КОРОБКА ПЕРЕДАЧ К АВТОТРАНСПОРТНОМУ СРЕДСТВУ Российский патент 2013 года по МПК F16H3/44 F16H59/14 

Предлагаемая коробка передач относится к автотранспортным средствам и может быть применена для освобождения водителя от необходимости переключения передач с целью снижения напряженности труда, утомляемости и аварийности, повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая гидротрансформатор, механическую планетарную коробку передач с многодисковым фрикционом, двумя ленточными тормозными механизмами и электрогидравлической системой управления, включающей гидронасос, скоростной и силовой регуляторы, гидроцилиндры и пр. (Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета. - М.: Академия. - 2006. - С.111-113, рис.3.25).

Основными недостатками данной коробки передач является сложность и высокая стоимость конструкции, потери мощности двигателя на работу системы управления (привод гидронасоса и пр.)

Наиболее близкой к предлагаемой является двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный косозубый цилиндрический редуктор с заблокированной (жестко связанной с картером коробки передач) солнечной шестерней, коронная шестерня которого установлена свободно на шлицах на ведущем валу коробки передач, а водило с сателлитами и их осями - на ведомом валу коробки передач, фрикционную многодисковую муфту, блокирующую в зависимости от соотношения осевой силы в зубчатом зацеплении редуктора и центробежной силы грузов, установленных на водиле, ведущий и ведомый валы (коронную шестерню и водило) для включения второй передачи (Гладов Г.И., Петренко A.M. Легковые автомобили отечественного и иностранного производства. - М.: Транспорт. - 2002. - С.93-94, рис.3.12).

Недостатком данной конструкции является то, что при включении второй передачи солнечная шестерня редуктора остается заблокированной (жестко связанной с картером коробки передач), что приведет к остановке двигателя или поломке конструкции, т.е. нет механизма разблокирования солнечной шестерни, а если иметь в виду, что она разблокируется, на схеме и в описании отсутствует механизм, осуществляющий эту операцию, а также наличие трения скольжения между внешним левым торцом коронной шестерни и корпусом дисков муфты, что многократно снижает надежность коробки передач при движении на первой передаче.

Техническим результатом предлагаемой коробки передач является обеспечение работоспособности и повышение надежности конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухступенчатой коробке передач, содержащей цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого подвижно установлена на шлицах на ведущем валу, а солнечная шестерня - свободно и водило с сателлитами и их осями - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые - через корпус муфты - с водилом и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из дисковой муфты, корпус которой связан жестко с солнечной шестерней, ведущие и ведомые диски муфты связаны подвижно через шлицы соответственно с корпусом муфты и с неподвижной трубчатой осью, кольцо включения которой через двуплечие рычаги с пружиной и тягу связано с коронной шестерней, а также через эксцентрик - с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты и водило жестко связаны, левый крайний (со стороны двигателя) ведущий диск выполнен заодно с коронной шестерней, а исполнительные плечи центробежных грузов через рабочие пружины и установленный на ступице коронной шестерни упорный подшипник упираются в коронную шестерню.

На чертеже изображена схема предлагаемой коробки передач.

Предлагаемая коробка передач включает планетарный понижающий цилиндрический косозубый редуктор и автоматическую систему переключения с первой передачи на вторую. Планетарный редуктор состоит из ведущего вала 1, на котором подвижно на шлицах установлена коронная шестерня 2, выполненная заодно с левым крайним (со стороны двигателя) ведущим диском, солнечной шестерни 3, свободно установленной на ведомом валу 4 с жестко закрепленным на нем водилом 5 с осями 6 и сателлитами 7, находящимися в зацеплении с коронной и солнечной шестернями.

Автоматическая система переключения состоит из фрикционной муфты, ведущие диски 8 которой связаны через шлицы с коронной шестерней, а ведомые диски 9 через корпус 10 - с водилом и, следовательно, с ведомым валом центробежных грузов 11 с пружинами 12, закрепленных на осях на корпусе муфты, исполнительные плечи которых упираются через упорный подшипник 13, установленный на ступице коронной шестерни, - в левый (со стороны двигателя) торец коронной шестерни, автоматической системы управления состоянием солнечной шестерни, включающей тормозок, состоящий из корпуса 14, жестко установленного на ступице солнечной шестерни, и связанных с ним шлицами ведущих дисков 15, ведомых дисков 16, подвижно через шлицы связанных с неподвижной трубчатой осью 17 с кольцом включения 18, которое через двуплечие рычаги 19 и 20 с пружиной 21 и тягу 22 связано с коронной шестерней, а также через двуплечий рычаг 19, эксцентрик 23, поводок 24, тягу 25 - с двуплечим рычагом управления 26 с сектором и фиксатором непосредственно от водителя.

Работает предлагаемая коробка передач следующим образом.

А) При использовании коробки передач на автотранспортном средстве с непостоянно замкнутым сцеплением или гидротрансформатором.

Рукоятка рычага управления тормозком находится в положении «Тормозок включен». При этом повернутый против часовой стрелки эксцентрик через двуплечий рычаг 19 и кольцо включения 18 включает дисковую муфту тормозка. Кроме того, при работающем двигателе, включении сцепления и разгоне на первой передаче солнечная шестерня 3 редуктора за счет рабочей пружины 21 и осевой силы в зацеплении коронная шестерня 2 - сателлиты 7 окончательно заблокирована тормозком.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков и пружины 12, упорный подшипник 13 и коронную шестерню 2 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 20, 19 и тягу 22 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения автотранспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу, а при достижении заданной скорости вновь переходить на вторую передачу в зависимости от сил сопротивления движению и положения педали газа.

Для движения накатом необходимо выключить сцепление или рукоятку рычага управления тормозком перевести в положение «Тормозок выключен», как показано на схеме.

Б) При использовании коробки передач на автотранспортном средстве с постоянно замкнутым сцеплением.

Автотранспортное средство неподвижно. При работающем двигателе, выключенном рукояткой рычага управления тормозке и включенном постоянно замкнутом фрикционном сцеплении ведущий вал, коронная шестерня, сателлиты и солнечная шестерня будут вращаться, а водило с ведомым валом будут неподвижны.

Для трогания автотранспортного средства с места водитель выключает сцепление, переводит рукоятку управления тормозком в положение «Тормозок включен», при этом солнечная шестерня тормозком блокируется, что соответствует включенной первой передаче.

Далее водитель, нажимая на газ, отпускает педаль сцепления. Автотранспортное средство трогается. При этом вращается ведущий вал с коронной шестерней, сателлиты, водило с корпусом фрикционной муфты и ведомым валом, а действующие осевые силы в зацеплении коронная шестерня - сателлиты увеличивают силу сжатия дисков муфты тормозка и препятствуют преждевременному включению фрикционной муфты от центробежных сил грузиков.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков и пружины 12 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 20, 19 и тягу 22 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу и наоборот.

Таким образом, предлагаемая коробка передач имеет простую конструкцию, небольшие габариты, массу и стоимость, не требует затрат энергии на работу ее системы управления, позволяет освободить водителя от необходимости переключения передач и управления фрикционным сцеплением в процессе движения с целью снижения напряженности труда и утомляемости водителя, аварийности и повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления, которое будет использоваться только при трогании с места.

Изобретение относится к коробкам переключения передач с автоматической системой переключения. Коробка передач включает планетарный понижающий цилиндрический косозубый редуктор и автоматическую систему переключения с первой передачи на вторую. Планетарный редуктор состоит из ведущего вала (1), на котором на шлицах установлена коронная шестерня (2) с закрепленным ведущим диском, солнечной шестерни (3), свободно установленной на ведомом валу (4) с жестко закрепленным на нем водилом (5) с осями (6) и сателлитами (7), находящимися в зацеплении с коронной и солнечной шестернями. Автоматическая система переключения состоит из фрикционной муфты, ведущие диски (8) которой связаны через шлицы с коронной шестерней, а ведомые диски (9) через корпус (10) и диск - с осями сателлитов, и водилом, и с ведомым валом центробежных грузов (11) с пружинами (12), и автоматической системы управления состоянием солнечной шестерни. Автоматическая система управления состоянием солнечной шестерни включает тормозок, состоящий из корпуса (14), жестко установленного на ступице солнечной шестерни, и связанных с ним шлицами ведущих дисков (15), ведомых дисков (16), кольцо включения (18), которое через двуплечие рычаги (19) и (20) с пружиной (21) и тягу (22) связано с коронной шестерней. Корпус муфты (10), диск (26) и оси сателлитов (6) и водило жестко связаны. Левый крайний ведущий диск (27) муфты крепится болтами к коронной шестерне. Исполнительные плечи центробежных грузов с втулками по их концам через рабочие пружины прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт. Достигается повышение надежности конструкции. 1 ил.

Коробка передач к автотранспортному средству, содержащая цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого установлена подвижно на шлицах на ведущем валу, солнечная шестерня - свободно, а водило с сателлитами и их осями - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые через корпус муфты - с водилом и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, отличающаяся тем, что она снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из дисковой муфты, корпус которой связан жестко с солнечной шестерней, ведущие и ведомые диски муфты связаны подвижно через шлицы соответственно с корпусом муфты и с неподвижной трубчатой осью, кольцо включения которой через двуплечие рычаги с пружиной и тягу связано с коронной шестерней, а также через эксцентрик - с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты и водило жестко связаны, левый крайний (со стороны двигателя) ведущий диск выполнен заодно с коронной шестерней, а исполнительные плечи центробежных грузов через рабочие пружины и установленный на ступице коронной шестерни упорный подшипник упираются в коронную шестерню.