Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.
Крутящий момент и частота вращения двигателя преобразуются трансмиссией в соответствии с изменением условий движения транспортного средства для обеспечения движения транспортного средства как вперед, так и назад.
В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач так же включает в себя фрикционные элементы управления, которые по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Фрикционные муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Фрикционные тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач.
Использование коробок передач планетарного типа в автоматических трансмиссиях транспортных средств обусловлено возможностью получения малогабаритной компактной по компоновке конструкции, легко вписывающейся в ограниченное габаритами кузова пространство.
В настоящее время планетарные коробки передач, используемые для легковых и грузовых автомобилей, а также гусеничной техники военного и гражданского назначения и состоящие из четырех планетарных рядов, обеспечивают шесть или семь передач переднего хода. Для увеличения количества передач, например для получения восьми или более передач переднего хода, разработчики, занимающиеся проектированием и производством автоматических трансмиссий, используют или большее количество планетарных рядов, что усложняет конструкцию коробки передач, или увеличивают количество степеней свободы, что усложняет систему управления коробкой передач. К тому же при переключении передач происходит разрыв мощности. То есть выключаются сразу два элемента управления. Это приводит к повышенному износу фрикционных дисков и элементов планетарных рядов.
Известна гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда которого связана с солнечной шестерней третьего планетарного ряда и фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня четвертого планетарного ряда является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, водило третьего планетарного ряда связано с водилом четвертого планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда и с коронной шестерней первого планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана с коронной шестерней второго планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с коронной шестерней четвертого планетарного ряда (US 6117039 фиг.40, F 16 H 57/08, 475/284 от 12.09.2000 г).
Данная коробка передач содержит для изменения отношения крутящего момента между входным и выходным звеньями две фрикционные муфты и два тормоза. В коробке-прототипе переключение передач происходит за счет попарного включения четырех фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов. Это позволяет получить пять передач переднего хода и одну передачу заднего хода.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по увеличению числа передач переднего хода до девяти и как следствие диапазона передаточных чисел коробки передач при сохранении кинематической схемы коробки передач с четырьмя планетарными рядами и упрощения конструкции за счет использования простых планетарных рядов с отрицательным внутренним передаточным отношением. Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении кинематических возможностей коробки передач, увеличении ее долговечности, а также позволяет существенно расширить число типов транспортных средств, в которые можно установить коробку передач с такой кинематической схемой.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда которого связана с солнечной шестерней третьего планетарного ряда и фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня четвертого планетарного ряда является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с коронной шестерней первого планетарного ряда, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с коронной шестерней третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с водилом второго планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с солнечной шестерней четвертого планетарного ряда, водило третьего планетарного ряда связано фрикционной управляемой муфтой с водилом второго планетарного ряда, водило четвертого планетарного ряда связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, водило четвертого планетарного ряда связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Соединение коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом второго планетарного ряда позволило получить одиннадцать передач переднего хода и одну передачу заднего хода.
Соединение солнечной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение коронной шестерни четвертого планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом четвертого планетарного ряда позволило получить десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение солнечной шестерни четвертого планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом четвертого планетарного ряда позволило получить десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение одновременно коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом второго планетарного ряда и солнечной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить двенадцать передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение одновременно коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом второго планетарного ряда и коронной шестерни четвертого планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом четвертого планетарного ряда позволило получить двенадцать передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение одновременно коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом второго планетарного ряда и коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить двенадцать передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Соединение одновременно коронной шестерни третьего планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом второго планетарного ряда и солнечной шестерни четвертого планетарного ряда через фрикционную управляемую муфту с водилом четвертого планетарного ряда позволило получить двенадцать передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где
на фиг.1 - кинематическая схема гидромеханической девяти ступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода;
на фиг.2 - план угловых скоростей гидромеханической девяти ступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода;
на фиг.3 - кинематическая схема гидромеханической одиннадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода;
на фиг.4 - кинематическая схема гидромеханической десятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.5 - кинематическая схема гидромеханической десятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.6 - кинематическая схема гидромеханической десятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.7 - кинематическая схема гидромеханической десятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.8 - кинематическая схема гидромеханической двенадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.9 - кинематическая схема гидромеханической двенадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.10 - кинематическая схема гидромеханической двенадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.11 - кинематическая схема гидромеханической двенадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода;
на фиг.12 - план угловых скоростей гидромеханической двенадцатиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства с двумя передачами заднего хода.
Согласно изобретению, гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда которого связана с солнечной шестерней третьего планетарного ряда и фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня четвертого планетарного ряда является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с коронной шестерней первого планетарного ряда, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с коронной шестерней третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с водилом второго планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с солнечной шестерней четвертого планетарного ряда, водило третьего планетарного ряда связано фрикционной управляемой муфтой с водилом второго планетарного ряда, водило четвертого планетарного ряда связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, водило четвертого планетарного ряда связано с коронной шестерней третьего планетарного ряда.
Для получения одиннадцати передач переднего хода и одной передачи заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом второго планетарного ряда.
Для получения десяти передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом третьего планетарного ряда.
Для получения десяти передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня четвертого планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом четвертого планетарного ряда.
Для получения десяти передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом третьего планетарного ряда.
Для получения десяти передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня четвертого планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом четвертого планетарного ряда.
Для получения двенадцати передач переднего хода и двух передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом третьего планетарного ряда.
Для получения двенадцати передач переднего хода и двух передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня четвертого планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом четвертого планетарного ряда.
Для получения двенадцати передач переднего хода и двух передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом третьего планетарного ряда.
Для получения двенадцати передач переднего хода и двух передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня четвертого планетарного ряда может быть связана фрикционной управляемой муфтой с водилом четвертого планетарного ряда.
Ниже приводится пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии, например легкового автомобиля повышенной проходимости.
Автоматическая гидромеханическая коробка передач, реализующая девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 1, гидродинамический преобразователь крутящего момента 2 (гидротрансформатор), входное звено 3, выходное звено 4 и планетарный редуктор, в состав которого входят планетарные ряды, две фрикционные муфты и четыре фрикционных тормоза.
В коробке передач согласно изобретению планетарный редуктор состоит из четырех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 5, водила 6 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла). Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 8, водила 9 сателлитов и коронной шестерни 10 (эпицикла). Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 11 водила 12 сателлитов и коронной шестерни 13 (эпицикла). Четвертый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 14 водила 15 сателлитов и коронной шестерни 16 (эпицикла).
Солнечная шестерня 5 первого планетарного ряда соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 17. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 6 первого планетарного ряда и водило 9 второго планетарного ряда. Фрикционный тормоз 19 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой коронную шестерню 10 второго планетарного ряда, солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда и солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда. Фрикционный тормоз 20 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 15 четвертого планетарного ряда и коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда.
Выходное звено 3 гидродинамического преобразователя крутящего момента связано фрикционной муфтой 21 со связанными между собой коронной шестерней 13 третьего планетарного ряда и водилом 15 четвертого планетарного ряда. Водило 12 третьего планетарного ряда связано фрикционной муфтой 22 с связанными между собой водилом 6 первого планетарного ряда и водилом 9 второго планетарного ряда. Солнечная шестерня 8 второго планетарного ряда и коронная шестерня 7 первого планетарного ряда связаны с входным звеном 3.
Такое выполнение коробки передач по сравнению с известными коробками передач, состоящими из четырех рядов разработанных компаниями HYUNDAY, AISIN SEIKI, GENERAL MOTORS и др., позволяют получить девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, используя для этого четыре планетарных ряда и шесть фрикционных элементов управления. Оснащение коробки передач девятью передачами переднего хода позволило внести изменения в передаточные отношения и порядок попарного включения фрикционных элементов управления. Изменение конструкции и параметров солнечной шестерни, водила, сателлитов и зубчатых колес планетарных ряда позволило расширить диапазон коробки передач, а также позволит использовать при различных режимах движения только часть передач, не ухудшая тяговых характеристик. Изменение конструкции и последовательность попарного включения элемента управления позволило добиться того, что при переключении отсутствует разрыв мощности. Также удалось улучшить динамические характеристики коробки передач и расширить кинематические возможности коробки передач, увеличить ее долговечность, а так же существенно расширить число типов транспортных средств, в которые можно установить коробку передач с такой кинематической схемой.
Предлагаемая согласно изобретению автоматическая коробка передач работает следующим образом.
После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 9-й осуществляется его разгон до требуемой скорости движения. При нахождении коробки передач в нейтральном положении ни один из фрикционных элементов управления не включен.
На первой передаче переднего хода включаются тормоз 18 и 20, то есть угловая скорость коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, и водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ним солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, а с нее - на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4.
При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 18 выключается, и включается муфта 22, тормоз 20 остается включенным. Таким образом, угловая скорость коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 6 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ним солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4, а так же передается через солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда на водило 12 третьего планетарного ряда и далее через включенную фрикционную муфту 22 передается на водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда.
При переключении на третью передачу переднего хода выключается тормоз 20 и включается тормоз 18, муфта 22 остается включенной. Таким образом, угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда и связанного с ним водила 9 второго планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 6 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ним солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на водило 15 четвертого планетарного ряда, а так же через солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда, и далее передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4.
При переключении на четвертую передачу переднего хода выключается тормоз 18 и включается тормоз 19, муфта 22 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда, связанной с солнечной шестерней 11 третьего планетарного ряда, и коронной шестерни 10 второго планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 6 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда и далее через включенную фрикционную муфту 22 передается на водило 12 третьего планетарного ряда и далее на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, с которого передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4.
При переключении на пятую передачу переднего хода выключается тормоз 19 и включается тормоз 17, муфта 22 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 6 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, а так же через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда, и далее через включенную фрикционную муфту 22 передается на водило 12 третьего планетарного ряда, на котором разделяется. Первый поток крутящего момента передается на солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4, а так же на солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда и далее передается на связанную с ней коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и далее на водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда и с водила 6 первого планетарного ряда.
При переключении на шестую передачу переднего хода выключается тормоз 17 и включается муфта 21, муфта 22 остается включенной. Таким образом, угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 6 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через включенную фрикционную муфту 21 передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, а так же через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда и через включенную фрикционную муфту 22 передается на водило 12 третьего планетарного ряда, на котором разделяется. Первый поток крутящего момента передается на солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда и далее передается на связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4, а так же на солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда и далее передается на связанную с ней коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и далее на водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда.
При переключении на седьмую передачу переднего хода выключается муфта 22 и включается тормоз 17, муфта 21 остается включенной. Таким образом, угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, а так же через включенную фрикционную муфту 21 передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4, а так же на солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда и связанную с ней коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и далее на водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда и далее передается через водило 6 первого планетарного ряда на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда и далее на входное звено 3.
При переключении на восьмую передачу переднего хода выключается тормоз 17 и включается тормоз 19, муфта 21 остается включенной. Таким образом, угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда, связанной с солнечной шестерней 11 третьего планетарного ряда и с коронной шестерней 10 второго планетарного ряда, равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 21 передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4.
При переключении на девятую передачу переднего хода выключается тормоз 19 и включается тормоз 18, муфта 21 остается включенной. Таким образом, угловая скорость входного звена 3 равна угловой скорости коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда, связанной с водилом 15 четвертого планетарного ряда, а угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через включенную фрикционную муфту 21 передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, а так же через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда и далее на водило 15 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4.
На передаче заднего хода включается тормоз 20 и тормоз 17. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного равна нулю и угловая скорость водила 15 четвертого планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 13 третьего планетарного ряда, равна нулю.
Крутящий момент с входного звена 3 через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где разделяется и передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее на входное звено 3, а также через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда и связанное с ней выходное звено 4.
При введении фрикционной управляемой муфты 23, соединяющей связанные между собой водило 9 второго планетарного ряда и водило 6 первого планетарного ряда со связанными между собой коронной шестерней 13 третьего планетарного ряда и водилом 15 четвертого планетарного ряда, коробка передач может реализовывать одиннадцать передач переднего хода и одну передачу заднего хода.
При переключении на десятую передачу переднего хода включается тормоз 19 и муфта 23. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда и связанных с ней солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда и коронной шестерни 10 второго планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость связанных между собой водила 9 второго планетарного ряда и водила 6 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерней 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда и далее через включенную фрикционную муфту 23 передается на коронную шестерню 13 третьего планетарного и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, с которого передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4.
При переключении на одиннадцатую передачу переднего хода выключается тормоз 19 и включается тормоз 17, муфта 23 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость связанных между собой водила 9 второго планетарного ряда и водила 6 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, а также через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента с солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда и передается через включенную фрикционную муфту 23 на коронную шестерню 13 третьего планетарного и связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, на котором разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, а также через солнечную шестерню 14 четвертого планетарного и связанную с ней коронную шестерню 10 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, на котором объединяется с потоком момента с водила 6 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 8 второго планетарного ряда.
При введении фрикционной управляемой муфты 24, соединяющей водило 12 третьего планетарного ряда и связанные между собой солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда, коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда, коробка передач может реализовывать десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
При переключении на десятую передачу переднего хода включается тормоз 17 и муфта 24. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 10 второго планетарного ряда и солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где разделяется и передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее объединяется с потоком момента с входного звена 3, а так же через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 24 и далее на водило 12 третьего планетарного ряда. С водила 12 третьего планетарного ряда крутящий момента через коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда передается на связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, а также через солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда.
При переключении на вторую передачу заднего хода включается тормоз 18 и муфта 24. Таким образом, угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость водила 12 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 10 второго планетарного ряда и солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 24 и далее на водило 12 третьего планетарного ряда. С водила 12 третьего планетарного ряда крутящий момента через коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда передается на связанное с ней водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, а также через солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда.
При введении фрикционной управляемой муфты 25, соединяющей связанные между собой коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и водило 15 четвертого планетарного ряда и коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, коробка передач может реализовывать десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
При переключении на десятую передачу переднего хода включается тормоз 17 и муфта 25. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой скорости коронной шестерни 16 четвертого планетарного ряда, связанной непосредственно с выходным звеном 4.
Крутящий момент с входного звена 3 через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где разделяется и передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее объединяется с потоком момента с входного звена 3, а так же через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда передается на водило 15 четвертого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается непосредственно на выходное звено 4, а также через включенную фрикционную муфту 25 передается на водило 15 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда.
При переключении на вторую передачу заднего хода включается тормоз 18 и муфта 25. Таким образом, угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой скорости коронной шестерней 16 четвертого планетарного ряда, связанной непосредственно с выходным звеном 4.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда с которой передается на водило 15 четвертого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается непосредственно на выходное звено 4, а также через включенную фрикционную муфту 25 передается на водило 15 четвертого планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда.
При введении фрикционной управляемой муфты 26, соединяющей связанные между собой коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и водило 15 четвертого планетарного ряда и водило 12 третьего планетарного ряда, коробка передач может реализовывать десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
При переключении на десятую передачу переднего хода включается тормоз 17 и муфта 26. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой скорости водила 12 третьего планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где разделяется и передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее объединяется с потоком момента с входного звена 3, а также через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда передается на водило 12 третьего планетарного ряда и далее на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, где разделяется. Первый поток крутящего момента через включенную фрикционную муфту 26 передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается на водило 15 четвертого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4.
При переключении на вторую передачу заднего хода включается тормоз 18 и муфта 26. Таким образом, угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой водила 12 третьего планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда, затем передается на водило 12 третьего планетарного ряда и далее на коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, где разделяется. Первый поток крутящего момента через включенную фрикционную муфту 26 передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента передается на водило 15 четвертого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4.
При введении фрикционной управляемой муфты 27, соединяющей связанные между собой коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и водило 15 четвертого планетарного ряда со связанными между собой солнечной шестерней 14 четвертого планетарного ряда, солнечной шестерней 11 третьего планетарного ряда и коронной шестерней 10 второго планетарного ряда, коробка передач может реализовывать десять передач переднего хода и две передачи заднего хода.
При переключении на десятую передачу переднего хода включается тормоз 17 и муфта 27. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда, солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда и коронной шестерней 10 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через коронную шестерню 7 первого планетарного ряда передается на водило 6 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 9 второго планетарного ряда, где разделяется и передается на солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и далее объединяется с потоком момента с входного звена 3, а также через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 27 и далее на водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, а также через солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 27, где объединяется с потоком крутящего момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда.
При переключении на вторую передачу заднего хода включается тормоз 18 и муфта 27. Таким образом, угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю, а угловая скорость связанных между собой коронной шестерни 13 третьего планетарного ряда и водила 15 четвертого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой солнечной шестерни 14 четвертого планетарного ряда, солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда и коронной шестерни 10 второго планетарного ряда.
Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и далее передается на включенную фрикционную муфту 27 и далее на водило 15 четвертого планетарного ряда, где разделяется и передается на коронную шестерню 16 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно с выходным звеном 4, а также через солнечную шестерню 14 четвертого планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 27, где объединяется с потоком крутящего момента с коронной шестерни 10 второго планетарного ряда.
При последующем одновременном ведении фрикционных управляемых муфт 23, 24, 25, 26, 27 в комбинациях 23-24, 23-25, 23-26, 23-27 количество передач переднего и заднего хода складывается, а потоки крутящего момента не изменяются.
Настоящее изобретение позволяет в коробках передач, имеющих три планетарных ряда, обеспечить от шести до девяти передач переднего хода и от одной до трех передач заднего хода без увеличения количества планетарных рядов и существенного увеличения габаритов картера за счет увеличения числа элементов управления, а так же изменив последовательность попарного включения элементов управления.
Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2290553C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2283981C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2003 |
|
RU2251636C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2003 |
|
RU2251635C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2003 |
|
RU2251638C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2283979C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2003 |
|
RU2251637C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2290550C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2290551C1 |
| ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ | 2005 |
|
RU2283782C1 |
Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, используемой в автоматических трансмиссиях транспортных средств. Гидромеханическая коробка передач, реализующая девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 1, гидротрансформатор 2, входное звено 3, выходное звено 4 и планетарный редуктор, две фрикционные муфты и четыре фрикционных тормоза. Планетарный редуктор состоит из четырех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 5, водила 6 сателлитов и коронной шестерни 7. Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 8, водила 9 сателлитов и коронной шестерни 10. Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 11 водила 12 сателлитов и коронной шестерни 13. Четвертый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 14 водила 15 сателлитов и коронной шестерни 16. Солнечная шестерня 5 соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 17. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 6 и водило 9. Фрикционный тормоз 19 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой коронную шестерню 10, солнечную шестерню 11 и солнечную шестерню 14. Фрикционный тормоз 20 соединяет с картером 1 коробки передач, связанные между собой водило 15 и коронную шестерню 13. Выходное звено 3 гидротрансформатора связано фрикционной муфтой 21 со связанными между собой коронной шестерней 13 и водилом 15. Водило 12 связано фрикционной муфтой 22 со связанными между собой водилом 6 и водилом 9. Солнечная шестерня 8 и коронная шестерня 7 связаны с входным звеном 3. Технический результат заключается в расширении кинематических возможностей коробки передач и увеличении ее долговечности. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.
| US 6117039 А, 12.09.2000 | |||
| Планетарная коробка передач | 1974 |
|
SU511450A1 |
| Прибор для автоматической записи ширины захвата плуга | 1959 |
|
SU123777A1 |
| US 3987690 А, 26.10.1976. | |||
