ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2007 года по МПК F16H3/66 F16H3/78 B60K17/10 

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.

В состав автоматической трансмиссии входит, 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. Планетарный ряд состоит из солнечной шестерни, которая находится в постоянном зацеплении с шестернями, которые называются сателлитами, водила с установленными в нем сателлитами, которые могут вращаться относительно своих осей и коронной шестерни, которая находится в постоянном зацеплении с сателлитами. Существуют планетарные механизмы первого и второго класса. Планетарные механизмы первого класса имеют положительное внутреннее передаточное (при остановленном водиле солнечная шестерня и коронная шестерня вращаются в одну сторону). Для этого солнечная шестерня находится в постоянном зацеплении с сателлитом, который находится в зацеплении с другим сателлитом, расположенным на оси в водиле, который, в свою очередь, находится в зацеплении с коронной шестерней. Планетарные механизмы второго класса имеют отрицательное внутреннее передаточное (при остановленном водиле солнечная шестерня и коронная шестерня вращаются в разные стороны). Для этого солнечная шестерня находится в постоянном зацеплении с сателлитом, который, в свою очередь, находится в зацеплении с коронной шестерней. 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. Коробка передач также 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. Включение фрикционного элемента управления происходит за счет сжатия поршнем пакета фрикционных дисков, которые поочередно принадлежат двум связываемым элементам планетарного ряда, или одного элемента планетарного ряда и картера 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 конструкции планетарных коробок передач, используемых для транспортных средств и обеспечивающих шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода, включают в себя три планетарных ряда, пять или шесть элементов управления. Однако такие конструкции не реализуют динамические характеристики, предъявляемые к трансмиссиям транспортных средств, уменьшают кинематические возможности коробки передач, сокращают ее долговечность. Для улучшения динамических характеристик разработчики, занимающиеся проектированием и производством автоматических трансмиссий, используют четвертый планетарный ряд, что усложняет конструкцию коробки передач, либо увеличивают количество степеней свободы. Это приводит к увеличению числа фрикционных элементов управления, которые необходимо для включения передачи, что, в свою очередь, приводит к усложнению системы управления. При этом относительные окружные скорости вращения фрикционных дисков относительно друг друга в выключенных фрикционных элементах управления достигают больших значений (90-120 м/с), что приводит к большим потерям на трение, увеличивает выделение тепла, что приводит к короблению дисков. Давление в магистрали гидравлической системы управления может достигать 2-2,5 МПа (20-25 атм), что приводит к увеличению отбора мощности для работы насоса и увеличивает требования к надежности уплотнений.

Известна гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда, которого связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда, которое является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с коронной шестерней второго планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с солнечной шестерней первого планетарного ряда, коронная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач (DE 19912480 A1, F16H 3/62, от 28.09.2000 года).

Данная коробка передач содержит для изменения отношения крутящего момента между входным и выходным звеньями две фрикционные муфты и три тормоза. В коробке-прототипе переключение передач происходит за счет попарного включения пяти фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов. Это позволяет получить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода.

Однако данная коробка передач имеет существенный недостаток, заключающийся в значительном габарите по длине, обусловленном нерационально скомпонованной кинематической схемой, в которой использован принцип последовательного по длине коробки передач расположения фрикционных муфт.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по уменьшению номенклатуры используемых деталей. Другой технической задачей является уменьшение относительных окружных скоростей вращения фрикционных дисков относительно друг друга во фрикционных дисках в выключенных фрикционных элементах управления и уменьшение величины управляющего давления в системе управления, а также в упрощении системы подачи масла под давлением во фрикционные элементы управления.

Достигаемый при этом технический результат заключается в увеличении долговечности коробки передач и динамических характеристик транспортного средства за счет снижения требований к уплотнительным элементам коробки передач, упрощения процесса сборки, уменьшения отбора мощности на работу масляного насоса, уменьшения числа фрикционных дисков во фрикционных элементах управления, что, в свою очередь, приводит к уменьшению габаритов коробки передач.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда которого связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда, которое является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с солнечной шестерней первого планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с водилом первого планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с коронной шестерней третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с водилом второго планетарного ряда, второй планетарный ряд имеет положительное передаточное отношение, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента расположен соосно с выходным звеном коробки передач, между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и планетарным редуктором установлен суппорт, имеющий жесткую связь с картером коробки передач, поршень, сжимающий фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню третьего планетарного ряда с картером коробки передач, расположен во внутренней стенке картера коробки передач над выходным звеном коробки передач, и отделен от других фрикционных элементов планетарным редуктором, фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, и фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены между суппортом и планетарным редуктором, при этом фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, расположены между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и суппортом, при этом фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей водило первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционной муфты, связывающей солнечную шестерню первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера, фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера.

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

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, в суппорте в части, ближней к оси вращения входного вала коробки передач, а поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, в бустере, жестко связанном с картером коробки передач и расположенном в стороне, противоположной планетарному редуктору относительно суппорта, и сжимающего фрикционные диски, проходя через отверстия, выполненные в суппорте, позволило упростить процесс подачи управляющего давления к поршням, сжимающим фрикционные диски фрикционных тормозов.

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, в поршне, сжимающем фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, который установлен в суппорте, позволило уменьшить осевой габарит коробки передач.

Расположение поршня, сжимающего фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, радиально над поршнем, сжимающим фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, и установление их в суппорте позволило уменьшить осевой габарит коробки передач.

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 - гидромеханическая шестиступенчатая коробка передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода с расположением поршня в специальном бустере;

фиг.2 - гидромеханическая шестиступенчатая коробка передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода с расположением поршня в поршне;

фиг.3 - гидромеханическая шестиступенчатая коробка передач для трансмиссии транспортного средства с одной передачей заднего хода с расположением поршней в суппорте.

Согласно настоящему изобретению гидромеханическая коробка передач содержит гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда, которого связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда, которое является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с солнечной шестерней первого планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с водилом первого планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с коронной шестерней третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с водилом второго планетарного ряда. Второй планетарный ряд имеет положительное передаточное отношение. Выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента расположен соосно с выходным звеном коробки передач.

Между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и планетарным редуктором установлен суппорт, имеющий жесткую связь с картером коробки передач, поршень, сжимающий фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню третьего планетарного ряда с картером коробки передач, расположен во внутренней стенке картера коробки передач над выходным звеном коробки передач, и отделен от других фрикционных элементов планетарным редуктором, фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, и фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены между суппортом и планетарным редуктором, при этом фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач.

Фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, расположены между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и суппортом, при этом фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей водило первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционной муфты, связывающей солнечную шестерню первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера.

Фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера.

Для получения возможности упрощения процесса подачи управляющего давления к поршням, сжимающим фрикционные диски фрикционных тормозов, по первому примеру реализации гидромеханической коробки передач, поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в суппорте в части, ближней к оси вращения входного вала коробки передач, а поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в бустере, жестко связанном с картером коробки передач и расположенном в стороне, противоположной планетарному редуктору относительно суппорта, и сжимает фрикционные диски, проходя через отверстия, выполненные в суппорте.

Для получения возможности уменьшения осевого габарита коробки передач по первому примеру реализации гидромеханической коробки передач, поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в поршне, сжимающем фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, который установлен в суппорте.

Для получения возможности уменьшения осевого габарита коробки передач по первому примеру реализации гидромеханической коробки передач поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположен радиально над поршнем, сжимающим фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, и установлен с ним в суппорте.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач.

Автоматическая гидромеханическая коробка передач, реализующая шесть 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 три фрикционных тормоза.

В коробке передач согласно изобретению планетарный редуктор состоит из трех 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). Входное звено 3 соединяется фрикционной муфтой 14 со связанными между собой водилом 6 первого планетарного ряда и водилом 9 второго планетарного ряда и фрикционной муфтой 15 с солнечной шестерней 5 первого планетарного ряда. Солнечная шестерня 8 второго планетарного ряда связана с входным звеном 3.

Солнечная шестерня 5 первого планетарного ряда соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 16. Фрикционный тормоз 17 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 6 первого планетарного ряда и водило 9 второго планетарного ряда. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером 1 коробки передач солнечную шестерню 11 третьего планетарного ряда.

В картере коробки передач установлен суппорт 19 и бустер 25, в котором установлен поршень 24, который сжимает фрикционные диски фрикционного тормоза 17, проходя сквозь сквозные отверстия, выполненные в суппорте 19. Фрикционные диски фрикционного тормоза 18 сжимаются поршнем 20, установленным в картере 1 коробки передач. В суппорте в части, ближней к оси входного и выходного звена, установлен поршень 21, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза 16. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 14 сжимаются поршнем 22, установленном в барабане, жестко связанном с входным звеном 3. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 15 сжимаются поршнем 23, установленным в барабане, жестко связанном с солнечной шестерней 5 первого планетарного ряда.

Такое выполнение коробки передач по сравнению с известными пятиступенчатыми коробками передач типа ZF 5HP 30, FORD 5R-55E и др. позволяет получить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода, используя для этого три планетарных ряда и пять фрикционных элементов управления. При этом в предлагаемой схеме не происходит разрыва мощности при переключении передач. При этом удалось получить коробку передач, в которой низкие относительные окружные скорости вращения фрикционных дисков относительно друг друга в разомкнутых фрикционных элементах управления (не более 60 м/с по сравнению с 117 м/с в ZF) и низкие управляющие давления в гидравлической системе управления (не более 1 МПа) реализуются только за счет использования компоновочных решений.

Если в коробке передач поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установить в суппорте в части, ближней к оси вращения входного вала коробки передач, а поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, установить в бустере, жестко связанном с картером коробки передач и расположенном в стороне, противоположной планетарному редуктору относительно суппорта, и сжимающем фрикционные диски, проходя через отверстия, выполненные в суппорте, то это позволит упростить процесс подачи управляющего давления к поршням.

Если в коробке передач поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установить в поршне, сжимающем фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, который установить в суппорте, то это позволит уменьшить осевой габарит коробки передач.

Если в коробке передач поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположить радиально над поршнем, сжимающим фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, и установить с ним в суппорте, то это позволит уменьшить осевой габарит коробки передач.

Оснащение коробки передач шестой передачей переднего хода позволило внести изменения в передаточные отношения и порядок попарного включения фрикционных элементов управления. Изменение конструкции и последовательность попарного включения элемента управления позволили добиться того, что при переключении отсутствует разрыв мощности. Также удалось улучшить динамические характеристики коробки передач, увеличить ее долговечность, а также существенно расширить число типов транспортных средств, в которые можно установить коробку передач с такой кинематической схемой. Также удалось уменьшить относительные окружные скорости вращения фрикционных дисков относительно друг друга в выключенных фрикционных элементах управления и уменьшить величины управляющего давления в системе управления, а также упростить систему подачи масла под давлением во фрикционные элементы управления. Все это ведет к расширению кинематических возможностей коробки передач, увеличению ее долговечности, снижению требований к уплотнительным элементам коробки передач, а также позволяет уменьшить отбор мощности на работу масляного насоса, уменьшить число фрикционных дисков во фрикционных элементах управления, что, в свою очередь, приводит к уменьшению габаритов коробки передач.

Предлагаемая согласно изобретению автоматическая коробка передач работает следующим образом.

После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 6-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 за счет сжатия поршнем 20, установленным в картере 1 коробки передач, фрикционных дисков включаются тормоз 18 и за счет сжатия поршнем 24, установленным в бустере 25, фрикционных дисков включается тормоз 17, то есть угловая скорость солнечной шестерни 11 третьего планетарного 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 коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда, а с нее на водило 12 третьего планетарного ряда и связанное с ним выходное звено 4.

При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 17 выключается, и за счет сжатия поршнем 21, установленным в суппорте 19, фрикционных дисков включается тормоз 16, тормоз 18 остается включенным. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда равны нулю.

Крутящий момент с входного звена 3 через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, а с нее через коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда передается на водило 12 третьего планетарного ряда, где разделяется и передается на связанное с водилом 12 третьего планетарного ряда выходное звено 4, 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.

При переключении на третью передачу переднего хода выключается тормоз 16 и за счет сжатия поршнем 23 фрикционных дисков включается муфта 15, тормоз 18 остается включенный. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна угловой скорости входного звена 3.

Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через включенную фрикционную муфту 15 передается на солнечную шестерню 5 первого планетарного ряда и далее на водило 6 первого планетарного ряда, а также через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда и водило 9 второго планетарного ряда передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и далее на водило 12 третьего планетарного ряда, где разделяется и передается на связанное с водилом 12 третьего планетарного ряда выходное звено 4, а также на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда, а с нее на водило 6 первого планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента от включенной фрикционной муфты 15 и затем передается на водило 9 второго планетарного ряда, на котором соединяется с крутящим моментом входного звена 3.

При переключении на четвертую передачу переднего хода выключается муфта 15 и за счет сжатия поршнем 22 фрикционных дисков включается муфта 14, тормоз 18 остается включенный. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 11 третьего планетарного ряда равна нулю, а угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда и связанного с ним водила 9 второго планетарного ряда равна угловой скорости входного звена 3.

Крутящий момент с входного звена 3 разделяется и через включенную фрикционную муфту 14 передается на водило 9 второго планетарного ряда, а также через солнечную шестерню 8 второго планетарного ряда передается на водило 9 второго планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента от включенной фрикционной муфты 14 и затем передается на коронную шестерню 10 второго планетарного ряда и связанную с ней коронную шестерню 13 третьего планетарного ряда и далее на водило 12 третьего планетарного ряда, связанное непосредственно с выходным звеном 4.

При переключении на пятую передачу переднего хода выключается тормоз 18 и за счет сжатия поршнем 23 фрикционных дисков включается муфта 15, муфта 14 остается включенной. Таким образом, угловые скорости солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда и водила 9 второго планетарного ряда, связанного с водилом 6 первого планетарного ряда, равны угловой скорости входного звена 3.

Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 14 передается на водило 6 первого планетарного ряда, где разделяется и через солнечную шестерню 5 первого планетарного ряда передается на включенную фрикционную муфту 15, где соединяется с объединенным потоком крутящего момента с входного звена 3, а также на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 12 третьего планетарного ряда, связанное непосредственно с выходным звеном 4.

При переключении на шестую передачу переднего хода выключается муфта 15 и за счет сжатия поршнем 21, установленным в суппорте 19, фрикционных дисков включается тормоз 16, муфта 14 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного равна нулю, а угловая скорость водила 9 второго планетарного ряда, связанного с водилом 6 первого планетарного ряда, равны угловой скорости входного звена 3.

Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 14 передается на водило 6 первого планетарного ряда и далее на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда и связанное с ней водило 12 третьего планетарного ряда, связанного непосредственно с выходным звеном 4.

На передаче заднего хода за счет сжатия поршнем 23 фрикционных дисков включается муфта 15 и за счет сжатия поршнем 24, установленным в бустере 25, фрикционных дисков включаются тормоз 17. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 5 первого планетарного ряда равна угловой скорости входного звена 3, а угловая скорость водила 6 первого планетарного ряда, связанного с водилом 9 второго планетарного ряда, равна нулю.

Крутящий момент с входного звена 3 через включенную фрикционную муфту 15 передается на солнечную шестерню 5 первого планетарного ряда, а с нее через водило 6 первого планетарного ряда передается на коронную шестерню 7 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 12 третьего планетарного ряда, связанное непосредственно с выходным звеном 4.

Настоящее изобретение позволяет в коробках передач, имеющих три планетарных ряда, обеспечить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода без увеличения количества планетарных рядов, а также уменьшить относительные окружные скорости вращения фрикционных дисков относительно друг друга в выключенных фрикционных элементах управления и уменьшить величину управляющего давления масла в системе 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.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач для транспортных средств. Гидромеханическая коробка передач, реализующая шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 1, гидротрансформатор 2, входное звено 3, выходное звено 4 и планетарный редуктор, включающий две фрикционные муфты и три фрикционных тормоза. Планетарный редуктор состоит из трех 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. Входное звено 3 соединяется фрикционной муфтой 14 со связанными между собой водилом 6 и водилом 9 и фрикционной муфтой 15 - с солнечной шестерней 5. Солнечная шестерня 8 связана с входным звеном 3. Солнечная шестерня 5 соединяется с картером 1 коробки передач фрикционным тормозом 16. Фрикционный тормоз 17 соединяет с картером 1 коробки передач связанные между собой водило 6 и водило 9. Фрикционный тормоз 18 соединяет с картером 1 коробки передач солнечную шестерню 11. В картере коробки передач установлен суппорт 19 и бустер 25, в котором установлен поршень 24, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза 17. Фрикционные диски фрикционного тормоза 18 сжимаются поршнем 20. В суппорте установлен поршень 21, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза 16. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 14 сжимаются поршнем 22. Фрикционные диски фрикционной управляемой муфты 15 сжимаются поршнем 23. Технический результат заключается в улучшении динамических характеристик транспортного средства и уменьшении габаритов коробки передач. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, водило первого планетарного ряда которого связано фрикционным тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда, которое является выходным звеном коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан с солнечной шестерней второго планетарного ряда и фрикционной управляемой муфтой с солнечной шестерней первого планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда снабжена фрикционным тормозом для ее связи с картером коробки передач, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента связан фрикционной управляемой муфтой с водилом первого планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана фрикционным тормозом с картером коробки передач, отличающаяся тем, что коронная шестерня второго планетарного ряда связана с коронной шестерней третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с водилом второго планетарного ряда, второй планетарный ряд имеет положительное передаточное отношение, выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента расположен соосно с выходным звеном коробки передач, между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и планетарным редуктором установлен суппорт, имеющий жесткую связь с картером коробки передач, поршень, сжимающий фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню третьего планетарного ряда с картером коробки передач, расположен во внутренней стенке картера коробки передач над выходным звеном коробки передач, и отделен от других фрикционных элементов планетарным редуктором, фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, и фрикционный тормоз, связывающий солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены между суппортом и планетарным редуктором, при этом фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционная муфта, связывающая выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, расположены между гидродинамическим преобразователем крутящего момента и суппортом, при этом фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей водило первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, расположены радиально над фрикционными дисками фрикционной муфты, связывающей солнечную шестерню первого планетарного ряда с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента, фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с водилом первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера, фрикционные диски фрикционной муфты, связывающей выходной элемент гидродинамического преобразователя крутящего момента с солнечной шестерней первого планетарного ряда, и фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, выполнены одного размера,2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в суппорте в части, ближней к оси вращения входного вала коробки передач, а поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в бустере, жестко связанном с картером коробки передач и расположенном в стороне, противоположной планетарному редуктору относительно суппорта, и сжимает фрикционные диски, проходя через отверстия, выполненные в суппорте.3. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, установлен в поршне, сжимающем фрикционный тормоз, связывающий водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, который установлен в суппорте,4. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что поршень, сжимающий фрикционные диски фрикционного тормоза, который связывает водило первого планетарного ряда с картером коробки передач, расположен радиально над поршнем, сжимающим фрикционные диски фрикционного тормоза, связывающего солнечную шестерню первого планетарного ряда с картером коробки передач, и установлен с ним в суппорте.