ТРАНСМИССИЯ С УСТРОЙСТВОМ ПОСТЕПЕННОГО ЗАПУСКА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1999 года по МПК F16H61/02 F16H3/66 

Предлагаемое изобретение касается трансмиссии с устройством постепенного запуска, предназначенной, в частности для транспортного средства, например автомобиля.

Обычно трансмиссия транспортного средства, в частности, автомобиля, содержит коробку передач с несколькими передаточными отношениями, управляемую вручную или автоматически. Между этой коробкой передач и двигателем в составе трансмиссии обычного типа располагается устройство сцепления или гидравлическая соединительная муфта, предназначенные для того, чтобы обеспечить возможность работы двигателя в том случае, когда данный автомобиль стоит на месте, и для обеспечения возможности плавного трогания автомобиля с места при помощи двигателя после того, как сам этот двигатель запущен.

Кроме того, обычно в составе трансмиссии классического типа имеется инерционный маховик, который приводится во вращательное движение выходным валом двигателя и может представлять собой одновременно один из дисков фрикционного сцепления. Упомянутый инерционный маховик служит для обеспечения непрерывности функционирования двигателя в том случае, когда находится в состоянии рассоединения и/или когда коробка передач находится в мертвой точке, и позволяет выходному валу двигателя преодолеть угловые зоны, где крутящий момент, выдаваемый этим двигателем, является отрицательным. В том случае, когда данный автомобиль находится в движении и его ведущие колеса присоединены к двигателю с помощью трансмиссии, инерция автомобиля оказывается вполне достаточной для поддержания нормального движения двигателя и инерционный маховик в этом случае становится даже вредным, поскольку он добавляет свой собственный момент инерции к инерции, определяемой массой данного автомобиля, при ускорениях или разгонах автомобиля.

В общем случае известные типы устройства фрикционного сцепления, преобразования крутящего момента, гидравлических соединительных муфт и инерционных маховиков являются достаточно дорогостоящими, тяжелыми и громоздкими.

Из международной публикации WO-A-9113275 уже известна трансмиссия, содержащая дифференциальный механизм, в котором реализуется положение мертвой точки, давая возможность элементу реакции осуществлять вращение в обратном направлении, обычно или нормально запрещенное холостым колесом. Для того, чтобы обеспечить возможность этого вращения в обратную сторону, освобождается фиксированная или неподвижная часть этого холостого колеса путем расжатия специального тормоза, функционально вставленного между упомянутой фиксированной частью холостого колеса и картером данной трансмиссии. Упомянутый тормоз в рассматриваемом случае представлен в виде ленточного тормоза в соответствии с обычно используемым в области автомобильных трансмиссий техническим решением. Данный тип тормоза является жизнеспособным в коммерческом отношении только в том случае, если срок его службы сопоставим со сроком службы самого транспортного средства или автомобиля, на котором он установлен, поскольку его замена в процессе эксплуатации данного автомобиля является достаточно сложной операцией и требует по меньшей мере частичного демонтажа трансмиссии. А ведь тормоз в соответствии с упомянутым выше документом, обеспечивающий постепенный переход из положения мертвой точки в положение, когда вращательное движение передается на выход данной трансмиссии, должен при каждом плавном трогании данного автомобиля с места при помощи двигателя обеспечивать гашение достаточного большого количества кинетической энергии, пропорциональной массе данного автомобиля.

В основу настоящего изобретения положена задача получить трансмиссию того же типа, что описана в международной публикации WO-A-9113275, но где в отличие от известной конструкции упомянутый выше тормоз, служащий для обеспечения постепенного или плавного приведения в движение выходного элемента этой трансмиссии, не ставил бы сколько-нибудь сложных проблем при техническом обслуживании трансмиссии предлагаемого типа.

В соответствии с предлагаемым изобретением трансмиссия, в которой трансмиссионное устройство дифференциального типа содержит находящиеся во взаимном зубчатом зацеплении вращающиеся элементы, один из которых соединен с входным валом данной трансмиссии, а другой соединен с ее выходным валом, причем эти вращающиеся элементы содержат элемент реакции, содержит, кроме того, средства селективной блокировки, функционально установленные между упомянутым элементом реакции и картером данной трансмиссии.

Упомянутые элементы, селективной блокировки содержат специальные средства, обладающие функциями холостого колеса и предназначенные для того, чтобы обеспечить возможность для упомянутого элемента реакции поворачиваться в том же самом направлении, что и входной и выходной валы данной трансмиссии в том случае, когда устройство селективного сцепления или соединения связывает, по меньшей мере косвенно, упомянутые вращающиеся элементы дифференциального механизма между собой для обеспечения функционирования данной трансмиссии на прямой передаче. В упомянутом устройстве селективного сцепления или соединения, по меньшей мере в том случае, когда упомянутые средства, выполняющие функцию холостого колеса, находятся в состоянии блокировки, упомянутый элемент реакции жестко связан по вращательному движению с ротором тормоза, который может быть селективно освобожден для освобождения упомянутого ротора и упомянутого элемента реакции по отношению к картеру данной трансмиссии и обеспечения функционирования данной трансмиссии в состоянии мертвой точки, а также для того, чтобы быть постепенно активизированным для обеспечения постепенной остановки упомянутого ротора по отношению к картеру трансмиссии для того, чтобы обеспечить возможность для упомянутого элемента реакции быть селективно остановленным и соответственно освобожденным по отношению к картеру при помощи специальных средств, обладающих функциями холостого колеса.

При этом трансмиссия в соответствии с данным изобретением отличается тем, что упомянутый тормоз представляет собой дисковый тормоз, диск которого образован упомянутым выше ротором, или тем, что упомянутый тормоз представляет собой гидравлический насос, связанный с клапаном перекрытия канала нагнетания этого гидравлического насоса.

Оба этих технических решения удивительным образом полностью разрешают проблему технического обслуживания трансмиссии указанного типа. Фрикционные накладки дискового тормоза, если они вообще применяются, могут быть легко заменены. Что касается упомянутого выше гидравлического насоса, то срок его службы по меньшей мере столь же продолжителен, что и срок службы остальной части данной трансмиссии.

В предпочтительном варианте практической реализации упомянутый выше ротор тормоза выполняется массивным для того, чтобы выполнять в определенной мере роль инерционного маховика. Таким образом, обеспечивается преимущество данной конструкции, которое состоит в том, что этот инерционный маховик вращается только в том случае, когда это необходимо, то есть в том случае, когда двигатель отсоединен от колес данного автомобиля. При этом удается существенно снизить инерционную нагрузку, приводимую в движение двигателем данного автомобиля в процессе ускорений или разгонов, и улучшить таким образом динамические характеристики данного автомобиля при разгонах или ускорениях.

Однако предлагаемая конструкция трансмиссии позволяет также сохранить в ней собственно инерционный маховик уменьшенных размеров, приводимый в движение непосредственно от коленчатого вала данного двигателя, с тем, чтобы исключить всякую передачу крутильных колебаний, производимых двигателем, в трансмиссию данного автомобиля и дальше на его колеса.

Другие особенности и преимущества предлагаемого изобретения будут более отчетливо выявлены в приведенном ниже описании, относящемся к не являющимся ограничительными примерами его практической реализации и содержащим ссылки на приведенные в приложении иллюстративные фигуры.

В приложении к данному описанию приведены:
- на фиг. 1, на которой в продольном разрезе схематически представлен общий вид трансмиссии с четырьмя передаточными отношениями в соответствии с данным изобретением, содержащей несколько последовательно расположенных устройств передачи крутящего момента, причем в верхней части данной фигуры показана предлагаемая трансмиссия в состоянии покоя, а в нижней ее части эта же трансмиссия показана в своей мертвой точке;
- фиг. 2, на которой в увеличенном масштабе представлена верхняя левая часть чертежа, в целом показанного на фиг. 1;
- фиг. 3 и 4, на которых представлены виды, аналогичные верхней части вида, показанного на фиг. 1, но относящиеся к функционированию данной трансмиссии соответственно на второй передаче и на четвертой передаче;
- фиг. 5, на которой схематически представлен вид спереди насоса запуска, показанного на фигурах с 1 по 4;
- фиг. 6, на которой представлена гидравлическая схема, предназначенная для управления автоматическим образом упомянутым выше насосом запуска;
- фиг. 7 и 8, на которых представлены соответственно два других возможных варианта реализации гидравлической схемы для автоматического управления насосом запуска;
- фиг. 9, на которой схематически представлен вид, соответствующий верхней левой части чертежа, показанного на фиг. 1, но для случая второго возможного варианта практической реализации тормоза системы запуска.

Трансмиссия, выполненная в соответствии с предлагаемым изобретением, имеет четыре передаточные отношения. Трансмиссия представлена схематически на фиг. 1 и предназначена, в частности, для автомобиля. Трансмиссия содержит три последовательно расположенных устройства передачи крутящего момента или три модуля, 1а, 1б, 1с, каждый из которых имеет два отличающихся друг от друга передаточных отношения. Эти передаточные устройства или модули смонтированы последовательно друг за другом между входным валом 2а и выходным валом 2с данной трансмиссии. Входной вал 2а данной трансмиссии представляет собой также входной вал первого модуля 1а. Этот входной вал 2а трансмиссии связан с выходным валом 5 двигателя данного автомобиля без сцепления того или иного типа.

Выходной вал 2с данной трансмиссии представляет собой в то же самое время выходной вал модуля 1с и содержит зубчатое колесо, предназначенное для приведения в движение при помощи зубчатого зацепления входного звена дифференциала, который в свою очередь приводит в движение ведущие колеса автомобиля. Между упомянутым зубчатым колесом и входным звеном дифференциала может быть вставлен инверсор направления движения "передний ход - задний ход" с ручным управлением процессом реверсирования.

Входной вал 2а проходит сквозь всю трансмиссию, при этом первый модуль 1а является наиболее удаленным от двигателя автомобиля. Третий модуль 1с расположен наиболее близко к двигателю таким образом, что его выходное зубчатое колесо находится в непосредственной близости от двигателя. Модули 1b и 1с располагаются вокруг входного вала 2а, не будучи связанными с этим валом по вращательному движению.

Вдоль геометрической оси 12 данной трансмиссии между входным валом 2а и выходным валом 2с располагаться два размещенных друг за другом промежуточных вала 2ab и 2bc, каждый из которых образует выходной вал модулей 1а и 1b соответственно, располагающийся на их выходах, и входной вал модулей 1b и 1с соответственно, располагающийся на их входах. Входной вал 2а, а также промежуточные валы 2ab, 2bc и выходной вал 2с не имеют возможности перемещаться в осевом направлении по отношению к картеру 4 данной трансмиссии. Для обеспечения этой осевой неподвижности входной вал 2а поддерживается по вращательному движению с блокировкой осевого перемещения во втулке III при помощи подшипника 3а. Сама эта втулка II поддерживается по вращательному движению с блокировкой осевого перемещения относительно картера 4 при помощи подшипника 3ab. Промежуточный вал 2ab установлен неподвижным в осевом направлении при помощи осевого упора во входной вал 2а посредством специального осевого упорного элемента B1, обеспечивающего свободу относительного вращения взаимодействующих в осевом направлении элементов. Промежуточный вал 2bc, а также выходной вал 2с, поддерживается подшипниками качения 3bc и 3c соответственно в картере 4.

Каждый из упомянутых выше модулей способен функционировать в режиме редуктора или на прямой передаче. Первое передаточное отношение реализуется в том случае, когда все три модуля функционируют в режиме редуктора. Второе передаточное отношение данной трансмиссии реализуется в том случае, когда первый модуль 1а функционирует на прямой передаче, а два других модуля функционируют в режиме редуктора. Третье передаточное отношение трансмиссии реализуется в том случае, когда два первых модуля 1а и 1b функционируют на прямой передаче, а третий модуль 1с функционирует в режиме редуктора. И наконец, четвертая передача данной трансмиссии реализуется в том случае, когда все три модуля функционируют на прямой передаче (модули 1a, 1b и 1c).

Теперь со ссылками на фиг. 2 будет более подробно описано устройство и функционирование модуля 1b, при этом это описание применимо также к модулю 1с, который аналогичен модулю 1b за исключением того, что его выходным валом является вал 2с, поддерживаемый в картере трансмиссии при помощи подшипника 3с.

Эпициклоидальная или планетарная передача 7 содержит зубчатый венец 8 с внутренними зубьями и планетарное колесо 9 с наружными зубьями, при этом и упомянутый венец и планетарное колесо находятся в зубчатом зацеплении с сателлитами 11, удерживаемыми на одинаковых угловых интервалах вокруг оси 12 данной трансмиссии при помощи водила 13, жестко связанного с выходным валом 2bc. Упомянутые сателлиты 11 могут свободно поворачиваться вокруг отдаленных от центра осей 14 водила 13. Планетарное колесо 9 может свободно поворачиваться вокруг оси 12 данной трансмиссии по отношению к выходному валу 2bc, который это колесо окружает. Однако устройство свободного или холостого зубчатого колеса 16 мешает планетарному колесу 9 поворачиваться в обратную сторону, то есть в направлении, обратном нормальному направлению вращения входного вала 2ab, по отношению к картеру 4 данной трансмиссии.

Зубчатый венец 8 связан по вращательному движению, но свободен по скольжению в осевом направлении относительно входного вала 2ab модуля при помощи паза 17.

Сцепление 18b располагается вокруг зубчатого венца 8. Это сцепление содержит пакет дисков кольцевой формы 19, чередующихся с кольцевыми дисками 22. Кольцевые диски 19 связаны по вращательному движению с зубчатым венцом 8 с возможностью скольжения в осевом направлении. Для обеспечения возможности такой связи кольцевые диски 19 имеют внутренние зубцы, вставленные в канавки 21, жестко связанные с зубчатым венцом 8. Кольцевые диски 22 связаны по вращательному движению с возможностью скольжения в осевом направлении с водилом 13. Для обеспечения такой связи кожух 20 содержит на своей внутренней и радиальном направлении поверхности канавки 23, в которые вставлены с возможностью скольжения в осевом направлении, с одной стороны, внешние зубцы кольцевых дисков 22, а с другой стороны, внешние зубцы 24 водила 13.

Пакет кольцевых дисков 19 и 22 может быть обжат в осевом направлении между удерживающим диском 26, жестко связанным с водилом 13, и подвижным диском 27, который жестко связан с зубчатым венцом 8. Таким образом, диск 27 является подвижным в осевом направлении вместе с зубчатым венцом 8.

На упомянутом выше кожухе 20 закреплены центробежные грузики 29, располагающиеся в виде венца вокруг сцепления 18b.

Таким образом, упомянутые центробежные грузики связаны по вращательному движению с выходным валом 2bc модуля 1b., к которому они принадлежат.

Каждый из упомянутых центробежных грузиков имеет массивное тело 31, располагающееся снаружи в радиальном направлении по отношению к кольцевым дискам 19 и 22, и носок 32 привода, упирающийся в наружную поверхность фиксированного диска 26 при помощи пружины 34. Упомянутый носок 32 связан с массивным телом 31 при помощи изогнутого рычага 33, шарнирно соединенного с кожухом 20 при помощи геометрической оси 28, ориентированной по касательной относительно оси 12 данной трансмиссии. Упомянутая выше публикация международной заявки WO-A-9113275 описывает предпочтительные компоновки для обеспечения шарнирного монтажа таких инерционных грузиков. Центр тяжести G упомянутого инерционного грузика располагается внутри или в непосредственной близости от упомянутого массивного тела 31, в положении, которое представляет по отношению к оси 28 некоторое отклонение, измеряемое в направлении, параллельном оси 12 данной трансмиссии.

Таким образом, вращение водила 13 стремится повернуть наружу в радиальном направлении упомянутые массивные тела 31 центробежных грузиков 29 вокруг их тангенциальных или касательных осей 28 по действием центробежных сил для того, чтобы перевести эти грузики из их положения покоя, определяемого упором 36 в кожух 20 в некоторое отклоненное положение, схематически показанное условно на фиг. 4.

Из упомянутого выше отклонения центробежных грузиков следует относительное перемещение в осевом направлении между носком 32 и осью шарнирного соединения 28 данного центробежного грузика, то есть между носком 32 и кожухом 20. По отношению к направлению перемещения, соответствующему центробежному отклонению грузиков 29, кожух 20 упирается в осевом направлении в зубчатый венец 8 при помощи осевого упора B2 с сохранением свободы относительного вращения взаимодействующих таким образом элементов.

Таким образом, перемещение кожуха 20 по отношению к носку 32 вызывает движение относительного сближения между упомянутым носком 32 и подвижным диском 27 сцепления 18b. Это относительное перемещение может соответствовать сжатию пружины 34 и/или перемещению подвижного диска 27 в направлении неподвижного диска 26 в направлении обжатия пакета дисков сцепления 18b.

В том случае, когда трансмиссия находится в состоянии покоя, как это показано в верхней части чертежа на фиг. 1 и на фиг. 2, пружина 34 передает на кожух 20 посредством центробежных грузиков 29, находящихся в упоре в состоянии покоя, некоторое усилие, которое обжимает дисковое сцепление 18b таким образом, что входной вал 2ab модуля 1b соединяется по вращательному движению с выходным валом 2 bc и данный модуль образует прямую передачу, способную передать крутящий момент, величина которого не превышает некоторого максимального допустимого значения, определяемого усилием обжатия упомянутой выше пружины.

С другой стороны, зубья венца 8 сателлитов 11 и планетарного колеса 9 являются косыми. Таким образом, в каждой паре зубчатых зацеплений появляются осевые толкающие усилия противоположного направления, пропорциональные передаваемому данным зубчатым зацеплением окружному усилию, то есть крутящему моменту на входном валу 2ab и крутящему моменту на выходном валу 2bc. Направление наклона косых зубьев косозубых зубчатых зацеплений выбирается таким образом, чтобы направление упомянутого выше осевого толкающего усилия возникающего в зубчатом венце 8 в том случае, когда этот зубчатый венец передает крутящий момент двигателя, было таким, чтобы подвижный диск 27, приводимый в движение в осевом направлении упомянутым зубчатым венцом 8, отклонялся или отходил от диска удержания 26 данного сцепления. Сателлиты 11, которые входят в зубчатое зацепление не только с зубчатым венцом 8, но также и с планетарным колесом 9, подвергаются воздействию двух осевых направленных в противоположные стороны реакций которые уравновешивают друг друга. При этом упомянутое планетарное колесо 9 подвергается воздействию с учетом его зацепления с сателлитами 11 осевого толкающего усилия которое равно по величине и противоположно по направлению осевому толкающему усилию воздействующему на зубчатый венец 8. Толкающее усилие планетарного колеса 9 передается на картер 4 трансмиссии через упор B₃, водило 13 и подшипник 3bc. Таким образом, осевое толкающее усилие воздействует на подвижный диск 27 сцепления относительно картера 4 трансмиссии, то есть относительно удерживающего диска 26 этого сцепления, и это воздействие осуществляется в направлении, соответствующем разжатию сцепления 18b. Это усилие, передаваемое при помощи упора B₂ на кожух 20, стремится также сблизить друг с другом носок 32 центробежных грузиков 29 и удерживающий диск 26, то есть стремится удержать упомянутые грузики 29 в их положении покоя, и обжать пружину 34.

Описанная выше ситуация представлена схематически на фиг. 3 Предполагая эту ситуацию или это состояние реализованными, теперь будет описано базовое или основное функционирование модуля 1b. Поскольку величина крутящего момента, передаваемого на данный модуль входным валом 2ab такова, что осевое толкающее усилие в зубчатом венце 8 является достаточным для того, чтобы обжать пружину 34 и удерживать центробежные грузики 29 в положении покоя, показанном на фиг. 3, расстояние между удерживающим диском 26 и подвижным диском 27 сцепления является таким, что кольцевые диски 19 и 22 свободно скользят по поверхности друг друга, не обеспечивая передачу какого-либо крутящего момента между собой. В этом случае водило 13 может поворачиваться со скоростью, отличной от скорости вращения входного вала 2ab, и оно стремится быть обездвиженным нагрузкой, которую должен приводить в движение выходной вал 2bc данного модуля. Из этого следует, что в данном случае сателлиты 11 стремятся вести себя как инверсоры движения, то есть стремятся повернуть планетарное колесо 9 в направлении, обратном направлению вращения зубчатого венца 8. Однако этому препятствует свободное или холостое зубчатое колесо 16. Таким образом, упомянутое планетарное колесо 9 оказывается неподвижным этим свободным или холостым зубчатым колесом 16 и водило 13 вращается со скоростью, которая является промежуточной между нулевой скоростью вращения планетарного колеса 9 и скоростью вращения зубчатого венца 8 и выходного вала 2ab.

Таким образом, в данном случае упомянутый модуль функционирует в качестве редуктора. Если в этой ситуации скорость вращения увеличивается и если величина передаваемого крутящего момента остается неизменной, рано или поздно наступает момент, когда центробежная сила создает между диском удержания 26 и подвижным диском 27 осевое усилие сжатия, превышающего по величине осевое толкающее усилие под действием которого подвижный диск 27 смещается по направлению к упорному диску 26 для осуществления прямой передачи.

После того, как сцепление 18b оказывается таким образом обжатым, зубья эпициклоидальной или планетарной передачи 7 перестают работать. Это означает, что они больше не передают никакого усилия и не порождают, таким образом, никакого осевого толкающего усилия. Итак, в этом случае осевое толкающее усилие, возникающее вследствие центробежной силы, может полностью использоваться для прижатия дисков 26 и 27 друг к другу. Теперь становится более понятым процесс перехода к прямой передаче: как только кольцевые диски 19 и 22 начинают тереться друг о друга и передавать в результате этого некоторую часть мощности, в такой же степени разгружаются зубья планетарной передачи и в такой же степени уменьшается осевое толкающее усилие При этом все в большей степени проявляется превосходство центробежной силы и это происходит до тех пор, пока сцепление 18b не начнет полностью обеспечивать прямую передачу.

При этом может случиться так, что скорость вращения выходного вала 2ab уменьшится и/или так, что величина передаваемого крутящего момента увеличится до такой степени, что центробежные грузики 29 уже не будут обеспечивать усилие обжатия сцепления 18b, достаточное для передачи данной величины крутящего момента. В этом случае фрикционные диски сцепления 18b начинают проскальзывать. Скорость вращения планетарного колеса 9 уменьшается вплоть до полного обнуления. Свободное или холостое зубчатое колесо 16 обездвиживает планетарное колесо и толкающее осевое усилие зубчатого зацепления снова появляется и разжимает сцепление таким образом, что данный модуль снова начинает функционировать в качестве редуктора.

Таким образом, всякий раз, как осуществляется изменение функционирования данного модуля от функционирования в качестве редуктора к функционированию в качестве прямой передачи и наоборот, упомянутое осевое толкающее усилие изменяется в том направлении, которое обеспечивает стабилизацию вновь установившегося передаточного отношения. Это обстоятельство является весьма выгодным, с одной стороны, для исключения непрерывных изменений передаточного отношения в окрестности определенных критических точек функционирования данной трансмиссии, а с другой стороны, для того, чтобы ситуации, в которых происходит проскальзывание фрикционных дисков сцепления 18b, не были слишком продолжительными, представляя собой лишь переходные процессы.

Упомянутая выше пружина 34 играет в конструкции данной трансмиссии двойную роль. С одной стороны, сжимая сцепление в том случае, когда данная трансмиссия находиться в состоянии покоя, эта пружина реализует механическое соединение между входным и выходным звеньями данного модуля. Поскольку упомянутая выше функция осуществляется одновременно во всех трех модулях трансмиссии, данный автомобиль удерживается на месте при помощи двигателя, когда сам этот двигатель не запущен или заглушен. Если же сцепление 18b было разжато в состоянии покоя, то данный автомобиль может свободно катиться вперед без помех со стороны двигателя, поскольку в этом случае обездвиживание зубчатого венца 8 при помощи заглушенного двигателя 5 заставит планетарное колесо 9 поворачиваться в нормальном для него направлении, чему свободное или холостое зубчатое колесо 16 не препятствует.

С другой стороны, упомянутая пружина 34 позволяет данному модулю функционировать на прямой передаче на относительно малых скоростях, когда центробежная сила, пропорциональная квадрату скорости вращения, будет настолько мала, что меньший передаваемый крутящий момент будет вызывать нежелательным на практике образом поддержание или тенденцию к возврату в режим функционирования в качестве редуктора.

Теперь будут подробно изложены отличия, характеризующие модуль 1а по сравнению с описанным выше модулем 1b.

Использование эпициклоидальной или планетарной зубчатой передачи с входным звеном в качестве зубчатого венца и выходным звеном в виде водила практически не позволяет реализовать понижающие или редуцирующие передаточные отношения, превышающие величину 1, 4. При таком передаточном отношении уменьшение скорости на выходе передачи по сравнению со скоростью вращения двигателя при переходе на вторую или пониженную передачу будет составлять всего 40%. Это относительно мало для перехода с первой на вторую передачу. Если сделать входным звеном планетарное колесо, а выходным звеном - водило данной планетарной передачи, то отношение уменьшения скорости вращения двигателя будет составлять практически как минимум 3, что является слишком большой величиной. Зато можно практически реализовать по существу любое понижающее передаточное отношение, если в качестве входного звена использовать планетарное колесо, а в качестве выходного звена - зубчатый венец. Однако в этом случае упомянутый зубчатый венец вращается в направлении, противоположном направлению вращения планетарного колеса, что представляет собой коренной и неустранимый недостаток данного варианта, поскольку направление вращения упомянутого зубчатого венца не будет одним и тем же в режиме функционирования данного модуля на прямой передаче и в режиме его функционирования в качестве редуктора.

Для одновременного преодоления всех этих трудностей входной вал 2а модуля 1а соединен с планетарным колесом 9а, его выходной вал 2ab приводится во вращательное движение зубчатым венцом 8a, а для того, чтобы направление вращения этого зубчатого венца 8а было тем же самым, что и направление вращения упомянутого планетарного колеса 9a, даже в случае функционирования данного модуля в качестве редуктора, каждый сателлит заменен каскадом или последовательностью из двух сателлитов 11a, находящихся в зубчатом зацеплении друг с другом и одновременно находящихся в зубчатом зацеплении один - с планетарным колесом 9a, а другой - с зубчатым венцом 8a. Упомянутое водило 13a в данной схеме построения модуля 1a соединено с втулкой 111 при помощи свободного или холостого зубчатого колеса 16a.

Упомянутая втулка 111 жестко связана с ротором 37 пускового тормоза 38.

Как видно также на фиг. 5, упомянутый тормоз 38 образован шестеренчатым гидравлическим насосом, ротор 37 которого образован ведомым планетарным колесом, приводимым во вращательное движение четырьмя сателлитами перекачки 39, которые в гидравлическом смысле включены параллельно друг другу между всасывающим каналом 41 и каналом нагнетания 42, причем и тот и другой каналы могут быть соединены с резервом или запасом смазочного масла данной трансмиссии. Клапан 40 смонтирован в канале 42 нагнетания для того, чтобы селективным образом обеспечивать возможность движения или осуществлять перекрытие потока упомянутого масла через данный шестеренчатый насос, или же для создания регулируемой потери давления на выходе из этого гидравлического насоса.

В том случае, когда упомянутый клапан 40 закрыт, масло, циркуляция которого таким образом прекращена, блокирует упомянутый шестеренчатый гидравлический насос таким образом, что ротор 37 теряет возможность вращаться и свободное или холостое зубчатое колесо 16a при этом позволяет водилу 13a вращаться только в нормальном для него направлении. Если же, напротив того, упомянутый клапан 40 открыт, то ротор 37 данного насоса вращается свободно. В этом случае упомянутое водило 13a может поворачиваться в обратном по отношению к нормальному для него направлении, соответственно увлекая за собой втулку 111 при помощи упомянутого свободного или холостого зубчатого колеса 16a, что вызывает осуществление перекачки в направлении, показанном на фиг. 5.

Открытие упомянутого клапана 40 принудительно вызывается для того, чтобы автоматически реализовать условие мертвой точки, то есть условие рассоединения между входным валом 2a и выходным валом 2c в том случае, когда данный автомобиль стоит на месте (выходной вал трансмиссии 2c является неподвижным), тогда как входной вал этой трансмиссии 2a вращается от работающего на холостом ходу двигателя. Именно благодаря наличию этой функции в конструкции предлагаемой трансмиссии появляется возможность исключить из ее состава такой агрегат, как сцепление или преобразователь крутящего момента, традиционно устанавливаемый между двигателем 5 и собственно трансмиссией. Для того, чтобы обеспечить постепенное приведение в движение выходного вала 2c данной трансмиссии, осуществляется постепенное закрытие клапана 40 для того, чтобы постепенно затормозить ротор 37 посредством возрастающей потери напора или давления через упомянутый клапан 40.

В качестве варианта конструкции предлагаемой трансмиссии можно предусмотреть в ней монтаж параллельно упомянутому клапану 40 специального обратного клапана 45, позволяющего гидравлической жидкости или маслу обходить клапан 40 в том случае, если это масло стремится циркулировать в обратном направлении по отношению к направлению, показанному на фиг. 5, то есть в том случае, когда упомянутое масло подвергается всасыванию через всасывающий канал 41. Благодаря этому обратному клапану 45 появляется возможность исключить из конструкции данной трансмиссии свободное или холостое зубчатое колесо 16a, причем в этом случае функция этого свободного или холостого зубчатого колеса обеспечивается гидравлическим способом при помощи упомянутого обратного клапана 45. Такое техническое решение существенно сокращает габаритные размеры трансмиссии за счет относительно большого холостого зубчатого колеса, но вводит определенные потери за счет гидравлического трения в том случае, когда данный модуль функционирует на прямой передаче. В этой ситуации водило 13a вращается в своем нормальном направлении и с той же скоростью, что и входной вал 2a данной трансмиссии.

Как это хорошо видно на фиг. 2, гидравлический насос, практически осуществляющий функцию тормоза 38, выполнен особенно простым образом, а именно, каждый сателлит 39 просто заключен в ячейку или полость 48 крышки 49, закрепленной на конце картера 4, противоположном двигателю 5. Периферийная поверхность 51 упомянутых ячеек или полостей находится в герметизированном контакте с вершинами зубьев сателлитов 39 и донной поверхностью 52 полостей 48, также как конечная наружная поверхность 53 картера 4 находится в герметизированном контакте с двумя радиальными поверхностями каждого из упомянутых сателлитов 39.

Кроме того, ротор 37 содержит с обеих сторон от своей зубчатой поверхности две противоположных друг другу кольцевых поверхности 54 и 56, которые находятся в герметизированном контакте одна - с внутренним днищем крышки 49, а другая - с наружной поверхностью 53 картера 4 трансмиссии. Именно эти различные герметизированные контакты вершин зубьев сателлитов и радиальных поверхностей этих сателлитов с крышкой 49 и картером 4 обеспечивают в то же время направление упомянутых сателлитов в их вращательном движении.

Кожух 20a для инерционных грузиков 29 модуля 1a является, как и в других модулях 1b и 1c, жестко связанным по вращательному движению с выходным валом 2ab данного модуля. Однако этот кожух жестко связан с упомянутым выше выходным валом и в осевом направлении. Упомянутый кожух 20a и вместе с ним оси 28 инерционных грузиков 29 лишены, таким образом, подвижности в осевом направлении.

Зато упомянутые выше носки или наконечник 32 центробежных грузиков 29 упираются уже не в диск 26 удержания, а в подвижный диск 27 сцепления 18a также через упомянутую выше пружину 34. Упомянутый подвижный диск 27, как и в других модулях, жестко связан с зубчатым венцом 8a, который является подвижным в осевом направлении благодаря канавкам 17a по отношению к кожуху 20a, связанному по вращательному движению с выходным валом 2ab данного модуля. Упомянутый диск удержания 26 жестко связан с входным валом 2a этого модуля.

Характер функционирования модуля 1a подобен характеру функционирования модулей 1b и 1c. Центробежные грузики или упомянутая пружина 34 стремятся обжать сцепление 18a с усилием, которое определяет максимальный по величине и допустимый для передачи крутящий момент. В процессе функционирования данного модуля в качестве редуктора осевое усилие, возникающее в косозубом зацеплении зубчатого венца 8a, толкает упомянутый подвижный диск 27 в направлении разжатия сцепления.

Теперь более подробно будет пояснен общий характер функционирования совокупности из трех модулей 1a, 1b, 1c.

Если рассматривать случай, когда все упомянутые модули 1a, 1b и 1c функционируют в режиме редуктора (этому случаю соответствует нижняя часть чертежа, приведенного на фиг. 1), что на практике соответствует реализации первой передачи данной трансмиссии, то именно для модуля 1a характерна наибольшая скорость вращения и наименьший крутящий момент, что наглядно показано на упомянутом чертеже тройной стрелкой и одинарной стрелкой Таким образом, именно этот первый модуль 1a в первую очередь переходит на прямую передачу в том случае, когда данный автомобиль ускоряет свое движение, как это показано на фиг. 3.

Крутящий момент при этом уменьшается во втором модуле 1b, поскольку он больше не умножается в результате демультипликации в упомянутом выше первом модуле, но скорости вращения в этом втором модуле при этом остаются неизменными, то есть остаются меньшими по величине, чем скорости вращения в первом модуле непосредственно перед изменением в нем передаточного отношения, поскольку эти скорости определяются скоростью вращения колес данного автомобиля. Таким образом, необходимо, чтобы скорость этого автомобиля возросла в еще большей степени для того, чтобы и второй модуль достиг в свою очередь необходимых условий для перехода на прямую передачу при том, что выдаваемый двигателем или развиваемый им крутящий момент остается неизменным.

Описанный выше процесс продолжается аналогичным образом до тех пор, пока все имеющиеся модули данной трансмиссии не перейдут в режим функционирования на прямой передаче, как это показано на фиг. 4. Таким образом, аналогичные в общем передаточные модули организуют спонтанно так, чтобы обеспечить ашелонированный или ступенчатый переход от больших к меньшим передаточным отношениям данной трансмиссии. Описанные выше отличия модуля 1a от других модулей не имеют значения с этой точки зрения.

Поскольку среди имеющихся в данной трансмиссии модулей, которые функционируют в данном случае на прямой передаче, первыми будут переходить на более низкую передачу всегда те модули, которые в функциональном отношении располагаются ближе к выходному валу 2c данной трансмиссии, можно предусмотреть в ее конструкции такие особенности, в соответствии с которыми упомянутые передаточные модули имеют тем меньше упомянутых центробежных грузиков, или имеют эти центробежные грузики тем меньшего веса, или же имеют тем меньше дисков в составе сцепления данного модуля, чем ближе эти модули располагаются функционально к выходному звену данной трансмиссии. Однако здесь речь идет лишь о некоторых "оттенках" реакции на величину и направление передаваемого крутящего момента, составляющих всего лишь несколько процентов при переходе от одного из упомянутых модулей к другому.

Теперь более подробно со ссылками на фиг. 2 и в приложении к модулю 1b будут описаны дополнительные средства, предусмотренные в конструкции модулей 1b и 1c для того, чтобы заставить эти модули функционировать селективно в режиме редуктора в условиях, отличающихся от условий, определяемых только осевыми усилиями упомянутой выше пружины 34, усилиями, развиваемыми центробежными грузиками 29 и усилиями, возникающими в зубчатом зацеплении упомянутого выше зубчатого венца 8.

Для этого модуль 1b содержит тормоз 43, который дает возможность обездвижить планетарное колесо 9 относительно картера 4 независимо от упомянутого свободного или холостого зубчатого колеса 16. Другими словами, упомянутый тормоз 43 устанавливается в функциональном отношении параллельно с упомянутым холостым зубчатым колесом 16 между планетарным колесом 9 и картером 4. Гидравлический поршень 44 устанавливается с возможностью скольжения в осевом направлении для обеспечения возможности селективного обжатия и разжатия упомянутого тормоза 43. Этот тормоз 43 и упомянутый поршень 44 имеют кольцевую форму, осью которых является ось 12 данной трансмиссии. Поршень 44 примыкает к гидравлической камере 46b, которая может быть селективно запитана гидравлическим маслом под давлением для осуществления воздействия на поршень 44 в направлении обжатия тормоза 43 в противодействие по отношению к усилию возвратной пружины 55, направленному в противоположную сторону.

Кроме того, упомянутый поршень 44 жестко связан с толкателем 47, который может упираться в кожух 20 с помощью осевого упора B₄. Монтаж упомянутых выше элементов выполнен таким образом, что в том случае, когда давление в камере 46b толкает упомянутый поршень в положение обжатия тормоза 43, упомянутый кожух 20 перед тем, как тормоз 43 будет обжат, продвигается в поступательном направлении на расстояние, достаточное для того, чтобы обеспечить отпускание или рассоединение сцепления 18b.

Таким образом, в том случае, когда поршень 44 находится в положении, соответствующем обжатию упомянутого тормоза, планетарное колесо 9 оказывается обездвиженным даже если водило 13 стремится повернуться с большей скоростью, чем зубчатый венец 8, как это бывает в том случае, когда осуществляется режим торможения двигателем, и, следовательно, данный модуль функционирует в режиме редуктора, что может быть обеспечено в результате разжатия или рассоединения сцепления 18b.

Совокупность описанных выше элементов 43, 44, 46b и 47 образует, таким образом, средство, которое может быть предоставлено в распоряжение водителя данного автомобиля для того, чтобы принудительно заставить данный модуль трансмиссии функционировать в режиме редуктора в том случае, когда в соответствии с конкретной дорожной обстановкой желательно усилить эффект торможения двигателем, например, на длинных спусках.

Из изложенного выше можно видеть, что упомянутые пружины 34 переводят все передающие модули в режим функционирования на прямой передаче в том случае, когда данный автомобиль стоит на месте. Таким образом, при запуске двигателя будет необходимо, чтобы появление осевых толкающих усилий в зубчатых зацеплениях переводило все передающие модули в режим функционирования в качестве редуктора для того, чтобы упомянутый запуск осуществлялся затем на первой передаче данной трансмиссии. Это обстоятельство может систематически создавать нежелательный удар или сотрясение. Для устранения этого эффекта предусматривается, что совокупность упомянутых выше тормоза 43, поршня 44 и толкателя 47 устанавливает модуль 1b в его состояние функционирования в режиме редуктора в том случае, когда приводной двигатель уже вращается, в но приведение в движение выходного вала 2c данной трансмиссии еще не имеет места, таким образом, что данная трансмиссия действует в соответствии со своей первой передачей, начиная с первого момента приведения во вращательное движение ее выходного вала 2c.

Не представленные на приведенных в приложении фигурах специальные средства, например, с ручным управлением предусмотрены для обеспечения селективной запитки упомянутой гидравлической камеры 46b с целью выполнения функций, которые только что были описаны. Таким образом, можно, например, заставить данный модуль функционировать в режиме редуктора в условиях, когда соотношение между усилиями в зубчатом зацеплении, усилием пружины 34 и усилием, развиваемым центробежными грузиками 29, будет соответствовать функционированию данного модуля на прямой передаче.

Модуль 1c имеет тормоз 43, поршень 44, гидравлическую камеру 46c и толкатель 47, а также упор B₄, аналогичные соответствующим элементам модуля 1b.

Зато модуль 1a имеет отличия. Он также содержит поршень 44a, примыкающий к гидравлической камере 46a, но в его конструкции не предусмотрено никакого тормоза типа тормоза 43, включенного параллельно со свободным или холостым зубчатым колесом 16a. С другой стороны, упомянутый поршень 44 действует через упор B₅ не на кожух 20a, который является неподвижным в осевом направлении, а на зубчатый венец 8a и подвижный диск 27 сцепления 18a в направлении разжатия или рассоединения этого сцепления 18a. Такая конструкция просто имеет целью обеспечить возможность разжатия или рассоединения сцепления 18a в том случае, когда данный автомобиль стоит на месте, но входной вал 2a уже вращается, что может быть осуществлено, если клапан 40 находится в открытом положении. Поршень 44a также может быть использован для содействия функционированию данного модуля в режиме редуктора при использовании так называемого "спортивного" типа вождения автомобиля.

Зато поршень 44a не может быть использован для реализации функционирования в режиме редуктора в том случае, когда данный двигатель работает на замедление или производится торможение двигателем. Действительно, на практике было признано бесполезным создавать возможность функционирования в режиме торможения на первой передаче данной трансмиссии.

Теперь, снова со ссылками на фиг. 1 и фигуры с 3 по 4, будут описаны различные возможные состояния предлагаемой трансмиссии во всей ее совокупности.

В верхней части чертежа, представленного на фиг. 1, данная трансмиссия показана в состоянии покоя на прямой передаче, поскольку все сцепления 18a, 18b находятся в обжатом или соединенном состоянии и пусковой тормоз 38 блокирован, поскольку клапан 40 переведен в положение закрытия своей возвратной пружиной 50. Поршни 44 и 44a отведены в их пассивное положение под действием соответствующих возвратных пружин 55.

В положении, показанном в нижней части чертежа, представленного на фиг. 1, упомянутый выше клапан 40 находится в открытом положении таким образом, чтобы освободить ротор 37. Показаны также гидравлические камеры 46a, 46b, 46c, запитываемые таким образом, чтобы разжать или рассоединить сцепления 18a, 18b и 18c, обжимая пружины 34 в соответствующих модулях, а также возвратные пружины 55 поршней. Показанное в этой части чертежа на фиг. 1 положение соответствует ситуации, когда двигатель 5 работает, например, на холостом ходу, тогда как выходной вал 2c является неподвижным, поскольку автомобиль стоит на месте. В этом случае устройство запуска 38 позволяет входному валу 2a данной трансмиссии вращаться, не приводя при этом во вращательное движение выходной вал 2ab модуля 1a и не вызывая соответственного никакого вращательного движения в двух других модулях 1b и 1c.

В этом случае только водило 13a и втулка 111 вращаются в обратном по отношению к нормальному направлению для того, чтобы обеспечить возможность такого положения. На этой стадии ротор 37 добавляет свой инерционный эффект к соответствующему инерционному эффекту традиционно используемого в двигателях 5 внутреннего сгорания инерционного маховика. Это обстоятельство является весьма полезным, поскольку упомянутый обычный инерционный маховик двигателя внутреннего сгорания особенно необходимо именно при работе двигателя на холостом ходу для того, чтобы исключить ситуацию, при которой данный двигатель, не связанный с инерционной нагрузкой, мог бы оказаться неспособным продолжать свое вращательное движение в том случае, когда поршень упомянутого двигателя внутреннего сгорания приходит в верхнюю точку фазы сжатия горючего газа.

В противоположность этой ситуации в процессе нормального функционирования обычно используемый инерционный маховик двигателя внутреннего сгорания ухудшает характеристики динамики данного автомобиля при его разгоне. При использовании ротора 37, который вращается только в том случае, когда данный автомобиль стоит на месте, с одной стороны, такие же характеристики стабилизации вращения двигателя обеспечиваются при использовании инерционного маховика обычного типа, но существенно меньших размеров, а с другой стороны, инерция упомянутого ротора 37, добавляемая к инерции обычного инерционного маховика на холостом ходу двигателя, исчезает при нормальном функционировании данного автомобиля, поскольку упомянутый ротор 37 в этом случае останавливается.

Для перехода от функционирования в положении мертвой точки соответствующем только что описанной ситуации, показанной в нижней части чертежа, на фиг. 1, к ситуации функционирования на первой передаче данной трансмиссии осуществляется постепенное закрытие клапана 40 для постепенного приведения во вращательное движение выходного вала 2ab первого модуля. Это вращательное движение с уменьшением скорости вращения передается в каждый модуль вплоть до приведения в движение выходного вала 2c данной трансмиссиии. Как только данный автомобиль после трогания с места разгоняется до некоторой скорости, равной, например, пяти километрам в час, можно снять показания давления в гидравлических камерах 46a, 46b и 46c для того, чтобы обеспечить возможность усилиям возникающим в зубчатых зацеплениях, центробежным усилиям и упругим усилиям пружин 34 беспрепятственно играть свою роль в осуществлении автоматического управления данной трансмиссией, как это было подробно описано выше.

Исходя из состояния прямой передачи всей трансмиссии в целом, можно обеспечить запитку давлением гидравлической камеры 46c модуля 1c для того, чтобы активизировать тормоз 43 и в то же самое время перевести фрикционное сцепление 18c данного модуля в разжатое состояние. Таким образом, поршень 44 этого модуля заставляет его функционировать в режиме редуктора либо для создания возрастающего эффекта торможения двигателем, либо для быстрой инициации возврата к функционированию в режиме редуктора с целью обеспечения резкого ускорения.

Теперь со ссылками на фиг. 6 будет описана гидравлическая схема, предназначенная для автоматического управления упомянутым выше пусковым тормозом 38.

На входе предлагаемой трансмиссии предусмотрена установка не показанным на приведенных в приложении фигурах образом входного гидравлического насоса 57, приводимого во вращательное движение входным валом 2a и вращающегося таким образом со скоростью вращения приводного двигателя 5. Упомянутый входной гидравлический насос 57 запитывает контур смазки 60 данной трансмиссии, который показан на приведенных фигурах схематическим образом. Кроме того, этот гидравлический насос 57 работает в атмосферу через дроссель 78 таким образом, чтобы давление на выходе этого насоса 57 представляло собой функцию скорости вращения этого насоса, то есть функцию скорости вращения выходного вала двигателя 5. Параллельно с упомянутым дросселем 78 установлен клапан разгрузки 59, который ограничивает давление в контуре нагнетания упомянутого насоса 57 величиной, например, до 200 кРа. Следовательно, упомянутое давление возрастает вплоть до скорости вращения, составляющей, например, 2000 об/мин а затем, при дальнейшем возрастании скорости вращения двигателя, остается постоянным и равным 200 кРа.

Давление нагнетания упомянутого выше насоса 57 подается на управляющий вход 89 гидравлического клапана 40 для того, чтобы пытаться переместить этот клапан 40 из открытого положения, в котором его стремится удержать пружина 50, в закрытое положение.

Кулачок 71, управляемый вручную, является подвижным в диапазоне между различными положения, обозначенными символами "4", "3", "2" и "11". Упомянутые положения "4", "3" и "2" соответствуют управляющим воздействиям для запитки давлением гидравлических камер 46a, 46b и 46c. Положение "N" представляет собой положение мертвой точки, в котором упор 91 пружины 50 перемещается в направлении клапана 40 таким образом, чтобы обжать эту пружину 50 даже в том случае, когда упомянутый клапан 40 находится в открытом положении, и воспрепятствовать таким образом переходу данного клапана 40 в закрытое положение при любой возможной величине гидравлического давления на управляющем входе 89.

Функционирование этого гидравлического контура осуществляется следующим образом:
- когда упомянутый выше кулачок 71 находится в положении "N", данный клапан 40 в обязательном порядке находится в открытом положении таким образом, чтобы упомянутый тормоз 38 оказывается в обязательном порядке отпущенным таким образом, чтобы создать ситуацию рассоединения между входным валом 2a и выходным валом 2c данной трансмиссии;
- когда упомянутый кулачок 71 находится в одном из положений "4", "3" и "2", и когда приводной двигатель 5 вращается на холостом ходу или на малых оборотах (примерно 800 об/мин), усилие пружины 50 превышает усилие, производимое давлением гидравлической жидкости на входе 89 клапана 40 и этот клапан 40 находится в открытом положении.

В том случае, если водитель автомобиля увеличивает скорость вращения двигателя 5, давление на управляющем входе 89 клапана 40 постепенно возрастает и постепенно заставляет этот клапан 40 переходить в закрытое положение. Упомянутая пружина 50 спроектирована таким образом, чтобы противодействовать резко возрастающему возвратному усилию в той мере, в какой упомянутый клапан 40 перемещается в положение закрытия, таким образом, чтобы исключить резкий переход из одного состояния в другое. Чем в большей степени закрывается упомянутый клапан 40, тем больше величина давления в канал нагнетания 42 тормоза 38 увеличивается. Это вызывает постепенное приведение во вращательное движение зубчатого венца 8a модуля 1a и, следовательно, выходного вала 2c данной трансмиссии.

Пример практической реализации предлагаемой трансмиссии, показанной на фиг. 7, будет описан только в отношении своих отличий от соответствующего примера практической реализации этой трансмиссии, показанного схематически на фиг. 6.

В этом примере пружина 50 стремится переместить упомянутый клапан 40 в направлении некоторого третьего положения, в котором не только канал нагнетания 42 пускового насоса 38 является открытым, но и дополнительно канал всасывания 41 этого пускового насоса 38 связан с атмосферой. Упомянутый клапан 40 находится в этом положении в том случае, когда давление на управляющем входе 89 этого клапана оказывается меньше нормального давления холостого хода и соответствует, например, скорости вращения в 500 об/мин, указывающей, что двигатель находится в положении глушения. В этом случае уже отсутствует всякое гидравлическое трение в пусковом насосе 38, поскольку этот насос засасывает воздух. Это может позволить данному двигателю 5 снова вернуться к нормальной скорости вращения. Это особенно справедливо в том случае, если тенденция двигателя заглохнуть связана с особенно низкой температурой, при которой масло имеет повышенную вязкость, обусловливающую повышенное сопротивление вращению в пусковом насосе 38 даже в том случае, когда канал нагнетания 42 открыт.

Если же двигатель 5 работает на своей нормальной скорости холостого хода, то есть вращается со скоростью порядка 800 об/мин, упомянутый клапан 40 находится в некотором промежуточном положении, в котором, как и для открытого положения в схеме, показанной на фиг. 6, пусковой насос 38 засасывает масло и свободно нагнетает его в среду с атмосферным давлением.

Упомянутое выше третье положение клапана 40 представляет собой положение закрытия канала нагнетания 42. Постепенное трогание данного автомобиля с места осуществляется, как и в случае варианта, представленного на фиг. 6, при помощи постепенного перехода упомянутого клапана 40 из положения, когда гидравлическое масло засасывается и свободно нагнетается, к положению, когда контур нагнетания перекрыт.

В примере практической реализации предлагаемой трансмиссии, схематически представленном на фиг. 8, который будет описан ниже только в отношении своих отличий по отношению к примеру, представленному на фиг. 6, предусматривается в дополнение к насосу 57 выходной гидравлический насос 58, располагающийся на выходе данной трансмиссии или за этим выходом. Упомянутый выходной гидравлический насос 58 спроектирован в виде тахометрического насоса, выдающего на выход давление, представляющее собой меру скорости вращения выходного звена данной трансмиссии или, иначе говоря, меру скорости вращения ведущих колес данного автомобиля.

Упомянутый клапан 40 содержит с той же стороны, что и упомянутый выше управляющий вход 89, второй управляющий вход 92, который связан с контуром нагнетания упомянутого выходного насоса 58. Таким образом, имеются два параметра, которые стремятся перевести данный клапан 40 в положение закрытия. Этими параметрами являются скорость вращения выходного вала двигателя 5 и скорость вращения ведущих колес данного автомобиля.

В то же время, гидравлическое давление, имеющее место в канал нагнетания 42 пускового насоса 38, представляет собой достаточно точную меру крутящего момента, передаваемого на ведущие колеса автомобиля. В данном примере практической реализации предлагаемой трансмиссии это давление используется в качестве параметра отрицательной обратной связи, приложенной к входу отрицательной обратной связи 93 для обеспечения стремления удержать упомянутый клапан 40 в более открытом положении в том случае, когда передаваемый крутящий момент имеет более значительную величину. Таким образом, с одной стороны, обеспечивается амортизация толчков и ударов путем повторного открытия или приоткрытая клапана 40 в том случае, когда передаваемый трансмиссией крутящий момент становится более значительным. С другой стороны, в том случае, когда передается значительный по величине крутящий момент, процесс сцепления вращающихся элементов трансмиссии продолжается до тех пор, пока данный автомобиль и его двигатель не достигнут более высоких скоростей, что в определенном смысле оптимизирует характеристики разгона двигателя, начиная с положения, когда автомобиль стоит на месте.

Отметим здесь, что упомянутый выше вход отрицательной обратной связи будет также достаточно эффективным в структуре трансмиссии, описанной со ссылками на фиг. 6 или фиг. 7, то есть при наличии информации о "скорости", выдаваемой только насосом 57, установленным на входе данной трансмиссии.

В примере практической реализации предлагаемой трансмиссии, представленном на фиг. 8, предусмотрен также специальный клапан 94 постепенности, который в своем нормально открытом положении вводит в определенное соотношение управляющий вход 92 с выходом тахометрического насоса 58, как это уже было описано выше, и соединяет кроме того с контуром нагнетания входного насоса 57 третий вход упомянутого клапана 40, располагающийся с этой же стороны, что и первый и второй входы этого клапана.

Напротив того, в том случае, когда электрический контакт 97 срабатывает или замыкается для того, чтобы привести в действие соленоид 98, упомянутый клапан 94 постепенности переходит в положение, в котором второй и третий выход 92 и 96 упомянутого клапана 40 подключаются к атмосферному давлению. Это может быть полезным в том случае, когда автомобиль находится на скользкой поверхности, например на снегу. В частности, в этом случае исключается влияние скорости вращения ведущих колес автомобиля. Таким образом, возможная пробуксовка колес автомобиля не заставляет клапан 40 резко перейти в закрытое положение. Кроме того, исключая влияние скорости вращения ведущих колес и уменьшая влияние скорости вращения выходного вала двигателя (нейтрализация управляющих входов 92 и, соответственно, 96), получается, что процесс приведения в движение растягивается на достаточно широкую полосу скоростей вращения двигателя. Таким образом, существенно увеличивается постепенность таким образом, чтобы уменьшить крутящий момент трогания с места, приложенный к ведущим колесам данного автомобиля, и, следовательно, уменьшить опасность пробуксовки колес.

В примере практической реализации предлагаемой трансмиссии, представленном на фиг. 9, который будет описан только в отношении его отличий по сравнению с примером, представленным на фиг. 2, тормоз 38 уже не является гидравлическим насосом, но представляет собой дисковый тормоз. Ротор 37 этого тормоза представляет собой диск, жестко связанный с втулкой 111. Этот диск 37 взаимодействует с губками 82, установленными на картере 4 и препятствующими таким образом вращению этого диска вокруг оси 12. Пружина 83 постоянно стремится обжать упомянутые губки 82, то есть обездвижить втулку 111. В этом случае свободное ил холостое зубчатое колесо 16a позволяет водилу 13a вращаться только в нормальном для него направлении. Гидравлический силовой цилиндр 84 может быть запитан давлением для того, чтобы раздвинуть упомянутые губки, противодействуя усилию упомянутой выше пружины. В этом случае водило 13a может поворачиваться в обратном направлении, увлекая за собой втулку 111 при помощи свободного или холостого зубчатого колеса 16a таким образом, чтобы реализовать условие мертвой точки.

Для того, чтобы постепенно или плавно привести данный автомобиль в движение, постепенно обеспечивается сбрасывание давления в упомянутом гидравлическом силовом цилиндре 84.

Упомянутый пусковой тормоз 38 смонтирован снаружи на свободном конце (противоположном расположению двигателя 5) картера 4 таким образом, чтобы в случае необходимости фрикционные накладки упомянутых губок 82 могли быть заменены в результате относительно простой операции технического обслуживания.

Возможность такого расположения различных элементов данной трансмиссии в описанном здесь примере обеспечивается тем обстоятельством, что первый модуль 1a располагается на свободном конце картера 4 вместо того, чтобы быть размещенным на той его стороне, с которой располагается двигатель, а также тем, что выходное звено 2ab первого модуля 1a связано с зубчатым венцом 8a планетарной передачи этого модуля. Действительно, можно видеть, что если бы упомянутый зубчатый венец 8a был связан с входным звеном (2a) упомянутого первого модуля 1a (как это сделано в модулях 1b и 1с), то со стороны планетарной передачи 7a, противоположной стороне расположения двигателя 5, должен был бы размещаться радиальный диск, соединяющий упомянутый выше вал 2a и зубчатый венец 8a, причем упомянутый диск препятствовал бы с этой стороны планетарной передачи всякой непосредственной связи между водилом и наружной поверхностью упомянутого картера. Особенно расположение планетарной передачи 7a первого модуля 1a имеет, таким образом, двойное преимущество. Это, во-первых, придание наилучшего эшелонирования между первым и вторым передаточными отношениями, как уже было сказано выше, и, во-вторых, обеспечение возможности переведения за пределы картера 4 пускового тормоза 38. Само собой разумеется, что используемые в описываемой конструкции подшипники 3a и 3ab связаны с соответствующими средствами герметизации или уплотнения.

Разумеется, данное изобретение не ограничивается описанными выше примерами его практической реализации.

Данная трансмиссия не обязательно должна быть устроена в виде располагающихся последовательно модулей.

Упомянутый выше пусковой тормоз может иметь и другую конструкцию. Например, в качестве пускового тормоза может быть использован тормоз ленточного типа.

Упомянутый тормоз может управляться непосредственно водителем данного автомобиля, например, при помощи обычной педали сцепления.

Изобретение относится к трансмиссии транспортного средства, в частности автомобиля. Трансмиссия использует трансмиссионное устройство с дифференциальной передачей, вращающиеся элементы которой введены во взаимное зубчатое зацепление. Один из упомянутых элементов, в частности планетарное колесо, связан с входным валом, другой - зубчатый венец связан с выходным валом. Водило посредством холостого колеса вращается в том же самом направлении, что и входной и выходной валы. Зубчатый венец и водило могут быть соединены при помощи сцепления, приводимого в действие обжатием при помощи центробежных грузиков для реализации прямой передачи. Устройство функционирует в режиме редуктора, когда сцепление разжато, а водило обездвижено холостым колесом. Холостое колесо связано с ротором тормоза и обездвиживается по отношению к картеру только когда упомянутый ротор обездвижен тормозом. Для приведения атомобиля в движение постепенно приводится в действие упомянутый тормоз. Упомянутый ротор служит в качестве инерционного маховика для стабилизации работы двигателя на холостом ходу. Такое выполнение трансмиссии позволяет снизить габаритные размеры и вес трансмиссии, уменьшить моменты инерции и тем самым улучшить динамические характеристики автомобиля при разгонах или ускорениях. 2 с. и 20 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Трансмиссия, содержащая картер (4), трансмиссионное устройство с дифференциальной передачей, включающей вращающиеся элементы с взаимным зубчатым зацеплением, один из которых связан с входным валом (2а), а другой элемент связан с выходным валом (2аb) и элемент (13а) реакции, при этом трансмиссия дополнительно содержит устройство (18) селективного сцепления, средства (16, 38) селективной блокировки, установленные функционально между элементом (13а) реакции и картером (4), из которых средства (16а, 45) селективной блокировки, обладающие функциями холостого хода, позволяют элементу (13а) реакции вращаться в том же самом направлении, что и входной (2а) и выходной (2аb) валы, когда устройство (18) селективного сцепления соединяет по меньшей мере косвенно вращающиеся элементы дифференциальной передачи для того, чтобы вызвать функционирование на прямой передаче, а другое средство (38) селективной блокировки, осуществляющее функцию тормоза и содержащее ротор (37), имеет возможность вращения заодно с элементом (13а) реакции, по меньшей мере тогда, когда средства (16а, 45), обладающие функциями холостого колеса, заблокированы, и имеет возможность быть выборочно освобожденным для освобождения ротора (37) и элемента (13а) реакции по отношению к картеру (4) и для функционирования трансмиссионного устройства в положении мертвой точки, и имеет возможность быть постепенно активизированным для постепенной остановки ротора (37) по отношении к картеру (4) с тем, чтобы дать возможность элементу (13а) реакции быть выборочно остановленным и соответственно освобожденным по отношению к картеру при помощи средств (16а, 45), обладающих функциями холостого хода, отличающаяся тем, что средство селективной блокировки, осуществляющее функцию тормоза, представляет собой тормоз дискового типа, диски которого образуют упомянутый ротор (37). 2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что тормоз содержит средство (83), постоянно стремящееся сжать тормоз, и средство (84) для разжатия тормоза с последующим обеспечением возможности его постепенного сжатия под действием средства (83). 3. Трансмиссия, содержащая картер (4), трансмиссионное устройство с дифференциальной передачей, включающей вращающиеся элементы с взаимным зубчатым зацеплением, один из которых связан с входным валом (2а), а другой элемент связан с выходным валом (2аb), и элемент (13а) реакции, при этом трансмиссия дополнительно содержит устройство (18) селективного сцепления, средства (16, 38) селективной блокировки, установленные функционально между элементом (13а) реакции и картером (4), из которых средства (16а, 45) селективной блокировки, обладающие функциями холостого хода, позволяют элементу (13а) реакции вращаться в том же самом направлении, что и входной (2а) и выходной (2аb) валы, когда устройство (18) селективного сцепления соединяет по меньшей мере косвенно вращающиеся элементы дифференциальной передачи для того, чтобы вызвать функционирование на прямой передаче, а другое средство (38) селективной блокировки, осуществляющее функцию тормоза и содержащее ротор (37), имеет возможность вращения заодно с элементом (13а) реакции по меньшей мере тогда, когда средства (16а, 45), обладающие функциями холостого колеса, заблокированы, имеет возможность быть выборочно освобожденным для освобождения ротора (37) и элемента (13а) реакции по отношению к картеру (4) и для функционирования трансмиссионного устройства в положении мертвой точки, и имеет возможность быть постепенно активизированным для постепенной остановки ротора (37) по отношении к картеру (4) с тем, чтобы дать возможность элементу (13а) реакции быть выборочно остановленным и соответственно освобожденным по отношению к картеру при помощи средств (16а, 45), обладающих функциями холостого хода, отличающаяся тем, что средство (38) селективной блокировки, осуществляющее функцию тормоза, представляет собой гидравлический насос, сообщенный со средствами для прекрытия канала (42) нагнетания насоса. 4. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, что упомянутый гидравлический насос представляет собой насос шестеренчатого типа. 5. Трансмиссия по п. 4, отличающаяся тем, что ротор (37) средства селективной блокировки, осуществляющего функцию тормоза, выполнен в виде колеса шестеренчатого гидравлического насоса, находящегося в зацеплении с несколькими накачивающими шестернями (39), распределенными в фиксированном положении вокруг упомянутого накачивающего колеса. 6. Трансмиссия по п. 6, отличающаяся тем, что накачивающие шестерни размещены в полостях карета (4) и находятся с поверхностями (51) полостей в герметизированных контактах, которыми направляются во вращательное движение. 7. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.3 - 6, отличающаяся тем, что клапан (40) перекрытия управляется автоматическим образом при помощи противодействующих друг другу средств, содержащих тахометрические средства (57, 89, 96, 58, 92), воздействующие на упомянутый клапан (40) в направлении позиции закрытия. 8. Трансмиссия по п. 7, отличающаяся тем, что каждое упомянутое тахометрическое средство содержит тахометрический насос (58), приводимый во вращательное движение выходным валом (2с) трансмиссии. 9. Трансмиссия по п.7, отличающаяся тем, что упомянутое тахометрическое средство содержит тахометрический насос (57), приводимый во вращательное движение входным валом (2а) трансмиссионного устройства (1а). 10. Трансмиссия в соответствии с п.9, отличающаяся тем, что упомянутый тахометрический насос (57) сообщен с разгрузочным клапаном (59) для поддержания давления нагнетания на уровне, не превышающем предварительно определенную величину. 11. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.7 - 10, отличающаяся тем, что упомянутые противодействующие друг другу средства содержат средства (93) для приложения к клапану (40) выходного давления гидравлического насоса, служащего в качестве тормоза (38). 12. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.3 - 11, отличающаяся тем, что средства, обладающие функциями холостого колеса, содержат обратный клапан (45), который шунтирует упомянутый клапан (40) для обеспечения возможности свободной циркуляции масла в насосе в направлении, противоположном тому направлению, которое соответствует вращению, которое ротор (37) стремится осуществить под действием реакции крутящего момента, вызванной упомянутым элементом (13а) реакции при эксплуатации. 13. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.1 - 11, отличающаяся тем, что упомянутый элемент (13а) реакции соединен с ротором тормоза (38) при помощи средств, обладающих функциями холостого колеса (16а). 14. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.1 - 13, отличающаяся тем, что упомянутый ротор (37) выполнен массивным для того, чтобы образовать инерционный маховик. 15. Трансмиссия по одному из пп.1 - 14, отличающаяся тем, что дифференциальная передача трансмиссионного устройства (1а) представляет собой эпициклоидальную зубчатую передачу (7а), в которой планетарное колесо (9а) связано с входным валом (2а), а зубчатый венец (8а) связан с выходным валом (2аb), а водило (13а) образует элемент реакции. 16. Трансмиссия по одному из пп.1 - 14, отличающаяся тем, что дифференциальная передача трансмиссионного устройства (1а) представляет собой эпициклоидальную зубчатую передачу (7а), в которой планетарное колесо (9а) связано с входным валом (2а), зубчатый венец (8а) связан с выходным валом (2аb), а водило (13а) образует элемент реакции, при этом водило поддерживает при вращении каскады сателлитов (11а), каждый из которых содержит четное число сателлитов, которые находятся в совместном зубчатом зацеплении, а каждый каскад содержит сателлит (11а), находящийся в зацеплении с планетарным колесом (9а), и сателлит (11а), находящийся в зацеплении с зубчатым венцом (8а). 17. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.15 и 16, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно второе трансмиссионное устройство, содержащее один входной зубчатый венец (8), связанный с упомянутым выходным валом (2аb), планетарное колесо (9) реакции, связанное с картером (4) при помощи холостого колеса (16), и выходное водило (13). 18. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.15 - 17, отличающаяся тем, что выходной вал (2аb) трансмиссионного устройства (1а) охватывает входной вал (2а) этого трансмиссионного устройства (1а), а также тем, что водило (13а) связано с ротором (37) со стороны планетарной передачи (7а), которая противоположна входному валу (2а) и выходному валу (2аb). 19. Трансмиссия по п.18, отличающаяся тем, что входной вал (2а) удерживается подшипником (3а) во втулке (111), соединяющей водило (13а) с ротором (37), и упомянутая втулка (111) удерживается подшипником (3аb) относительно картера (4). 20. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.1 - 19, отличающаяся тем, что тормоз (38) расположен за картером (4), к которому примыкает трансмиссионное устройство (1а). 21. Трансмиссия в соответствии с одним из пп.15 - 20, отличающаяся тем, что вокруг входного вала (2а) смонтировано по меньшей мере одно второе трансмиссионное устройство (1b, 1с), имеющее входной вал (2аb), соединенное с выходным валом трансмиссионного устройства, оснащенного тормозом (38), таким образом, что выходной вал трансмиссии (2с) расположен с той стороны, с которой входной вал (2а) может быть подсоединен к приводному двигателю (5). 22. Трансмиссия по одному из пп.1 - 21, отличающаяся тем, что между входным валом (2а) и выходным валом (2b) установлено несколько последовательно располагающихся друг за другом модулей (1а, 1в, 1с), каждый из которых содержит дифференциальный механизм (7, 7а) с элементом (13а) реакции, который может быть заблокирован относительно картера (4), при этом тормоз (38) установлен на модуле (1а), который функционально расположен наиболее близко к входному валу (2а) трансмиссии, а элементы реакции других модулей (1b, 1с) могут быть блокированы непосредственно относительно картера (4) данной трансмиссии.