НАСОС ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ Российский патент 2009 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, как правило, 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 рабочая жидкость (масло) от насоса через систему клапанов подводится к исполнительным элементам управления фрикционными тормозами и фрикционными муфтами. Масляный насос, поддон (масляный бак), клапаны, 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 маслом объема гидравлической системы управления, создает непрерывный поток давления. Масляный насос приводится, как правило, непосредственно от двигателя через гидротрансформатор. В случаях, когда автоматическая трансмиссия не содержит гидродинамического преобразователя крутящего момента, масляный насос приводится от входного вала коробки передач. В настоящее время в планетарных коробках передач используются масляные насосы трех типов: шестеренчатые, кулачковые и лопастные.

Преимущество шестеренчатых насосов заключается в более высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения, высокой надежности, возможности работы с вязкими средами и возможностью применения при высоких температурах рабочей среды.

Шестеренчатый насос имеет следующий принцип работы. В корпусе насоса устанавливаются две шестерни с внутренним зацеплением. Ведущей является внутренняя шестерня, приводимая от гидротрансформатора или входного вала коробки передач. Ведомая шестерня установлена с эксцентриситетом относительно ведущей. Между шестернями установлен разделитель. При вращении шестерен насоса, в области, где зубья движутся по направлению друг от друга, образуется зона пониженного давления. Это всасывающая сторона насоса. В области, где зубья движутся по направлению друг к другу, образуется зона подачи повышенного давления. Рабочая жидкость транспортируется во впадинах элементов зацепления шестерен. Таким образом, жидкость под давлением перекачивается из зоны всасывания в зону подачи рабочей жидкости под давлением.

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 для коробки передач, включающий корпус насоса и расположенные в корпусе две шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении друг с другом, при этом элементы зацепления ведущей шестерни выполнены на ее внешней поверхности, а элементы зацепления ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом относительно ведущей шестерни, выполнены на ее внутренней поверхности (RU, №2121080, F04C 2/08, опубл. 1998.10.27).

Недостатком данного насоса является невозможность его использования в планетарных коробках передач, большие габариты, низкая технологичность, 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, повышении его технологичности, получении возможности использовать корпус насоса в качестве устройства для распределения потоков масла гидравлической системы управления коробки передач, а также на получение возможности использовать элементы насоса как опору для элементов планетарного редуктора.

Достигаемый при этом технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей за счет возможности установки насоса в картере коробки передач с высокой степенью точности.

Указанный технический результат достигается тем, что в насосе для коробки передач, включающем корпус насоса и расположенные в корпусе две шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении друг с другом, при этом элементы зацепления ведущей шестерни выполнены на ее внешней поверхности, а элементы зацепления ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом относительно ведущей шестерни, выполнены на ее внутренней поверхности, корпус насоса оборудован технологическим поясом на боковой поверхности для установки в картере коробки передач, между корпусом насоса и картером коробки передач установлена пластина; в корпусе насоса выполнена полость для установки ведущей и ведомой шестерен, расположенная над полостями нагнетания и всасывания, выполненными в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач; в картере коробки передач и пластине выполнен канал отвода рабочей жидкости от манжеты, установленной в корпусе насоса.

В картере коробки передач установлен подшипник скольжения, являющийся опорой приводного вала насоса, связанного с ведущей шестерней, выполнен канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса, канал слива регулятора, по которому рабочая жидкость поступает из регулятора давления системы управления в полость всасывания, каналы муфт, для подачи рабочей жидкости в фрикционные муфты коробки передач, канал высокого давления, по которому рабочая жидкость поступает в главную магистраль системы управления, связанный с полостью нагнетания и главным каналом, выполненным в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач.

При этом в картере коробки передач, пластине и корпусе насоса выполнен канал регулирования, предназначенный для регулирования величины давления в главном канале, а в пластине выполнено дроссельное отверстие, связывающее главный канал с каналом регулирования.

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 в разрезе;

на фиг.2 - корпус насоса;

на фиг.3 - пластина насоса;

на фиг.4 - картер коробки передач;

на фиг.5 - полость всасывания;

на фиг.6 - канал отвода рабочей жидкости от манжеты;

на фиг.7 - канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса;

на фиг.8 - канал регулирования;

на фиг.9 - канал слива регулятора;

на фиг.10 - каналы муфт.

Согласно настоящего изобретения насос для коробки передач, включающий корпус насоса и расположенные в корпусе две шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении друг с другом, при этом элементы зацепления ведущей шестерни выполнены на ее внешней поверхности, а элементы зацепления ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом относительно ведущей шестерни, выполнены на ее внутренней поверхности, корпус насоса оборудован технологическим поясом на боковой поверхности для установки в картере коробки передач, между корпусом насоса и картером коробки передач установлена пластина, в корпусе насоса выполнена полость для установки ведущей и ведомой шестерен, расположенная над полостями нагнетания и всасывания, выполненными в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач, в картере коробки передач и пластине выполнен канал отвода рабочей жидкости от манжеты, установленной в корпусе насоса, в картере коробки передач установлен подшипник скольжения, являющийся опорой приводного вала насоса, связанного с ведущей шестерней, выполнен канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса, канал слива регулятора, по которому рабочая жидкость поступает из регулятора давления системы управления в полость всасывания, каналы муфт, для подачи рабочей жидкости в фрикционные муфты коробки передач, канал высокого давления, по которому рабочая жидкость поступает в главную магистраль системы управления, связанный с полостью нагнетания и главным каналом, выполненным в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач, при этом в картере коробки передач, пластине и корпусе насоса выполнен канал регулирования, предназначенный для регулирования величины давления в главном канале, а в пластине выполнено дроссельное отверстие, связывающее главный канал с каналом регулирования.

Ниже рассматривается пример конкретного исполнения насоса.

Насос состоит из картера коробки передач 1, корпуса насоса 2, пластины 3, ведущей 4 и ведомой 5 шестерен, установленных в корпусе насоса, манжеты 13 и подшипника скольжения 14. Элементы зацепления ведущей шестерни 7 выполнены на внешней поверхности ведущей шестерни 4, а элементы зацепления ведомой шестерни 8 выполнены на внешней поверхности ведомой шестерни 5. Корпус насоса 2, оборудован технологическим поясом 9 на боковой поверхности для установки в картере коробки передач

В корпусе насоса выполнена полость 10 для установки ведущей и ведомой шестерен. В корпусе насоса 2, картере коробки передач 1 и пластине 3 выполнены полость нагнетания 11 и полость всасывания 12. В корпусе насоса 2 и пластине 3 выполнен канал отвода рабочей жидкости 22 от манжеты 13, установленной в корпусе насоса 2. В картере коробки передач 1 установлен подшипник скольжения 14, являющийся опорой приводного вала насоса 15, связанного с ведущей шестерней 4. В картере коробки передач 1 выполнены канал подвода смазки 16 к опоре приводного вала насоса 15, канал слива регулятора 17, по которому рабочая жидкость поступает из регулятора давления системы управления в полость всасывания 12, каналы муфт 23, для подачи рабочей жидкости в фрикционные муфты коробки передач, канал высокого давления 18, по которому рабочая жидкость поступает в главную магистраль системы управления, связанный с полостью нагнетания 11 и главным каналом 19, выполненным в корпусе насоса 2, пластине 3 и картере коробки передач 1.

В картере коробки передач 1, пластине 3 и корпусе насоса 2 выполнен канал регулирования 20, предназначенный для регулирования величины давления в главном канале 19, в пластине 3 выполнено дроссельное отверстие 21, связывающее главный канал 19 с каналом регулирования 20.

Такое выполнение насоса, по сравнению с известными насосами для коробок передач типа CHRYSLER 42RLE, FORD 4R-70 позволяет получить конструкцию, которая позволяет полноценно подводить и отводить рабочую жидкость через корпус насоса, пластину и картер коробки передач, устанавливать насос в картере коробки передач с высокой степенью точности, использовать элементы насоса в качестве опор для входного вала коробки передач. К тому же, подача масла из полости всасывания в полость для установки ведущей и ведомой шестерен и выпуск масла также через каналы, расположенные в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач, позволяет уравновесить давления на шестерни и, следовательно, уменьшить нагрузку на поверхности скольжения шестерен.

Предлагаемый согласно изобретению насос работает следующим образом.

При включении двигателя транспортного средства начинает вращаться приводной вал насоса 15, связанный с ведущей шестерней 4 насоса. Ведущая шестерня 4 приводит в движение ведомую шестерню 5. При вращении выступы элементов зацепления ведущей шестерни 4 выходят из впадин элементов зацепления ведомой шестерни 5 и образуют насосную камеру, в которой образуется зона разряжения. Поскольку давление в зоне разряжения меньше атмосферного, рабочая жидкость из поддона картера подается в полость всасывания 12. Рабочая жидкость транспортируется во впадинах элементов зацепления шестерен. В процессе дальнейшего вращения элементы зацепления ведущей шестерни 4 и ведомой шестерни 5 входят в зацепление, образуя зону повышенного давления, из которой рабочая жидкость поступает в полость нагнетания 11. Из полости нагнетания 11 рабочая жидкость поступает в главный канал 19 и канал высокого давления 18. Из главного канала 19 рабочая жидкость поступает в регулятор давления системы гидравлического управления и, через дроссельное отверстие 21, в предназначенный для регулирования величины давления в главном канале 19 канал регулирования 20, обеспечивая требуемый системой управления минимальный расход рабочей жидкости в канале регулирования 20. Из канала регулирования 20 рабочая жидкость поступает в регулятор давления системы гидравлического управления и электрогидравлический блок системы управления. Из канала высокого давления 18 рабочая жидкость поступает в электрогидравлический блок системы управления, из которого она распределяется в каналы муфт 23, обеспечивающие подачу рабочей жидкости в подвижные цилиндры фрикционных муфт управления, и в канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса 16. Канал отвода рабочей жидкости от манжеты 22 отводит масло от манжеты 13, обеспечивая ей тем самым условия надежной работы. По каналу слива регулятора 17 рабочая жидкость из регулятора давления системы гидравлического управления поступает в полость всасывания 12. Для точной установки насоса в картер коробки передач на наружной боковой поверхности корпуса насоса 2 выполнен технологический пояс 9.

Настоящее изобретение позволяет в коробках передач организовать непрерывный поток масла и давления, используя шестеренчатый масляный насос внутреннего зацепления, используя корпус насоса, пластину и картер коробки передач в качестве элементов распределения потоков масла от гидравлической системы 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 насосов и редукторов, в том числе и планетарных.

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения. Насос для коробки передач включает корпус с технологическим поясом на боковой поверхности для установки в корпусе коробки передач. Между корпусом и картером коробки передач установлена пластина. В корпусе выполнена полость для установки ведущей и ведомой шестерен, расположенная над полостями нагнетания и всасывания, выполненными в корпусе, пластине и картере. В картере и пластине выполнен канал отвода рабочей жидкости от манжеты, установленной в корпусе. В картере установлен подшипник скольжения, являющийся опорой приводного вала, связанного с ведущей шестерней, выполнены канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса, канал слива регулятора, по которому рабочая жидкость поступает из регулятора давления системы управления в полость всасывания, каналы муфт, для подачи рабочей жидкости в фрикционные муфты коробки передач, канал высокого давления, по которому рабочая жидкость поступает в главную магистраль системы управления, связанный с полостью нагнетания и главным каналом, выполненным в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач. В картере коробки передач, пластине и корпусе насоса выполнен канал регулирования, предназначенный для регулирования величины давления в главном канале. В пластине выполнено дроссельное отверстие, связывающее главный канал с каналом регулирования. Обеспечивается возможность использования насоса в автоматических коробках передач, повышается его технологичность. 10 ил.

Насос для коробки передач, включающий корпус насоса и расположенные в корпусе две шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении друг с другом, при этом элементы зацепления ведущей шестерни выполнены на ее внешней поверхности, а элементы зацепления ведомой шестерни, расположенной с эксцентриситетом относительно ведущей шестерни, выполнены на ее внутренней поверхности, отличающийся тем, что корпус насоса оборудован технологическим поясом на боковой поверхности для установки в картере коробки передач, между корпусом насоса и картером коробки передач установлена пластина, в корпусе насоса выполнена полость для установки ведущей и ведомой шестерен, расположенная над полостями нагнетания и всасывания, выполненными в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач, в картере коробки передач и пластине выполнен канал отвода рабочей жидкости от манжеты, установленной в корпусе насоса, в картере коробки передач установлен подшипник скольжения, являющийся опорой приводного вала насоса, связанного с ведущей шестерней, выполнены канал подвода смазки к опоре приводного вала насоса, канал слива регулятора, по которому рабочая жидкость поступает из регулятора давления системы управления в полость всасывания, каналы муфт для подачи рабочей жидкости в фрикционные муфты коробки передач, канал высокого давления, по которому рабочая жидкость поступает в главную магистраль системы управления, связанный с полостью нагнетания и главным каналом, выполненным в корпусе насоса, пластине и картере коробки передач, при этом в картере коробки передач, пластине и корпусе насоса выполнен канал регулирования, предназначенный для регулирования величины давления в главном канале, а в пластине выполнено дроссельное отверстие, связывающее главный канал с каналом регулирования.