ТРАНСМИССИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE TRANSMISSION

Область техники
Изобретение относится к трансмиссии для транспортного средства, которая включает в себя множество механизмов передачи привода, таких как зубчатые пары и тому подобные, в линиях передачи мощности, которые выполняют переключение передаточного отношения скоростей трансмиссии посредством замены механизмов трансмиссии, задействованных в передаче крутящего момента. В частности, изобретение относится к трансмиссии, выполненной с возможностью использования объединения передачи мощности с использованием механических средств, таких как зубчатые механизмы и т.п., или передачи мощности гидравлическим давлением текучей среды под давлением и т.п., или другой формой энергии, такой как электроэнергия или т.п.
Уровень техники
Пример вышеупомянутого типа трансмиссии описан в японской публикации патентной заявки №11-51150 (JP-A-11-51150). Трансмиссия, описанная в японской публикации патентной заявки № 11-51150 (JP-A-11-51150), сконструирована из механической трансмиссии (MT), которая переключает путь передачи крутящего момента в планетарном зубчатом механизме согласно состояниям сцепления/высвобождения множества механизмов муфт сцепления, и гидростатической трансмиссии (HST), которая передает мощность посредством подачи масла под давлением, вырабатываемым гидравлическим насосом, на гидромотор и которой выполняется переключение, два типа трансмиссии располагаются параллельно друг другу между входной деталью и выходной деталью. В этой трансмиссии передаточные отношения изменения скоростей, устанавливаемые механической трансмиссией, изменяются ступенчато, в то время как передаточное число, устанавливаемое гидростатической трансмиссией, изменяется плавно. Поэтому, передаточное число изменения скорости трансмиссии целом может изменяться непрерывно и может осуществляться функционирование трансмиссий, как так называемой трансмиссии с плавно изменяемым передаточным числом.
Другой пример описан в японской публикации патентной заявки №2000-320644(JP-A-2000-320644). В трансмиссии, описанной в японской публикации патентной заявки №2000-320644 (JP-A-2000-320644), выходная мощность источника двигательной мощности распределяется и передается на многоступенчатое устройство изменения скорости, собранное в основном из множества зубчатых пар и множества механизмов муфт сцепления, и на гидростатическую трансмиссию. После объединения мощностей, измененных по скорости посредством многоступенчатого устройства изменения скоростей и гидростатической трансмиссии посредством планетарного зубчатого механизма, мощность выводится из трансмиссии. Поэтому, в такой трансмиссии пропорция между мощностью, передаваемой многоступенчатым устройством изменения скоростей, и мощностью, передаваемой гидростатической трансмиссией, меняется в процессе использования гидростатической трансмиссии так, чтобы передаточное число в целом могло плавно меняться.
Как описано выше, в трансмиссии, описанной в японской публикации патентной заявки №11-51150 (JP-A-11-51150), мощность передается через гидростатическую трансмиссию, пропорция мощности, передаваемой через гидростатическую трансмиссию, может изменяться так, чтобы бесступенчато изменять передаточное число трансмиссии. Вместе с тем, для передачи мощности посредством текучей среды в этом случае насос напрямую приводится в действие мощностью источника двигательной мощности. Затем генерируемая таким образом текучая среда под давлением направляется на мотор, чтобы приводить в действие мотор, и выходная мощность мотора напрямую передается на выходную сторону. Поэтому существует возможность, что по мере того, как давление текучей среды увеличивается согласно передаваемому крутящему моменту, потеря мощности может относительно увеличиваться, и поэтому коэффициент полезного действия силовой трансмиссии в целом может не стать достаточно высоким.
Это также происходит с трансмиссией, описанной в японской публикации патентной заявки №2000-320644 (JP-A-2000-320644). В конструкции, описанной в японской публикации патентной заявки №2000-320644 (JP-A-2000-320644), поскольку устройство многоступенчатого изменения скорости и гидростатическая трансмиссия располагаются по существу параллельно друг другу между входной деталью и выходной деталью, существует возможность того, что коэффициент полезного действия силовой трансмиссии в целом может не стать достаточно высоким вследствие увеличенной потери мощности или тому подобного, когда выполняется передача мощности через гидростатическую трансмиссию.
В дополнение к этому как в трансмиссии, описанной в японской публикации патентной заявки №11-51150 (JP-A-11-51150), так и в трансмиссии, описанной в японской публикации патентной заявки №2000-320644 (JP-A-2000-320644), муфты сцепления, такие как многодисковые муфты сцепления или тому подобные, используются в качестве механизма подведения выходной мощности источника двигательной мощности, такого как двигатель или т.п., на трансмиссию или для отсечки мощности, и поэтому потребляется мощность, такая как мощность масла под давлением, или т.п. для муфт сцепления. Это может стать фактором, увеличивающим потерю мощности в целом или снижает коэффициент полезного действия силовой трансмиссии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение направлено для решения вышеупомянутых технических задач и создает трансмиссию с возможностью улучшения коэффициента полезного действия передачи мощности и топливной экономичности транспортного средства.
Согласно одному аспекту изобретения создана трансмиссия для транспортного средства, имеющая: по меньшей мере, два ведущих вала, мощность на которые избирательно передается от источника двигательной мощности, ведомый вал, мощность на который передается от ведущих валов, множество механизмов передачи привода, расположенных между ведущими валами и ведомым валом, и переключающий механизм, который избирательно обеспечивает передачу мощности между ведущими валами и ведомым валом через механизмы передачи привода; трансмиссия характеризуется тем, что ведущие валы располагаются концентрически и соединяются друг с другом с возможностью вращения друг относительно друга, и ведущие валы и ведомый вал располагаются на осях, параллельных друг другу, причем первый блок привода с возможностью выведения части мощности, передаваемой от источника двигательной мощности на один из ведущих валов, и выведения другой части мощности после преобразования формы энергии другой части мощности, и также с возможностью изменения пропорции между мощностью, выводимой на один из ведущих валов, и мощностью, выводимой после преобразования формы энергии, расположен на одной оси, с осями ведущих валов и оси ведомого вала, при этом второй блок привода с возможностью выведения части мощности, передаваемой от источника двигательной мощности на другой один из ведущих валов, и выведения другой части мощности после преобразования формы энергии другой части мощности и также с возможностью изменения доли между мощностью, выводимой на один из ведущих валов, и мощностью, выводимой после преобразования формы энергии, расположен на одной оси с осью другого одного из ведущих валов и оси ведомого вала, причем первый блок привода и второй блок привода взаимно соединяются с возможностью направления и принятия мощности с преобразованием формы энергии друг от друга.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, выходная мощность передается источником двигательной мощности на блоки привода, и мощность передается от одного из блоков привода на один из ведущих валов и затем мощность передается на ведомый вал через один или несколько механизмов передачи привода согласно режиму работы переключающего механизма. В этом случае, если только один из блоков привода находится в таком режиме, как выведение подводимой мощности прямо на один из ведущих валов, устанавливается передаточное отношение переключения скорости, заданное механизмом передачи привода, который соединен с блоком привода и находится в режиме передачи мощности. С другой стороны, если в любом одном из блоков привода преобразуется форма энергии части входной мощности и затем передается на другой блок привода, мощность передается от другого блока привода на ведущий вал, соединенный с ним, и затем от ведущего вала мощность передается на ведомый вал через заданный переключающий механизм.
Таким образом, передача мощности, содержащая преобразование формы энергии, выполняется параллельно или одновременно, и мощность, передаваемая во время преобразования формы энергии, может плавно изменяться. Поэтому, передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом непрерывно изменяется. То есть, бесступенчатое или с плавным изменением передаточного числа изменение скорости становится возможным. В этом случае, передача мощности, содержащая преобразование формы энергии, предназначена для распределения мощности, подводимой от источника двигательной мощности, на множество линий передачи мощности, проходящих вдоль ведущих валов. Поэтому, крутящий момент для передачи мощности, содержащей преобразование формы энергии, может уменьшаться, чтобы можно было предотвращать или уменьшить потерю мощности и коэффициент полезного действия силовой трансмиссии может в целом улучшаться.
В описанной выше трансмиссии для транспортного средства, предпочтительно, чтобы первый блок привода и второй блок привода включали в себя дифференциальный механизм, выполняющий работу дифференциала посредством трех элементов, которыми являются входной элемент, на который передается мощность от источника двигательной мощности, выходной элемент, выводящий мощность на один из ведущих валов, и элемент противодействия, и мотор, приводящийся в действие для генерирования энергии и снабжаемый энергией для выведения мощности, с изменяемой производительностью генерирования энергии и способностью выведения мощности, при этом в каждом из блоков, первом блоке привода и втором блоке привода, мотор соединен с элементом противодействия.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, каждый блок привода передает мощность на один из ведущих валов в соответствие с силой противодействия, выдаваемой мотором, и также выводит мощность после изменения формы энергии по этой причине. Поэтому, хотя нагрузка на мотор сравнительно мала, большая мощность может передаваться каждым блоком привода. Поэтому, блоки привода и конструкция трансмиссии могут уменьшаться в размерах, и коэффициент полезного действия силовой трансмиссии может улучшаться.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы трансмиссия дополнительно включала в себя переключающий механизм прямого сцепления, который избирательно напрямую сцепляет ведомый вал и мотор одного из блоков привода, расположенных на одной оси с ведомым валом, и устройство управления стартом транспортного средства, устанавливающее переключающий механизм прямого сцепления и другой один из переключающих механизмов в сцепленное состояние.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы другой один из переключающих механизмов являлся либо одним из механизмов передачи привода, обеспечивающим передачу крутящего момента через механизм передачи привода, который устанавливает самое большое передаточное отношение переключения скорости движения в направлении вперед среди множество механизмов передачи мощности, и механизм передачи привода, который передает мощность в таком направлении, что транспортное средство движется в направлении назад.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, когда транспортное средство стартует, может выполняться передача мощности через один или несколько переключающих механизмов и один или несколько механизмов передачи привода, и передача мощности, совершаемая передачей мощности между моторами. Поэтому приводной крутящий момент во время старта транспортного средства может быть сделан достаточно большим.
В вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы механизмы передачи привода включали в себя механизм передачи привода первой скорости, который передает мощность, когда транспортное средство стартует для движения в направлении вперед, и другой механизм передачи привода скорости движения вперед, передаточное отношение переключения скорости которого меньше, чем передаточное отношение переключения скорости механизма передачи привода первой скорости, и чтобы переключающий механизм прямого сцепления имел возможность переключения другого механизма передачи привода для движения вперед в режим с возможностью передачи крутящего момента, то время, как соединение между ведомым валом и мотором одного из блоков привода, расположенного соосно с ведомым валом, высвобождается.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, кроме, по существу, одинаковых эффектов с получаемыми вышеупомянутыми конструкциями трансмиссии для транспортного средства, могут улучшаться характеристики операций переключения, поскольку режим соединения для старта транспортного средства и режим соединения для других видов движения вперед транспортного средства могут переключаться.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы другой механизм передачи привода скорости движения вперед являлся механизмом передачи привода, который устанавливает передаточное отношение переключения скорости последовательно меньшее, чем передаточное отношение переключения скорости механизма передачи привода первой скорости.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы другой механизм передачи привода скорости движения вперед являлся другим механизмом передачи привода, соединенным с одним из ведущих валов, с которым соединен механизм передачи привода второй скорости, передаточное отношение переключения скорости которого последовательно меньше, чем передаточное отношение переключения скорости механизма передачи привода первой скорости.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, после старта транспортного средства, переключение от режима передачи крутящего момента трансмиссии механизмом передачи привода первой скорости в режим следующего шага переключения скорости (передачи следующей скорости), передаточное отношение переключения скорости которого меньше передаточного отношения переключения скорости заданного механизмом передачи привода первой скорости, может осуществляться последовательностью действий переключающего механизма прямого сцепления. Таким образом, может выполняться быстрое переключение и управление переключением становится простым.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы механизмы передачи привода включали в себя, по меньшей мере, один механизм передачи привода заднего хода, который передает мощность, обуславливающую движение транспортного средства задним ходом, и чтобы переключающий механизм включал в себя механизм, который избирательно обуславливает возможность передачи крутящего момента механизму передачи привода, оборудованному между одним из ведущих валов и ведомым валом, и другому механизму передачи привода, оборудованному между другим одним из ведущих валов и ведомым валом, и который устанавливает оба механизма передачи привода, один и другой, в такой режим, чтобы не передавать крутящий момент и чтобы механизмы передачи привода, установленные в режим возможности передачи крутящего момента механизмом, включали в себя механизм передачи привода заднего хода.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, механизм передачи скорости заднего хода и другой механизм передачи привода для движения вперед могут избирательно устанавливаться в режим с возможностью передачи мощности одним переключающим механизмом. Поэтому может уменьшаться число переключающих механизмов или исполнительных механизмов для приведения в действие переключающих механизмов, и конструкция трансмиссия в целом может уменьшаться в размере.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, два ведущих вала включали в себя первый ведущий вал и второй ведущий вал, и чтобы первый дифференциальный механизм, имеющий входной элемент, на который подводится мощность от источника двигательной мощности, выходной элемент, соединенный с первым ведущим валом, и элемент противодействия располагался на одной оси с первым ведущим валом и вторым ведущим валом, и чтобы первый мотор с возможностью восстановления энергии и выведения усилия, развиваемого приводом, и с возможностью изменения производительности восстановления энергии и выведения усилия соединялся с элементом противодействия первого дифференциального механизма, и чтобы второй дифференциальный механизм, имеющий входной элемент, на который подводится мощность от источника двигательной мощности, выходной элемент, соединенный со вторым ведущим валом, и элемент противодействия располагался на оси, параллельной первому ведущему валу и второму ведущему валу, чтобы второй мотор с возможностью восстановления энергии и выведения усилия, развиваемого приводом, и с возможностью изменения производительности восстановления энергии и выведения усилия соединялся с элементом противодействия второго дифференциального механизма, и чтобы оборудовался переключающий механизм старта транспортного средства, избирательно обуславливающий путь между источником двигательной мощности и входным элементом одного дифференциального механизма из первого дифференциального механизма и второго дифференциального механизма, чтобы получить возможность передачи крутящего момента, и выборочного воспрепятствования вращению входного элемента одного дифференциального механизма соединением одного дифференциального механизма с неподвижной деталью.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, поскольку выходная мощность источника двигательной мощности подводится на входной элемент каждого дифференциального механизма, мощность выводится из выходного элемента каждого дифференциального механизма согласно силе противодействия, задаваемой на элементе противодействия механизма соответствующим одним из моторов. Например, если один из моторов выводит крутящий момент так, чтобы фиксировать элемент противодействия и другой мотор свободно вращается, выходная мощность источника двигательной мощности передается на один из ведущих валов через дифференциальный механизм с фиксированным элементом противодействия. Затем, одним из переключающих механизмов обуславливается режим способности передачи крутящего момента в заранее заданном механизме передачи привода между ведущим валом и ведомым валом, чтобы мощность передавалась на ведомый вал через заранее заданный механизм передачи привода. В результате, устанавливается передаточное отношение переключения скорости согласно передаточному отношению скорости вращения, заданному механизмом передачи привода. С другой стороны, если один из моторов вращается и задает силу противодействия элементу противодействия, энергия части выходной мощности источника двигательной мощности восстанавливается этим мотором. Таким образом восстановленная энергия подается на другой мотор, и другой мотор выводит мощность, так чтобы мощность передавалась на другой ведущий вал через дифференциальный механизм, с которым соединен другой мотор. То есть происходит механическая передача мощности и передача мощности, содержащей преобразование формы энергии, и мощность передается на ведомый вал через два ведущих вала и механизм передачи привода. В таком случае, в результате дифференциальной работы каждого из дифференциальных механизмов, пропорция между мощностями, передаваемыми через линии передачи мощности, плавно меняется, так что передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом плавно меняется. Таким образом, бесступенчатая или с возможностью плавного изменения перемена скорости становится возможной.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы один дифференциальный механизм из первого дифференциального механизма и второго дифференциального механизма был сконструирован так, чтобы один дифференциальный механизм работал как редуктор, если мощность подводится к элементу противодействия одного дифференциального механизма от первого мотора или второго мотора, в то время как входной элемент одного дифференциального механизма соединен с неподвижной деталью переключающим механизмом старта транспортного средства, чтобы воспрепятствовать вращению входного элемента.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, фиксированием входного элемента одного из первого и второго дифференциальных механизмов, выходной крутящий момент первого мотора или второго мотора, выводимый на элемент противодействия этого дифференциального механизма, может уменьшаться по скорости вращения, то есть выводимый крутящий момент первого мотора или второго мотора может усиливаться, и затем усиленный крутящий момент может передаваться на первый ведущий вал или второй ведущий вал.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства также предпочтительно, чтобы один дифференциальный механизм из первого дифференциального механизма и второго дифференциального механизма был сконструирован с использованием механизма планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней, который имеет солнечную шестерню, кольцевую шестерню, расположенную концентрически с солнечной шестерней, и водило, поддерживающее сателлиты, находящиеся в сцеплении с солнечной шестерней и кольцевой шестерней, и чтобы кольцевая шестерня формировала входной элемент одного дифференциального механизма, к которому подводится мощность от источника двигательной мощности, и водило формировало выходной элемент одного дифференциального механизма, который соединяется с первым ведущим валом или вторым ведущим валом, и солнечная шестерня формировала элемент противодействия одного дифференциального механизма, который соединяется с первым мотором или вторым мотором.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, фиксированием кольцевой шестерни, служащей в качестве входного элемента в одном из дифференциальных механизмов, который сконструирован по типу механизма планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней, скорость вращения водила, служащего в качестве выходного элемента в одном из дифференциальных механизмов, уменьшается по сравнению со скоростью вращения солнечной шестерни, служащей в качестве элемента противодействия в одном из дифференциальных механизмов. То есть выходной крутящий момент первого мотора или второго мотора, подводимый на солнечную шестерню одного из дифференциальных механизмов, может усиливаться и может передаваться на первый ведущий вал, или второй ведущий вал через водило одного из дифференциальных механизмов.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы механизмы передачи привода включали в себя множество механизмов, выполненных с возможностью установки множества передаточных отношений переключения скорости для движения транспортного средства, и переключающий механизм старта транспортного средства был сконструирован так, что когда есть запрос на увеличение крутящего момента, развиваемого приводом во время старта транспортного средства, переключающий механизм старта транспортного средства соединяет между собой неподвижную деталь и входной элемент одного дифференциального механизма из первого дифференциального механизма и второго дифференциального механизма и обуславливает нахождение пути между входным элементом одного дифференциального механизма и источником двигательной мощности в режиме невозможности передачи крутящего момента, и, когда отсутствует запрос на увеличение приводного крутящего момента, переключающий механизм старта транспортного средства высвобождает связь между неподвижной деталью и входным элементом одного дифференциального механизма и предоставляет возможность вращения входного элемента одного дифференциального механизма, и обуславливает нахождение пути между входным элементом одного дифференциального механизма и источником двигательной мощности в режиме возможности передачи крутящего момента, или обуславливает то, что входной элемент одного дифференциального механизма находится в режиме, в котором входной элемент одного дифференциального механизма не соединен ни с одной деталью.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, в случае, где необходимо большое усилие, развиваемое приводом во время старта транспортного средства в направлении вперед или назад, обуславливается возможность стартового переключающего механизма транспортного средства фиксировать входной элемент одного из первого и второго дифференциальных механизмов и устанавливать путь между входным элементом и источником двигательной мощности в режим с невозможностью передачи крутящего момента, так чтобы выходной крутящий момент первого мотора или второго мотора мог усиливаться и мог передаваться на первый ведущий вал или второй ведущий вал. Таким образом, во время старта транспортного средства усилие, развиваемое приводом, может быть сделано достаточно большим.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы первый мотор располагался на одной оси с первым дифференциальным механизмом и первым ведущим валом, также как второй ведущий вал, и второй мотор располагался на одной оси со вторым дифференциальным механизмом и располагался радиально снаружи рядом с наружной поверхностью первого мотора.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, поскольку первый мотор и второй мотор располагаются рядом друг с другом, конструкция отправки и приема энергии между двумя моторами упрощается и, в дополнение к этому, два мотора могут объединяться в единый блок для улучшения коэффициента полезного действия или простоты производства и сборки трансмиссии.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы моторы включали в себя насос-моторы типа с переменной производительностью текучей среды под давлением с изменяемым рабочим объемом и чтобы насос-моторы типа с переменной производительностью текучей среды под давлением в приводных блоках были взаимосвязаны, чтобы иметь возможность отправки и приема текучей среды под давлением между собой.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, изменением рабочего объема насос-мотора текучей среды под давлением мощность, передаваемая через блок привода, может регулироваться. Поэтому, регулирование является простым, и потеря мощности может ограничиваться для улучшения коэффициента полезного действия силовой трансмиссии и экономии топлива транспортного средства.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы насос-моторы типа с переменной производительностью текучей среды под давлением включали в себя насос-моторы двухходового поворотного типа текучей среды под давлением, рабочий объем которых имеет возможность изменения как в положительном, так и в отрицательном направлениях.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, поскольку рабочий объем одного из насос-моторов текучей среды под давлением может устанавливаться в направлении, противоположном установке рабочего объема для случая движения вперед транспортного средства, конструкция и регулирование для движения задним ходом становится простой и несложной.
В дополнение к этому, в вышеупомянутой трансмиссии для транспортного средства, также предпочтительно, чтобы моторы включали в себя мотор-генераторы, имеющие как функцию электрогенератора, так и функцию электродвигателя.
Согласно трансмиссии для транспортного средства, описанной выше, поскольку управление переключением может выполняться электронным, управление становится простым.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, их преимущества и техническая и промышленная важность этого изобретения будут лучше понятны после прочтения нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, рассматриваемых совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно первому варианту осуществления изобретения;
Фиг.2 - схематическая диаграмма для описания режимов связи насос-моторов трансмиссии, показанной на фиг.1;
Фиг.3 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости;
Фиг.4 - схематическая блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно второму варианту осуществления изобретения;
Фиг.5 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии, имеющей конструкцию, показанную на фиг.4;
Фиг.6 - временная диаграмма для описания действий синхронизаторов для переключения от старта транспортного средства ко второй скорости через первую скорость;
Фиг.7 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно третьему варианту осуществления изобретения;
Фиг.8 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии, имеющей конструкцию, показанную на фиг 7;
Фиг.9 - временная диаграмма для описания действий синхронизаторов для переключения от старта транспортного средства ко второй скорости через первую скорость в трансмиссии, имеющей конструкцию, показанную на фиг.7;
Фиг.10 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно четвертому варианту осуществления изобретения, который задействует электродвигатели-генераторы в качестве блоков привода;
Фиг.11 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно пятому варианту осуществления изобретения, который задействует электродвигатели-генераторы в качестве блоков привода;
Фиг.12 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно шестому варианту осуществления изобретения;
Фиг.13 - схематическая диаграмма для описания режимов связи насос-моторов трансмиссии, показанной на фиг.12;
Фиг.14 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии, имеющей пример конструкции для транспортного средства согласно шестому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.12;
Фиг.15 - схематическая блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно седьмому варианту осуществления изобретения;
Фиг.16 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии примера конструкции для транспортного средства согласно седьмому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.15;
Фиг.17 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно девятому варианту осуществления трансмиссии изобретения;
Фиг.18 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии, примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно девятому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.12;
Фиг.19 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно десятому варианту осуществления трансмиссии изобретения;
Фиг.20 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно десятому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.19;
Фиг.21 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно одиннадцатому варианту осуществления трансмиссии изобретения;
Фиг.22 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии в примере конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно одиннадцатому варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.21;
Фиг.23 - блок-схема примера конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно двенадцатому варианту осуществления трансмиссии изобретения;
Фиг.24 - таблица, иллюстрирующая режимы работы гидравлических насос-моторов и синхронизаторов для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии в примере конструкции трансмиссии согласно двенадцатому варианту осуществления, показанному на фиг.23.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБЕТЕНИЯ
В следующем описании и прилагаемых чертежах настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на примеры вариантов осуществления. Первым описывается показанный на фиг.1 пример конструкции трансмиссии для транспортного средства первого варианта осуществления изобретения. Пример, показанный на фигуре, является примером конструкции, в которой устанавливаются четыре скорости переднего хода и одна скорость заднего хода, в качестве так называемых фиксированных передаточных отношений перемены скорости, которые могут устанавливаться без изменения формы мощности (энергии), подлежащей передаче, и конкретно пример конструкции, адаптированный для транспортного средства с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами, в котором источник 1 двигательной мощности, такой как двигатель, или тому подобный, установлен в продольном направлении транспортного средства. В частности, блоки 3, 4 привода располагаются соответственно на двух осях, то есть оси, одинаковой с осью входной детали 2, состыкованной с источником 1 двигательной мощности, и оси, параллельной этой оси. Следует отметить в этом документе, что источник 1 двигательной мощности может быть широко распространенным источником двигательной мощности, используемым в транспортных средствах, таким как двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель, конструкцией, в которой двигатель и электродвигатель объединяются, и т.п. Кроме того, в описании ниже, источник 1 двигательной мощности будет условно называться двигателем 1. Кроме того, достаточно, чтобы входная деталь 2 являлась деталью, способной передавать выходную мощность двигателя 1. Например, входная деталь 2 может являться ведущим диском сцепления, ведущим валом или тому подобным. В описании ниже, входная деталь 2 будет называться входным валом 2. Приемлемое устройство передачи привода, такое как демпфер крутильных колебаний, муфта сцепления, преобразователь крутящего момента и т.п. могут располагаться между двигателем 1 и входным валом 2. Каждый из блоков 3, 4 привода является видом устройства передачи привода и напрямую выводит входную мощность или напрямую выводит часть входной мощности и преобразует форму энергии другой части мощности в форму энергии перед ее на выведением, и которое свободно вращается без выполнения передачи мощности. В примере, показанном на фиг.1, каждый блок 3, 4 привода сконструирован с дифференциальным механизмом и механизмом силы противодействия, который прикладывает силу противодействия к дифференциальному механизму и способен изменять силу противодействия. Кратко, что касается дифференциального механизма, подходящим является механизм, выполняющий работу дифференциала через три вращающихся элемента. Дифференциальным механизмом может являться механизм, имеющий в качестве вращающихся элементов шестерни и ролики. Примеры дифференциального механизма шестеренчатого типа, который может использоваться как дифференциальный механизм, в этом документе включают в себя планетарный механизм с одной ведущей шестерней и планетарный механизм с двумя ведущими шестернями. Кроме того, что касается механизма силы противодействия, достаточен механизм, способный к избирательному выведению крутящего момента, и возможным является использование насос-мотора текучей среды, такого как гидравлический насос-мотор или тому подобного, электрический мотор-генератор с электронным управлением и т.п.
В примере, показанном на фиг.1, каждый из блоков 3, 4 привода конструируется механизмом планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней и гидравлическим насос-мотором изменяемой производительности. В описании ниже, блок привода, соосный с двигателем 1, будет условно называться вторым блоком привода 4, а блок привода, расположенный параллельно ему, будет условно называться первым блоком 3 привода. (В этом документе, блок, обозначенный цифрой 4, может называться первым блоком 4 привода, а блок привода, расположенный параллельно ему, может называться вторым блоком 3 привода.) Механизм 5 планетарной зубчатой передачи во втором блоке 4 привода типа с одной ведущей шестерней, имеющий в качестве вращающихся элементов солнечную шестерню S2, являющуюся шестерней с внешними зубьями, кольцевую шестерню R2, являющуюся шестерней с внутренними зубьями, расположенную концентрически с солнечной шестерней S2, и водило C2, поддерживающее сателлиты, входящие в зацепление с солнечной шестерней S2 и кольцевой шестерней R2 таким способом, что сателлиты могут свободно вращаться вокруг своих собственных осей, а также свободно перемещаться по кругу. Входной вал 2 соединен с кольцевой шестерней R2. Поэтому кольцевая шестерня R2 является входным элементом. Кроме того, гидравлический насос-мотор 6 как механизм силы противодействия соединен с солнечной шестерней S2. То есть солнечная шестерня S2 является элементом противодействия.
Этот гидравлический насос-мотор 6 принадлежит к типу с изменяемой производительностью, рабочий объем которого может изменяться, и в частности, к так называемому двухходовому поворотному типу, рабочий объем которого может меняться как в положительном, так и отрицательном направлении от нуля. Гидравлический насос-мотор 6 располагается на стороне механизма 5 планетарной зубчатой передачи напротив входного вала 2 и соосно с механизмом 5 планетарной зубчатой передачи и входным валом 2. В качестве гидравлического насоса-мотора 6 этого вида могут применяться различные насос-моторы. Например, могут использоваться поршневой осевой роторный насос, насос с наклонным валом, радиально-поршневой насос и т.п.
Механизм 7 планетарной зубчатой передачи в первом блоке 3 привода имеет по существу одинаковую конструкцию с механизмом 5 планетарной зубчатой передачи второго блока 4 привода. То есть, механизм 7 планетарной зубчатой передачи является механизмом планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней, который имеет, в качестве вращающихся элементов, солнечную шестерню Sl, кольцевую шестерню R1 и водило C1, которое поддерживает сателлиты с возможностью свободного вращения и перемещения по кругу, и который выполняет работу дифференциала через эти три вращающихся элемента. Кольцевая шестерня R1 действует в качестве входного элемента, а солнечная шестерня S1 действует как элемент противодействия, и водило C1 действует как выходной элемент. В частности, ведущая шестерня 8А контрпривода установлена на входной вал 2, а ведомая шестерня 8B контрпривода, входящая в зацепление с ведущей шестерней 8А контрпривода, соединяется с кольцевой шестерней R1 механизма 7 планетарной зубчатой передачи (далее именуемый "первый механизм планетарной зубчатой передачи") первого блока 3 привода. Кроме того, этот первый механизм 7 планетарной зубчатой передачи и механизм 5 планетарной зубчатой передачи (далее именуемый "второй механизм планетарной зубчатой передачи") второго блока 4 привода располагаются со смещением друг от друга в направлении оси так, что они не перекрывают друг друга в радиальных направлениях. Зубчатая пара контрпривода (далее, условно именуемая "первая зубчатая пара 8 контрпривода"), собранная из ведущей шестерни 8А контрпривода и ведомой шестерни 8B контрпривода, составляет так называемый входной механизм передачи привода. Зубчатая пара 8 контрпривода может заменяться механизмом передачи привода, который использует фрикционный диск, или механизмом передачи привода с круговым охватом, который использует цепь, ремень или тому подобное.
В дополнение к этому, гидравлический насос-мотор 9 как механизм силы противодействия соединяется солнечной шестерней S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи. Гидравлический насос-мотор 9 принадлежит к типу с изменяемой производительностью, рабочий объем которого может изменяться. В примере, показанном на фиг.1, гидравлический насос-мотор 9 принадлежит к так называемому одноходовому поворотному типу, рабочий объем которого может меняться как в положительном, так и отрицательном направлении от нуля, и располагается со стороны двигателя 1 механизма 7 планетарной зубчатой передачи (с левой стороны на фиг.1) и соосно с механизмом 7 планетарной зубчатой передачи. Что касается гидравлического насос-мотора 9, аналогичного гидравлическому насос-мотору 6, то может использоваться поршневой осевой роторный насос, насос с наклонным валом, радиально-поршневой насос и т.п. В частности, далее в описании гидравлический насос-мотор 9 первого блока 3 привода будет в некоторых случаях именоваться "первый насос-мотор 9", и также "PM1" на чертежах, а гидравлический насос-мотор 6 второго блока 4 привода будет именоваться "второй насос-мотор 6", а также "PM2" на чертежах.
Два ведущих вала, то есть первый ведущий вал 10 и второй ведущий вал 11, располагаются соосно с первым механизмом 7 планетарной зубчатой передачи и первым двигателем насоса 9, что составляет первый блок 3 привода. Один из ведущих валов, например второй ведущий вал 11, имеет полую структуру и насаживается снаружи на первый ведущий вал 10 так, чтобы два ведущих вала могли свободно вращаться друг относительно друга. Эти ведущие валы 10, 11 располагаются на стороне первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи, противоположной первому двигателю насоса 9 по направлению оси. Первый ведущий вал 10 соединяется с водилом C1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи, а второй ведущий вал 11 соединяется с водилом C2 второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи, чтобы мог передаваться крутящий момент. Таким образом, водило C1 является выходным элементом. В частности, ведущая шестерня 12А контрпривода соединяется с водилом C2, а ведомая шестерня 12В контрпривода, входящая в зацепление с ведущей шестерней 12А контрпривода, установлена на втором ведущем валу 11. Зубчатая пара 12 контрпривода (далее по тексту, условно именуемая "вторая зубчатая пара контрпривода"), состоящая из ведущей шестерни 12А контрпривода и ведомой шестерни 12В контрпривода, составляет так называемый выходной механизм передачи привода. Зубчатая пара 12 контрпривода может заменяться механизмом передачи привода, который использует фрикционный диск, или механизмом передачи привода с круговым охватом, который использует цепь, ремень или тому подобное. Поэтому, поскольку ведущие валы, ведомый вал и блоки привода располагаются на двух параллельных осях, наружный диаметр конструкции может быть уменьшен для улучшения возможности установки на транспортном средстве и особенно улучшения возможности установки на транспортном средстве в случае, когда конструкция расположена в продольном направлении транспортного средства. Кроме того, может достигаться боковое уменьшение.
Ведомый вал 13, на который передается мощность с ведущих валов 10, 11, расположен соосно с входным валом 2 и вторым блоком 4 привода так, что ведомый вал 13 является параллельным ведущим валам 10, 11. Поэтому трансмиссия показанная на фиг.1, имеет так называемую двухосную структуру. Множество механизмов передачи привода для установки различных передаточных отношений перемены скоростей обеспечиваются между ведущими валами 10, 11 и ведомым валом 13. Каждый из механизмов передачи привода предназначен для установки передаточного отношения переключения скорости между входным валом 2 и ведомым валом 13 согласно передаточному отношению скоростей вращения при участии в передаче крутящего момента и может являться зубчатым механизмом, механизмом передачи привода с круговым охватом, механизмом, использующим фрикционный диск, и т.п. В примере, показанном на фиг.1, созданы четыре зубчатые пары 14, 15, 16, 17 для переднего хода и зубчатая пара 18 для заднего хода.
Первый ведущий вал 10 выступает из концевого участка конструктивно полого второго ведущего вала 11, и на выступающей части устанавливается ведущая шестерня 14А первой скорости, ведущая шестерня 16А третьей скорости и ведущая шестерня 18A заднего хода. Порядок их расположения следующий, ведущая шестерня 18A привода заднего хода, ведущая шестерня 14А первой скорости и ведущая шестерня 16А третьей скорости от дальнего конца (правого конца на фиг.1) первого ведущего вала 10. Это является убывающим порядком по передаточному отношению (возрастающим порядком по радиусу шестерни или возрастающим порядком по количеству зубьев). Вследствие этого порядка расположения нагрузка на подшипник (не показан), несущий участок дальнего конца первого ведущего вала 10, выполняется сравнительно низкой, так, чтобы подшипник был уменьшен в размере. Ведущая шестерня 15A второй скорости и ведущая шестерня 17A четвертой скорости устанавливаются на втором ведущем валу 11 в таком порядке расположения от стороны дальнего конца (правой стороны на фиг.1) второго ведущего вала 11. Таким образом, ведущие шестерни скоростей с нечетными номерами устанавливаются на одном из первых и вторых ведущих валов 10, 11, и ведущие шестерни скоростей с четными номерами устанавливаются на другом ведущем валу. Другими словами, ведущие шестерни первой скорости и третьей скорости могут устанавливаться на первом ведущем валу 10, и ведущие шестерни второй скорости и четвертой скорости могут устанавливаться на втором ведущем валу 11.
Ведомые шестерни 14B, 15B, 16B, 17B, 18B зубчатых пар 14, 15, 16, 17, 18 насаживаются с возможностью свободного вращения и несутся на ведомом валу 13. В частности, ведомая шестерня 14B первой скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 14A первой скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 13. Ведомая шестерня 16B третьей скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 16A третьей скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 13 и располагается рядом с ведомой шестерней 14B первой скорости. Ведомая шестерня 15B второй скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 15A второй скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 13 и располагается рядом с ведомой шестерней 16B третьей скорости. Ведомая шестерня 17B четвертой скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 17A четвертой скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 13 и располагается рядом с ведомой шестерней 15B второй скорости. С другой стороны, ведомая шестерня 18B заднего хода насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 13. Промежуточная шестерня 18C располагается между ведомой шестерней 18B заднего хода и ведущей шестерней 18A заднего хода так, чтобы направление вращения ведущей шестерни 18A заднего хода и направление вращения ведомой шестерни 18B заднего хода были одинаковыми. Поэтому зубчатые пары 14, 15, 16, 17 первой-четвертой скоростей соответствуют механизму передачи привода переднего хода в изобретении, и зубчатая пара 18 соответствует механизму передачи привода заднего хода в изобретении.
Создан переключающий механизм, избирательно обуславливающий придание этим зубчатым парам 14, 15, 16, 17, 18 возможности передачи мощности. Этот переключающий механизм является механизмом, который избирательно соединяет должным образом одну из зубчатых пар 14, 15, 16, 17, 18 с одним из ведущих валов 10, 11 и ведомым валом 13. Поэтому переключающий механизм может задействовать механизмы синхронного соединения (синхронизатор) в ручных трансмиссиях уровня техники или тому подобное, или кулачковые муфты сцепления (зубчатые муфты сцепления), фрикционные муфты сцепления, и т.п. Кроме того, если ведомые шестерни устанавливаются скрепленными с ведомым валом 13, ведущие шестерни могут создаваться такими, чтобы иметь возможность свободного вращения относительно приводного вала, и на ведущем валу может предусматриваться переключающий механизм, чтобы обеспечивать избирательное соединение ведомых шестерен с приводным валом.
В примере, показанном на фиг.1, механизм синхронного соединения используется как переключающий механизм. Первый синхронизатор 19 расположен между ведомой шестерней 14B первой скорости и ведомой шестерней 16B третьей скорости. Второй синхронизатор 20 расположен между ведомой шестерней 15B второй скорости и ведомой шестерней 17B четвертой скорости. Синхронизатор 21 заднего хода (R синхронизатор) расположен рядом с ведомой шестерней 18B заднего хода. В этих синхронизаторах 19, 20, 21, аналогичных используемым в трансмиссиях с ручным управлением уровня техники, муфта насаживается со шлицем на втулку, скрепленную с ведомым валом 13, при этом каждая ведомая шестерня оснащена интегральным фаской или шлицем, на который муфта постепенно надевается, когда муфта движется в направлении оси. В дополнение к этому, оборудуется кольцо, которое постепенно входит во фрикционный контакт с заданной деталью, предусмотренной на боку ведомой шестерни, так, чтобы синхронизировать вращение согласно перемещению муфты.
Поэтому первый синхронизатор 19 сконструирован следующим образом. Когда муфта 19S перемещается к правой стороне на фиг.1, первый синхронизатор 19 соединяет ведомую шестерню 14B первой скорости с ведомым валом 13. Когда муфта 19S перемещается в левую сторону фиг.1, первый синхронизатор 19 соединяет ведомую шестерню 16B третьей скорости с ведомым валом 13. В дополнение к этому, при установке в среднее положение, муфта 19S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 14B, 16B, то есть первый синхронизатор 19 занимает нейтральное положение. Аналогично, второй синхронизатор 20 соединяет ведомую шестерню 15B второй скорости с ведомым валом 13, когда муфта 20S перемещается в правую сторону на фиг.1. Когда муфта 20S перемещается в левую сторону на фиг.1, второй синхронизатор 20 соединяет ведомую шестерню 17B четвертой скорости с ведомым валом 13. В дополнение к этому, когда муфта 20S установлена в среднее положение, муфта 20S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 15B, 17B, то есть второй синхронизатор 20 занимает нейтральное положение. В дополнение к этому, синхронизатор 21 заднего хода соединяет ведомую шестерню 18B заднего хода с ведомым валом 13, когда муфта 21S перемещается в левую сторону на фиг.1.
В дополнение к этому, оборудуется переключающий механизм, который соединяет второй насос-мотор 6 и ведомый вал 13, когда транспортное средство начинает перемещение. Этот переключающий механизм состоит из синхронного механизма соединения (синхронизатора), кулачковой муфты сцепления (зубчатой муфты сцепления) или муфты сцепления фрикционного типа. На фиг.1 показан стартовый синхронизатор 22 (S синхронизатор), состоящий из синхронного механизма соединения. Этот стартовый синхронизатор 22 соответствует переключающему механизму прямого сцепления в изобретении. Стартовый синхронизатор 22 включает в себя муфту 22S, которая насажена со шлицем на втулку, скрепленную с ведомым валом 13. Соответствующая муфте 22S ось ротора второго двигателя насоса 6 проходит через второй насос-мотор 6, и концевой участок оси ротора имеет шлиц, который сцепляется с муфтой 22S. Поэтому, когда муфта 22S перемещается в левую сторону на фиг.1, муфта 22S надевается на шлиц оси ротора так, что ось ротора и ведомый вал 13 соединяются.
Муфты 19S, 20S, 21S, 22S могут конструироваться так, чтобы обуславливать выполнение действий переключения вручную через устройство соединения (не показано), или могут конструироваться так, чтобы обуславливать возможность выполнения действий переключения посредством использования исполнительных механизмов 23, 24, 26, 25, которыми индивидуально оснащаются муфты. Кроме того, оборудуется электронный блок 27 управления для электронного регулирования рабочего объема каждого из мотор-насосов 6,9 или электронного управления исполнительными механизмами 23, 24, 26, 25. Электронный блок 27 управления сконструирован на основе микрокомпьютера и выполняет вычисления согласно данным ввода и заранее сохраненным данным и программам, так, чтобы уставлять рабочий объем или выдавать управляющие сигналы для работы синхронизаторов 19, 20, 21, 22.
Гидравлическая схема, касающаяся каждого из мотор-насосов 6, 9, должна быть кратко описана. Как показано на фиг.2, мотор-насосы 6, 9 сообщаются друг с другом через замкнутую систему. В частности, всасывающие отверстия 6S, 9S насос-моторов 6, 9 взаимно соединяются для сообщения посредством маслопровода 28, а их выпускные отверстия 6D, 9D взаимно соединяются для сообщения посредством маслопровода 29. Всасывающее отверстие каждого насос-мотора является всасывающим отверстием, давление в котором становится сравнительно низким, когда выполняется установка рабочего объема, чтобы создать силу противодействия механизму планетарной зубчатой передачи, когда транспортное средство движется вперед, и всасывающим отверстием, давление в котором становится сравнительно высоким в этом случае, является выпускное отверстие. В этой связи, поскольку неизбежно случаются утечки масла под давлением, подпорный насос (не показанный) для пополнения давления масла может присоединяться к вышеупомянутой замкнутой гидравлической схеме.
Следующей должна быть описана работа вышеописанной трансмиссии. На фиг.3 показана таблица, обобщенно показывающая режимы работы гидравлических насос-моторов (PM1, PM2) 6, 9 и синхронизаторов 19, 20, 21, 22 для установки каждой из ступеней перемены скорости (передач), которые задаются передаточными отношениями соответствующих зубчатых пар 14, 15, 16, 17, 18. На фиг.3, "0" в отношении гидравлических насос-моторов 6, 9 указывает режим, в котором производительность насоса (рабочий объем) гидравлического насос-мотора устанавливается по существу на ноль, так что гидравлический насос-мотор не вырабатывает масла под давлением, даже если его ось ротора вращается, и так что его выходной вал не вращается (находится в свободном состоянии), даже если на гидравлический насос-мотор подается масло под давлением, и "БЛОК" указывает режим, в котором ротор гидравлического насос-мотора останавливается так, чтобы не вращаться. В дополнение к этому, "НАСОС" указывает режим, в котором производительность насоса устанавливается большей, чем существенный ноль, и масло под давлением выпускается, и поэтому соответствующий один из гидравлических насос-моторов 6,9 функционирует как насос. И еще дополнительно, "МОТОР" указывает режим, в котором на соответствующий гидравлический насос-мотор 9 (или 6) подается масло под давлением, выпускаемое другим гидравлическим насос-мотором 6 (или 9), и функционирующим как мотор, и поэтому генерирует крутящий момент на валу.
Дополнительно, на фиг.3, "ПРАВЫЙ" и "ЛЕВЫЙ" в отношении синхронизаторов 19, 20, 21, 22 указывают положение, на фиг.1, муфты 19S, 20S, 21S, 22S соответствующих синхронизаторов 19, 20, 21, 22, и круглые скобки указывают режим готовности понижающей передачи, и угловые скобки указывают режим готовности повышающей передачи, и "N" указывает режим, в котором соответствующие синхронизаторы 19, 20, 21, 22 установлены в режим "ВЫКЛ" (нейтральное положение), и "N" указывает, что синхронизатор установлен в режим "ВЫКЛ" (нейтральное положение), чтобы уменьшить торможение, вызываемое трением.
Когда выбирается нейтральное положение и режим нейтрального положения подлежит установке, рабочий объем каждого из гидравлических насос-моторов 6, 9 устанавливается на ноль, и синхронизаторы 19, 20, 21, 22 устанавливаются на "ВЫКЛ". То есть, каждая из муфт 19S, 20S, 21S, 22S устанавливается в свое среднее положение. Поэтому принимается режим нейтрального положения, в котором ни одна из зубчатых пар 14, 15, 16, 17, 18 не соединяется с ведомым валом 13. В результате, насос-моторы 6,9 принимают так называемый режим свободного вращения. Поэтому, даже если крутящий момент передается от двигателя 1 на кольцевые шестерни R2, R1 механизмов 5, 7 планетарных зубчатых передач, сила противодействия не действует на солнечные шестерни S2, S1, так, чтобы крутящий момент не передавался на один из ведущих валов 10, 11, соединенных с водилами C2, C1, которые являются выходными элементами.
Когда положение рычага селектора переключается в положение движения, такое как положение привода или тому подобное, муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в правую сторону на фиг.1, и муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.1. Поэтому ведомая шестерня 14B первой скорости соединяется с ведомым валом 13, и поэтому первый ведущий вал 10 и ведомый вал 13 соединяются вместе через зубчатую пару 14 первой скорости. В частности, режим соединения зубчатых пар становится режимом установки первой скорости. Кроме того, ось ротора (или солнечной шестерни S2) второго насос-мотора 6 соединяется с ведомым валом 13.
В этом режиме, поскольку транспортное средство все еще находится в состоянии покоя, солнечная шестерня S2 второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи и второй насос-мотор 6, соединенный с солнечной шестерней S2, находятся в состоянии покоя, и водило C1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи находится в состоянии покоя, и поэтому солнечная шестерня S1 и первый насос-мотор 9, соединенный с солнечной шестерней S1, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R1. Поэтому, если рабочий объем каждого насос-мотора постепенно увеличивается от нуля, первый насос-мотор 9 сначала функционирует как насос для генерирования давления масла. В связи с этим, сила противодействия действует на солнечную шестерню S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи так, что на водило C1 действует крутящий момент, который вращает водило C1 в одном направлении с кольцевой шестерней R1. Последовательно, мощность передается на ведомый вал 13 через зубчатую пару 14 первой скорости.
Поскольку первый насос-мотор 9 претерпевает так называемое обратное вращение для функционирования в качестве насоса, первый насос-мотор 9 выпускает масло под давлением из своего всасывающего отверстия 9S, и масло под давлением подается на всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6. Последовательно, второй насос-мотор 6 функционирует как мотор, и крутящий момент так называемого нормального направления вращения передается от оси ротора второго насос-мотора 6 на ведомый вал 13. В частности, в первом блоке 3 привода часть входной мощности от двигателя 1 передается через первый механизм 7 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 14 первой скорости на ведомый вал 13, и другая часть мощности преобразуется в форму энергии потока масла под давлением. Поток масла под давлением передается на второй насос-мотор 6 второго блока привода 4 так, что мощность передается от второго насос-мотора 6 на ведомый вал 13. Таким образом, во время старта транспортного средства выполняются так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды и мощность, получаемая суммированием этих мощностей, выводится на ведомый вал 13. Поэтому ведомый вал 13 действует как выходная деталь или выходной вал.
В этом режиме передачи мощности крутящий момент, который появляется на ведомом валу 13, больше, чем крутящий момент, который появляется на нем, где передача мощности является только механической передачей мощности через зубчатую пару 14 первой скорости, и поэтому передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом становится больше так называемого фиксированного передаточного отношения переключения скорости, то есть заданного зубчатой парой 14 первой скорости. Кроме того, передаточное отношение переключения скорости меняется согласно доле передачи мощности посредством текучей среды. Поэтому, когда скорость вращения солнечной шестерни S1 в первом механизме 7 планетарной зубчатой передачи и первом насос-моторе 9, соединенном с солнечной шестерней S1, постепенно приближается к нулю, доля передачи мощности посредством текучей среды уменьшается, и передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом приближается к фиксированному передаточному отношению переключения скорости первой скорости. Затем увеличением рабочего объема первого насос-мотора 9 к максимуму и остановкой вращения первого насос-мотора 9 устанавливается первая скорость, как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем второго насос-мотора 6 устанавливают на ноль, так что второй насос-мотор 6 вращается свободно. В то же самое время, первый насос-мотор 9 застопорен, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая система, осуществляющая сообщение насос-моторов 9, 6, закрывается или выключается на втором насос-моторе 6, так что первый насос-мотор 9, рабочий объем которого максимимизирован, становится неспособным к подаче или выпуску масла под давлением, и его вращение останавливается. В результате, на солнечную шестерню S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи действует крутящий момент, который останавливает солнечную шестерню S1. Поэтому, в первом механизме 7 планетарной зубчатой передачи, мощность подводится на кольцевую шестерню R1 с фиксированной солнечной шестерней S1. Поэтому на водило C1, то есть выходной элемент, действует крутящий момент, который вращает водило C1 в одном направлении с кольцевой шестерней R1, и крутящий момент передается на ведомый вал 13 как на выходной вал через первый ведущий вал 10 и зубчатую пару 14 первой скорости. Таким образом, выполняется установка первой скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Во время режима первой скорости стартовый синхронизатор 22 установлен в режим "ВЫКЛ", то есть, если муфта 22S установлена в нейтральное положение, второй насос-мотор 6 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может исключаться. В дополнение к этому, если, кроме того, муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в правую сторону на фиг.1 для соединения с ведомой шестерней 15B второй скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более высокую вторую скорость, как фиксированного передаточное отношение переключения скорости. С другой стороны, если муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.1, для соединения ведомого вала 13 со вторым насос-мотором 6, получается режим готовности к переключению на более низкую передачу установки передаточного отношения переключения скорости, большего, чем получается на первой скорости.
Во время режима готовности к переключению на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость второй насос-мотор 6 и солнечная шестерня S2, соединенные при этом, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R2. Поэтому, если рабочий объем второго насос-мотора 6 увеличивается в положительном направлении, второй насос-мотор 6 приходит к функционированию как насос, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S2. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый на кольцевую шестерню R2, и силу противодействия, действующую на солнечную шестерню S2, действует на водило C2, так что водило C2 вращается в нормальном направлении, и скорость вращения при этом постепенно увеличивается. Другими словами, скорость вращения двигателя 1 постепенно снижается.
Масло под давлением, вырабатываемое вторым насос-мотором 6, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 6S на всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9. Следовательно, первый насос-мотор 9 функционирует как мотор и выводит крутящий момент в нормальном направлении вращения. Этот крутящий момент действует на солнечную шестерню S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится на кольцевую шестерню R1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подведенной мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S1, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится с водила C1 на первый ведущий вал 10. То есть, передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 13. Затем, когда скорость вращения второго насос-мотора 6 постепенно уменьшается, доля передачи механической энергии через второй механизм 5 и планетарную зубчатую передачу и зубчатую пару 15 второй скорости меняется, так что передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемой зубчатой парой 14 первой скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 15 второй скорости. В этом случае, изменение является также плавным изменением, как в вышеупомянутом случае, где передаточное отношение переключения скорости изменялось к первой скорости как фиксированное передаточное отношение переключения скорости после старта транспортного средства. То есть, совершалось бесступенчатое или плавно изменяемое изменение скорости. Затем, посредством увеличения рабочего объема второго насос-мотора 6 до максимального и затем остановки его вращения устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем первого насос-мотора 9 устанавливается на ноль, так что первый насос-мотор 9 свободно вращается. В то же самое время, второй насос-мотор 6 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая система, связывающая насос-моторы 9, 6, закрывается или выключается первым насос-мотором 9, так что второй насос-мотор 6, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S2 второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S2. Поэтому во втором механизме 5 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R2 с фиксированной солнечной шестерней S2. Поэтому на водило C2, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C2 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R2, и крутящий момент передается на ведомый вал 13 как на выходной вал через вторую зубчатую пару 12 контрпривода, второй ведущий вал 11 и зубчатую пару 15 второй скорости. Таким образом, устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время состояния второй скорости, если первый синхронизатор 19 установлен в положение "ВЫКЛ", то есть, если его муфта 19S установлена в нейтральное положение, первый насос-мотор 9 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. В дополнение к этому, если муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в левую сторону на фиг.1 для соединения ведомой шестерни 16B третьей скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более высокую передачу третьей скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости. С другой стороны, если муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в правую сторону на фиг.1, для соединения ведомой шестерни 14B первой скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу первой скорости.
Во время режима готовности для переключения на более высокую передачу со второй скорости на третью скорость первый насос-мотор 9 и солнечная шестерня S1, соединенные вместе, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R1. Поэтому, если рабочий объем первого насос-мотора 9 увеличен в положительном направлении, первый насос-мотор 9 приходит к функционированию в качестве насоса, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S1. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый к кольцевой шестерне R1, и силу противодействия, которая действует на солнечную шестерню S1, действует на водило C1, так что водило C1 вращается в нормальном направлении. В свою очередь, крутящий момент при этом передается на ведомый вал 13, то есть выходной вал, через первый ведущий вал 10 и зубчатую пару 16 третьей скорости. Кроме того, когда передаточное отношение переключения скорости уменьшается, скорость вращения двигателя 1 постепенно снижается.
Масло под давлением, вырабатываемое первым насос-мотором 9, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 9S на всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6. Следовательно, второй насос-мотор 6 функционирует как мотор для выведения крутящего момента в нормальном направлении вращения. Этот крутящий момент действует на солнечную шестерню S2 второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится к кольцевой шестерне R2 второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подводимой мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S2, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится от водила C2 на второй ведущий вал 11 через вторую зубчатую пару 12 контрпривода. То есть, передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 13. Затем, когда скорость вращения первого насос-мотора 9 постепенно уменьшается, доля передачи механической мощности через первый механизм 7 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 16 третьей скорости постепенно увеличивается, так что передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемого зубчатой парой 15 второй скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 16 третьей скорости. В этом случае, изменение является также плавным изменением, как в вышеупомянутом случае, где передаточное отношение переключения скорости изменяется к первой скорости как фиксированному передаточному отношению переключения скорости после того, как транспортное средство стартовало, или случая переключения на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость. То есть, совершается бесступенчатое или с возможностью плавного изменения изменение скорости. Затем, увеличением рабочего объема первого насос-мотора 9 до максимума и остановкой его вращения устанавливается третья скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем второго насос-мотора 6 устанавливается на ноль, так что второй насос-мотор 6 свободно вращается. В то же самое время, первый насос-мотор 9 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая система, соединяющая насос-моторы 9, 6, закрывается или выключается вторым насос-мотором 6, так что первый насос-мотор 9, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением, и вращение при этом останавливается. В результате, солнечная шестерня S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S1. Поэтому в первом механизме 7 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R1 с фиксированной солнечной шестерней S1. Поэтому, на водило C1, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C1 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R1, и крутящий момент передается на ведомый вал 13 как на выходной вал через первый ведущий вал 10 и зубчатую пару 16 третьей скорости. Таким образом, устанавливается третья скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время режима третьей скорости, если второй синхронизатор 20 установлен в положение "ВЫКЛ", то есть, если его муфта 20S установлена в нейтральное положение, второй насос-мотор 6 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. В дополнение к этому, если муфта 20S второго синхронизатора 19 перемещается в левую сторону на фиг.1 для соединения ведомой шестерни 17B четвертой скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более высокую передачу четвертой скорости, как фиксированного передаточного отношения переключения скорости. С другой стороны, если муфта 20S первого синхронизатора 19 перемещается в правую сторону на фиг.1, для соединения ведомой шестерни 15B второй скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу первой скорости.
Во время режима готовности для переключения на более высокую передачу с третьей скорости на четвертую скорость второй насос-мотор 6 и солнечная шестерня S2, соединенные вместе, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R2. Поэтому, если рабочий объем второго насос-мотора 6 увеличен в положительном направлении, второй насос-мотор 6 приходит к функционированию в качестве насоса, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S2. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый к кольцевой шестерне R2, и силу противодействия, которая действует на солнечную шестерню S2, действует на водило C1, так что водило C1 вращается в нормальном направлении. В свою очередь, крутящий момент при этом передается на второй ведущий вал 11 через вторую зубчатую пару 12 контрпривода и дополнительно передается на ведомый вал 13, то есть выходной вал, через зубчатую пару 17 четвертой скорости. Кроме того, когда передаточное отношение переключения скорости уменьшается, скорость вращения двигателя 1 постепенно снижается.
Масло под давлением, вырабатываемое вторым насос-мотором 6, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 6S на всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9. Следовательно, первый насос-мотор 9 функционирует как мотор для выведения крутящего момента в нормальном направлении вращения. Этот крутящий момент действует на солнечную шестерню S1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится к кольцевой шестерне R1 первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подводимой мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S1, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится от водила C1 на первый ведущий вал 10 через вторую зубчатую пару 12 контрпривода. То есть, передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 13. Затем, когда скорость вращения второго насос-мотора 6 постепенно уменьшается, доля передачи механической мощности через второй механизм 5 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 17 четвертой скорости постепенно увеличивается, так что передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемого зубчатой парой 16 третьей скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 17 четвертой скорости. В этом случае, переключение является также плавным изменением, как в вышеупомянутых переключениях между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости. То есть совершается бесступенчатое или с возможностью плавного изменения изменение скорости. Затем увеличением рабочего объема второго насос-мотора 6 до максимума и остановкой его вращения устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем первого насос-мотора 9 устанавливается на ноль, так что первый насос-мотор 9 свободно вращается. В то же самое время, второй насос-мотор 6 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая система, связывающая насос-моторы 9, 6, закрывается или выключается первым насос-мотором 9, так что второй насос-мотор 6, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением, и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S2 второго механизм 5 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S2. Поэтому, во втором механизме 5 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R2, с фиксированной солнечной шестерней S2. Поэтому, на водило C2, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C2 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R2, и крутящий момент передается на второй ведущий вал 11 через вторую зубчатую пару 12 контрпривода и дополнительно передается на ведомый вал 13 как на выходной вал через зубчатую пару 17 четвертой скорости. Таким образом, устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время режима четвертой скорости, если первый синхронизатор 19 установлен в положение "ВЫКЛ", то есть, если его муфта 19S установлена в нейтральное положение, первый насос-мотор 9 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. В дополнение к этому, если муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в левую сторону на фиг.1 для соединения ведомой шестерни 16B третьей скорости с ведомым валом 13, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу третьей скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Следующей должна быть описана скорость передачи заднего хода. Если выдается команда установки скорости заднего хода, например, переключением положения рычага селектора из нейтрального положения в положение заднего хода, муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.1, так что второй насос-мотор 6 соединяется с ведомым валом 13, и муфта 21S синхронизатора 21 заднего хода перемещается в левую сторону на фиг.1, так что ведомая шестерня 18B заднего хода соединяется с ведомым валом 13. В то время как этот режим поддерживается, рабочий объем первого насос-мотора 9 постепенно увеличивается. В то же самое время рабочий объем второго насос-мотора 6 постепенно увеличивается в отрицательном направлении, обратно, по отношению к вышеизложенным случаям скоростей передач переднего хода (движения вперед). В то время как транспортное средство находится в состоянии покоя, ведомый вал 13 не вращается, и поэтому второй насос-мотор 6, соединенный с ведомым валом 13, находится в состоянии покоя. В первом механизме 7 планетарной зубчатой передачи, с другой стороны, мощность подводится к кольцевой шестерне R1 от двигателя 1, в то время как водило C1, соединенное с первым ведущим валом 10, фиксировано. Поэтому солнечная шестерня S1 и первый насос-мотор 9, соединенный с ним, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R1.
Поэтому, если максимальный крутящий момент первого насос-мотора 9 постепенно увеличивается, первый насос-мотор 9 приходит к функционированию в качестве насоса для генерирования давления масла. Поскольку сила противодействия, связанная с работой первого насос-мотора 9, действует на солнечную шестерню S1, на водило C1, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C1 в направлении, одинаковом со случаем для движения вперед. Этот крутящий момент передается на первый ведущий вал 10. Поскольку зубчатая пара 18 заднего хода, расположенная между первым ведущим валом 10 и ведомым валом 13, включает в себя промежуточную шестерню 18C, результатом вращения первого ведущего вала 10 в направлении, одинаковом со случаем движения вперед, является вращение ведомого вала 13 в направлении, противоположном направлению его вращения в случае движения вперед. Другими словами, поскольку направление вращения первого ведущего вала 10 противоположно направлению вращения входного вала 2, направление вращения ведомого вала 13 является противоположным направлению вращения входного вала 2. Поэтому транспортное средство перемещается назад.
Масло под давлением, производимое первым насос-мотором 9, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 9S на всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6. Поскольку рабочий объем второго насос-мотора 6 устанавливается на отрицательную сторону, как упоминалось выше, второй насос-мотор 6 при подаче масла под давлением во всасывающее отверстие 6S вращается в направлении, противоположном его направлению вращения в случае движения вперед, и крутящий момент передается на ведомый вал 13, то есть мощность передается на ведомый вал 13 механической передачей мощности через первый механизм 7 планетарной передачи и зубчатую пару 18 заднего хода и передачей мощности текучей средой между насос-моторами 6, 9.
Затем постепенным увеличением рабочего объема первого насос-мотора 9 его скорость вращения постепенно уменьшается, и соответственно, доля передачи мощности текучей средой постепенно уменьшается, так что передаточное отношение переключения скорости постепенно уменьшается к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 18 заднего хода. То есть передаточное отношение переключения скорости плавно изменяется. Затем, когда рабочий объем каждого из насос-моторов 6, 9 максимизирован, устанавливается скорость передачи заднего хода фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Как описано выше, трансмиссия, показанная на фиг.1, может устанавливать передаточные отношения переключения скорости четырех скоростей передачи переднего хода и одной скорости передачи заднего хода в виде так называемых фиксированных передаточных отношений переключения скорости, которые могут устанавливаться без привлечения передачи привода текучей средой, и также может устанавливать передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости. Таким образом, трансмиссия, показанная на фиг.1, может выполнять бесступенчатое или плавное изменение скорости в широком диапазоне передаточного отношения переключения скорости. В дополнение к этому, трансмиссия имеет так называемую двухосную конструкцию, имеющую две оси, на которых размещаются вращающиеся детали, включающие в себя ведущие валы 10, 11, ведомый вал 13, блоки 3, 4 привода и т.п. Поэтому внешний диаметр трансмиссии может быть уменьшен для уменьшения размера конструкции в целом. В дополнение к этому, поскольку мощность может выводиться на продолжение центральной оси вращения двигателя 1 или ось, параллельную ей, вышеупомянутая трансмиссия может предусматриваться как трансмиссия с отличными возможностями установки на транспортные средства с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами, в которых имеются весьма серьезные ограничения наружного диаметра и в которых ограничения, касающиеся осевой длины, являются сравнительно небольшими.
В дополнение к этому, когда транспортное средство начинает движение вперед или назад, трансмиссия может передавать мощность на ведомый вал 13 посредством передачи мощности посредством текучей среды, в дополнение к механической передаче мощности соединением второго насос-мотора 6 с ведомым валом 13 посредством использования стартового синхронизатора 22. Эта операция переключения стартового синхронизатора 22 выполняется на основании сигнала управления от электронного блока 27 управления, упомянутого выше. Поэтому электронный блок 27 управления соответствует стартовому устройству управления транспортного средства в изобретении. Поскольку стартовый синхронизатор 22 работает так, как описано выше, передаточное отношение переключения скорости во время старта транспортного средства становится больше передаточного отношения переключения скорости, задаваемого зубчатой парой 14 или зубчатой парой 18 заднего хода с большим передаточным отношением. Таким образом, крутящий момент на валу привода во время старта транспортного средства может быть сделан сравнительно большим для получения хорошего ускорения после неподвижного состояния. В данном случае, поскольку стартовый синхронизатор 22 предусмотрен для помощи или дополнения крутящего момента на валу привода, созданного передачей привода текучей средой во время старта транспортного средства, в стартовом синхронизаторе 22 нет особой необходимости, если необходимый крутящий момент на валу может быть получен просто через так называемую механическую передачу мощности через зубчатые пары 14, 18.
В дополнение к этому, когда любое одно из фиксированных передаточных отношений переключения скоростей, как скорости переднего хода, устанавливается в трансмиссии, рабочий объем одного из насос-моторов 6, 9 устанавливается на ноль, и соответственно второй из насос-моторов 9, 6 стопорится. Поэтому, когда устанавливается одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости, передача привода текучей средой не выполняется. То есть мощность может передаваться без выполнения преобразования формы энергии, и энергия в частности не является необходимой для поддержания пути передачи мощности с возможностью передачи мощности. Поэтому эффективность передачи мощности может больше улучшаться по сравнению существующим уровнем техники.
В этом документе должны быть описаны, предпочтительные передаточные отношения первой и второй зубчатых пар 8, 12 контрпривода и механизмы 7, 5 планетарных зубчатых передач. Предпочтительно эти передаточные отношения должны устанавливаться следующими:
к1×(1+p1)>к2×(1+p2),
где к1 - передаточное отношение первой зубчатой пары 8 контрпривода, к2 - передаточное отношение второй зубчатой пары 12 контрпривода, p1 - передаточное отношение первого механизма 7 планетарной зубчатой передачи (соотношением между числом зубьев солнечной шестерни S1 и числом зубьев кольцевой шестерни R1), а p2 - передаточное отношение второго механизма 5 планетарной зубчатой передачи (соотношением между числом зубьев солнечной шестерни S2 и числом зубьев кольцевой шестерни R2). Это обеспечивает установку передаточного отношения переключения скорости четвертой скорости, подходящего для практического использования, даже если передаточное отношение зубчатой пары 17 четвертой скорости устанавливается на передаточное отношение, близкое к 1. Поэтому, поскольку внешний диаметр ведомой шестерни 17B четвертой скорости может выполняться сравнительно большим, ограничения, касающиеся внешнего диаметра ведомого вала 13, который несет ведомую шестерню 17B четвертой скорости, уменьшаются. Следовательно, прочность ведомого вала 13 или выходного вала может увеличиваться без увеличения внешнего диаметра трансмиссии в целом.
Кроме соотношения, выраженного вышеприведенным неравенством, предпочтительно, чтобы отношение между фиксированным передаточным отношением переключения скорости для первой скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости для второй скорости (или величина шага между ними), и отношение между фиксированным передаточным отношением переключения скорости для третьей скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости для четвертой скорости (или величина шага между ними) равнялось следующему отношению:
{к1×(1+p1))/(к2×(1+p2)}
Эта конструкция обеспечивает получение индивидуальных фиксированных передаточных отношений переключения скоростей переключением зубчатой пары контрпривода, участвующей в передаче мощности от двигателя 1, даже если зубчатая пара 14 первой скорости и зубчатая пара 15 второй скорости имеют одинаковую конструкцию и одинаковые спецификации и зубчатая пара 16 третьей скорости и зубчатая пара 17 четвертой скорости имеют одинаковую конструкцию и одинаковые спецификации. Поэтому может улучшаться стандартизация составляющих частей, и стоимость трансмиссии в целом может уменьшаться.
Следующим должен быть описан пример конструкции трансмиссии транспортного средства согласно второму варианту осуществления изобретения. Пример, показанный на фиг.4, является конструкцией, полученной частичной готовностью конструкции, показанной на фиг.1, так чтобы число синхронизаторов как переключающих механизмов было равно трем и чтобы устанавливались четыре передачи скорости переднего хода и одна передача скорости заднего хода. В частности, в конструкции, показанной на фиг.4, зубчатые пары располагаются на ведомом валу 13 и одном из валов, первом ведущем валу 10 и втором ведущем валу 11 следующим способом. Так, зубчатая пара 14 первой скорости, зубчатая пара 16 третьей скорости и зубчатая пара 18 заднего хода располагаются на первом ведущем валу 10 в таком порядке от дальнего его конца (правого конца на фиг.4), а зубчатая пара 17 четвертой скорости и зубчатая пара 15 второй скорости располагаются на втором ведущем валу 11 в таком порядке от дальнего его конца. Поэтому зубчатая пара 18 заднего хода и зубчатая пара 17 четвертой скорости располагаются рядом друг с другом.
Соответственно изменению в расположении зубчатых пар второй синхронизатор 20 расположен между ведомой шестерней 18B заднего хода и ведомой шестерней 17B четвертой скорости. Затем перемещением муфты 20S второго синхронизатора 20 в левую сторону на фиг.4 ведомая шестерня 17B четвертой скорости соединяется с ведущим валом 11. Наоборот, перемещением муфты 20S в правую сторону на фиг.4 ведомая шестерня 18B заднего хода соединяется с ведомым валом 13. Кроме того, стартовый синхронизатор 22 сконструирован, так что его муфта 22S может перемещаться из так называемого состояния "ВЫКЛ" среднего положения в левую и правую стороны. То есть, перемещением муфты 22S в левую сторону на фиг.4 второй насос-мотор 6 соединяется с ведомым валом 13. Это аналогично конструкции, показанной на фиг.1.
В дополнение к этому, перемещением муфты 22S в правую сторону на фиг.4 ведомая шестерня 15B второй скорости соединяется с ведомым валом 13. В данном случае, в примере, показанном на фиг.4, первая зубчатая пара 8 контрпривода располагается между первым насос-мотором 9 и первым механизмом 7 планетарной зубчатой передачи, соответственно, первый механизм 7 планетарной зубчатой передачи располагается сравнительно близко ко второму механизму 5 планетарной зубчатой передачи в направлении оси. Другие участки, устройства и тому подобное, показанные на фиг.4, являются аналогичными показанным на фиг.1, обозначены на фиг.4 одинаковыми ссылочными позициями фиг.1 и не будут описываться ниже. В данном случае, на фиг.4, двигатель 1, электронное устройство 27 управления и исполнительные механизмы 23, 24, 25, 26 не показаны.
Конструкция, показанная на фиг.4, также может устанавливать четыре скорости передачи переднего хода и одну скорость передачи заднего хода как фиксированного передаточного отношения переключения скорости. Режимы работы синхронизаторов 19, 20, 22 и режимы работы насос-моторов 9, 6 для установки фиксированных передаточных отношений переключения скорости и промежуточных передаточных отношений переключения скорости между ними все вместе показаны на фиг.5. Индикация, используемая на фиг.5, означает тоже самое, что на фиг.3, которая описана выше. Режимы изменения скорости должны быть кратко описаны. В режиме нейтрального положения рабочие объемы насос-моторов 9, 6 установлены на ноль, и синхронизаторы 19, 20, 22 установлены в режим "ВЫКЛ" с отсутствием передачи крутящего момента посредством установки их муфт 19S, 20S, 22S в среднее положение.
Когда транспортному средству предстоит стартовать вперед, муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.4 для соединения второго насос-мотора 6 с ведомым валом 13 в качестве выходного вала, и муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в правую сторону на фиг.4 для соединения ведомой шестерни 14B первой скорости с ведомым валом 13. Это аналогично вышеописанной трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому первый насос-мотор 9 функционирует как насос для генерирования давления масла, и таким образом генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В результате, происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае более значительное, чем фиксированное передаточное отношение переключения скорости первой скорости. По мере постепенного приближения скорости вращения первого насос-мотора 9 к нулю доля передачи привода текучей средой снижается. В конце концов, первый насос-мотор 9 останавливается, и продолжается только механическая передача мощности. То есть устанавливается первая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и первый насос-мотор 9 стопорится приведением рабочего объема второго насос-мотора 6 к нулю.
Для переключения на более высокую передачу второй скорости муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается с левой стороны в правую сторону на фиг.4 для соединения ведомой шестерни 15B второй скорости с ведомым валом 13, и муфта 19S первого синхронизатора 19 остается в правой стороне на фиг.4 для сохранения ведомой шестерни 14B первой скорости, соединенной с ведомым валом 13. Этот режим соединения зубчатых пар является аналогичным случаю переключения на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость в трансмиссии, показанной на фиг.1, или в случае установления промежуточного передаточного отношения переключения скорости между первой скоростью и второй скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому, постепенным увеличением рабочего объема второго насос-мотора 6 обусловливается функционирование второго насос-мотора 6 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9, и первый насос-мотор 9 функционирует как мотор.
В результате, происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости первой скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости второй скорости. Затем, по мере постепенного приближения скорости вращения второго насос-мотора 6 к нулю, доля передачи привода текучей средой снижается. В конце концов, второй насос-мотор 6 останавливается, и продолжается только механическая передача мощности. То есть, устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и второй насос-мотор 6 стопорится приведением рабочего объема первого насос-мотора 9 к нулю.
Для переключения на более высокую передачу третьей скорости муфта 22S стартового синхронизатора 22 сохраняется в правой стороне на фиг.4 для сохранения ведомой шестерни 15B второй скорости, соединенной с ведомым валом 13. Кроме того, муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в левую сторону на фиг.4 для соединения ведомой шестерни 16B третьей скорости с ведомым валом 13. Это режим соединения зубчатых пар аналогично случаю переключения на более высокую передачу от второй скорости к третьей скорости в трансмиссии, показанной на фиг.1, или в случае установления промежуточного передаточного отношения переключения скорости между второй скоростью и третьей скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому, постепенным увеличением рабочего объема первого насос-мотора 9 обусловливается функционирование первого насос-мотора 9 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В результате, происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости второй скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости третьей скорости. Затем, по мере постепенного приближения скорости вращения первого насос-мотора 9 к нулю, доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов, первый насос-мотор 9 останавливается, и продолжается только механическая передача мощности. То есть, устанавливается третья скорость как фиксированное передаточное отношение для изменения скорости, и первый насос-мотор 9 стопорится приведением рабочего объема второго насос-мотора 6 к нулю.
Для переключения на более высокую передачу четвертой скорости муфта 22S стартового синхронизатора 22 возвращается в нейтральное положение, так что стартовый синхронизатор 22 принимает режим "ВЫКЛ". В дополнение к этому, муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в левую сторону на фиг.4 для соединения ведомой шестерни 17B четвертой скорости с ведомым валом 13. Этот режим соединения зубчатых пар аналогичен случаю переключения на более высокую передачу от третьей скорости к четвертой скорости в трансмиссии, показанной на фиг.1, или в случае установления промежуточных передаточных отношений переключения скорости между третьей скоростью и четвертой скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому постепенным увеличением рабочего объема второго насос-мотора 6 обусловливается функционирование второго насос-мотора 6 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом, генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9, и первый насос-мотор 9 функционирует как мотор.
В результате, происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости третьей скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости четвертой скорости. Затем, по мере постепенного приближения скорости вращения второго насос-мотора 6 к нулю, доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов, второй насос-мотор 6 останавливается, и продолжается одна только механическая передача мощности. То есть устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение для изменения скорости, и второй насос-мотор 6 стопорится приведением рабочего объема первого насос-мотора 9 к нулю.
Когда подлежит установке скорость передачи заднего хода, муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.4 для соединения второго насос-мотора 6 с ведомым валом 13, первый синхронизатор 19 устанавливается в режим "ВЫКЛ" и муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в правую сторону на фиг.4 для соединения ведомой шестерни 18B заднего хода с ведомым валом 13. Это режим соединения зубчатых пар является аналогичным установлению скорости передачи заднего хода в трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому постепенным увеличением рабочего объема каждого из насос-моторов 9, 6 обуславливается функционирование первого насос-мотора 9 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом вырабатываемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 9, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В этом случае, поскольку мощность от первого блока 3 привода передается на ведомый вал 13 через зубчатую пару 18 заднего хода, ведомый вал 13 вращается в направлении, противоположном направлению его вращения в случае движение вперед. Кроме того, поскольку рабочий объем второго насос-мотора 6 устанавливается в направлении, противоположном направлению в случае движения вперед, второй насос-мотор 6 вращается в направлении, противоположном направлению его вращения в случае движение вперед. Таким образом генерируемый крутящий момент передается на ведомый вал 13. В результате происходит так называемая механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Таким образом устанавливается скорость передачи заднего хода. В дополнение к этому, поскольку рабочий объем каждого из насос-моторов 9, 6 максимизирован, устанавливается скорость передачи заднего хода как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Поэтому, согласно конструкции, показанной на фиг.4, поскольку стартовый синхронизатор 22 также служит в качестве синхронизатора 21 заднего хода, показанного на фиг.1, четыре скорости передачи переднего хода и одна скорость передачи заднего хода могут устанавливаться через использование трех синхронизаторов (переключающих механизмов). Поэтому конструкция, показанная на фиг.4, уменьшает число необходимых составных частей в целом и обеспечивает уменьшение веса и габаритов трансмиссии. Кроме того, поскольку базовая конструкция трансмиссии, показанной на фиг.4, является, по существу, одинаковой с базовой конструкцией трансмиссии, показанной на фиг.4, трансмиссия, показанная на фиг.4, обеспечивает достижение, по существу, одинаковой работы и эффективности с трансмиссией, показанной на фиг.1.
В дополнение к этому, конструкция, показанная на фиг.4, помогает управлению переключением на более высокую передачу следом за стартом транспортного средства в направлении вперед. В частности, вышеупомянутая первая скорость является передаточным отношением переключения скорости для целей достижения большой приводной силы во время старта транспортного средства, и обычно, за первой скоростью немедленно следует переключение на более высокую передачу второй скорости или третьей скорости. Переключением синхронизаторов для переключения на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость в конструкции, показанной на фиг.4, является только переключение стартового синхронизатора 22 от положения на левой стороне в положение на правой стороне Фигуры 4, как показано на фиг.5. Это может быть показано на фиг.6. При переключении на более высокую передачу от старта транспортного средства на вторую скорость через первую скорость первый и второй синхронизаторы 19, 20 сохраняются в их соответствующих существующих рабочих режимах, и только муфта 22S стартового синхронизатор 22 перемещается с левой стороны на правую сторону. Поэтому, в случае, где задействуются подходящие исполнительные механизмы для работы переключения синхронизаторов, необходима работа только одного из исполнительных механизмов. Поэтому управление переключением является простым. Другими словами, поскольку нет необходимости управления множеством синхронизаторов в координации или с поддержанием последовательности переключений, управление переключением является простым и, в частности, управление переключением передаточного отношения скорости на стороне малой скорости становится простым.
В качестве еще одного варианта осуществления изобретение должен быть описан пример конструкции трансмиссии для транспортного средства согласно третьему варианту осуществления. Третий вариант осуществления является примером, который сконструирован так, чтобы улучшить скорость реакции на переключение скорости во время переключения на более высокую передачу от старта транспортного средства ко второй скорости через первую скорость. Конструкция третьего варианта осуществления получается, по существу, взаимной заменой зубчатой пары 15 второй скорости и зубчатой пары 17 четвертой скорости в положении в вышеописанной конструкции, показанной на фиг.4. В частности, зубчатая пара 15 второй скорости располагается со стороны дальнего конца второго ведущего вала 11 (со стороны правого конца на фиг.7). Поэтому ведомая шестерня 15B второй скорости обращена к ведомой шестерне 18B заднего хода через второй синхронизатор 20, и ведущая шестерня 15A второй скорости установлена на стороне дальнего конца второго ведущего вала 11. Зубчатая пара 17 четвертой скорости расположена со стороны двигателя 1 от зубчатой пары 15 второй скорости (или от ее стороны, обращенной к приводным блокам 3, 4). Поэтому ведомая шестерня 17B четвертой скорости обращена к оси ротора второго насос-мотора 6 через стартовый синхронизатор 22, ведущая шестерня 17A четвертой скорости, входящая в зацепление с ведомой шестерней 17B четвертой скорости, установлена на втором ведущем валу 11. Другие участки, устройства и тому подобное, показанные на фиг.7, являются аналогичными показанным на фиг.4 и представлены на фиг.7 фигурами ссылки, одинаковыми с фиг. 4, и не будут описываться ниже. В данном случае, на фиг.7, двигатель 1, электронное устройство 27 управления и исполнительные механизмы 23, 24, 25, 26 не показаны.
Конструкция, показанная на фиг.7, также обеспечивает возможность установки четырех скоростей передачи переднего хода и одной скорости передачи заднего хода как фиксированных передаточных отношений переключения скорости. Режимы работы синхронизаторов 19, 20, 22 и режимы работы насос-моторов 9, 6 для установки фиксированных передаточных отношений переключения скорости и промежуточных передаточных отношений переключения скорости между ними все вместе показаны на фиг.8. Условные обозначения, используемые на фиг.8, означают тоже самое, что на фиг. 3, 5, которые описаны выше. Кроме того, поскольку конструкция, показанная на фиг.7, отличается от конструкции, показанной на фиг.4, тем что зубчатая пара 15 второй скорости и зубчатая пара 17 четвертой скорости взаимно поменялись положениями, таблица, показанная на фиг.8, отличается от таблицы, показанной на фиг.5, содержанием, относящимся ко второй скорости и четвертой скорости, остальное содержание аналогично показанному на фиг.5.
Режимы изменения скорости в трансмиссии, показанной на фиг.7, должны быть кратко описаны. В режиме нейтрального положения рабочие объемы насос-моторов 9, 6 установлены на ноль, и синхронизаторы 19, 20, 22 установлены в режим "ВЫКЛ" с отсутствием передачи крутящего момента посредством установки их муфт 19S, 20S, 22S в среднее положение.
Когда транспортному средству предстоит стартовать вперед, муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.7 для соединения второго насос-мотора 6 с ведомым валом 13 в качестве выходного вала, и муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается в правую сторону на фиг.7 для соединения ведомой шестерни 14B первой скорости с ведомым валом 13. Это аналогично вышеописанной трансмиссии, показанной на фиг.4. Поэтому первый насос-мотор 9 функционирует как насос для генерирования давления масла, и таким образом вырабатываемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 6, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В результате происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае является более значительным, чем фиксированное передаточное отношение переключения скорости первой скорости. По мере постепенного приближения скорости вращения первого насос-мотора 9 к нулю, доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов, первый насос-мотор 9 останавливается, и продолжается только механическая передача мощности. То есть устанавливается первая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и первый насос-мотор 9 стопорится приведением рабочего объема второго насос-мотора 6 к нулю.
Для переключение на более высокую передачу второй скорости муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается с левой стороны на фиг.7 в среднее положение для высвобождения соединения между осью ротора второго насос-мотора 6 и ведомым валом 13, и муфта 19S первого синхронизатора 19 остается в правой стороне на фиг.7 для сохранения ведомой шестерни 14B первой скорости, соединенной с ведомым валом 13. В дополнение к этому, муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в левую сторону на фиг.7 для соединения с ведомой шестерней 15B второй скорости с ведомым валом 13. Это режим соединения зубчатых пар аналогичен случаю переключения на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость в трансмиссии, показанной на фиг.1 или 4, или в случае установления промежуточного передаточного отношения переключения скорости между первой скоростью и второй скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1. Поэтому постепенным увеличением рабочего объема второго насос-мотора 6 обуславливается функционирование второго насос-мотора 6 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом, генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9, и первый насос-мотор 9 функционирует как мотор.
В результате происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости второй скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости третьей скорости. Затем, по мере постепенного приближения скорости вращения второго насос-мотора 6 к нулю, доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов, второй насос-мотор 6 останавливается, и продолжается только механическая передача мощности. То есть устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и второй насос-мотор 6 стопорится приведением рабочего объема первого насос-мотора 9 к нулю.
Для переключения на более высокую передачу третьей скорости режимы работы стартового синхронизатора 22 и второго синхронизатора 20 оставляются неизменными и муфта 19S первого синхронизатора 19 перемещается из положения с правой стороны в положение с левой стороны на фиг.7 для высвобождения соединения между ведомой шестерней 14B первой скорости и ведомым валом 13 и соединения ведомой шестерни 16B третьей скорости с ведомым валом 13. Этот режим соединения зубчатых пар является аналогичным случаю переключения на более высокую передачу от второй скорости к третьей скорости в трансмиссии, показанной на фиг.1 или 4, или в случае установки промежуточного передаточного отношения переключения скорости между второй скоростью и третьей скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1 или 4. Поэтому, постепенным увеличением рабочего объема первого насос-мотора 9 обусловливается функционирование первого насос-мотор 9 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом, генерируемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 9, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В результате происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости второй скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости третьей скорости. Затем по мере постепенного приближения скорости вращения первого насос-мотора 9 к нулю доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов первый насос-мотор 9 останавливается, и продолжается только одна механическая передача мощности. То есть устанавливается третья скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и первый насос-мотор 9 стопорится приведением рабочего объема второго насос-мотора 6 к нулю.
Для переключения на более высокую передачу четвертой скорости муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается из нейтрального положения в правую сторону на фиг.7 для соединения ведомой шестерни 17B четвертой скорости с ведомым валом 13 и муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в среднее положение, показанное на фиг.7, для высвобождения соединения между ведомой шестерней 15B второй скорости и ведомым валом 13. Этот режим соединения зубчатых пар аналогичен случаю переключения на более высокую передачу от третьей скорости к четвертой скорости в трансмиссии, показанной на фиг. 1 или 4, или в случае установки промежуточных передаточных отношений переключения скорости между третьей скоростью и четвертой скоростью в трансмиссии, показанной на фиг.1 или 4. Поэтому постепенным увеличением рабочего объема второго насос-мотора 6 обуславливается функционирование второго насос-мотор 6 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом, вырабатываемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 9S первого насос-мотора 9, и первый насос-мотор 9 функционирует как мотор.
В результате происходят так называемые механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Передаточное отношение переключения скорости в этом случае находится в пределах между фиксированным передаточным отношением переключения скорости третьей скорости и фиксированным передаточным отношением переключения скорости четвертой скорости. Затем по мере постепенного приближения скорости вращения второго насос-мотора 6 к нулю доля передачи привода текучей средой уменьшается. В конце концов, второй насос-мотор 6 останавливается, и продолжается одна только механическая передача мощности. То есть устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, и второй насос-мотор 6 стопорится приведением рабочего объема первого насос-мотора 9 к нулю.
Когда подлежит установке скорость передачи заднего хода, муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается в левую сторону на фиг.7 для соединения второго насос-мотора 6 с ведомым валом 13, первый синхронизатор 19 устанавливается в режим "ВЫКЛ" и муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается в правую сторону на фиг.7 для соединения ведомой шестерни 18B заднего хода с ведомым валом 13. Этот режим соединения зубчатых пар является аналогичным установке скорости передачи заднего хода в трансмиссии, показанной на фиг.1 или 4. Поэтому постепенным увеличением рабочего объема каждого из насос-моторов 9, 6 обуславливается функционирование первого насос-мотора 9 как насоса и генерирование давления масла. Таким образом вырабатываемое масло под давлением подается во всасывающее отверстие 6S второго насос-мотора 9, и второй насос-мотор 6 функционирует как мотор.
В этом случае, поскольку мощность от первого блока привода 3 передается на ведомый вал 13 через зубчатую пару 18 заднего хода, ведомый вал 13 вращается в направлении, противоположном направлению его вращения в случае движение вперед. Кроме того, поскольку рабочий объем второго насос-мотора 6 устанавливается в направлении, противоположном направлению в случае движения вперед, второй насос-мотор 6 вращается в направлении, противоположном направлению его вращения в случае движение вперед. Таким образом, генерируемый крутящий момент передается на ведомый вал 13. В результате происходит так называемая механическая передача мощности и передача мощности посредством текучей среды, и объединенная мощность этих мощностей передается на ведомый вал 13. Таким образом, устанавливается скорость передачи заднего хода. В дополнение к этому, поскольку рабочий объем каждого из насос-моторов 9, 6 максимизирован, устанавливается скорость передачи заднего хода как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Поэтому трансмиссия, сконструированная как показано на фиг.7 также может устанавливать четыре скорости передачи переднего хода и одну скорость передачи заднего хода посредством использования трех синхронизаторов (переключающих механизмов), аналогичных трансмиссии, показанной на фиг.4, и обеспечивает возможность достижения, по существу, работы и эффективности, аналогичной трансмиссии, показанной на фиг.4. Кроме того, в трансмиссии, показанной на фиг.7, синхронизаторы 19, 20, 22 сконструированы так, что муфты 19S, 20S, 22S перемещаются ходом от нейтрального положения к левой и правой сторонам. Переключение между состоянием установки первой скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости и состоянием установки второй скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости может получаться простым перемещением муфты 22S стартового синхронизатора 22 и муфты 20S второго синхронизатора 20 на половину соответствующих полных пределов ходов.
Это может быть показано на фиг.9. В переключении на более высокую передачу от старта транспортного средства ко второй скорости через первую скорость первый синхронизатор 19 остается в существующем режиме работы, и муфта 22S стартового синхронизатора 22 перемещается от положения на левой стороне к среднему нейтральному положению. По существу, синхронно с этим, муфта 20S второго синхронизатора 20 перемещается от среднего нейтрального положения в положение на правой стороне. Поэтому расстояния перемещения муфт 22S, 20S стартового синхронизатора 22 и второго синхронизатора 20, обуславливающие выполнение операций переключения, составляют половину соответствующих полных пределов ходов. Кроме того, поскольку перемещения муфт 22S, 20S могут выполняться одновременно, время, требуемое для переключения, по существу, уменьшается наполовину, и скорость реакции переключения может быть улучшена. В частности, быстрота реакции переключения на более высокую передачу, следующего за стартом транспортного средства, может улучшаться.
Преобразование формы энергии в изобретении не ограничивается преобразованием механической энергии вращения с заранее заданным крутящим моментом прохождения в поток текучей среды под давлением. В изобретении также является возможным конструировать трансмиссию так, чтобы механическая энергия менялась на электрическую энергию и электрическая энергия менялась обратно на механическую энергию. В связи с этим конструкция четвертого варианта осуществления показана на фиг.10. В четвертом варианте осуществления первый насос-мотор 9 и второй насос-мотор 6 в конструкции первого варианта осуществления, показанной на фиг.1, заменяются первым электродвигатель-генератором MGl и a вторым электродвигатель-генератором MG2, соответственно, и электродвигатель-генераторы MGl, MG2 соединены между собой так, что электрическая мощность может передаваться и приниматься между ними. В данном случае, каждый из электродвигатель-генераторов является электродвигателем, которому придана функция генерирования электрической мощности, таким как синхронный электродвигатель с постоянными магнитами.
Поэтому в конструкции, показанной на фиг.10, электродвигатель-генераторы MGl, MG2 функционируют как генераторы электрической мощности на месте насос-моторов 9, 6, функционирующих как насосы в конструкции, показанной на фиг.1. В дополнение к этому, аналогично насос-моторам 9, 6, показанным на фиг.1, функционирующим как моторы, электродвигатель-генераторы MGl, MG2 функционируют как моторы подачи мощности. Еще дополнительно, аналогично насос-моторам 9, 6 на фиг.1, переходящим в свободное вращение, когда их рабочий объем установлен на ноль, электродвигатель-генераторы MGl, MG2 переходят в свободное вращение, когда их электропитание отсекается. В данном случае застопоривание электродвигатель-генераторов MGl, MG2 выполняется электронно.
Таким образом, поскольку функционирование электродвигатель-генераторов MGl, MG2 может осуществляться, по существу, способом, аналогичным с насос-моторами 9, 6, трансмиссия, сконструированная как показано на фиг.10, также способна к плавной установке передаточного отношения переключения скорости от старта транспортного средства до четвертой скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости, так что может осуществляться функционирование трансмиссии как трансмиссии с плавно изменяемым передаточным числом. В данном случае, этапы работы для установки этапов переключения скорости (передач) и промежуточных передаточных отношений переключения скорости между ними могут быть обобщенно показаны таблицей, полученной замещением первого насос-мотора 9 (PM1) и второго насос-мотора 6 (PM2), в таблице, показанной на фиг.3, первым электродвигатель-генератором MGl и вторым электродвигатель-генератором MG2, соответственно, и дополнительно замещением "0" рабочего объема на "СВОБОДНОЕ", и "НАСОС" на "ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ", и "МОТОР" на "ПОДАЧА МОЩНОСТИ". В данном случае, в конструкции, показанной на фиг.1, направление вращения (направление крутящего момента) установлено на основе установки направления рабочего объема первого или второго насос-мотора 9, 6, в то время как в конструкции, показанной на фиг.10, направление вращения электродвигатель-генераторов MGl, MG2 и направление их выходного крутящего момента регулируется электронно.
В примере конструкции пятого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.11, первый насос-мотор 9 и второй насос-мотор 6 в конструкции второго варианта осуществления, показанной на фиг.4, заменены на первый электродвигатель-генератор MG1 и второй электродвигатель-генератор MG2, соответственно, и электродвигатель-генераторы MGl, MG2 взаимно соединены, так что электрическая мощность может отправляться и приниматься между ними.
Поэтому трансмиссия, сконструированная как показано на фиг.11, аналогично трансмиссии с конструкцией второго варианта осуществления, показанной на фиг.4, также имеет возможность плавной установки передаточного отношения переключения скорости от старта транспортного средства до четвертой скорости как фиксированных передаточных отношений переключения скорости, так чтобы осуществлялось функционирование трансмиссии как трансмиссии с плавно изменяемым передаточным числом. В данном случае, режимы работы для установки этапов переключения скорости (передач) и промежуточного передаточного отношения переключения скорости между ними может быть обобщенно показано таблицей, полученной заменой первого насос-мотора 9 (PM1) и второго насос-мотора 6 (PM2) в таблице на фиг.5 первым электродвигатель-генератором MG1 и вторым электродвигатель-генератором MG2, соответственно, и дополнительно заменой "0" рабочего объема на "СВОБОДНОЕ", и "НАСОС" на "ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭНЕРГИИ", и "МОТОР " на "ПОДАЧА МОЩНОСТИ".
Хотя в приведенном выше конкретном примере ведомый вал 13 создан как выходной вал, также возможна адаптация конструкции, в которой выходной вал оборудован отдельным от ведомого вала 13, и мощность передается от ведомого вала 13 на выходной вал, и таким образом, выводится из трансмиссии. В таком случае, выходной вал может располагаться соосно с ведущими валами 10, 11. Кроме того, достаточно чтобы блок привода в изобретении был сконструирован так, чтобы, по меньшей мере, часть входной мощности блока привода выводилась напрямую, а часть входной мощности преобразовывалась в энергетическую силу и выводилась таким образом. Блок привода не ограничивается блоком, объединяющим дифференциальный механизм, такой как механизм планетарной зубчатой передачи или т.п., и насос-мотором типа с переменной производительностью текучей среды под давлением или электродвигатель-генератором. Например, каждый блок привода может конструироваться только из насос-мотора типа с переменной производительностью текучей среды под давлением, который выполняет работу дифференциала между корпусом и ротором.
В дополнение к этому, согласно изобретению можно адаптировать конструкцию, в которой первый насос-мотор 9 является так называемым двухходовым поворотного типа вместо конструкции, в которой второй насос-мотор 6 является так называемым двухходовым поворотного типа. То есть, достаточно, чтобы, по меньшей мере, один из моторов был двухходовым поворотного типа. В дополнение к этому, в изобретении количество фиксированных передаточных отношений переключения скорости, которые могут устанавливаться, может быть большим четырех или может быть меньшим четырех.
Следующим должна быть описана трансмиссия транспортного средства согласно шестому варианту осуществления изобретения. На фиг.12 показан пример конструкции трансмиссии транспортного средства согласно шестому варианту осуществления изобретения. В этой конструкции четыре скорости передачи переднего хода и одна скорость передачи заднего хода устанавливаются с так называемыми фиксированными передаточными отношениями изменения скорости, которые могут устанавливаться без изменения формы мощности (энергии), подлежащей передаче. В частности, эта конструкция адаптирована к транспортного средству с передним расположением двигателя, и приводом на задние колеса транспортного средства, в котором источник 1 движущей мощности, такой как двигатель или тому подобный, установлен в продольном направлении транспортного средства. В частности, механизм, распределяющий мощность или передающий и отключающий мощность, расположен на оси, одинаковой с осью входной детали 2, соединенной с источником 1 движущей мощности, или осью, параллельной оси входной детали 2.
В этом документе следует заметить, что источник 1 движущей мощности может являться широко распространенным источником двигательной мощности, используемым в транспортных средствах, таким как двигатель внутреннего сгорания, электродвигатель, конструкцией в которой двигатель и мотор объединяются, и т.п. В описании ниже, источником 1 движущей мощности будет условно называться двигатель 1. Кроме того, достаточно, чтобы входная деталь 2 являлась деталью, способной передавать выходную мощность двигателя 1. Например, входной элемент 2 может являться ведущим диском сцепления, входным валом или тому подобным. В описании ниже, входной элемент 2 будет называться входным валом 2. Приемлемое устройство передачи привода, такое как демпфер крутильных колебаний, муфта сцепления, преобразователь крутящего момента и т.п., могут располагаться между двигателем 1 и входным валом 2. На фиг.12, позицией 103 обозначен масляный насос, который называется вспомогательным насосом или подпорным насосом и используется для подачи смазочного масла к различным частям трансмиссии, или пополнения масла под давлением для маслопровода, сформированного между гидравлическими насос-моторами.
Механизм, расположенный на каждой из осей, относится к виду устройства передачи привода, которое напрямую выводит входную мощность или которое напрямую выводит часть входной мощности и преобразует остальную мощность в форму энергии перед ее выведением и которое свободно вращается без выполнения передачи мощности. В примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, механизм на каждой оси сконструирован из механизма дифференциала и механизма силы противодействия, прилагающего силу противодействия к механизму дифференциала с возможностью изменения силы противодействия. Кратко, что касается дифференциального механизма, достаточен механизм, выполняющий работу дифференциала через три вращающихся элемента. Дифференциальный механизм может представлять собой механизм с шестернями и роликами в качестве вращающихся элементов. Примеры дифференциального механизма шестеренчатого типа, который может использоваться в качестве дифференциального механизма, в этом документе включают в себя механизм планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней и механизм планетарной зубчатой передачи с двумя ведущими шестернями. Кроме того, что касается механизма силы противодействия, достаточен механизм с возможностью избирательного выведения крутящего момента, и возможным является использование насос-мотора типа с текучей средой, такого как гидравлический насос-мотор, или тому подобного, электродвигатель-генератора, с электронным управлением и т.п.
В примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, механизм планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней используется в качестве дифференциального механизма и гидравлический насос-мотор типа с переменной производительностью используется в качестве механизма силы противодействия для генерирования силы противодействия (которая соответствует мотору в этом изобретении). В описании ниже, механизм планетарной зубчатой передачи, расположенный соосно с первым ведущим валом 104 и вторым ведущим валом 105, параллельными двигателю 1 и входному валу 2, будет условно именоваться первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи, и гидравлический насос-мотор, расположенный соосно с первым ведущим валом 104 и вторым ведущим валом 105, будет условно именоваться первым насос-мотором 107. В дополнение к этому, механизм планетарной зубчатой передачи и гидравлический насос-мотор, расположенные параллельно с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насос-мотором 107, будут условно именоваться вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и вторым насос-мотором 109, соответственно. Кроме того, на чертежах первый насос-мотор 107 иногда именуется PM1 и второй насос-мотор 109 иногда именуется PM2.
Один из валов, первый ведущий вал 104 или второй ведущий вал 105, то есть второй ведущий вал 105 в этом примере конструкции шестого варианта осуществления, имеет полую конструкцию и насаживается снаружи на первый ведущий вал 104 так, чтобы два ведущих вала могли свободно вращаться друг относительно друга. Эти ведущие валы 104, 105 располагаются на стороне первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи противоположно первому насос-мотору 107 в направлении оси.
Первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи принадлежит к типу с одной ведущей шестерней, имеющему, в качестве вращающихся элементов, солнечную шестерню S1, то есть шестерню с внешними зубьями, кольцевую шестерню R1, то есть шестерню с внутренними зубьями, расположенную концентрически с солнечной шестерней S1, и водило C1, держащее сателлиты, находящиеся в зацеплении с солнечной шестерней S1 и кольцевой шестерней R1 таким способом, чтобы сателлиты имели возможность свободного вращения вокруг собственных осей и свободного кругового перемещения. Ведущая шестерня 110А контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода установлена на входном валу 2, и ведомая шестерня 110В контрпривода, входящая в зацепление с ведущей шестерней 110А контрпривода, соединяется с кольцевой шестерней R1. То есть входной вал 2 соединяется с кольцевой шестерней R1 через первую зубчатую пару 110 контрпривода. Поэтому кольцевая шестерня R1 является входным элементом. Кроме того, ось 107A ротора первого насос-мотора 107 как механизма силы противодействия соединена с солнечной шестерней S1. Поэтому солнечная шестерня S1 является элементом противодействия. Первый ведущий вал 104 соединен с водилом C1, поэтому водило C1 является выходным элементом.
Этот первый насос-мотор 107 принадлежит к типу с переменной производительностью, рабочий объем которого может изменяться, и в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, принадлежит к так называемому одноходовому поворотному типу, рабочий объем которого может изменяться в одном из направлений, положительном или отрицательном от нуля. Первый насос-мотор 107 расположен на стороне двигателя 1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи (левая сторона на фиг.12) и соосно с первым механизмом планетарной зубчатой передачи 106. В качестве первого насос-мотора 107 этого вида могут адаптироваться различные типы насос-моторов. Например, могут использоваться поршневой осевой роторный насос, насос с наклонным валом, радиально-поршневой насос и т.п.
Второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи имеет, по существу, одинаковую конструкцию с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи. То есть второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи принадлежит к типу с одной ведущей шестерней, имеющему в качестве вращающихся элементов солнечную шестерню S2, кольцевую шестерню R2 и водило C1, держащее сателлиты с возможностью свободного вращения вокруг собственных осей и свободного кругового перемещения, выполняющему работу дифференциала посредством этих трех вращающихся элементов.
Как в первом механизме 106 планетарной зубчатой передачи, ведомая шестерня 110С контрпривода, входящая в зацепление с ведущей шестерней 110А контрпривода, установленная на входном валу 2, соединяется с кольцевой шестерней R2 через стартовый (S) синхронизатор 111. Стартовый синхронизатор 111 относится к переключающему механизму старта транспортного средства и сконструирован так, чтобы избирательно устанавливать состояние, в котором крутящий момент может передаваться между кольцевой шестерней R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи и двигателем 1, и так, чтобы препятствовать вращению кольцевой шестерни R2, то есть фиксировать кольцевую шестерню R2. Поэтому кольцевая шестерня R2 является входным элементом. Кроме того, ось ротора 109A второго насос-мотора 109 как механизма силы противодействия соединяется с солнечной шестерней S2. Поэтому солнечная шестерня S2 является элементом силы противодействия. Ведущая шестерня 112А контрпривода второй зубчатой пары 112 контрпривода установлена на водило C2, а ведомая шестерня 112С контрпривода, сцепляющаяся с ней через промежуточную шестерню 112B, соединяется со вторым второй ведущим валом 105. То есть второй ведущий вал 105 соединяется с водилом C2 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода. Поэтому водило C2 является выходным элементом.
Второй насос-мотор 109 принадлежит к типу с переменной производительностью, рабочий объем которого может изменяться. В примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, в частности, второй насос-мотор 109 принадлежит к так называемому двухходовому поворотному типу, рабочий объем которого может изменяться в двух направлениях, в положительном и отрицательном от нуля, и располагается соосно со вторым механизмом планетарной зубчатой передачи 108 и радиально внешне рядом с первым насос-мотором 107. Что касается второго насос-мотора 109, аналогичного первому насос-мотору 107, для него является возможным использование различных типов насос-моторов, например, поршневого осевого роторного насоса, насоса с наклонным валом, радиально-поршневого насоса, и т.п.
Стартовый синхронизатор 111 должен быть описан как переключающий механизм старта транспортного средства. Стартовый синхронизатор 111 состоит, например, из механизма синхронного соединения (синхронизатора), кулачковой муфты сцепления (зубчатой муфты сцепления) или муфты сцепления фрикционного типа. Стартовый синхронизатор 111, показанный на фиг.12, состоит из механизма синхронного соединения. Стартовый синхронизатор 111 включает в себя муфту 111S, которая насаживается со шлицем на втулку, скрепленную с кольцевой шестерней R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. На двух противоположных сторонах муфты 111S устроены шлицы, которые соответственно скрепляются с ведомой шестерней 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода и с неподвижной деталью 113, которая фиксируется, например, к корпусу (не показан) трансмиссии.
В частности, шлицевой участок, скрепленный с ведомой шестерней 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода, располагается с левой стороны муфты 111S на фиг.12, и шлицевой участок, скрепленный с неподвижной деталью 113, располагается с правой стороны муфты 111S на фиг.12. Поэтому стартовый синхронизатор 111 сконструирован следующим образом. Когда муфта 111S перемещается влево на фиг.12, стартовый синхронизатор 111 соединяет ведомую шестерню 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода с кольцевой шестерней R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. Когда муфта 111S перемещается вправо на фиг.12, стартовый синхронизатор 111 соединяет кольцевую шестерню R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи с неподвижной деталью 113 чтобы воспрепятствовать вращению кольцевой шестерни R2, то есть фиксировать кольцевую шестерню R2. Когда муфта 111S устанавливается в среднее положение, муфта 111S не сцепляется ни с ведомой шестерней 110С контрпривода, ни с неподвижной деталью 113, то есть стартовый синхронизатор 111 занимает нейтральное положение.
Как описано выше, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи в примере конструкции шестого варианта осуществления сконструирован из механизма планетарной зубчатой передачи с одной ведущей шестерней, в котором кольцевая шестерня R2, солнечная шестерня S2 и водило C1 являются входным элементом, элементом силы противодействия и выходным элементом. Поэтому, когда муфта 111S стартового синхронизатора 111 перемещается вправо на фиг.12 для фиксирования кольцевой шестерни R2, скорость вращения, выводимая от водила C2, уменьшается относительно скорости вращения, вводимой на солнечную шестерню S2. В частности, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи сконструирован так, что когда работой стартового синхронизатора 111 управляют для фиксирования кольцевой шестерни R2, то есть входного элемента второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи работает как редуктор, который усиливает крутящий момент солнечной шестерни S2, то есть элемент силы противодействия второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, и выводит крутящий момент от водила C2, то есть, выходного элемента второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, если выходной крутящий момент второго насос-мотора 109 подводится на солнечную шестерню S2.
В данном случае, первая зубчатая пара 110 контрпривода и вторая зубчатая пара 112 контрпривода составляют так называемый входной механизм передачи привода и так называемый выходной механизм передачи привода, соответственно. Любая из зубчатых пар контрпривода может заменяться механизмом передачи привода, который использует фрикционный диск сцепления, или механизмом передачи привода с круговым охватом, который использует цепь, ремень или тому подобное.
В дополнение к этому, в примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи располагаются так, что оси двух механизмов параллельны друг другу и два механизма располагаются параллельно бок обок. То есть, в то время, как первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи располагается на одной оси с первым ведущим валом 104 и вторым ведущим валом 105, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи располагается на оси, параллельной ведущим валам 104, 105, и находится радиально снаружи рядом с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи. Поэтому осевая длина двух механизмов планетарной зубчатой передачи 106, 108 может сокращаться, и поэтому конструкция трансмиссии может уменьшаться в размере, в сравнении с вариантом, где два механизма планетарной зубчатой передачи 106, 108 располагаются по отношению друг к другу в направлении оси. В связи с боковым уменьшением трансмиссии может улучшаться удобство установки трансмиссии на транспортное средство и, в частности, удобство ее установки в случае транспортного средства с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами.
Первый ведущий вал 104 и второй ведущий вал 105 располагаются соосно с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насос-мотором 107, как описано выше. То есть, два ведущих вала, то есть первый ведущий вал 104 и второй ведущий вал 105, располагаются на оси первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи и первого насос-мотора 107. Второй ведущий вал 105 имеет пустотелую конструкцию и насаживается снаружи на первый ведущий вал 104, так чтобы два ведущих вала имели возможность свободного вращения друг относительно друга. Ведущие валы 104, 105 располагаются на стороне первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, противоположно первому насос-мотору 107 в направлении оси.
Ведомый вал 114, на который передается мощность от ведущих валов 104, 105, располагается параллельно ведущим валам 104, 105 и соосно с входным валом 2. Поэтому в трансмиссии, показанной на фиг.12, его основной участок имеет так называемую двухосную структуру. Множество механизмов передачи привода для установки различных передаточных отношений переключения скорости оборудованы между ведущими валами 104, 105 и ведомым валом 114. Каждый из механизмов передачи привода создан для установки передаточного отношения переключения скорости между входным валом 2 и ведомым валом 114 согласно передаточного отношениям скорости вращения, когда участвует в передаче крутящего момента и может представлять собой зубчатый механизм, механизм передачи привода с круговым охватом, механизм, использующий фрикционный диск сцепления, и т.п. В примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, предусмотрены четыре зубчатые пары 115, 116, 117, 118 для движения вперед и зубчатая пара 119 для движения назад.
Первый ведущий вал 104 выступает из концевого участка второго ведущего вала 105 пустотелой конструкции, и на выступающем участке установлены ведущая шестерня 115A первой скорости и ведущая шестерня 117A третьей скорости, а также ведущая шестерня 119A заднего хода. Порядок их установки следующий: ведущая шестерня 115A первой скорости, ведущая шестерня 117A третьей скорости, ведущая шестерня 119A заднего хода, в этом порядке от дальнего конца первого ведущего вала 104 (его правая сторона на фиг.12). При устройстве двух шестерен для движение вперед, то есть ведущей шестерни 115A первой скорости и ведущей шестерни 117A третьей скорости в убывающем порядке по передаточному отношению (то есть, возрастающем порядке радиуса окружности канавок или возрастающем порядке числа зубьев), нагрузка, действующая на подшипник (не показан), несущий участок дальнего конца первого ведущего вала 104, делается сравнительно небольшой, так что размер подшипника может уменьшаться.
На втором ведущем валу 105 располагаются ведущая шестерня 118A четвертой скорости, ведущая шестерня 116A второй скорости и ведомая шестерня 12C контрпривода в таком порядке от дальнего конца (правой стороны на фиг.12). Таким образом, ведущие шестерни скоростей с нечетными номерами установлены на один из валов, первый или второй ведущий вал 104, 105 и ведущие шестерни скоростей с четными номерами установлены на другой ведущий вал. Другими словами, ведущие шестерни 116A, 118A второй и четвертой скоростей могут устанавливаться на первый ведущий вал 104 и ведущие шестерни 115A, 117A первой и третьей скоростей могут устанавливаться на второй ведущий вал 105.
Ведомые шестерни 115B, 116B, 117B, 118B, 119B зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119 насаживаются с возможностью свободного вращения и несутся ведомым валом 114. В частности, ведомая шестерня 115B первой скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 115A первой скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114. Ведомая шестерня 117B третьей скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 117A третьей скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 и располагается рядом с ведомой шестерней 115B первой скорости. В дополнение к этому, ведомая шестерня 119B заднего хода, входящая в зацепление с промежуточной шестерней 119C, расположенной между ведомой шестерней 119B заднего хода и ведущей шестерней 119A заднего хода, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114, так чтобы направление вращения ведомой шестерни 119B заднего хода и направление вращения ведущей шестерни 119A заднего хода совпадали. Ведомая шестерня 118B четвертой скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 118A четвертой скорости, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 и располагается рядом с ведомой шестерней 119B заднего хода.
Ведомая шестерня 116B второй скорости, входящая в зацепление с ведущей шестерней 116A, насаживается с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 и располагается рядом с ведомой шестерней 118B четвертой скорости. Таким образом, зубчатые пары 115, 116, 117, 118 скоростей с первой по четвертую соответствуют механизму передачи привода скоростей переднего хода, и зубчатая пара 119 заднего хода соответствует механизм передачи привода скорости заднего хода.
Предусмотрен переключающий механизм для избирательного придания зубчатым парам 115, 116, 117, 118, 119 способности передачи мощности. Этот переключающий механизм избирательно соединяет подходящие пары из зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119 с ведущими валами 104, 105 или ведомым валом 114. Поэтому переключающий механизм может задействовать механизмы синхронного соединения (синхронизаторы) в трансмиссиях с ручным управлением уровня техники или тому подобное, или кулачковые муфты сцепления (зубчатые муфты сцепления), фрикционные муфты сцепления и т.п. Кроме того, если упомянутые выше ведомые шестерни устанавливаются скрепленными с ведомым валом 114, ведущие шестерни могут располагаться с возможностью свободного вращения на приводном валу и переключающий механизм может предусматриваться на стороне ведущего вала для избирательного соединения ведомых шестерен с ведущим валом.
В примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, используемый в ней переключающий механизм является механизмом синхронного соединения, в котором первый синхронизатор 120 располагается между ведомой шестерней 115B первой скорости и ведомой шестерней 117B третьей скорости, второй синхронизатор 121 располагается между ведомой шестерней 119B заднего хода и ведомой шестерней 118B четвертой скорости, a третий синхронизатор 122 располагается рядом с ведомой шестерней 116B второй скорости. В этих синхронизаторах 120, 121, 122, таких как используемые в трансмиссиях с ручным управлением уровня техники, муфта насаживается со шлицем на втулку, скрепленную с ведомым валом 114, и каждая ведомая шестерня оснащается фаской или шлицем, интегрально сформированной в ней, на который муфта постепенно насаживается, когда муфта перемещается в направление оси. В дополнение к этому предусматривается кольцо, которое постепенно входит во фрикционный контакт с заданной деталью, предусмотренной на стороне ведомой шестерни, чтобы синхронизировать вращение согласно перемещению муфты.
Поэтому первый синхронизатор 120 сконструирован следующим образом. Когда его муфта 120S перемещается вправо на фиг.12, первый синхронизатор 120 соединяет ведомую шестерню 115B первой скорости с ведомым валом 114. Когда муфта 120S перемещается влево на фиг.12, первый синхронизатор 120 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 120S устанавливается в среднее положение, муфта 120S не является сцепленной ни с одной из ведомых шестерен 115B, 117B, то есть первый синхронизатор 120 занимает нейтральное положение. Аналогично, второй синхронизатор 121 соединяет ведомую шестерню 119B заднего хода с ведомым валом 114, когда муфта 121S на нем перемещается вправо на фиг.12. Когда муфта 121S перемещается влево на фиг.12, второй синхронизатор 121 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 121S устанавливается в среднее положение, муфта 121S не является сцепленной ни с одной из ведомых шестерен 119B, 118B, то есть второй синхронизатор 121 занимает нейтральное положение. В дополнение к этому, третий синхронизатор 122 соединяет ведомую шестерню 116B второй скорости с ведомым валом 114, когда муфта 122S на нем перемещается вправо на фиг.12. Когда муфта 122S устанавливается в среднее положение, третий синхронизатор 122 занимает нейтральное положение, в котором муфта 122S не сцеплена с ведомой шестерней 116B второй скорости.
Муфты 120S, 121S, 122S и муфта 111S синхронизаторов 120, 121, 122 и стартового синхронизатора 111 могут конструироваться с возможностью выполнения действий переключения при ручном управлении через соединительное устройство (не показанное) или могут конструироваться с возможностью выполнения действий переключения через использование исполнительных механизмов (не показаны), индивидуально оборудованных для муфт. Кроме того, рабочий объем каждого из насосов-моторов 107, 109 или работа исполнительных механизмов электронно управляется электронным блоком управления (не показан). Электронный блок управления сконструирован на основе микрокомпьютера и выполняет вычисления согласно данным ввода и заранее сохраненным данным и программам, так чтобы устанавливать рабочий объем или выводить управляющие сигналы для работы синхронизаторов 111, 120, 121, 122.
Гидравлическая система, касающаяся каждого из насосов-моторов 107, 109, должна быть кратко описана. Как показано на фиг.2, насосы-моторы 107, 109 сообщаются друг с другом через замкнутую гидравлическую систему. В частности, всасывающие отверстия 107S, 109S насосов-моторов 6,9 взаимно соединяются для сообщения посредством маслопровода 123, а выпускные отверстия 107D, 109D взаимно соединяются для сообщения посредством маслопровода 124. Всасывающее отверстие каждого насоса-мотора является всасывающим отверстием, давление в котором становится сравнительно низким, когда рабочий объем устанавливается таким, чтобы создавать силу противодействия механизму планетарной зубчатой передачи, когда транспортное средство движется вперед, и наоборот, всасывающее отверстие, давление в котором становится сравнительно высоким, в этом случае является выпускным отверстием. Если замкнутая гидравлическая система сконструирована как описано выше, поскольку неизбежно случаются утечки масла под давлением, подпорный насос 103 для пополнения масла под давлением может присоединяться к вышеупомянутой закрытой гидравлической схеме.
Следующей должна быть описана работа вышеописанной трансмиссии. На фиг.14 показана таблица, обобщенно показывающая режимы работы первого и второго насосов-моторов (PM1, PM2) 107, 109 и синхронизаторов 111, 120, 121, 122 для установки каждой из ступеней переключения скорости (передач), которые задаются передаточными отношениями соответствующих зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119. На фиг.14, "0" в отношении насосов-моторов 107, 109 указывает режим, в котором производительность насоса (рабочий объем) насоса-мотора устанавливается по существу на ноль, так чтобы гидравлический насос-мотор не вырабатывал масла под давлением, даже если его ось ротора вращается, и так чтобы его выходной вал не вращался (находился в свободном состоянии), даже если на гидравлический насос-мотор подается масло под давлением, и "БЛОК" указывает режим, в котором ротор гидравлического насоса-мотора останавливается, чтобы не вращаться. В дополнение к этому, "НАСОС" указывает состояние, в котором производительность насоса устанавливается существенно больше, чем ноль, и масло под давлением выпускается, и поэтому соответствующий один из насосов-моторов 107, 109 функционирует как насос. И еще дополнительно, "МОТОР" указывает режим, в котором на соответствующий насос-мотор 107 (или 109) подается масло под давлением, выпускаемое другим насосом-мотором 107 (или 109), и функционирующим как мотор, и поэтому генерирует крутящий момент на валу.
Дополнительно, на фиг.14, "ПРАВЫЙ" и "ЛЕВЫЙ" в отношении синхронизаторов 111, 120, 121, 122 указывает положение на фиг.12, муфты 111S, 120S, 121S, 122S соответствующего одного из синхронизаторов 111, 120, 121, 122, и круглые скобки указывают режим готовности понижающей передачи, и угловые скобки указывают режим готовности повышающей передачи, и "N" указывает режим, в котором соответствующие синхронизаторы 111, 120, 121, 122 установлены в режим "ВЫКЛ" (нейтральное положение), и "N" наклонного вида указывает, что синхронизатор установлен в режим "ВЫКЛ" (нейтральное положение) чтобы уменьшить потери на торможение, вызываемые трением.
Когда выбирается нейтральное положение и режим нейтрального положения подлежит установке, рабочий объем каждого из насосов-моторов 107, 109 устанавливается на ноль и синхронизаторы 111, 120, 121, 122 устанавливаются в режим "ВЫКЛ". То есть, каждая из муфт 111S, 120S, 121S, 122S устанавливается в свое среднее положение. Поэтому принимается режим нейтрального положения, в котором ни одна из зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119 не соединена с ведомым валом 114. В результате, насосы-моторы 107, 109 принимают так называемый режим свободного вращения. Поэтому, даже если крутящий момент передается от двигателя 1 на кольцевые шестерни R2, R1 механизмов 106, 108, сила противодействия планетарных зубчатых передач не действует на солнечные шестерни S2, S1, так что крутящий момент не передается на один из ведущих валов 104, 105, соединенных с водилами C2, C1, которые являются выходными элементами.
Когда положение рычага селектора переключается в положение движения, такое как положение привода или тому подобное, муфта 120S первого синхронизатора 120, муфта 122S третьего синхронизатора 122 и муфта 111S стартового синхронизатора 111 перемещаются вправо на фиг.11, в то время, как второй синхронизатор 121 остается установленным в режим "ВЫКЛ". Поэтому ведомая шестерня 115B первой скорости и ведомая шестерня 116B второй скорости соединяются с ведомым валом 114, и поэтому кольцевая шестерня R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи соединяется с неподвижной деталью 113. В результате, первый ведущий вал 104 и ведомый вал 114 соединяются через зубчатую пару 115 первой скорости, и второй ведущий вал 105 и ведомый вал 114 соединяются через зубчатую пару 116 второй скорости. Кроме того, кольцевая шестерня R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи фиксируется.
В частности, режим соединения зубчатых пар становится режимом для установки первой скорости и второй скорости. В дополнение к этому, поскольку кольцевая шестерня R2 второго механизм 108 планетарной зубчатой передачи фиксируется, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи должен функционировать, как редуктор, в котором скорость вращения водила C2, то есть выходного элемента второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, уменьшается относительно скорости вращения солнечной шестерни S2, когда выход крутящего момента второго насоса-мотора 109 подводится на солнечную шестерню S2 через ось ротора 109A, другими словами, должен функционировать как механизм уменьшения скорости, в котором крутящий момент водила C2, то есть выходного элемента второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, усиливается относительно крутящего момента солнечной шестерни S2, когда выведение крутящего момента вторым насосом-мотором 109 подводится на солнечную шестерню S2 через ось ротора 109A.
Таким образом, во время старта транспортного средства переключение положения рычага селектора в положение движения обуславливает образование двух путей передачи мощности: путь передачи мощности, по которому мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи, первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 115 первой скорости; и путь передачи мощности, по которому крутящий момент, выводимый вторым насос-мотором 109 усиливается вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи, и затем передается на ведомый вал 114 через вторую зубчатую пару 122 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости.
В этом режиме, поскольку транспортное средство все еще находится в состоянии покоя, водило C1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи находится в состоянии покоя, в то время как кольцевая шестерня R1 принимает мощность от двигателя 1, так что солнечная шестерня S1 вращается в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R1. От этого режима рабочие объемы насос-моторов 107, 109 постепенно увеличиваются так, чтобы обуславливать функционирование первого насос-мотора 107 первым, как насоса, генерирующего масло под давлением. Затем соответствующая сила противодействия действует на солнечную шестерню S1 в первом механизме 106 планетарной зубчатой передачи, так чтобы на водило C1 подавался крутящий момент, для вращения водила C1 в направлении, одинаковом с кольцевой шестерней R1. В результате мощность передается на ведомый вал 114 через зубчатую пару 115 первой скорости.
В это время, поскольку первый насос-мотор 107 претерпевает так называемое реверсивное вращение и функционирует как насос, первый насос-мотор 107 выпускает масло под давлением из своего всасывающего отверстия 107S, и масло под давлением подается во всасывающее отверстие 109S второго насос-мотора 109. В результате, второй насос-мотор 109 функционирует как мотор, так что крутящий момент в так называемом нормальном направлении вращения выдается от оси 109A ротора, и крутящий момент поводится на солнечную шестерню S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. В это время второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи функционирует как редуктор, в котором кольцевая шестерня R2 зафиксирована и водило C2 действует как выходной элемент, как описано выше. Поэтому крутящий момент, подводимый на солнечную шестерню S2, усиливается вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и затем передается ведомым валом 114 через вторую зубчатую пару контрпривода 112, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости. То есть крутящий момент, выводимый от второго насос-мотора 109, усиливается и передается на ведомый вал 114.
Таким образом, в конструкции, такой как показанная на фиг.12, крутящий момент второго насос-мотора 109 может достаточно усиливаться во время старта транспортного средства. Например, выходной крутящий момент To во время старта транспортного средства может быть выражен следующим:
st
nd
То=ка×(1+p1)×к1×Tin+(1+p2)/p2×кb×кc×к2×Tpm2,
st
nd
где ка - передаточное отношение первой зубчатой пары 110 контрпривода; кb - передаточное отношение между ведущей шестерней 112А контрпривода и промежуточной шестерней 112B во второй зубчатой паре 112 контрпривода; кс - передаточное отношение между промежуточной шестерней 112B и ведомой шестерней 112С контрпривода во второй зубчатой паре 112 контрпривода; к1 - передаточное отношение зубчатой пары 115 первой скорости; к2 - передаточное отношение зубчатой пары 116 второй скорости; p1 - передаточное отношение первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи (величина, полученная делением числа зубьев солнечной шестерни на число зубьев кольцевой шестерни); p2 - передаточное отношение второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи (величина, полученная делением числа зубьев солнечной шестерни на число зубьев кольцевой шестерни); Tin - входящий крутящий момент, то есть подводимый на входной вал 2; а Tpm2 - крутящий момент второго насос-мотора 109.
nd
Поскольку передаточное отношение p2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи ограничено величиной больше или равной около 0,3 и меньше или равной около 0,6 вследствие механизма, р2=0,5 принимается условно. С дополнительно принятыми передаточными отношениями кb, кс второй зубчатой пары 112 контрпривода, равными кb=κc=1,0 и к2=2,5, вышеупомянутое уравнение переписывается в следующее:
st
To=кa×(1+p1)×к1×Tin+7,5×Tpm2.
Таким образом, крутящий момент второго насос-мотора 109 может получаться достаточно большим (усиливаться до 7,5 раз) и выходной крутящий момент может соответственно увеличиваться. Поэтому второй насос-мотор 109 может уменьшаться в размере, так что конструкция трансмиссии в целом может уменьшаться в весе и габаритах.
Таким образом, когда транспортное средство стартует, часть входной мощности от двигателя 1 передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 115 первой скорости, а другая часть мощности преобразуется в форму энергии течения масла под давлением и затем передается на второй насос-мотор 109, от которого усиленный крутящий момент передается на ведомый вал 114. Таким образом, во время старта транспортного средства выполняются так называемая механическая передача мощности и передача мощности через текучую среду, и крутящий момент усиливается в случае передачи мощности через текучую среду. Мощность, объединяющая эти мощности, выводится на ведомый вал 114. То есть во время старта транспортного средства крутящий момент, выводимый вторым насос-мотором 109, может усиливаться и добавляться к крутящему моменту, выводимому трансмиссией. Другими словами, когда транспортное средство стартует, выводимый крутящий момент второго насос-мотора 109 может усиливаться и передаваться на ведомый вал 114. Эта линия передачи мощности, объединенная с линией передачи мощности, в которой мощность передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи, первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 115 первой скорости, реализует установление двух линий передачи мощности. В результате, во время старта транспортного средства, когда требуется большая сила привода, может получаться больший крутящий момент, может улучшаться ускорение транспортного средства от неподвижного положения.
В режиме передачи мощности, как описано выше, крутящий момент, получающийся на ведомом валу 114, больше, чем в случае, где мощность передается только механической трансмиссией через зубчатую пару 115 первой скорости, так что передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом больше, чем при так называемом фиксированном передаточном отношении, изменения скорости заданном зубчатой парой 115 первой скорости. Кроме того, передаточное отношение переключения скорости меняется согласно доле передачи мощности посредством текучей среды. Поэтому, по мере того как скорость вращения солнечной шестерни S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи и второго насос-мотора 109, соединенного с солнечной шестерней S2, постепенно приближается к нулю, доля передачи мощности посредством текучей среды и передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом приближается к фиксированному передаточному отношению переключения скорости первой скорости. Затем увеличением рабочего объема первого насос-мотора 107 до максимума и остановкой вращения первого насос-мотора 107 устанавливается первая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем второго насос-мотора 109 устанавливают на ноль, так что второй насос-мотор 109 вращается свободно. В то же самое время, первый насос-мотор 107 застопорен, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая гидравлическая система, осуществляющая сообщение насос-моторов 107, 109, закрывается или выключается вторым насос-мотором 109, так что первый насос-мотор 107, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным к подаче или выпуску масла под давлением, и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который останавливает солнечную шестерню S2. Поэтому, в первом механизме 106 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R1, с зафиксированной солнечной шестерней S1. Поэтому, на водило C1, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C1 в одном направлении с кольцевой шестерней R1, и крутящий момент передается на ведомый вал 114 как на выходной вал через первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 115 первой скорости. Таким образом, выполняется установка первой скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Во время режима первой скорости стартовый синхронизатор 111 и третий синхронизатор 122 установлены в режим "ВЫКЛ", то есть, если муфты 111S и 121S установлены в их нейтральные положения, второй насос-мотор 109 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может исключаться. Если муфта 111S стартового синхронизатора 111 перемещается влево на фиг.12 для соединения ведомой шестерни 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода с кольцевой шестерней R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, в то время как муфта 120S первого синхронизатора 120 и муфта 122S третьего синхронизатора 122 сохраняются справа на фиг.12 и второй синхронизатор 122 сохраняется в состоянии "ВЫКЛ", входной вал 2 соединяется с ведомым валом 114 посредством первой зубчатой пары 110 контрпривода второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, второй зубчатой пары 112 контрпривода, второго ведущего вала 105 и зубчатой пары 116 второй скорости. Таким образом, получается режим готовности для перехода на более высокую вторую скорость, как фиксированное передаточное отношение переключения скорости. С другой стороны, если муфта 111S стартового синхронизатора 111 перемещается вправо на фиг.12, для установления режима, в котором крутящий момент может передаваться между осью 109 A ротора второго насос-мотора 109 и ведомым валом 114, получается режим готовности переключения на более низкую передачу для установки передаточного отношения переключения скорости большего первой скорости.
Во время режима готовности к переключению на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость, второй насос-мотор 109 и солнечная шестерня S2, соединенные друг с вместе, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R2. Поэтому, если рабочий объем второго насос-мотора 109 увеличивается в положительном направлении, второй насос-мотор 109 приходит к функционированию как насос, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S2. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый на кольцевую шестерню R2, и силу противодействия, действующую на солнечную шестерню S2, действует на водило C2, так что водило C2 вращается в нормальном направлении и скорость вращения при этом постепенно увеличивается. Другими словами, скорость вращения двигателя 1 постепенно уменьшается. От водила C2 крутящий момент передается на ведомый вал 114 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости.
Масло под давлением, вырабатываемое вторым насос-мотором 109, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 109S на всасывающее отверстие 107S первого насос-мотора 107. Следовательно, первый насос-мотор 107 функционирует как мотор и выводит крутящий момент в нормальном направлении вращения. Этот крутящий момент действует на солнечную шестерню S1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится на кольцевую шестерню R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подведенной мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S1, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится с водила C1 на первый ведущий вал 104. То есть передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 114. Затем, когда скорость вращения второго насос-мотора 109 постепенно уменьшается, доля передачи механической энергии через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 116 второй скорости как передаточное отношение переключения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемой зубчатой парой 115 первой скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 116 второй скорости. В этом случае, переключение является также плавным изменением как в вышеупомянутом случае, где передаточное отношение переключения скорости изменялось к первой скорости как фиксированному передаточному отношению переключения скорости после старта транспортного средства. То есть, совершалось бесступенчатое или с плавно изменяемым передаточным числом переключение скорости. Затем, посредством увеличения рабочего объема второго насос-мотора 109 до максимума и затем остановкой его вращения устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем первого насос-мотора 107 устанавливается на ноль, так что первый насос-мотор 107 свободно вращается. В то же самое время, второй насос-мотор 109 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая гидравлическая система, связывающая насос-моторы 107, 109, закрывается или выключается первым насос-мотором 107, так что второй насос-мотор 109, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S2. Поэтому во втором механизме 108 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R2 с фиксированной солнечной шестерней S2. Поэтому на водило C2, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C2 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R2, и крутящий момент передается на ведомый вал 114, как на выходной вал через вторую зубчатую пару 112 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости. Таким образом, устанавливается вторая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время режима второй скорости, если первый синхронизатор 120 установлен в положение "ВЫКЛ", то есть, если его муфта 120S установлена в нейтральное положение, первый насос-мотор 107 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. В дополнение к этому, если муфта 120S первого синхронизатора 120 перемещается влево на фиг.12 для соединения ведомой шестерни 117B третьей скорости с ведомым валом 114, получается режим готовности для переключения на более высокую передачу третьей скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости. С другой стороны, если муфта 120S первого синхронизатора 120 перемещается вправо на фиг.12, для соединения ведомой шестерни 115B первой скорости с ведомым валом 114, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу первой скорости.
Во время режима готовности для переключения на более высокую передачу со второй скорости на третью скорость первый насос-мотор 107 и солнечная шестерня S1, соединенные вместе, вращаются в направлении, противоположном направление вращения кольцевой шестерни R1. Поэтому, если рабочий объем первого насос-мотора 107 увеличен в положительном направлении, первый насос-мотор 9 приходит к функционированию в качестве насоса, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S1. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый к кольцевой шестерне R1, и силу противодействия, которая действует на солнечную шестерню S1, действует на водило C1 так, что водило C1 вращается в нормальном направлении. В свою очередь, крутящий момент при этом передается на ведомый вал 114, то есть выходной вал, через первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 117 третьей скорости. Кроме того, когда передаточное отношение переключения скорости уменьшается, скорость вращения двигателя 1 постепенно уменьшается.
Масло под давлением, производимое первым насос-мотором 107, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 107S на всасывающее отверстие 109S второго насос-мотора 109. Следовательно, второй насос-мотор 109 функционирует как мотор для выведения крутящего момента в нормальном направление вращения. Этот крутящий момент действует на солнечную шестерню S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится к кольцевой шестерне R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подводимой мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S2, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится от водила C2 на второй ведущий вал 105 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода. То есть передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 114. Затем, когда скорость вращения первого насос-мотора 107 постепенно уменьшается, доля передачи механической мощности через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 117 третьей скорости постепенно увеличивается, так что передаточное отношения переключения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемого зубчатой парой 116 второй скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 117 третьей скорости. В этом случае, изменение является также плавным изменением, как в вышеупомянутом случае, где передаточное отношение переключения скорости изменяется к первой скорости, как фиксированному передаточному отношению переключения скорости после того, как транспортное средство стартовало, или в случае переключения на более высокую передачу с первой скорости на вторую скорость. То есть, совершается бесступенчатое или с плавно изменяемым передаточным числом изменение скорости. Затем, увеличением рабочего объема первого насос-мотора 107 до максимума и остановкой его вращения устанавливается третья скорость, как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается этот режим, рабочий объем второго насос-мотора 109 устанавливается на ноль, так что второй насос-мотор 109 свободно вращается. В то же самое время первый насос-мотор 107 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая гидравлическая система, связывающая насос-моторы 107, 109 закрывается или выключается вторым насос-мотором 109, так что первый насос-мотор 107, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением, и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S1 первого механизм 106 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S1. Поэтому в первом механизме 106 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R1, с фиксированной солнечной шестерней S1. Поэтому на водило C1, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C1 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R1, и крутящий момент передается на ведомый вал 114 как на выходной вал через первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 117 третьей скорости. Таким образом, устанавливается третья скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время режима третьей скорости, если второй синхронизатор 121 и третий синхронизатор 122 установлены в режим "ВЫКЛ", то есть, если их муфты 121S и 122S установлены в нейтральные положения, второй насос-мотор 109 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. В дополнение к этому, если в то время, как третий синхронизатор 122 остается в режиме "ВЫКЛ", муфта 121S второго синхронизатора 121 перемещается влево на фиг.12 для соединения ведомой шестерни 118B четвертой скорости с ведомым валом 114, получается режим готовности для переключения на более высокую передачу четвертой скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости. С другой стороны, если в то время как второй синхронизатор 121 остается в режиме "ВЫКЛ", муфта 122S третьего синхронизатора 122 перемещается вправо на фиг.12, для соединения ведомой шестерни 116B второй скорости с ведомым валом 114, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу второй скорости.
Во время режима готовности для переключения на более высокую передачу с третьей скорости на четвертую скорость второй насос-мотор 109 и солнечная шестерня S2, соединенные вместе, вращаются в направлении, противоположном направление вращения кольцевой шестерни R2. Поэтому, если рабочий объем второго насос-мотора 109 увеличивается в положительном направлении, второй насос-мотор 109 приходит к функционированию в качестве насоса, и сила противодействия, связанная с этим, действует на солнечную шестерню S2. В результате, крутящий момент, объединяющий крутящий момент, подводимый к кольцевой шестерне R2, и силу противодействия, которая действует на солнечную шестерню S2, действует на водило C1 так, что водило C1 вращается в нормальном направлении. В свою очередь, крутящий момент при этом передается на второй ведущий вал 105 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода и дополнительно передается на ведомый вал 114, то есть выходной вал, через зубчатую пару 114 четвертой скорости. Кроме того, когда передаточное отношение переключения скорости уменьшается, скорость вращения двигателя 1 постепенно уменьшается.
Масло под давлением, вырабатываемое вторым насос-мотором 109, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 109S на всасывающее отверстие 107S первого насос-мотора 107. Следовательно, первый насос-мотор 107 функционирует как мотор, для выведения крутящего момента в нормальном направление вращения. Это крутящий момент действует на солнечную шестерню S1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи. Поскольку мощность подводится к кольцевой шестерне R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи от двигателя 1, крутящий момент, обусловленный подводимой мощностью, и крутящий момент, действующий на солнечную шестерню S1, объединяются, и объединенный крутящий момент выводится от водила C1 на первый ведущий вал 104 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода. То есть передача мощности посредством давления масла происходит параллельно или одновременно с механической передачей мощности, так что мощность, объединяющая эти мощности, передается на ведомый вал 114. Затем, когда скорость вращения второго насос-мотора 109 постепенно уменьшается, доля передачи механической мощности через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 118 четвертой скорости постепенно увеличивается, так что передаточное отношения изменения скорости трансмиссии в целом постепенно уменьшается от передаточного отношения переключения скорости, задаваемого зубчатой парой 117 третьей скорости, к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 118 четвертой скорости. В этом случае, изменение является также бесступенчатым изменением, как в вышеупомянутых переключениях между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости. То есть, совершается бесступенчатое или с плавно изменяемым передаточным числом изменение скорости. Затем, увеличением рабочего объема второго насос-мотора 109 до максимума и остановкой его вращения устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
В то время как поддерживается это состояние, рабочий объем первого насос-мотора 107 устанавливается на ноль, так что первый насос-мотор 107 свободно вращается. В то же самое время второй насос-мотор 109 стопорится, так что его вращение останавливается. В частности, замкнутая гидравлическая система, связывающая насос-моторы 107, 109, закрывается или выключается первым насос-мотором 107, так что второй насос-мотор 109, рабочий объем которого максимизирован, становится неспособным подавать или выпускать масло под давлением, и его вращение останавливается. В результате, солнечная шестерня S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи принимает крутящий момент, который фиксирует солнечную шестерню S2. Поэтому, во втором механизме 108 планетарной зубчатой передачи мощность подводится к кольцевой шестерне R2, с фиксированной солнечной шестерней S2. Поэтому на водило C2, то есть выходной элемент, подается крутящий момент, который вращает водило C2 в одинаковом направлении с кольцевой шестерней R2, и крутящий момент передается на второй ведущий вал 105 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода и дополнительно передается на ведомый вал 114 как на выходной вал через зубчатую пару 118 четвертой скорости. Таким образом, устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости.
Во время режима четвертой скорости, если первый синхронизатор 120 установлен в положение "ВЫКЛ", то есть, если его муфта 120S установлена в нейтральное положение, первый насос-мотор 107 не вращается пассивно, так что потеря мощности, обусловленная так называемым торможением, вызываемым трением, может быть исключена. Кроме того, если муфта 120S первого синхронизатора 120 перемещается влево на фиг.12 для соединения ведомой шестерни 117B третьей скорости с ведомым валом 114, получается режим готовности для переключения на более низкую передачу третьей скорости как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Следующим должна быть описана скорость передачи заднего хода. Если подается команда установить скорость заднего хода, например, переключением положения рычага селектора из нейтрального положения в положение заднего хода, муфта 111S стартового синхронизатора 111 перемещается в левую сторону на фиг.12 так, что кольцевая шестерня R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи соединяется с неподвижной деталью 113 и таким образом кольцевая шестерня R2 принимает фиксированное положение. В дополнение к этому, муфта 121A второго синхронизатора 121 и муфта 122S третьего синхронизатора 122 обе перемещаются в правую сторону на фиг.12 так, что ведомая шестерня 119B заднего хода и ведомая шестерня 116B второй скорости соединяются с ведомым валом 114. Этим формируются два пути передачи мощности: путь передачи мощности, проходящий от входного вала 2 к ведомому валу 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи, первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 119 заднего хода; и путь передачи мощности, проходящий от оси 109A ротора второго насос-мотора 109 к ведомому валу 114 через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи, вторую зубчатую пару 112 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости.
В то время как этот режим поддерживается, рабочий объем первого насос-мотора 107 постепенно увеличивается. В то же самое время, рабочий объем второго насос-мотора 109 постепенно увеличивается в отрицательном направлении, обратно, по отношению к вышеизложенным случаям скоростей передач переднего хода (движения вперед). В то время как транспортное средство находится в состоянии покоя, ведомый вал 114 не вращается, и поэтому второй насос-мотор 109, соединенный с ведомым валом 114, находится в состоянии покоя. В первом механизме 106 планетарной зубчатой передачи, с другой стороны, мощность подводится к кольцевой шестерне R1 от двигателя 1, в то время как водило C1, соединенное с первым ведущим валом 104, является фиксированным. Поэтому солнечная шестерня S1 и первый насос-мотор 107, соединенные вместе, вращаются в направлении, противоположном направлению вращения кольцевой шестерни R2.
Поэтому, если максимальный крутящий момент первого насос-мотора 107 постепенно увеличивается, первый насос-мотор 107 приходит к функционированию в качестве насоса, генерирующего давление масла. Поскольку сила противодействия, связанная с работой первого насоса-мотора 107, действует на солнечную шестерню S1, на водило C1 то есть, на выходной элемент подается крутящий момент, который вращает водило C1 в направлении, одинаковом со случаем для движения вперед. Этот крутящий момент передается на первый ведущий вал 104. Поскольку зубчатая пара 119 заднего хода, расположенная между первым ведущим валом 104 и ведомым валом 114, включает в себя промежуточную шестерню 119C, результатом вращения первого ведущего вала 104 в направлении, одинаковом со случаем движения вперед, является вращение ведомого вала 114 в обратном направлении, так что транспортное средство перемещается назад.
Масло под давлением, вырабатываемое первым насосом-мотором 107, функционирующим как насос, подается из его всасывающего отверстия 107S на всасывающее отверстие 109S второго насоса-мотора 109. Поскольку рабочий объем второго насоса-мотора 109 устанавливается на отрицательную сторону, как упоминалось выше, второй насос-мотор 109 при подаче масла под давлением во всасывающее отверстие 109S вращается в направлении, противоположном его направлению вращения в случае движения вперед, и крутящий момент передается на ведомый вал 114 через первый механизм 108 планетарной передачи, вторую зубчатую пару 112 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости.
В это время, поскольку кольцевая шестерня R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи зафиксирована, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи функционирует как редуктор, в котором водило C2 действует как выходной элемент, как в описанной выше работе, выполняемой во время старта транспортного средства. Поэтому крутящий момент, подводимый к солнечной шестерне S2, усиливается вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и затем передается на ведомый вал 114 через вторую зубчатую пару 112 контрпривода, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 116 второй скорости. То есть, крутящий момент, выводимый от второго насоса-мотора 109, усиливается и затем передается на ведомый вал 114.
Поэтому часть мощности, вводимой от двигателя 1, передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 119 заднего хода, а другая часть мощности преобразуется в форму энергии потока масла под давлением и затем передается на второй насос-мотор 109, от которого усиленный крутящий момент передается на ведомый вал 114. То есть, во время движения назад, аналогично старту во время движения вперед, выполняются так называемые передача механической мощности и передача мощности через текучую среду, и крутящий момент усиливается в случае передачи мощности через текучую среду. Мощность, объединяющая эти мощности, выводится на ведомый вал 114. Поэтому, аналогично старту во время движения вперед, во время движения назад, когда требуется большая сила привода, также может получаться большой крутящий момент.
Затем постепенным увеличением рабочего объема первого насос-мотора 107, его скорость вращения постепенно уменьшается, и соответственно, доля передачи мощности текучей средой постепенно уменьшается, так что передаточное отношение переключения скорости постепенно уменьшается к передаточному отношению переключения скорости, задаваемому зубчатой парой 119 заднего хода. То есть передаточное отношение переключения скорости бесступенчато плавно изменяется. Затем, когда рабочий объем каждого из насос-моторов 107, 109 максимизирован, устанавливается скорость передачи заднего хода, как фиксированного передаточного отношения переключения скорости.
Как описано выше, трансмиссия, показанная на фиг.12, выполнена с возможностью установки передаточных отношений переключения скорости четырех скоростей передачи переднего хода и одной скорости передачи заднего хода в виде так называемых фиксированных передаточных отношений переключения скорости, которые могут устанавливаться без участия передачи привода текучей средой, и также может плавно устанавливать передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями переключения скорости. Таким образом, трансмиссия, показанная на фиг.12, может выполнять бесступенчатое или плавное изменение скорости в широком диапазоне передаточных отношений переключения скорости. Кроме того, поскольку трансмиссия создана с так называемой двухосной конструкцией, в которой основная часть трансмиссии имеет две оси, на которых размещаются ведущие валы 104, 105, ведомый вал 114, планетарные зубчатые механизмы 106, 108 и насосы-моторы 107, 109 и другие вращающиеся детали, внешний диаметр трансмиссии может быть уменьшен в целом и размер конструкции трансмиссии может быть уменьшен в целом. В дополнение к этому, механизмы 106, 108 планетарных зубчатых передач, а также насосы-моторы 107, 109 располагаются рядом друг с другом, то есть располагаются так, что два механизма или мотора не располагаются друг за другом в направлении оси. Поэтому длина трансмиссии в направлении оси может уменьшаться и конструкция трансмиссия в целом может уменьшаться в размере. Кроме того, поскольку мощность может выводиться на продолжение центральной оси вращения двигателя 1 или ось, параллельную центральной оси, трансмиссия может выполняться с отличными возможностями установки особенно на транспортные средства с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами.
В дополнение к этому, когда транспортное средство стартует в направлении вперед или назад, кольцевая шестерня R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи фиксируется стартовым синхронизатором 111, обуславливающим функционирование второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи в качестве редуктора, так чтобы крутящий момент, выводимый вторым насосом-мотором 109, усиливался перед передачей на ведомый вал 114. Поэтому мощность может передаваться на ведомый вал 114 передачей мощности посредством текучей среды, в дополнение к механической передаче мощности, в то время как крутящий момент при этом усиливается. Поскольку работой стартового синхронизатора 111, то есть, переключающего механизма 111 старта транспортного средства, управляют как описано выше, передаточное отношение переключения скорости во время старта транспортного средства становится даже больше, чем передаточное отношение переключения скорости, задаваемое большим передаточным отношением зубчатой пары 115 первой скорости или зубчатой парой 119 заднего хода. Таким образом, крутящий момент привода во время старта транспортного средства может быть сделан сравнительно большим для достижения хорошего ускорения из состояния покоя.
В дополнение к этому, когда любое одно из фиксированных передаточных отношений перемены скоростей как скорости переднего хода, устанавливают в трансмиссии, рабочий объем одного из насосов-моторов 107, 109 устанавливают на ноль, и соответственно второй из насосов-моторов 107, 109 стопорится. Поэтому, когда устанавливается одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости, передача привода текучей средой не выполняется. То есть, мощность может передаваться без выполнения преобразования формы энергии, и энергия в частности не является необходимой для сохранения пути передачи мощности с возможностью передачи мощности. Поэтому коэффициент полезного действия силовой трансмиссии может больше улучшаться по сравнению с существующим уровнем техники.
В дополнение к этому, в примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, каждый из насосов-моторов 107, 109 имеет так называемую конструкцию с валом, выступающим с одной стороны, в которой оси 107A, 109A ротора выступают только в одном из двух направлений вдоль своих осей. Поэтому насосы-моторы 107, 109 могут создаваться простой конструкции, с тем чтобы мог достигаться малый размер и высокая надежность.
Следующим, будет описан пример конструкции седьмого варианта осуществления изобретение. Этот пример конструкции седьмого варианта осуществления получается изменением части конструкции вышеописанного шестого варианта осуществления, показанного на фиг.12. Поэтому, в следующем описании, будут описаны части конструкции, отличающиеся от таких частей, показанных на фиг.12, причем части, являющиеся, по существу, одинаковыми с показанными на фиг.12, имеют одинаковые ссылочные обозначения с фиг.12 и не будут вновь подробно описываться.
В примере конструкции седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15, вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 116 второй скорости в примере конструкции шестого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.12, заменены одной зубчатой парой, выполняющей их функции. В частности, в примере, показанном на фиг.15, вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 116 второй скорости в примере, показанном на фиг.12, заменены второй зубчатой парой контрпривода 125, выполняющей их функции. Конструкция второй зубчатой пары 125 контрпривода по существу аналогична второй зубчатой паре 112 контрпривода, показанной на фиг.12, то есть ведущая шестерня 125A контрпривода второй зубчатой пары 125 контрпривода установлена на водило C2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, и ведомая шестерня 125C контрпривода, входящая в зацепление с ведущей шестерней 125A контрпривода через промежуточную шестерню 125B, соединяется со вторым ведущим валом 105. То есть второй ведущий вал 105 соединяется с водилом C2 через вторую зубчатую пару 125 контрпривода.
Поэтому ведомая шестерня 125C контрпривода также служит ведущей шестерней 125C второй скорости, а промежуточная шестерня 125B также служит ведомой шестерней 125B второй скорости. То есть вторая зубчатая пара 125 контрпривода также служит зубчатой парой 125 второй скорости. Кроме того, вторая зубчатая пара 125 контрпривода аналогично второй зубчатой паре 112 контрпривода составляет так называемый выходной механизм передачи привода, который может заменяться механизмом передачи привода, использующим фрикционные диски, или охватывающим механизмом передачи привода, использующим цепь, ремень или т.п.
Затем, в связи со второй зубчатой парой 125 контрпривода, в качестве второй зубчатой пары 112 контрпривода и зубчатой пары 116 второй скорости в примере, показанном на фиг.12, только ведущая шестерня 118A четвертой скорости и ведомая шестерня 125C контрпривода установлены на втором ведущем валу 105 в таком порядке от его дальнего конца (правая сторона на фиг.15).
В дополнение к этому, в связи со второй зубчатой парой 125 контрпривода, служащей в качестве второй зубчатой пары 112 контрпривода и зубчатой пары 116 второй скорости в примере, показанном на фиг.12, меняется расстановка зубчатой пары 116 второй скорости, зубчатой пары 118 четвертой скорости и зубчатой пары 119 заднего хода. В частности, меняется порядок расположения шестерен зубчатых пар, установленных на втором ведущем валу, и порядок расположения шестерен зубчатых пар, установленных на первом ведущем валу 104, на следующий порядок расположения, ведущей шестерни 119A заднего хода, ведущей шестерни 115A первой скорости и ведущей шестерни 117A третьей скорости от стороны дальнего конца первого ведущего вала 104 (его правая сторона на фиг.15).
Поэтому, в примере конструкции седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15, число зубчатых пар контрпривода может уменьшаться и полная длина пустотелого второго ведущего вала 105 может уменьшаться в сравнении с примером, где ведущая шестерня 118A четвертой скорости, ведущая шестерня 116A второй скорости и ведомая шестерня 112C контрпривода установлены на втором ведущем валу 105. Тем самым, конструкция двойного вала, составленная вторым ведущим валом 105 и первым ведущим валом 104, упрощается, и размер и вес трансмиссия или ее стоимость могут уменьшаться. В дополнение к этому, поскольку число зубчатых пар контрпривода уменьшается, потери при вхождении в зацепление шестерен, потери на трение трансмиссии в целом и т.п. могут уменьшаться, так чтобы коэффициент полезного действия силовой трансмиссии мог улучшаться.
В связи с изменением расположения зубчатой пары 125 второй скорости, зубчатой пары 118 четвертой скорости и зубчатой пары 119 заднего хода расположение синхронизаторов меняется. В частности, на фиг.15, первый синхронизатор 126 располагается рядом с ведомой шестерней 119B заднего хода. A второй синхронизатор 127 располагается между ведомой шестерней 115B четвертой скорости и ведомой шестерней 117B третьей скорости, а третий синхронизатор 128 располагается между ведомой шестерней 118B четвертой скорости и ведомой шестерней 125B второй скорости.
Конструкции синхронизаторов 126, 127, 128 аналогичны конструкциям синхронизаторов 120, 121, 122. Поэтому первый синхронизатор 126 соединяет ведомую шестерню I19B заднего хода с ведомым валом 114, когда его муфта 126S перемещается в левую сторону на фиг.15. Когда муфта 126S устанавливается в среднее положение, первый синхронизатор 126 занимает нейтральное положение, в котором муфта 126S не сцепляется с ведомой шестерней 119B. Второй синхронизатор 127 соединяет ведомую шестерню 115B первой скорости с ведомым валом 114, когда его муфта 127S перемещается в правую сторону на фиг.15. Когда муфта 127S перемещается в левую сторону на фиг.15, второй синхронизатор 127 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 127S устанавливается в среднее положение, муфта 127S не сцепляется с ведомыми шестернями 115B, 117B, то есть второй синхронизатор 127 занимает нейтральное положение. Затем третий синхронизатор 128 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114, когда его муфта 128S перемещается в правую сторону на фиг.15. Когда муфта 128S перемещается в левую сторону на фиг.15, третий синхронизатор 128 соединяет ведомую шестерню 125B второй скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 128S устанавливается в среднее положение, муфта 128S не сцепляется с ведомыми шестернями 125B, 118B, то есть третий синхронизатор 128 занимает нейтральное положение.
Аналогично примеру конструкции, описанной выше в шестом варианте осуществления, пример конструкции седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15, также может устанавливать четыре скорости переднего хода и одну скорость заднего хода как фиксированные передаточные отношения переключения скорости. Режимы работы синхронизаторов 111, 126, 127, 128 и режимы работы насосов-моторов 107, 109 для установки фиксированных передаточных отношений переключения скорости и промежуточных передаточных отношений переключения скорости между ними проиллюстрированы на фиг.16. Условные обозначения, использованные на фиг.16, означают то же самое, что на фиг.14, как описано выше.
На фиг.16, пример конструкции седьмого варианта осуществления отличается от примера конструкции шестого варианта осуществления, во-первых, тем, что первый синхронизатор 120 в примере конструкции шестого варианта осуществления заменяется вторым синхронизатором 127 в примере конструкции седьмого варианта осуществления. Второй синхронизатор 127, аналогично первому синхронизатору 120 в примере конструкции шестого варианта осуществления, является переключающим механизмом, оборудованным между ведомой шестерней 115B и ведомой шестерней 117B третьей скорости, отличается только названием от первого синхронизатора 120, с режимами работы синхронизатора, аналогичными показанным на фиг.14.
Дополнительными отличиями являются синхронизаторы для установки второй скорости, четвертой скорости и заднего хода. В частности, второй синхронизатор 121, оборудованный между ведомой шестерней 118B четвертой скорости и ведомой шестерней 119B заднего хода в примере конструкции шестого варианта осуществления, заменяется третьим синхронизатором 128, оборудованным между ведомой шестерней 125B второй скорости и ведомой шестерней 118B четвертой скорости в примере конструкции седьмого варианта осуществления. В дополнение к этому, второй синхронизатор 121, оборудованный рядом с ведомой шестерней 116B второй скорости в примере конструкции шестого варианта осуществления, заменяется третьим синхронизатором 128, оборудованным рядом с ведомой шестерней 119B заднего хода в примере конструкции седьмого варианта осуществления. Поэтому, на фиг.16, режимы работы, показанные в столбцах третьего синхронизатора 128 и первого синхронизатора 126, отличаются от режимов работы, показанных в столбцах второго синхронизатора 121 и третьего синхронизатора 122 на фиг.14, в то время как другие столбцы на фиг.16 одинаковы со столбцами на фиг.14. Кроме всего, режимы соединения и свободные режимы ведомых шестерен относительно ведомого вала 114 одинаковы в примере конструкции седьмого варианта осуществления и примере конструкции шестого варианта осуществления.
Поэтому, в трансмиссии примера конструкция седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15, работой насосов-моторов 107, 109 управляют для установки передаточных отношений перемены скоростей, по существу, способом, одинаковым с трансмиссией примера конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12. Поэтому работа механизмов 106, 108 планетарной зубчатой передачи, связанная с работой насосов-моторов 107, 109, также аналогична в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, так что описание работ для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии, показанной на фиг.15, опускается. Конструкция, такая как показанная на фиг.15, может в целом уменьшаться в размере, при этом может улучшаться ее удобство установки на транспортное средство и может улучшаться ускорение из состояния покоя и может улучшаться коэффициент полезного действия силовой трансмиссии, как в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12. В дополнение к этому, каждый из насосов-моторов 107, 109 имеет так называемую конструкцию с валом, выступающим с одной стороны, в которой оси 107A, 109A ротора выступают только в одном из двух направлений вдоль своих осей. Поэтому конструкция может упрощаться и уменьшаться в размере, и может улучшаться ее надежность.
Следующим будет описан пример конструкции восьмого варианта осуществления изобретение. Пример конструкции восьмого варианта осуществления получается взаимной заменой зубчатой пары 125 второй скорости (второй зубчатой пары контрпривода) и зубчатой пары 118 четвертой скорости в положении в описанном выше примере конструкции седьмого варианта осуществления. В частности, в примере конструкции седьмого варианта осуществления, вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 116 второй скорости в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, заменяются второй зубчатой парой 125 контрпривода, служащей в качестве двух зубчатых пар, в то время как в примере конструкции восьмого варианта осуществления вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 118 четвертой скорости в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, заменяются одной зубчатой парой контрпривода, служащей в качестве двух зубчатых пар. Другими словами, пример конструкции восьмого варианта осуществления получается взаимной заменой в положении зубчатой пары 125 (второй зубчатой пары контрпривода) и зубчатой пары 118 в примере конструкции седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15.
Поэтому направления перемещений муфты 128S третьего синхронизатора 128, оборудованного между ведомой шестерней 125B второй скорости и ведомой шестерней 118B четвертой скорости, в примере конструкции седьмого варианта осуществления, показанной на фиг.15, в направлениях оси (направления вправо и влево на фиг.15) являются противоположными направлениям их перемещения в примере конструкции восьмого варианта осуществления. В частности, замена "ЛЕВЫЙ" и "ПРАВЫЙ" в столбце третьего синхронизатора 128 в таблице режимов работы на фиг.16 на "ПРАВЫЙ" и "ЛЕВЫЙ", соответственно, обеспечивает показ операций, выполняемых для установки передаточных отношений переключения скорости в трансмиссии согласно примеру конструкции восьмого варианта осуществления.
Аналогично трансмиссиям согласно примерам конструкции первого и седьмого вариантов осуществления пример конструкции восьмого варианта осуществления обеспечивает уменьшение размеров конструкции в целом, улучшение возможностей установки на транспортное средство и улучшение ускорение из состояния покоя. В дополнение к этому, каждый из насос-моторов 107, 109 имеет так называемую конструкцию с валом, выступающим с одной стороны, в которой оси 107A, 109A ротора выступают только в одном из двух направлений вдоль своих осей. Поэтому конструкция может упрощаться и уменьшаться в размере и может улучшаться ее надежность.
Признаком примера конструкции восьмого варианта осуществления является то, что когда установлена четвертая скорость, как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 только через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи и зубчатую пару 118 четвертой скорости. Поэтому число вхождений в зацепление между шестернями во время установки четвертой скорости может уменьшаться и эффективность передачи мощности при движении на высокой скорости может улучшаться в сравнении со случаем, где мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи, второй ведущий вал 105 и зубчатую пару 118 четвертой скорости.
Следующим будет описан пример конструкции девятого варианта осуществления изобретения. Этот пример конструкции девятого варианта осуществления получается изменением части конструкции вышеописанного шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12. Поэтому в следующем описании будут описаны участки конструкции, отличающиеся от таких участков, показанных на фиг.12, а участки, являющиеся, по существу, одинаковыми с показанными на фиг.12, снабжаются одинаковыми обозначениями ссылки с фиг.12 и не будут вновь подробно описываться.
В примере конструкции девятого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.17, стартовый синхронизатор 111, расположенный соосно со вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и вторым насосом-мотором 109, в примере конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, располагается на одной оси с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107. То есть, в примере, показанном на фиг.17, стартовый синхронизатор 129, соответствующий переключающему механизму старта транспортного средства, в изобретении располагается между первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107 соосно с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107, то есть соосно с первым и вторым ведущими валами 104, 105.
Стартовый синхронизатор 129, сконструированный, по существу, одинаково с описанным выше стартовым синхронизатором 111, способен избирательно устанавливать режим, в котором крутящий момент может передаваться между кольцевой шестерней R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи и двигателем 1 и также способен препятствовать вращению кольцевой шестерни R1, то есть фиксировать кольцевую шестерню R1. В частности, аналогично описанному выше стартовому синхронизатору 111 стартовый синхронизатор 129 состоит, например, из механизма синхронного соединения (синхронизатора) и кулачковой муфты сцепления (зубчатой муфты сцепления) или муфты сцепления фрикционного типа. Стартовый синхронизатор 129, показанный на фиг.12, состоит из механизма синхронного соединения. Стартовый синхронизатор 129 включает в себя a муфту 129S, которая насаживается со шлицем на втулку, скрепленную с кольцевой шестерней R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи. На двух противоположных сторонах муфты 129S расположены шлиц 113, скрепленный с неподвижной деталью 113, и шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода.
То есть, шлиц, скрепленный с неподвижной деталью 113, располагается на стороне двигателя 1 (левая сторона на фиг.17) муфты 129S, а шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода, располагается на стороне первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи (правая сторона на фиг.17) муфты 129S. Поэтому стартовый синхронизатор 129 сконструирован следующим образом. Когда муфта 129S перемещается в левую сторону на фиг.17, стартовый синхронизатор 129 соединяет кольцевую шестерню R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи с неподвижной деталью 113, чтобы воспрепятствовать вращению кольцевой шестерни R1, то есть фиксировать кольцевую шестерню R1. Когда муфта 129S перемещается в правую сторону на фиг.17, стартовый синхронизатор 129 соединяет ведомую шестерню 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода с кольцевой шестерней R1. Когда муфта 129S устанавливается в среднее положение, муфта 129S не сцепляется ни с неподвижной деталью 113, ни с ведомой шестерней 110В контрпривода, то есть стартовый синхронизатор 129 занимает нейтральное положение.
Поэтому первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи в примере конструкции девятого варианта осуществления, показанной на фиг.17, сконструирован так, что когда муфта 129S стартового синхронизатора 129 перемещается в левую сторону на фиг.17 для фиксирования кольцевой шестерни R1, то есть входного элемента первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи работает как редуктор, усиливающий крутящий момент солнечной шестерни S1, то есть элемента силы противодействия первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, и выводит крутящий момент от водила C1, то есть выходного элемента первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, если выводимый крутящий момент первого насоса-мотора 107 подводится к солнечной шестерне S1.
В связи с тем, что стартовый синхронизатор 129 располагается соосно с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107, меняется расположение зубчатых пар 115, 116, 117, 118 скоростей с первой по четвертую и зубчатой пары 119 заднего хода. В частности, ведущая шестерня 116A второй скорости и ведущая шестерня 118A четвертой скорости устанавливаются на первом ведущем валу 104 в таком порядке со стороны его дальнего конца (правой стороны на фиг.17). Кроме того, ведущая шестерня 119А заднего хода, ведущая шестерня 115A первой скорости и ведущая шестерня 117A третьей скорости, а также ведомая шестерня 112С контрпривода второй зубчатой пары 112 контрпривода устанавливаются на втором ведущем валу 105 в этом порядке со стороны его дальнего конца (правой стороны на фиг.17).
В соответствии с порядком расположения ведущих шестерен 115A, 116A, 117A, 118A, 119A зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119, установленных на ведущих валах 104, 105, ведомые шестерни 115B, 116B, 117B, 118B, 119B зубчатых пар насаживаются с возможностью свободного вращения и несутся на ведомом валу 114. В частности, ведомая шестерня 116B второй скорости, ведомая шестерня 118B четвертой скорости, ведомая шестерня 119B заднего хода, ведомая шестерня 115B первой скорости и ведомая шестерня 117B третьей скорости, входящие в зацепление с ведущими шестернями 116A, 118A, 119A, 115A, 117A, соответственно, насаживаются с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 в таком порядке со стороны дальнего конца ведомого вала 114 (правой стороны на фиг.17).
В связи с упомянутым выше изменением порядка расположения зубчатых пар 115, 116, 117, 118, 119 меняется расположение синхронизаторов. В частности, на фиг.17, первый синхронизатор 130 располагается между ведомой шестерней 116B второй скорости и ведомой шестерней 118B четвертой скорости, a второй синхронизатор 131 располагается между ведомой шестерней 119B заднего хода и ведомой шестерней 115B первой скорости. В дополнение к этому третий синхронизатор 132 располагается рядом с ведомой шестерней 117B третьей скорости.
Конструкции синхронизаторов 130, 131, 132 аналогичны конструкциям синхронизаторов 120, 121, 122. Поэтому первый синхронизатор 130 сконструирован следующим образом. Когда муфта 130S перемещается в правую сторону на фиг.17, первый синхронизатор 130 соединяет ведомую шестерню 116B второй скорости с ведомым валом 114. Когда муфта 130S перемещается в левую сторону на фиг.17, первый синхронизатор 130 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 130S устанавливается в среднее положение, муфта 130S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 116B, 118B, то есть первый синхронизатор 130 занимает нейтральное положение. Аналогично, второй синхронизатор 131 соединяет ведомую шестерню 119B заднего хода с ведомым валом 114, когда его муфта 121S перемещается в правую сторону на фиг.17. Когда муфта 131S перемещается в левую сторону на фиг.17, второй синхронизатор 131 соединяет ведомую шестерню 115B первой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 131S устанавливается в среднее положение, муфта 128S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 119B, 115B, то есть второй синхронизатор 131 занимает нейтральное положение. В дополнение к этому, третий синхронизатор 132 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114, когда его муфта 132S перемещается в правую сторону на фиг.17. Когда муфта 132S устанавливается в среднее положение, третий синхронизатор 132 занимает нейтральное положение, в котором муфта 132S не сцепляется с ведомой шестерней 117B третьей скорости.
В примере конструкции девятого варианта осуществления, показанной на фиг.17, также имеется возможность установки четырех скоростей переднего хода и одной скорости заднего хода, как фиксированных передаточных отношений переключения скорости, и передаточные отношения переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости могут устанавливаться бесступенчато или плавно. Когда любое одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости подлежит установке, работой синхронизаторов 129, 130, 131, 132 управляют так, чтобы зубчатая пара соответствующего фиксированного передаточного отношения переключения скорости могла передавать крутящий момент между соответствующими одним из ведущих валов 104, 105 и ведомым валом 114. Промежуточное передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости устанавливается управлением работой синхронизаторов 129, 130, 131, 132 так, чтобы две зубчатые пары, устанавливающие фиксированные передаточные отношения переключения скорости более низких скоростей и фиксированные передаточные отношения переключения скорости более высоких скоростей, в отношении промежуточного изменения скорости могли передавать крутящий момент между ведущими валами 104, 105 и ведомым валом 114. В дополнение к этому, во время старта движения вперед или старта движения назад транспортного средства работой синхронизаторов 129, 130, 131, 132 управляют так, чтобы зубчатая пара 115 первой скорости или зубчатая пара 119 заднего хода могли передавать крутящий момент относительно ведомого вала 114. Поэтому режимы работы синхронизаторов 129, 130, 131, 132 и насосов-моторов 107, 109 могут быть обобщенно показаны на фиг.18. Условные обозначения, используемые на фиг.18, означают то же самое, что эти обозначения на Фигурах 14 или 16, описанных выше.
Работой примера конструкции девятого варианта осуществления, показанной на фиг.17, можно управлять, по существу, способом, одинаковым с примером конструкции шестого варианта осуществления, показанной на фиг.12, и можно достичь, по существу, одинакового эффекта. Кроме того, в этом примере конструкции девятого варианта осуществления, когда устанавливается четвертая скорость как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 только через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и первый ведущий вал 104, а также зубчатую пару 118 четвертой скорости. Поэтому, число вхождений в зацепление шестерен во время четвертой скорости может уменьшаться и коэффициент полезного действия силовой трансмиссии во время движения с высокой скоростью, в особенности, может улучшаться, в сравнении, например, с конструкцией, в которой мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи, вторую зубчатую пару 112 контрпривода и второй ведущий вал 105, а также зубчатую пару 118 четвертой скорости.
Следующим будет описан пример конструкции десятого варианта осуществления изобретение. Этот пример конструкции десятого варианта осуществления получается изменением части вышеописанных конструкций, показанных на фиг.12 и 17. Поэтому в следующем описании будут описаны части конструкции, отличающиеся от таких же частей, показанных на фиг.12 и 17, причем части, являющиеся, по существу, одинаковыми с показанными на фиг.12 и 17, имеют одинаковые ссылочные позиции фиг.12 и 17 и не будут вновь подробно описываться.
В примере конструкции десятого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.19, взаимно меняются положения неподвижной детали 113 и ведомой шестерни 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода 110, с возможностью соединения с кольцевой шестерней R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи посредством стартового синхронизатора 129 в примере конструкции девятого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.17. То есть, в примере, показанном на фиг.19, шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода, располагается на стороне двигателя 1 (левая сторона на фиг.19) от муфты 133S стартового синхронизатора 133, что соответствует стартовому переключающему механизму транспортного средства в изобретении, и шлиц, скрепленный с неподвижной деталью 113, располагается на стороне первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи (правая сторона на фиг.19) муфты 133S. Поэтому, когда муфта 133S перемещается в левую сторону на фиг.19, стартовый синхронизатор 133 соединяет ведомую шестерню 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода с кольцевой шестерней R1. Когда муфта 133S перемещается в правую сторону на фиг.19, стартовый синхронизатор 133 соединяет кольцевую шестерню R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи с неподвижной деталью 113, чтобы воспрепятствовать вращению кольцевой шестерни R1, то есть фиксировать кольцевую шестерню R1. В дополнение к этому, когда муфта 133S устанавливается в среднее положение, муфта 133S не сцепляется ни с ведомой шестерней 110В контрпривода, ни с неподвижной деталью 113, то есть стартовый синхронизатор 133 занимает нейтральное положение.
Первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи в примере конструкции десятого варианта осуществления, показанной на фиг.19, сконструирован так, что когда муфта 133S стартового синхронизатора 133 перемещается в левую сторону на фиг.19 для фиксирования кольцевой шестерни R1, то есть входного элемента первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи работает как механизм понижения скорости, усиливающий крутящий момент солнечной шестерни S1, то есть элемента силы противодействия первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, и выводит крутящий момент от водила C1, то есть выходного элемента первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи, если выводимый крутящий момент первого насоса-мотора 107 подводится к солнечной шестерне S1.
В связи с изменением расположения ведомой шестерни 110В контрпривода и неподвижной детали 113 расположение второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи также изменяется. В частности, второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи располагается на оси, параллельной осям ведущих валов 104, 105 и стартового синхронизатора 133, и радиально снаружи, рядом со стартовым синхронизатором 133. То есть два механизма планетарной зубчатой передачи 106, 108 располагаются на расстоянии друг от друга в направлении оси. Поэтому длина конструкции трансмиссии в радиальном направлении может сокращаться и размер конструкция может уменьшаться в сравнении с конструкцией, в которой механизмы планетарной зубчатой передачи 106, 108 располагаются параллельно в одном положении в направлении оси.
В дополнение к этому, меняется расположение синхронизаторов. В частности, на фиг.19, a первый синхронизатор 134 располагается рядом с ведомой шестерней 116B второй скорости. Второй синхронизатор 135 располагается между ведомой шестерней 118B четвертой скорости и ведомой шестерней 119B заднего хода, а третий синхронизатор 136 располагается между ведомой шестерней 115B первой скорости и ведомой шестерней 117B третьей скорости.
Конструкции синхронизаторов 134, 135, 136 являются по существу одинаковыми с конструкциями описанных выше синхронизаторов 120, 121, 122 или описанных выше синхронизаторов 130, 131, 132. Поэтому первый синхронизатор 134 соединяет ведомую шестерню 116B второй скорости с ведомым валом 114, когда муфта 134S первого синхронизатора 134 перемещается в левую сторону на фиг.19. Когда муфта 134S устанавливается в среднее положение, первый синхронизатор 134 занимает нейтральное положение, в котором муфта 134S не сцепляется с ведомой шестерней 116B второй скорости. Второй синхронизатор 135 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114, когда муфта 135S второго синхронизатора 135 перемещается в правую сторону на фиг.19. Когда муфта 135S перемещается в левую сторону на фиг.19, второй синхронизатор 135 соединяет ведомую шестерню 119B заднего хода с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 135S устанавливается в среднее положение, муфта 135S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 118B, 119B, то есть второй синхронизатор 135 занимает нейтральное положение. Третий синхронизатор 136 соединяет ведомую шестерню 115B первой скорости с ведомым валом 114, когда муфта 136S третьего синхронизатора 136 перемещается в правую сторону на фиг.19. Когда муфта 136S перемещается в левую сторону на фиг.19, третий синхронизатор 136 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 136S устанавливается в среднее положение, муфта 136S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 115B, 117B, то есть третий синхронизатор 136 занимает нейтральное положение.
В примере конструкции десятого варианта осуществления, показанной на фиг.17, также имеется возможность установки четырех скоростей переднего хода и одной скорости заднего хода, как фиксированных передаточных отношений переключения скорости, и передаточные отношения переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости могут устанавливаться бесступенчато или плавно. Когда любое одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости подлежит установке, работой синхронизаторов 133, 134, 135, 136 управляют так, чтобы зубчатая пара соответствующего фиксированного передаточного отношения переключения скорости могла передавать крутящий момент между соответствующим одним из ведущих валов 104, 105 и ведомым валом 114. Промежуточное передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости устанавливают управлением работой синхронизаторов 133, 134, 135, 136 так, чтобы две зубчатые пары, устанавливающие фиксированные передаточные отношения переключения скорости более низких скоростей и фиксированные передаточные отношения переключения скорости более высоких скоростей в отношении промежуточного изменения скорости, могли передавать крутящий момент между ведущими валами 104, 105 и ведомым валом 114. В дополнение к этому, во время старта движения вперед или старта движения назад транспортного средства, работой синхронизаторов 133, 134, 135, 136 управляют так, чтобы зубчатая пара 115 первой скорости или зубчатая пара 119 заднего хода могли передавать крутящий момент относительно ведомого вала 114. Поэтому режимы работы синхронизаторов 133, 134, 135, 136 и насосов-моторов 107, 109 могут быть обобщенно показаны на фиг.20. Условные обозначения, используемые на фиг.20, означают то же самое, что эти обозначения на фиг.14, 16 или 18, описанных выше.
Работой примера конструкции десятого варианта осуществления, показанной на фиг.19, можно управлять, по существу, способом, одинаковым с примером конструкции девятого варианта осуществления, показанной на фиг.17, и можно достичь, по существу, одинакового эффекта. Кроме того, в этом примере конструкции десятого варианта осуществления два механизма планетарной зубчатой передачи 106, 108 располагаются смещенными друг от друга в направлении оси. Поэтому, в случае, когда пространство для размещения второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи смещается к стороне двигателя 1 (левая сторона на фиг.19) в трансмиссии и пространство для размещения второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи создается около центрального участка трансмиссии, так называемое утолщение, формируемое в центральном участке внешнего периферического участка трансмиссии, может уменьшаться и возможность установки трансмиссии на транспортное средство может улучшаться в сравнении со случаем, где механизмы 106, 108 планетарных зубчатых передач располагаются параллельно в одинаковом положении в направлении оси.
Следующим будет описан пример конструкции одиннадцатого варианта осуществления изобретения. Этот пример конструкции одиннадцатого варианта осуществления получается изменением части вышеописанных конструкций, показанных на фиг.12, 15, 17 и 19. Поэтому, в следующем описании, будут описаны части конструкции, отличающиеся от таких же частей, показанных на фиг.12, 15, 17 и 19, причем части, являющиеся, по существу, одинаковыми с показанными на фиг.12, 15, 17 и 19, имеют одинаковые ссылочные позиции фиг.12, 15, 17 и 19 и не будут вновь подробно описываться.
В примере конструкции одиннадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.21, вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 115 первой скорости в примере конструкции десятого варианта осуществления изобретения, показанной на фиг.19, заменены одной зубчатой парой, выполняющей их функции. В частности, в примере, показанном на фиг.21, вторая зубчатая пара 112 контрпривода и зубчатая пара 115 первой скорости в примере, показанном на фиг.19, заменены второй зубчатой парой 137 контрпривода, выполняющей их функции. Конструкция второй зубчатой пары 137 контрпривода по существу аналогична вышеописанным вторым зубчатым парам 112, 125 контрпривода, то есть ведущая шестерня 137A контрпривода второй зубчатой пары 137 контрпривода устанавливается на водило C2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, и ведомая шестерня 137C контрпривода, сцепляющаяся с ведущей шестерней 137A контрпривода через промежуточную шестерню 137B соединяется со вторым ведущим валом 105. То есть второй ведущий вал 105 соединяется с водилом C2 через вторую зубчатую пару 137 контрпривода.
Поэтому, ведомая шестерня 137C контрпривода также служит в качестве ведущей шестерни 137C первой скорости, а промежуточная шестерня 137B также служит в качестве ведомой шестерни 137B первой скорости. То есть вторая зубчатая пара 137 контрпривода также служит в качестве зубчатой пары 137 первой скорости. Кроме того, вторая зубчатая пара 137 контрпривода аналогично вторым зубчатым парам 112, 125 контрпривода составляет так называемый выходной механизм передачи привода, который может заменяться механизмом передачи привода, использующим фрикционные диски, или охватывающим механизмом передачи привода, использующим цепь, ремень или тому подобное.
Затем, в связи со второй зубчатой парой 137 контрпривода, служащей как в качестве второй зубчатой пары 112 контрпривода, так и зубчатой пары 115 первой скорости в примере, показанном на фиг.19, ведущая шестерня 119A заднего хода, ведущая шестерня 117А третьей скорости и ведомая шестерня 137C контрпривода устанавливаются на втором ведущем валу 105 в таком порядке от его дальнего конца (правая сторона на фиг.21).
В соответствии с порядком расположения ведущих шестерен 137A, 116A, 117A, 118A, 119A зубчатых пар 137, 116, 117, 118, 119, установленных на ведущих валах 104, 105, ведомые шестерни 137B, 116B, 117B, 118B, 119B зубчатых пар насаживаются с возможностью свободного вращения и несутся на ведомом валу 114. В частности, ведомая шестерня 116B второй скорости, ведомая шестерня 118B четвертой скорости, ведомая шестерня 119B заднего хода и ведомая шестерня 117B третьей скорости, входящие в зацепление с ведущими шестернями 116A, 118A, 119A, 117A, соответственно, насаживаются с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 в этом порядке со стороны дальнего конца ведомого вала 114 (правая сторона на фиг.21).
Поэтому, в примере конструкции одиннадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.21, число зубчатых пар контрпривода может уменьшаться и полная длина пустотелого второго ведущего вала 105 может сокращаться в сравнении с примером, где ведущая шестерня 119A заднего хода, ведущая шестерня 115A первой скорости, ведущая шестерня 117А третьей скорости и ведомая шестерня 112C контрпривода устанавливаются на втором ведущем валу 105. Тем самым, конструкция двойного вала, состоящая из второго ведущего вала 105 и первого ведущего вала 104, может упрощаться, и размер и вес трансмиссии, или по этой причине стоимость, могут уменьшаться. В дополнение к этому, поскольку число зубчатых пар контрпривода уменьшается, потери на входящих в зацепление шестернях, потери на трение трансмиссии в целом и т.п. могут уменьшаться, так что коэффициент полезного действия силовой трансмиссии может улучшаться.
В связи с изменением расположения зубчатой пары 137 первой скорости и зубчатой пары 118 третьей скорости расположение синхронизаторов меняется. В частности, на фиг.21, первый синхронизатор 138 располагается рядом с ведомой шестерней 116B второй скорости. Второй синхронизатор 139 располагается между ведомой шестерней 118B четвертой скорости и ведомой шестерней 119B заднего хода. В дополнение к этому, третий синхронизатор 140 располагается между ведомой шестерней 117B третьей скорости и ведомой шестерней 137B первой скорости.
Конструкции синхронизаторов 138, 139, 140 аналогичны конструкциям синхронизаторов 120, 121, 122 или синхронизаторов 130, 131. 132. Поэтому, первый синхронизатор 138 соединяет ведомую шестерню 116B второй скорости с ведомым валом 114, когда муфта 138S в связи с этим перемещается в левую сторону на фиг.21. Когда муфта 138S устанавливается в среднее положение, первый синхронизатор 138 занимает нейтральное положение, в котором муфта 138S не сцеплена с ведомой шестерней 116B второй скорости. Второй синхронизатор 139 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114, когда муфта 139S в связи с этим перемещается в правую сторону на фиг.21. Когда муфта 139S перемещается в левую сторону на фиг.21, второй синхронизатор 139 соединяет ведомую шестерню 119B заднего хода с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 139S устанавливается в среднее положение, муфта 139S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 118B, 119B, то есть второй синхронизатор 139 занимает нейтральное положение. Затем третий синхронизатор 140 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114, когда его муфта 140S перемещается в правую сторону на фиг.21. Когда муфта 140S перемещается в левую сторону на фиг.21, третий синхронизатор 140 соединяет ведомую шестерню 137B первой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 140S устанавливается в среднее положение, муфта 140S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 117B, 137B, то есть третий синхронизатор 140 занимает нейтральное положение.
В примере конструкции одиннадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.21, также имеется возможность установки четырех скоростей переднего хода и одной скорости заднего хода как фиксированных передаточных отношений переключения скорости, и передаточные отношения переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями переключения скорости могут устанавливаться бесступенчато или плавно. Когда любое одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости подлежит установке, работой синхронизаторов 133, 138, 139, 140 управляют так, чтобы зубчатая пара соответствующего фиксированного передаточного отношения переключения скорости, могла передавать крутящий момент между соответствующим одним из ведущих валов 104, 105 и ведомым валом 114. Промежуточное передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями переключения скорости устанавливается управлением работой синхронизаторов 133, 138, 139, 140 так, чтобы две зубчатые пары, устанавливающие фиксированные передаточные отношения переключения скорости более низких скоростей и фиксированные передаточные отношения переключения скорости более высоких скоростей в отношении промежуточного изменения скорости могли передавать крутящий момент между ведущими валами 104, 105 и ведомым валом 114. В дополнение к этому, во время старта движения вперед или старта движения назад транспортного средства работой синхронизаторов 133, 138, 139, 140 управляют так, чтобы зубчатая пара 137 первой скорости или зубчатая пара 116 второй скорости могли передавать крутящий момент относительно ведомого вала 114. Поэтому режимы работы синхронизаторов 133, 138, 139, 140 и насосов-моторов 107, 109 могут быть обобщенно показаны на фиг.22. Условные обозначения, используемые на фиг.22, означают то же самое, что эти обозначения на фиг.14, 16, 18 и 20.
Поэтому работой примера конструкции одиннадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.21, можно управлять, по существу, способом, одинаковым с вышеописанным примером конструкции десятого варианта осуществления, показанной на фиг.19, и можно достичь, по существу, одинакового эффекта. Кроме того, в этом примере конструкции одиннадцатого варианта осуществления, когда устанавливается четвертая скорость, как фиксированное передаточное отношение переключения скорости, мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 только через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи и первый ведущий вал 104, а также зубчатую пару 118 четвертой скорости. Поэтому число шестерен, входящих в зацепление во время четвертой скорости, может уменьшаться и коэффициент полезного действия силовой трансмиссии во время движения с высокой скоростью, в особенности, может улучшаться, в сравнении, например, с конструкцией, в которой мощность двигателя 1 передается на ведомый вал 114 через второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи, вторую зубчатую пару 112 контрпривода и второй ведущий вал 105, а также зубчатую пару 118 четвертой скорости.
Кроме того, два механизма планетарной зубчатой передачи 106, 108 располагаются смещенными друг от друга в направлении оси. Поэтому, в случае, когда пространство для размещения второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи смещается к стороне двигателя 1 (в левую сторону на фиг.19) в трансмиссии и пространство для размещения второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи создается около центрального участка трансмиссии, так называемое, утолщение, формируемое в центральном участке внешнего периферического участка трансмиссии, может уменьшаться и возможность установки трансмиссии на транспортное средство может улучшаться, в сравнении со случаем, где механизмы 106, 108 планетарных зубчатых передач располагаются параллельно в одинаковом положении в направлении оси.
Следующим будет описан пример конструкции двенадцатого варианта осуществления изобретение. Этот пример конструкции двенадцатого варианта осуществления получается изменением части вышеописанных конструкций, показанных на фиг.12, 15, 17 19 и 21. Поэтому, в следующем описании будут описаны части конструкции, отличающиеся от таких же частей, показанных на фиг.12, 15, 17, 19 и 21, причем части, являющиеся, по существу, одинаковыми с показанными на фиг.12, 15, 17, 19 и 21, имеют одинаковые ссылочные позиции фиг.12, 15, 17, 19 и 21 и не будут вновь подробно описываться.
В примере конструкции двенадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.23, синхронизатор заднего хода для установки скорости заднего хода оборудуют между механизмом планетарной зубчатой передачи и насосом-мотором на стороне, где стартовый синхронизатор не оборудуется. В частности, в примере, показанном на фиг.23, стартовый синхронизатор 141, соответствующий стартовому переключающему механизму транспортного средства в этом изобретении, расположен соосно с первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107, то есть соосно с первым и вторым ведущими валами 104, 105 и между первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и первым насосом-мотором 107. Кроме того, синхронизатор 142 заднего хода расположен соосно со вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и вторым насосом-мотором 109 и между вторым механизмом 108 планетарной зубчатой передачи и вторым насосом-мотором 109.
Стартовый синхронизатор 141, сконструированный, по существу, одинаково со стартовыми синхронизаторами 111, 129, 133, включает в себя муфту 141S, насаженную со шлицем на втулку, скрепленную с a кольцевой шестерней R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи. На двух противоположных сторонах муфты 14 располагаются шлиц, скрепленный с неподвижной деталью 113, и шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода.
То есть, шлиц, скрепленный с неподвижной деталью 141, располагается на стороне двигателя 1 (левая сторона на фиг.23) муфты 141S, и шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110В контрпривода первой зубчатой пары контрпривода 110, располагается на стороне первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи (правая сторона на фиг.23) муфты 141S.
Стартовый синхронизатор 151 сконструирован следующим образом. Когда муфта 141S перемещается в левую сторону на фиг.23, стартовый синхронизатор 141 соединяет кольцевую шестерню R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи с неподвижной деталью 113 для воспрепятствования вращению кольцевой шестерни R1, то есть фиксирования кольцевой шестерни R1. Когда муфта 14 перемещается в правую сторону на фиг.23, стартовый синхронизатор 141 соединяет ведомую шестерню 110В контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода с кольцевой шестерней R1. Когда муфта 141S устанавливается в среднее положение, муфта 141S не сцепляется ни с неподвижной деталью 113, ни с ведомой шестерней 110В контрпривода, то есть стартовый синхронизатор 141 занимает нейтральное положение.
Синхронизатор 142 заднего хода включает в себя муфту 142S, насаженную со шлицем на втулку, скрепленную с солнечной шестерней S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. В дополнение к этому, шлиц, скрепленный с кольцевой шестерней R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, и шлиц, скрепленный с ведомой шестерней 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода, располагаются рядом с муфтой 142S.
Когда муфта 142S перемещается в правую сторону на фиг.23, синхронизатор 142 заднего хода соединяет солнечную шестерню S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи с ведомой шестерней 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода и также соединяет солнечную шестерню S2 и кольцевую шестерню R2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи. Когда муфта 142S устанавливается в среднее положение, муфта 142S не сцепляется ни с ведомой шестерней 110С контрпривода, ни с кольцевой шестерней R2, то есть синхронизатор 142 заднего хода занимает нейтральное положение.
В связи с оборудованием стартового синхронизатора 141 и синхронизатора 142 заднего хода меняется расположение зубчатых пар 115, 116, 117, 118 скоростей с первой по четвертую и зубчатой пары 119 заднего хода. В частности, ведущая шестерня 116A второй скорости и ведущая шестерня 118A четвертой скорости устанавливаются на первом ведущем валу 104 в таком порядке со стороны его дальнего конца (с правой стороны на фиг.23). Кроме того, ведущая шестерня 117А третьей скорости и ведомая шестерня 143С контрпривода второй зубчатой пары 143 контрпривода, заменяющая и служащая вместо первой зубчатой пары, устанавливаются на втором ведущем валу 105 в таком порядке со стороны его дальнего конца (с правой стороны на фиг.17).
Вторая зубчатая пара 143 контрпривода сконструирована, по существу, одинаковой со вторыми зубчатыми парами 112, 125 контрпривода, показанными на фиг.12 и 15. То есть ведущая шестерня 143А контрпривода 143 второй зубчатой пары 143 контрпривода установлена на водило C2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, и ведомая шестерня 143С контрпривода 143C, входящая в зацепление с ведущей шестерней 143А контрпривода, через промежуточную шестерню 143B соединяется со вторым ведущим валом 105. То есть второй ведущий вал 105 соединяется с водилом C2 через вторую зубчатую пару 143 контрпривода.
Зубчатая пара 143 контрпривода также служит в качестве зубчатой пары 143 первой скорости. В частности, ведомая шестерня 143C контрпривода служит в качестве ведущей шестерни 143C первой скорости, и промежуточная шестерня 143B служит в качестве ведомой шестерни 143B второй скорости.
В соответствии с порядком расположения ведущих шестерен 116A, 117A, 118A, 119A, 143А зубчатых пар 116, 117, 118, 119, 143, установленных на ведущих валах 104, 105, ведомые шестерни 116B, 117B, 118B, 119B, 143В зубчатых пар насаживаются с возможностью свободного вращения и несутся на ведомом валу 114. В частности, ведомая шестерня 116B второй скорости, ведомая шестерня 118B четвертой скорости, ведомая шестерня 117B третьей скорости, сцепленные с ведущими шестернями 116A, 118A, 117A, соответственно, насаживаются с возможностью свободного вращения на ведомый вал 114 в таком порядке со стороны дальнего конца ведомого вала 114 (правая сторона на фиг.23).
В примере конструкции двенадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.23, число зубчатых пар контрпривода может уменьшаться, и полная длина пустотелого второго ведущего вала 105 может сокращаться в сравнении с примером, где ведущая шестерня 119A заднего хода, ведущая шестерня 115A первой скорости, ведущая шестерня 117А третьей скорости и ведомая шестерня 112C контрпривода и аналогичные установлены на втором ведущем валу 105. Тем самым, конструкция двойного вала, составленная вторым ведущим валом 105 и первым ведущим валом 104, может упрощаться, и размер и вес трансмиссии, или по этой причине стоимость, могут уменьшаться. В дополнение к этому, поскольку число зубчатых пар контрпривода уменьшается, потери на входящих в зацепление шестернях, потери на трение трансмиссии в целом и т.п. могут уменьшаться, так чтобы коэффициент полезного действия силовой трансмиссии мог улучшаться.
В связи с изменением расположения зубчатых пар 116, 117, 118 расположение синхронизаторов меняется. В частности, на фиг.23, первый синхронизатор 144 располагается между ведомой шестерней 116B второй скорости и ведомой шестерней 118B четвертой скорости и второй синхронизатор 145 располагается между ведомой шестерней 117B третьей скорости и промежуточной шестерней 143B второй зубчатой пары 143 контрпривода.
Конструкции синхронизаторов 144, 145 по существу являются аналогичными конструкциям синхронизаторов, описанным выше. Поэтому первый синхронизатор 144 соединяет ведомую шестерню 116B второй скорости с ведомым валом 114, когда муфта 144S первого синхронизатора 144 перемещается в правую сторону на фиг.23. Когда муфта 144S перемещается в левую сторону на фиг.23, первый синхронизатор 144 соединяет ведомую шестерню 118B четвертой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 144S устанавливается в среднее положение, муфта 144S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 116B, 118B, то есть второй синхронизатор 144 занимает нейтральное положение. Второй синхронизатор 145 соединяет ведомую шестерню 117B третьей скорости с ведомым валом 114, когда муфта 145S второго синхронизатора 145 перемещается в правую сторону на фиг.23. Когда муфта 145S перемещается в левую сторону на фиг.23, второй синхронизатор 145 соединяет промежуточную шестерню 143B, то есть ведомую шестерню 143В первой скорости с ведомым валом 114. В дополнение к этому, когда муфта 145S устанавливается в среднее положение, муфта 145S не сцепляется ни с одной из ведомых шестерен 117B, 143B, то есть второй синхронизатор 145 занимает нейтральное положение.
В примере конструкции двенадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.23, также имеется возможность установки четырех скоростей переднего хода и одной скорости заднего хода как фиксированных передаточных отношений переключения скорости, и передаточные отношения переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости могут устанавливаться бесступенчато или плавно. Когда любое одно из фиксированных передаточных отношений переключения скорости подлежит установке, работой синхронизаторов 141, 142, 144, 145 управляют так, чтобы зубчатая пара соответствующего фиксированного передаточного отношения переключения скорости могла передавать крутящий момент между соответствующим одним из ведущих валов 104, 105 и ведомым валом 114. Так называемое промежуточное передаточное отношение переключения скорости между фиксированными передаточными отношениями изменения скорости устанавливается управлением работой синхронизаторов 141, 142, 144, 145 так, чтобы две зубчатые пары, устанавливающие фиксированные передаточные отношения переключения скорости более низких скоростей и фиксированные передаточные отношения переключения скорости более высоких скоростей в отношении промежуточного изменения скорости, могли передавать крутящий момент между ведущими валами 104, 105 и ведомым валом 114. В дополнение к этому, во время старта движения вперед или старта движения назад транспортного средства работой синхронизаторов 141, 142, 144, 145 управляют так, чтобы зубчатая пара 143 первой скорости или зубчатая пара 116 второй скорости могли передавать крутящий момент относительно ведомого вала 114. Поэтому режимы работы синхронизаторов 141, 142, 144, 145 и насос-моторов 107, 109 могут быть обобщенно показаны на фиг.24. Условные обозначения, используемые на фиг.24, означают то же самое, что эти обозначения на фиг.14, 16, 18, 20 и 22, описанных выше.
В примере конструкции двенадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.23, когда подлежит установке скорость заднего хода, муфта 141S стартового синхронизатора 141 первым делом перемещается в левую сторону на фиг.23 так, что кольцевая шестерня R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи соединяется с неподвижной деталью 113, то есть кольцевая шестерня R1 фиксируется. В дополнение к этому, муфта 142S синхронизатора 142 заднего хода перемещается в правую сторону на фиг.23, так что солнечная шестерня S2 второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи соединяется с ведомой шестерней 110С контрпривода первой зубчатой пары 110 контрпривода и с кольцевой шестерней R2 первого механизма 108 планетарной зубчатой передачи. То есть вращающиеся элементы второго механизма 108 планетарной зубчатой передачи, а именно солнечная шестерня S2, кольцевая шестерня R2 и водило C2, занимают такое положение, что вращаются вместе как один блок.
Во время этого режима мощность двигателя 1, подводимая на входной вал 2, подводится ко второму насос-мотору 109 через первую зубчатую пару 110 контрпривода и второй механизм 108 планетарной зубчатой передачи, вращающиеся элементы которых вращаются как вместе, как один блок. Поэтому мощностью от двигателя 1 второй насос-мотор 109 вращается в направлении, противоположном направлению вращения двигателя 1, и функционирует как насос для генерирования давления масла. Затем масло под давлением, вырабатываемое вторым насос-мотором 109, функционирующим как насос, подается от выпускного отверстия 109D на выпускное отверстие 107D первого насос-мотора 107. В результате, вследствие подачи масла под давлением на выпускное отверстие 107D первый насос-мотор 107 функционирует как мотор и вращается в направлении, противоположном направлению вращения в случае движение вперед, и крутящий момент передается на ведомый вал 114 через первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи, первый ведущий вал 104 и зубчатая пару 116 второй скорости.
В это время, поскольку кольцевая шестерня R1 первого механизма 106 планетарной зубчатой передачи фиксируется стартовым синхронизатором 141, первый механизм 106 планетарной зубчатой передачи функционирует как редуктор, в котором водило C1 действует как выходной элемент. Поэтому крутящий момент, подводимый на солнечную шестерню S1, усиливается первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и затем передается на ведомый вал 114 через первый ведущий вал 104 и зубчатую пару 116 второй скорости. То есть, крутящий момент, выводимый от первого насос-мотора 107, усиливается и затем передается на ведомый вал 114.
Мощность двигателя 1 обуславливает функционирование второго насос-мотора 109 в качестве насоса и, в свою очередь, давление масла, генерируемое вторым насосом-мотором 109, обуславливает функционирование первого насосом-мотора 107 в качестве мотора. Крутящий момент, выводимый от первого насос-мотора 107, функционирующего как мотор, и имеющий направление, противоположное направлению крутящего момента, выводимого в случае движения вперед, усиливается первым механизмом 106 планетарной зубчатой передачи и затем передается на ведомый вал 114. Таким образом, транспортное средство движется назад.
В примере конструкции двенадцатого варианта осуществления, показанной на фиг.23, становится ненужным, чтобы один из вышеописанных насосов-моторов являлся так называемым двухходовым поворотного типа, то есть каждый из моторов, первый насос-мотор 107 и второй насос-мотор 109 могут конструироваться по типу так называемых одноходовых насосов-моторов поворотного типа. Поэтому конструкции насосов-моторов 107, 109 могут упрощаться и уменьшаться по размеру и весу.
Хотя в вышеописанных примерах в качестве выходного вала используется ведомый вал 114, в изобретении также допустимо, чтобы выходной вал оборудовался отдельно от ведомого вала 114, и мощность передавалась от ведомого вала 114 на выходной вал для выведения из трансмиссии. В этом случае выходной вал может располагаться соосно с ведущими валами 104, 105.