ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1998 года по МПК B60K17/08 

Изобретение относится к механическим трансмиссиям транспортных средств, в которых основные части совмещены конструктивно с двигателем в едином силовом агрегате.

Известны трансмиссия транспортного средства (см. а.с. СССР N 1411168, кл. B 60 K 17/08); неординарность этой трансмиссии, в отличие от классической, заключается в сменности зубчатых пар (для ступенчатого движения) как начальной передачи (в классический это - к.п.д.), так и конечной передачи (главной), т. е. в ней нет ярко выраженных функциональной коробки передач и главной передачи (с константой передаточного числа), в результате чего одни и те же зубчатые пары начальной и конечной передач работают в нескольких передачах (ступенях движения, что требует меньшего количества входящих в трансмиссию зубчатых колес, чем в классической трансмиссии.

Известна трансмиссия транспортного средства, взятая за прототип (см. заявку N 5027221/11, кл. B 60 K 17/08), содержащая вал с управляемой муфтой и ведущими коническими зубчатыми колесами переднего и заднего хода, перпендикулярно ему вторичный вал с ведомыми коническими колесами и цилиндрическими шестернями главной передачи, постоянно зацепленными с колесами выходного вала, расположенного параллельно вторичному валу, и входную муфту, а также ведомые конические зубчатые колеса, имеющие полые валы, смонтированные на вторичном валу посредством разделяющих подшипников, и связанные с входной муфтой, размещенной на вторичном валу.

К недостаткам такой трансмиссии относится следующее.

Делая ставку на конические зацепления в начальной передаче, чем образуется узел, имеющий общее звено переднего и заднего хода (коническое ведомое колесо), что является одним из элементов снижения числа зубчатых колес, а в совокупности с качеством сменности зубчатых пар начальной и конечной передач, максимально уменьшает на четыре зубчатых колеса, так как одни и те же зубчатые пары начальной и конечной передач работают в нескольких ступенях движения, в сравнении с аналогичной пятиступенчатой классической трансмиссией, данная трансмиссия разрешает задачу трансмиссии только с продольным размещением двигателя и не может быть использована в трансмиссии с поперечным расположением двигателя.

Необходимо пояснить, что концепции современных легковых автомобилей с компановкой "хетчбек", характеризующейся передним приводом, для повышения курсовой устойчивости, а значит и безопасности, необходимо смещение центра тяжести как можно больше вперед (теория автомобиля) для уменьшения составляющей центробежной силы, возникающей на виражах. Поэтому размещая двигатель поперек - его вес и вес трансмиссии, тем самым будут перед передней осью (так как они объедены конструктивно в едином силовом агрегате, а наклоняя двигатель вперед, относительно оси коленчатого вала, увеличивается еще больше модуль реакции на переднюю опору ось автомобиля, будет предпочтительнее, чем продольное размещение двигателя, так как, вес трансмиссии находится в пределах базы, часть которого будет приходиться и на заднюю ось автомобиля. Уменьшение длины и высоты капота повышение обзорной водителя, что в целом делает более совершенной конструкцию таких легковых автомобилей, а значит и безопасной.

- Следствием первого является применение в начальной передаче конических зацепления с монтажом на вторичном валу ведомых конических зубчатых колес посредством полых валков для связи с входной муфтой, размещенной на вторичном валу, которые имеют разделяющие подшипники, приводит к конструктивной сложности этой части трансмиссии, увеличивая число подшипников, и невыгодно отличает входную синхронизированную муфту от классической синхронизированной муфты ведущей ее часть, а именно то, что ведомая часть - зубчатая муфта связана шлицами с барабаном, диск которого выполнен заодно со ступицей, для связи с валом. Тогда как в классической муфте, зубчатая муфта напрямую связана шлицами со ступицей на валу, являющейся (ступица) ведущей частью муфты.

- Имея в конечной передаче синхронизированную муфту одностороннего действия, размещенной на выходном валу, желательно было бы исполнить ее такой, чтобы ее присутствие положительно сказалось на компактности корпуса (конструкция в целом), и что уменьшило бы длину вторичного вала, повышая качества данной части механизма.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, что расширит возможности трансмиссии - с техническим решением сменности зубчатых пар начальной и конечной передач для ступенчатого движения, сделает ее универсальной (не только для продольного двигателя) и повысит экономичность трансмиссии с поперечным расположением двигателя.

Указанная цель достигается тем, что трансмиссия транспортного средства, содержащая привод к начальной передаче, которая включает в себя первичный вал с ведущим зубчатым колесом заднего хода и двумя ведущими зубчатыми колесами, входящими в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами для ряда ступеней переднего хода, которые связаны через входную муфту, являющуюся ведомым зубчатым колесом заднего хода, с вторичным валом, имеющим более одного ведущего зубчатого колеса конечной передачи, входящих в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами выходного вала, образовывая зубчатые пары с управляемыми муфтами, причем в начальной передаче ведущие и ведомые зубчатые колеса для переднего и заднего ходов выполнены в виде цилиндрических зубчатых пар и имеют управление от одной входной муфты, выполненной с возможностью скольжения в обе стороны по направляющим ступицы, связанной жестко с валом, кроме того, ведущая часть одной из управляемых муфт конечной передачи выполнена заодно с диском ведомого зубчатого колеса, а ведомая часть муфты жестко связана через отверстия в диске ведомого зубчатого колеса с кольцевым венцом для управления этой муфты.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в трансмиссии транспортного средства новым является то, что в начальной передаче ведущие и ведомые зубчатые колеса для переднего и заднего ходов выполнены в виде цилиндрических зубчатых пар и имеют управление от одной входной муфты, выполненной с возможностью скольжения в обе стороны по направляющим ступицы, связанной жестко с валом, кроме того, ведущая часть одной из управляемых муфта конечной передачи выполнена заодно с диском ведомого зубчатого колеса, а ведомая часть муфты жестко связана через отверстия в диске ведомого зубчатого колеса с кольцевым венцом для управления этой муфтой.

Таким образом, заявляемое устройство является новым и имеет изобретательский уровень.

Устройство промышленно применимо и может широко использоваться в трансмиссиях легковых автомобилей с поперечным расположением двигателя или в других транспортных средствах, например трансмиссии тракторов.

Изобретение поясняется кинематической схемой.

Трансмиссия транспортного средства содержит привод от двигателя к начальной передаче посредством механизма сцепления. Для этого первичный вал 1 начальной передачи жестко связан с ведомым диском сцепления 2 и опирается на подшипниках 3 и 4. С валом жестко связаны: ведущее зубчатое колесо заднего хода 5 и два ведущих зубчатых колеса 6 и 7. Два последних указанных зубчатых колеса входят в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами 8 и 9 чем образуются зубчатые пары для ряда ступеней переднего хода, на котором основана работа трансмиссии.

Указанные ведомые зубчатые колеса связываются через входную муфту 10, одновременно являющуюся ведомым зубчатым колесом заднего хода (для чего обозначаются одной позицией) с вторичным валом 11, на котором они обкатываются.

Также на вторичном валу расположены ведущие зубчатые колеса конечной передачи: колеса 12 и 13, обкатываемые на нем, могут связываться с валом через муфту 14 синхронизированную, и колесо 15, выполненное за одно с валом. Весь вал в сборе опирается на подшипники 16 и 17.

Указанные ведущие зубчатые колеса конечной передачи входят в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами 18 - 20, расположенными на выходном валу 21, причем два последних жестко связаны, с валом, а первое обкатывается на нем и может связываться с валом посредством синхронизированной зубчатой муфты, ведущая часть (a) которой выполнена за одно с диском колеса 18, а ведомая часть (сама муфта) 22 может скользить по направляющим ведущей части для включения-выключения и связана жестко через отверстие (b) в диске колеса 18 с кольцевым венцом (c) для управления этой муфтой.

Являясь выходным валом транспортного средства, данный вал имеет дифференциальный механизм 23 и в собранном виде опирается на подшипники 24 и 25.

В заключение необходимо заметить, что для получения передачи заднего хода используется паразитная шестерня 26, которая может скользить по оси 27; входная муфта для управления зубчатыми парами начальной передачи имеет ступицу 38 в качестве ведущей части.

Работа трансмиссии транспортного средства осуществляется следующим образом.

Крутящий момент двигателя через привод механизма сцепления передается к начальной передаче, зубчатые пары которой в определенном сочетании с зубчатыми парами конечной передачи усиливают его до нужной величины, соответствующей определенной ступени движения.

Необходимо отметить, что ступенчатое движение основывается на ряде общих передаточных чисел трансмиссии, который подчиняется\ закону геометрической прогрессии - основное требование к современным механическим трансмиссиям, так как вливает на долговечность работы двигателя и на лучшее использование его мощности.

также необходимо отметить, что при переключении передачи необходимо первоочередно включать муфты конечной передачи, а затем начальной передачи. Такой прием позволит сделать "легкими" вторичный и первичный валы, которые изменяют вектор вращения при синхронизации, инерционность которых напрямую влияет на долговечность синхронизированных муфт трансмиссии.

Можно иметь пять передач переднего хода, допуская с целью повышения динамики заднего, ускоренную передачу помимо основной.

Первая передача получается включением муфты 22, которая, в свою очередь, включает зубчатую пару конечной передачи 15 и 18, затем муфтой 10 включается зубчатая пара 6 и 8, замыкая окончательно цепь передачи крутящего момента.

Вторая передача получается включением муфты 14 зубчатой пары конечной передачи 13 и 19, для чего пара 15 и 18 нейтрализуется муфтой 22 с одновременной нейтрализацией муфты 10 на этот момент, а затем включение ей пары 6 и 8 начальной передачи, т.е. передаточное число начальной передачи не изменяется.

Третья передача получается включением муфты 22 пары 15 и 18 с нейтрализацией муфты 14, а значит и пары 13 и 19 и сменной пары 6 и 8 начальной передачи муфтой 10 на пару 7 и 9.

Четвертая передача получается включением муфты 14 пары 13 и 19 и нейтрализацией начальной передачи на момент включения пары 13 и 19, а затем включение обратно пары 7 и 9 начальной передачи.

Пятая передача получается сменой передаточного числа только конечной передачи муфтой 10 с пары 13 и 19 на пару 12 и 20.

Основная передача заднего хода получается при нейтральном положении муфты 10, что ориентирует ведомое колесо заднего хода 10 напротив шестерни 5 вводом паразитной шестерни 26 по оси 26 в одновременное зацепление с шестерней 5 и колесом 10, что получается обратное вращение, и замыкая цепь с конечной передачей через муфту 22 с парой 15 и 18.

Ускоренная передача заднего хода получается сменой зубчатых пар конечной передачи с помощью муфт 22 и 14 с пары 15 и 18 на пару 13 и 19 без изменения начальной передачи.

Изобретение относится к механическим трансмиссиям транспортных средств. Трансмиссия транспортного средства содержит привод к начальной передаче, которая включает в себя первичный вал с ведущим зубчатым колесом заднего хода и двумя ведущими зубчатыми колесами, входящими в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами, входящими в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами для ряда ступеней переднего хода, которые связаны через входную муфту, являющуюся ведомым зубчатым колесом заднего хода, с вторичным валом, имеющим более одного ведущего зубчатого колеса конечной передачи, входящих в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами выходного вала, образовывая зубчатые пары с управляемыми муфтами. В начальной передаче ведущие и ведомые зубчатые колеса для переднего и заднего ходов выполнены в виде цилиндрических зубчатых пар и имеют управление от одной входной муфты, выполненной с возможностью скольжения в обе стороны по направляющим ступицы, связанной жестко с валом. Кроме того, ведущая часть одной из управляемых муфт конечной передачи выполнена заодно с диском ведомого зубчатого колеса, а ведомая часть жестко связана через отверстия в диске ведомого зубчатого колеса с кольцевым венцом для управления этой муфтой. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. Трансмиссия транспортного средства, содержащая привод к начальной передаче, которая включает в себя первичный вал с ведущим зубчатым колесом заднего хода и двумя ведущими зубчатыми колесами, входящими в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами для ряда ступеней переднего хода, которые связаны через входную муфту, являющуюся ведомым зубчатым колесом заднего хода, с вторичным валом, имеющим более одного ведущего зубчатого колеса конечной передачи, входящих в зацепление с ведомыми зубчатыми колесами выходного вала, образуя зубчатые пары с управляемыми муфтами, отличающаяся тем, что в начальной передаче ведущие и ведомые зубчатые колеса для переднего и заднего ходов выполнены в виде цилиндрических зубчатых пар и имеют управление от одной входной муфты, выполненной с возможностью скольжения в обе стороны по направляющим ступицы, связанной жестко с валом. 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что ведущая часть одной из управляемых муфт конечной передачи выполнена за одно с диском ведомого зубчатого колеса, а ведомая часть жестко связана через отверстия в диске ведомого зубчатого колеса с кольцевым венцом для управления этой муфтой.