бесступенчатая трансмиссия транспортного средства

Формула изобретения

1. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства, состоящая из силовой установки с электронным блоком управления ею, агрегата, позволяющего разрывать, трансформировать и отводить из трансмиссии часть потока мощности, электронного блока управления трансмиссией, к которому подключены датчик положения педали подачи топлива, переключатель режима движения, устройство изменения радиуса обкатки шкивов вариатора, устройство для дистанционной блокировки дифференциалов, карданных или других передач, способных передавать вращательное движение на расстоянии, соединяющих между собой агрегаты трансмиссии, центральных редукторов с дифференциалами, вариаторов с гибкими металлическими элементами, отличающаяся тем, что в состав трансмиссии включены датчик измерения частоты вращения выходного вала силовой установки, датчики измерения продольных и поперечных ускорений автомобиля, для привода двух движителей одной оси транспортного средства используется один трансмиссионный модуль, состоящий из центрального редуктора с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, двух предохранительных муфт, ведущие элементы которых кинематически соединены с межколесным дифференциалом посредством конических зубчатых колес, двух вариаторов с гибкими металлическими элементами, ведущие шкивы которых кинематически соединены с ведомыми элементами предохранительных муфт, двух устройств изменения радиуса обкатки шкивов вариатора, двух или более карданных и/или других передач, способных передавать вращательное движение на расстоянии, передающих крутящий момент от вариаторов к движителям, двух датчиков измерения частоты вращения ведущих шкивов вариаторов, двух датчиков измерения крутящего момента, расположенных между центральным редуктором и движителями, двух датчиков измерения частоты вращения, расположенных между движителями и ведомыми шкивами вариаторов, а для передачи крутящего момента на движители других осей транспортного средства, осуществляемой по мостовой схеме раздачи мощности, применяются такие же трансмиссионные модули, выполненные проходными или не проходными, соединенные между собой кинематически, посредством межосевых дифференциалов с устройствами их блокировки, карданными или другими передачами, способными передавать вращательное движение на расстоянии, а также, если трансмиссия имеет количество ведущих осей более одной, то раздаточная коробка может иметь одну или большее количество ступеней, которые могут включать в себя дифференциалы, устройства для блокировки дифференциалов, реверсивный редуктор, один или несколько механизмов отбора мощности, один или несколько датчиков, регистрирующих режимы работы раздаточной коробки, механизмы, управляющие режимами работы раздаточной коробки, которые обеспечивают функционирование раздаточной коробки в одном режиме, двух или большего количества движителей, одновременно электронный блок управления трансмиссией подключен к датчикам измерения крутящего момента, датчикам измерения частоты вращения ведущих шкивов вариаторов, датчикам измерения продольных и поперечных ускорений автомобиля, датчикам измерения частоты вращения коленчатого вала силовой установки, датчикам, регистрирующим режимы работы раздаточной коробки, причем в трансмиссионном модуле крутящий момент подводится к входному валу центрального редуктора, ведомые шкивы вариаторов передают крутящий момент к колесным редукторам посредством карданных передач, выходной вал колесного редуктора кинематически связан с движителями.

2. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи, а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к движителям осуществляется через конические зубчатые колеса, причем оси вращения ведомого и ведущего шкивов одного и того же вариатора лежат по одну сторону относительно вертикальной продольной плоскости или в ней, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала, причем возможны варианты, когда оси вращения одной пары шкивов принадлежат вертикальной продольной плоскости, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала, а оси вращения другой пары шкивов этого вариатора не принадлежат ей.

3. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи, а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к движителям осуществляется через конические зубчатые колеса, причем оси вращения ведущего и ведомого шкивов одного и того же вариатора лежат по разные стороны относительно вертикальной продольной плоскости, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала.

4. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.2, отличающаяся тем, что оси вращения элементов предохранительных муфт и корпуса межколесного дифференциала совпадают, а крутящий момент от предохранительных муфт к ведущим шкивам вариаторов передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи.

5. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.3, отличающаяся тем, что оси вращения элементов предохранительных муфт и корпуса межколесного дифференциала совпадают, а крутящий момент от предохранительных муфт к ведущим шкивам вариаторов передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи.

6. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.2, отличающаяся тем, что оси вращения ведущих шкивов вариаторов, элементов предохранительных муфт, корпуса межколесного дифференциала совпадают.

7. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по любому из пп.1-6 формулы, отличающаяся тем, что ведомые шкивы двух вариаторов одного трансмиссионного модуля передают крутящий момент к одному или к нескольким движителям одного борта транспортного средства.

8. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по п.7, отличающаяся тем, что передача крутящего момента осуществляется параллельно на трансмиссионные модули левого и правого бортов.

9. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства, выполненная по любому из предыдущих восьми пунктов формулы изобретения, отличающаяся тем, что включает в свой состав элементы или определенные их совокупности, входящие в состав бесступенчатых трансмиссий транспортного средства, описанных в каких-либо из предыдущих восьми пунктов формулы изобретения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к трансмиссиям транспортных средств, и может быть применено преимущественно на двухосных, трехосных и четырехосных транспортных средствах, предназначенных для использования в любых дорожных условиях и вне дорог, а также в условиях, требующих повышенной маневренности.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения взята бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства (патент РФ 2219076 от 22.05.2002), передающая крутящий момент от силовой установки на четыре ведущих колеса через центральный редуктор, два вариатора, четыре бортовых редуктора. Такая трансмиссия обеспечивает бесступенчатую передачу крутящего момента, позволяет повысить маневренность и проходимость транспортного средства, однако не позволяет устранить явление «циркуляции мощности», возникающее в агрегатах и узлах трансмиссии при заблокированных дифференциалах или отсутствии таковых, обеспечить желаемое распределение крутящего момента по движителям, обеспечивающее наилучшие эксплуатационные свойства, например управляемость, устойчивость, экономичность, оснастить тормозную систему транспортного средства антиблокировочной системой, т.к. в ней невозможно регулировать угловую скорость и подводимый крутящий момент каждого движителя в отдельности. Также недостатком трансмиссии прототипа является неспособность передачи относительно больших крутящих моментов, что делает невозможным ее применение на достаточно тяжелых транспортных средствах, что объясняется особенностью схемы и существованием предельного крутящего момента, передаваемого вариатором с гибким металлическим элементом.

Настоящее изобретение направлено на расширение функциональных возможностей, снижение нагруженности в узлах и агрегатах трансмиссии, повышение КПД, повышение унификации агрегатов и узлов трансмиссии, повышение компактности и снижение трудоемкости управления бесступенчатой трансмиссии транспортного средства, повышение маневренности.

Сущность изобретения заключается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения обеспечиваемых изобретением технических результатов. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства включает в себя кинематически связанные между собой силовую установку с электронным блоком управления 1, агрегат 2, позволяющий разрывать, трансформировать и отводить из трансмиссии часть потока мощности (например, гидротрансформатор), раздаточную коробку 3 с реверсивным редуктором, дифференциалом и устройством дистанционной блокировки дифференциала (в некоторых случаях может отсутствовать раздаточная коробка). Также трансмиссия содержит в себе, по меньшей мере, один трансмиссионный модуль, кинематически соединенный с раздаточной коробкой или с реверсивным редуктором (в случае отсутствия раздаточной коробки). Трансмиссионный модуль состоит из центрального редуктора 5 с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, двух предохранительных муфт 6, ведущие элементы которых кинематически связаны с зубчатыми колесами, передающими крутящий момент от межколесного дифференциала, двух вариаторов с гибкими металлическими элементами 7, ведущие шкивы которых кинематически соединены с выходными валами предохранительных муфт 6, двух устройств изменения радиусов обкатки ведущих шкивов вариаторов 4, двух карданных или других передач 9, способных передавать вращательное движение на расстояние, кинематически связанных с ведомыми шкивами вариаторов 7 и с движителями транспортного средства 19, двух датчиков измерения крутящего момента 16, расположенных между центральным редуктором 5 и движителями 19 и двух датчиков измерения частоты вращения 14, расположенных между вариаторами 7 и движителями 19, двух датчиков измерения частоты вращения 15, расположенных между центральным редуктором 5 и вариаторами 7. В трансмиссии присутствует электронный блок управления трансмиссией 10, подключенный к входящим в ее состав датчику положения подачи топлива 11, датчикам измерения крутящих моментов 16, датчикам измерения частот вращения 14 и 15, переключателю режима движения 18, устройствам изменения радиусов обкатки ведущих шкивов вариаторов 4, электронному блоку управления силовым агрегатом, устройствам для дистанционной блокировки дифференциалов, датчикам продольных и поперечных ускорений автомобиля 17, датчику частоты вращения двигателя 13, датчику угла поворота рулевого колеса 12.

От ближайшего аналога, взятого за прототип, заявленная трансмиссия отличается тем, что из конструкции исключены бортовые редукторы с самоблокирующимися дифференциалами, бортовые карданные валы, передающие крутящий момент к другой оси, бортовые редукторы и карданные валы привода движителей этой оси, так как для привода двух движителей одной оси транспортного средства используется один трансмиссионный модуль, а для передачи крутящего момента на движители других осей транспортного средства, которая теперь осуществляется по мостовой схеме раздачи мощности, используются такие же трансмиссионные модули, между которыми возможно применение межосевых и межтележечных дифференциалов с устройствами их дистанционной блокировки. Данная трансмиссия при количестве ведущих осей больше одной содержит одну или несколько одноступенчатых, двухступенчатых или имеющих большее количество ступеней раздаточных коробок, которые могут включать в себя дифференциалы с устройствами их блокировки, реверсивные редукторы, механизмы отбора мощности, датчики, регистрирующие режимы работы раздаточной коробки, механизмы, управляющие режимами работы раздаточной коробки. Из конструкции также исключены устройство отключения рулевого колеса и устройство блокировки рулевого механизма, но дополнительно к электронному блоку подключено несколько датчиков измерения угловых скоростей, один или несколько датчиков измерения продольных и поперечных ускорений автомобиля. Заявленная трансмиссия транспортного средства в отличие от трансмиссии прототипа имеет не один датчик измерения крутящего момента, а несколько, количество которых равно количеству движителей.

Следующие признаки характеризуют изобретение в частных случаях, в конкретных формах его выполнения.

1. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через конические зубчатые колеса (фиг.1, 2).

2. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса (также возможна передача крутящего момента ремнем или цепью через шкивы), а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к полуосям осуществляется через конические зубчатые колеса. Оси вращения ведущего и ведомого шкивов одного и того же вариатора лежат по одну сторону относительно вертикальной продольной плоскости или в ней, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала (фиг.3).

3. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса (также возможна передача крутящего момента ремнем или цепью через шкивы), а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к полуосям осуществляется через конические зубчатые колеса. Оси вращения ведущего и ведомого шкивов одного и того же вариатора лежат по разные стороны относительно вертикальной продольной плоскости, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала (фиг.3, 4).

4. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса (также возможна передача крутящего момента ремнем или цепью через шкивы, лежащие в одной плоскости), а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к полуосям осуществляется через конические зубчатые колеса. Оси вращения ведущего и ведомого шкивов одного и того же вариатора лежат по одну сторону относительно вертикальной продольной плоскости, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала или в ней. Оси вращения элементов предохранительных муфт и корпуса межколесного дифференциала совпадают, а крутящий момент от предохранительных муфт к ведущим шкивам вариаторов передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи.

5. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса (также возможна передача крутящего момента ремнем или цепью через шкивы, лежащие в одной плоскости), а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к полуосям осуществляется через конические зубчатые колеса. Оси вращения ведущего и ведомого шкивов одного и того же вариатора лежат по разные стороны относительно вертикальной продольной плоскости, которой принадлежит ось вращения межколесного дифференциала. Оси вращения элементов предохранительных муфт и корпуса межколесного дифференциала совпадают, а крутящий момент от предохранительных муфт к ведущим шкивам вариаторов передается через цилиндрические зубчатые колеса или через шкивы посредством ремня или цепи.

6. Крутящий момент от межколесного дифференциала к предохранительным муфтам передается через цилиндрические зубчатые колеса (также возможна передача крутящего момента ремнем или цепью через шкивы, лежащие в одной плоскости), а передача крутящего момента от выходных валов вариаторов к полуосям осуществляется через конические зубчатые колеса. Оси вращения ведущих шкивов вариаторов, элементов предохранительных муфт, корпуса межколесного дифференциала совпадают (фиг.5).

7. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по одному из вышеприведенных первых шести признаков, характеризующих изобретение в частных случаях, особенностью которой является то, что ведомые шкивы двух вариаторов одного трансмиссионного модуля передают крутящий момент к одному или к нескольким движителям одного борта транспортного средства (фиг.7).

8. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства по одному из вышеприведенных первых шести признаков, характеризующих изобретение в частных случаях, особенностью которой является то, что ведомые шкивы двух вариаторов одного трансмиссионного модуля передают крутящий момент к одному или к нескольким движителям одного борта транспортного средства, причем передача крутящего момента осуществляется параллельно на трансмиссионные модули левого и правого бортов (фиг.8).

9. Бесступенчатая трансмиссия транспортного средства, состоящая из набора трансмиссионных модулей или каких-либо их сочетаний, которые применяются в трансмиссиях, описанных в предыдущих признаках, характеризующих частные случаи. Например, сочетание мостовой и бортовой схем передачи крутящего момента, описанных в признаках 1 и 7 (фиг.9).

Решение поставленных задач достигается тем, что бесступенчатая трансмиссия транспортного средства представляет собой совокупность компактных унифицированных трансмиссионных модулей.

Каждый трансмиссионный модуль содержит две предохранительные муфты, необходимые для защиты вариаторов и других агрегатов трансмиссии от перегрузок, которые могут возникнуть при движении транспортного средства (например, при потере одного из колес контакта с грунтом). В схеме бесступенчатой трансмиссии транспортного средства применен центральный редуктор, который позволяет пропускать крутящий момент непосредственно на следующий модуль. Благодаря такой схеме достигается высокая унификация трансмиссионных модулей, компактность и одинаковый КПД всех потоков мощности. Заявленная бесступенчатая трансмиссия транспортного средства в отличие от трансмиссии прототипа имеет не один датчик измерения крутящего момента, а несколько, количество которых равно количеству движителей. Благодаря применению такой схемы трансмиссии становится возможным регулировать угловую скорость и подводимый крутящий момент каждого движителя в отдельности.

Для пояснения принципа регулирования крутящего момента на отдельных колесах или осях при незаблокированных дифференциалах рассмотрим две передние оси многоосного транспортного средства с дифференциальной связью между колесами этих осей. Предположим, что межосевой и межколесные дифференциалы симметричны и характеризуются малым внутренним трением. С целью упрощения последующих рассуждений будем считать, что радиусы качения колес не зависят от подводимого крутящего момента и равны друг другу, а потери в трансмиссионных агрегатах не зависят от режима их работы.

При прямолинейном движении транспортного средства с постоянной скоростью V _тс по ровной опорной поверхности, отсутствии буксования колес и равенстве передаточных чисел всех индивидуальных вариаторов полуосевые шестерни всех межколесных дифференциалов будут вращаться с одинаковыми скоростями

где _лшk; _пшk; _дk - соответственно угловые скорости вращения левой и правой полуосевых шестерен и корпуса дифференциала k-й оси;

u_кр - передаточное число колесного редуктора;

u_вар - передаточное число вариатора.

Моменты, подводимые к левому и правому колесам первой оси, будут равны

где М_кл1; М _кп1; М_д1 - моменты, подводимые к левому и правому колесам и к корпусу дифференциала соответственно;

_кр - коэффициент полезного действия колесного редуктора;

_вар - коэффициент полезного действия вариатора.

При одновременном увеличении передаточного числа вариатора правого колеса первой оси на величину u_вар1 и уменьшении передаточного числа вариатора левого колеса первой оси на ту же самую величину u_вар1 равенство (1) нарушится и угловые скорости вращения полуосевых шестерен левого и правого колес первой оси станут соответственно равны

где - угловые скорости вращения левой и правой полуосевых шестерен колес первой оси после коррекции передаточных чисел вариаторов первой оси.

Т.о., правая полуосевая шестерня передней оси ускорится, а левая замедлится. Однако скорость вращения корпуса межколесного дифференциала первой оси останется прежней

Несмотря на то что симметричный межколесный дифференциал делит момент между полуосевыми шестернями поровну, момент, подводимый к правому колесу первой оси в соответствии с возросшим передаточным числом участка трансмиссии между межколесным дифференциалом и ведущим колесом, будет увеличен

а момент на левом колесе уменьшен

при неизменной величине крутящего момента, подводимого к передней оси

где - соответственно моменты, подводимые к левому и правому колесам и к корпусу дифференциала после коррекции передаточных чисел вариаторов первой оси.

При одновременном увеличении передаточных чисел обоих вариаторов первой оси на величину u_вар и уменьшении передаточных чисел обоих вариаторов второй оси на ту же самую величину u_вар угловые скорости вращения приводных валов, передающих крутящий момент первой и второй ведущим осям, соответственно возрастут, и уменьшатся, и будут равны

где - угловые скорости вращения приводных валов, передающих крутящий момент к первой и второй осям соответственно после коррекции передаточных чисел вариаторов первой и второй осей;

u _кр - передаточное число центрального редуктора.

Угловая скорость вращения корпуса межосевого дифференциала останется неизменной

где - угловые скорости вращения корпуса межосевого дифференциала, распределяющего крутящий момент между первой и второй осями, до и после коррекции передаточных чисел вариаторов первой и второй осей соответственно.

Поскольку в симметричных межосевом и межколесных дифференциалах момент делится поровну, то момент, подводимый к колесам первой оси, в соответствии с возросшим передаточным числом участка трансмиссии между ведущим колесом и межосевым дифференциалом будет увеличен и моменты на левом и правом колесах будут равны, а момент, подводимый к колесам второй оси уменьшен:

Аналогично регулируется распределение соотношения крутящих моментов и между тележками транспортного средства.

Улучшение топливной экономичности транспортного средства достигается, во-первых, работой силовой установки на режиме минимального расхода топлива, что обеспечивается выбором соответствующей ступени в раздаточной коробке и среднего значения передаточного числа всех вариаторов транспортного средства (среднего для всего транспортного средства передаточного числа вариаторов) и, во-вторых, коррекцией передаточных чисел вариаторов так, чтобы при движении одиночного транспортного средства с постоянной скоростью обеспечить качение каждого из колес в свободном режиме, когда момент, подводимый к любому из колес, равен моменту сопротивления качению этого колеса. Выбор ступени в раздаточной коробке и передаточных чисел индивидуальных вариаторов осуществляется электронным блоком управления 10 на основе информации, получаемой от датчика положения педали подачи топлива 11, датчиков крутящих моментов 16, датчиков продольных и поперечных ускорений 17, датчика измерения угла поворота рулевого колеса 12, датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя 13 и движителей 19.

Переход с режима работы, обеспечивающего минимальный расход топлива, на режим движения с максимальной скоростью производится водителем принудительно при помощи переключателя 18 либо автоматически.

При движении транспортного средства в поворотах с целью уменьшения вероятности скольжения колес одновременно увеличиваются передаточные числа вариаторов, приводящие внешние по отношению к центру поворота движители, и соответственно возрастает тяга на этих наиболее нагруженных вертикальной силой движителях, а на внутренних разгруженных движителях в результате уменьшения передаточных чисел соответствующих вариаторов тяга снижается.

Если снос передних осей или занос задних осей все же происходит, то в режиме динамической стабилизации система управления работает следующим образом.

Во-первых, уменьшается момент, подводимый к скользящим осям, и увеличивается момент, подаваемый к нескользящим осям, для чего в вариаторах скользящих осей передаточное число уменьшают, а в вариаторах нескользящих осей увеличивают.

Во-вторых, перераспределяют крутящий момент между движителями каждой из осей так, чтобы момент, создаваемый силами тяги движителей одной оси, препятствовал развороту транспортного средства. Для этого при сносе передних движителей на всех осях или только на нескользящих осях дополнительно увеличиваются передаточные числа вариаторов, расположенных вдоль того борта транспортного средства, в направлении которого происходит снос, и уменьшаются передаточные числа вариаторов вдоль другого борта. При заносе задних осей на всех осях или только на нескользящих осях дополнительно уменьшаются передаточные числа вариаторов, расположенных вдоль того борта, в направлении которого происходит занос транспортного средства, и увеличиваются передаточные числа вариаторов другого борта.

В-третьих, при необходимости уменьшается развиваемый двигателем крутящий момент и снижается частота вращения коленчатого вала двигателя.

Блокировка дифференциалов производится либо водителем вручную с помощью переключателя либо автоматически электронным блоком управления при обнаружении буксования движителей.

Так как возможно регулировать угловую скорость и подводимый крутящий момент каждого движителя в отдельности даже при заблокированных дифференциалах путем изменения текущих передаточных чисел вариаторов, значит, заявленная бесступенчатая трансмиссия транспортного средства способна устранить явление «циркуляции мощности», возникающее в агрегатах и узлах трансмиссии.

Для доказательства данного факта достаточно рассмотреть устранение явления «циркуляции мощности» на примере двухколесного велосипеда, совершающего криволинейное движение, колеса которого приводятся одной и той же цепью через звездочки одинакового диаметра, так как суть методики устранения этого явления аналогична для всех случаев и не зависит от количества колес и их взаимного расположения.

Допущения, принятые в рассмотрении:

1) не учитываются коэффициенты увода колес;

2) суммарный момент, прикладываемый к трансмиссии во время прохождения всего криволинейного участка траектории, не изменяется;

3) радиус качения переднего колеса равен радиусу качения заднего колеса.

Итак, найдем крутящие моменты, действующие на оба колеса, при разных углах поворота переднего колеса. Для этого будем имитировать поворот переднего колеса изменением радиусов качения обоих колес на величину, зависящую от угла поворота, причем таким образом, чтобы сумма радиусов колес не изменилась (условие наложено природой явления, на борьбу с которым направлено изобретение).

где X - величина, на которую надо изменить радиусы качения колес для имитации поворота велосипеда;

rp ₀ - радиус качения переднего колеса;

rz ₀ - радиус качения заднего колеса;

- угол поворота колеса;

rkp₀ =rp₀+X;

rkp₀ - измененный радиус качения переднего колеса;

rkz0=rz0-X;

rkz0 - измененный радиус качения заднего колеса.

Так как особенностью привода обусловлено равенство угловых скоростей переднего и заднего колес, то их радиусы качения станут равными, а их приращения компенсируются закруткой или проскальзыванием колес в разных направлениях вращения. Найдем реальный радиус качения, скорректированный с учетом действия прикладываемого крутящего момента:

где rk - реальный радиус качения колес;

р - коэффициент тангенциальной эластичности переднего колеса;

z - коэффициент тангенциальной эластичности заднего колеса;

М - суммарный крутящий момент.

Теперь найдем крутящие моменты, действующие на колеса:

где Мр - крутящий момент, действующий на переднее колесо;

где Mz - крутящий момент, действующий на заднее колесо.

Найдем такое приращение угловой скорости, сообщив которое можно будет выравнять крутящие моменты, действующие на разные колеса, найдя перед этим приращение к радиусам качении:

где rr - величина коррекции радиусов качения;

где - величина коррекции угловых скоростей колес.

Теперь скорректируем крутящие моменты, действующие на колеса:

Явление «циркуляции мощности» устранено.

Заявленная бесступенчатая трансмиссия транспортного средства представляет собой следующую конструкцию. Крутящий момент от силовой установки через гидротрансформатор подводится к раздаточной коробке, которая распределяет крутящий момент по трансмиссионным модулям, которые проводят через себя либо весь поток мощности, приходящий на них, либо его часть, отдавая остальную его часть на другие трансмиссионные модули, идущие за ним. В трансмиссионном модуле крутящий момент подводится к входному валу центрального редуктора. Ведущие элементы предохранительных муфт соединены каждый с одним из двух выходных валов центрального редуктора, а на их ведомых элементах установлены ведущие шкивы вариаторов. Ведомые шкивы вариаторов, в свою очередь, передают крутящий момент к колесным редукторам посредством карданных передач. Выходной вал колесного редуктора кинематически связан с движителями. Электронный блок управления трансмиссией подключен к датчику положения педали подачи топлива, датчикам измерения крутящего момента, датчикам измерения частоты вращения ведущих шкивов вариаторов, датчикам измерения частоты вращения, расположенным между движителями и ведомыми шкивами вариаторов, одному или нескольким датчикам измерения продольных и поперечных ускорений автомобиля, если таковые имеются, переключателю режима движения, датчику измерения частоты вращения коленчатого вала силовой установки, датчику угла поворота рулевого колеса, устройствам изменения радиуса обкатки шкивов вариатора, устройствам для дистанционной блокировки дифференциалов, датчикам, регистрирующим режимы работы раздаточной коробки, если таковые имеются, к механизмам, которые управляют режимами работы раздаточной коробки, если таковые имеются, электронному блоку управления силовой установкой.

На фиг.1, 3, 5, 7, 8, 9 показаны два варианта кинематических схем бесступенчатой трансмиссии транспортного средства, на фиг.2, 4 показаны два варианта кинематических схем трансмиссионных модулей, а на фиг.6 показаны различные варианты трансмиссии транспортных средств, различающиеся разным количеством ведущих осей, где:

1 - силовая установка с электронным блоком управления;

2 - агрегат, позволяющий разрывать, трансформировать и отводить из трансмиссии часть потока мощности;

3 - раздаточная коробка, которая включает в себя дифференциалы с устройствами их блокировки и реверсивный редуктор;

4 - устройство изменения радиуса обкатки шкивов вариатора;

5 - проходной центральный редуктор с межколесным дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки;

6 - предохранительная муфта;

7 - вариатор с гибким металлическим элементом;

8 - колесный редуктор;

9 - карданная или другая передача, способная передавать вращательное движение на расстояние;

10 - электронный блок управления трансмиссией;

11 - датчик, определяющий положение педали подачи топлива;

12 - датчик измерения угла поворота рулевого колеса;

13 - датчик измерения частоты вращения двигателя;

14 - датчик измерения частоты вращения движителя;

15 - датчик измерения частоты вращения ведущего шкива вариатора;

16 - датчик измерения крутящего момента;

17 - датчики продольных и поперечных ускорений транспортного средства;

18 - переключатель режимов движения;

19 - движитель.

Варианты различаются расположением вариаторов или полностью трансмиссионных модулей в пространстве и разными сочетаниями элементов трансмиссии, но при этом каждый из них решает поставленные задачи.

Режим холостого хода организуется за счет разъединения ведущих и ведомых элементов агрегата 2, позволяющего разрывать, трансформировать и отводить из трансмиссии часть потока мощности (например, гидротрансформатора).

Режим трогания: гидротрансформатор разблокирован, передаточное число вариаторов 7 максимальное. При воздействии на педаль подачи топлива повышается частота вращения выходного вала двигателя. Соответственно, начинает вращаться выходной вал гидротрансформатора 2, и транспортное средство начинает движение.

Режим разгона: когда частота вращения выходного вала гидротрансформатора приблизится к частоте вращения входного вала гидротрансформатора 2, он блокируется и электронный блок управления трансмиссией 10 постепенно уменьшает передаточное число вариаторов 7, обрабатывая данные, полученные от датчиков.

Режим движения в нормальных условиях: в таком режиме дифференциалы разблокированы. Электронным блоком управления трансмиссией 10 поддерживается равенство передаточных отношений всех вариаторов 7. Неравенство передаточных чисел вариаторов 7, возникающее из-за неточности изготовления деталей, компенсируется работой дифференциалов.

Режим движения в особо сложных условиях: на таком режиме включается низшая ступень в раздаточной коробке 3 и блокируются все имеющиеся дифференциалы через устройства для дистанционной блокировки дифференциалов, при этом частота вращения каждого движителя 19 и подводимый к ним крутящий момент регулируются индивидуально по заданному переключателем режима движения 18 алгоритму посредством изменения передаточного числа соответствующего вариатора 7. Электронный блок управления трансмиссией 10, обрабатывая информацию, полученную от датчиков измерения крутящих моментов 16, датчиков измерения угловых скоростей 13, 14, 15 и вариаторов 7, корректирует передаточное отношение каждого вариатора 7 в отдельности. Благодаря этому устраняется циркуляция мощности в трансмиссии, возникающая из-за неравенства радиусов движителей 19, а также при криволинейном движении и при движении по неровностям, а следовательно, уменьшается закрутка валов трансмиссии, снижается расход топлива и повышается общий КПД трансмиссии.

Движение задним ходом осуществляется посредством включения задней передачи в раздаточной коробке 3.

Таким образом, предлагаемая трансмиссия обеспечивает заявленный технический результат за счет индивидуального управления движителями, а также за счет своих конструкционных особенностей и существенно расширяет функциональные возможности прототипа.

Описанная в данном примере и изображенные на чертежах конструкции устройства «бесступенчатая трансмиссия транспортного средства» не являются единственно возможными для реализации заявленного изобретения и достижения вышеуказанного технического результата и не исключают других вариантов его изготовления, содержащих совокупность признаков, включенных в независимый пункт формулы изобретения.