Автоматический вариатор фмв
Использование: в автомобилестроении, в частности в трансмиссиях транспортных средств. Сущность изобретения состоит в том, что входной вал вариатора вращает сателлиты, а одно неподвижное беззубчатое коническое колесо дифференциала прикреплено к корпусу, второе подвижное беззубчатое коническое колесо вращается относительно входного вала и является опорой. Сателлит дифференциала взаимодействует с роликом и двумя коническими колесами дифференциала. Ролик установлен на валу, один конец вала выполнен со шлицами. На этом конце вала шарнирно установлена шестерня, установленная шарнирно на опорном элементе, сообщающая вращение зубчатому колесу, установленному на одном конце промежуточного вала. На другом конце вала с роликом установлена шарнирно шестерня, взаимодействующая с неподвижным зубчатым колесом, прикрепленным к неподвижному коническому колесу дифференциала. Между этой шестерней и роликом выполнена сцепная муфта. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к трансмиссиям транспортных средств.
Известна автоматическая коробка передачи, содержащая корпус с входным, промежуточным и выходным валами, дифференциал и тормозные шкивы, взаимодействующие с тормозами, соединенными с корпусом [1] Недостатком является громоздкость конструкции, большая металлоемкость, большое количество ненужных муфт, неудовлетворительное согласование соотношения числа оборотов двигателя с характеристикой сопротивления движения автомобиля и малая надежность работы. Известен торовый вариант [2] показанный в очень упрощенном виде, т.е. в "голом" виде, который не оправдывает свою простоту конструкции, так как в таком виде он не работоспособен: отсутствие силы трения, необходимой для привода во вращение чаш. Для привода их во вращение необходимо большое усилие пружины или давление от гидравлического поршня, чтобы обеспечить трение между чашами. Значит, для этого необходимы дополнительные приставные устройства, требующие много материалов. В этом вариаторе [2] отсутствует механизм полного отключения передачи вращения от входного вала к выходному валу. Все эти причины приводят к усложнению конструкции всего целого вариатора и к неизбежному утяжелению веса его конструкции. Цель изобретения эффективная надежность работы. Цель достигается тем, что для плавного изменения передаточного отношения ролик с возможностью перемещения вдоль своей оси по диаметру лицевой поверхности сателлита дифференциала, взаимодействующего с коническими поверхностями обойм дифференциала и наружным диаметром этого ролика, соединен с шестерней валом со шлицами для ее зацепления, установленной шарнирно на опорном элементе, и сообщающей вращение колесу, установленному на одном конце промежуточного вала, и также шарниром с гидроцилиндром. Для автоматического включения стояночного тормоза вариатор снабжен зубчатой шестерней, взаимодействующей с неподвижным колесом, прикрепленным к корпусу вариатора, и имеющей сцепную муфту, соединяющую ролик с упомянутой шестерней. Для реверсирования ведущей шестерни главной пары одноступенчатый планетарный редуктор, в котором коренное зубчатое колесо соединено с этой шестерней и солнечное зубчатое колесо установлено на втором конце промежуточного вала, снабжен "плавающим" водилом с возможностью перемещения вдоль оси промежуточного вала для зацепления с ним или с корпусом, и шарнирно связанным с ручкой управления тягой. Для автоматического изменения передаточного отношения вариатор снабжен регулятором, включающим в себя золотник, соединенный шарнирно нижним концом с узлом, расположенным на ведомом колесе, взаимодействующем с ведущим зубчатым колесом, установленным на входном валу и сообщенным с гидроцилиндром и насосом. Для коррекции равновесного числа оборотов входного вала регулятор снабжен корректором с возможностью перемещения вдоль своей оси в зависимости от грузоподъемности и рельефа дороги. Для удобства управления автомобилем вариатор оборудован электромагнитом, взаимодействующим с нижним сектором ручки управления, выключателем, контактирующим с гидроцилиндром, перемещаемым в сторону выключения передаточного отношения, и кнопкой, вмонтированной в верхней части ручки управления, для подачи тока электромагниту, причем все оборудованные расположены на одной электрической цепи и соединены последовательно. Для своевременного выключения передачи вариатор снабжен датчиком давления тормозной жидкости, размещенным между электромагнитом и главным тормозным цилиндром, причем электромагнит электрически связан с упомянутым датчиком по другой электрической цепи, параллельно первой цепи. С целью охраны транспортного средства вариатор снабжен противоугонным устройством, которым является замок зажигания, размещенный между электромагнитом и аккумулятором и электрически связанный с ними. На фиг.1 показана схема вариатора; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 вид Б на фиг.2; на фиг.4 схема скоростей шестерни и колеса при различных положениях ролика; на фиг.5 схема положения золотника при минимальной частоте вращения вала; на фиг.6 то же, при равновесной частоте вращения входного вала; на фиг. 7 то же, при максимальной частоте вращение входного вала; на фиг.8 схема нагружения тел; на фиг.9 разрез В-В на фиг.3. Вариатор содержит корпус 1, в центре которого расположен входной вал 2, на конце которого выполнена трехконечная крестовина 3. Каждый сателлит 4, вращающийся вокруг своей оси на периферийном конце трехконечной крестовины 3, имеет контакт с одной неподвижной конической беззубчатой обоймой 5 дифференциала, прикрепленной к корпусу 1 втулкой 6, и второй подвижной беззубчатой обоймой 7 дифференциала. Две обоймы 5 и 7 расположены соосно. Сателлит 4 выполнен с лицевой плоской поверхностью 8, по диаметру которой перемещается ролик 9. Ролик 9 установлен на валу 10. Один конец вала 10 шарнирно соединен с зубчатой шестерней 11, а другой конец вала 10 шарнирно соединен с зубчатой шестерней 12 и выполнен со шлицами 13 для ее зацепления. Шестерня 11 шарнирно установлена на фланце 14. Шестерня 11 взаимодействует с неподвижным зубчатым колесом 15, прикрепленным к конической обойме 5. Между роликом 9 и шестерней 11 выполнена сцепная кулачковая муфта 16. Ролики 9 обхватываются кольцом 17, который шарниром 18 соединен с гидроцилиндром 19. Шестерня 12 шарнирно установлена на опорном элементе 20, установленном шарнирно на валу 2 со шпонкой 21, причем ширина шпонки 21 меньше ширины паза в опорном элементе 20 для того, чтобы опорный элемент 20 мог вращаться вокруг вала 2 с небольшим углом вращения (фиг.9). Угловой зазор вращения обеспечивает возможность входа ролика 9 на лицевую поверхность сателлита 4 и возможность давления лицевой поверхности 8 сателлита 4 на ролик 9, возникающего при повороте крестовины 3 вокруг оси входного вала 2. Между опорным элементом 20 и фланцем 14 установлена распорная втулка 22, обеспечивающая жесткость совместного вращения фланца 14 с опорным элементом 20. Благодаря силе трения ролика 9 о лицевую поверхность 8 сателлита 4, шестерня 12 сообщает вращение зубчатому колесу 23. Колесо 23 соединено с зубчатой солнечной шестерней 24 одноступенчатого планетарного редуктора промежуточным валом 25, выполненным со шлицами 26. Коронное зубчатое колесо 27 одноступенчатого планетарного редуктора прикреплено к ведущей шестерне 28 главной пары. Между колесом 27 и шестерней 24 вращается сателлит 29, по оси которого перемещается водило 30, вращающееся по оси промежуточного вала 25. Водило 30 выполнено с внутренними 31 и наружными 32 шлицами. Промежуточный вал 25 и шестерня 28 шарнирно установлены на входном валу 2. При своем перемещении водило 30 вдоль оси сателлита 29 или оси вала 2 влево сцепляется с зубчатым колесом 33, закрепленным к корпусу 1 вариатора, а вправо со шлицами 26, расположенными на промежуточном валу 25. Ведущая шестерня 28 главной пары приводит во вращение колесо 34, установленное на выходном валу 35. Водило 30 шарниром 36 соединено с ручкой 37 управления через тягу 38. Ручка 37 управления снабжена нижним сектором 39 с тремя отверстиями, каждое из которых взаимодействует с сердечником 40 электромагнита 41. В верхней части ручки 37 вмонтирована кнопка 42. От любого из двух крайних положений пружина 43 кручения приводит ручку 37 в нейтральное положение. В корпусе 1 вариатора установлен неподвижный поршень 44. Под действием силы давления масла, подаваемого насосом 45, гидроцилиндр 19 перемещается. Поток масла управляется регулятором 46 числа оборотов входного вала 2. Корпус регулятора вмонтирован на корпусе 1 вариатора. Вдоль оси корпуса регулятора 46 перемещается золотник 47. В золотнике 47 вырезан паз 48, который перемещается по зафиксированному винту 49, закрепленному к корпусу регулятора 46. Под регулятором 46 установлено шарнирно зубчатое ведомое колесо 50. Оно снабжено горизонтальными шарнирами 51, вокруг осей которых вращаются Г-образные грузики 52 с конечным узлом 53. Ведущая шестерня 54, установленная на входном валу 2, передает вращение ведомому колесу 50 с грузиками 52. Под действием центробежных сил грузики 52 вращаются вокруг своих осей 51. Нижний конец золотника 47 опирается на конечный узел 53 под действием силы упругости пружины 55 на верхний конец золотника 47. Усилие пружины 55 регулируется винтом 56, зафиксированным гайкой 57. Для коррекции равновесного числа оборотов вала 2 регулятор 46 снабжен корректором 58, перемещение вдоль оси регулятора 46 которого управляется винтом 59 или дистанционным путем через гибкий вал 60. Регулятор 46 и гидроцилиндр 19 соединены между собой трубопроводами 61 и 62. В конце своего перемещения гидроцилиндр 19 имеет контакт с выключателем 63, установленным на корпусе 1 вариатора. Между главным тормозным цилиндром и электромагнитом 41 размещен датчик 64 давления тормозной жидкости. Вариатор работает следующим образом. Представляем, что автомобиль стоит, двигатель работает вхолостую, ручка 37 управления находится в нейтральном положении. Сердечник 40 электромагнита 41 воткнут пружиной в центральное отверстие сектора 39, следовательно, ручка 37 произвольно не переключается. Входной вал 2 и ведомое колесо 50 вращаются с малым оборотом. Насос 45 подает масло с давлением в регулятор 46. В этом случае центробежные силы грузиком 52 не стремятся рваться в стороны, значит, золотник 47 находится в нижнем положении под действием силы упругости пружины 55, что соединяет трубопровод из насоса 45 с трубопроводом 61, и масло поступает в полость Е гидроцилиндра 19 (фиг.5). Гидроцилиндр 19 перемещается вправо, шарниром 18 вводит ролик 9 в зацепление с шестерней 11. Срабатывается сцепная муфта 16, а ролик 9 уже вышел от лицевой поверхности 8 сателлита 4. Вхолостую вал 2 приводит во вращение опорный элемент 20 с фланцем 14. По неподвижному зубчатому колесу 15 вращается шестерня 11, а шестерня 12 по зубчатому колесу 23, так как шестерня 12 посажена на шлицах 13 второго конца вала 10. Делительный диаметр шестерни 11 равен делительному диаметру шестерни 12, значит, зубчатое колесо 23 также будет неподвижно, потому что шестерня 12 держит его в неподвижности. Это объясняется тем, что скорость вращения неподвижного колеса 15 равна нулю, а шестерня 11 неизменно вращается по последнему, следовательно, также не изменяется и шестерня 12. Или другими словами объясняется, что при зацеплении ролика 9 с шестерней 11 образуется планетарный редуктор с формулой передаточного отношения:
Формула изобретения
1. Вариатор, содержащий корпус с входным, промежуточным и выходным валами и дифференциал, отличающийся тем, что он снабжен роликами, каждый из которых установлен на шлицевом валу и шарнирно соединен с гидроцилиндром для перемещения этого ролика по диаметру плоской лицевой поверхности сателлита дифференциала, контактирующего наружным диаметром с упомянутой поверхностью, сателлитами, каждый из которых шарнирно установлен на периферийном конце крестовины, установленной на валу, контактирующими с коническими беззубчатыми поверхностями колес дифференциала, шестерней, установленной на шлицевом валу, опорным элементом, шарнирно закрепленным на этой шестерне, для взаимодействия с ведомым зубчатым колесом, установленным на валу. 2. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что с целью реверсирования вала он снабжен водилом одноступенчатого планетарного редуктора с возможностью перемещения вдоль оси вала для зацепления этого водила с промежуточным валом или с корпусом вариатора, связанным шарнирно с ручкой управления тягой. 3. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что, с целью автоматического включения стояночного тормоза, он снабжен фланцем, шарнирно установленным на шестерне для взаимодействия с неподвижным зубчатым колесом, закрепленным на корпусе вариатора, снабженной сцепной муфтой, соединяющей упомянутую шестерню с роликом. 4. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что с целью автоматического перемещения гидроцилиндра, он снабжен регулятором, включающим в себя золотник, соединенный шарнирно нижним концом с узлом, расположенным на ведомом зубчатом колесе, для взаимодействия с ведущим зубчатым колесом, установленным на входном валу и сообщенным с упомянутым гидроцилиндром и масляным насосом. 5. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что регулятор снабжен корректором, установленным на нем с возможностью продольного перемещения. 6. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен электромагнитом, взаимодействующим с нижним сектором ручки управления, выключателем, контактирующим с гидроцилиндром, перемещаемым в конечную сторону выключения передачи, и кнопкой, вмонтированной в ручке управления, причем все соединены последовательно на одной электрической цепи. 7. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен датчиком давления тормозной жидкости, вмонтированным в главном тормозном цилиндре с возможностью подачи электрического тока электромагниту по второй электрической цепи параллельно первой цепи. 8. Вариатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен охранным противоугонным устройством, которым является замок зажигания, размещенный между электромагнитом и аккумулятором и связанный электрически с ними.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9