АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ Российский патент 2011 года по МПК F16H3/08 F16H37/02 

Автоматизированная коробка передач относится к области транспортного машиностроения и предназначена для использования в силовых установках транспортных средств совместно с двигателем внутреннего сгорания, имеющих в составе кривошипно-шатунного механизма два коленчатого вала, расположенных параллельно друг другу в горизонтальной плоскости [См патент РФ №2287101 С1, F02В 75/32, 2006.11.10; журнал "Мото" №9 за 2006 г., с.54…57., http://lmax.net/2007/06/26/neandermotocikl_s turbodizelem-.html; http://www.sdip.gov.ua/ukr/help/prominv/dvigun/?print=yes; патент UA №7354, С2, F02B 75/32, 1995. 09. 29].

Автоматизированная коробка передач содержит корпус, первичные валы с коаксиальным расположением, ведущие зубчатые колеса, вторичные валы, ведомые зубчатые колеса, блок шестерен заднего хода, муфты переключения передач с синхронизаторами, приводы механизмов переключения передач. При этом картер коробки передач выполнен разъемным и состоящим из корпуса куполообразной формы и крышки корпуса, прикрепленной посредством анкерных элементов к привалочной плоскости корпуса. Корпус образует совместно с ней полость, внутри которой на подшипниках смонтированы два ведущих и ведомый валы. Ведущие валы расположены соосно с правым и левым коленчатыми валами двигателя и имеют названия правый и левый соответственно. Каждый из валов на участке своей поверхности, расположенном в полости коробки передач, имеет шлицы, на которых свободно установлены, например, по три ведущих зубчатых колеса, нечетные на правом ведущем валу, а четные ведущие зубчатые колеса на левом ведущем валу без возможности осевого перемещения, между которыми на шлицах смонтированы муфты переключения передач с синхронизаторами и вилками приводов. Муфты переключения передач с синхронизаторами обеспечивают поочередную связь соответствующих шестерен одного из одноименных (правых - левых) ведущих валов с соответствующим зубчатым колесом ведомого вала. Сами ведущие зубчатые колеса каждого ведущего вала попарно находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами ведомого вала, например, косозубыми, которые посредством шлицевой посадки и распорных втулок жестко установлены на этом валу, который расположен между ведущими валами с межосевым расстоянием, определяемым межосевым расстоянием ведущих и ведомых зубчатых колес. На выходных концах ведомого вала выполнены шлицы для монтажа выходного зубчатого колеса в его передней части при реализации переднеприводной схемы или шлицевой втулки с фланцем в его задней части при реализации заднеприводной (полноприводной) схемы. При этом к корпусу коробки передач посредством болтов прикрепляется защитная герметизирующая крышка, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя может быть выполнена как с выходным отверстием и уплотнительным устройством для шлицевой втулки с фланцем при заднеприводной (полноприводной) схеме трансмиссии, так и без него при переднеприводной схеме трансмиссии. Следует заметить, что правый ведущий вал коробки связан со сцеплением правого коленчатого вала через механизм реверсирования вращения планетарного типа, расположенный в полости, образованной передней крышкой коробки и картером сцеплений, который соединен с передней привалочной плоскостью крышки коробки и своей перегородкой формирует полость механизма реверсирования и главной передачи. Полость сцеплений ограничена стенками и перегородкой картера сцеплений и ответными частями агрегатируемого двигателя. Корпус механизма реверсирования прикреплен к перегородке картера сцеплений посредством болтов соосно правому выходному отверстию; внутри него выполнено коронное зубчатое колесо с внутренним прямозубым зацеплением и посадочные места под подшипники качения, на которых установлен корпус планетарного механизма. Последний сделан в виде цилиндра с зубчатым колесом внутреннего зацепления, выполненным на его внешней стороне, а на его цилиндрической образующей, по экватору, выполнены посадочные отверстия под сателлиты, установленные с внутренней стороны корпуса механизма реверсирования через подшипники и представляющие собой конические зубчатые колеса. В зацеплении с ними находятся ведущее и ведомое конические зубчатые колеса, расположенные внутри корпуса механизма реверсирования соосно. При этом ведущее зубчатое колесо жестко установлено на конце ведущего вала планетарного механизма или сделано с ним единой деталью; на обратном конце этого вала в полости сцеплений посредством шлицевого соединения выполнена связь данного вала с ведомым диском сцепления аналогично левому ведущему валу коробки передач. Ведомое зубчатое колесо механизма реверсирования жестко установлено на переднем конце правого ведущего вала коробки. На внешней стороне цилиндрической поверхности данного ведомого зубчатого колеса выполнен прямозубый зубчатый венец. При этом коронное зубчатое колесо корпуса механизма реверсирования, зубчатое колесо корпуса планетарного механизма и прямозубый зубчатый венец ведомого конического зубчатого колеса выборочно связываются между собой зубчатой муфтой, выполненной в виде блока трех зубчатых колес прямозубого зацепления. Данная муфта также связана через подшипники с кареткой переключения таким образом, что она может вращаться относительно каретки, но жестко соединена с ней в осевом направлении. Каретка имеет пазы под вилку, жестко связанную с приводом переключения. Занимая крайние положения, муфта обеспечивает связь корпуса планетарного механизма либо с неподвижным корпусом механизма реверсирования, либо с ведомым коническим зубчатым колесом этого механизма. В итоге соединение корпуса планетарного механизма с корпусом механизма реверсирования обеспечивает режим работы, при котором вращение ведущего конического колеса преобразуется во встречное вращение ведомого конического зубчатого колеса. Соединение же корпуса, механизма реверсирования с ведомым коническим зубчатым колесом дает режим работы, когда ведущее и ведомое конические колеса жестко связаны друг с другом и вращаются в одном направлении. Приводы переключения механизма реверсирования и муфт переключения передач, с которыми связаны вилки, представляют собой штоки, на концах которых выполнены поршни с кольцевыми проточками под уплотнения. Они располагаются в цилиндрах, выполненных в приливах корпуса коробки передач, его передней крышки и картера сцеплений, полости которых посредством каналов, выполненных в теле корпуса, крышки и картера сцеплений в виде сверлений, связаны с электронно-гидравлическим блоком управления, с двух- и трехпозиционными распределительными клапанами, который прикрепляется к корпусу коробки и передней крышки. Магистральные каналы электронно-гидравлического блока управления совмещены с соответствующими сверлениями в корпусе коробки передач, передней крышки и картера сцеплений, а подвод и отвод жидкости обеспечивается посредством нагнетательного и сливного трубопроводов. При этом слив жидкости происходит через радиатор охлаждения, прикрепляемый к картеру сцеплений с правой его стороны, сам же насос с редукционным клапаном, расширительным бачком и фильтрующим элементом расположен в моторном отсеке и имеет привод от двигателя внутреннего сгорания.

Как вариант исполнения автоматизированной коробки передач, механизм реверсирования вращения выполнен на основе ассиметричного планетарного механизма с передаточным отношением, не равным единице.

Как вариант исполнения ведущий вал механизма реверсирования и правый ведущий вал автоматизированной коробки передач связаны между собой опорой качения (подшипником), наружная цилиндрическая поверхность которой установлена в нише, выполненной в теле с внутренней стороны одного из конических зубчатых колес механизма реверсирования (ведущего или ведомого), а внутренняя цилиндрическая поверхность опирается на ответную поверхность шипа, выполненного на торце оставшегося зубчатого колеса.

Может быть, что механизм переключения автоматизированной коробки передач и механизм переключения зубчатой муфты механизма реверсирования объединены единым приводом, например гидравлическим, с управлением от микропроцессорной системы управления силовым агрегатом, при этом рабочим телом гидропривода является моторное масло, давление которого обеспечивает дополнительная секция масляного насоса системы смазывания двигателя.

Кроме того, используют один ведомый вал, обеспечивающий передачу крутящего момента как на главную передачу непосредственно, так и на раздаточную коробку или карданную передачу.

При этом возможна ее компоновка и применение в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя как для передне-, так и для задне- и полноприводной схемы.

А так же то, что датчик частоты вращения для спидометра приводится от ведомого вала.

Эффект от использования изобретения состоит в том, что улучшаются эксплуатационные показатели двигателя и трансмиссии за счет расширения диапазона передач и их переключения без разрыва потока мощности, а также за счет автоматизации процесса переключения передач, а следовательно, к повышению экономических и экологических показателей.

Описание изобретения

Существует автоматизированная трехвальная механическая коробка передач с коаксиально расположенными первичными валами, каждый из которых имеет по одному зубчатому колесу, находящемуся в постоянном зацеплении с соответствующими блок-шестернями вторичного вала, на котором смонтированы зубчатые колеса, муфты включения и выходное зубчатое колесо главной передачи для переднеприводного автомобиля. При этом изменение передаточных чисел выполняется путем последовательного комбинирования двух и более зубчатых пар (см. АС №1113287 А, СССР).

Существует также коробка перемены передач, представляющая корпус с передней крышкой, прикрепленной посредством болтов к привалочной плоскости корпуса и образующей совместно с ней полость, внутри которой расположены два ведущих и ведомый валы, при этом первичные валы выполнены в виде полого наружного и цельнометаллического внутреннего валов, расположенных коаксиально с парой ведущих зубчатых колес на наружном и тремя на внутреннем первичном валу, выполненными за одно целое с валами таким образом, что нечетные передачи приводятся от внутреннего первичного вала, а четные - от наружного первичного вала посредством муфт переключения передач, расположенных на вторичном валу между соответствующими зубчатыми колесами, установленными на валу свободно, а кроме того, внутри корпуса смонтирован блок шестерен заднего хода, первичное зубчатое колесо которого входит в зацепление с зубчатым колесом, выполненным за одно целое с внутренним первичным валом, а вторичное - с зубчатым колесом задней передачи, смонтированным на вторичном валу, при этом к корпусу коробки передач посредством болтов прикрепляется крышка, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя может быть выполнена с выходным отверстием и уплотнительным устройством для фланца [См. Патент №2352476 20.04.2009 г.].

Принципиальными аналогами разработанной коробки передач является коробки передач «Direktshaltgetriebe» автоконцерна «Audi» и «Parallel Shift Gearbox» фирмы «Luk». Конструктивно они представляют собой преселективный агрегат трансмиссии в виде двух двухвальных коробок (четных и нечетных передач) с общим или индивидуальными вторичными валами, предназначенная для изменения передаточного отношения по величине и направлению, первичные валы которой выполнены в виде полого наружного и цельнометаллического внутреннего валов, расположенных коаксиально с выполненными за одно целое с валами, на внутренних частях валов, ведущими зубчатыми колесами таким образом, что нечетные передачи приводятся от внутреннего первичного вала, а четные - от наружного первичного вала. При этом наружные (выходные) части валов входят в полость двухпоточной муфты сцепления и своими шлицами связаны со ступицами ведомых дисков сцепления. В составе коробки передач можно выделить корпус, внутри которого на подшипниках качения установлены первичные валы, блоки зубчатых колес и вторичные валы, выходные концы которых своими зубчатыми колесами входят в зацепление с промежуточным зубчатым колесом, блок промежуточных шестерен заднего хода, муфты переключения передач, приводы механизмов переключения передач, масляный насос с элементами управления и распределения рабочей жидкости (масла). Указанная автоматизированная четырехвальная механическая коробка передач выполнена с двумя вторичными валами, поэтому не лишена таких недостатков, как сложность конструкции и большая масса (см. Авторевю №4(398) 2008. с.70-72).

Существенным недостатком данных конструкций является отсутствие возможности их использования с ДВС с двумя коленчатыми валами, большая (по отношению к диаметру) длина опорного первичного вала, что обусловливает невысокую жесткость элемента и увеличенные габаритно-массовые размеры.

Техническим результатом настоящего изобретения является устранение указанных недостатков.

Эта цель достигается тем, что автоматизированная коробка передач содержит корпус, ведущие валы с коаксиальным расположением, ведущие зубчатые колеса, ведомые валы, ведомые зубчатые колеса, блок шестерен заднего хода, муфты переключения передач с синхронизаторами, приводы механизмов переключения передач. При этом картер коробки передач выполнен разъемным и состоящим из корпуса куполообразной формы и крышки корпуса, прикрепленной посредством анкерных элементов к привалочной плоскости корпуса. Корпус образует совместно с ней полость, внутри которой на подшипниках смонтированы два ведущих и ведомый валы. Ведущие валы расположены соосно с правым и левым коленчатыми валами двигателя и имеют названия правый и левый соответственно. Каждый из валов на участке своей поверхности, расположенном в полости коробки передач, имеет шлицы, на которых свободно установлены, например, по три ведущих зубчатых колеса, нечетные на правом первичном валу, а четные ведущие зубчатые колеса на левом первичном валу без возможности осевого перемещения, между которыми на шлицах смонтированы муфты переключения передач с синхронизаторами и вилками приводов. Муфты переключения передач с синхронизаторами обеспечивают поочередную связь соответствующих шестерен одного из одноименных (правых-левых) ведущих валов с соответствующим зубчатым колесом ведомого вала. Сами ведущие зубчатые колеса каждого ведущего вала попарно находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами ведомого вала, например косозубыми, которые посредством шлицевой посадки и распорных втулок жестко установлены на этом валу, который расположен между ведущими валами с межосевым расстоянием, определяемым межосевым расстоянием ведущих и ведомых зубчатых колес. На выходных концах ведомого вала выполнены шлицы для монтажа выходного зубчатого колеса в его передней части при реализации переднеприводной схемы или шлицевой втулки с фланцем в его задней части при реализации заднеприводной (полноприводной) схемы. При этом к корпусу коробки передач посредством болтов прикрепляется защитная герметизирующая крышка, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя может быть выполнена как с выходным отверстием и уплотнительным устройством для шлицевой втулки с фланцем при заднеприводной (полноприводной) схеме трансмиссии, так и без него при переднеприводной схеме трансмиссии. Следует заметить, что правый ведущий вал коробки связан со сцеплением правого коленчатого вала через механизм реверсирования вращения планетарного типа, расположенный в полости, образованной передней крышкой коробки и картером сцеплений, который соединен с передней привалочной плоскостью крышки коробки и своей перегородкой формирует полость механизма реверсирования и главной передачи. Полость сцеплений ограничена стенками и перегородкой картера сцеплений и ответными частями агрегатируемого двигателя. Корпус механизма реверсирования прикреплен к перегородке картера сцеплений посредством болтов соосно правому выходному отверстию, внутри него выполнено коронное зубчатое колесо с внутренним прямозубым зацеплением и посадочные места под подшипники качения, на которых установлен корпус планетарного механизма. Последний сделан в виде цилиндра с зубчатым колесом внутреннего зацепления, выполненным на его внешней стороне, а на его цилиндрической образующей, по экватору, выполнены посадочные отверстия под сателлиты, установленные с внутренней стороны корпуса механизма реверсирования через подшипники и представляющие собой конические зубчатые колеса. В зацеплении с ними находятся ведущее и ведомое конические зубчатые колеса, расположенные внутри корпуса механизма реверсирования соосно. При этом ведущее зубчатое колесо жестко установлено на конце ведущего вала планетарного механизма или сделано с ним единой деталью; на обратном конце этого вала в полости сцеплений посредством шлицевого соединения выполнена связь данного вала с ведомым диском сцепления аналогично левому ведущему валу коробки передач. Ведомое зубчатое колесо механизма инвертирования жестко установлено на переднем конце правого ведущего вала коробки. На внешней стороне цилиндрической поверхности данного ведомого зубчатого колеса выполнен прямозубый зубчатый венец. При этом коронное зубчатое колесо корпуса механизма реверсирования, зубчатое колесо корпуса планетарного механизма и прямозубый зубчатый венец ведомого конического зубчатого колеса выборочно связываются между собой зубчатой муфтой, выполненной в виде блока трех зубчатых колес прямозубого зацепления. Данная муфта также связана через подшипники с кареткой переключения таким образом, что она может вращаться относительно каретки, но жестко соединена с ней в осевом направлении. Каретка имеет пазы под вилку, жестко связанную с приводом переключения. Занимая крайние положения, муфта обеспечивает связь корпуса планетарного механизма либо с неподвижным корпусом механизма инвертирования, либо с ведомым коническим зубчатым колесом этого механизма. В итоге соединение корпуса планетарного механизма с корпусом механизма инвертирования обеспечивает режим работы, при котором вращение ведущего конического колеса преобразуется во встречное вращение ведомого конического зубчатого колеса. Соединение же корпуса механизма инвертирования с ведомым коническим зубчатым колесом дает режим работы, когда ведущее и ведомое конические колеса жестко связаны друг с другом и вращаются в одном направлении. Приводы переключения механизма реверсирования и муфт переключения передач, с которыми связаны вилки, представляют собой штоки, на концах которых выполнены поршни с кольцевыми проточками под уплотнения. Они располагаются в цилиндрах, выполненных в приливах корпуса коробки передач, его передней крышки и картера сцеплений, полости которых посредством каналов, выполненных в теле корпуса, крышки и картера сцеплений в виде сверлений, связаны с электронно-гидравлическим блоком управления, с двух- и трехпозиционными распределительными клапанами, который прикрепляется к корпусу коробки и передней крышки. Магистральные каналы электронно-гидравлического блока управления совмещены с соответствующими сверлениями в корпусе коробки передач, передней крышки и картера сцеплений, а подвод и отвод жидкости обеспечивается посредством нагнетательного и сливного трубопроводов. При этом слив жидкости происходит через радиатор охлаждения, прикрепляемый к картеру сцеплений с правой его стороны, сам же насос с редукционным клапаном, расширительным бачком и фильтрующим элементом расположен в моторном отсеке и имеет привод от двигателя внутреннего сгорания.

Как вариант исполнения автоматизированной коробки передач, механизм реверсирования вращения выполнен на основе ассиметричного планетарного механизма с передаточным отношением, не равным единице.

Как вариант исполнения ведущий вал механизма реверсирования и правый первичный вал автоматизированной коробки передач связаны между собой опорой качения (подшипником), наружная цилиндрическая поверхность которой установлена в нише, выполненной в теле с внутренней стороны одного из конических зубчатых колес механизма реверсирования (ведущего или ведомого), а внутренняя цилиндрическая поверхность опирается на ответную поверхность шипа, выполненного на торце оставшегося зубчатого колеса.

Может быть, что механизм переключения автоматизированной коробки передач и механизм переключения зубчатой муфты механизма реверсирования объединены единым приводом, например гидравлическим, с управлением от микропроцессорной системы управления силовым агрегатом, при этом рабочим телом гидропривода является моторное масло, давление которого обеспечивает дополнительная секция масляного насоса системы смазывания двигателя.

Кроме того, используют один ведомый вал, обеспечивающий передачу крутящего момента как на главную передачу непосредственно, так и на раздаточную коробку или карданную передачу.

При этом возможна ее компоновка и применение в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя как для переднее-, так и для заднее- и полноприводной схемы.

А так же то, что датчик частоты вращения для спидометра приводится от вторичного вала.

На фиг.1 изображен общий вид автоматизированной коробки передач без корпусных элементов; на фиг.2 - разнесенный вид автоматизированной коробки передач; на фиг.3 и 3а - вид коробки передач с корпусными элементами в разрезе; на фиг.4 и 4а - местный разрез в области механизма реверсирования; на фиг.5 - конструктивные особенности автоматизированной коробки передач; на фиг.6 - вертикальный разрез автоматизированной коробки через левый первичный вал и главную передачу.

Заявляемое техническое решение представляет собой трехполостной картер, состоящий из полости коробки передач, полости механизма реверсирования вращения и дифференциала и полости сцеплений. При этом полость коробки передач образована корпусом 1 с крышкой 2, прикрепленных друг с другом привалочными плоскостями, а полость механизма реверсирования и главной передачи образована передней крышкой коробки 2 и картером сцеплений 3, который соединен с передней привалочной плоскостью передней крышки 2 коробки и своей перегородкой формирующий полость механизма реверсирования и главной передачи и полость сцеплений.

В полости коробки на подшипниках смонтированы два ведущих 4 и 5 и ведомый 6 валы, при этом ведущие валы расположены соосно с правым и левым коленчатыми валами двигателя и имеют названия правый 4 и левый 5 соответственно. Валы на участке своей поверхности, расположенной в полости коробки передач, имеют шлицы, на которых свободно без возможности осевого перемещения установлены, например, по три ведущих зубчатых колеса. На правом ведущем валу 4 нечетных передач 7, 8, и 9, соответственно первой, третьей и пятой передач, а на левом первичном валу 5 четных передач 10, 11, и 12, соответственно второй, четвертой и шестой передач.

Между ведущими зубчатыми колесами на шлицах первичных валов 4 и 5 смонтированы муфты переключения передач с синхронизаторами 13, 14 и вилками приводов соответственно для включения первой и третьей и второй и четвертой передач, и 15 и 16 для включения пятой и шестой передач соответственно. Они обеспечивают поочередную связь одного из одноименных (правых - левых) ведущих зубчатых колес с соответствующим валом, а ведущие зубчатые колеса каждого вала 7 и 10, 8 и 11, 9 и 12 попарно находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами ведомого вала 17, 18 и 19, например, косозубыми. Последние посредством шлицевой посадки и распорных втулок жестко установлены на ведомом валу 6, который расположен между ведущими валами 4 и 5 с межосевым расстоянием, определяемым межосевым расстоянием ведущих и ведомых зубчатых колес. На выходных концах вала 6 выполнены шлицы для монтажа выходного зубчатого колеса 20 в его передней части при реализации переднеприводной схемы или шлицевой втулки 21 с фланцем в его задней части при реализации заднеприводной (полноприводной) схемы. При этом к корпусу 1 коробки передач посредством болтов прикрепляется защитная герметизирующая крышка 22, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя может быть выполнена как с выходным отверстием и уплотнительным устройством для шлицевой втулки 21 с фланцем, так и без него при переднеприводной схеме трансмиссии. Следует отметить, что правый ведущий вал 4 коробки связан со сцеплением правого коленчатого вала через механизм реверсирования вращения 23 планетарного типа, размещенный в полости, образованной передней крышкой 2 коробки и картером сцеплений 3, который соединен с передней привалочной плоскостью передней крышки 2 коробки и своей перегородкой формирует полость механизма реверсирования и главной передачи и полость сцеплений. Корпус механизма реверсирования вращения 23 прикреплен к перегородке картера 3 посредством болтов, соосно правому выходному отверстию; внутри него расположено коронное зубчатое колесо с внутренним прямозубым зацеплением и посадочные места под подшипники качения, на которых установлен корпус планетарного механизма 24. Последний сделан в виде цилиндра с зубчатым колесом внутреннего зацепления, выполненным на его внешней стороне, а на его цилиндрической образующей по экватору выполнены посадочные отверстия под сателлиты, установленные с внутренней стороны корпуса механизма реверсирования через подшипники и представляющие собой конические зубчатые колеса. В зацеплении с сателлитами находятся ведущее и ведомое конические зубчатые колеса, расположенные внутри корпуса механизма реверсирования 24 соосно. При этом ведущее зубчатое колесо жестко установлено на конце ведущего вала 25 планетарного механизма или сделано с ним единой деталью; на обратном конце этого вала в полости сцеплений посредством шлицевого соединения выполнена связь данного вала с ведомым диском сцепления аналогично левому ведущему валу коробки передач. Ведомое зубчатое колесо посредством соединения, например шлицевого, установлено на переднем конце правого первичного вала 4 коробки. На внешней стороне цилиндрической поверхности данного ведомого зубчатого колеса выполнен прямозубый зубчатый венец. При этом коронное зубчатое колесо корпуса механизма реверсирования 23, зубчатое колесо корпуса планетарного механизма 24 и цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо ведомого конического зубчатого колеса выборочно связываются между собой зубчатой муфтой 26, выполненной в виде блока трех зубчатых колес прямозубого зацепления. Данная муфта также связана через подшипники с кареткой переключения 29 таким образом, что она может вращаться относительно каретки, но жестко соединена с ней в осевом направлении. Каретка имеет пазы под вилку 30, жестко связанную с приводом переключения. Занимая крайние положения, муфта обеспечивает связь корпуса планетарного механизма либо с неподвижным корпусом механизма инвертирования, либо с ведомым коническим зубчатым колесом этого механизма. Приводы переключения механизма реверсирования и муфт переключения передач, с которыми связаны вилки, представляют собой штоки 27, на концах которых выполнены поршни 28 с кольцевыми проточками под уплотнения. Они располагаются в цилиндрах, выполненных в приливах корпуса 1 коробки передач, крышки 2 и картера сцеплений 3, полости которых посредством каналов, выполненных в теле корпуса, крышки и картера сцеплений в виде сверлений, связаны с электронно-гидравлическим блоком управления, с двух- и трехпозиционными распределительными клапанами, который прикрепляется к корпусу 1 коробки и передней крышки 2. Магистральные каналы совмещены с соответствующими сверлениями в корпусе 1 коробки передач, передней крышки 2 и картера 3, а подвод и отвод жидкости обеспечивается посредством нагнетательного и сливного трубопроводов. Слив жидкости происходит через радиатор охлаждения, прикрепляемый к интегральному корпусу 3, с правой его стороны, сам же насос с редукционным клапаном, расширительным бачком и фильтрующим элементом расположен в моторном отсеке и имеет привод от двигателя внутреннего сгорания.

Как вариант исполнения автоматизированной коробки передач, механизм реверсирования вращения выполнен на основе ассиметричного планетарного механизма с передаточным отношением, не равным единице. При этом ведущий вал 25 механизма реверсирования 23 и правый ведущий вал 4 коробки передач связаны между собой опорой качения (подшипником), наружная цилиндрическая поверхность которой установлена в нише, выполненной в теле с внутренней стороны одного из конических зубчатых колес механизма реверсирования (ведущего или ведомого), а внутренняя цилиндрическая поверхность опирается на ответную поверхность шипа, выполненного на торце оставшегося зубчатого колеса.

А как особенность конструкции механизмы переключения передач и механизм переключения зубчатой муфты механизма реверсирования объединены единым приводом, например гидравлическим, с управлением от микропроцессорной системы управления силовым агрегатом, при этом рабочим телом гидропривода является моторное масло, давление которого обеспечивает дополнительная секция масляного насоса системы смазывания двигателя.

Заявляемая автоматизированная коробка передач работает следующим образом. В исходном состоянии муфты переключения передач и оба сцепления выключены. После запуска двигателя и его частичного или полного прогрева до рабочей температуры, по команде водителя, автоматизированный привод переключения передач включает первую и вторую передачи. И, при увеличении частоты вращения коленчатого вала до величины крутящего момента превышающего момент страгивания автомобиля, по команде микропроцессорной системы управления силовым агрегатом включается сцепление правого коленчатого вала и крутящий момент, посредством ведущего вала планетарного механизма, через механизм реверсирования вращения, передается на правый ведущий вал коробки передач. Далее через зубчатую пару первой передачи крутящий момент передается на ведомый вал и, в зависимости от моторной компоновки или на главную передачу переднего привода, или на карданную передачу, или на раздаточную коробку соответственно заднего или полного привода.

При достижении определенного значения частоты вращения коленчатого вала, обусловленного режимом функционирования силового агрегата (экономичный, нормальный, спортивный), по команде микропроцессорной системы управления силовым агрегатом происходит выключение из работы сцепления правого коленчатого вала и включение сцепления левого коленчатого вала, что обеспечивает практически мгновенное переключение на вторую передачу. При положительной динамике разгона автомобиля происходит выключение первой передачи и включение третьей на правом валу автоматизированной коробки передач. При превышении установленной частоты вращения коленчатого вала для второй передачи происходит автоматическое переключение на третью передачу. И опять при положительной динамике разгона происходит выключение второй передачи и включение четвертой на левом валу автоматизированной коробки передач. Дальнейшее переключение до шестой передачи, при разгоне автомобиля, происходит аналогично. При этом при включенной шестой передаче пятая передача остается включенной.

При увеличении нагрузки на ведущих колесах, процесс переключения на низшие передачи происходит в обратной последовательности. Однако при необходимости возможно принудительное переключение на выбранную водителем передачу путем воздействия на подрулевые переключатели передач, формирующие команды управления для микропроцессорной системы управления силовым агрегатом как для включения понижающих, так и повышающих передач.

При необходимости движения задним ходом по команде водителя происходит изменение направления вращения правого ведущего вала автоматизированной коробки передач. Это достигается выключением блокировки корпуса планетарного механизма относительно коронного зубчатого колеса корпуса механизма реверсирования и блокировкой ведомого конического зубчатого колеса относительно корпуса планетарного редуктора путем перемещения зубчатой муфты механизма реверсирования при воздействии на нее гидравлического привода. Одновременно с этим микропроцессорная система управления силовым агрегатом в автоматическом режиме подает команду на включение первой передачи. Начало движения задним ходом определяется величиной частоты вращения коленчатых валов двигателя и соответствующего срабатывания сцепления правого коленчатого вала. При необходимости движения вперед по команде водителя происходит обратное изменение направления вращения правого ведущего вала автоматизированной коробки передач. Это достигается включением блокировки корпуса планетарного механизма относительно коронного зубчатого колеса корпуса механизма реверсирования и разблокированием ведомого конического зубчатого колеса относительно корпуса планетарного редуктора путем перемещения зубчатой муфты механизма реверсирования при воздействии на нее гидравлического привода. Одновременно с этим микропроцессорная система управления силовым агрегатом в автоматическом режиме подает команду на включение первой и второй передач.

Эффект от использования изобретения состоит в том, что увеличивается производительность силовой установки за счет расширения диапазона передач, уменьшения потерь в процессе переключения передач без разрыва силового потока, а также за счет значительного сокращения времени переключения, что, в свою очередь, обусловливает повышение экономических и экологических показателей.

Кроме того, данное техническое решение позволяет автоматизировать процесс переключения передач механических коробок передач и тем самым повысить потребительские качества транспортных средств, в особенности городских автобусов с механическими коробками передач.

Изобретение относится к автоматизированным коробкам передач с двумя несоосными входными валами, двумя сцеплениями и одним выходным валом. В картере коробки передач смонтированы два ведущих и ведомый валы. Ведущие валы расположены соосно с правым и левым коленчатыми валами и имеют названия правый и левый. На ведущих валах свободно установлены по три ведущих зубчатых колеса. Между ведущими зубчатыми колесами смонтированы муфты переключения передач с синхронизаторами и вилками приводов. Ведущие зубчатые колеса каждого правого и левого ведущих валов попарно находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами ведомого вала. На выходных концах ведомого вала выполнены шлицы для монтажа выходного зубчатого колеса в его передней части, при реализации переднеприводной схемы, или шлицевой втулки с фланцем, в его задней части, при реализации заднеприводной (полноприводной) схемы. Правый ведущий вал связан со сцеплением правого коленчатого вала через механизм реверсирования вращения планетарного типа. Приводы механизма реверсирования и муфт переключения передач, с которыми связаны вилки, представляют собой штоки, на концах которых выполнены поршни с кольцевыми проточками и связаны с электронно-гидравлическим блоком управления. Достигается повышение экономических, экологических показателей и потребительских качеств транспортных средств. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Автоматизированная коробка передач, содержащая корпус, ведущие валы с коаксиальным расположением, ведущие зубчатые колеса, ведомые валы, ведомые зубчатые колеса, блок шестерен заднего хода, муфты переключения передач с синхронизаторами, приводы механизмов переключения передач, отличающаяся тем, что картер автоматизированной коробки передач выполнен в виде корпуса с передней полой крышкой, прикрепленной посредством анкерных элементов к привалочной плоскости корпуса и образующий совместно с ней полость, внутри которой на подшипниках смонтированы два ведущих и ведомый валы, при этом ведущие валы расположены соосно с правым и левым коленчатыми валами двигателя и, соответственно, имеют названия правый и левый, и в своей части, расположенной в полости коробки передач, имеют шлицы, на которых свободно установлены, например, по три ведущих зубчатых колеса, нечетные на правом ведущем валу, а четные ведущие зубчатые колеса на левом ведущем валу, без возможности осевого перемещения, между которыми на шлицах смонтированы муфты переключения передач с синхронизаторами и вилками приводов и обеспечивающие поочередную связь одного из одноименных (правых-левых) ведущих зубчатых колес с соответствующим валом, а сами ведущие зубчатые колеса каждого вала попарно находятся в зацеплении с соответствующими зубчатыми колесами ведомого вала, например, косозубыми, которые посредством шлицевой посадки и распорных втулок жестко установлены на ведомом валу, который расположен между ведущими валами с межосевым расстоянием, определяемым межосевым расстоянием ведущих и ведомых зубчатых колес, на выходных концах которого выполнены шлицы для монтажа выходного зубчатого колеса в его передней части, при реализации переднеприводной схемы, или шлицевой втулки с фланцем в его задней части, при реализации заднеприводной (полноприводной) схемы, при этом к корпусу коробки передач посредством болтов прикреплена задняя крышка, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя выполнена в виде заглушки, или с выходным отверстием и уплотнительным устройством для шлицевой втулки с фланцем, вместе с тем правый ведущий вал коробки связан со сцеплением правого коленчатого вала через механизм реверсирования вращения планетарного типа, выполненного в полости, образованной передней крышкой коробки и корпусом сцеплений, который соединен с передней привалочной плоскостью передней крышки коробки и своей перегородкой, формирующей полость механизма реверсирования и главной передачи и полость сцеплений, корпус которого (механизма реверсирования) прикреплен к перегородке корпуса сцеплений посредством болтов соосно правому выходному отверстию, и внутри которого выполнено коронное зубчатое колесо с внутренним прямозубым зацеплением и посадочные места под подшипники качения, на которых установлен корпус планетарного механизма в виде цилиндра с зубчатым колесом внутреннего зацепления, выполненным на его внешней стороне, а на его цилиндрической образующей, по экватору, выполнены посадочные отверстия под сателлиты, которые установлены с внутренней стороны корпуса механизма реверсирования через подшипники и представляющие собой конические зубчатые колеса, в зацепление с которыми находятся ведущее и ведомое конические зубчатые колеса, расположенные внутри корпуса механизма реверсирования, при этом ведущее зубчатое колесо жестко установлено на ведущем валу планетарного механизма, на втором конце которого, на шлицевой, наружной части, аналогично левому ведущему валу коробки передач, в полости сцепления, установлен ведомый диск сцепления, а ведомое зубчатое колесо жестко установлено на правом ведущем валу коробки, при этом на внешней плоскости данного ведомого зубчатого колеса выполнено в виде кольцевого прилива, коаксиально, цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо, при этом коронное зубчатое колесо корпуса механизма реверсирования, зубчатое колесо корпуса планетарного механизма и цилиндрическое прямозубое зубчатое колесо ведомого конического зубчатого колеса выборочно связывают между собой зубчатой муфтой, выполненной в виде блока трех зубчатых колес прямозубого зацепления, двух внешнего и одного внутреннего исполнения, а также с фланцем, выполненным на конце муфты, на котором, в свою очередь, на боковых его образующих выполнены две беговые дорожки под упорные подшипники, направляющей которой служит зубчатое колесо корпуса планетарного механизма, и которая может обеспечивать блокировку корпуса планетарного механизма относительно корпуса механизма реверсирования вращения или блокировку ведомого конического зубчатого колеса относительно корпуса планетарного механизма, при этом фланец зубчатой муфты через упорные подшипники связывают с кареткой, выполненной в виде цилиндрического корпуса с крышкой, расположенной соосно с корпусом планетарного механизма и являющейся дополнительным направляющим элементом зубчатой муфты, а между корпусом каретки и крышкой, с внешней стороны, в диаметрально противоположных направлениях, выполнены пазы под вилку привода механизма реверсирования, сами же приводы механизма реверсирования и муфт переключения передач, с которыми связаны вилки, представляют собой штоки, на концах которых выполнены поршни с кольцевыми проточками под уплотнения и которые располагаются в цилиндрах, выполненных в приливах корпуса коробки передач и его передней крышки, полости которых, посредством каналов, выполненных в теле корпуса и крышки, в виде сверлений, связаны с электронно-гидравлическим блоком управления с двух- и трехпозиционными распределительными клапанами, который прикреплен к корпусу коробки и передней крышки и его магистральные каналы совмещены с соответствующими сверлениями в корпусе коробки передач и передней крышки, а подвод и отвод жидкости обеспечивается посредством нагнетательного и сливного трубопроводов, при этом для охлаждение жидкости предусмотрен радиатор охлаждения, прикрепленный к корпусу сцеплений с правой его стороны, сам же насос с редукционным клапаном, расширительным бачком и фильтрующим элементом расположен в моторном отсеке и имеет привод от двигателя внутреннего сгорания.

2. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что механизм реверсирования выполнен на основе асимметричного планетарного механизма с передаточным отношением, не равным единице.

3. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что ведущий вал механизма реверсирования и правый ведущий вал коробки передач связаны между собой опорой качения, подшипник которой установлен в нише, выполненной с внутренней стороны одного из конических зубчатых колес механизма реверсирования ведущего или ведомого валов, и имеет шип, выполненный в торце противоположного вала.

4. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что механизм переключения коробки передач и механизм переключения зубчатой муфты механизма реверсирования объединены единым приводом, например гидравлическим, с управлением от микропроцессорной системы управления силовым агрегатом, при этом рабочим телом гидропривода является моторное масло, давление которого обеспечивает дополнительная секция масляного насоса системы смазывания двигателя.

5. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что используют один ведомый вал, обеспечивающий передачу крутящего момента как на главную передачу непосредственно, так и на раздаточную коробку или карданную передачу.

6. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что возможна ее компоновка и применение в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя как для передне- так и для задне- и полноприводной схемы.

7. Автоматизированная коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что датчик частоты вращения для спидометра приводится от ведомого вала.