WO2024258312A1 - Continuously variable transmission - Google Patents
Continuously variable transmission Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024258312A1 WO2024258312A1 PCT/RU2024/000185 RU2024000185W WO2024258312A1 WO 2024258312 A1 WO2024258312 A1 WO 2024258312A1 RU 2024000185 W RU2024000185 W RU 2024000185W WO 2024258312 A1 WO2024258312 A1 WO 2024258312A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- gear
- variator
- continuously variable
- variable transmission
- coupled
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
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
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
-
- 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
- F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
- F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
- F16H37/021—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuously variable friction gearing
- F16H37/022—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuously variable friction gearing the toothed gearing having orbital motion
-
- 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
- F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
- F16H9/26—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members with members having orbital motion
Definitions
- the invention relates to mechanical engineering, namely to drive devices with stepless change of speed and direction of rotation of the output shaft, and can be used in ground transport equipment.
- a continuously variable transmission is known, disclosed in the Russian Federation patent for invention No. 2656941 (published on 07.06.2018, IPC F16H 15/50).
- the continuously variable transmission comprises a friction variator and a simple three-link planetary mechanism consisting of a sun gear, an epicyclic wheel and a planet carrier with satellites.
- the input and output shafts are installed in parallel, a toothed ring with a clutch for engaging the leading cylindrical gear, which is freely installed on the input shaft and meshed with the driven cylindrical wheel fixed to the epicyclic wheel housing.
- a clutch for locking the planetary mechanism or stopping the epicyclic wheel is installed on the toothed ring of the tubular shaft of the housing.
- the small friction wheel is mounted on the key of the input shaft, pressed against the large friction wheel of the driven shaft, which is connected to the sun gear by a bevel gear and a shaft.
- the carrier is fixed on the output shaft.
- the toothed crown of this shaft is located next to the toothed crowns of the tubular shaft of the epicyclic wheel housing and the continuously variable transmission housing.
- a drive device is known, disclosed in the Russian Federation patent for invention No. 2748081 (published on 19.05.2021, IPC F16H 37/08).
- the known drive device comprises a differential at the input, a planetary gear at the output, the carrier of which is made integral with the output shaft of the device, and a V-belt variator connected to the differential and the planetary gear via gears.
- the revolutions of the differential axle shafts are changed by changing the gear ratio of the variator and are separately fed to the sun and ring gears of the planetary gear.
- One of the flows is fed in the opposite direction of rotation.
- the revolutions of the sun and ring gears are differentially dependent.
- the continuously variable transmission Jatco JF015E is known - a prototype.
- the well-known continuously variable transmission Jatco JF015E is characterized by a sequential arrangement of a torque converter, a package (gear block) of front and reverse gears, a variator and a two-stage reducer with a built-in interwheel differential.
- the disadvantage of this variator box is the presence of a torque converter, a package (gear block) of front and reverse gears in the design, as well as a limited operational mileage of 200 ... 220 thousand kilometers. This is due to belt stretching, wear of the belt and working surfaces of the variator pulleys.
- the Jatco JF015E variator box model is installed on passenger cars of Nissan, Mitsubishi, Chevrolet, Daewoo and other factories.
- the technical problem underlying the present invention is to expand the range of V-belt continuously variable transmissions.
- the technical result achieved by implementing the present invention consists in increasing the operating mileage of a V-belt continuously variable transmission.
- the technical result is achieved by the present invention, which proposes a continuously variable transmission.
- the proposed continuously variable transmission includes a primary shaft, a variator, which consists of a driving pulley and a driven pulley connected by a belt, a three-link planetary mechanism, which consists of a carrier with satellites, an epicycle and a sun gear, and an output shaft.
- the proposed continuously variable transmission additionally includes a friction-tooth clutch, which is designed with the ability to connect and disconnect the primary shaft and the first gear connected to the first and second gear wheels, a toothed clutch, which is designed with the ability to connect and disconnect the driving pulley of the said variator and the second gear wheel, wherein the first gear wheel is connected to the carrier of the said planetary mechanism, wherein the epicycle of the said planetary mechanism is connected to the driven pulley of the said variator, and the satellites of the said planetary mechanism are connected to the sun gear, which is connected to the sequentially connected output shaft, the second gear wheel and the third gear wheel.
- a friction-tooth clutch which is designed with the ability to connect and disconnect the primary shaft and the first gear connected to the first and second gear wheels
- a toothed clutch which is designed with the ability to connect and disconnect the driving pulley of the said variator and the second gear wheel
- the first gear wheel is connected to the carrier of the said planetary mechanism
- the epicycle of the said planetary mechanism is connected to the
- FIG. 1 shows the kinematic diagram of a continuously variable transmission
- FIG. 2 shows the first diagram of the variator
- FIG. 3 shows the second diagram of the variator
- FIG. 4 shows the third variator diagram.
- FIG. 1 shows the kinematic diagram of a continuously variable transmission.
- the primary shaft 1 of the continuously variable transmission gearbox is connected with the friction-toothed clutch 2 and the first gear 3 located on the same axis.
- the friction-toothed clutch is designed with the possibility of connecting and disconnecting the primary shaft 1 and the first gear 3.
- the first gear 3 is engaged with the first gear wheel 4 and the second gear wheel 5.
- the variator consists of a driving pulley 6 and a driven pulley 7, which are connected to each other by a belt 8.
- the first gear wheel 4 is connected to the carrier 9 of the three-link planetary mechanism located on the same axis. Satellites 11 are mounted on the axes 10 of the carrier 9. Satellites 11 are engaged with the sun gear 12, which is connected to the sequentially connected output shaft 13, the second gear 14 and the third gear wheel 15.
- the second gear wheel 5 is connected to the clutch 16, which is designed to connect and disconnect the second gear wheel 5 and the leading pulley 6 of the variator.
- the driven pulley 7 of the variator is connected to the epicycle 17.
- the epicycle 17 is engaged with the satellites 11.
- the primary shaft 1 is connected to the crankshaft 18 of the internal combustion engine 19.
- the third gear wheel 15 is connected to the drive wheels 20 via the interwheel differential 22.
- the continuously variable transmission is assembled in housing 21.
- the rotation speed of gear wheel 15, equal to the rotation speed of drive wheels 20, is determined by the formula: where ⁇ ] is the rotation frequency of the primary shaft 1, equal to the rotation frequency of the crankshaft 18, rpm;
- the gear ratio of the planetary mechanism is determined by the following formula: where Zi2 is the number of teeth of the sun gear 12; zn ⁇ the number of teeth of the epicycle 17; is - gear ratio of the gear pair of the first pinion 3 and the first gear wheel 4.
- the gear ratio of gear pairs 3 and 4 is determined by the following formula: where Z3 is the number of teeth of gear 3;
- variable gear ratio of the variator is determined by the following formula: where ⁇ is the rotation speed of the leading pulley of the variator 6, rpm;
- the box has the following operating modes: “Parking”, “Dynamic parking”, “Reverse”, “Neutral position”, “Forward movement”.
- the gearbox operates as follows.
- the rotation of the primary shaft 1 through the engaged friction-tooth clutch 2 and gear 3 simultaneously cause oppositely directed rotation of gear wheels 5 and 4.
- the rotation of the second gear wheel 5 is perceived by the engaged clutch 16 and the leading pulley 6 of the variator, which through the belt 8 transmits rotation to the driven pulley of the variator 7.
- the driven pulley 7 transmits rotation to the epicycle 17.
- the rotation of the first gear wheel 4 is perceived by the planet carrier 9, which transmits diametrical rotation to the axes of the satellites 10 and the satellites 12.
- the variator belt (Fig. 2) is in a certain middle position of its adjustment range, which is calculated based on the chain of gear ratios of the entire gearbox design.
- the rotation speed of the output link of the gear wheel 15 has a zero value, which means that a torque converter is not required in this design of the gearbox.
- the variator In the “Reverse” mode, the variator operates to accelerate (Fig. 3), the higher the rotation speed of the driven pulley 7, the more negative, relatively primary shaft 1, the speed of rotation of the output link of the gear wheel is 15.
- a package (gear block) of front and reverse gears is not required.
- the variator In the "Forward Movement” mode, the variator operates in deceleration (Fig. 4), the lower the rotation speed of the driven pulley 7, the higher, relative to the primary shaft 1, the rotation speed of the output link of the gear wheel 15.
- a package (gear block) of the front and reverse gears is not required.
- the friction-tooth clutch 2 is designed to disconnect the rotating primary shaft 1 from the gear 3 when the gearbox is operating in the "Parking" mode and to smoothly connect the rotating primary shaft 1 with the gear 3 when the gearbox is operating in the "Dynamic Parking” mode.
- the clutch 16 is designed to protect the variator from overload when the gearbox is operating in the "Dynamic Parking" mode in the event that the following condition is not met:
- M]5 MiU K
- Mi is the torque on the primary shaft 1, equal to the torque of the internal combustion engine
- Uk is the gear ratio of the box.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
Бесступенчатая коробка передач Continuously variable transmission
Область техники Field of technology
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам привода с бесступенчатым изменением оборотов и направления вращения выходного вала, и может быть использовано в наземной транспортной технике. The invention relates to mechanical engineering, namely to drive devices with stepless change of speed and direction of rotation of the output shaft, and can be used in ground transport equipment.
Уровень техники State of the art
Известна бесступенчатая передача, раскрытая в патенте РФ на изобретение №2656941 (опубликовано 07.06.2018, МПК F16H 15/50). Бесступенчатая передача содержит фрикционный вариатор и простой трехзвенный планетарный механизм, состоящий из солнечной шестерни, эпициклического колеса и водила с сателлитами. Входной и выходной валы установлены параллельно, на входной валу закреплен зубчатый венец с муфтой включения ведущей цилиндрической шестерни, которая свободно установлена на входном валу и зацеплена с ведомым цилиндрическим колесом, закрепленным на корпусе эпициклического колеса. На зубчатом венце трубчатого вала корпуса установлена муфта блокировки планетарного механизма или остановки эпициклического колеса. Малое фрикционное колесо установлено на шпонке входного вала, прижато к большому фрикционному колесу ведомого вала, которое конической передачей и валом соединено с солнечной шестерней. Водило закреплено на выходном валу. Зубчатый венец этого вала расположен рядом с зубчатыми венцами трубчатого вала корпуса эпициклического колеса и корпуса бесступенчатой передачи. A continuously variable transmission is known, disclosed in the Russian Federation patent for invention No. 2656941 (published on 07.06.2018, IPC F16H 15/50). The continuously variable transmission comprises a friction variator and a simple three-link planetary mechanism consisting of a sun gear, an epicyclic wheel and a planet carrier with satellites. The input and output shafts are installed in parallel, a toothed ring with a clutch for engaging the leading cylindrical gear, which is freely installed on the input shaft and meshed with the driven cylindrical wheel fixed to the epicyclic wheel housing. A clutch for locking the planetary mechanism or stopping the epicyclic wheel is installed on the toothed ring of the tubular shaft of the housing. The small friction wheel is mounted on the key of the input shaft, pressed against the large friction wheel of the driven shaft, which is connected to the sun gear by a bevel gear and a shaft. The carrier is fixed on the output shaft. The toothed crown of this shaft is located next to the toothed crowns of the tubular shaft of the epicyclic wheel housing and the continuously variable transmission housing.
Известно устройство привода, раскрытое в патенте РФ на изобретение № 2748081 (опубликовано 19.05.2021, МПК F16H 37/08). Известное устройство привода содержит на входе дифференциал, на выходе планетарную передачу, водило которой выполнено заодно с выходным валом устройства, и клиноременный вариатор, связанный с дифференциалом и планетарной передачей через зубчатые передачи. Обороты полуосей дифференциала изменяются посредством изменения передаточного числа вариатора и раздельно подаются на солнечную и коронную шестерни планетарной передачи. Один из потоков подается в противоположном направлении вращения. Обороты солнечной и коронной шестерен дифференциально зависимы. Оси сателлитов увлекаются суммарной скоростью вращения солнечной и коронной шестерен в сторону вращения входного вала или в противоположную с переходом через «ноль». Известна бесступенчатая вариаторная коробка передач Jatco JF015E - прототип. Известная бесступенчатая коробка передач Jatco JF015E характеризуется последовательным расположением гидротрансформатора, пакета (блока шестерней) передней и задней передач, вариатора и двухступенчатого редуктора со встроенным межколесным дифференциалом. Недостатком данной вариаторной коробки является наличие в конструкции гидротрансформатора, пакета (блока шестерней) передней и задней передач, а также ограниченный эксплуатационный пробег 200...220 тыс. километров. Это связано с растяжением ремня, износом ремня и рабочих поверхностей шкивов вариатора. Модель вариаторной коробки Jatco JF015E устанавливается на легковые автомобили заводов Nissan, Mitsubishi, Chevrolet, Daewoo и др. A drive device is known, disclosed in the Russian Federation patent for invention No. 2748081 (published on 19.05.2021, IPC F16H 37/08). The known drive device comprises a differential at the input, a planetary gear at the output, the carrier of which is made integral with the output shaft of the device, and a V-belt variator connected to the differential and the planetary gear via gears. The revolutions of the differential axle shafts are changed by changing the gear ratio of the variator and are separately fed to the sun and ring gears of the planetary gear. One of the flows is fed in the opposite direction of rotation. The revolutions of the sun and ring gears are differentially dependent. The axes of the satellites are carried away by the total rotation speed of the sun and ring gears in the direction of rotation of the input shaft or in the opposite direction with a transition through "zero". The continuously variable transmission Jatco JF015E is known - a prototype. The well-known continuously variable transmission Jatco JF015E is characterized by a sequential arrangement of a torque converter, a package (gear block) of front and reverse gears, a variator and a two-stage reducer with a built-in interwheel differential. The disadvantage of this variator box is the presence of a torque converter, a package (gear block) of front and reverse gears in the design, as well as a limited operational mileage of 200 ... 220 thousand kilometers. This is due to belt stretching, wear of the belt and working surfaces of the variator pulleys. The Jatco JF015E variator box model is installed on passenger cars of Nissan, Mitsubishi, Chevrolet, Daewoo and other factories.
Раскрытие сущности изобретения Disclosure of the essence of the invention
Техническая задача, положенная в основу настоящего изобретения, заключается в расширении ассортимента клиноременных бесступенчатых коробок передач. The technical problem underlying the present invention is to expand the range of V-belt continuously variable transmissions.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в увеличении эксплуатационного пробега клиноременной бесступенчатой коробки передач. The technical result achieved by implementing the present invention consists in increasing the operating mileage of a V-belt continuously variable transmission.
Дополнительные технические результаты - упрощение конструкции бесступенчатой коробки передач и повышение ее надежности. Additional technical results include simplification of the continuously variable transmission design and increased reliability.
Технический результат достигается настоящим изобретением, в качестве которого предложена бесступенчатая коробка передач. Предложенная бесступенчатая коробка передач включает в себя первичный вал, вариатор, который состоит из связанных ремнем ведущего шкива и ведомого шкива, трехзвенный планетарный механизм, который состоит из водила с сателлитами, эпицикла и солнечной шестерни, и выходной вал. В отличие от прототипа предложенная бесступенчатая коробка передач дополнительно включает в себя фрикционно-зубчатую муфту, которая выполнена с возможностью соединять и разъединять первичный вал и первую шестерню, связанную с первым и вторым зубчатым колесом, зубчатую муфту, которая выполнена с возможностью соединять и разъединять ведущий шкив упомянутого вариатора и второе зубчатое колесо, причем первое зубчатое колесо связано с водилом упомянутого планетарного механизма, при этом эпицикл упомянутого планетарного механизма связан с ведомым шкивом упомянутого вариатора, а сателлиты упомянутого планетарного механизма связаны с солнечной шестерней, которая связана с последовательно связанными выходным валом, второй шестерней и третьим зубчатым колесом. Краткое описание чертежей The technical result is achieved by the present invention, which proposes a continuously variable transmission. The proposed continuously variable transmission includes a primary shaft, a variator, which consists of a driving pulley and a driven pulley connected by a belt, a three-link planetary mechanism, which consists of a carrier with satellites, an epicycle and a sun gear, and an output shaft. Unlike the prototype, the proposed continuously variable transmission additionally includes a friction-tooth clutch, which is designed with the ability to connect and disconnect the primary shaft and the first gear connected to the first and second gear wheels, a toothed clutch, which is designed with the ability to connect and disconnect the driving pulley of the said variator and the second gear wheel, wherein the first gear wheel is connected to the carrier of the said planetary mechanism, wherein the epicycle of the said planetary mechanism is connected to the driven pulley of the said variator, and the satellites of the said planetary mechanism are connected to the sun gear, which is connected to the sequentially connected output shaft, the second gear wheel and the third gear wheel. Brief description of the drawings
Настоящее изобретение проиллюстрировано следующими чертежами: The present invention is illustrated by the following drawings:
- на ФИГ.1 представлена кинематическая схема бесступенчатой коробки передач; - FIG. 1 shows the kinematic diagram of a continuously variable transmission;
- на ФИГ.2 представлена первая схема вариатора; - FIG. 2 shows the first diagram of the variator;
- на ФИГ.З представлена вторая схема вариатора; - FIG. 3 shows the second diagram of the variator;
- на ФИГ.4 представлена третья схема вариатора. - FIG. 4 shows the third variator diagram.
На чертежах использованы следующие обозначения: The following symbols are used in the drawings:
1 - первичный вал; 1 - primary shaft;
2 - фрикционно-зубчатая муфта; 2 - friction-tooth clutch;
3 - первая шестерня; 3 - first gear;
4 - первое зубчатое колесо; 4 - first gear wheel;
5 - второе зубчатое колесо; 5 - second gear wheel;
6 - ведущий шкив; 6 - leading pulley;
7 - ведомый шкив; 7 - driven pulley;
8 - ремень; 8 - belt;
9 - водило; 9 - driver;
10 - оси; 10 - axles;
11 - сателлиты; 11 - satellites;
12 - солнечная шестерня; 12 - sun gear;
13 - вал; 13 - shaft;
14 - вторая шестерня; 14 - second gear;
15 - третье зубчатое колесо: 15 - third gear:
16 - муфта; 16 - coupling;
17 - эпицикл; 17 - epicycle;
18 - коленвал; 18 - crankshaft;
19 - двигатель внутреннего сгорания; 19 - internal combustion engine;
20 - приводные колеса; 20 - drive wheels;
21 - корпус 21 - case
22 - межколесный дифференциал. 22 - interwheel differential.
Описание вариантов осуществления изобретения Description of embodiments of the invention
На ФИГ.1 представлена кинематическая схема бесступенчатой коробки передач. В соответствии с представленной кинематической схемой первичный вал 1 бесступенчатой коробки передач входит в соединение с находящимися на одной оси фрикционно-зубчатой муфтой 2 и первой шестерней 3. Фрикционно-зубчатая муфта выполнена с возможностью соединять и разъединять первичный вал 1 и первую шестерню 3. Первая шестерня 3 входит в зацепление с первым зубчатым колесом 4 и вторым зубчатым колесом 5. FIG. 1 shows the kinematic diagram of a continuously variable transmission. In accordance with the presented kinematic diagram, the primary shaft 1 of the continuously variable transmission gearbox is connected with the friction-toothed clutch 2 and the first gear 3 located on the same axis. The friction-toothed clutch is designed with the possibility of connecting and disconnecting the primary shaft 1 and the first gear 3. The first gear 3 is engaged with the first gear wheel 4 and the second gear wheel 5.
Вариатор состоит из ведущего шкива 6 и ведомого шкива 7, которые связаны между собой ремнем 8. The variator consists of a driving pulley 6 and a driven pulley 7, which are connected to each other by a belt 8.
Первое зубчатое колесо 4 входит в соединение с находящимся на одной оси водилом 9 трехзвенного планетарного механизма. На осях 10 водила 9 установлены сателлиты 11. Сателлиты 11 входят в зацепление с солнечной шестерней 12, которая связана с последовательно связанными выходным валом 13, второй шестерней 14 и третьим зубчатым колесом 15. The first gear wheel 4 is connected to the carrier 9 of the three-link planetary mechanism located on the same axis. Satellites 11 are mounted on the axes 10 of the carrier 9. Satellites 11 are engaged with the sun gear 12, which is connected to the sequentially connected output shaft 13, the second gear 14 and the third gear wheel 15.
Второе зубчатое колесо 5 входит в соединение с муфтой 16, которая выполнена с возможностью соединять и разъединять второе зубчатое колесо 5 и ведущий шкив 6 вариатора. Ведомый шкив 7 вариатора входит в соединение с эпициклом 17. Эпицикл 17 входит в зацепление с сателлитами 11. The second gear wheel 5 is connected to the clutch 16, which is designed to connect and disconnect the second gear wheel 5 and the leading pulley 6 of the variator. The driven pulley 7 of the variator is connected to the epicycle 17. The epicycle 17 is engaged with the satellites 11.
Первичный вал 1 связан с коленвалом 18 двигателя внутреннего сгорания 19. Третье зубчатое колесо 15 через межколесный дифференциал 22 связано с приводными колесами 20. The primary shaft 1 is connected to the crankshaft 18 of the internal combustion engine 19. The third gear wheel 15 is connected to the drive wheels 20 via the interwheel differential 22.
Бесступенчатая коробка передач собрана в корпусе 21. The continuously variable transmission is assembled in housing 21.
Скорость вращения зубчатого колеса 15, равная скорости вращения приводных колес 20 определяется по формуле: где П] - частота вращения первичного вала 1, равная частоте вращения коленвала 18, об/мин; The rotation speed of gear wheel 15, equal to the rotation speed of drive wheels 20, is determined by the formula: where П] is the rotation frequency of the primary shaft 1, equal to the rotation frequency of the crankshaft 18, rpm;
•У д - передаточное число планетарной ступени с остановленной солнечной шестерней 12. •У d - gear ratio of the planetary stage with stopped sun gear 12.
Передаточное число планетарного механизма определяется по следующей формуле: где Zi2 - число зубьев солнечной шестерни 12; zn ~ число зубьев эпицикла 17; is - передаточное число зубчатой пары первой шестерни 3 и первого зубчатого колеса 4. The gear ratio of the planetary mechanism is determined by the following formula: where Zi2 is the number of teeth of the sun gear 12; zn ~ the number of teeth of the epicycle 17; is - gear ratio of the gear pair of the first pinion 3 and the first gear wheel 4.
Передаточное число зубчатой пары 3 и 4 определяется по следующей формуле: где Z3 - число зубьев шестерни 3; The gear ratio of gear pairs 3 and 4 is determined by the following formula: where Z3 is the number of teeth of gear 3;
Z4 - число зубьев первого зубчатого колеса 4; ii- переменное передаточное число вариатора. Z4 - number of teeth of the first gear wheel 4; ii - variable gear ratio of the variator.
Переменное передаточное число вариатора определяется по следующей формуле: где Пб - скорость вращения ведущего шкива вариатора 6, об/мин; The variable gear ratio of the variator is determined by the following formula: where Пб is the rotation speed of the leading pulley of the variator 6, rpm;
П7 - скорость вращения ведомого шкива вариатора 7, об/мин; P7 - rotation speed of the driven pulley of the variator 7, rpm;
1г - передаточное число зубчатой пары 3 и 5. Определяется по следующей формуле: 1g - gear ratio of gear pair 3 and 5. Determined by the following formula:
Z5 Z 5
12 ~ _ > ' Z3 z5 - число зубьев зубчатого колеса 5. i4 - передаточное число одноступенчатого редуктора. Определяется по формуле: 1 2 ~ _ >' Z3 z 5 - number of teeth of gear wheel 5. i4 - gear ratio of single-stage reducer. Determined by the formula:
Z14 - число зубьев шестерни 14; Z14 - number of gear teeth 14;
Z15 — число зубьев зубчатого колеса 15; 9217- передаточное число планетарного механизма с остановленным водилом 9.Z15 — number of teeth of gear wheel 15; 9 217 — gear ratio of planetary mechanism with stopped carrier 9.
Коробка имеет следующие режимы работы - «Парковка», «Динамическая парковка», «Движение задним ходом», «Нейтральное положение», «Движение вперед». The box has the following operating modes: "Parking", "Dynamic parking", "Reverse", "Neutral position", "Forward movement".
В режиме «Парковка» первичный вал 1 с помощью фрикционно-зубчатой муфты 2 разъединен с первой шестерней 3. In the “Parking” mode, the primary shaft 1 is disconnected from the first gear 3 by means of the friction-tooth clutch 2.
В режиме «Нейтральное положение» ведущий шкив 6 вариатора с помощью муфты 16 разъединен со вторым зубчатым колесом 5. In the “Neutral position” mode, the leading pulley 6 of the variator is disconnected from the second gear wheel 5 by means of the clutch 16.
В режимах «Динамическая парковка», «Движение задним ходом», «Движение вперед» коробка работает следующим образом. Вращение первичного вала 1 через включенную фрикционно-зубчатую муфту 2 и шестерню 3 одновременно вызывает противоположно направленное вращение зубчатых колес 5 и 4. Вращение второго зубчатого колеса 5 воспринимается включенной муфтой 16 и ведущим шкивом 6 вариатора, который через ремень 8 передает вращение ведомому шкиву вариатора 7. Ведомый шкив 7 передает вращение эпициклу 17. Вращение первого зубчатого колеса 4 воспринимается водилом 9, которое передает диаметральное вращение осям сателлитов 10 и сателлитам 12. In the modes "Dynamic Parking", "Reverse", "Forward Movement" the gearbox operates as follows. The rotation of the primary shaft 1 through the engaged friction-tooth clutch 2 and gear 3 simultaneously cause oppositely directed rotation of gear wheels 5 and 4. The rotation of the second gear wheel 5 is perceived by the engaged clutch 16 and the leading pulley 6 of the variator, which through the belt 8 transmits rotation to the driven pulley of the variator 7. The driven pulley 7 transmits rotation to the epicycle 17. The rotation of the first gear wheel 4 is perceived by the planet carrier 9, which transmits diametrical rotation to the axes of the satellites 10 and the satellites 12.
В режиме «Динамическая парковка» одновременно входящие в зацепление с эпициклом 17 и солнечной шестерней 12 вращающиеся сателлиты 11 не вызывают вращение солнечной шестерни 12, т.е. скорость вращения третьего зубчатого колеса 15 равна нулю ni5=0. Это объясняется тем, что выдерживается соотношение скоростей вращений эпицикла 17 и водила 9, при котором соблюдается следующее равенство работы вариатора: In the "Dynamic Parking" mode, the rotating satellites 11, which simultaneously engage with the epicycle 17 and the sun gear 12, do not cause the sun gear 12 to rotate, i.e. the rotation speed of the third gear wheel 15 is zero ni5=0. This is explained by the fact that the ratio of the rotation speeds of the epicycle 17 and the planet carrier 9 is maintained, at which the following equality of the variator operation is observed:
■ — *3 ■ — *3
11 1 i2 I UT 1172 э 11 1 i2 I UT 1 1 7 2 e
При этом ремень вариатора (фиг. 2) находится в определенном срединном положении своего диапазона регулирования, которое рассчитывается исходя из цепи передаточных чисел всей схемы коробки. Таким образом, в режиме «Динамическая парковка» скорость вращения выходного звена зубчатого колеса 15 имеет нулевое значение, а это значит, что гидротрансформатор в этой конструкции коробки не требуется. In this case, the variator belt (Fig. 2) is in a certain middle position of its adjustment range, which is calculated based on the chain of gear ratios of the entire gearbox design. Thus, in the "Dynamic Parking" mode, the rotation speed of the output link of the gear wheel 15 has a zero value, which means that a torque converter is not required in this design of the gearbox.
В режиме «Движение задним ходом» одновременно входящие в зацепление с эпициклом 17 и солнечной шестерней 12 вращающиеся сателлиты 11 вызывают противоположно направленное вращение солнечной шестерни 12, вала 13 и шестерни 14. Шестерня 14 вызывает противоположно направленное вращение зубчатому колесу 15, которое не совпадает с направлением вращения первичного вала 1. Это объясняется тем, что выдерживается соотношение скоростей вращений эпицикла 17 и водила 9, при котором соблюдается следующее условие работы вариатора: In the "Reverse" mode, the simultaneously engaging satellites 11 with the epicycle 17 and the sun gear 12 cause the oppositely directed rotation of the sun gear 12, shaft 13 and gear 14. Gear 14 causes the oppositely directed rotation of gear wheel 15, which does not coincide with the direction of rotation of the primary shaft 1. This is explained by the fact that the ratio of the rotation speeds of the epicycle 17 and the planet carrier 9 is maintained, at which the following condition of the variator operation is met:
Знак равенства означает, что режим «Движение задним ходом» имеет диапазон скоростей вращения зубчатого колеса 15 в которое входит нулевое значение ni5=0. The equal sign means that the "Reverse" mode has a gear speed range of 15, which includes the zero value ni 5 = 0.
В режиме «Движение задним ходом» вариатор работает на убыстрение (фиг. 3), чем выше скорость вращения ведомого шкива 7, тем больше отрицательная, относительно первичного вала 1, скорость вращения выходного звена зубчатого колеса 15. Таким образом, для работы коробки в режиме «Движение задним ходом» пакета (блока шестерней) передней и задней передач не требуется. In the “Reverse” mode, the variator operates to accelerate (Fig. 3), the higher the rotation speed of the driven pulley 7, the more negative, relatively primary shaft 1, the speed of rotation of the output link of the gear wheel is 15. Thus, for the operation of the gearbox in the "Reverse" mode, a package (gear block) of front and reverse gears is not required.
В режиме «Движение вперед» одновременно входящие в зацепление с эпициклом 17 и солнечной шестерней 12 вращающиеся сателлиты И вызывают совпадающее вращение солнечной шестерни 12, вала 13 и шестерни 14. Шестерня 14 вызывает противоположно направленное вращение зубчатому колесу 15, которое совпадает с направлением вращения первичного вала 1. Это объясняется тем, что выдерживается соотношение скоростей вращений эпицикла 17 и водила 9, при котором соблюдается следующее условие работы вариатора: In the "Forward movement" mode, the simultaneously engaging epicycle 17 and sun gear 12 rotating satellites I cause the coincident rotation of sun gear 12, shaft 13 and gear 14. Gear 14 causes the oppositely directed rotation of gear wheel 15, which coincides with the direction of rotation of primary shaft 1. This is explained by the fact that the ratio of rotation speeds of epicycle 17 and planet carrier 9 is maintained, at which the following condition of variator operation is observed:
Знак равенства означает, что режим «Движение вперед» имеет диапазон скоростей вращения зубчатого колеса 15 в которое входит нулевое значение ni5=0. The equal sign means that the Forward mode has a gear speed range of 15, which includes the zero value ni 5 = 0.
В режиме «Движение вперед» вариатор работает на замедление (фиг. 4), чем ниже скорость вращения ведомого шкива 7, тем выше, относительно первичного вала 1 , скорость вращения выходного звена зубчатого колеса 15. Таким образом, для работы коробки в режиме «Движение вперед» пакета (блока шестерней) передней и задней передач не требуется. In the "Forward Movement" mode, the variator operates in deceleration (Fig. 4), the lower the rotation speed of the driven pulley 7, the higher, relative to the primary shaft 1, the rotation speed of the output link of the gear wheel 15. Thus, for the operation of the gearbox in the "Forward Movement" mode, a package (gear block) of the front and reverse gears is not required.
Фрикционно-зубчатая муфта 2 предназначена для разъединения вращающегося первичного вала 1 с шестерней 3 при работе коробки в режиме «Парковка» и для плавного соединения вращающегося первичного вала 1 с шестерней 3 при работе коробки в режиме «Динамическая парковка». Муфта 16 предназначена для защиты вариатора от перегрузки при работе коробки в режиме «Динамическая парковка» в случае, когда не выполняется условие: The friction-tooth clutch 2 is designed to disconnect the rotating primary shaft 1 from the gear 3 when the gearbox is operating in the "Parking" mode and to smoothly connect the rotating primary shaft 1 with the gear 3 when the gearbox is operating in the "Dynamic Parking" mode. The clutch 16 is designed to protect the variator from overload when the gearbox is operating in the "Dynamic Parking" mode in the event that the following condition is not met:
11 72 9 11 7 2 9
Пример расчета скорости вращения зубчатого колеса 15 при работе коробки в режимах «Динамическая парковка», «Движение задним ходом», «Движение вперед». An example of calculating the rotation speed of gear wheel 15 when the gearbox is operating in the “Dynamic Parking”, “Reverse”, and “Forward” modes.
Для расчёта скорости вращения зубчатого колеса Щ5 принимаются следующие значения: i =l ,1 i3-l ,3 14=4,5 uT217=o,3, диапазон регулирования вариатора Д=2,81. To calculate the rotation speed of gear wheel Щ5, the following values are taken: i =l ,1 i 3 -l ,3 14=4.5 uT 217 =o.3, variator control range D=2.81.
При работе коробки в режиме «Динамическая парковка» скорость вращения первичного вала 1 принимается П]=700...3500 об/мин и более. When the gearbox is operating in the “Dynamic Parking” mode, the rotation speed of the primary shaft 1 is taken as П]=700...3500 rpm and more.
Соблюдая условие: Subject to the condition:
• •
11 1172 9 получаем ii=0,9091, ni5=0 об/мин. 11 1 1 7 2 9 we get ii=0.9091, ni5=0 rpm.
При работе коробки в режиме «Движение задним ходом» скорость вращения первичного вала 1 принимается =700... 1500 об/мин. When the gearbox is operating in the “Reverse” mode, the rotation speed of the primary shaft 1 is taken to be = 700... 1500 rpm.
Соблюдая условие: и ограничение диапазона регулирования вариатора получаем i]=0, 9091...0,7, пп=0...- 476 об/мин. Subject to the condition: and limiting the range of variator control we get i]=0, 9091...0.7, pp=0...- 476 rpm.
При работе коробки в режиме «Движение вперед» скорость вращения первичного вала 1 принимается ni=700...3500 об/мин. When the gearbox is operating in the “Forward Movement” mode, the rotation speed of the primary shaft 1 is taken as ni=700...3500 rpm.
Соблюдая условие и ограничение диапазона регулирования вариатора получаем ii=0,9091..2,77, П15=0... 1656,6 об/мин. Observing the condition and limiting the variator control range we get ii=0.9091..2.77, П15=0... 1656.6 rpm.
При определении скорости автомобиля по формуле V=0,19Dnis (км/час), где диаметр колеса D=0,7M (шина 225/55R18) получаем следующие значения: When determining the vehicle speed using the formula V=0.19Dnis (km/h), where the wheel diameter D=0.7M (tire 225/55R18), we obtain the following values:
Крутящий момент Mi 5 на выходном звене зубчатого колеса 15 в режимах «Движение задним ходом», «Движение вперед» определяется по формуле: The torque of Mi 5 on the output link of gear wheel 15 in the modes “Reverse movement”, “Forward movement” is determined by the formula:
M]5=MiUK где: Mi - крутящий момент на первичном валу 1, равный крутящему моменту ДВС; Uk - передаточное число коробки. j т т > М и 12 17 к U и 1172 9 _ 11 з 2 M]5=MiU K where: Mi is the torque on the primary shaft 1, equal to the torque of the internal combustion engine; Uk is the gear ratio of the box. j t t > M i 12 17 k U i 1 1 7 2 9 _ 1 1 z 2
Увеличение эксплуатационного пробега на 50% достигается тем, что полученный первичным валом 1 от двигателя внутреннего сгорания (ДВС) крутящий момент с помощью шестерни 3 и зубчатых колес 4 и 5 делится на два равных параллельно идущих потока, один из которых вращает водило 9, а второй через вариатор эпицикл 17. В результате получаем, что вариатор воспринимает 50% крутящего момента ДВС. С учетом передаточного числа 1г крутящий момент вариатора Мв при работе коробки в режимах «Движение задним ходом» и «Движение вперед», определяется по формуле: The increase in the operating mileage by 50% is achieved by the fact that the torque received by the primary shaft 1 from the internal combustion engine (ICE) is divided by gear 3 and gear wheels 4 and 5 into two equal parallel flows, one of which rotates the planet carrier 9, and the second through the variator epicycle 17. As a result, we obtain that the variator perceives 50% of the ICE torque. Taking into account the gear ratio 1g, the variator torque Mv when the gearbox is operating in the "Reverse" and "Forward" modes is determined by the formula:
MB=0,5Mii2 M B = 0.5Mii2
Таким образом, принимаем, что растяжения ремня, износ ремня и рабочих поверхностей шкивов вариатора за период эксплуатации равному периоду эксплуатации прототипа, уменьшаются вдвое и устанавливаем, что у коробки со встроенным вариатором, рассчитанным на максимальный крутящий момент, как у прототипа, при использовании материалов с теми же износостойкими и прочностными характеристиками коробки, эксплуатационный пробег увеличится на 50% до 300...320 тыс. км. Thus, we accept that belt stretching, belt wear and the working surfaces of the variator pulleys over a period of operation equal to the period of operation of the prototype are reduced by half and we establish that for a gearbox with a built-in variator, designed for maximum torque, like the prototype, when using materials with the same wear-resistant and strength characteristics of the gearbox, the operating mileage will increase by 50% to 300...320 thousand km.
Claims
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202480007342.8A CN120569580A (en) | 2023-06-15 | 2024-06-11 | Continuously variable transmission |
| KR1020257028758A KR20250164699A (en) | 2023-06-15 | 2024-06-11 | continuously variable transmission |
| MX2025015029A MX2025015029A (en) | 2023-06-15 | 2024-06-11 | CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION |
| JP2025557565A JP2026512432A (en) | 2023-06-15 | 2024-06-11 | Continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2023115678A RU2806843C1 (en) | 2023-06-15 | Continuously variable transmission | |
| RU2023115678 | 2023-06-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2024258312A1 true WO2024258312A1 (en) | 2024-12-19 |
| WO2024258312A8 WO2024258312A8 (en) | 2025-10-23 |
Family
ID=93852782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/000185 Ceased WO2024258312A1 (en) | 2023-06-15 | 2024-06-11 | Continuously variable transmission |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2026512432A (en) |
| KR (1) | KR20250164699A (en) |
| CN (1) | CN120569580A (en) |
| MX (1) | MX2025015029A (en) |
| WO (1) | WO2024258312A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004068932A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Jatco Ltd | Power split type continuously variable transmission |
| WO2010125668A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | ジヤトコ株式会社 | Belt‑based, continuously-variable transmission control device and control method |
| RU2453749C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-06-20 | Игорь Владимирович Леонов | Vehicle braking power recuperator |
| RU2748081C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-05-19 | Александр Михайлович Рудник | Drive device |
-
2024
- 2024-06-11 JP JP2025557565A patent/JP2026512432A/en active Pending
- 2024-06-11 MX MX2025015029A patent/MX2025015029A/en unknown
- 2024-06-11 WO PCT/RU2024/000185 patent/WO2024258312A1/en not_active Ceased
- 2024-06-11 CN CN202480007342.8A patent/CN120569580A/en active Pending
- 2024-06-11 KR KR1020257028758A patent/KR20250164699A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004068932A (en) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Jatco Ltd | Power split type continuously variable transmission |
| WO2010125668A1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-11-04 | ジヤトコ株式会社 | Belt‑based, continuously-variable transmission control device and control method |
| RU2453749C1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-06-20 | Игорь Владимирович Леонов | Vehicle braking power recuperator |
| RU2748081C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-05-19 | Александр Михайлович Рудник | Drive device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX2025015029A (en) | 2026-02-03 |
| JP2026512432A (en) | 2026-04-16 |
| KR20250164699A (en) | 2025-11-25 |
| CN120569580A (en) | 2025-08-29 |
| WO2024258312A8 (en) | 2025-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3254605B2 (en) | Improvements in or related to toroidal race rolling traction continuously variable ratio transmissions | |
| CN101663507B (en) | Drive units with continuously variable sub-gearboxes | |
| EP0232979B1 (en) | Geared-neutral continuously variable transmission | |
| CN110056634A (en) | Three four sections of planet row hydraulic machinery infinitely variable transmissions | |
| US4458559A (en) | Infinitely variable belt-drive transmission | |
| US5800302A (en) | Planetary gear drive assembly | |
| KR20140016813A (en) | Simple planetary gearset continuously variable transmission | |
| US6387004B1 (en) | Continuously variable transmission | |
| US6517461B2 (en) | Infinitely variable transmission | |
| US4393731A (en) | Infinitely variable belt-drive transmission | |
| GB2407853A (en) | CVT which provides low speed shuttling for agricultural vehicle | |
| RU2481513C2 (en) | Adjustable transmission | |
| US7347800B2 (en) | Multi-speed power splitting CVT | |
| WO2024258312A1 (en) | Continuously variable transmission | |
| RU2806843C1 (en) | Continuously variable transmission | |
| CN103124863A (en) | Continuously variable transmission | |
| RU2142885C1 (en) | Final drive | |
| RU2153424C2 (en) | Final drive | |
| JPH0522096B2 (en) | ||
| RU2060172C1 (en) | Mechanical stepless transmission | |
| KR100270308B1 (en) | Cvt for vehicle | |
| RU2656941C2 (en) | Stepless transmission with planetary mechanism with output to the drive | |
| RU2659368C2 (en) | Infinitely variable transmission with planetary gear with the output to the epycyclic wheel | |
| AU2012100212A4 (en) | Infinitely variable reduction mechanism/ rotating planetary system torque transfer device. aka: mechanical torque converter | |
| RU2153425C2 (en) | Final drive |
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: 24823797 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 202480007342.8 Country of ref document: CN |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 1020257028758 Country of ref document: KR Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: A-0-1-A10-A15-NAP-PA0105 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE) |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: 202480007342.8 Country of ref document: CN |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2025557565 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2025557565 Country of ref document: JP |
|
| REG | Reference to national code |
Ref country code: BR Ref legal event code: B01A Ref document number: 112025025801 Country of ref document: BR |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: MX/A/2025/015029 Country of ref document: MX |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: MX/A/2025/015212 Country of ref document: MX |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWP | Wipo information: published in national office |
Ref document number: MX/A/2025/015029 Country of ref document: MX |











