Когда появилась гидромеханическая трансмиссия: История возникновения АКПП

История возникновения АКПП

Гидромеханическая трансмиссия появилась в результате трех изначально независимых линий разработок, которые впоследствии объединились в её конструкции.

Первыми были разработки планетарных механических трансмиссий, применявшихся на некоторых автомобилях (например Ford T). Хотя такие трансмиссии всё ещё требовали от водителя определённого навыка для своевременного и плавного включения в работу соответствующей передачи они, тем не менее, позволяли значительно упростить вождение автомобиля, особенно в сравнении с использовавшимися в те годы коробками передач традиционного типа без синхронизаторов. Например, на двухступенчатой планетарной трансмиссии Ford T это осуществлялось при помощи двух ножных педалей, одна переключала низшую и высшую передачу, вторая включала задний ход.

Вторыми можно считать работы по созданию полуавтоматических трансмиссий

, в которых была автоматизирована часть действий по переключению передач. Например, в середине 1930-х годов американские фирмы Reo и General Motors практически одновременно представили полуавтоматические трансмиссии собственной разработки. Наиболее интересна была трансмиссия разработки General Motors: она использовала планетарный механизм, работой которого управляла гидравлика в зависимости от скорости автомобиля, подобный принцип работы был у появившихся позднее полностью автоматических трансмиссий. Недостатком таких разработок были

  • недостаточная надежность механизма
  • всё ещё использовалось сцепление для временного разобщения двигателя и трансмиссии при переключении передач.

Третьим направлением автоматизации переключения передач было внедрение в трансмиссию гидравлического элемента. Лидером в данной области была корпорация Chrysler

. Первые разработки велись в 1930-е годы, а массово стали устанавливать такие трансмиссии стали спустя десятилетие в последние предвоенные и послевоенные годы. Кроме введения в конструкцию гидромуфты (позднее заменённой гидротрансформатором), отличавшейся тем, что параллельно с двухступенчатой обычной механической коробкой передач в ней работал автоматически включающийся овердрайв (повышающая передача с передаточным числом меньше единицы). Таким образом, хотя с технической точки зрения это была механическая трансмиссия с гидравлическим элементом и овердрайвом, производителем она заявлялась как полуавтоматическая.

Такая трансмиссия несла обозначение М4 (на довоенных моделях, коммерческие обозначения — Vacamatic или Simplimatic) и M6 (с 1946 года, коммерческие обозначения —

Presto-Matic, Fluidmatic, Tip-Toe Shift, Gyro-Matic и Gyro-Torque) и изначально представляла собой комбинацию трёх агрегатов — гидромуфты, традиционной механической коробки передач с двумя ступенями переднего хода, и автоматически включающегося овердрайва (на М4 включалась вакуумным приводом, на М6 – электрическим приводом).

Но первая в мире полностью автоматическая трансмиссия была создана другой американской фирмой — General Motors. В 1940 модельном году трансмиссия с автоматическим переключением передач стала доступна в виде опции на автомобилях марки Oldsmobile, затем Cadillac, впоследствии — Pontiac

. Ее коммерческое обозначение – Hydra-Matic. Она представляла собой комбинацию гидромуфты и четырёхступенчатой планетарной коробки передач с автоматическим гидравлическим управлением и имела пять ступеней переднего хода в трансмиссии (плюс задний ход). Система управления трансмиссией учитывала такие факторы, как скорость автомобиля и положение дроссельной заслонки. Трансмиссия Hydra-Matic использовалась не только на автомобилях всех подразделений General Motors, но и на автомобилях таких марок, как Bentley, Hudson, Kaiser, Nash и Rolls-Royce, а также некоторых моделях военной техники.
Спустя некоторое время немецкая компания Mercedes-Benz разработала на её основе весьма похожую по принципу работы четырёхступенчатую трансмиссию, хотя и имеющую значительные конструктивные отличия.

В конце 1980-х начале 1990-х годов происходит компьютеризация систем управления двигателем. На смену устаревшим трансмиссиям, использовавшим только гидравлику и механические клапаны, пришли трансмиссии управляемые компьютером. Это позволило не только сделать переключения более плавными и комфортными, но и улучшить экономичность за счёт повышения эффективности работы трансмиссии. В это же время на некоторых автомобилях появляются «спортивные» режимы работы трансмиссии, или возможность вручную управлять коробкой передач («Типтроник» и аналогичные системы). Появляются первые пятиступенчатые автоматические трансмиссии. Совершенствование расходных материалов позволяет на многих автоматических коробках переключения передач устранить процедуру замены масла, так как ресурс залитого в её картер на заводе масла стал сравним с ресурсом самой коробки передач.

Впервые в шестиступенчатая автоматическая трансмиссия была разработана компанией ZF (ZF 6HP26) в 2002 году и установлена на BMW седьмой серии. Первая семиступенчатая трансмиссия была разработана Mercedes-Benz в 2003 году и имела обозначение 7G-Tronic. А в 2007 году общественности был представлен Lexus LS460, производства Toyota, с восьмиступенчатой автоматической трансмиссией.

Гидромеханическая коробка передач

Традиционное устройство автомобиля включает в себя в качестве обязательного элемента его конструкции такие узлы, как сцепление и КПП. Однако меняющийся стиль и образ современной жизни, с уклоном в сторону обеспечения все большего комфорта, приводит к изменению этих традиционных узлов машины. Им на смену зачастую приходит гидромеханическая трансмиссия.

Содержание

  1. Трансмиссия? А это что такое и зачем?
  2. Об устройстве гидромеханической коробки
  3. Про гидротрансформатор
  4. Про планетарную коробку
  5. Достоинства и недостатки гидромеханической коробки

Трансмиссия? А это что такое и зачем?

Для автомобиля трансмиссией будет всё, что обеспечивает поступление крутящего момента к колёсам от двигателя, в том числе КПП и сцепление. В классическом транспортом средстве это было именно так. Но, как уже отмечалось выше, в современных легковых автомобилях им на смену приходит АККП. В этом случае управление машиной значительно упрощается – не надо пользоваться сцеплением и переключать вручную КПП. Педаль сцепления просто-напросто отсутствует, а переключения выполняются автоматически.

Происходит это благодаря гидромеханической коробке передач. Чтобы понять, что это такое, лучше всего вспомнить о двух основных моментах, возникающих во время управления автомобилем:

  • необходимости отключения от двигателя трансмиссии при переключении передач;
  • изменении значения крутящего момента, передаваемого от мотора к колесам при изменении дорожных условий.

В обычной автомашине это происходит при нажатии на сцепление и переключении ручки коробки передач. Однако в машинах с АКПП подобное действие во многих случаях выполняет гидромеханическая коробка передач.

Об устройстве гидромеханической коробки

Говоря про устройство применяемой в составе легкового автомобиля гидромеханической коробки передач, надо отметить ее основные узлы:

  1. гидротрансформатор;
  2. управляющие механизмы;
  3. механическая коробка передач.

Про гидротрансформатор

Основой гидромеханического автомата является гидротрансформатор. Фактически в гидромеханической АКПП он выполняет роль, аналогичную сцеплению в обычном автомобиле – передает момент от двигателя к коробке.


Как видно из рисунка, устройство гидротрансформатора довольно простое и включает в себя три колеса специальной формы:

  • насосное, осуществляющее связь между двигателем и гидротрансформатором;
  • турбинное, выполняющее связь с валом (первичным) коробки передач;
  • реакторное, предназначенное для усиления крутящего момента.

Все эти турбины закрыты специальным корпусом и на три четверти погружены в масло, заполняющее внутренний объем. Гидромеханический привод работает таким образом – насосное колесо, на которое поступает вращающий момент от двигателя, вращаясь, направляет на турбинное колесо поток масла, которое им раскручивается и предает усилие на вал коробки передач.

Происходит циркуляция масла по сложной траектории – с внешней части насосного кольца на внешнюю часть турбинного, а затем через центр устройства обратно к насосному. Следствием такого движения является гидромеханическая передача момента к коробке передач от мотора.

Такой гидромеханический привод обладает особенностью – из-за присутствия третьего, реакторного колеса, возможно усиление передаваемого момента. Происходит это благодаря его расположению в центре гидротрансформатора.

Когда осуществляется гидромеханическая передача момента, поток масла от турбинного колеса направляется к центру устройства и затем возвращается обратно к насосному. Однако на его пути расположено реакторное колесо, и поток, оказывая на него давление, вызывает с его стороны ответную реакцию, которая, воздействуя на турбину, усиливает момент, переданный от насосного колеса.


Такое дополнительное воздействие, возникающее, когда происходит гидромеханическая передача мощности от мотора, приводит к тому, что она увеличивается. Величина усиления зависит от разности скоростей межу колесами гидротрансформатора, чем она больше, тем более значительным оно будет. Это особенно полезно при начале движения, когда выполняется гидромеханическая передача мощности от двигателя, работающего на холостом ходу, к неподвижной трансмиссии.

Очень полезным фактом являет то, что гидравлический привод автоматически устанавливает нужное передаточное число между колесами и двигателем, благодаря изменению величины напора жидкости при ее передаче между напорным и турбинным дисками.

Однако диапазон такого изменения достаточно небольшой, и при этом отсутствует возможность, используя гидромеханический привод, разорвать связь между трансмиссией и мотором, поэтому гидротрансформатор работает последовательно с планетарной коробкой, позволяющей устранить отмеченные недостатки.

Про планетарную коробку

В гидромеханической АКПП чаще всего используется планетарный механизм, устройство которого понятно из приведённого ниже рисунка.

В самом простейшем варианте крутящий момент поступает на солнечную шестерню 6, с которой шестерни-сателлиты 3 находятся в постоянном зацеплении, они свободно вращаются на своих осях. На них установлено водило 4, соединенное с валом 5, сателлиты 3 постоянно находятся в зацеплении с шестерней 2, на внутренней поверхности которой имеются зубья.

Когда коронная шестерня 2 заторможена, момент через водило 4 поступает на ведомый вал, а когда шестерня расторможена, то сателлиты передают момент на нее, а ведомый вал остается неподвижным.
В АКПП используются фрикционные муфты сцепления и ленточные тормоза, а управление ими осуществляется с помощью гидромеханической системы, представляющей собой различные каналы, пружины и насос для создания давления масла.

В соответствии с приведенным описанием конструкцию гидромеханической коробки передач можно представить как последовательное соединение гидротрансформатора, коробки передач (обычно планетарной) с фрикционами, а также гидравлической системой управления.
Достоинством такой АКПП считаются:

  1. исключение ручного переключения передач;
  2. обеспечение передачи мощности без прерывания и рывков, особенно при начале движения.

Однако такая АКПП обладает и своими недостатками. Один из них – потеря крутящего момента, вызванная тем, что в состав автоматизированной коробки входит гидротрансформатор.

По данным проведенных замеров, эффективность подобной АКПП не превышает восьмидесяти шести процентов, тогда как у обычной механической коробки она составляет девяносто восемь процентов.

Гидромеханическая коробка позволяет освободить водителя от их переключения при движении автомашины, что особенно актуально для начинающих водителей, повысить безопасность движения и обеспечить при этом дополнительный комфорт.

Введение в гидромеханические трансмиссии 0 комментариев

Стоимость топлива и характеристики экономии топлива бесступенчатой ​​трансмиссии (CVT) повысили потребность в оснащении бесступенчатой ​​трансмиссией все более крупных внедорожных машин. Архитектура гидромеханической трансмиссии позволяет меньшим гидравлическим компонентам обеспечивать рентабельную функциональность бесступенчатой ​​трансмиссии для более крупных машин. В результате количество гидромеханических трансмиссий на рынке растет.

Схема гидромеханической трансмиссии концептуально проста с двумя параллельными путями мощности ( Рис. 1 ). Гидравлический тракт состоит из насоса и двигателя, называемых здесь «вариатором». Механический путь обычно представляет собой вал с одной или двумя шестернями. Эти пути взаимосвязаны с обычными компонентами механической трансмиссии, такими как шестерни, валы, муфты и, по крайней мере, одна планетарная передача. Возможностей подключения очень много. В данном проекте именно детали этих взаимосвязей составляют основную часть интеллектуальной собственности и пригодности для целевого машинного приложения.

Гидромеханические трансмиссии уже давно используются в сельскохозяйственных тракторах. Они либо стандартные, либо предлагаются в качестве опции ( рис. 2 ).

Гидромеханические трансмиссии обычно не использовались в землеройной технике до сих пор. Считается, что сегмент колесных погрузчиков больше всего выиграет от вариатора, и именно здесь можно найти последние предложения. Примеры в Рис. 3 были объявлены и доступны сейчас или будут доступны в ближайшее время.

Данные конструкции различаются по трем параметрам:

  • Первый — это конструкция вариатора и его расположение, например, насос с наклонным диском переменного рабочего объема, двигатель постоянного рабочего объема с наклонной осью, установленный внутри.
  • Второй тип муфты. Общие термины: входная связь, выходная связь и составное разделение. Хотя подробности этой номенклатуры выходят далеко за рамки этой статьи, в целом она описывает, соединен ли входной или выходной вал трансмиссии напрямую через передаточное число с одним из валов вариатора. В случае составного разъема ни один из валов вариатора не подключен напрямую.
  • Третий — количество диапазонов или режимов. Это количество различных механических взаимосвязей между механическими и гидравлическими путями путем включения и выключения любых сцеплений в системах передач. Обратите внимание, что тип связи не обязательно одинаков для каждого диапазона или режима.

 

Рассмотрим топливную карту двигателя, показанную на рис. 4 . Вертикальная ось — это мощность двигателя, а горизонтальная ось — частота вращения двигателя. Пик каждого контура указывает максимальную мощность двигателя для данного расхода топлива. Геометрическое место этих пиков определяет наилучшую частоту вращения двигателя для минимального расхода топлива.

Рассмотрим силовой агрегат, описанный в Рис. 5 . График в нижней части рисунка показывает, что для любой заданной скорости движения возможны только одна или две скорости двигателя. Маловероятно, что одна из этих скоростей попадает на линию минимального расхода топлива рис. 4 . Кроме того, ожидаемые изменения нагрузки, особенно если есть какие-либо трудности с изменением передаточного отношения, могут привести к тому, что оператор выберет более высокую скорость двигателя (более высокий расход топлива) и/или более низкую скорость движения (более медленное время цикла).

Рассмотрим силовой агрегат в Рис. 6 . График в нижней части рисунка показывает, что для данной путевой скорости возможна почти любая частота вращения двигателя и, следовательно, она может соответствовать частоте вращения двигателя с минимальным расходом топлива, показанной на рис. 4 . Линии частоты вращения двигателя на графике рис. 5 включены для справки. Поскольку современные гидромеханические вариаторы так хорошо изменяют передаточное число, проблем с изменением нагрузки практически нет, как это может быть с дискретными ступенчатыми трансмиссиями.

Хотя информация в этой статье может и не подготовить вас к проектированию гидромеханической трансмиссии, она позволит вам легче распознать их и их потенциальные преимущества.

 

ОБ АВТОРЕ: Майк Кронин всю свою карьеру в Caterpillar работал над внедорожными трансмиссиями, в первую очередь над проектированием и разработкой нескольких гидромеханических трансмиссий и систем рулевого управления для гусеничных машин. . Он вышел на пенсию в 2010 году, но продолжает работать в Caterpillar на условиях неполного рабочего дня. В настоящее время он владеет 23 патентами в области трансмиссии.

  • стоимость
  • конструкция
  • фундаментальная
  • гидромеханическая
  • трансмиссия
Поделись информацией.

Tweet

Патент США на гидромеханическую трансмиссию с гидродинамическим приводом Патент (Патент № 4,134,310 от 16 января 1979 г.)

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ гидромеханическая трансмиссия. Гидродинамический привод установлен на выходе гидромеханической передачи для работы только в пусковых условиях. Его назначение – упростить управление на старте и сделать пуск плавным, а также изолировать трансмиссию от возможных крутильных колебаний двигателя. Гидромеханическая трансмиссия описана и заявлена ​​в моем патенте США No. № 3 888 139.

Настоящее изобретение представляет собой трехдиапазонную трансмиссию, в которой гидродинамический привод, такой как гидравлическая муфта или преобразователь крутящего момента, работает между нулевой скоростью и нижней частью нижнего диапазона, когда включена муфта низшей передачи, и после этого не работает. . Переключение между передним и задним ходом предпочтительно осуществляется механическим переключением кулачковой муфты между двумя положениями, обозначенными как «вперед» и «назад», потому что преобразователь крутящего момента способен увеличивать крутящий момент только в одном направлении; в обратном направлении преобразователь крутящего момента работает как гидромуфта, не увеличивая крутящий момент.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Трансмиссия имеет пару планетарных зубчатых передач, пару гидравлических агрегатов насос-двигатель и преобразователь крутящего момента. Входное средство (например, водило) первого узла планетарной передачи соединено с входным валом трансмиссии, как и входное средство (например, зубчатый венец) второго узла планетарной передачи. Реактивные средства обоих узлов планетарных передач (например, двух солнечных шестерен) соединены реактивным валом, который проходит за их пределы. Выходное средство (например, зубчатый венец) первого планетарного механизма может быть соединено первым средством сцепления с выходным валом в верхнем диапазоне движения. Выходное средство (например, водила) второго планетарного узла соединено с корпусом насоса гидродинамического привода. Например, гидродинамический привод может представлять собой преобразователь крутящего момента, который может иметь стационарный корпус, статор, заземленный на этот корпус обгонной муфтой, и турбину, соединенную с выходным элементом. Если гидродинамический привод представляет собой гидромуфту, статора и заземляющей муфты не будет. Второе средство сцепления позволяет соединить этот выходной элемент с выходным валом в нижнем диапазоне движения.

Гидроагрегат переменной производительности механически соединен с входным валом, а гидроагрегат фиксированной производительности механически связан с реактивным валом. Гидравлические агрегаты гидравлически связаны друг с другом, так что, когда один работает как насос, другой действует как двигатель, и наоборот.

Гидродинамический привод используется только в пусковом диапазоне, для получения выхода с нулевой скорости примерно до половины (в зависимости от передаточного числа второго планетарного механизма) частоты вращения двигателя после включения низшей передачи. Затем при желании гидродинамический привод можно заблокировать.

Механизм переключения передач вперед-назад предназначен для ручного управления.

Другие цели, преимущества и особенности изобретения станут очевидны из следующего описания предпочтительного варианта осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах:

РИС. 1 представляет собой схематический вид в продольном разрезе трансмиссии в сочетании с гидротрансформатором, воплощающей принципы изобретения.

РИС. 2 представлена ​​диаграмма линий скорости, отображающая выходное число оборотов в минуту. против оборотов различных элементов трансмиссии.

РИС. 3 представляет собой вид, аналогичный фиг. 1, в котором гидравлическая муфта заменяет преобразователь крутящего момента на фиг. 1.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ Устройство по фиг. 1 и 2 Использование гидротрансформатора

Входной вал 10 приводит в движение водило 11 входного или первого планетарного механизма 12. Водило 11 также соединено с зубчатым венцом 13 второго планетарного механизма 14. Выходной элемент Второй планетарный ряд 14 представляет собой его водило 15, которое соединено с входным элементом или корпусом вращающегося насоса насоса 24 гидротрансформатора 16. Планетарные узлы 12 и 14 имеют соответствующие солнечные шестерни 17 и 18, которые служат реактивными элементами, и первый планетарный узел 12 имеет зубчатый венец 19который служит высокоскоростным выходным элементом.

Выход гидротрансформатора 16 представляет собой элемент 20, прикрепленный к вращающемуся корпусу турбины турбины 38. Для гидротрансформатора 16 требуется реактивный элемент 21, а обгонная муфта 22 заземляет реактивный элемент 21 на кожух 23, когда преобразователь 16 крутящего момента увеличивает крутящий момент. Это происходит при старте, когда транспортное средство стоит неподвижно и когда муфта 43 переднего/заднего хода включена либо в прямом, либо в обратном направлении, а муфта 33 низшей передачи включена для старта, чтобы соединить выход 20 преобразователя 16 крутящего момента с выходной вал 41 коробки передач.

Входной сигнал 10 от двигателя, таким образом, действует через водило 11 и зубчатый венец 13, создавая выходной сигнал на водило 15, и водило 15 приводит в действие насосный элемент 24 гидротрансформатора 16. Реактивные шестерни 17 и 18, соединены через полый общий опорный вал 25 с шестерней 26, которая, в свою очередь, приводит в движение шестерню 27. Шестерня 27 через вал 29 приводит в движение гидравлический блок 28 с постоянным рабочим объемом. Гидравлический блок с переменным рабочим объемом 30 соединен с входной вал 10 посредством шестерен 31 и 32. Два гидроагрегата 28 и 30 соединены между собой; когда один действует как насос, другой действует как двигатель, и наоборот.

Муфта 33 низшей передачи при включении соединяет выходной элемент 20 крутящего момента с выходным элементом 34. Зубчатый венец 19 соединен элементом 35 и валом 36 на одной линии с входным валом 10 с муфтой 37 высшей передачи. , Когда муфта 37 высшей передачи включена, она передает мощность на выходной элемент 34.

Ввиду того, что преобразователь крутящего момента 16 соединен с выходным элементом 15 и не способен увеличивать крутящий момент при движении задним ходом, необходимо иметь прямое и обратное расположение, что показано на фиг. 1. Выходной вал 40 регулируемой планетарной передачи имеет шлицевой элемент 43, по которому скользит обойма 44 с внутренними шлицами. Обойма 44 имеет кулачковые муфты 45 и 46. Когда кулачковая муфта 46 перемещается в направлении, указанном верхней стрелкой, для движения вперед, он задействует кулачковую муфту 47, которая является частью шестерни 48, образующей неотъемлемую часть выходного вала 41. Если, с другой стороны, буртик 44 перемещается в направлении нижней стрелки для заднего хода, кулачковая муфта 45 зацепляет собачку 50, которая связана с натяжным роликом 51 и, в свою очередь, с другим натяжным роликом 52, который входит в зацепление с шестерней 48, приводя вал 41 в движение в противоположном направлении, т. е. в обратном направлении. Когда ошейник 44 находится в среднем положении, и ни один из комплектов собачек не задействован, трансмиссия находится в нейтральном положении. Можно иметь и более простую схему для прямого и заднего хода, но этого вполне достаточно.

При первом запуске двигателя регулируемый гидравлический блок 30 находится в положении нулевого хода, а муфты 33 и 37 высшей и низшей передачи отключены. Регулируемый гидравлический блок 30 находится в положении нулевого хода, чтобы облегчить запуск двигателя. Двигатель запускается в нейтральном положении, а затем муфта 44 перемещается, чтобы перевести устройство либо в режим движения вперед, либо в режим движения назад по желанию. Предположим для настоящего обсуждения, что был выбран прямой режим. Затем регулируемый гидравлический блок 30 приводится от нулевого рабочего объема к его максимально отрицательному рабочему объему.

По мере увеличения рабочего объема узла 30 в отрицательном направлении неподвижный гидравлический узел 28 начинает работать и, следовательно, приводит во вращение пару солнечных шестерен 17 и 18 в направлении, противоположном направлению вращения входного вала 10 Когда солнечная шестерня 18 увеличивает скорость в направлении, противоположном направлению входного вала 10 и кольца 13, водило 15 и насосный элемент 24 уменьшают скорость примерно до половины (в зависимости от отношения второй планетарный узел 14) входной скорости. В этот момент включается муфта 33, в результате чего элемент 20 и турбина 38 находятся на нулевой скорости, поскольку выходной элемент 34 имеет нулевую скорость. Затем водила 15 приводит в действие насосный элемент 24 преобразователя 16 крутящего момента, который, в свою очередь, приводит в движение турбину 38 благодаря потоку масла в направлении, указанном стрелкой. Крутящий момент будет увеличиваться, так как статор 21 действует как реактивный элемент и удерживается на корпусе 23 обгонной муфтой 22. Следовательно, крутящий момент, создаваемый водилом 15, который уже в два раза превышает крутящий момент двигателя, дополнительно умножается на крутящий момент. преобразователь крутящего момента 16 и подается на выходной элемент 34 посредством муфты 33 низшей передачи. Выходной элемент 34 соединен с валом 40, и включенное средство переключения приводит к тому, что вал 40 приводит в движение выходной элемент 41 трансмиссии либо в прямое или обратное направление, как было выбрано ранее.

По мере ускорения транспортного средства скорость выходного вала 40 и турбины 38 увеличивается, так что в конце диапазона гидротрансформатора скорость турбины 38 практически равна скорости насоса 24 и водила 15. В этот момент , можно заблокировать сцепление 42; однако в такой блокировке нет необходимости, поскольку преобразователь крутящего момента 16 очень большой, и, находясь на выходном конце, он не будет проскальзывать, достигнув точки равной скорости насоса 24 и элемента 38.

Когда трансмиссия находится на пониженной передаче, регулируемый гидравлический блок 30 начинает уменьшать свой ход до нуля, уменьшая скорость фиксированного гидравлического блока 28 и, следовательно, скорость реактивных шестерен 17 и 18. член планетарного узла 14, увеличивает скорость.

Дальнейшее увеличение скорости водила 15 достигается за счет сверхцентральной работы узла переменного рабочего объема 30, и достигается момент, когда скорость зубчатого венца 19 равна скорости звена 20. В в этот момент муфта 37 высшей передачи включается, а муфта 33 низшей передачи выключается. В этот момент преобразователь 16 крутящего момента больше не используется для вывода, и он не поглощает никакой мощности, кроме минимальной мощности, необходимой для вращения элемента 20, который в это время не соединен с выходным валом 40. Однако, если желательно избежать даже этой мощности, то муфта 42 включается, чтобы блокировать преобразователь 16 крутящего момента.

Некоторые преимущества этой системы:

Во-первых, планетарные узлы 12 и 14 имеют простой тип.

Во-вторых, имеется только один регулируемый гидравлический блок 30, а другой гидравлический блок 28 является фиксированным. Наличие двух регулируемых гидравлических блоков в других устройствах создавало значительные проблемы с управлением.

В-третьих, одной из трудностей в этом обычном типе трансмиссии является плавный пуск, и наличие гидротрансформатора 16 способствует достижению этой плавности.

В-четвертых, гидротрансформатор 16 гасит любые крутильные колебания, которые могут возникать между двигателем и коробкой передач, и, таким образом, способствует плавности работы.

Коробка передач может, например, иметь повышающую передачу два к одному, создаваемую зубчатым венцом 19, понижающую передачу два к одному, создаваемую водилом 15, и дополнительную понижающую передачу два к одному, создаваемую гидротрансформатором 16.

Таким образом, если гидротрансформатор 16 сконструирован так, чтобы иметь умножение крутящего момента два к одному (вместо этого он может быть построен с более высоким умножением крутящего момента, например три к одному), трансмиссия будет имеют снижение частоты вращения двигателя в соотношении четыре к одному и повышающую передачу в соотношении два к одному по отношению к частоте вращения двигателя, что дает в общей сложности изменение диапазона восемь к одному.

РИС. 2 показаны линии скорости этого устройства. Поскольку неподвижный гидравлический блок 28 постоянно закреплен для работы с шестернями 17 и 18, чтобы соответствовать требуемому условию скорости зубчатого венца 19, выходных валов 40 и 41 и водила 15, во время гидротрансформатора диапазон, фиксированный гидравлический блок 28 должен работать примерно с той же скоростью, что и регулируемый гидравлический блок 30, и в противоположном направлении. Следовательно, регулируемый гидроагрегат 30 необходимо поставить на полный рабочий объем, как было сказано ранее. Это приводит к тому, что шестерни 17 и 18 вращаются с постоянной скоростью, как показано, и водило 15 вращается с постоянной скоростью, как показано, как и зубчатый венец 19.. Зубчатый венец 19 не имеет значения в нижнем диапазоне, но имеет водило 15, и его выходной сигнал является входом в гидротрансформатор 16. Поскольку выходной элемент 20 гидротрансформатора 16 сцеплен с конечным выходным валом 40 посредством муфта 33 низшей передачи, заштрихованная область на фиг. 2 между несущей линией 15 и линией для элемента 20 находится зона проскальзывания гидротрансформатора.

В конце диапазона преобразователя крутящего момента выходной сигнал преобразователя крутящего момента приближается к его входному сигналу, и, как было сказано ранее, после этого он приводится в действие практически с соотношением один к одному, что очень эффективно. Точнее, это может быть 0,9.передаточное число 8:1,0, но, как было сказано ранее, если требуется полное устранение потерь гидротрансформатора, гидротрансформатор может быть заблокирован муфтой 42.

В нижнем диапазоне привод полностью осуществляется через водило 15 планетарного механизма 14, а в верхнем диапазоне полностью через зубчатый венец 19 планетарного механизма 12.

Во время пуска двигателя вариатор 30 может находиться на для уменьшения пускового момента. После запуска двигателя регулируемый блок 30 устанавливается на полное отрицательное смещение, так что реактивные шестерни 17 и 18 достигают своих полных оборотов до включения фрикциона 33 низшей передачи; иначе возникла бы невозможная ситуация в планетарке, и скорости не совпали бы. Но как только скорость реактивных шестерен 17 и 18 достигает показанного значения (что означает, что блок 30 с переменным рабочим объемом работает на полную мощность), тогда может быть включена муфта 33 низшей передачи. Как показано, муфта 33 низшей передачи остается включенной от состояния покоя до конца нижнего диапазона, как показано, а муфта 37 высшей передачи включена в верхнем диапазоне, как показано. Существует обычное перекрытие между включением одного сцепления и выключением другого, которое я использовал во всех своих предыдущих трансмиссиях.