СЕМИСКОРОСТНАЯ ТРАНСМИССИЯ С ДВОЙНЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ Российский патент 2012 года по МПК F16H3/93 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее описание изобретения относится к трансмиссиям и, более конкретно, к компактной многоскоростной трансмиссии с двойным сцеплением, имеющей три оси для установки семи или более скоростей зубчатых колес.

Уровень техники

В данном разделе изложена только дополнительная информация, относящаяся к настоящему описанию и которая может составлять или не составлять предшествующий уровень техники.

В обычной многоскоростной трансмиссии, имеющей промежуточные валы и лежащие в одной плоскости зубчатые передачи, используются зубчатые колеса промежуточных валов с разными предназначенными для этого парами зубчатых колес или передачами для достижения каждого передаточного числа переднего хода. Соответственно, общее количество зубчатых колес, требуемых в этой обычной конструкции, в два раза превосходит количество скоростей переднего хода, плюс три для заднего хода. Это делает необходимым большое количество пар зубчатых колес, особенно, в трансмиссиях, которые имеют относительно большое количество передаточных чисел переднего хода.

Несмотря на то что существующие трансмиссии достигают своего предназначения, по существу, существует постоянная необходимость в новых и улучшенных конфигурациях трансмиссий, которые показывают улучшенные рабочие характеристики, особенно, с точки зрения эффективности, быстроты реакции и плавности, и улучшенной компоновки, в основном, уменьшенных размера и веса. Соответственно, в данной области техники существует необходимость в трансмиссии, имеющей улучшенную компоновку, наряду с обеспечением заданных передаточных чисел и диапазонов крутящего момента.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предлагается трансмиссия, имеющая первый и второй входные элементы трансмиссии, выходной элемент, элементы первого и второго промежуточных валов, множество копланарных зубчатых передач и множество передающих крутящий момент устройств. Передающие крутящий момент устройства включают в себя множество синхронизирующих узлов и узел двойного сцепления. Трансмиссия выполнена с возможностью приведения в действие для обеспечения, по меньшей мере, одного передаточного отношения заднего хода и множества передаточных отношений переднего хода между входными элементами трансмиссии и выходным элементом.

В одном аспекте настоящего изобретения трансмиссия имеет корпус трансмиссии и узел двойного сцепления, имеющий корпус сцепления, соединяемый с маховиком или другим выходным элементом двигателя. Корпус сцепления поддерживается с возможностью вращения в корпусе трансмиссии.

В еще одном аспекте настоящего изобретения трансмиссия предусматривает первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатые передачи. Первая зубчатая передача имеет первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, вторая зубчатая передача имеет первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, третья зубчатая передача имеет первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, четвертая зубчатая передача имеет первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, и пятая зубчатая передача имеет первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом.

В еще одном аспекте настоящего изобретения второе зубчатое колесо первой зубчатой передачи представляет собой ступенчатую ведущую шестерню, имеющую первую и вторую зубчатые части зубчатого колеса, при этом первая зубчатая часть зубчатого колеса больше, чем вторая зубчатая часть зубчатого колеса, и находится в зацеплении с первым зубчатым колесом первой зубчатой передачи, а вторая зубчатая часть зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым колесом заднего хода.

В еще одном аспекте настоящего изобретения первый входной элемент трансмиссии имеет первую концевую часть и вторую концевую часть, поддерживаемые с возможностью вращения в корпусе трансмиссии. Каждое из первого зубчатого колеса третьей, четвертой и пятой зубчатых передач закреплены с возможностью вращения для совместного вращения с первым входным элементом трансмиссии.

В еще одном аспекте настоящего изобретения второй входной элемент трансмиссии имеет первую концевую часть и вторую концевую часть, поддерживаемые с возможностью вращения в корпусе трансмиссии. Каждое из первого зубчатого колеса первой и второй зубчатых передач закреплено с возможностью вращения для совместного вращения со вторым входным элементом трансмиссии. Второй входной элемент трансмиссии является концентричным первому входному элементу трансмиссии и, по меньшей мере, частично окружает первый входной элемент трансмиссии.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения первый промежуточный вал поддерживается с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположен на расстоянии от и параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии. Каждое из зубчатого колеса заднего хода, третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи, третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения второй промежуточный вал поддерживается с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположен на расстоянии от и параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии. Каждое из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи, второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи, второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения первый синхронизирующий узел выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи и второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения второй синхронизирующий узел выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из зубчатого колеса заднего хода и третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения третий синхронизирующий узел выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения четвертый синхронизирующий узел выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения передаточное зубчатое колесо первого промежуточного вала закреплено на первом промежуточном валу для совместного вращения с первым промежуточным валом, а передаточное зубчатое колесо второго промежуточного вала закреплено на втором промежуточном валу для совместного вращения со вторым промежуточным валом. Передаточные зубчатые колеса первого и второго промежуточных валов передают крутящий момент от, по меньшей мере, одного из первого и второго промежуточных валов на выходной элемент.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения стояночное зубчатое колесо закреплено на первом конце вала стояночного зубчатого колеса, а стояночное передаточное зубчатое колесо закреплено на втором конце вала стояночного зубчатого колеса. Стояночное передаточное зубчатое колесо находится в зацеплении с выходным элементом трансмиссии, а стояночное зубчатое колесо выполнено с возможностью предотвращения вращения выходного элемента трансмиссии при приведении в действие стояночного зубчатого колеса.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения стояночное зубчатое колесо закреплено на первом промежуточном валу. Стояночное зубчатое колесо выполнено с возможностью предотвращения вращения первого промежуточного вала и выходного элемента трансмиссии при приведении в действие стояночного зубчатого колеса.

В еще одном другом аспекте настоящего изобретения выборочное приведение в действие узла двойного сцепления соединяет корпус двойного сцепления с, по меньшей мере, одним из первого и второго входных элементов трансмиссии, а выборочное приведение в действие, по меньшей мере, одного из синхронизирующих узлов устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода между, по меньшей мере, одним из первого и второго входных элементов трансмиссии и выходным элементом.

Упомянутые выше признаки и преимущества и другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут понятными из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения при их рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одни и те же компоненты, элементы или признаки.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой схематичный вид варианта осуществления семискоростной трансмиссии, имеющей стояночное зубчатое колесо, установленное на отдельный стояночный вал, в соответствии с настоящим изобретением; и

фиг.2 представляет собой схематичный вид варианта осуществления семискоростной трансмиссии, имеющей стояночное зубчатое колесо, установленное на промежуточный вал, в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

Обратимся к фиг.1, на которой многоскоростная трансмиссия в общем обозначена позицией 10. Трансмиссия 10 выполнена с возможностью присоединения к входному элементу 12 и имеет выходной элемент или зубчатое колесо 13. В настоящем варианте осуществления входной элемент 12 является валом, а выходной элемент 14 является зубчатым колесом, тем не менее, специалистам в данной области техники будет понятно, что входной элемент может являться элементом, отличным от вала, а выходной элемент 14 может являться элементом, отличным от зубчатого колеса, таким как вал.

Входной элемент 12 непрерывно соединен с двигателем (не показан) или с другим устройством, вырабатывающим крутящий момент, для обеспечения крутящего момента к входному элементу 12. Выходной элемент или зубчатое колесо 14 приводит с возможностью вращения главную передачу или узел 16 дифференциала. Узел 16 дифференциала в итоге передает крутящий момент, обеспеченный выходным элементом 14, к паре ходовых колес (не показаны).

Трансмиссия 10 включает в себя корпус 18, который, по меньшей мере, частично, вмещает зубчатый перебор 20. Зубчатый перебор 20 включает в себя различные валы или элементы, копланарные сцепленные зубчатые передачи, узел двойного сцепления и выборочно вводящиеся в зацепление синхронизаторы, как будет описано здесь. Например, зубчатый перебор 20 включает в себя первый входной вал трансмиссии или элемент 22, второй входной вал трансмиссии или элемент 24, первый промежуточный вал 26, второй промежуточный вал 28 и вал 30 стояночного зубчатого колеса. Второй входной вал трансмиссии или элемент 24 представляет собой полый (пустотелый) вал, который является концентричным и перекрывает первый входной вал трансмиссии или элемент 22. Каждый из первого промежуточного вала 26, второго промежуточного вала 28 и вала 30 стояночного зубчатого колеса расположен на расстоянии друг от друга и является параллельным первому и второму входным элементам 22, 24 валов трансмиссии. Первый и второй входные валы 22, 24 трансмиссии образуют первую ось вращения, первый промежуточный вал 26 образует вторую ось вращения, а второй промежуточный вал 28 образует третью ось вращения. Положение и размещение промежуточных валов 26 и 28 относительно первого и второго входных валов 22, 24 трансмиссии являются взаимозаменяемыми.

Узел 32 двойного сцепления подсоединен между входным элементом 12 и первым и вторым входными элементами 22, 24 валов трансмиссии. Узел 32 двойного сцепления включает в себя корпус 34 сцепления, соединяемый для совместного вращения с входным элементом 12. Кроме того, узел 32 двойного сцепления имеет первый и второй элементы сцепления или ступицы 36 и 38. Элементы 36 и 38 сцепления вместе с корпусом 34 сцепления выполнены для образования фрикционного сцепления, которое известно в данной области техники как двойное сцепление. Более конкретно, элементы 36, 38 сцепления и корпус 34 сцепления имеют фрикционные пластины, установленные на них или иным образом присоединенные к ним, которые взаимодействуют для образования фрикционного сцепления. Элемент 36 сцепления соединен для совместного вращения с первым входным валом трансмиссии или элементом 22, а элемент 38 сцепление соединен для совместного вращения со вторым входным валом трансмиссии или элементом 24. Таким образом, выборочное введение в зацепление элемента 36 сцепления с корпусом 34 сцепления соединяет входной элемент 12 для совместного вращения с первым входным элементом 22 вала трансмиссии. Выборочное введение в зацепление элемента 38 сцепления с корпусом 34 сцепления соединяет входной элемент 12 для совместного вращения со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии.

Зубчатый перебор 20 также включает в себя множество копланарных сцепляющихся зубчатых передач 40, 50, 60, 70 и 80. Настоящее изобретение предполагает, что множество копланарных сцепляющихся зубчатых передач 40, 50, 60, 70 и 80 может быть расположено соосно, вдоль входных валов 22, 24 трансмиссии, в порядке, отличном от порядка, который показан на фиг.1, и охватывается объем изобретения. Копланарная зубчатая передача 40 включает в себя зубчатое колесо 42 и зубчатое колесо 44. Зубчатое колесо 42 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии. Зубчатое колесо 44 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала и зацепляется с зубчатым колесом 42. Зубчатое колесо 44 включает в себя дополнительную зубчатую часть 46, которая кинематически присоединена к и прикреплена для совместного вращения к зубчатому колесу 44. Дополнительная зубчатая часть 46 может иметь такое же или другое количество зубьев зубчатого колеса или шаг зацепления относительно других частей зубчатого колеса 44, которое необходимо для осуществления требуемого передаточного отношения заднего хода. Следует понимать, что зубчатое колесо 42 может представлять собой отдельную конструкцию зубчатого колеса, закрепленную на втором входном элементе 24 вала трансмиссии, или зубья/шлицы зубчатого колеса, образованные на внешней поверхности второго входного элемента 24 вала трансмиссии, не выходя за рамки объема настоящего изобретения. Зубчатая передача 40 расположена вблизи от стенки 48 корпуса 18 трансмиссии, которая расположена спереди или сбоку трансмиссии 10, находящейся вблизи от узла 32 двойного сцепления.

Копланарная зубчатая передача 50 включает в себя зубчатое колесо 52, зубчатое колесо 54 и зубчатое колесо 56. Зубчатое колесо 52 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии и зацепляется с зубчатым колесом 54 и зубчатым колесом 56. Зубчатое колесо 54 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала. Зубчатое колесо 56 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 26 первого промежуточного вала. Зубчатая передача 50 расположена вблизи от зубчатой передачи 40.

Копланарная зубчатая передача 60 включает в себя зубчатое колесо 62, зубчатое колесо 64 и зубчатое колесо 66. Зубчатое колесо 62 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с первым входным элементом 22 вала трансмиссии и зацепляется с зубчатым колесом 64 и зубчатым колесом 66. Зубчатое колесо 64 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала. Зубчатое колесо 66 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 26 первого промежуточного вала. Зубчатая передача 60 расположена вблизи от зубчатой передачи 50.

Копланарная зубчатая передача 70 включает в себя зубчатое колесо 72 и зубчатое колесо 74. Зубчатое колесо 72 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с первым входным элементом 22 вала трансмиссии и зацепляется с зубчатым колесом 74. Зубчатое колесо 74 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 26 первого промежуточного вала. Зубчатая передача 70 расположена вблизи от зубчатой передачи 60.

Копланарная зубчатая передача 80 включает в себя зубчатое колесо 82 и зубчатое колесо 84. Зубчатое колесо 82 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с первым входным элементом 22 вала трансмиссии и зацепляется с зубчатым колесом 84. Зубчатое колесо 84 является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала. Зубчатая передача 80 расположена между зубчатой передачей 70 и торцевой стенкой 88 корпуса 18 трансмиссии.

Зубчатое колесо 90 заднего хода является выборочно соединяемым для совместного вращения с элементом 26 первого промежуточного вала и зацепляется с дополнительной зубчатой частью 46 ступенчатого зубчатого колеса 44. Как описано выше, дополнительная зубчатая часть 46 зубчатого колеса 44 прикреплена для совместного вращения к зубчатому колесу 44 и может иметь другой шаг зацепления, чем шаг зацепления зубчатого колеса 44, как требуется, для осуществления заднего хода зубчатого колеса. Зубчатое колесо 90 заднего хода расположено между зубчатой передачей 50 и торцевой стенкой 48. Зубчатое колесо 90 заднего хода и дополнительная зубчатая часть 46 могут рассматриваться как шестая копланарная зубчатая передача.

Кроме того, передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с элементом 26 первого промежуточного вала. Передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала. Стояночное передаточное зубчатое колесо 111 закреплено с возможностью вращения и соединено для совместного вращения с валом 30 стояночного зубчатого колеса. Передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала выполнено с возможностью зацепления с выходным элементом 14, передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала выполнено с возможностью зацепления с выходным элементом 14, а стояночное передаточное зубчатое колесо 111 выполнено с возможностью зацепления с выходным элементом 14. Однако передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала, передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала и стояночное передаточное зубчатое колесо 111 не сцепляются друг с другом. Передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала расположено между зубчатым колесом 90 заднего хода и торцевой стенкой 48 корпуса 18 трансмиссии. Передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала расположено между зубчатым колесом 44 и концевой стенкой 48 корпуса 18 трансмиссии. Стояночное передаточное зубчатое колесо 111 расположено вблизи от стенки 48 корпуса 18 трансмиссии и копланарно выходному зубчатому колесу или элементу 14. Более того, выходной элемент 14 является копланарным передаточным зубчатым колесам 100, 110 первого и второго промежуточных валов.

Стояночное зубчатое колесо 112 предусмотрено для приведения трансмиссии 10 в стояночный режим, чтобы предотвратить вращение выходного элемента 14. Стояночное зубчатое колесо 112 присоединено к стояночному передаточному зубчатому колесу 111 через вал 30 стояночного зубчатого колеса. В качестве альтернативы, как показано на фиг.2, для трансмиссии 10', настоящее изобретение предполагает закрепленное расположение стояночного зубчатого колеса на одном из первого и второго промежуточных валах для достижения функции стояночного режима. В варианте осуществления трансмиссии 10', стояночное передаточное зубчатое колесо 111 и вал 30 стояночного зубчатого колеса исключены, дополнительно улучшая возможность компоновки трансмиссии. Более того, осевое расположение стояночного зубчатого колеса 112 вдоль промежуточных валов 26 или 28 может быть изменено, в соответствии с доступным компоновочным пространством.

Со ссылкой снова на фиг.1, трансмиссия 10 дополнительно включает в себя множество выборочно вводящихся в зацепление синхронизирующих узлов 150, 152, 154 и 156. Синхронизаторы 150, 152, 154 и 156 представляют собой двухсторонние синхронизаторы и, в общем, включают в себя вилку переключения (не показана), которая перемещается в двух направлениях посредством исполнительного механизма (не показан) в, по меньшей мере, два положения зацепления и нейтральное или расцепленное положение. В настоящем варианте осуществления, синхронизатор 150 является выборочно приводящимся в действие для соединения зубчатого колеса 44 для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала, а синхронизатор 150 является выборочно приводящимся в действие для соединения зубчатого колеса 54 для совместного вращения с элементом 28 второго промежуточного вала. Синхронизатор 152 является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 90 заднего хода с первым промежуточным валом 26 и является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 56 с первым промежуточным валом 26. Синхронизатор 154 является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 64 со вторым промежуточным валом 28 и является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 84 со вторым промежуточным валом 28. Синхронизатор 156 является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 66 с элементом 26 первого промежуточного вала и является выборочно приводящимся в действие для соединения для совместного вращения зубчатого колеса 74 с элементом 26 первого промежуточного вала.

Трансмиссия 10 способна передавать крутящий момент от входного вала 12 на выходной зубчатый элемент 14 при, по меньшей мере, семи отношениях крутящих моментов переднего хода и, по меньшей мере, одном отношении крутящих моментов заднего хода. Каждое из отношений крутящих моментов переднего хода и отношение крутящих моментов заднего хода получается посредством выборочного введения в зацепление узла 32 двойного сцепления и одного или более из синхронизирующих узлов 150, 152, 154 и 156. Специалистам в данной области техники будет легко понятно, что разное передаточное отношение связано с каждым отношением крутящих моментов.

Следует понимать, что каждая отдельная зубчатая передача 40, 50, 60, 70 и 80 обеспечивает одно или более передаточных отношений переднего и/или заднего хода при выборочном введении в зацепление синхронизирующих узлов 150, 152, 154 и 156. Также следует понимать, что конкретное передаточное отношение переднего или заднего хода может быть получено посредством разных комбинаций синхронизатора и соответствующих зубчатых передач, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.

Например, для установления отношения крутящих моментов заднего хода, элемент 38 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 152. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии. Синхронизатор 152 соединяет зубчатое колесо 90 заднего хода с элементом 26 первого промежуточного вала. Более конкретно, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на второй входной элемент 24 вала трансмиссии, через зубчатое колесо 42 на зубчатое колесо 44, через дополнительную зубчатую часть 46 зубчатого колеса 44 на зубчатое колесо 90 заднего хода, от зубчатого колеса 90 на элемент 26 первого промежуточного вала, через синхронизатор 152 на передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала и от передаточного зубчатого колеса 100 первого промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления первого отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 1-ой передачи), элемент 36 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 156. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым входным элементом 22 вала трансмиссии. Синхронизатор 156 соединяет зубчатое колесо 74 с элементом 26 первого промежуточного вала. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на первый входной элемент 22 вала трансмиссии на зубчатое колесо 72. Зубчатое колесо 72 передает крутящий момент на зубчатое колесо 74, которое передает крутящий момент на элемент 26 первого промежуточного вала через синхронизатор 156 и на передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала и затем от передаточного зубчатого колеса 100 первого промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления второго отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 2-ой передачи), элемент 38 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 150. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 42. Синхронизатор 150 соединяет зубчатое колесо 44 с элементом 28 второго промежуточного вала. Соответственно, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на второй входной элемент 24 вала трансмиссии через зубчатое колесо 42 на зубчатое колесо 44, от зубчатого колеса 44 на синхронизатор 150, от синхронизатора 150 на элемент 28 второго промежуточного вала и от элемента 28 второго промежуточного вала на передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала и выходной элемент 14.

Для установления третьего отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 3-ей передачи), элемент 36 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 154. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым входным элементом 22 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 82. Синхронизатор 154 соединяет зубчатое колесо 74 с элементом 28 второго промежуточного вала. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на первый входной элемент 22 вала трансмиссии через зубчатое колесо 82 на зубчатое колесо 84, через зубчатое колесо 84 на синхронизатор 154, от синхронизатора 154 на элемент 28 второго промежуточного вала, от элемента 28 второго промежуточного вала на передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала и затем от передаточного зубчатого колеса 110 второго промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления четвертого отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 4-ой передачи), элемент 38 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 152. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 52. Синхронизатор 152 соединяет зубчатое колесо 56 с элементом 26 первого промежуточного вала. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на второй входной элемент 24 вала трансмиссии на зубчатое колесо 52, затем от зубчатого колеса 52 на зубчатое колесо 56, от зубчатого колеса 56 на синхронизатор 152, от синхронизатора 152 на элемент 26 первого промежуточного вала, от элемента 26 первого промежуточного вала на передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала и затем от передаточного зубчатого колеса 100 первого промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления пятого отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 5-ой передачи), элемент 36 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 156. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым входным элементом 22 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 62. Синхронизатор 156 соединяет зубчатое колесо 66 с элементом 26 первого промежуточного вала. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на первый входной элемент 22 вала трансмиссии, от первого входного элемента 22 вала трансмиссии на зубчатое колесо 62, от зубчатого колеса 62 на зубчатое колесо 66, от зубчатого колеса 66 на элемент 26 первого промежуточного вала через синхронизатор 156, на передаточное зубчатое колесо 100 первого промежуточного вала и от передаточного зубчатого колеса 100 первого промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления шестого отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 6-ой передачи), элемент 38 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 150. Элемент 38 сцепления соединяет входной элемент 12 со вторым входным элементом 24 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 52. Синхронизатор 150 соединяет зубчатое колесо 54 с элементом 28 второго промежуточного вала. Таким образом, входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на второй входной элемент 24 вала трансмиссии на зубчатое колесо 52, затем от зубчатого колеса 52 на зубчатое колесо 54, от зубчатого колеса 54 на синхронизатор 150, от синхронизатора 150 на элемент 28 второго промежуточного вала, от элемента 28 второго промежуточного вала на передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала и затем от передаточного зубчатого колеса 110 второго промежуточного вала на выходной элемент 14.

Для установления седьмого отношения крутящих моментов переднего хода (т.е. 7-ой передачи), элемент 36 сцепления вводится в зацепление, и приводится в действие синхронизатор 154. Элемент 36 сцепления соединяет входной элемент 12 с первым входным элементом 22 вала трансмиссии, который вращает зубчатое колесо 62. Синхронизатор 154 соединяет зубчатое колесо 64 с элементом 28 второго промежуточного вала. Входной крутящий момент от входного элемента 12 передается через узел 32 двойного сцепления на первый входной элемент 22 вала трансмиссии, от первого входного элемента 22 вала трансмиссии на зубчатое колесо 62, от зубчатого колеса 62 на зубчатое колесо 64, от зубчатого колеса 64 на элемент 28 второго промежуточного вала через синхронизатор 154, на передаточное зубчатое колесо 110 второго промежуточного вала и от передаточного зубчатого колеса 110 второго промежуточного вала на выходной элемент 14.

Кроме того, следует понимать, что любая из зубчатых передач 40, 50, 60, 70 и 80 может быть изменена для обеспечения конкретного отношения крутящих моментов переднего и заднего ходов, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.

В настоящем изобретении предполагается, что множество отношений крутящих моментов (т.е. отношение крутящего момента выходного элемента 14 к входному элементу 12) и ступени передаточных отношений могут быть достигнуты посредством выбора количества зубьев зубчатых колес трансмиссии 10. Настоящее изобретение имеет много преимуществ по сравнению с предшествующим уровнем техники. Например, использование четырех синхронизаторов обеспечивает возможность использования четырех направляющих, имеющих одну вилку на каждую направляющую. Таким образом, получена трансмиссия, имеющая более упрощенную систему приведения в действие и управления, уменьшенную массу и стоимость и усовершенствованную компоновку.

Несмотря на то что были описаны подробно предпочтительные варианты осуществления изобретения, специалистам в области техники, к которой относится это изобретение, будут очевидны различные альтернативные конструкции и варианты осуществления для использования изобретения, находящиеся в рамках 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 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Трансмиссия, содержащая: корпус трансмиссии, узел двойного сцепления, имеющий корпус сцепления, выполненный с возможностью соединения с выходным элементом двигателя и поддерживаемый с возможностью вращения внутри корпуса трансмиссии, первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатые передачи, причем первая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, вторая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, третья зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, четвертая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, пятая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, при этом второе зубчатое колесо первой зубчатой передачи представляет собой ступенчатую ведущую шестерню, имеющую первую и вторую зубчатые части зубчатого колеса, причем первая зубчатая часть зубчатого колеса больше, чем вторая зубчатая часть зубчатого колеса и находится в зацеплении с первым зубчатым колесом первой зубчатой передачи, а вторая зубчатая часть зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым колесом заднего хода, первый входной элемент трансмиссии, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии, причем каждое из первых зубчатых колес третьей, четвертой и пятой зубчатой передачи закреплено с возможностью вращения для совместного вращения с первым входным элементом трансмиссии, второй входной элемент трансмиссии, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии, при этом каждое из первых зубчатых колес первой и второй зубчатых передач закреплено с возможностью вращения для совместного вращения со вторым входным элементом трансмиссии, причем второй входной элемент трансмиссии является концентричным первому входному элементу трансмиссии и, по меньшей мере, частично окружает первый входной элемент трансмиссии, первый промежуточный вал, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположенный параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии, при этом каждое из зубчатого колеса заднего хода, третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи, третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом, второй промежуточный вал, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположенный параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии, причем каждое из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи, второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи, второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом, и четыре синхронизирующих узла для выборочного соединения, по меньшей мере, одного из зубчатых колес первой, второй, третьей, четвертой и пятой зубчатых передач с, по меньшей мере, одним из первого промежуточного вала и второго промежуточного вала, при этом выборочное приведение в действие узла двойного сцепления соединяет корпус двойного сцепления с, по меньшей мере, одним из первого и второго входных элементов трансмиссии, а выборочное приведение в действие, по меньшей мере, одного из четырех синхронизирующих узлов устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода.

2. Трансмиссия по п.1, в которой первый из четырех синхронизирующих узлов выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи и второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

3. Трансмиссия по п.2, в которой второй из четырех синхронизирующих узлов выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из зубчатого колеса заднего хода и третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

4. Трансмиссия по п.3, в которой третий из четырех синхронизирующих узлов выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом.

5. Трансмиссия по п.4, в которой четвертый из четырех синхронизирующих узлов выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом.

6. Трансмиссия по п.1, в которой первая зубчатая передача расположена вблизи от узла двойного сцепления, вторая зубчатая передача расположена вблизи от первой зубчатой передачи, третья зубчатая передача расположена вблизи от второй зубчатой передачи, четвертая зубчатая передача расположена вблизи от третьей зубчатой передачи и пятая зубчатая передача расположена вблизи от четвертой зубчатой передачи.

7. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом второе сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления со вторым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя первый синхронизирующий узел для выборочного соединения второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления второго передаточного отношения.

8. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом второе сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления со вторым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя первый синхронизирующий узел для выборочного соединения второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления шестого передаточного отношения.

9. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом второе сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления со вторым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя второй синхронизирующий узел для выборочного соединения зубчатого колеса заднего хода с первым промежуточным валом для установления передаточного отношения заднего хода.

10. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом второе сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления со вторым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя второй синхронизирующий узел для выборочного соединения третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления четвертого передаточного отношения.

11. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом первое сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления с первым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя третий синхронизирующий узел для выборочного соединения второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления седьмого передаточного отношения.

12. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом первое сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления с первым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя третий синхронизирующий узел для выборочного соединения второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом для установления третьего передаточного отношения.

13. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом первое сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления с первым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя четвертый синхронизирующий узел для выборочного соединения третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления пятого передаточного отношения.

14. Трансмиссия по п.6, в которой узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, при этом первое сцепление выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления с первым входным элементом трансмиссии, причем четыре синхронизирующих узла включают в себя четвертый синхронизирующий узел для выборочного соединения второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом для установления первого передаточного отношения.

15. Трансмиссия по п.1, дополнительно содержащая передаточное зубчатое колесо первого промежуточного вала, закрепленное на первом промежуточном валу для совместного вращения с первым промежуточным валом, и передаточное зубчатое колесо второго промежуточного вала, закрепленное на втором промежуточном валу для совместного вращения со вторым промежуточным валом, при этом передаточные зубчатые колеса первого и второго промежуточных валов передают крутящий момент от, по меньшей мере, одного из первого и второго промежуточных валов на выходной элемент трансмиссии.

16. Трансмиссия по п.15, в которой выходной элемент трансмиссии представляет собой зубчатое колесо, которое находится в зацеплении с каждым из передаточных зубчатых колес первого и второго промежуточных валов.

17. Трансмиссия по п.15, дополнительно содержащая стояночное зубчатое колесо, закрепленное на первом конце вала стояночного зубчатого колеса, и стояночное передаточное зубчатое колесо, закрепленное на втором конце вала стояночного зубчатого колеса, при этом стояночное передаточное зубчатое колесо находится в зацеплении с выходным элементом трансмиссии, а стояночное зубчатое колесо выполнено с возможностью предотвращения вращения выходного элемента трансмиссии при приведении в действие стояночного зубчатого колеса.

18. Трансмиссия по п.15, дополнительно содержащая стояночное зубчатое колесо, закрепленное на первом промежуточном валу, при этом стояночное зубчатое колесо выполнено с возможностью предотвращения вращения передаточного зубчатого колеса первого промежуточного вала и выходного элемента трансмиссии при приведении в действие стояночного зубчатого колеса.

19. Трансмиссия, содержащая: корпус трансмиссии, узел двойного сцепления, имеющий корпус сцепления, выполненный с возможностью соединения с выходным элементом двигателя, при этом корпус сцепления поддерживается с возможностью вращения в корпусе трансмиссии, а узел двойного сцепления включает в себя первое сцепление и второе сцепление, первую, вторую, третью, четвертую и пятую зубчатые передачи, причем первая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, вторая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, третья зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом и третьим зубчатым колесом, четвертая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, пятая зубчатая передача включает в себя первое зубчатое колесо, находящееся в зацеплении со вторым зубчатым колесом, причем второе зубчатое колесо первой зубчатой передачи представляет собой ступенчатую ведущую шестерню, имеющую первую и вторую зубчатые части зубчатого колеса, при этом первая зубчатая часть зубчатого колеса больше, чем вторая зубчатая часть зубчатого колеса и находится в зацеплении с первым зубчатым колесом первой зубчатой передачи, а вторая зубчатая часть зубчатого колеса находится в зацеплении с зубчатым колесом заднего хода; первый входной элемент трансмиссии, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии, при этом каждое из первых зубчатых колес третьей, четвертой и пятой зубчатой передачи закреплены с возможностью вращения для совместного вращения с первым входным элементом трансмиссии, причем первое сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления с первым входным элементом трансмиссии, второй входной элемент трансмиссии, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии, при этом каждое из первых зубчатых колес первой и второй зубчатых передач закреплены с возможностью вращения для совместного вращения со вторым входным элементом трансмиссии, причем второй входной элемент трансмиссии является концентричным первому входному элементу трансмиссии и, по меньшей мере, частично окружает первый входной элемент трансмиссии, при этом второе сцепление узла двойного сцепления выполнено с возможностью выборочного соединения корпуса двойного сцепления со вторым входным элементом трансмиссии, первый промежуточный вал, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположенный параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии, причем каждое из зубчатого колеса заднего хода, третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи, третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения с первым промежуточным валом; второй промежуточный вал, поддерживаемый с возможностью вращения в корпусе трансмиссии и расположенный параллельно первому и второму входным элементам трансмиссии, причем каждое из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи, второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи, второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи выполнено с возможностью выборочного соединения для совместного вращения со вторым промежуточным валом, первый синхронизирующий узел, который выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса первой зубчатой передачи и второго зубчатого колеса второй зубчатой передачи со вторым промежуточным валом, второй синхронизирующий узел, который выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из зубчатого колеса заднего хода и третьего зубчатого колеса второй зубчатой передачи с первым промежуточным валом, третий синхронизирующий узел, который выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из второго зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса пятой зубчатой передачи со вторым промежуточным валом, четвертый синхронизирующий узел, который выборочно соединяет, по меньшей мере, одно из третьего зубчатого колеса третьей зубчатой передачи и второго зубчатого колеса четвертой зубчатой передачи с первым промежуточным валом, передаточное зубчатое колесо первого промежуточного вала, закрепленное на первом промежуточном валу для совместного вращения с первым промежуточным валом, и передаточное зубчатое колесо второго промежуточного вала, закрепленное на втором промежуточном валу для совместного вращения со вторым промежуточным валом, при этом передаточные зубчатые колеса первого и второго промежуточных валов передают крутящий момент от, по меньшей мере, одного из первого и второго промежуточных валов на выходной элемент трансмиссии; и стояночное зубчатое колесо, закрепленное на первом конце вала стояночного зубчатого колеса, и стояночное передаточное зубчатое колесо, закрепленное на втором конце вала стояночного зубчатого колеса, причем стояночное передаточное зубчатое колесо находится в зацеплении с выходным элементом трансмиссии, при этом стояночное зубчатое колесо выполнено с возможностью предотвращения вращения выходного элемента трансмиссии при приведении в действие стояночного зубчатого колеса, причем выборочное приведение в действие узла двойного сцепления соединяет корпус двойного сцепления с, по меньшей мере, одним из первого и второго входных элементов трансмиссии, а выборочное приведение в действие, по меньшей мере, одного из синхронизирующих узлов устанавливает, по меньшей мере, одно из семи передаточных отношений переднего хода между, по меньшей мере, одним из первого и второго входных элементов трансмиссии и выходным элементом трансмиссии.