El juego de engranajes Ravigneaux es un juego de engranajes planetarios dobles , inventado por Pol Ravigneaux, quien presentó una solicitud de patente el 28 de julio de 1949 en Neuilly-sur-Seine, Francia. [1] Este juego de engranajes planetarios, comúnmente utilizado en transmisiones automáticas , está construido a partir de dos pares de engranajes, anillo-planeta y planeta-planeta. El juego de engranajes proporciona cuatro relaciones de marcha hacia adelante y hacia atrás al frenar o restringir varios elementos del mecanismo.
El conjunto Ravigneaux tiene dos engranajes solares, un sol grande y un sol pequeño, y un único portasatélites, que sostiene dos juegos de engranajes planetarios, planetas interiores y planetas exteriores. [2] [3] El transportador es un subconjunto pero tiene dos radios para acoplarse con los planetas interior y exterior, respectivamente. Los dos conjuntos de engranajes planetarios giran independientemente del soporte, pero giran conjuntamente con una relación de transmisión fija entre sí. Los planetas interiores se acoplan con el pequeño engranaje solar y giran conjuntamente con una relación de transmisión fija con respecto a él. Los planetas exteriores se acoplan con el gran engranaje solar y giran conjuntamente con una relación de transmisión fija con respecto a él. Finalmente, la corona dentada también se acopla y co-gira con los planetas exteriores en una relación de transmisión fija con respecto a ellos.
A diferencia de un Ravigneaux, un tren de engranajes planetarios simple tiene dos engranajes concéntricos, uno o más planetas que cierran el espacio entre esos engranajes y un brazo que transporta los planetas. [4] Por lo general, el engranaje concéntrico de menor diámetro tiene dientes externos y se llama engranaje planetario, y el engranaje concéntrico más grande tiene dientes internos y se llama engranaje anular. El brazo portador suele denominarse portasatélites. Los engranajes planetarios generalmente no están acoplados directamente, dejando tres componentes que sí están acoplados directamente:
Esto proporciona dos entradas y una salida. Por lo general, en una transmisión automática, un componente se mantiene fijo, mientras que otro componente se ingresa y el componente restante se usa para la salida. Al elegir un conjunto de componentes para retención, entrada y salida, el engranaje planetario aumentará o disminuirá la velocidad y cambiará de dirección.
El Ravigneaux mejora las transmisiones planetarias de automóviles anteriores, como la Simpson , que tiene dos juegos de engranajes planetarios completos. Tal como se inventó originalmente, el Ravigneaux coloca dos trenes de engranajes planetarios en un solo portasatélites. Tiene dos engranajes solares, dos coronas y dos juegos de engranajes planetarios en un solo soporte. El uso de un solo portaequipajes hace que los Ravigneaux sean más pequeños, livianos y menos costosos de fabricar, porque el portaequipajes suele ser la parte más grande y costosa de un conjunto de engranajes planetarios.
La solicitud de patente original proponía que se utilizaran embragues electromagnéticos en la transmisión. El año de la patente era 1949, una época en la que la tecnología hidráulica accionada por presión estaba menos desarrollada. Varios años más tarde, cuando el Ravigneaux entró en producción en Ford Motor Company, se utilizaron embragues y frenos de banda operados hidráulicamente.
La corona dentada B está acoplada a los engranajes planetarios S1, que a su vez están acoplados al sol M1. [5]
El anillo R1 está acoplado a los planetas S2, que a su vez están acoplados al Sol C. Los engranajes planetarios del conjunto S1 están acoplados por pares a los engranajes S2.
La salida se puede acoplar a cualquiera de las coronas dentadas, utilizándose R1 en todas las velocidades de avance y B en la velocidad de retroceso. La entrada siempre controla M1. En todas las velocidades de avance, el par debe transferirse entre los engranajes planetarios S1 y S2, ya que solo los planetas S1 acoplan la entrada M1 y solo los planetas S2 acoplan la salida R1.
En marcha atrás, el Ravigneaux se comporta como un sistema planetario ordinario, y el segundo sistema simplemente avanza sin carga. Las proporciones dependen del número de dientes y se toman del ejemplo dado en la patente.
Las fotografías de la derecha muestran el portasatélites de una transmisión automática Ford FMX . El portasatélites es la parte central de un conjunto de engranajes planetarios. No se muestran los dos engranajes solares, llamados primario y secundario, que giran dentro del soporte. Tampoco se muestra una corona dentada, también llamada corona, que tiene dientes internos que se ajustan alrededor del soporte. La potencia de entrada se aplica a uno o ambos engranajes solares, y la potencia de salida se toma de la corona, que hace girar el eje impulsor.
La transmisión FMX se controla a través de dos embragues llamados embragues delantero y trasero, y dos frenos de banda , llamados banda delantera y trasera. Los embragues y bandas funcionan mediante presión hidráulica. En este caso, adelante significa más cercano al motor. Cuando se aplica, un embrague conecta un componente giratorio al motor, lo que hace que el componente gire, y una banda sujeta el componente impidiendo que gire. El embrague de avance controla la potencia enviada al engranaje solar primario. El embrague trasero controla la potencia al engranaje solar secundario. Confusamente, la banda que sujeta el embrague trasero se llama banda delantera. La banda trasera sujeta el portasatélites.
Un juego de engranajes Ravigneaux es como un juego de engranajes planetarios simple, excepto que cada engranaje planetario se reemplaza por un conjunto de tres engranajes, todos en el mismo soporte. Los tres engranajes del juego se ven dentro del portaequipajes en la foto de la izquierda. El engranaje del lado derecho de esta foto está un poco más hacia el centro del portaequipajes que el engranaje con el que engrana a la izquierda. Los engranajes izquierdo y derecho giran en dirección opuesta. Sólo los engranajes planetarios exteriores engranan con la corona dentada. El engranaje solar primario (el sol pequeño) engrana con los planetas interiores, y el engranaje solar secundario (el sol grande) engrana con los engranajes que giran con los planetas exteriores.
La foto de la derecha muestra el otro lado del transportador. De los dos engranajes que engranan que se muestran, el de la derecha está ligeramente más alejado del centro del soporte, lo que le permite engranar con la corona.
En general, un Ravigneaux se puede configurar con cada uno de los tres engranajes del juego con un número diferente de dientes, pero en el Ford FMX, los tres tienen 18 dientes. Múltiples planetas, que giran en dirección opuesta y se engranan con diferentes engranajes solares, le dan al Ravigneaux la capacidad de proporcionar múltiples velocidades y marcha atrás, con un solo conjunto de engranajes planetarios. El FMX de la foto tiene tres velocidades de avance y retroceso.