Обзор автоматических коробок передач, выбор и установка АКПП на автомобиль ВАЗ 2112

Технический результат состоит  в повышении долговечности и  прочности конструкции за счет выполнения оси сателлитов неподвижной, что  намного повышает ее усталостную  прочность. Посадка этой оси в  отверстия на концах поворотных рычагов, а также фиксация средней части  оси в отверстиях на кронштейнах, закрепленных на трубах, связывающих  поворотные рычаги, значительно повышает ее прочность и снижает прогибы, что повышает кинематическую точность устройства; повышение прочности  и жесткости оси сателлитов позволяет  уменьшить ее диаметр, что увеличивает  КПД вариатора им диапазона варьирования, так как при этом снижается  расстояние от точек контакта сателлитов с внутренними фрикционными дисками  до оси вращения сателлитов, что  уменьшает минимальное кинематическое передаточное отношение вариатора, влияющее положительно на КПД и увеличивающее  диапазон варьирования.

Устройство представлено на чертежах (фиг.1 - поперечный разрез, фиг.2 и фиг.3 - продольные разрезы).

Многодисковый планетарный  вариатор содержит корпус 1, в котором  установлены на подшипниках с  возможностью вращения и остановки  внешние центральные фрикционные  диски 2, входной вал 3, на котором  фиксируются без возможности  относительного проворота внутренние центральные фрикционные диски 4 и сателлиты 5, установленные с  возможностью их свободного вращения на невращающейся оси 6 в несколько  рядов (в данном случае - в три  ряда) по группе в несколько сателлитов в каждом ряду, равномерно расположенных  по окружности (в данном случае таких  групп 4). Оси 6 жестко (на посадке) зафиксированы  в отверстиях как в поворотных рычагах 7, так и в кронштейнах 8, которые сидят на трубах 9, зафиксированных  с возможностью поворота на цилиндрических стяжках 10, соединяющих между собой  боковины водила 11. Как минимум один из концов группы поворотных рычагов 7, расположенных со стороны одной  боковины водила 11, или особые кронштейны 12 содержат элементы управления 13, например, 'в виде стержней, соединенных с  механизмом изменения передаточного  отношения вариатора, например пневмоцилиндром 14. Боковина водила 11 соединена с  выходным валом вариатора 15. Отметим, что внешние центральные фрикционные  диски 2 могут фиксироваться на эпицикле 16, посаженном с возможностью вращения в корпусе и с возможностью соединения с ним тормозом 17.

Работа устройства заключается  в следующем. При действии на сателлиты 5 радиальных сил от сдавливания  их центральными фрикционным дисками 2 и 4 и динамических сил при быстром  вращении водила (эти силы часто  называют центробежными) ось 6 сателлитов 5 испытывает большие силовые воздействия. Однако наличие поворотных рычагов 7 и кронштейнов 8, жестко связанных  с трубами 9, в которых зафиксированы  невращающиеся оси 6 по обе стороны  сателлитов 5, сидящих с возможностью вращения на этой оси, минимизирует напряжения и деформации оси 6, это особенно важно с учетом того, что невращающаяся  ось 6 выполняется малого диаметра, а это расширяет диапазон передаточных отношений вариатора и повышает его КПД за счет снижения меньшего значения передаточного отношения  вариатора. Таким образом, предлагаемая конструкция вариатора способна воспринимать большие частоты вращения и большие нагрузки, чем прототип, а также обеспечить высокие значения диапазона варьирования и КПД. Вращение на внутренние центральные фрикционные  диски 4 передается от входного вала 3; внешние центральные фрикционные  диски 2, связанные с вращающимся  в корпусе 1 эпициклом 16, имеют возможность  торможения тормозом 17, что приводит водило 11, а следовательно и выходной вал 15 во вращение.

Изменение передаточного  отношения производится поворотом  поворотных рычагов 7, закрепленных на трубах 9, относительно цилиндрических стяжек 10, например, с помощью пневмоцилиндра 14. При этом сателлиты 5, закрепленные с возможностью вращения на оси 6, перемещаются в радиальном направлении по центральным  фрикционным дискам 2 и 4, изменяя  передаточное отношение вариатора.

Заметим также, что вариатор можно смазывать как окунанием, так и принудительно минеральным  маслом или особой высокотяговой  смазкой для вариаторов, например «Сантотрак-50» фирмы «Финдетт» (США) или отечественной смазкой ВТМ.

 
Формула изобретения

1. Многодисковый планетарный  вариатор, включающий водило, состоящее  из двух боковин, соединенных  между собой стяжками, поворотные  рычаги, соединенные между собой  связями и закрепленные с возможностью  поворота относительно водила, а  также соединенные с механизмом  изменения передаточного отношения  вариатора через элементы управления и несущие на своих концах оси с расположенными на них сателлитами, отличающийся тем, что связи поворотных рычагов выполнены в виде труб, закрепленных с возможностью поворота на проходящих внутри них стяжках боковин водила, причем на этих трубах жестко зафиксированы как поворотные рычаги, так и кронштейны, несущие на своих концах жестко зафиксированные там невращающиеся оси сателлитов, причем поворотные рычаги фиксируют эти оси по их концам, а кронштейны, как минимум, между двумя соседними сателлитами, а сами сателлиты сидят на осях с возможностью их свободного вращения.

2. Многодисковый планетарный  вариатор по п.1, отличающийся  тем, что элементы управления  зафиксированы на трубах, закрепленных  с возможностью поворота на  проходящих внутри них стержнях, со стороны одной из боковин  водила.

 

                              Приложение В

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ    ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА  ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,  ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ	(19)	RU	(11)	2382258	(13)	C1
	(51)  МПК F16H3/74   (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.10.2010 - действует

(21), (22) Заявка: 2008129135/11, 16.07.2008 (24) Дата начала отсчета  срока действия патента:  16.07.2008 (46) Опубликовано: 20.02.2010 (56) Список документов, цитированных  в отчете о  поиске: US 7384362 В2, 10.06.2008. WO 2007046722 A1, 26.04.2007. SU 1717420 A1, 07.03.1992. Адрес для переписки:  109456, Москва, Рязанский пр-кт, 75, корп.4, 1-я башня, 7 этаж, ООО "ИНТЕЛИС-правовая поддержка", пат. пов. Т.Н.Коноплянниковой, рег. 601

(72) Автор(ы):  Ходжаназаров Бегенч Хакбердыевич (TM) (73) Патентообладатель(и):  Ходжаназаров Бегенч Хакбердыевич (TM)

(54) БЕССТУПЕНЧАТЫЙ ВАРИАТОР

(57) Реферат:

Изобретение относится к  машиностроению и может быть использовано преимущественно в конструкциях коробок передач автомобилей. Бесступенчатый вариатор содержит входной (1) и выходной (5) валы, первый (2) и второй (2') дифференциалы, понижающую (3) и повышающую (4) передачи, связывающие первый и второй дифференциалы. В сателлит каждой из дифференциальных передач встроен храповой механизм. Изобретение обеспечивает блокировку дифференциала в зависимости  от скорости с перераспределением при  блокировке крутящего момента. 4 ил.

Предлагаемое изобретение  относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях коробок передач, преимущественно  в конструкциях коробок передач  автомобилей.

Известно большое количество конструкций бесступенчатых вариаторов, обеспечивающих плавное изменение  передаточного отношения и включающих входной вал, выходной вал, первый и  второй дифференциалы, а также передачи, связывающие первый и второй дифференциалы. Бесступенчатый вариатор подобной конструкции  описан в патенте Германии DE 2635946, выбранном в качестве ближайшего аналога, в котором описан бесступенчатый вариатор, включающий все перечисленные  выше элементы, при этом для связи  первого и второго дифференциала  используется повышающая и прямая передачи, для возможной блокировки вращения которых и, следовательно, блокировки дифференциала используются гидравлические тормоза.

Известное техническое решение  обладает излишне сложной конструкцией, из-за наличия в конструкции бесступенчатого  вариатора гидравлического тормоза, для предотвращения проворота дифференциалов в противоположную сторону, что  приводит как к снижению надежности и удорожанию конструкции, так и  к сложности в обеспечении  плавного изменения передаточного  отношения при пуске машины (трогании автомобиля с места, пуске станка и т.п.).

Изобретение позволит устранить  недостатки известного технического решения  и упросить конструкцию бесступенчатого  вариатора (исключить использования  «внешних» механизмов, не являющихся частью вариатора) с одновременным  обеспечением плавного перераспределения  крутящего момента (и естественно  изменения передаточного отношения).

Технический результат, ожидаемый  от использования предлагаемого  изобретения, достигается тем, что  предложен бесступенчатый вариатор, включающий входной вал, выходной вал, первый и второй дифференциалы, а  также передачи, связывающие первый и второй дифференциалы. В отличие  от известного технического решения  бесступенчатый вариатор включает храповый механизм, встроенный в сателлит каждой из дифференциальных передач. При этом одна из передач соединяющих выполнена  понижающей, а другая повышающей.

Предложенное изобретение  поясняется чертежами:

фиг.1 - схема устройства бесступенчатого  вариатора;

фиг.2 - схема сателлита  со встроенным храповым механизмом;

фиг.3 - схема работы бесступенчатого  вариатора в момент трогания автомобиля;

фиг.4 - схема работы бесступенчатого  вариатора в момент равномерного движения автомобиля.

Бесступенчатый вариатор (фиг.1) включает входной вал 1, выходной вал 5, первый 2 и второй 2' дифференциалы, а также понижающую 3 и повышающую передачу, связывающие первый 2 и  второй 2' дифференциалы. Понижающей 2 и  повышающей 2' передачей могут являться клиноременные или зубчатые передачи. Как первый 2, так и второй 2' дифференциалы  состоят из стандартных для передач  подобного типа составных частей (ведущие шестерни полуосей 6, ведомая  шестерня, сателлиты (от двух сателлитов и выше), чашка дифференциала). В  сателлит каждой из дифференциальных передач встроен обычный храповый механизм (фиг.2), состоящий из собачки  и зубчатого колеса, механически  связанный с осью сателлита. Конструкция  колес сателлитов обеспечивает разнонаправленное  направление вращения сателлитов первого 2 и второго 2' дифференциалов. Наличие  храпового механизма, встроенного  в каждый из сателлитов дифференциала, обеспечивает их вращение только в  одну сторону. В результате возможен проворот только одной из полуосей относительно другой, без одновременного проворота обеих полуосей.

Работа предложенного  вариатора лучше всего будет  проиллюстрирована при использовании  бесступенчатого вариатора в  конструкции автомобиля (фиг.3, фиг.4). Считаем, что входной вал бесступенчатого  вариатора подсоединен к двигателю, а выходной вал - к движителю, то есть обеспечивает передачу крутящего момента  на колеса автомобиля.

При пуске двигателя или  при повороте автомобиля (фиг.3) крутящий момент с входного вала 1 перераспределяется дифференциалом на понижающую 3 и повышающую 4 передачи. Так как дифференциал позволяет проворачиваться (проскальзывать) одной полуоси относительно другой, большая часть крутящего момента  будет передана на полуось с меньшим  сопротивлением, то есть на правую полуось, на которой расположена понижающая передача 3. При этом за счет наличия  храпового механизма, встроенного  в каждый из сателлитов и препятствующего их вращению, во втором дифференциале 2' правая полуось блокируется (фиг.3а) и не может проворачиваться относительно левой, то есть передача усилия во втором дифференциале 2' будет происходить непосредственно через левую полуось, чашку дифференциала и ведомую шестерню (фиг.3б).

По мере набора скорости раскрутки (фиг.4) колес при переходе к равномерному движению и уменьшения их сопротивления крутящий момент начинает переходить от понижающей 3 передачи к  повышающей 4 как к передаче, оказывающей  меньшее сопротивление. При этом на втором 2' дифференциале левая  полуось начинает проворачиваться  относительно правой, с разблокировкой второго 2' дифференциала. Одновременно блокируется (фиг.4а) первый 2 дифференциал (из-за невозможности проворота в  сателлитов в другую сторону) с перераспределением крутящего момента в сторону  повышающей передачи 4, с передачей  усилия на первом дифференциале 2 через  ведомую шестерню и чашку дифференциала 2 (фиг.4б). Передача усилия осуществляется через повышающую передачу.

Таким образом, в зависимости  от скорости движения автомобиля обеспечивается блокировка «нужного» дифференциала (2 или 2'), с перераспределением при  блокировке дифференциалов крутящего  момента, без использования дополнительных устройств и механизмов. При этом конструкция предлагаемого технического решения позволит обойтись без использования  материалов, специально подобранных  или полученных для достижения объявленного технического результата (легированных сталей, сплавов или смазочных  материалов, специально получаемых для  обеспечения нормальной работы передачи).

Помимо использования  в автомобилях (на примере которых  была проиллюстрирована практическая реализация изобретения) бесступенчатый вариатор подобной конструкции может  быть использован в конструкциях других машин и механизмов, в которых  требуется плавное изменение  передаточного отношения, например в конструкциях судовых машин, машиностроительных станков и т.п.

 
Формула изобретения

Бесступенчатый вариатор, включающий входной вал, выходной вал, первый и второй дифференциалы, а  также передачи, связывающие первый и второй дифференциалы, отличающийся тем, что включает храповой механизм, встроенный в сателлит каждой из дифференциальных передач, причем одна из передач выполнена  понижающей, а другая повышающей.

 

 

 

 

 

 

 

Приложение Г

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ    ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА  ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,  ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ	(19)	RU	(11)	2384773	(13)	C1
	(51)  МПК F16H3/44   (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 28.09.2010 - действует

(21), (22) Заявка: 2008126685/11, 30.06.2008 (24) Дата начала отсчета  срока действия патента:  30.06.2008 (46) Опубликовано: 20.03.2010 (56) Список документов, цитированных  в отчете о  поиске: RU 2298713 C1, 10.05.2007. EP 0125365 A1, 21.11.1984. EP 1398529 A2, 17.03.2004. Адрес для переписки:  423810, Республика Татарстан, г. Набережные Челны, пр. Мира, 68/19, к.203 (УБК), ОНТИ

(72) Автор(ы):  Волошко Владимир Владимирович (RU),  Салахов Ильдар Ильгизарович (RU) (73) Патентообладатель(и):  Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (RU)