СЕМИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВОЙНЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ Российский патент 2011 года по МПК F16H3/93 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к коробкам передач и, более конкретно, к компактной многоступенчатой коробке передач с двойным сцеплением, содержащей три оси для установления семи или более передач.

Уровень техники

Положения в данном разделе только обеспечивают основную информацию, связанную с настоящим раскрытием, и могут или не могут представлять собой известный уровень техники.

Обычная многоступенчатая коробка передач, содержащая промежуточные валы и копланарные зубчатые передачи, использует шестерни промежуточных валов с другой, специальной зубчатой парой или передачей, чтобы соответственно обеспечивать передаточное отношение переднего хода. Следовательно, суммарное количество шестерен, требующееся в данной обычной конструкции, в два раза превышает количество скоростей переднего хода плюс три для заднего хода. Это вызывает необходимость большого количества требуемых зубчатых пар, особенно в коробках передач с относительно большим количеством передаточных отношений переднего хода.

Хотя существующие в настоящее время коробки передач достигают поставленной перед ними цели, потребность в новых и усовершенствованных конфигурациях коробки передач, которые обладают улучшенными характеристиками, особенно с точки зрения эффективности, приемистости и плавности и улучшенной компоновки, прежде всего с уменьшенными размерами и весом, является по существу неизменной. Следовательно, в данной области техники существует потребность в коробке передач с улучшенной компоновкой при обеспечении требуемых передаточных отношений и диапазонов крутящих моментов.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении создана коробка передач, содержащая входной элемент, выходной элемент, первый и второй валы, первый и второй промежуточный валы, множество копланарных зубчатых передач и множество устройств для передачи крутящих моментов. Устройства для передачи крутящих моментов включают в себя множество узлов синхронизаторов и узел двойного сцепления. Коробка передач выполнена с возможностью работы таким образом, что обеспечивается, по меньшей мере, одно передаточное отношение заднего хода и множество передаточных отношений переднего хода между входным элементов и выходным элементом.

В одном аспекте настоящего изобретения коробка передач включает в себя пять копланарных зубчатых передач.

В другом аспекте настоящего изобретения две из пяти копланарных зубчатых передач выполнены с возможностью давать два передаточных отношения каждая, а две другие из пяти копланарных зубчатых передач выполнены с возможностью давать одно передаточное отношение каждая.

В еще одном аспекте настоящего изобретения коробка передач включает в себя четыре узла синхронизаторов, приводимые в действие четырьмя узлами направляющих и вилок.

В еще одном аспекте настоящего изобретения четыре узла синхронизаторов включают в себя четыре двухходовых или двухсторонних синхронизатора.

В еще одном аспекте настоящего изобретения коробка передач выполнена с возможностью работы таким образом, что обеспечивается, по меньшей мере, семь передаточных отношений переднего хода.

В еще одном аспекте настоящего изобретения создана коробка передач, содержащая корпус коробки передач, входной элемент и выходной элемент, установленные в корпусе коробки передач с возможностью вращения, первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатую передачу, первый и второй соединительные элементы, первый промежуточный вал и второй промежуточный вал, узел двойного сцепления и четыре узла синхронизаторов.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третью шестерню в зацеплении со второй шестерней. Вторая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней. Третья передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней. Четвертая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней. Пятая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первая зубчатая передача расположена рядом с входным элементом, вторая зубчатая передача расположена рядом с первой зубчатой передачей, третья зубчатая передача расположена рядом со второй зубчатой передачей, четвертая зубчатая передача расположена рядом с третьей зубчатой передачей, и пятая зубчатая передача расположена рядом с четвертой зубчатой передачей и торцевой стенкой корпуса коробки передач.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первый соединительный элемент установлен в корпусе коробки передач с возможностью вращения. Каждая первая шестерня третьей, четвертой и пятой зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения с первым соединительным элементом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения второй соединительный элемент установлен в корпусе коробки передач с возможностью вращения, причем каждая первая шестерня первой и второй зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения со вторым соединительным элементом. Второй соединительный элемент является концентричным с первым соединительным элементом и, по меньшей мере, частично окружает первый соединительный элемент.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первый промежуточный вал установлен в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположен на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им. Третья шестерня первой зубчатой передачи, третья шестерня второй зубчатой передачи, третья шестерня третьей зубчатой передачи и вторая шестерня четвертой зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения второй промежуточный вал установлен в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположен на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им. Вторая шестерня первой зубчатой передачи и вторая шестерня второй зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения узел двойного сцепления содержит первое и второе сцепление для селективного соединения входного элемента, по меньшей мере, с одним: первым соединительным элементом или вторым соединительным элементом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первый узел синхронизатора селективно соединяет, по меньшей мере, одну: вторую шестерню первой зубчатой передачи или вторую шестерню второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения второй узел синхронизатора селективно соединяет, по меньшей мере, одну: третью шестерню первой зубчатой передачи или третью шестерню второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения третий узел синхронизатора селективно соединяет, по меньшей мере, одну: вторую шестерню третьей зубчатой передачи или вторую шестерню пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения четвертый узел синхронизатора селективно соединяет, по меньшей мере, одну: третью шестерню третьей зубчатой передачи и вторую шестерню четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения селективное зацепление узла двойного сцепления и, по меньшей мере, одного из узлов синхронизаторов устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода между входным элементом и выходным элементом.

Вышеупомянутые признаки и преимущества и другие признаки и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения с учетом прилагаемых чертежей.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан поперечный разрез варианта осуществления семиступенчатой коробки передач в соответствии с настоящим изобретением.

Со ссылкой на фиг.1, многоступенчатая коробка передач в целом обозначена ссылочной позицией 10. Коробка 10 передач включает в себя входной элемент 12 и выходной элемент или шестерню 14. В данном варианте осуществления входным элементом 12 является вал, а выходным элементом 14 является шестерня, однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что входным элементом 12 могут быть элементы, отличающиеся от валов, а выходным элементом 14 может быть такой элемент, как вал, отличающийся от шестерни. Например, входным элементом 12 может быть картер сцепления, который соединен с маховиком и принимает крутящий момент от него.

Входной элемент 12 постоянно соединен с двигателем (не показан) или другим устройством, создающим крутящий момент для передачи крутящего момента входному элементу 12. Выходной элемент или шестерня 14 приводит во вращательное движение узел 16 дифференциала. Узел 16 дифференциала передает крутящий момент, переданный выходным элементом 14, парным ходовым колесам (не показаны).

Коробка 10 передач включает в себя корпус 18, который, по меньшей мере, частично заключает в себе зубчатый механизм 20. Зубчатый механизм 20 включает в себя различные валы или элементы, копланарные, находящиеся во взаимном зацеплении зубчатые передачи, узел двойного сцепления и синхронизаторы, выполненные с возможностью селективного вхождения в зацепление, как будет описано в данном документе. Например, зубчатый механизм 20 включает в себя первый вал или элемент 22, второй вал или элемент 24, первый промежуточный вал 26 и второй промежуточный вал 28. Вторым валом или элементом 24 является полый вал, который является концентричным с первым валом или элементом 22с и перекрывает его. Первый промежуточный вал 26 и второй промежуточный вал 28 каждый расположен на расстоянии от первого и второго вала 22, 24 и является параллельным им. Первый и второй валы 22, 24 определяют первую ось вращения, первый промежуточный вал 26 определяет вторую ось вращения, и второй промежуточный вал 28 определяет третью ось вращения.

Узел 32 двойного сцепления подсоединен между входным элементом 12 и первым, и вторым валами 22, 24. Узел 32 двойного сцепления включает в себя картер 34 сцепления, соединенный для совместного вращения с входным элементом 12. Таким образом, картер 34 сцепления, который удерживается в корпусе 18 коробки передач, передает приводной входной крутящий момент зубчатым передачам коробки передач, как более подробно будет описано ниже. Кроме того, узел 32 двойного сцепления содержит первый и второй элементы сцепления или втулки 36 и 38. Элементы 36 и 38 сцепления совместно с картером 34 сцепления выполнены с возможностью образовать фрикционное сцепление, известное в данной области техники как двойное сцепление. Более конкретно, элементы 36, 38 сцепления и картер 34 сцепления содержат фрикционные пластины, закрепленные на них или каким-либо другим способом соединенные с ними, которые взаимодействуют, образуя фрикционное сцепление. Элемент 36 сцепления соединен для совместного вращения с первым валом или элементом 22, а элемент 38 сцепления соединен для совместного вращения со вторым валом или элементом 24. Таким образом, селективное зацепление элемента 36 сцепления с картером 34 сцепления соединяет входной элемент 12 для совместного вращения с первым валом 22. Селективное зацепление элемента 38 сцепления с картером 34 сцепления соединяет входной элемент 12 для совместного вращения со вторым валом 24.

Зубчатый механизм 20 также включает в себя множество копланарных, находящихся в зацеплении зубчатых передач 40, 50, 60, 70 и 80. Настоящее изобретение предполагает, что множество копланарных, находящихся в зацеплении зубчатых передач 40, 50, 60, 70 и 80 может размещаться в осевом направлении вдоль валов 22, 24 в порядке, отличающемся от порядка, показанного на фиг.1, и также находящемся в пределах объема данного изобретения. Копланарная зубчатая передача 40 включает в себя шестерню 42 и шестерню 44. Шестерня 42 закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения со вторым валом 24. Шестерня 44 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28 и входит в зацепление с шестерней 42. Необходимо понимать, что шестерней 42 может быть отдельное зубчатое устройство, прикрепленное ко второму валу 24, или зубья/пазы шестерни, образованные на наружной поверхности второго вала 24 без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Зубчатая передача 40 расположена рядом со стенкой 48 корпуса 18 коробки передач, то есть в передней или боковой части коробки 10 передач рядом с узлом 32 двойного сцепления.

Копланарная зубчатая передача 50 включает в себя шестерню 52, шестерню 54 и шестерню 56. Шестерня 52 закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения со вторым валом 24 и входит в зацепление с шестерней 54 и шестерней 56. Шестерня 54 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28. Шестерня 56 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом 26. Зубчатая передача 50 расположена рядом с зубчатой передачей 40.

Копланарная зубчатая передача 60 включает в себя шестерню 62, шестерню 64 и шестерню 66. Шестерня 62 закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения с первым валом 22 и входит в зацепление с шестерней 64 и шестерней 66. Шестерня 64 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28. Шестерня 66 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом 26. Зубчатая передача 60 расположена рядом с зубчатой передачей 50.

Копланарная зубчатая передача 70 включает в себя шестерню 72 и шестерню 74. Шестерня 72 закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения с первым валом 22 и входит в зацепление с шестерней 74. Шестерня 74 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом 26. Зубчатая передача 70 расположена рядом с зубчатой передачей 60.

Копланарная зубчатая передача 80 включает в себя шестерню 82 и шестерню 84. Шестерня 82 закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения с первым валом 22 и входит в зацепление с шестерней 84. Шестерня 84 выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28. Зубчатая передача 80 расположена между зубчатой передачей 70 и торцевой стенкой 88 корпуса 18 коробки передач.

Шестерня 90 заднего хода выполнена с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом 26 и входит в зацепление с частью 92 шестерни заднего хода, выполненной на ступенчатой шестерне 44. Часть 92 шестерни заднего хода на шестерне 44 закреплена для совместного вращения с шестерней 44 и может иметь другой шаг зацепления, отличающийся от шага зацепления шестерни 44, в соответствии с необходимостью, чтобы обеспечить заднюю передачу. Шестерня 90 заднего хода расположена между зубчатой передачей 50 и торцевой стенкой 48.

Кроме того, передаточная шестерня 100 первого промежуточного вала закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения с первым промежуточным валом 26. Передаточная шестерня 110 второго промежуточного вала закреплена с возможностью вращения и соединена для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28. Передаточная шестерня 100 первого промежуточного вала выполнена с возможностью входить в зацепление с выходным элементом 14, и передаточная шестерня 110 второго промежуточного вала выполнена с возможностью входить в зацепление с выходным элементом 14. Однако передаточная шестерня 100 первого промежуточного вала и передаточная шестерня 110 второго промежуточного вала не входят в зацепление друг с другом. Передаточная шестерня 100 первого промежуточного вала расположена между шестерней 90 заднего хода и торцевой стенкой 48 корпуса 18 коробки передач. Передаточная шестерня 110 второго промежуточного вала расположена между шестерней 44 и торцевой стенкой 48 корпуса 18 коробки передач. Выходной элемент 14 является копланарным с передаточными шестернями 100, 110 первого и второго промежуточных валов.

Стояночная шестерня 112 предусмотрена для ввода коробки 10 передач в режим стоянки, который предотвращает вращение выходного элемента 14. Шестерня 112 стояночного тормоза соединена с передаточной стояночной шестерней 114. Передаточная стояночная шестерня 114 входит в зацепление с выходным элементом 14 и является копланарной с передаточными шестернями 100, 110 и выходным элементом 14. В качестве альтернативы, настоящее изобретение предполагает неподвижное расположение шестерни стояночного тормоза на первом или втором промежуточном валу, чтобы обеспечить функцию режима стоянки.

Коробка передач 10 также включает в себя множество узлов 150, 152, 154 и 156 синхронизаторов, выполненных с возможностью селективного зацепления. Синхронизаторы 150, 152, 154 и 156 представляют собой двухсторонние синхронизаторы и обычно включают в себя вилку переключения передач (не показана), которая двунаправлено переводится приводом (не показан), по меньшей мере, в два зацепленных положения и нейтральное или незацепленное положение. В данном варианте осуществления синхронизатор 150 выполнен с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять шестерню 44 для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28, и синхронизатор 150 выполнен с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять шестерню 54 для совместного вращения со вторым промежуточным валом 28. Синхронизатор 152 выполнен с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 90 заднего хода с первым промежуточным валом 26, и с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 56 с первым промежуточным валом 26. Синхронизатор 154 выполнен с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 64 со вторым промежуточным валом 28, и с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 84 со вторым промежуточным валом 28. Синхронизатор 156 выполнен с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 66 с первым промежуточным валом 26, и с возможностью селективного приведения в действие, чтобы соединять для совместного вращения шестерню 74 с первым промежуточным валом 26.

Коробка 10 передач выполнена с возможностью передачи крутящего момента от входного вала 12 выходной шестерне 14, по меньшей мере, с семью отношениями крутящих моментов переднего хода и, по меньшей мере, одним отношением крутящих моментов заднего хода. Каждое из отношений крутящих моментов переднего хода и отношения крутящих моментов заднего хода достигается посредством селективного зацепления узла 32 двойного сцепления и одного или более узлов 150, 152, 154 и 156 синхронизаторов. Специалистам в данной области техники будет понятно, что с каждым отношением крутящих моментов связана соответствующая передача.

Необходимо понимать, что каждая отдельная зубчатая передача 40, 50, 60, 70 и 80 обеспечивает одно или более передаточных отношений переднего хода и/или заднего хода при селективном зацеплении узлов 150, 152, 154 и 156 синхронизаторов. Необходимо также понимать, что конкретное передаточное отношение переднего или заднего хода может быть достигнуто посредством других комбинаций синхронизатора и соответствующих зубчатых передач без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

Например, чтобы установить отношение крутящих моментов заднего хода, вводят в зацепление элемент 38 сцепления и приводят в действие синхронизатор 152. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым валом 24. Синхронизатор 154 соединяет шестерню 90 заднего хода с первым промежуточным валом 26. Более конкретно, входной крутящий момент от входного вала 12 передается через узел 32 двойного сцепления второму валу 24, через шестерню 42 шестерне 44, через шестерню 44 шестерне 90 заднего хода, от шестерни 90 первому промежуточному валу 26 через синхронизатор 152 и передаточной шестерне 100 первого промежуточного вала и от передаточной шестерни 100 первого промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить первое отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. первую передачу), вводят в зацепление элемент 36 сцепления и приводят в действие синхронизатор 154. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым валом 22. Синхронизатор 154 соединяет шестерню 84 со вторым промежуточным валом. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления первому валу 22 на шестерню 82. Шестерня 82 передает крутящий момент шестерне 84, которая передает крутящий момент второму промежуточному валу 28 через синхронизатор 154 и передаточной шестерне 110 второго промежуточного вала и затем от промежуточной шестерни 110 второго промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить второе отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. вторую передачу), вводят в зацепление элемент 38 сцепления и приводят в действие синхронизатор 150. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым валом 24, который вращает шестерню 42. Синхронизатор 150 соединяет шестерню 44 со вторым промежуточным валом 28. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления второму валу 24, через шестерню 42 шестерне 44, от шестерни 44 синхронизатору 150, от синхронизатора 150 второму промежуточному валу 28 и от второго промежуточного вала 28 передаточной шестерне 110 второго промежуточного вала и выходному элементу 14.

Чтобы установить третье отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. третью передачу), вводят в зацепление элемент 36 сцепления и приводят в действие синхронизатор 156. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым валом 22, который вращает шестерню 72. Синхронизатор 156 соединяет шестерню 74 с первым промежуточным валом 26. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления первому валу 22, через шестерню 72 шестерне 74, через шестерню 74 синхронизатору 156, от синхронизатора 156 первому промежуточному валу 26, от первого промежуточного вала 26 передаточной шестерне 100 первого промежуточного вала и затем от передаточной шестерни 100 первого промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить четвертое отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. четвертую передачу), вводят в зацепление элемент 38 сцепления и приводят в действие синхронизатор 152. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым валом 24, который вращает шестерню 52. Синхронизатор 152 соединяет шестерню 56 с первым промежуточным валом 26. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления второму валу 24 на шестерню 42, затем от шестерни 52 шестерне 56, от шестерни 56 синхронизатору 152, от синхронизатора 152 первому промежуточному валу 26, от первого промежуточного вала 26 передаточной шестерне 100 первого промежуточного вала и затем от передаточной шестерни 100 первого промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить пятое отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. пятую передачу), вводят в зацепление элемент 36 сцепления и приводят в действие синхронизатор 156. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым валом 22, который вращает шестерню 62. Синхронизатор 156 соединяет шестерню 66 с первым промежуточным валом 26. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления первому валу 22, от первого вала 22 шестерне 62, от шестерни 62 шестерне 66, от шестерни 66 первому промежуточному валу 26 через синхронизатор 156, передаточной шестерне 100 первого промежуточного вала и от передаточной шестерни 100 первого промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить шестое отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. шестую передачу), вводят в зацепление элемент 38 сцепления и приводят в действие синхронизатор 150. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым валом 24, который вращает шестерню 52. Синхронизатор 150 соединяет шестерню 54 со вторым промежуточным валом 28. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления второму валу 24 на шестерню 52, затем от шестерни 52 шестерне 54, от шестерни 54 синхронизатору 150, от синхронизатора второму промежуточному валу 28, от второго промежуточного вала 28 передаточной шестерне 110 второго промежуточного вала и затем от передаточной шестерни 110 второго промежуточного вала выходному элементу 14.

Чтобы установить седьмое отношение крутящих моментов переднего хода (т.е. седьмую передачу), вводят в зацепление элемент 36 сцепления и приводят в действие синхронизатор 154. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым валом 22, который вращает шестерню 62. Синхронизатор 154 соединяет шестерню 64 со вторым промежуточным валом 28. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления первому валу 22, от первого вала 22 шестерне 62, от шестерни 62 шестерне 64, от шестерни 64 второму промежуточному валу 28 через синхронизатор 154, передаточной шестерне 110 второго промежуточного вала и затем от передаточной шестерни 110 второго промежуточного вала выходному элементу 14.

Необходимо также понимать, что любая зубчатая передача 40, 50, 60, 70 и 80 может быть изменена для получения определенного отношения крутящих моментов переднего и заднего хода без выхода за пределы объема настоящего изобретения.

Настоящее изобретение предполагает, что множество отношений крутящих моментов (т.е. отношение крутящего момента выходного элемента 14 к крутящему моменту входного элемента 12) и ступеней передач можно получить посредством выбора количества зубьев шестерен коробки передач 10. Настоящее изобретение имеет множество преимуществ и выгод по сравнению с известным уровнем техники. Например, использование четырех синхронизаторов позволяет использовать четыре направляющие с одной вилкой на каждой направляющей. Таким образом, создана коробка передач с более упрощенной системой приведения в действие и управления, уменьшенной массой и стоимостью, а также улучшенной компоновкой.

Хотя подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, специалисты в данной области техники найдут различные альтернативные варианты выполнения и практического осуществления изобретения без выхода за пределы объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к многоступенчатой коробке передач с двойным сцеплением, содержащей три оси для установления семи или более передач. Коробка (10) передач включает в себя входной элемент (12), выходной элемент (14) и зубчатый механизм (20). Зубчатый механизм (20) включает в себя вал (22), полый вал (24), концентричный с валом (22) и перекрывающий его, промежуточный вал (26) и промежуточный вал (28), являющиеся параллельными. Зубчатый механизм (20) также включает в себя множество копланарных, находящихся в зацеплении зубчатых передач (40, 50, 60, 70 и 80). Узел (32) двойного сцепления подсоединен между входным элементом (12) и валами (22, 24) и содержит первый и второй элементы сцепления (36 и 38), соединяющие входной элемент (12) с валом (22) и входной элемент (12) с валом (24) соответственно. Коробка передач (10) также включает в себя синхронизаторы (150, 152, 154 и 156). Достигается упрощение управления, уменьшение массы, стоимости и улучшение компоновки. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Коробка передач, содержащая: корпус коробки передач, входной элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, выходной элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатую передачу, причем первая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третью шестерню в зацеплении со второй шестерней, вторая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней, третья зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней, четвертая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней, пятая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней, первый соединительный элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, причем каждая первая шестерня третьей, четвертой и пятой зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения с первым соединительным элементом, второй соединительный элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, причем каждая первая шестерня первой и второй зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения со вторым соединительным элементом, при этом второй соединительный элемент является концентричным с первым соединительным элементом и, по меньшей мере, частично окружает первый соединительный элемент, первый промежуточный вал, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположенный на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им, причем третья шестерня первой зубчатой передачи, третья шестерня второй зубчатой передачи, третья шестерня третьей зубчатой передачи и вторая шестерня четвертой зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом, второй промежуточный вал, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположенный на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им, причем вторая шестерня первой зубчатой передачи и вторая шестерня второй зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом, узел двойного сцепления, выполненный с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента, по меньшей мере, с одним: первым соединительным элементом или вторым соединительным элементом, и четыре узла синхронизаторов для селективного соединения, по меньшей мере, одной шестерни первой, второй, третьей, четвертой или пятой зубчатой передачи, по меньшей мере, с одним: первым соединительным элементом, вторым соединительным элементом, первым промежуточным валом или вторым промежуточным валом, причем селективное зацепление узла двойного сцепления и, по меньшей мере, одного из четырех узлов синхронизаторов устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода между входным элементом и выходным элементом.

2. Коробка передач по п.1, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление для селективного соединения входного элемента с первым соединительным элементом и второе сцепление для селективного соединения входного элемента со вторым соединительным элементом.

3. Коробка передач по п.2, в которой первый из четырех узлов синхронизаторов селективно соединяет, по меньшей мере, одну: вторую шестерню первой зубчатой передачи или вторую шестерню второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

4. Коробка передач по п.3, в которой второй из четырех узлов синхронизаторов селективно соединяет, по меньшей мере, одну: третью шестерню первой зубчатой передачи или третью шестерню второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

5. Коробка передач по п.4, в которой третий из четырех узлов синхронизаторов селективно соединяет, по меньшей мере, одну: вторую шестерню третьей зубчатой передачи или вторую шестерню пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

6. Коробка передач по п.5, в которой четвертый из четырех узлов синхронизаторов селективно соединяет, по меньшей мере, одну: третью шестерню третьей зубчатой передачи и вторую шестерню четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

7. Коробка передач по п.1, в которой первая зубчатая передача расположена рядом с узлом двойного сцепления, вторая зубчатая передача расположена рядом с первой зубчатой передачей, третья зубчатая передача расположена рядом со второй зубчатой передачей, четвертая зубчатая передача расположена рядом с третьей зубчатой передачей, и пятая зубчатая передача расположена рядом с четвертой зубчатой передачей.

8. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем второе сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя первый узел синхронизатора для селективного соединения второй шестерни первой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления второго передаточного отношения.

9. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем второе сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя первый узел синхронизатора для селективного соединения второй шестерни второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления шестого передаточного отношения.

10. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем второе сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя второй узел синхронизатора для селективного соединения третьей шестерни первой зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления передаточного отношения заднего хода.

11. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем второе сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя второй узел синхронизатора для селективного соединения третьей шестерни второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления четвертого передаточного отношения.

12. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем первое сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя третий узел синхронизатора для селективного соединения второй шестерни третьей зубчатой передачи со вторым промежуточным валом с установлением седьмого передаточного отношения.

13. Коробка передач по п.1, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем первое сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя третий узел синхронизатора для селективного соединения второй шестерни пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления первого передаточного отношения.

14. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем первое сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя четвертый узел синхронизатора для селективного соединения третьей шестерни третьей зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления пятого передаточного отношения.

15. Коробка передач по п.7, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, причем первое сцепление выполнено с возможностью селективного соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четыре узла синхронизаторов включают в себя четвертый узел синхронизатора для селективного соединения второй шестерни четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления третьего передаточного отношения.

16. Коробка передач по п.7, дополнительно содержащая передаточную шестерню первого промежуточного вала, прикрепленную к первому промежуточному валу для совместного вращения с первым промежуточным валом, и передаточную шестерню второго промежуточного вала, прикрепленную ко второму промежуточному валу для совместного вращения со вторым промежуточным валом, при этом передаточные шестерни первого и второго промежуточных валов передают крутящий момент, по меньшей мере, от одного: первого или второго промежуточных валов выходному элементу.

17. Коробка передач по п.16, в которой выходным элементом является шестерня, которая входит в зацепление с каждой из передаточных шестерен первого и второго промежуточных валов.

18. Коробка передач, содержащая: корпус коробки передач, входной элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, выходной элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатую передачу, причем первая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третью шестерню в зацеплении со второй шестерней, вторая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней, третья зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней и третьей шестерней, четвертая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней, пятая зубчатая передача включает в себя первую шестерню в зацеплении со второй шестерней, при этом первая зубчатая передача расположена рядом с входным элементом, вторая зубчатая передача расположена рядом с первой зубчатой передачей, третья зубчатая передача расположена рядом со второй зубчатой передачей, четвертая зубчатая передача расположена рядом с третьей зубчатой передачей, и пятая зубчатая передача расположена рядом с четвертой зубчатой передачей и торцевой стенкой корпуса коробки передач, первый соединительный элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, причем каждая первая шестерня третьей, четвертой и пятой зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения с первым соединительным элементом, второй соединительный элемент, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения, причем каждая первая шестерня первой и второй зубчатой передачи закреплена с возможностью вращения для совместного вращения со вторым соединительным элементом, при этом второй соединительный элемент выполнен концентричным с первым соединительным элементом и, по меньшей мере, частично окружает первый соединительный элемент, первый промежуточный вал, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположенный на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им, причем третья шестерня первой зубчатой передачи, третья шестерня второй зубчатой передачи, третья шестерня третьей зубчатой передачи и вторая шестерня четвертой зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом, второй промежуточный вал, установленный в корпусе коробки передач с возможностью вращения и расположенный на расстоянии от первого и второго соединительных элементов параллельно им, причем вторая шестерня первой зубчатой передачи и вторая шестерня второй зубчатой передачи выполнены каждая с возможностью селективного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом, узел двойного сцепления, содержащий первое и второе сцепление для селективного соединения входного элемента, по меньшей мере, с одним: первым соединительным элементом или вторым соединительным элементом, первый узел синхронизатора для селективного соединения, по меньшей мере, одной: второй шестерни первой зубчатой передачи или второй шестерни второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом; второй узел синхронизатора для селективного соединения, по меньшей мере, одной: третьей шестерни первой зубчатой передачи или третьей шестерни второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом, третий узел синхронизатора для селективного соединения, по меньшей мере, одной: второй шестерни третьей зубчатой передачи или второй шестерни пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом, и четвертый узел синхронизатора для селективного соединения, по меньшей мере, одной: третьей шестерни третьей зубчатой передачи или второй шестерни четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом; причем селективное зацепление узла двойного сцепления и, по меньшей мере, одного из узлов синхронизатора устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода между входным элементом и выходным элементом.

19. Коробка передач по п.18, в которой второе сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом первый узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения второй шестерни первой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления второго передаточного отношения.

20. Коробка передач по п.18, в которой второе сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом первый узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения второй шестерни второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления шестого передаточного отношения.

21. Коробка передач по п.18, в которой второе сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом второй узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения третьей шестерни первой зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления передаточного отношения заднего хода.

22. Коробка передач по п.18, в которой второе сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента со вторым соединительным элементом, при этом второй узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения третьей шестерни второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления четвертого передаточного отношения.

23. Коробка передач по п.18, в которой первое сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом третий узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения второй шестерни третьей зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления седьмого передаточного отношения.

24. Коробка передач по п.18, в которой первое сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом третий узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения второй шестерни пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления первого передаточного отношения.

25. Коробка передач по п.18, в которой первое сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четвертый узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения третьей шестерни третьей зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления пятого передаточного отношения.

26. Коробка передач по п.18, в которой первое сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью селективного зацепления для соединения входного элемента с первым соединительным элементом, при этом четвертый узел синхронизатора выполнен с возможностью селективного зацепления для соединения второй шестерни четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления третьего передаточного отношения.