[go: up one dir, main page]

RU2044196C1 - Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator - Google Patents

Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator Download PDF

Info

Publication number
RU2044196C1
RU2044196C1 RU92005986A RU92005986A RU2044196C1 RU 2044196 C1 RU2044196 C1 RU 2044196C1 RU 92005986 A RU92005986 A RU 92005986A RU 92005986 A RU92005986 A RU 92005986A RU 2044196 C1 RU2044196 C1 RU 2044196C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
variator
power
self
shaft
generator
Prior art date
Application number
RU92005986A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92005986A (en
Inventor
Эдуард Константинович Коротков
Original Assignee
Эдуард Константинович Коротков
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 Эдуард Константинович Коротков filed Critical Эдуард Константинович Коротков
Priority to RU92005986A priority Critical patent/RU2044196C1/en
Publication of RU92005986A publication Critical patent/RU92005986A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2044196C1 publication Critical patent/RU2044196C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: variator has driving engine, generator, two differential mechanisms, and planet gear connection with a given gear ration which couples the mechanisms. The generator power is a part of the driving engine power. EFFECT: improved design. 5 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах, станкостроении, а также в других системах и объектах, где требуется автоматическое плавное изменение частоты вращения ведомого вала в зависимости от момента нагрузки на нем при постоянной частоте вращения приводного двигателя. The invention relates to mechanical engineering and can be used in vehicles, machine tools, as well as in other systems and objects where an automatic smooth change in the speed of the driven shaft depending on the moment of load on it at a constant speed of the drive motor is required.

Известен импульсный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, солнечное, колесо, водило с сателлитами, механизм свободного хода (МСХ) и эксцентрик с шатунами [1] Его недостатки: неравномерность хода ведомого вала, низкая долговечность, связанная с использованием роликовых муфт свободного хода, ограничение по частоте вращения до 1000 об/мин, отсутствие возможности саморегулирования. Known pulse variator containing drive and driven shafts, solar, wheel, carrier with satellites, freewheel mechanism (MCX) and an eccentric with connecting rods [1] Its disadvantages: uneven travel of the driven shaft, low durability associated with the use of freewheel roller clutches, speed limit up to 1000 rpm, lack of self-regulation.

Известен фрикционный вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, водило, несущее сателлиты, жестко связанные с конусами, центральное колесо и кольцо [2]
Недостатками фрикционного вариатора являются большие давления на валы и опоры, связанные с использованием сил трения для передачи момента, нежесткость характеристики передачи, малая долговечность и низкий КПД за счет геометрического скольжения в зонах контакта, ограничения по передаваемой мощности, отсутствие возможности самонастройки.
Known friction variator containing drive and driven shafts, carrier, carrying satellites rigidly connected with cones, central wheel and ring [2]
The disadvantages of the friction variator are high pressures on the shafts and bearings associated with the use of friction forces for transmitting torque, the rigidity of the transmission characteristics, low durability and low efficiency due to geometric slip in the contact zones, limitations on the transmitted power, lack of self-adjustment.

Известна гидромеханическая коробка передач (гидропередача), содержащая фрикционы, механическую коробку передач, три лопаточных колеса, рабочее тело (жидкость), насосы, трубопроводы [3]
Недостатками известной гидропередачи являются: увеличенная масса, низкий КПД, зависимый от передаточного отношения, низкая средняя мощность двигателя при разгоне транспортного средства, хотя она и несколько выше, чем при разгоне с помощью коробки передач.
Known hydromechanical gearbox (hydraulic transmission), containing friction clutches, a mechanical gearbox, three paddle wheels, a working fluid (liquid), pumps, pipelines [3]
The disadvantages of the known hydraulic transmission are: increased mass, low efficiency, dependent on the gear ratio, low average engine power during acceleration of the vehicle, although it is slightly higher than during acceleration using a gearbox.

К недостаткам гидропередачи следует также отнести отсутствие возможности плавного саморегулирования передаточного отношения. The disadvantages of hydraulic transmission should also include the lack of the possibility of smooth self-regulation of the gear ratio.

С целью повышения КПД и надежности, плавного набора скорости, возможности организации саморегулирования передаточного отношения вариатора в зависимости от динамики транспортного средства и профиля пути, сокращения расхода топлива и выброса вредных выхлопных газов в процессе разгона, упрощения управления транспортным средством, а также повышения ресурса двигателя и трансмиссии за счет улучшения их динамики, повышения ресурса тормозной системы за счет появления возможности плавного торможения двигателем, предлагаемый саморегулируемый голономный бесступенчатый вариатор непрерывного действия (механический трансформатор момента) выполнен полностью на зубчатом зацеплении и содержит два дифференциальных механизма, одни из одноименных звеньев которых объединены между собой планетарной зубчатой связью с определенным передаточным отношением, с водилом которой связан приводной двигатель, другие одноименные звенья жестко связаны между собой, одно из третьих одноименных звеньев жестко соединено со стойкой, другое такое звено соединено с валом электрического генератора, мощность которого составляет лишь часть мощности приводного двигателя. In order to increase efficiency and reliability, a smooth set of speed, the possibility of organizing self-regulation of the CVT gear ratio depending on the dynamics of the vehicle and the track profile, reducing fuel consumption and the emission of harmful exhaust gases during acceleration, simplifying vehicle control, and also increasing engine life and transmissions by improving their dynamics, increasing the resource of the brake system due to the possibility of smooth engine braking, the proposed self-regulating The second holonomic continuously variable variator (mechanical torque transformer) is completely gear-mounted and contains two differential mechanisms, one of the same links of which are interconnected by a planetary gear link with a certain gear ratio, with the drive of which the drive motor is connected, and the other of the same name are rigidly connected among themselves, one of the third links of the same name is rigidly connected to the rack, another such link is connected to the shaft of an electric generator a, whose power is only part of the power of the drive motor.

При применении указанного вариатора появляется возможность производить разгон транспортного средства при полной мощности двигателя, частота вращения которого практически постоянна при высоком КПД двигателя, малом расходе топлива и более полном его сгорании. Разгон производится плавно без переключения рычага коробки передач, имеющейся на большинстве транспортных средств, что упрощает управление и ведет к увеличению ресурса двигателя и трансмиссии, так как улучшается их динамика. Увеличивается также ресурс тормозной системы, так как появляется возможность плавного торможения двигателем. When using the specified variator, it becomes possible to accelerate the vehicle at full engine power, the rotational speed of which is almost constant at high engine efficiency, low fuel consumption and its more complete combustion. Acceleration is performed smoothly without shifting the gear lever, which is available on most vehicles, which simplifies management and leads to an increase in engine and transmission life, as their dynamics improves. The resource of the brake system is also increased, since it becomes possible to smoothly brake the engine.

Время разгона транспортного средства с помощью предлагаемого вариатора уменьшается примерно в 3 4 раза по сравнению с временем разгона при использовании стандартной коробки передач или гидропередачи. The acceleration time of the vehicle using the proposed variator is reduced by about 3-4 times compared with the acceleration time when using a standard gearbox or hydraulic transmission.

При использовании предлагаемого вариатора число органов управления равно числу органов управления серийных транспортных средств за исключением того, что рычаг переключения передач нужен только для организации заднего хода и нейтрального положения, необходимого при запуске двигателя и движении накатом. When using the proposed variator, the number of controls is equal to the number of controls of serial vehicles, except that the gear lever is only needed to organize reverse gear and the neutral position necessary when starting the engine and coasting.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема предлагаемого саморегулируемого голономного бесступенчатого вариатора непрерывного действия (механического трансформатора момента); на фиг. 2 кинематическая схема известного механизма, но без планетарной связи между коронами К1 и К2; на фиг. 3 характер зависимости nвых, nвх, iвар, Nвых.мех. от изменения момента нагрузки на ведомом валу вариатора при передаточном отношении между коронами К1 и К2 дифференциальных механизмов i

Figure 00000001
, которое равно передаточному отношению i
Figure 00000002
, в свою очередь равному
Figure 00000003
(см. фиг. 1). Графики представлены в относительных единицах, для сравнения здесь же представлены те же зависимости для механизма без планетарной связи между коронами (см. фиг. 2), но при прочих равных условиях; на фиг. 4 графики функций nвых, nвх, iвар, Nвых.мех. в зависимости от изменения момента нагрузки на ведомом валу вариатора при различных значениях передаточного отношения между коронами К1 и К2 дифференциальных механизмов, снятые экспериментальным путем. Экспериментальные данные приведены в таблицах.In FIG. 1 is a kinematic diagram of a self-regulating holonomic continuously variable continuously variable variator (mechanical torque transformer); in FIG. 2 kinematic diagram of a known mechanism, but without a planetary connection between the crowns K 1 and K 2 ; in FIG. 3 the nature of the dependence of n o , n in , i var , N o.mech. from changes in the load moment on the driven shaft of the variator with the gear ratio between the crowns K 1 and K 2 of the differential mechanisms i
Figure 00000001
which is equal to gear ratio i
Figure 00000002
in turn equal to
Figure 00000003
(see Fig. 1). The graphs are presented in relative units, for comparison, the same dependencies for a mechanism without a planetary connection between crowns are presented here (see Fig. 2), but ceteris paribus; in FIG. 4 graphs of functions n o , n o , i var , N o.mech. depending on the change in the load moment on the driven shaft of the variator at various values of the gear ratio between the crowns K 1 and K 2 of the differential mechanisms, taken experimentally. The experimental data are given in the tables.

На фиг. 5 представлены графики функций мощности, развиваемой двигателем N1 f1(t); N1ср; V1 f2(t); V1ср f2(t) при разгоне транспортного средства с помощью ступенчатой коробки передач, а также графики функций мощности двигателя и скорости движения N2 f3(t); V2 f4(t) при разгоне транспортного средства с помощью предлагаемого вариатора.In FIG. 5 shows graphs of the functions of power developed by the engine N 1 f 1 (t); N 1 av ; V 1 f 2 (t); V 1 cf f 2 (t) during acceleration of the vehicle using a speed gearbox, as well as graphs of the functions of engine power and speed N 2 f 3 (t); V 2 f 4 (t) during acceleration of the vehicle using the proposed variator.

Рассмотрим кинематическую схему саморегулируемого голономного бесступенчатого вариатора непрерывного действия (механического трансформатора момента), представленную на фиг. 1. Следует отметить, что на фиг. 1 представлена одна из возможных кинематических схем предлагаемого вариатора, а именно схема с объединенными (жестко соединенными) водилами h1 и h2 дифференциальных механизмов, возможны также схемы с объединенными солнечными колесами или с объединенными коронами.Consider the kinematic diagram of a self-regulating holonomic continuously variable variator of continuous action (a mechanical moment transformer), shown in FIG. 1. It should be noted that in FIG. Figure 1 shows one of the possible kinematic schemes of the proposed variator, namely, a scheme with combined (rigidly connected) carriers h 1 and h 2 of differential mechanisms, schemes with combined solar wheels or with combined crowns are also possible.

Двигатель внутреннего сгорания или любой другой двигатель вращает ведущий (входной) вал 1, который является водилом h3 планетарной связи между коронами 2(К1) и 3(К2) одинаковых дифференциальных механизмов. Вал 1 (водило h3) свободно и соосно установлен на главной оси механизма. В водиле h3 свободно установлена ось 4, на концах которой жестко насажены сателлиты 5 и 6, входящие в зацепление с зубчатыми колесами 7 и 8 соответственно, соосно и жестко установленными на коронах 2 и 3 дифференциальных механизмов.An internal combustion engine or any other engine rotates the drive (input) shaft 1, which is a planet carrier h 3 planetary connection between the crowns 2 (K 1 ) and 3 (K 2 ) of the same differential mechanisms. Shaft 1 (carrier h 3 ) is freely and coaxially mounted on the main axis of the mechanism. Axle 4 is freely installed in carrier h 3 , at the ends of which satellites 5 and 6 are rigidly mounted, which mesh with gears 7 and 8, respectively, coaxially and rigidly mounted on crowns 2 and 3 of differential mechanisms.

На концах оси 9 жестко установлены водила 10 (h1) и 11 (h2) дифференциальных механизмов. На осях водила 10 свободно установлены сателлиты 12, входящие в зацепление, с одной стороны, с солнечным колесом 13 (С1), жестко насаженным на вал 14, на другом конце которого устанавливается электрический генератор 15, а, с другой стороны, сателлиты 12 входят в зацепление с короной 2.At the ends of axis 9, the carriers 10 (h 1 ) and 11 (h 2 ) of the differential mechanisms are rigidly mounted. Satellites 12 are freely mounted on the axes of carrier 10, which engage, on the one hand, with a sun wheel 13 (C 1 ) rigidly mounted on a shaft 14, at the other end of which an electric generator 15 is installed, and, on the other hand, satellites 12 are in engagement with the crown 2.

На осях водила 11 (h2) свободно установлены сателлиты 16, входящие в зацепление с одной стороны с короной 3, а, с другой стороны с солнечным колесом 17 (С2), жестко установленном на валу 18. Другой конец вала 18 жестко закреплен на стойке 19.Satellites 16 are freely mounted on the axles of the carrier 11 (h 2 ), engaging on the one hand with the crown 3, and, on the other hand, with the sun wheel 17 (C 2 ), rigidly mounted on the shaft 18. The other end of the shaft 18 is rigidly fixed to rack 19.

На короне 3 жестко и соосно установлено зубчатое колесо 20, являющееся ведомым (выходным) валом вариатора. On the crown 3, a gear wheel 20 is rigidly and coaxially mounted, which is the driven (output) shaft of the variator.

Саморегулируемый голономный бесступенчатый вариатор непрерывного действия работает следующим образом. Self-regulating holonomic continuously variable CVT operates as follows.

Двигатель внутреннего сгорания (или любой другой двигатель) работает в оптимальном с точки зрения расхода топлива, отдаваемой мощности и полноты сгорания топлива режиме при практически постоянной частоте вращения ведущего вала 1 вариатора. The internal combustion engine (or any other engine) operates in the optimal mode from the point of view of fuel consumption, power output and completeness of fuel combustion at a practically constant speed of rotation of the drive shaft 1 of the variator.

Вращение с ведущего вала 1 передается через сателлиты 5 и 6 на короны 2 и 3 дифференциальных механизмов через зубчатые колеса 7 и 8 соответственно. С зубчатого колеса 8 вращение передается через корону 3 на ведомый вал 20 вариатора. Так как солнечное колесо 17 жестко заблокировано на стойку 19, то движение от короны 3 через сателлиты 16 передается на водило 11, вал 9 и на водило 10 другого дифференциального механизма. Rotation from the drive shaft 1 is transmitted through satellites 5 and 6 to the crowns 2 and 3 of the differential mechanisms via gears 7 and 8, respectively. From the gear wheel 8, the rotation is transmitted through the crown 3 to the driven shaft 20 of the variator. Since the sun wheel 17 is rigidly locked to the stand 19, the movement from the crown 3 through the satellites 16 is transmitted to the carrier 11, shaft 9 and the carrier 10 of another differential mechanism.

Вращение на вал 14 генератора 15 передается с двух сторон: с одной стороны от короны 2 через сателлит 12 на солнечное колесо 13, с другой стороны через водило 10 также на сателлит 12 и на солнечное колесо 13. Оба движения суммируются на валу 14 генератора 15. Rotation to the shaft 14 of the generator 15 is transmitted from two sides: on the one hand from the crown 2 through the satellite 12 to the sun wheel 13, on the other hand through the carrier 10 also to the satellite 12 and the sun wheel 13. Both movements are summed up on the shaft 14 of the generator 15.

Как показала экспериментальная проверка оптимальным передаточным отношением с короны 2 (К1) на корону 3 (К2) (см. фиг. 4) является передаточное отношение i

Figure 00000004
= i
Figure 00000005
=
Figure 00000006
которое обеспечивает передачу большей части мощности от приводного двигателя с ведущего вала 1 на ведомый вал 20 вариатора, а на вал 14 генератора 15 в зависимости от нагрузки на ведомом валу вариатора передается от 0 до 25% мощности приводного двигателя.As shown by experimental verification, the optimal gear ratio from crown 2 (K 1 ) to crown 3 (K 2 ) (see Fig. 4) is the gear ratio i
Figure 00000004
= i
Figure 00000005
=
Figure 00000006
which provides the transfer of most of the power from the drive motor from the drive shaft 1 to the driven shaft 20 of the variator, and from 0 to 25% of the power of the drive engine is transferred to the shaft 14 of the generator 15, depending on the load on the driven shaft of the variator.

Большие моменты на ведомом валу вариатора, уменьшающиеся по мере разгона транспортного средства, требуются тогда, когда действуют силы инерции при разгоне транспортного средства или при движении на подъем. При этом увеличение частоты вращения ведомого вала вариатора происходит автоматически по мере уменьшения нагрузки на ведомом валу вариатора. Large moments on the driven shaft of the variator, decreasing as the vehicle accelerates, are required when inertia forces act when the vehicle accelerates or when going uphill. In this case, an increase in the rotational speed of the driven shaft of the variator occurs automatically as the load on the driven shaft of the variator decreases.

После разгона транспортного средства генератор останавливается и вся мощность от ведущего вала вариатора полностью передается на ведомый вал. Энергию генератора можно заводить через электродвигатель относительно небольшой мощности и муфту свободного хода снова на ведущий вал вариатора. Так как работа генератора и электродвигателя при разгоне транспортного средства кратковременна, то электрические машины можно делать недоразмеренными, так как они не будут успевать перегреваться. After the vehicle accelerates, the generator stops and all the power from the drive shaft of the variator is completely transmitted to the driven shaft. The generator energy can be started through a relatively small electric motor and the freewheel again on the drive shaft of the variator. Since the operation of the generator and the electric motor during acceleration of the vehicle is short-lived, the electric machines can be made undersized, since they will not have time to overheat.

Используемые приборы при экспериментальных исследованиях:
амперметр постоянного тока М4200, класс точности 1,5, цена деления 0,2А, шкала на 5А для замера тока приводного двигателя;
амперметр постоянного тока М4200, класс точности 1,5, цена деления 25 МА для замера величины тока генератора;
вольтметр постоянного тока Ц4313, класс точности 1,5, шкала 30В для замера напряжения генератора;
вольтметр постоянного тока М42100 на 30В, класс точности 1,5 для замера питающего напряжения приводного двигателя;
измеритель оборотов ИО-30 N44014, цена деления 2 об/м.
Used instruments in experimental studies:
ammeter of a direct current M4200, accuracy class 1.5, division value 0.2A, scale by 5A for measuring the current of the drive motor;
ammeter of a direct current M4200, accuracy class 1,5, division price 25 MA for measuring the generator current value;
DC voltmeter Ts4313, accuracy class 1.5, 30V scale for measuring generator voltage;
M42100 DC voltmeter at 30V, accuracy class 1.5 for measuring the supply voltage of the drive motor;
RPM meter IO-30 N44014, graduation price 2 rpm.

В качестве приводного двигателя использовался электромеханизм МУФ-8 постоянного тока с выходной мощностью 10ВТ и напряжением питания 27В ± 10% в качестве генератора электромеханизм МН-250 постоянного тока с выходной мощностью 2,9 Вт и напряжением питания 27B ± 10%
В качестве нагрузочного устройства использовался барабан радиусом R 31 мм 0,031 м и различные грузы массой до 18 кг.
An MUF-8 direct current electromechanism with an output power of 10W and a supply voltage of 27V ± 10% was used as a drive motor; an MN-250 direct current electromechanism with an output power of 2.9 W and a supply voltage of 27B ± 10% was used
As a loading device, a drum with a radius of R 31 mm 0.031 m and various loads weighing up to 18 kg were used.

В эксперименте использовались дифференциальные механизмы с одинаковыми диаметрами начальных окружностей солнечных колес и сателлитов, следовательно передаточное отношение i

Figure 00000007
4. Соответственно и передаточное отношение (оптимальное) планетарной связи между коронами К1 и К2 дифференциальных механизмов выбрано следующим образом
i
Figure 00000008
=
Figure 00000009
Figure 00000010
≈ 4.In the experiment, differential mechanisms with the same diameters of the initial circles of the solar wheels and satellites were used, therefore, the gear ratio i
Figure 00000007
4. Accordingly, the gear ratio (optimal) of the planetary connection between the crowns K 1 and K 2 of the differential mechanisms is selected as follows
i
Figure 00000008
=
Figure 00000009
Figure 00000010
≈ 4.

Результаты измерений при различных значениях передаточного отношения i

Figure 00000011
сведены в табл. 1 3.Measurement results for various gear ratios i
Figure 00000011
are summarized in table. thirteen.

Графики функций nвх f1 (Мн), nвых f2 (Мн), iвар f3 (Мн), Nвых.мех f4 (Мн) и Рэл.г f5 (Мн) на фиг. 3 построены в относительных единицах на основании экспериментальных данных.The graphs of the functions n in f 1 (Mn), n output f 2 (Mn), i var f 3 (Mn), N output mech f 4 (Mn) and P el.g f 5 (Mn) in FIG. 3 are plotted in relative units based on experimental data.

Из анализа экспериментальных данных следует, что по мере уменьшения передаточного отношения i

Figure 00000012
относительно оптимального, характеристика вариатора nвых f (Мн) становится "мягче" (см. кривые на фиг. 4). Кривая 1 показывает изменение частоты вращения ведомого вала механизма без планетарной связи между коронами К1 и К2; кривая 2 мощность, передаваемую механизмом без связи между коронами К1 и К2 при прочих равных условиях, т.е. те же дифференциальные механизмы, приводной двигатель, генератор и нагрузочный барабан (см. табл. 1); кривая 4 изменение частоты вращения ведомого вала 20 вариатора при передаточном отношении i
Figure 00000013
2,33 и изменении момента нагрузки; кривая 3 возможную передаваемую механизмом мощность при i
Figure 00000014
2,33 (см. табл. 1); кривые 5 и 6 те же зависимости, но при i
Figure 00000015
= 3,11 (см. табл. 2).From the analysis of experimental data it follows that as the gear ratio i decreases
Figure 00000012
relatively optimal, the characteristic of the variator n output f (Mn) becomes "softer" (see the curves in Fig. 4). Curve 1 shows the change in the rotational speed of the driven shaft of the mechanism without planetary communication between the crowns K 1 and K 2 ; curve 2 power transmitted by the mechanism without communication between the crowns K 1 and K 2 ceteris paribus, i.e. the same differential mechanisms, a drive motor, a generator and a loading drum (see table. 1); curve 4 change in the speed of the driven shaft 20 of the variator with a gear ratio i
Figure 00000013
2.33 and change in load moment; curve 3 possible power transmitted by the mechanism at i
Figure 00000014
2.33 (see table. 1); curves 5 and 6 are the same dependences, but for i
Figure 00000015
= 3.11 (see table. 2).

В табл. 2 приведены данные и для i

Figure 00000016
3,858. На фиг. 4 эти зависимости не показаны, но они близки к данным для i
Figure 00000017
4.In the table. 2 shows the data for i
Figure 00000016
3,858. In FIG. 4 these dependencies are not shown, but they are close to the data for i
Figure 00000017
4.

При увеличении i

Figure 00000018
выше оптимального значения характеристика вариатора nвых f (Мн) становится жестче и может достигать значений, когда варьирования частоты вращения ведомого вала не происходит. Например, сравните на фиг. 4 кривую nвх f1 (Мн) и кривую 7, соответствующую i
Figure 00000019
= 8,32. Они эквидистантны, генератор в работе вариатора не участвует, варьирования передаточного отношения вариатора не происходит (см. табл. 3).With increasing i
Figure 00000018
above the optimum value, the variator characteristic n output f (Mn) becomes stiffer and can reach values when the output shaft speed does not vary. For example, compare in FIG. 4 curve n bx f 1 (Mn) and curve 7 corresponding to i
Figure 00000019
= 8.32. They are equidistant, the generator does not participate in the operation of the variator, and there is no variation in the gear ratio of the variator (see Table 3).

С точки зрения КПД один из дифференциальных механизмов можно отнести к варианту Аhb a (ориентировочный КПД равен 0,99), а другой к варианту Aba h (ориентировочный КПД 0,98).From the point of view of efficiency, one of the differential mechanisms can be attributed to option A hb a (approximate efficiency is 0.99), and the other to option A ba h (approximate efficiency 0.98).

В режиме прямой передачи, когда планетарная связь практически не работает, а короны К1 и К2 вращаются примерно синхронно (генератор при этом стоит). КПД вариатора определяется: КПДвар 0,99 . 0,980,97.In the direct transmission mode, when the planetary connection practically does not work, and the corona K 1 and K 2 rotate approximately synchronously (the generator is standing at the same time). The efficiency of the variator is determined by: the efficiency var 0.99 . 0.980.97.

В режиме разгона транспортного средства ориентировочный КПД вариатора будет определяться двумя потоками мощности: первый до 75% мощности приводного двигателя будет передаваться с КПД, определенном выше и равном 0,97. Второй поток мощности до 25% от мощности приводного двигателя будет передаваться по каналу генератор двигатель, КПД которых следует считать 0,9 для каждого. Тогда КПД вариатора при максимальном передаточном отношении будет определяться: 75% мощности будет иметь потерь 0,03; 25% мощности потерь 1-0,9 ˙ 0,90,19. In the vehicle acceleration mode, the estimated efficiency of the variator will be determined by two power flows: the first up to 75% of the power of the drive motor will be transmitted from the efficiency determined above and equal to 0.97. A second power stream of up to 25% of the power of the drive motor will be transmitted through the channel engine generator, the efficiency of which should be considered 0.9 for each. Then the variator efficiency at the maximum gear ratio will be determined: 75% of the power will have a loss of 0.03; 25% power loss 1-0.9 ˙ 0.90.19.

Общие потери определяются:
0,75 ˙ 0,03 + 0,25 ˙ 0,19
0,0225 + 0,0475 0,07. КПД вариатора при разгоне транспортного средства (когда задействован канал генератор двигатель) будет не хуже 1 0,07 0,93.
Total losses are determined by:
0.75 ˙ 0.03 + 0.25 ˙ 0.19
0.0225 + 0.0475 0.07. The efficiency of the variator during acceleration of the vehicle (when the generator channel is activated) will be no worse than 1 0.07 0.93.

Надежность предлагаемого вариатора будет выше, чем у гидромеханической передачи, так как его конструкция проста и содержит малое количество элементов, а именно зубчатых колес и подшипников, интенсивность отказов которых в единицу времени мала в отличие от гидромеханической передачи, также являющейся трансформатором момента, где имеются три лопаточных колеса, фрикционы, коробка передач, насосы и ряд механических элементов. Система гидропередачи требует высокой степени герметичности. The reliability of the proposed variator will be higher than that of a hydromechanical transmission, since its design is simple and contains a small number of elements, namely gears and bearings, the failure rate of which is low per unit time, in contrast to the hydromechanical transmission, which is also a moment transformer where there are three paddle wheels, clutches, gearbox, pumps and a number of mechanical elements. The hydraulic transmission system requires a high degree of tightness.

Экономия топлива достигается за счет того, что разгон транспортного средства производится при полной мощности двигателя и более полном его сгорании, следовательно быстрее примерно в 3 4 раза (см. фиг. 6), чем при разгоне с помощью ступенчатой коробки передач или с помощью гидропередачи, где средняя мощность двигателя в 2 3 раза меньше располагаемой мощности двигателя, а переключения коробки передач ведут к повышенному расходу топлива при разгоне и плохому его сгоранию, что в свою очередь ведет к выбросу в атмосферу большого количества вредных выхлопных газов. Fuel economy is achieved due to the fact that the vehicle is accelerated at full engine power and more complete combustion, therefore, approximately 3-4 times faster (see Fig. 6) than during acceleration using a speed gearbox or hydraulic transmission, where the average engine power is 2 3 times less than the available engine power, and the gear shift leads to increased fuel consumption during acceleration and poor combustion, which in turn leads to the emission of a large amount of harmful exhaust gases.

Кроме того, так как при предлагаемом вариаторе используется полная мощность двигателя, а при коробке передач или гидропередаче лишь часть располагаемой мощности двигателя (примерно 40%), то мощность двигателя может быть значительно снижена, что в свою очередь ведет к уменьшению расхода топлива и массы двигателя. In addition, since the proposed variator uses the full engine power, and with a gearbox or hydraulic transmission only part of the available engine power (about 40%), engine power can be significantly reduced, which in turn leads to a decrease in fuel consumption and engine mass .

Упрощение управления транспортным средством достигается за счет того, что при коробке передач для его разгона требуется девятнадцать различных действий водителя, в то время как для разгона транспортного средства с помощью предлагаемого вариатора требуется только отжать сцепление, включить передний ход, нажать педаль газа (сразу до упора) и отпустить сцепление (итого четыре движения). Дальнейший разгон транспортного средства будет производиться автоматически и плавно. Simplification of vehicle control is achieved due to the fact that the gearbox requires nineteen different actions of the driver to accelerate it, while to accelerate the vehicle using the proposed variator, it is only necessary to depress the clutch, engage forward gear, press the gas pedal (all the way to the stop) ) and release the clutch (total four movements). Further acceleration of the vehicle will be automatic and smooth.

Рычаг переключения должен иметь три положения: передний ход, задний ход и нейтраль. The shift lever must have three positions: forward, reverse and neutral.

Отсутствие частых переключений коробки передач ведет к улучшению динамики работы двигателя и трансмиссии, а это в свою очередь увеличивает их ресурс. The absence of frequent gearbox shifts leads to improved dynamics of the engine and transmission, and this in turn increases their resource.

Кроме того, предлагаемый вариатор повышает ресурс тормозной системы транспортного средства, так как появляется возможность плавного торможения двигателем при сбросе подачи в него топлива. In addition, the proposed variator increases the resource of the brake system of the vehicle, as it becomes possible to smooth engine braking when the fuel supply is reset.

Claims (1)

Саморегулируемый голономный бесступенчатый вариатор непрерывного действия, содержащий ведущий и ведомый валы, отличающийся тем, что он содержит два дифференциальных механизма, один из одноименных звеньев которых, включающих звено, связанное с ведомым валом вариатора, объединены между собой планетарной зубчатой связью с определенным передаточным отношением, с водилом которой связан приводной двигатель, другие одноименные звенья жестко связаны между собой, одно из третьих одноименных звеньев жестко соединено со стойкой, а другое такое звено соединено с валом генератора, мощность которого составляет лишь часть мощности приводного двигателя. Self-regulating holonomic continuously variable variator with drive and driven shafts, characterized in that it contains two differential mechanisms, one of the same links of which including a link connected to the driven shaft of the variator, are interconnected by a planetary gear link with a certain gear ratio, with the driver of which the drive motor is connected, other links of the same name are rigidly interconnected, one of the third links of the same name is rigidly connected to the rack, and the other is the link is connected to the shaft of the generator, the power of which is only part of the power of the drive motor.
RU92005986A 1992-11-10 1992-11-10 Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator RU2044196C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005986A RU2044196C1 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92005986A RU2044196C1 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92005986A RU92005986A (en) 1995-01-27
RU2044196C1 true RU2044196C1 (en) 1995-09-20

Family

ID=20131996

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92005986A RU2044196C1 (en) 1992-11-10 1992-11-10 Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2044196C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016751A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-27 Korotkov Eduard Konstantinovic Universal holonomic transmission infinitely changing the torque
WO2009058048A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Vladimir Vladimirovich Drujkov Electromechanical step-less hybrid numerically controlled variator

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Мальцев В.Ф. Механические импульсные передачи, М.: Машиностроение, 1978, с.39, рис.32. *
2. Пронин Б.А. и др. Бесступенчатые клиноременные и фрикционные передачи. М.: Машиностроение, 1980, с.290, рис.178. *
3. Мазалов Н.Д. и др. Гидромеханические коробки передач. М.: Машиностроение, 1971, с.153-157. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003016751A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-27 Korotkov Eduard Konstantinovic Universal holonomic transmission infinitely changing the torque
WO2009058048A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Vladimir Vladimirovich Drujkov Electromechanical step-less hybrid numerically controlled variator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100926062B1 (en) Electrically variable transmission having two planetary gear sets with one interconnecting member and clutched input
KR100926060B1 (en) Electrically variable transmission having three interconnected planetary gear sets two clutches and at least two brakes
CN101371061B (en) Electric transmission with three interconnected planetary gear sets
CN100591951C (en) Electric transmission with two planetary gear sets and a fixed interconnection
CN100575743C (en) Multi-mode electrically variable transmissions with interconnecting gear group
KR100926059B1 (en) Electrically variable transmission having three planetary gear sets and three fixed interconnections
KR100926061B1 (en) Electrically variable transmission having three interconnected planetary gear sets, two clutches and two brakes
CN101356070B (en) Multi-mode electrically variable transmissions having two planetary gear sets with one fixed interconnection
US7367911B2 (en) Electrically variable transmission having three planetary gear sets, clutched input, two fixed interconnections and a stationary member
US7273435B2 (en) Multi-mode electrically variable transmissions having two planetary gear sets with one fixed interconnection and clutched input
US7455609B2 (en) Electrically variable transmission having three planetary gear sets and clutched motor/generators
US7169074B2 (en) Electrically variable transmission having two planetary gear sets with one stationary member
US20080248909A1 (en) Electrically variable transmissions having two planetary gear sets and clutched input
CN100432486C (en) Electric variable transmission device with mechanical reverse gear mode
RU2192572C1 (en) Universal holonomic drive with stepless change of torque (versions)
CN101194115A (en) Electrically variable transmission having two planetary gear sets with two fixed interconnections
WO2006115613A2 (en) Electrically variable transmission having two planetary gearsets
KR20070110557A (en) Electrically variable transmission with two planetary gear sets, one fixed interconnect and one fixing member
US7261658B2 (en) Electrically variable transmission having two planetary gear sets with one stationary member and clutched input
RU2044196C1 (en) Self-adjusted holonomic stepless continuously operating variator
US5092434A (en) Control strategies for a dual range infinitely variable transmission
RU2053895C1 (en) Electromechanical transmission continuous-action self-controlled holonomic variable-speed drive
RU2239738C1 (en) Mechanical holonomic part of continuous-action transmission at variable change of ratios
EP0181418A1 (en) Planetary gear assembly
KR200234183Y1 (en) Continuous Transmission for Hybrid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20051111