Патент на изобретение №2311575

(54) ШИРОКОДИАПАЗОННЫЙ БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ПРИВОД (СУПЕРВАРИАТОР)

(57) Реферат:

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств. Бесступенчатый привод содержит планетарный вариатор (1) с входным и выходным звеньями, кинематически связанными управляющим механизмом, имеющим дифференциальную передачу (3), при этом в кинематическую цепь механизма между выходным звеном вариатора (1) и дифференциальной передачей (3) помещена согласующая передача (2), соединяющая выходное звено вариатора и одно из центральных колес дифференциальной передачи и повышающая частоту вращения в этом направлении. Передаточное число согласующей передачи (2) по величине не менее минимального значения передаточного числа вариатора, а выходное звено (22) всего привода выполнено с возможностью попеременного соединения его со звеньями управляющего механизма, включающего дифференциальную (3) и согласующую передачи (2) при выравнивании частот вращения этих звеньев. Такое выполнение привода обеспечивает широкий диапазон варьирования и высокое значение кпд. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.100 мин^-1, то диапазон варьирования супервариатора 2500_100=25.

Режим работы супервариатора с сужением диапазона базового вариатора.

Для осуществления этого режима при работающей повышающей передаче 2 водило 8 дифференциальной передачи 3 соединяется муфтой 17 с валом 22, а центральное колесо 9 дифференциальной передачи 3 – муфтой 19 с валом 7. При этом венец 5 и колеса 9 и 14 будут делать по 1000 мин^-1, стало быть вал 22 вращается с той же частотой вращения. Необходимое включение муфты 18 будет безударно и не разорвет потока мощности, и таким образом можно переходить к второму режиму, т.е. с циркуляцией мощности.

Однако минимальная частота вращения вала 22 будет существенно больше, чем при режиме работы базового вариатора без изменения, так как диапазон варьирования сузится примерно в 4 раза и составит около 2,5, но кпд, как было отмечено выше, существенно вырастет. Ввиду того, что схема по фиг.1 близка к реальной для автомобиля, здесь представлены также режим реверса и плавного пуска.

Муфтой 21 двигатель (на чертежах не показан) соединяется со входным валом 7 вариатора 1, а тормоз 12 служит для плавного трогания машины путем остановки внутреннего центрального колеса 11 повышающей согласующей передачи 2. Реверс осуществляется при включенных муфтах 16 и 18 плавным включением тормоза 12. При неподвижном водиле 8 колесо 9 начинает вращать через муфту 18 вал 22 в противоположном колесу 14, а стало быть и входному валу 7 направлении.

И, наконец, ступенчатая передача-демультипликатор (на чертежах не показана) может быть подключена на выходе супервариатора на вал 22 при необходимости повышения диапазона варьирования супервариатора. Обычно сперва включают понижающую передачу в демультипликаторе (например, равную диапазону варьирования), достигают минимального передаточного отношения супервариатора, а затем при включенном тормозе 12 возвращаются к максимальному передаточному отношению вариатора и включают в демультипликаторе минимальную, обычно «прямую» передачу. Далее работа привода происходит согласно вышеописанному процессу. Имея несколько передач в демультипликаторе, можно практически неограниченно расширять диапазон варьирования всего привода. Например, при диапазоне варьирования, равном 6, две ступени (кроме прямой передачи) в демультипликаторе дадут диапазон 6³=216, что чрезвычайно много. Принципиально возможно осуществление переключение передач в ступенчатых коробках передач и в демультипликаторах без разрыва потока мощности, что и осуществляется в трансмиссиях транспортных машин высокой проходимости. Эти технические решения известны и могут быть при необходимости использованы в данном устройстве.

Следует отметить, что сцепные муфты 17, 18, 19, 20, срабатывание которых должно производиться при выравнивании частот вращения соединяемых и разъединяемых звеньев управляющего механизма, могут управляться сервоприводом (например, электромагнитом), сигнал на который подается от блока сравнения показателей датчиков частот вращения соединяемых и разъединяемых звеньев управляющего механизма, при выравнивании (вплоть до совпадения) их частот вращения (на чертеже датчики частот, блок сравнения и сервопривод не показаны).

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть использовано в транспортном машиностроении, в частности в качестве бесступенчатой коробки передач автомобилей и других транспортных средств.

Формула изобретения

1. Бесступенчатый привод, содержащий планетарный вариатор с входным и выходным звеньями, кинематически связанными с управляющим механизмом, и дифференциальную передачу, отличающийся тем, что в кинематическую цепь между выходным звеном вариатора и дифференциальной передачей помещена согласующая передача, соединяющая выходное звено вариатора и одно из центральных колес дифференциальной передачи и повышающая частоту вращения в этом направлении, причем передаточное число согласующей передачи по величине не менее минимального значения передаточного числа вариатора, а выходное звено всего привода выполнено с возможностью попеременного соединения его со звеньями управляющего механизма, включающего дифференциальную и согласующую передачи при выравнивании частот вращения этих звеньев.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что попеременное соединение выходного звена привода со звеньями управляющего механизма состоит из двух фаз, первая фаза из которых включает соединение выходного звена привода одновременно с двумя звеньями управляющего механизма, имеющими в данный момент одинаковую или близкую друг к другу частоту вращения, а вторая фаза – отсоединение одного из этих звеньев с сохранением второго включенным, причем обе фазы выполняются при передаче через привод крутящего момента, т.е. без разрыва потока мощности.

3. Привод по п.1, отличающийся тем, что передаточное число согласующей передачи выполнено по величине не менее реально минимального передаточного числа вариатора при наибольшей допустимой загрузке его по крутящему моменту и мощности для положения кинематических звеньев вариатора, соответствующих минимальному кинематическому передаточному числу.

4. Привод по п.1, отличающийся тем, что управляющий механизм выполнен с возможностью реверсирования выходного звена привода.

5. Привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной передачей на выходе.

6. Привод по пп.1 и 2 отличающийся тем, что попеременное соединение выходного звена привода с соответствующими звеньями управляющего механизма, включающее две фазы, производится посредством зубчатых сцепных муфт, зубья которых соединяются в первую фазу одновременно с зубьями полумуфт, принадлежащих к кинематически разным звеньям управляющего механизма.

7. Привод по п.1, отличающийся тем, что согласующая передача выполнена в виде планетарной передачи как минимум с одновенцовыми сателлитами и неподвижным одним из центральных колес.

8. Привод по п.1, отличающийся тем, что он снабжен датчиками частот вращения соединяемых и разъединяемых звеньев механизма и блоком их сравнения, а также сервоприводом включения и выключения сцепных муфт, срабатывающим от сигнала блока сравнения при выравнивании частот вращения упомянутых звеньев.

РИСУНКИ