автоматическая трансмиссия и способ передачи крутящего момента этой трансмиссией

область техники

изобретение касается транспортного машиностроения и может быть использовано в автомобилях и другой технике как редуктор-распределитель, в качестве межосевого или межколесного дифференциала, либо вместо коробки передач, либо вместо коробки передач и дифференциала.

предшествующий уровень техники

общеизвестные устройства передачи крутящего момента, применяемые в автомобилях, состоят из коробки передач и дифференциала, распределяющего крутящий момент на 2 стороны.

известны ступенчатые автоматические коробки передач, в которых применяются несколько ступеней передач с разными системами электронного и гидравлического управления, благодаря которым автоматически переключаются передачи соответственно программе управления, с возможностью ручного переключения. такие устройства применяются на автомобилях аudi, меrсеdеs, тоуоtа и других автомобилях.

известны коробки передач с применением ременного вариатора, что позволяет бесступенчато изменять передаточное число, применяемые на автомобилях нопdа. но ременной вариатор имеет свои недостатки. известны системы распределения крутящего момента методом применения электромуфт, или гидромуфт в паре с дифференциалом, когда одну сторону подтормаживают муфтой, при этом момент переходит на другую. такие системы применяются на меrсеdеs и других автомобилях.

существуют известные самоблокирующиеся дифференциалы высокого трения, применяемые на автомобилях аudi, которые сами блокируются при пробуксовке одного из колес и тогда, за счет трения в дифференциале, момент передается на колесо, которое имеет больший коэффициент зацепления. но такие устройства тяжело поддаются управлению.

все известные устройства имеют недостатки - требуют применения сложных и дорогостоящих систем управления.

' раскрытие изобретения

в основу изобретения поставлена задача создать такую автоматическую трансмиссию, которая позволяла бы осуществить бесступенчатое изменение передаточного числа через шестерни постоянного зацепления, передачу и распределение крутящего момента между ведущими осями (мостами), или между колесами на одной оси, в зависимости от моментов сопротивления или необходимых характеристик на колесе.

поставленная задача достигается за счет того, что автоматическая трансмиссия унитор (ату), которая содержит шестерни постоянного зацепления, согласно изобретению, содержит центральную шестерню (2), снабженную для деления крутящего момента на два потока двумя расположенными с ней на одной оси боковыми шестернями (12), которые находятся в зацеплении с сателлитами (3), которые находятся в зацеплении с передаточными шестернями (4), которые находятся в зацеплении с управляющими шестернями (5), соединенными с гидроприводами (6), при этом сателлиты (3) соединены с исходными валами. поставленная задача решается также способом передачи крутящего момента автоматической трансмиссией унитор (ату), который отличается тем, что шестернями 2 и 12 разделяют входной крутящий момент на два потока, управляют каждым из этих потоков крутящего момента отдельно через гидравлические устройства 6, 11, и 8, и передают каждый из двух крутящих моментов к выходным валам 1 через неразрывную шестеренчатую связь.

предлагаемое изобретение превосходит существующие коробки передач и дифференциалы тем, что крутящий момент передается от двигателя к колесам бесступенчато и через неразрывную цепь шестерен постоянного зацепления, а распределяется автоматически в зависимости от зацепления на колесе и, поэтому, блокировать такое устройство не нужно. следовательно, дополнительные дорогие механизмы и системы их управления применять не нужно.

кроме этого, изобретение позволяет управлять распределением крутящего момента между выходными валами унитора, распределяя его от 1 до 100%.

при повороте автомобиля, больший крутящий момент может передаваться на внешние колеса относительно центра поворота для улучшения управляемости в повороте. в случае полноприводного варианта автомобиля, унитор может быть установлен также между ведущими осями для распределения между ними крутящего момента от 0 до 100%. благодаря предлагаемой конструкции, когда на одном из выходных валов унитора момент сопротивления становится меньше крутящего момента заданного гидравлическим управляющим элементом, (например, когда одно колесо попало на лед) - крутящий момент автоматически увеличивается на другом из выходных валов унитора, где момент сопротивления больше. в то же время, когда по какой-либо причине момент сопротивления на одном из выходных валов унитора становится больше, чем на другом - благодаря предлагаемой конструкции происходит перераспределение крутящего момента в сторону большего момента сопротивления.

краткое описание чертежей конструкция устройства представлена на фиг. 1 на фиг. 2 представлен другой вариант конструкции.

автоматическая трансмиссия унитор состоит из унитора, гидроприводов 6, регуляторов 11, гидронасосов или спаренного гидронасоса 8, резервуара 9, контролера 10 и системы трубопроводов. для охлаждения рабочей жидкости может применяться радиатор.

унитор представляет собой редуктор с шестернями постоянного зацепления, в котором входной крутяший момент распределяется на два зависимых крутяших момента на выходных валах. унитор содержит входную шестерню 7, соединенную с входным валом, передающим вращающий момент от двигателя. входная шестерня 7 находится в зацеплении с центральной шестерней 2 с двумя расположенными с ней на одной оси боковыми шестернями 12, находящимися в зацеплении с сателлитами 3.

сателлиты 3 находятся в зацеплении с передаточными шестернями 4, которые соединены с управляющими шестернями 5, соединенными с гидроприводами 6.

сателлиты 3 через водила соединены с выходными валами 1.

автоматическая трансмиссия унитор работает таким образом. при движении прямо:

при трогании с места - крутящий момент от двигателя передается через входную шестерню 7 (фиг. 1) на центральную шестерню 2, который распределяется на

обе стороны боковыми шестернями 12. каждая из боковых шестерен 12 передает крутящий момент на сателлиты 3, которые, испытывая сопротивление от выходных валов 1 через водила с обеих сторон, передают крутящий момент на шестерни 4 и приводят их в движение, чем приводят в движение шестерни 5, которые приводят в движение гидроприводы б. гидроприводы 6 прокачивают жидкость по трубопроводам из резервуара 9 в регуляторы 11, и через них и контролер 10 жидкость проходит обратно в резервуар 9.

регуляторы 11 являются управляющими и отрегулированы так, что при холостых оборотах двигателя в регуляторах пропускная способность со стороны гидроприводов 6 достаточная и момент сопротивления в них незначительный для удерживания автомобиля педалью тормоза. увеличение оборотов двигателя приводит к увеличению оборотов на гидроприводах 6. но, так как количество прокачиваемой ими жидкости установлено регуляторами 11, на гидроприводах 6 появляется значительный момент сопротивления, который передается шестернями 5, и через шестерни 4 - на сателлиты 3. при этом совокупный момент, который передается на сателлиты 3 со стороны шестерен 12 и 4 начинает превосходить момент сопротивления на выходных валах и приводит их в движение.

для более точной реакции унитора на двигатель, используется гидронасос 8, который имеет привод от двигателя, подающий встречные управляющие потоки жидкости из резервуара 9 по трубопроводам в регуляторы 11. при разгоне:

при увеличении оборотов двигателя регуляторы 11, используя управляющие потоки жидкости из насосов 8, создают нужную пропускную способность жидкости от гидроприводов 6, чем на гидроприводах б создают нужную величину крутящего момента в зависимости от оборотов двигателя для достижения необходимой интенсивности разгона. при этом происходит уменьшение оборотов шестерен 5, что приводит к изменению передаточного числа унитора в этот момент времени. для достижения максимальной скорости:

чем больше скорость автомобиля, тем больше жидкости регуляторы 11 от насосов 8 перераспределяют к гидроприводам 6, раскручивая их, что приводит к изменению передаточного числа унитора в этот момент. при движении в повороте:

в зависимости от угла поворота управляющих колес и интенсивности движения, регулятор 11, управляющий моментом на колесах любой стороны по отношению от

центра поворота, через гидропривод 6, изменяет пропускную способность для жидкости, поступающей из последнего, чем изменяет крутящий момент на колесах с любой стороны относительно центра поворота, или между ведущими осями.

для достижения большей управляемости при движении в повороте, использование унитора приводит к распределению крутящего момента между ведущими осями или колесами соответственно требованиям. при движении задним ходом:

для движения задним ходом, передача крутящего момента на шестерню 7 от двигателя разъединяется и шестерня 7 затормаживается каким-либо соответствующим устройством. при этом регулятор 11 перераспределяет управляющий поток жидкости от насосов 8 к гидроприводам 6 и, по мере увеличения крутящего момента, создаваемого гидроприводами 6, через шестерни 5 и шестерни 4 момент передается на сателлиты 3, и, так как шестерня 2 заторможена, приводит в движение выходные валы 1 в обратном направлении, что приводит к движению задним ходом. при варианте конструкции соответственно фиг. 2 принцип работы ату не изменяется, за исключением изменения передаточного числа механической части унитора, в результате чего получаем уменьшение крутящего момента и значительное увеличение оборотов на исходных валах 1 за счет того, что момент передается и распределяется шестерней 2 через сателлиты 3 к выходным валам 1. таким образом, предложенная автоматическая трансмиссия унитор обеспечивает бесступенчатое изменение передаточного числа, непрерывную и бесступенчатую передачу, изменение и распределение крутящего момента через шестерни постоянного зацепления и непрерывную шестеренчатую связь от двигателя к выходным валам унитора.