его движение соответственно вперед или назад. Изменение скорости движения автомобиля производится принудительно водителем за счет изменения подачи топлива в двигатель и одновременно автоматически за счет изменения системой автоматического управления передаточного числа трансформатора в указанных пределах в зависимости от величины подачи топлива и сопротивления движения автомобиля. При этом бесступенчатая передача может своей работой перекрывать весь скоростной диапазон движения автомобиля или работать до скорости при максимальном крутящем моменте двигателя, а затем, при нулевом эксцентриситете, блокироваться, как показано на чертеже, и выполнять роль прямой механической передачи. Для движения автомобиля накатом или при буксировке автомобиля передачу следует отключать от двигателя имеющимся у него сцеплением. When reducing the gear ratio of the transformer from i = 2 to i = l or increasing it from i = 2 to i = 2.5, the vehicle starts moving and moves forward or backward, respectively. The change in vehicle speed is forced by the driver by changing the fuel supply to the engine and at the same time automatically by changing the transformer gear ratio within the specified limits by the automatic control system, depending on the amount of fuel supply and the vehicle's driving resistance. In this case, the continuously variable transmission can cover the entire speed range of the car or work up to speed at maximum engine torque, and then, at zero eccentricity, be blocked, as shown in the drawing, and act as a direct mechanical transmission. To move the car on the coast or when towing the car, the gear should be disconnected from the engine with the clutch it has.

Вариантами заявленной передачи, обладающими расширенными диапазонами регулирования, могут быть передачи с неравными передаточными числами пар шестерен у трансформатора и дифференциала, передачи с двумя парами шестерен у трансформатора или дифференциала, подключаемыми к входному валу муфтами, передача с двумя многодисковыми трансформаторами, второй из которых установлен в приводе дифференциала, вместо пары шестерен. Variants of the claimed transmission with extended control ranges may include gears with unequal gear ratios of pairs of gears at the transformer and differential, gears with two pairs of gears at the transformer or differential, couplings connected to the input shaft, gear with two multi-plate transformers, the second of which is installed in differential drive, instead of a pair of gears.

Заявленная механическая передача и ее варианты имеют по сравнению с известными гидромеханическими передачами подвижных средств ряд преимуществ: меньшую стоимость изготовления, большую простоту конструкции, меньшие габариты и массу, реверсивность, более высокий КПД. The claimed mechanical transmission and its variants have several advantages in comparison with the known hydromechanical transmissions of mobile devices: lower manufacturing costs, greater simplicity of design, smaller dimensions and weight, reversibility, higher efficiency.

Claims (1)

Механическая бесступенчатая передача, содержащая фрикционный многодисковый трансформатор крутящего момент, отличающаяся тем, что для расширения диапазона бесступенчатого изменения передаточного числа, для бесступенчатого перехода к нулевой частоте вращения выходного вала и для возможности реверсирования его вращения в передаче также содержится шестеренчатый дифференциал, при этом коробка трансформатора и коробка дифференциала имеют через пары шестерен привод от входного вала передачи, вал трансформатора соединен с одной из боковых шестерен дифференциала, а его другая боковая шестерня соединена с выходным валом передачи, кроме того, коробка трансформатора на консолях подвешена к опорам, расположенным вокруг входного вала передачи, и, например, через гидропривод связана с системой автоматического управления передачей. A stepless mechanical transmission comprising a friction multi-plate torque transformer, characterized in that for expanding the range of stepless change of the gear ratio, for stepless transition to zero speed of the output shaft and for the possibility of reversing its rotation, the gear also contains a gear differential, while the transformer box and the differential box has, through pairs of gears, a drive from the input transmission shaft, the transformer shaft is connected to one of the sides gears of the differential, and its other side gear is connected to the output shaft of the transmission, in addition, the transformer box on the consoles is suspended from the supports located around the input shaft of the transmission, and, for example, is connected to the automatic transmission control system via a hydraulic drive.