НАСОС ДЛЯ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ Российский патент 2007 года по МПК F04C2/10 

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции элементов ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики и предназначенных для транспортных средств.

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 планетарного типа состоит из планетарных рядов и фрикционных элементов управления. Фрикционные элементы управления 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. Для переключения передач масло от насоса через систему клапанов подводится к исполнительным элементам управления фрикционными тормозами и фрикционными муфтами. Масляный насос, поддон (масляный бак), клапана, соединительные каналы (магистрали) и устройства, преобразующие гидравлическую энергию в механическую, представляют собой гидравлическую систему управления планетарной коробки передач. Масляный насос создает непрерывный поток масла, а после полного заполнения гидравлической системы управления маслом создает непрерывный поток давления. Масляный насос приводится как правило непосредственно от двигателя через гидротрансформатор. В настоящее время в планетарных коробках передач используются масляные насосы трех типов: шестеренчатые, кулачковые и лопастные. Шестеренчатый и кулачковый имеют общий принцип работы. В корпусе насоса устанавливаются две шестерни с внутренним зацеплением. Ведущей является внутренняя шестерня, приводимая от гидротрансформатора. Принцип работы кулачкового насоса такой же, как и у шестеренчатого, но только вместо зубьев внутренняя и внешняя шестерни имеют кулачки специального профиля. Кулачки спрофилированы так, что отпадает необходимость в установке делителя, без которого не могут работать шестеренчатые насосы с внутренним зацеплением. Уплотнение происходит за счет контакта вершин кулачков. Внутренняя шестерня, являющаяся ведущим элементом, с помощью кулачков вращает внешнюю шестерню. Насосная камера образуется между кулачками и впадинами шестерен. При вращении кулачки выходят из впадин, и камера увеличивается, создавая при этом зону разрежения. В дальнейшем внешняя и внутренняя шестерни вновь входят в контакт, постепенно уменьшая объем камеры. Масло вытесняется в напорную магистраль.

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.

Известен шестеренчатый насос внутреннего зацепления, содержащий корпус и расположенные в корпусе две постоянно зацепленные шестерни, при этом у ведущей шестерни элементы зацепления расположены по внешнему венцу, а у ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом к оси ведущей шестерни, элементы зацепления расположены по внутреннему венцу (RU, №2121080, F 04 C 2/08, опубл. 1998.10.27).

Недостатком данного насоса является невозможность его использования на планетарных коробках передач, большие габариты, низкая технологичность (сложность изготовления делителя), а также отсутствие в корпусе каналов для распределения потоков масла.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по изменению конструкции насоса для обеспечения возможности использования его в автоматических коробках передач, повышения его технологичности, получения возможности использовать корпус насоса как устройство для распределения потоков масла из гидравлической системы управления коробки передач, а также на получение возможности использовать элементы насоса как опору для элементов планетарного редуктора и гидротрансформатора.

Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей за счет возможности установки насоса в картере коробки передач с высокой степенью точности, а также использования корпуса насоса для точной установки картера гидротрансформатора относительно картера коробки передач.

Указанный технический результат достигается тем, что в насосе для коробки передач, содержащем корпус и расположенные в корпусе две постоянно зацепленные шестерни, при этом у ведущей шестерни элементы зацепления расположены по внешнему венцу, а у ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом к оси ведущей шестерни, элементы зацепления расположены по внутреннему венцу, элементы зацепления шестерен выполнены в виде кулачков, впускной канал и выпускной канал выполнены в корпусе насоса и крышке насоса, при этом корпус насоса оборудован технологическим поясом на боковой поверхности для установки в корпусе коробки передач, в корпусе насоса выполнена полость для установки двух постоянно зацепленных шестерен, расположенная между полостями впускного канала и выпускного канала, выполненных в корпусе насоса и крышке насоса, в корпусе насоса выполнен канал для отвода масла от манжеты в картер коробки передач, канал для подачи масла в радиатор охлаждения, а также каналы для подачи масла из гидравлической системы управления в крышку насоса, связанную с валом, являющимся опорой реакторного колеса гидродинамического преобразователя крутящего момента, из которой по каналам масло поступает во фрикционную муфту, связывающую элементы планетарного редуктора, во фрикционную муфту, связывающую турбинное колесо, и в насосное колесо гидродинамического преобразователя крутящего момента, в каналы смазки элементов планетарного редуктора, а также в канал циркуляции масла, необходимый для охлаждения гидродинамического преобразователя крутящего момента, на боковой поверхности корпуса насоса расположен технологический пояс для установки картера гидротрансформатора, каналы поступления масла из гидравлической системы управления расположены между входным и выходным каналами, крепежные отверстия оснащены маслоотводящими канавками, в крышке насоса установлен подшипник скольжения, являющийся опорой входного вала в коробку передач.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

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 - общий вид насоса;

на фиг.2 - то же, что на фиг.1, в разрезе;

на фиг.3 - общий вид корпуса насоса с шестернями;

на фиг.4 - разрез корпуса насоса с указанием канала подачи масла в планетарный редуктор для смазки;

на фиг.5 - разрез корпуса насоса с указанием канала подачи масла во фрикционную управляемую муфту, связывающую насосное колесо и турбинное колесо гидротрансформатора;

на фиг.6 - разрез корпуса насоса с указанием канала подачи масла во фрикционную управляемую муфту, связывающую элементы планетарного редуктора;

на фиг.7 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла в гидротрансформатор для его охлаждения;

на фиг.8 - разрез корпуса насоса с указанием канала отвода масла от манжеты;

на фиг.9 - разрез крышки насоса;

на фиг.10 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла в гидротрансформатор для его охлаждения;

на фиг.11 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла в фрикционную управляемую муфту, связывающую элементы планетарного редуктора;

на фиг.12 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла во фрикционную управляемую муфту, связывающую насосное колесо и турбинное колесо гидротрансформатора;

на фиг.13 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла в планетарный редуктор для смазки;

на фиг.14 - разрез крышки насоса с указанием канала подачи масла в радиатор;

на фиг.15 - разрез корпуса насоса с указанием канала подачи масла в радиатор.

Согласно изобретению насос для коробки передач содержит корпус и расположенные в корпусе две постоянно зацепленные шестерни, при этом у ведущей шестерни элементы зацепления расположены по внешнему венцу, а у ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом к оси ведущей шестерни, элементы зацепления расположены по внутреннему венцу, элементы зацепления шестерен выполнены в виде кулачков, впускной канал и выпускной канал выполнены в корпусе насоса и крышке насоса, при этом корпус насоса оборудован технологическим поясом (круговой поверхностью на наружной боковой поверхности корпуса) на боковой поверхности для базирования при установке в корпус коробки передач.

В корпусе насоса выполнена полость для установки двух постоянно зацепленных шестерен, расположенная между полостями впускного канала и выпускного канала, выполненных в корпусе насоса и крышке насоса, в корпусе насоса выполнен канал для отвода масла от манжеты в картер коробки передач, канал для подачи масла в радиатор охлаждения, а также каналы для подачи масла из гидравлической системы управления в крышку насоса, связанную с валом, являющимся опорой реакторного колеса гидродинамического преобразователя крутящего момента, из которой по каналам масло поступает во фрикционную муфту, связывающую элементы планетарного редуктора, во фрикционную муфту, связывающую турбинное колесо, и в насосное колесо, гидродинамического преобразователя крутящего момента, в каналы смазки элементов планетарного редуктора, а также в канал циркуляции масла, необходимый для охлаждения гидродинамического преобразователя крутящего момента.

На боковой поверхности корпуса насоса расположен другой технологический пояс для установки картера гидротрансформатора, каналы поступления масла из гидравлической системы управления расположены между входным и выходным каналами, крепежные отверстия оснащены маслоотводящими канавками, в крышке насоса установлен подшипник скольжения, являющийся опорой входного вала в коробку передач.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения насоса.

Насос состоит из корпуса 1, крышки насоса 2, ведущей шестерни 3, ведомой шестерни 4, манжеты 5, подшипника скольжения 6, крепежных элементов 7, связывающих корпус насоса и крышку насоса. В корпусе насоса 1 и крышке насоса 2 выполнены впускной канал 8 и выпускной канал 9. Также в корпусе насоса 1 и крышке насоса 2 выполнены канал 10, по которому масло подается в каналы смазки планетарного редуктора, канал 11, по которому масло подается в гидротрансформатор для блокировки фрикционной управляемой муфты, связывающей насосное колесо и турбинное колесо гидротрансформатора, канал 12, по которому масло подается в бустер фрикционной управляемой муфты, канал 13, по которому масло подается в гидротрансформатор для его охлаждения, и канал 18, по которому масло подается в радиатор охлаждения. В корпусе насоса 1 выполнен канал 14 отвода масла от манжеты. На боковой поверхности корпуса 1 насоса выполнен технологический пояс 15 для точной установки насоса в картер коробки передач, а также технологический пояс 16 для точной установки картера гидротрансформатора относительно картера коробки передач. Крышка насоса 2 связана с валом 17, являющимся опорой реакторного колеса гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Такое выполнение насоса по сравнению с известными насосами коробок передач типа CHRYSLER 42RLE, FORD 4R-70 позволяет получить конструкцию насоса, которая позволяет полноценно подводить и отводить масло через корпус насоса и крышку насоса, позволяет устанавливать насос в картере коробки передач с высокой степенью точности, а также использовать корпус насоса для точной установки картера гидротрансформатора относительно картера коробки передач, использовать элементы насоса в качестве опор для входного вала коробки передач. К тому же подача масла из впускного канала, расположенного в корпусе насоса и крышке насоса, в полость для шестерен, расположенную между вышеуказанными каналами, и выпуск масла также через каналы, расположенные в корпусе насоса и в крышке насоса, позволяет уравновесить давления на шестерни и следовательно уменьшить давление на плоскости скольжения шестерен.

Предлагаемый согласно изобретению насос работает следующим образом.

При включении двигателя транспортного средства начинает вращаться связанное с ним насосное колесо гидродинамического преобразователя крутящего момента (гидротрансформатора), связанное с ведущей шестерней 3 насоса. Ведущая шестерня 3 приводит в движение ведомую шестерню 4. При вращении кулачки выходят из впадин и образуют насосную камеру, которой образуется зона разрежения. Поскольку давление в зоне разрежения меньше атмосферного, масло из поддона по впускному каналу 8, выполненному в корпусе насоса 1 и в крышке насоса 2, подается в насосную камеру. В процессе дальнейшего вращения кулачки ведущей шестерни 3 и ведомой шестерни 4 входят в зацепление и образуется зона повышенного давления, из которой масло поступает в выпускной канал 9, расположенный в корпусе насоса 1 и в крышке насоса 2. Масло из выпускного канала 9 поступает в гидравлическую систему управления. Из гидравлической системы управления масло поступает в четыре канала, входные отверстия которых выполнены в корпусе насоса. Канал 10, предназначенный для смазки элементов коробки передач, проходит в корпусе насоса 1 и далее в крышке насоса 2. По каналу 10 масло подается в каналы смазки планетарного редуктора. Канал 11, предназначенный для включения фрикционной управляемой муфты, соединяющей насосное колесо и турбинное колесо гидротрансформатора, проходит в корпусе насоса 1 и далее в крышке насоса 2. По каналу 11 масло подается в гидротрансформатор. Канал 12, предназначенный для включения фрикционной управляемой муфты, соединяющей элементы планетарного редуктора, проходит в корпусе насоса 1 и далее в крышке насоса 2. По каналу 12 масло подается в бустер фрикционной управляемой муфты. Канал 13 предназначен для охлаждения гидротрансформатора и проходит в корпусе насоса 1 и далее в крышке насоса 2. По каналу 13 масло подается в гидротрансформатор для его охлаждения. Из гидротрансформатора масло поступает в крышку насоса 2 и далее по каналу в корпус насоса 1, откуда перетекает в радиатор охлаждения. Также в корпусе реализован канал 14 для отвода масла от уплотнительной манжеты 5. Во внутреннем отверстии крышки насоса 2 установлен подшипник скольжения 5, являющийся опорой входного вала в коробку передач, который связан с турбинным колесом гидротрансформатора и проходит внутри крышки насоса 2. Корпус насоса 1 и крышка насоса 2 связаны между собой крепежными элементами 7. Для точной установки насоса в картер коробки передач на наружной боковой поверхности корпуса 1 выполнен технологический пояс 15, а также для точной установки картера гидротрансформатора на боковой поверхности выполнен технологический пояс 16 на корпусе 1 насоса, который по своему диаметру больше, чем диаметр технологического пояса 15.

Настоящее изобретение позволяет в коробках передач организовать непрерывный поток масла и давления, используя кулачковый масляный насос внутреннего зацепления, также используя его корпус и крышку корпуса как элементы распределения потоков масла от гидравлической системы управления, а также как элементы центрирования картера гидротрансформатора относительно корпуса коробки передач.

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.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения. Элементы зацепления шестерен насоса для коробки передач автоматической трансмиссии выполнены в виде кулачков. Корпус насоса по наружной боковой поверхности выполнен с двумя посадочными поверхностями для базирования при установке в корпус коробки передач и для установки картера гидротрансформатора соответственно. В корпусе насоса выполнена полость для установки двух постоянно зацепленных шестерен, расположенная между полостями впускного канала и выпускного канала, выполненных в корпусе насоса и крышке насоса соответственно. В корпусе насоса выполнен канал для отвода масла от манжеты в картер коробки передач, канал для подачи масла в радиатор охлаждения, а также каналы для подачи масла из гидравлической системы управления в крышку насоса, выполненную с валом, из которой по каналам масло поступает во фрикционные муфты и в насосное колесо гидродинамического преобразователя крутящего момента, в каналы смазки элементов планетарного редуктора, а также в канал циркуляции масла. Каналы поступления масла из гидравлической системы управления расположены между входным и выходным каналами. Крепежные отверстия оснащены маслоотводящими канавками. В крышке насоса установлен подшипник скольжения, являющийся опорой входного вала в коробку передач. Расширяются эксплуатационные возможности насоса. 15 ил.

Насос для коробки передач, преимущественно для автоматических трансмиссий, содержащий корпус и расположенные в корпусе две постоянно зацепленные шестерни, при этом у ведущей шестерни элементы зацепления расположены по внешнему венцу, а у ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом к оси ведущей шестерни, элементы зацепления расположены по внутреннему венцу, отличающийся тем, что элементы зацепления шестерен выполнены в виде кулачков, впускной канал и выпускной канал выполнены в корпусе насоса и крышке насоса, при этом корпус насоса по наружной боковой поверхности выполнен с двумя посадочными поверхностями для базирования при установке в корпус коробки передач и для установки картера гидротрансформатора соответственно, в корпусе насоса выполнена полость для установки двух постоянно зацепленных шестерен, расположенная между полостями впускного канала и выпускного канала, выполненных в корпусе насоса и крышке насоса соответственно, в корпусе насоса выполнен канал для отвода масла от манжеты в картер коробки передач, канал для подачи масла в радиатор охлаждения, а также каналы для подачи масла из гидравлической системы управления в крышку насоса, выполненную с валом, являющимся опорой для реакторного колеса гидродинамического преобразователя крутящего момента, из которой по каналам масло поступает во фрикционную муфту, связывающую элементы планетарного редуктора, во фрикционную муфту, связывающую турбинное колесо, и в насосное колесо гидродинамического преобразователя крутящего момента, в каналы смазки элементов планетарного редуктора, а также в канал циркуляции масла, необходимый для охлаждения гидродинамического преобразователя крутящего момента, каналы поступления масла из гидравлической системы управления расположены между входным и выходным каналами, крепежные отверстия оснащены маслоотводящими канавками, в крышке насоса установлен подшипник скольжения, являющийся опорой входного вала в коробку передач.