МЕХАНИЗМ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ Российский патент 2013 года по МПК F16H3/66 

Изобретение касается механизма коробки передач для трансмиссии автомобиля.

Уже известны механизмы коробок передач с четырьмя планетарными зубчатыми передачами и шестью соединительными звеньями.

Задачей изобретения является создание компактного механизма коробки передач с высоким числом передних передач. Эта задача решается в соответствии с изобретением признаками пункта 1 формулы изобретения. Частные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно изобретению предлагается механизм коробки передач, в особенности автомобильной коробки передач, с четырьмя: первой, второй, третьей и четвертой планетарными передачами, которые одна за другой расположены вдоль главной оси вращения, с шестью соединительными звеньями, которые позволяют включать девять передних передач, с узлом привода, который неразрывно связан со вторым солнечным колесом второй планетарной передачи и четвертым водилом планетарной передачи четвертой планетарной передачи, и ведомый узел, который неразрывно связан с третьим водилом планетарной передачи третьей планетарной передачи. Таким образом, возможно создать механизм коробки передач, который будет иметь компактное исполнение при высоком числе передач с хорошей разбивкой на ступени с их достаточно хорошим расположением.

Под "соединительным звеном" следует понимать как узел соединения, так и узел торможения. Под "узлом соединения" следует понимать узел, который предназначен для надежного соединения или разъединения двух вращающихся соединительных звеньев. Под "узлом торможения" следует понимать узел, который предназначен для неразрывного соединения или разъединения вращающегося соединительного звена с неподвижным узлом, в особенности с картером коробки передач.

Под "первой, второй, третьей и четвертой планетарной передачей, которые расположены поочередно вдоль главной оси вращения", в данном контексте следует понимать очередность четырех планетарных передач, которые расположены вдоль главной оси вращения, при этом преимущественно первая планетарная передача обращена к приводному валу. Для упрощения под "первым-четвертым водилом планетарной передачи", "первым-четвертым солнечным колесом" и "первой-четвертой коронной шестерней" следует понимать соответствующее первое-четвертое водило планетарной передачи или солнечной или коронное колесо, т.е., например, под первым водилом планетарной передачи следует понимать водило планетарной передачи первой планетарной передачи.

Преимущественно как минимум одно из соединительных звеньев предназначено для того, чтобы блокировать как минимум одну из планетарных передач. В особенности одно из соединительных звеньев предназначено для того, чтобы заблокировать вторую планетарную передачу. Под "заблокированной планетарной передачей" следует понимать планетарную передачу, в которой солнечное колесо, водило планетарной передачи, и коронное колесо неразрывно связаны между собой. Под "блокировкой планетарной передачи" следует понимать то, что как минимум два элемента механизма планетарной передачи неразрывно соединены между собой, при этом под элементами механизма следует понимать солнечное колесо, коронное колесо и водило планетарной передачи. Для блокировки планетарной передачи возможным является также неразрывное соединение водила планетарной передачи с отходящими от него сателлитами, при этом элементы механизма также неразрывно соединены между собой.

Последующие варианты исполнения и последующие преимущества возникают из следующего описания чертежа, требований и чертежей. На чертежах представлены два примера исполнения изобретения. Чертежи, описание и требования содержат в себе большое число характеристик в различных комбинациях. Специалист будет рассматривать характеристики также по отдельности и рационально обобщать в последующих комбинациях.

При этом изображены:

на фиг.1 - схематическое изображение механизма коробки передач согласно изобретению,

на фиг.2 - примерные передаточные отношения для передних передач механизма коробки передач по фиг.1,

на фиг.3 - комбинационная логика механизма коробки передач по фиг.1,

на фиг.4 - переключение механизма коробки передач по фиг.1,

на фиг.5 - альтернативное исполнение механизма коробки передач и

на фиг.6 - комбинационная логика механизма коробки передач по фиг.5.

На фиг.1 показан механизм коробки передач, который выполнен в качестве механизма автомобильной коробки передач. Механизм коробки передач имеет четыре планетарные передачи Р1а, Р2а, Р3а, Р4а. Первая планетарная передача Р1а, вторая планетарная передача Р2а, третья планетарная передача Р3а и четвертая планетарная передача Р4а расположены последовательно вдоль основной оси вращения 10а. Все планетарные передачи Р1а, Р2а, Р3а, Р4а механизма коробки передач имеют простую планетарную зубчатую передачу. Механизм коробки передач имеет шесть соединительных звеньев S1a, S2a, S3а, S4a, S5a, S6a. Они предназначены для того, чтобы точно включать девять передних передач V1a, V2a, V3a, V4a, V5a, V6a, V7a, V8a, V9a. Но все же механизм коробки передач может работать также только и с восьмью передними передачами, например, благодаря тому, что первая передняя передача V1a или девятая передняя передача V9a не будут включаться.

Механизм коробки передач предназначен для соединения приводного двигателя автомобиля, который здесь детально не описан, с ведущими колесами автомобиля, который здесь детально не описан. С помощью механизма коробки передач можно установить передаточное число между приводным двигателем и приводными колесами. Механизм коробки передач соединить с гибридным приводным модулем и с его помощью можно изменить движущий момент. В дальнейшем с помощью гибридного приводного модуля и механизма коробки передач возможно реализовать вариатор (CVT), благодаря чему возможно реализовать механизм коробки передач, передаточное число которого можно устанавливать бесступенчато, по меньшей мере, в поддиапазонах.

Механизм коробки передач имеет узел привода (ведущее, или входное, звено) 11а, который предусмотрен для передачи движущего момента на механизм коробки передач. Узел привода 11а может предварительно подключаться к модулю, который здесь детально не описан, который предусмотрен для обеспечения тягового усилия при трогании с места. В качестве предварительно подключенного модуля, в качестве примера следует допустить преобразователь или сухое сцепление, включаемое при трогании автомобиля с места. В основном, модуль, предусмотренный для трогания с места, может также встраиваться в механизм коробки передач или, например, применять одно из соединительных звеньев S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a для трогания с места.

Далее механизм коробки передач имеет ведомый узел 12а (ведомое, или выходное, звено), который предусмотрен для передачи движущего момента от механизма коробки передач. Ведомый узел 12а предназначен для соединения с ведущими колесами автомобиля. Ведомый узел 12а может последовательно подключаться к модулю, который здесь детально не описан, с помощью которого передаваемый от механизма коробки передач момент может распределяться между приводными колесами, как, например, планетарная передача, которая предусмотрена для уравнивания числа оборотов между приводными колесами, или механизм полного привода, который распределяет движущий момент между двумя различными приводными осями. Узел привода 11а и ведомый узел 12а могут иметь различное взаимное расположение. При этом преимущественным является коаксиальное расположение на противоположных сторонах механизма коробки передач. Возможным является также и расположение на одной стороне механизма коробки передач.

Первая планетарная передача Р1а расположена на стороне входа. Первая планетарная передача Р1а имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из первого солнечного колеса P11a, первого коронного колеса Р13а и первого водила планетарной передачи Р12а. Водило планетарной передачи Р12а ведет сателлиты Р14а по круговой траектории. Сателлиты Р14а находятся в зацеплении с солнечным колесом P11a и коронным колесом Р13а. Сателлиты Р14а вращаются на водиле планетарной передачи Р12а. Первая планетарная передача Р1а между солнечным колесом Р11а и коронным колесом Р13а при зафиксированном водиле планетарной передачи Р12а имеет постоянное передаточное число - 1,970.

Вторая планетарная передача Р2а расположена по центру со стороны входа. Вторая планетарная передача Р2а имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из второго солнечного колеса Р21а, второго коронного колеса Р23а и второго водила планетарной передачи Р22а. Водило планетарной передачи Р22а ведет сателлиты Р24а по круговой траектории. Сателлиты Р24а находятся в зацеплении с солнечным колесом Р21а и коронным колесом Р23а. Сателлиты Р24а вращаются на водиле планетарной передачи Р22а. Вторая планетарная передача Р2а между солнечным колесом Р21а и коронным колесом Р23а при зафиксированном водиле планетарной передачи Р22а имеет постоянное передаточное число - 1,658.

Третья планетарная передача Р3а расположена по центру на стороне выхода. Третья планетарная передача Р3а имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная зубчатая передача состоит из третьего солнечного колеса Р31а, третьего коронного колеса Р33а и третьего водила планетарной передачи Р32а. Водило планетарной передачи Р32а ведет сателлиты Р34а по круговой траектории. Сателлиты Р34а находятся в зацеплении с солнечным колесом Р31а и коронным колесом Р33а. Сателлиты Р34а вращаются на водиле планетарной передачи Р32а. Третья планетарная передача Р3а между солнечным колесом Р31а и коронным колесом Р33а при зафиксированном водиле планетарной передачи Р32а имеет постоянное передаточное число - 2,548.

Четвертая планетарная передача Р4а расположена на стороне выхода. Четвертая планетарная передача Р4а имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из четвертого солнечного колеса Р41а, четвертого коронного колеса Р43а и четвертого водила планетарной передачи Р42а. Водило планетарной передачи Р42а ведет сателлиты Р44а по круговой траектории. Сателлиты Р44а находятся в зацеплении с солнечным колесом Р41а и коронным колесом Р43а. Сателлиты Р44а вращаются на водиле планетарной передачи Р42а. Четвертая планетарная передача Р4а между солнечным колесом Р41а и коронным колесом Р43а при зафиксированном водиле планетарной передачи Р42а имеет постоянное передаточное число - 2,648.

Три соединительных звена S3a, S4a, S6a выполнены в качестве соединительных узлов. Они имеют первый вращающийся соединительный элемент S31a, S41a, S61a и второй вращающийся соединительный элемент S32a, S42a, S62a. Три соединительных звена S3a, S4a, S6a предназначены для неразрывного соединения с их обоими соединительными элементами S31a, S32a, S41a, S42a, S61a, S62a.

Три соединительных звена S1a, S2a, S5a выполнены в качестве тормозных звеньев и имеют только соединительный элемент S11a, S21a, S51a. Соединительные звенья S1a, S2a, S5a предназначены для неразрывного соединения соединительного элемента S11a, S21a, S51a с картером коробки передач 13а.

Соединительные звенья S1a, S2a, S5a, которые выполнены в качестве тормозных звеньев, имеют исполнение с внешним расположением. Соединительные звенья S3a, S4a, S6a, которые выполнены в качестве соединительных звеньев, имеют исполнение с внутренним расположением. Соединительные звенья S1a, S2a, S3a, S4a, S6a выполнены в форме пакетов фрикционных дисков. Соединительное звено S5a выполнено в форме звена с кулачковыми муфтами. Оно имеет блок синхронизации, который здесь детально не описан, от которого также можно отказаться. Но все же соединительное звено S5a можно также выполнить в виде пакета фрикционных дисков. Соединительные звенья S1a, S2a расположены в аксиальном направлении на стороне входа от первой планетарной передачи Р1а. Соединительные звенья S3a, S4a расположены в аксиальном направлении между второй планетарной передачей Р2а и третьей планетарной передачей Р3а. Соединительное звено S5a расположено в аксиальном направлении на высоте третьей планетарной передачи Р3а. Соединительное звено S6a расположено в аксиальном направлении на высоте четвертой планетарной передачи Р4а.

Узел привода 11a через приводной вал 14а, который соединен с узлом привода 11a, неразрывно соединен со вторым солнечным колесом Р21а и четвертым водилом планетарной передачи Р42а. С помощью промежуточного вала 16а неразрывно соединены между собой первое солнечное колесо P11a и соединительный элемент S21a второго соединительного звена S2a. С помощью промежуточного вала 17а неразрывно соединены между собой первое коронное колесо Р13а, соединительный элемент S42a четвертого соединительного звена S4a, третье солнечное колесо Р31а и четвертое солнечное колесо Р41а. С помощью промежуточного вала 18а неразрывно соединены между собой соединительный элемент S11a первого соединительного звена S1a, второго водила планетарной передачи Р22а, соединительный элемент S32a третьего соединительного звена S3а и соединительный элемент S41a четвертого соединительного элемента S4a. С помощью промежуточного вала 19а неразрывно соединены между собой первое водило планетарной передачи Р12а, второе коронное колесо Р23а и соединительный элемент S31a третьего соединительного звена S3a. Третье коронное колесо Р33а неразрывно соединено с соединительным элементом S51a пятого соединительного звена S5a. Четвертое коронное колесо Р43а неразрывно соединено с соединительным элементом S61a шестого соединительного звена S6a. Ведомый узел 12а через ведомый (выходной) вал 15а неразрывно связан с третьим водилом планетарной передачи Р32а и соединительным элементом S62a шестого соединительного звена S6a.

Приводной вал 14а, который связан с узлом привода 11a, передает момент на четыре солнечных колеса Р11а, Р21а, Р31а, Р41а. Второе коронное колесо Р23а непосредственно связано с приводным валом 14а. Для соединения четвертого водила планетарной передачи Р42а он пропущен аксиально и радиально между четвертой планетарной передачей Р4а и ведомым валом 15а. Промежуточный вал 16а выводится наружу аксиально от первой планетарной передачи Р1а на стороне входа. Промежуточный вал 17а окружает вторую планетарную передачу Р2а. Для соединения третьего солнечного колеса Р31а и четвертого солнечного колеса Р41а он выводится внутрь радиально и аксиально между соединительным звеном S4a и третьей планетарной передачей Р3а. Промежуточный вал 18а на стороне входа выводится наружу от промежуточного вала 16а. Промежуточный вал 18а ограничивает механизм коробки передач на стороне входа. Далее он проходит через первое солнечное колесо P11a и для соединения второго водила планетарной передачи Р22а радиально и аксиально выводится наружу между планетарными передачами Р1а, Р2а. Для соединения соединительного элемента S42a он проходит через вторую планетарную передачу Р2а и радиально и аксиально выводится наружу между промежуточными валами 17а, 19а. Промежуточный вал 19а выводится радиально и аксиально между первой планетарной передачей Р1а и второй планетарной передачей Р2а наружу. Со стороны выхода от второй планетарной передачи Р2а промежуточный вал 19а соединяет соединительный элемент S31a с соединительным звеном S3a. Ведомый вал 15а выводится аксиально и радиально между третьей планетарной передачей Р3а и четвертой планетарной передачей Р4а наружу. Он охватывает четвертую планетарную передачу Р4а и ограничивает механизм коробки передач на стороне выхода.

С помощью механизма коробки передач можно комбинировать различные гибридные приводные модули. Для реализации стартера-генератора первый приводной двигатель гибридного приводного модуля может соединяться с узлом привода 11а или приводным валом 14а. Для реализации вариатора дополнительно возможно подключить еще один приводной двигатель гибридного приводного модуля к требуемому валу коробки передач, например к промежуточному валу 17а, который неразрывно связан с третьим солнечным колесом Р31а.

Передние передачи V1a-V9a включаются с помощью соединительных звеньев S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a (см. фиг.3). В следующих описанных передних передачах V1a-V9a включено не более трех соединительных звеньев S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a, пока открыты остаточные соединительные звенья S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a. В процессе включения одной из передних передач V1a-V9a в смежной передней передаче V1a-V9a изменяются не более двух из соединительных звеньев S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a. В каждом процессе включения одной из передних передач V1a-V9a в смежной передней передаче V1a-V9a остаются закрытыми соответственно два из уже закрытых соединительных звена S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a.

С помощью соединительного звена S3a можно неразрывно соединить между собой второе коронное колесо Р23а и второе водило планетарной передачи Р22а, благодаря чему с помощью соединительного звена S3a можно заблокировать вторую планетарную передачу Р2а. С помощью соединительных звеньев S3a, S4a можно неразрывно соединить между собой первое водило планетарной передачи Р12а и второе коронное колесо Р23а, а также первое коронное колесо Р13а и второе водило планетарной передачи Р22а. Поскольку в этом случае вторая планетарная передача Р2а заблокирована, то вследствие этого первая планетарная передача Р1а будет также заблокированной и неразрывно соединенной со второй планетарной передачей Р2а.

Первая передняя передача V1a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₁a - 5,525. Первая передняя передача V1a образовывается тогда, когда три соединительных звена S2a, S4a, S5a закрываются. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо Р11а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S4a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с первым коронным колесом Р13а и третьим солнечным колесом Р31а. Соединительное звено S5a неразрывно соединяет третье коронное колесо Р33а с картером коробки передач 13а.

Второе солнечное колесо Р21а вращается с тем же числом оборотов, как и узел привода 11а. Второе водило планетарной передачи Р22а вращается с тем же числом оборотов, как и первое коронное колесо Р13а. Второе коронное колесо Р23а вращается с тем же числом оборотов, как и первое водило планетарной передачи Р12а. Поскольку первое солнечное колесо P11a зафиксировано, то передаточное число между первым водилом планетарной передачи Р12а и первым солнечным колесом P11a определяется постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а, благодаря чему между вторым коронным колесом Р23а и вторым водилом планетарной передачи Р22а также определяется передаточное число. Число оборотов второго водила планетарной передачи Р22а определено числом оборотов второго солнечного колеса Р21а и постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а. Третье солнечное колесо Р31а имеет такое же число оборотов, как и второе водило планетарной передачи Р22а. Поскольку третье коронное колесо Р33а зафиксировано, то число оборотов третьего водила планетарной передачи Р32а определяется числом оборотов третьего солнечного колеса Р31а и постоянным числом оборотов третьей планетарной передачи Р3а. Ведомое звено 12а имеет такое же число оборотов, как и второе водило планетарной передачи Р22а. Усилие для первой передачи V1a направляется через вторую планетарную передачу Р2а и распределяется через соединительное звено S4a. Часть усилия через первую планетарную передачу Р1а возвращается на вторую планетарную передачу Р2а. Другая часть усилия выводится через третью планетарную передачу Р3а.

Вторая передняя передача V2a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₂a - 3,548. Вторая передняя передача V2a образовывается тогда, когда три соединительных звена S3a, S4a, S5a закрываются. Соединительное звено S3a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а со вторым коронным колесом Р23а и первым водилом планетарной передачи Р12а. Соединительное звено S4a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с третьим солнечным колесом Р31а. Соединительное звено S5a неразрывно соединяет третье коронное колесо Р33а с картером коробки передач 13а.

Поскольку второе водило планетарной передачи Р22а неразрывно связано со вторым коронным колесом Р23а, то вторая планетарная передача Р2а блокируется. Второе планетарное водило Р22а имеет в виду такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Поскольку второе водило планетарной передачи Р22а неразрывно связано с третьим солнечным колесом Р31а, то третье солнечное колесо Р31а будет иметь такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Третье коронное колесо Р33а зафиксировано, благодаря чему число оборотов третьего водила планетарной передачи Р32а определяется числом оборотов узла привода 11а и постоянным числом оборотов третьей планетарной передачи Р3а. Ведомое звено 12а имеет такое же число оборотов, как и третье водило планетарной передачи Р32а. Усилие для второй передней передачи V2a направляется через вторую планетарную передачу Р2а и выводится через третью планетарную передачу Р3а.

Третья передняя передача V3a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₃a - 2,355. Третья передняя передача V3a образовывается тогда, когда три соединительных звена S2a, S3a, S5a закрываются. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо Р11а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S3a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а со вторым коронным колесом Р23а и первым водилом планетарной передачи Р12а. Соединительное звено S5a неразрывно соединяет третье коронное колесо Р33а с картером коробки передач 13а.

Второе солнечное колесо Р21а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Поскольку вторая планетарная передача Р2а заблокирована, то первое водило планетарной передачи Р12а, которое неразрывно связано со вторым коронным колесом Р23а, имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Поскольку первое солнечное колесо P11a зафиксировано, то число оборотов первого коронного колеса Р13а будет определяться числом оборотов узла привода 11а и постоянным числом оборотов первой планетарной передачи Р1а. Третье солнечное колесо Р31а неразрывно связано с первым коронным колесом Р13а и имеет такое же число оборотов, как и первое коронное колесо Р13а. Третье коронное колесо Р33а зафиксировано, благодаря чему число оборотов третьего водила планетарной передачи Р32а, которое неразрывно связано с ведомым узлом Р11а, определяется постоянным числом передаточным числом третьей планетарной передачи Р3а и числом оборотов третьего солнечного колеса Р31а. Усилие для третьей передней передачи V3a направляется через вторую планетарную передачу Р2а, передается через первую планетарную передачу Р1а и снова выводится через третью планетарную передачу Р3а.

Четвертая передняя передача V4a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₄a - 1,698. Четвертая передняя передача V4a образовывается тогда, когда три соединительных звена S2a, S5a, S6a закрываются. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11a с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S5a неразрывно соединяет третье коронное колесо Р33а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым узлом 12а.

Четвертое водило планетарной передачи Р42а вращается с тем же числом оборотов, как и узел привода 11а. Четвертое солнечное колесо Р41а неразрывно связано с третьим солнечным колесом Р31а. Четвертое коронное колесо Р43а неразрывно связано с третьим водилом планетарной передачи Р32а. Поскольку третье коронное колесо Р33а зафиксировано, то передаточное число между третьим солнечным колесом Р31а и третьим водилом планетарной передачи Р32а, которое является таким же, как и число оборотов между четвертым солнечным колесом Р41а и четвертым коронным колесом Р43а, определяется с помощью постоянного передаточного числа третьей планетарной передачи Р3а. Число оборотов ведомого узла 12а, которое является таким же, как и число оборотов четвертого коронного колеса Р43а, определяется ввиду этого постоянным числом оборотов четвертой планетарной передачи Р4а, числом оборотов между четвертым солнечным колесом Р41а и четвертым коронным колесом Р43а и числом оборотов узла привода 11a. Усилие для четвертой передачи V4a направляется через вторую планетарную передачу Р4а и распределяется через соединительное звено S6a. Часть усилия через третью планетарную передачу Р3а направляется па четвертую планетарную передачу Р4а. Следующая часть усилия выводится напрямую.

Пятая передняя передача V5a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₅a - 1,236. Пятая передняя передача V5a образовывается тогда, когда три соединительных звена S2a, S3a, S6a закрываются. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо Р11а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S3a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а со вторым коронным колесом Р23а и первым водилом планетарной передачи Р12а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым звеном 12а.

Второе солнечное колесо Р21а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Поскольку второе водило планетарной передачи Р22а неразрывно связано со вторым коронным колесом Р23а, то вторая планетарная передача Р2а будет заблокирована, благодаря этому второе водило планетарной передачи Р22а и второе коронное колесо Р23а будут иметь такое же число оборотов, как и узел привода 11a. Первое солнечное колесо P11a является зафиксированным. Первое водило планетарной передачи Р12а, которое неразрывно связано со вторым коронным колесом Р23а, имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Число оборотов первого коронного колеса Р13а определяется ввиду этого постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а и числом оборотов узла привода 11а. Четвертое водило планетарной передачи Р42а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Четвертое солнечное колесо Р41а имеет такое же число оборотов, как и первое коронное колесо Р13а. Число оборотов коронного колеса Р43а, которое неразрывно связано с ведомым узлом 12а, определяется числом оборотов узла привода 11а, числом оборотов четвертого солнечного колеса Р41а и постоянным передаточным числом четвертой планетарной передачи Р4а. Усилие для пятой передачи V5a направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу Р4а. Часть усилия через первую планетарную передачу Р1а и вторую планетарную передачу Р2а возвращается на узел привода 11а. Другая часть усилия снова выводится через четвертую планетарную передачу Р4а.

Шестая передняя передача V6a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₆a - 1,000. Она выполнена в виде прямой передачи. Шестая передняя передача V6a образовывается тогда, когда три соединительных звена S3a, S4a, S6a закрываются. Соединительное звено S3a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а со вторым коронным колесом Р23а и первым водилом планетарной передачи Р12а. Соединительное звено S4a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с четвертым солнечным колесом Р41а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым узлом 12а.

Поскольку второе водило планетарной передачи Р22а неразрывно связано со вторым коронным колесом Р23а, то вторая планетарная передача Р2а блокируется. Поскольку второе солнечное колесо Р21а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11a, то второе водило планетарной передачи Р22а и четвертое солнечное колесо Р41а имеют такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Четвертое водило планетарной передачи Р42а, которое неразрывно связано с узлом привода 11а, имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11a, благодаря чему четвертое коронное колесо Р43а также имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Усилие для шестой передачи V6a направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу Р4а. Часть усилия через вторую планетарную передачу Р2а направляется на узел привода 11a. Другая часть усилия снова выводится через четвертую планетарную передачу Р4а.

Седьмая передняя передача V7a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₇a - 0,881. Седьмая передняя передача V7a образовывается тогда, когда три соединительных звена S2a, S4a, S6a закрываются. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо Р11а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S4a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с четвертым солнечным колесом Р41а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым узлом 12а.

Поскольку первое солнечное колесо P11a зафиксировано, то число оборотов между первым водилом планетарной передачи Р12а и первым коронным колесом Р13а и ввиду этого также между вторым коронным колесом Р23а и вторым водилом планетарной передачи Р22а определяется постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а. Число оборотов четвертого солнечного колеса Р41а, которое является таким же, как и число оборотов второго коронного колеса Р23а, ввиду этого определяется передаточным числом между первым водилом планетарной передачи Р12а и первым коронным колесом Р13а, а также числом оборотов узла привода 11а. Число оборотов четвертого коронного колеса Р43а определяется числом вращения четвертого солнечного колеса Р41а, числом вращения узла привода 11а и постоянным передаточным числом четвертой планетарной передачи Р4а. Усилие для седьмой передней передачи V7a направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу Р4а. Часть усилия через вторую планетарную передачу Р2а и первую планетарную передачу Р1а возвращается на узел привода 11а. Другая часть усилия выводится через четвертую планетарную передачу Р4а.

Восьмая передняя передача V8a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₈a - 0,726. Восьмая передняя передача V8a образовывается тогда, когда три соединительных звена S1a, S4a, S6a закрываются. Соединительное звено S1a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S4a неразрывно соединяет четвертое солнечное колесо Р41а со вторым водилом планетарной передачи Р22а и вместе с этим неразрывно с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым узлом 12а.

Четвертое солнечное колесо Р41а зафиксировано. Четвертое водило планетарной передачи Р42а, которое неразрывно связано с узлом привода 11а, имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11a. Число оборотов четвертого коронного колеса Р43а и вместе с этим число оборотов ведомого узла 12а определяются числом вращения узла привода 11а и постоянным передаточным числом четвертой планетарной передачи Р4а. Усилие для восьмой передней передачи V8a направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу Р4а.

Девятая передняя передача V9a на примере этого исполнения между узлом привода 11а и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i₉a - 0,581. Девятая передняя передача V9a образовывается тогда, когда три соединительных звена S1a, S2a, S6a закрываются. Соединительное звено S1a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо Р11а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S6a неразрывно соединяет четвертое коронное колесо Р43а с ведомым узлом 12а.

Второе водило планетарной передачи Р22а является зафиксированным. Второе солнечное колесо Р21а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Число вращения второго коронного колеса Р23а определяется числом вращения узла привода 11а и постоянным передаточным числом второй планетарной передачи Р2а. Первое водило планетарной передачи Р12а имеет такое же число оборотов, как и второе коронное колесо Р23а. Первое солнечное колесо Р11а является зафиксированным. Число оборотов первого коронного колеса Р13а определяется числом оборотов второго коронного колеса Р23а и постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а. Число оборотов четвертого солнечного колеса Р41а такое же, как и число оборотов первого коронного колеса Р13а. Четвертое водило планетарной передачи Р42а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Число оборотов четвертого коронного колеса Р43а, неразрывно связанного с ведомым узлом 12а, определяется числом оборотов второго коронного колеса Р23а, постоянным передаточным числом четвертой планетарной передачи Р4а и числом вращения узла привода 11а. Усилие, передаваемое через узел привода 11а для девятой передней передачи V9a, распределяется перед первой планетарной передачей Р1а. Первая часть усилия направляется через вторую планетарную передачу Р2а и первую планетарную передачу Р1а на четвертую планетарную передачу Р4а. Вторая часть усилия направляется непосредственно на четвертую планетарную передачу Р4а. С помощью четвертой планетарной передачи Р4а усилие снова комбинируется и выводится.

Задняя передача R1a на примере этого исполнения между узлом привода 11a и ведомым узлом 12а имеет передаточное число i_Ra - 3,905. Задняя передача R1a образовывается тогда, когда три соединительных звена S1a, S2a, S5a закрываются. Соединительное звено S1a неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S2a неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11a с картером коробки передач 13а. Соединительное звено S5a неразрывно соединяет третье коронное колесо Р33а с картером коробки передач 13а.

Второе водило планетарной передачи Р22а является зафиксированным. Второе солнечное колесо Р21а имеет такое же число оборотов, как и узел привода 11а. Число вращения второго коронного колеса Р23а определяется числом вращения узла привода 11а и постоянным передаточным числом второй планетарной передачи Р2а. Первое водило планетарной передачи Р12а имеет такое же число оборотов, как и второе коронное колесо Р23а. Первое солнечное колесо P11a является зафиксированным. Число оборотов первого коронного колеса Р13а определяется числом оборотов второго коронного колеса Р23а и постоянным передаточным числом первой планетарной передачи Р1а. Число оборотов третьего солнечного колеса Р31а такое же, как и число оборотов первого коронного колеса Р13а. Третье коронное колесо Р33а является зафиксированным. Число оборотов третьего водила планетарной передачи Р32а, которое неразрывно связано с ведомым узлом 12а, определяется числом оборотов первого коронного колеса Р13а и постоянным передаточным числом третьей планетарной передачи Р3а. Усилие для задней передачи R1a направляется через вторую планетарную передачу Р2а, передается через первую планетарную передачу Р1а на третью планетарную передачу Р3а и снова выводится через третью планетарную передачу Р3а.

Интервал передаточных чисел φ_1/2а между первой и второй передней передачей V1a, V2a составляет 1,557. Интервал передаточных чисел φ_2/3а между второй и третьей передней передачей V2a, V3a составляет 1,506. Интервал передаточных чисел φ_2/3а между третьей и четвертой передней передачей V3a, V4a составляет 1,387. Интервал передаточных чисел φ_4/5a между четвертой и пятой передней передачей V4a, V5a составляет 1,374. Интервал передаточных чисел φ_5/6а между пятой и шестой передней передачей V5a, V6a составляет 1,236. Интервал передаточных чисел φ_6/7а между шестой и седьмой передней передачей V6a, V7a составляет 1,135. Интервал передаточных чисел φ_7/8a между седьмой и восьмой передней передачей V7a, V8a составляет 1,214. Интервал передаточных чисел φ_8/9a между восьмой и девятой передней передачей V8a, V9a составляет 1,249. Общий диапазон механизма коробки передач между первой передней передачей V1a и девятой передней передачей V9a составляет около 9,5. Диапазон между первой передней передачей V1a и восьмой передней передачей V8a составляет около 7,6. Диапазон между второй передней передачей V2a и девятой передней передачей V9a составляет около 6,1 (для сравнения фиг.2). Механизм коробки передач также можно применять в качестве восьмиступенчатой коробки переключения передач.

Максимальный коэффициент числа оборотов для планетарных передач Р1а, Р2а, Р3а, Р4а для передних передач V1a-V9a составляет около 2,7. Для передней передачи V9a максимальный коэффициент числа оборотов для планетарных передач Р1а, Р2а, Р3а, Р4а составляет около 3,3.

Коэффициент числа оборотов для планетарных передач Р1а, Р2а, Р3а, Р4а описывает соотношение между числом вращения узла привода 11а и максимальным числом оборотов, который возникает для солнечных колес P11a, Р21а, Р31а, Р41а, коронных колес Р13а, Р23а, Р33а, Р43а или водила планетарных передач Р12а, Р22а, Р32а, Р42а в одной из передних передач V1a-V9a. Максимальный коэффициент вращения для сателлитов Р14а, Р24а, Р34а, Р44а для передних передач V1a-V8a составляет около 3,0, а для девятой передней передачи V9a около 3,3. В девятой передней передаче V9a можно ограничить максимальное число оборотов узла привода 11а и вместе с этим число вращения сателлитов Р14а, Р24а, Р34а, Р44а.

Максимальный коэффициент числа оборотов для передних передач V1a-V9a составляет ок.5,5. Коэффициент числа оборотов описывает соотношение между движущим моментом, который имеется на узле привода 11a, и максимальным крутящим моментом, который возникает на солнечных колесах Р11а, Р21а, Р31а, Р41а, коронных колесах Р13а, Р23а, Р33а, Р43а или водилах планетарных передач Р12а, Р22а, Р32а, Р42а. Максимальный коэффициент момента вращения для передних передач V1a-V9a достигается в передней передаче V1a.

Переключение передних передач V1a-V9a показано на фиг.4. Исходя из первой передней передачи V1a, передние передачи V2a, V3a, V4a, V7a являются переключаемыми. Исходя из второй передней передачи V2a, передние передачи V1a, V3a, V6a являются переключаемыми. Исходя из третьей передней передачи V3a, передние передачи V1a, V2a, V4a, V5a являются переключаемыми. Исходя из четвертой передней передачи V4a, передние передачи V1a, V3a, V5a, V7a, V9a являются переключаемыми. Исходя из пятой передней передачи V5a, передние передачи V3a, V4a, V6a, V7a, V9a являются переключаемыми. Исходя из шестой передней передачи V6a, передние передачи V2a, V5a, V7a, V8a являются переключаемыми. Исходя из седьмой передней передачи V7a, передние передачи V1a, V4a, V5a, V6a, V8a, V9a являются переключаемыми. Исходя из восьмой передней передачи V8a, передние передачи V6a, V7a, V9a являются переключаемыми. Исходя из девятой передней передачи V9a, передние передачи V4a, V5a, V7a, V8a являются переключаемыми.

На фиг.5 и 6 изображен следующий пример исполнения изобретения. Для различия примеров исполнения буква а в ссылочном обозначении примера исполнения на фиг.1-4 заменена на букву b на ссылочных обозначениях примера исполнения на фиг.5 и 6. Следующее описание ограничивается в основном различиями между примерами исполнений. Относительно конструктивных элементов, характеристик и функций, которые остались без изменений, может указываться ссылка на описание и/или чертежи примера исполнения на фиг.1-4.

Фиг.5 показывает механизм коробки передач, который выполнен в качестве механизма автомобильной коробки передач. Механизм коробки передач имеет четыре планетарные передачи P1b, P2b, P3b, P4b. Первая планетарная передача P1b, вторая планетарная передача Р2а, третья планетарная передача Р3а и четвертая планетарная передача Р4а расположены последовательно вдоль основной оси вращения 10а. Механизм коробки передач имеет шесть соединительных звеньев S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b. Они предусмотрены для точного переключения девяти передних передач V1b, V2b, V3b, V4b, V5b, V6b, V7b, V8b, V9b. Но все же механизм коробки передач может работать также только и с восьмью передними передачами, например, благодаря тому, что первая передняя передача V1b или девятая передняя передача V9b не будут включаться.

Первая планетарная передача P1b расположена на стороне входа. Первая планетарная передача P1b имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из первого солнечного колеса P11b, первого коронного колеса P13b и первого водила планетарной передачи P12b.

Первая планетарная передача P1b между солнечным колесом P11b и коронным колесом P13b при зафиксированном водиле планетарной передачи P12b имеет постоянное передаточное число - 1,970.

Вторая планетарная передача P2b расположена по центру со стороны входа. Вторая планетарная передача P2b имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из второго солнечного колеса P21b, второго коронного колеса P23b и второго водила планетарной передачи P22b. Вторая планетарная передача P2b между солнечным колесом P21b и коронным колесом P23b при зафиксированном водиле планетарной передачи P22b имеет постоянное передаточное число - 1,654.

Третья планетарная передача P3b расположена по центру на стороне выхода. Третья планетарная передача P3b имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная зубчатая передача состоит из третьего солнечного колеса P31b, третьего коронного колеса P33b и третьего водила планетарной передачи P32b. Третья планетарная передача P3b между солнечным колесом P31b и коронным колесом P33b при зафиксированном водиле планетарной передачи P32b имеет постоянное передаточное число - 2,556.

Четвертая планетарная передача P4b расположена на стороне выхода. Четвертая планетарная передача P4b имеет простую планетарную зубчатую передачу. Простая планетарная передача состоит из четвертого солнечного колеса P41b, четвертого коронного колеса P43b и четвертого водила планетарной передачи P42b. Четвертая планетарная передача P4b между солнечным колесом P41b и коронным колесом P43b при зафиксированном водиле планетарной передачи P42b имеет постоянное передаточное число - 2,644.

Три соединительных звена S3b, S4b, S6b, имеют первый вращающийся соединительный элемент S31b, S41b, S61b и второй вращающийся соединительный элемент S32b, S42b, 562b, которые с помощью соответственного соединительного звена S3b, S4b, S6b неразрывно связаны друг с другом. Три тормозных звена S1b, S2b, S5b имеют только один соединительный элемент S11b, S21b, S51b, который с помощью соответственных соединительных звеньев S1b, S2b, S5b может неразрывно соединяться с картером коробки переключения передач 13b.

Соединительные звенья S1b, S2b, S3b, S5b имеют исполнение с внешним расположением. Соединительные звенья S4b, S6b имеют исполнение с внутренним расположением. Соединительные звенья S1b, S2b, S3b, S6b выполнены в форме пакетов фрикционных дисков. Соединительное звено S5b выполнено в форме звена с кулачковыми муфтами. Оно имеет блок синхронизации, который здесь детально не описан, от которого также можно отказаться. Но все же соединительное звено S5b можно также выполнить в виде пакета фрикционных дисков. Соединительные звенья S3b, S1b, S2b расположены в такой последовательности в аксиальном направлении на стороне выхода от первой планетарной передачи P1b. Соединительное звено S4b расположено в аксиальном направлении между второй планетарной передачей P2b и третьей планетарной передачей P3b. Соединительное звено S5b расположено в аксиальном направлении на высоте третьей планетарной передачи P3b. Соединительное звено S6b расположено в аксиальном направлении на высоте четвертой планетарной передачи P4b.

Узел привода 11b через приводной вал 14b, который соединен с узлом привода 11b, неразрывно соединен со вторым солнечным колесом P21b, четвертым водилом планетарной передачи P42b и первым соединительным элементом S31b третьего соединительного звена S3b. С помощью промежуточного вала 16b неразрывно соединяются между собой первое солнечное колесо P11b и соединительный элемент S21b второго соединительного звена S2b. С помощью промежуточного вала 17b неразрывно соединены между собой первое коронное колесо P13b, соединительный элемент S42b четвертого соединительного звена S4b, третье солнечное колесо P31b и четвертое солнечное колесо P41b. С помощью промежуточного вала 18b неразрывно соединены между собой соединительный элемент 32b третьего соединительного звена S3b, соединительный элемент S11b первого соединительного звена S1b, второе водило планетарной передачи P22b и соединительный элемент S41b четвертого соединительного звена S4b. С помощью промежуточного вала 19b неразрывно соединяются между собой первое водило планетной передачи P12b и второе коронное колесо P23b. Третье коронное колесо Р33b неразрывно соединено с соединительным элементом S51b пятого соединительного звена S5b. Четвертое коронное колесо P43b неразрывно соединено с соединительным элементом S61b шестого соединительного звена S6b. Ведомый узел 12b через ведомый (выходной) вал 15b неразрывно связан с третьим водилом планетарной передачи P32b и соединительным элементом S62b шестого соединительного звена S6b.

Приводной вал 14b, который связан с узлом привода 11b, передает момент на четыре солнечные колеса P11b, P21b, P31b, P41b. Для подсоединения соединительного элемента S31b он расположен аксиально и выводится наружу со стороны выхода. Приводной вал 14b ограничивает механизм коробки передач на стороне входа. Второе коронное колесо P23b непосредственно связано с приводным валом 14b. Для соединения четвертого водила планетарной передачи P42b приводной вал 14b пропущен аксиально и радиально между четвертой планетарной передачей P4b и ведомым валом 15b. Промежуточный вал 16b выводится наружу аксиально от первой планетарной передачи P1b радиально на стороне входа. Промежуточный вал 17b окружает вторую планетарную передачу P2b. Он радиально и аксиально выводится между соединительным звеном 84b и третьей планетарной передачей P3b внутрь и соединяется с третьим солнечным колесом P31b и четвертым солнечным колесом P41b. Соединительный вал 18b радиально и аксиально выводится наружу между приводным валом 14b и промежуточным валом 16b. Далее он проходит через первое солнечное колесо P11b и для соединения второго водила планетарной передачи P22ba радиально и аксиально выводится наружу между планетарными передачами P1b, P2b. Для подсоединения соединительного элемента S42b он проходит через вторую планетарную передачу P2b и радиально и аксиально выводится наружу между второй планетарной передачей P2b и промежуточным валом 17b. Промежуточный вал 19b выводится наружу для соединения планетарной передачи P12b и коронного колеса P23b радиально и аксиально между первой планетарной передачей P1b и второй планетарной передачей P2b. Ведомый вал 15b выводится аксиально и радиально между третьей планетарной передачей Р3а и четвертой планетарной передачей P4b наружу. Он охватывает четвертую планетарную передачу P4b и ограничивает механизм коробки передач на стороне выхода.

Передние передачи V1b-V9b включаются с помощью соединительных звеньев S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b (см. фиг.6). Механизмы коробки передач в обоих примерах их исполнения кинематически одинаковы. Соединительное звено S3b в отличие от предыдущего примера исполнения имеет измененную систему соединения, поэтому передачи V1b-V9b, в особенности относительно формул изобретения для промежуточных валов 16b, 17b, 18b, 19b, имеют измененную систему передачи усилия. Комбинационная логика механизма коробки передач не изменена. Ввиду измененных постоянных передаточных чисел планетарных передач P2b, P3b, P4b, передачи V1b-V9b имеют постоянные передаточные числа от i₁b до i₉b. Для переключения передних передач V2b, V3b, V5b, V6b с помощью соединительного звена S3b можно неразрывно соединить между собой второе солнечное колесо P21b и второе водило планетарной передачи Р22а, благодаря этому с помощью соединительного звена S3b можно заблокировать вторую планетарную передачу P2b.

Первая передняя передача V1b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₁b - 5,536. Первая передняя передача V1b образовывается тогда, когда три соединительных звена S2b, S4b, S5b закрываются. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S4b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с первым коронным колесом P13b и третьим солнечным колесом P31b. Соединительное звено S5b неразрывно соединяет третье коронное колесо P33b с картером коробки передач 13b. Усилие для первой передачи V1b направляется через вторую планетарную передачу P2b и распределяется через соединительное звено S4b. Часть усилия через первую планетарную передачу P1b возвращается на вторую планетарную передачу P2b. Другая часть усилия выводится через третью планетарную передачу P3b.

Первая передняя передача V2b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₂b - 3,556. Вторая передняя передача V2b образовывается тогда, когда три соединительных звена S3b, S4b, S5b закрываются. Соединительное звено S3b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b со вторым солнечным колесом P21b. Соединительное звено S4b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с третьим солнечным колесом P31b. Соединительное звено S5b неразрывно соединяет третье коронное колесо P33b с картером коробки передач 13b. Усилие для второй передней передачи V2b направляется через вторую планетарную передачу P2b и выводится через третью планетарную передачу P3b.

Третья передняя передача V3b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₃b - 2,359. Третья передняя передача V3b образовывается тогда, когда три соединительных звена S2b, S3b, S5b закрываются. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S3b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b со вторым солнечным колесом P21b. Соединительное звено S5b неразрывно соединяет третье коронное колесо P33b с картером коробки передач 13b. Усилие для третьей передней передачи V3b направляется через вторую планетарную передачу P2b, передается через первую планетарную передачу P1b и снова выводится через третью планетарную передачу P3b.

Четвертая передняя передача V4b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₄b - 1,701. Третья передняя передача V4b образовывается тогда, когда три соединительных звена S2b, S5b, S6b закрываются. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S5b неразрывно соединяет третье коронное колесо P33b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие для четвертой передачи V4b направляется через вторую планетарную передачу P4b и распределяется через соединительное звено S6b. Часть усилия через третью планетарную передачу P3b направляется на четвертую планетарную передачу P4b. Следующая часть усилия выводится напрямую.

Пятая передняя передача V5b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 11b имеет передаточное число i₅b - 1,238. Пятая передняя передача V5b образовывается тогда, когда три соединительных звена S2b, S3b, S6b закрываются. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S3b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b со вторым солнечным колесом P21b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие для пятой передачи V5b распределяется с помощью приводного вала 14b. Часть усилия выводится непосредственно через пятую планетарную передачу P4b, следующая часть возвращается через заблокированную вторую планетарную передачу P2b на узел привода 11b. Часть усилия, направляемого через четвертую планетарную передачу P4b, направляется через первую планетарную передачу P1b на вторую планетарную передачу P2b.

Шестая передняя передача V6b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₆b - 1000. Она выполнена в виде прямой передачи. Шестая передняя передача V6b образовывается тогда, когда три соединительных звена S3b, S4b, S6b закрываются. Соединительное звено S3b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи Р22а со вторым солнечным колесом P21b. Соединительное звено S4b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с четвертым солнечным колесом P41b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие для шестой передачи V6b направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу P4b. Часть усилия через вторую планетарную передачу P2b направляется на узел привода 11b. Другая часть усилия снова выводится через четвертую планетарную передачу P4b.

Седьмая передняя передача V7b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₇b - 0,881. Седьмая передняя передача V7b образовывается тогда, когда три соединительных звена S2b, S4b, S6b закрываются. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S4b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с четвертым солнечным колесом P41b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие для седьмой передней передачи V7b направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу P4b. Часть усилия через вторую планетарную передачу P2b и первую планетарную передачу P1b возвращается на узел привода 11b. Другая часть усилия выводится через четвертую планетарную передачу P4b.

Восьмая передняя передача V8b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₈b - 0,726. Восьмая передняя передача V8b образовывается тогда, когда три соединительных звена S1b, S4b, S6b закрываются. Соединительное звено S1b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S4b неразрывно соединяет четвертое солнечное колесо P41b со вторым водилом планетарной передачи P22b и вместе с этим неразрывно с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие для восьмой передней передачи V8b направляется и распределяется через четвертую планетарную передачу P4b.

Девятая передняя передача V9b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i₉b - 0,580. Девятая передняя передача V9b образовывается тогда, когда три соединительных звена S1b, S2b, S6b закрываются. Соединительное звено S1b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S6b неразрывно соединяет четвертое коронное колесо P43b с ведомым узлом 12b. Усилие, передаваемое через узел привода 11b для девятой передней передачи V9b, распределяется перед первой планетарной передачей P1b. Первая часть усилия направляется через вторую планетарную передачу P2b и первую планетарную передачу P1b на четвертую планетарную передачу P4b. Вторая часть усилия направляется непосредственно на четвертую планетарную передачу P4b. С помощью четвертой планетарной передачи P4b усилие снова комбинируется и выводится.

Задняя передача R1b на примере этого исполнения между узлом привода 11b и ведомым узлом 12b имеет передаточное число i_Rb - 3,901. Задняя передача R1b образовывается тогда, когда три соединительных звена S1b, S2b, S5b закрываются. Соединительное звено S1b неразрывно соединяет второе водило планетарной передачи P22b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S2b неразрывно соединяет первое солнечное колесо P11b с картером коробки передач 13b. Соединительное звено S5b неразрывно соединяет третье коронное колесо P33b с картером коробки передач 13b. Усилие для задней передачи R1b направляется через вторую планетарную передачу Р2а, передается через первую планетарную передачу P1b на третью планетарную передачу P3b и снова выводится через третью планетарную передачу Р3а.

Интервал передаточных чисел φ_1/2b между первой и второй передней передачей V1b, V2b составляет 1,557. Интервал передаточных чисел φ_2/3b между второй и третьей передней передачей V2b, V3b составляет 1,508. Интервал передаточных чисел φ_3/4b между третьей и четвертой передней передачей V3b, V4b составляет 1,386. Интервал передаточных чисел φ_4/5а между первой и второй передней передачей V4b, V5b составляет 1,375. Интервал передаточных чисел φ_5/6b между пятой и шестой передней передачей V5b, V6b составляет 1,238. Интервал передаточных чисел φ_6/7b между первой и второй передней передачей V6b, V7b составляет 1,135. Интервал передаточных чисел φ_7/8b между седьмой и восьмой передней передачей V7b, V8b составляет 1,214. Интервал передаточных чисел φ_8/9b между восьмой и девятой передней передачей V8b, V9b составляет 1,250. Общий диапазон механизма коробки передач между первой передней передачей V1b и девятой передней передачей V9b составляет около 9,5. Диапазон между первой передней передачей V1b и восьмой передней передачей V8b составляет около 7,6. Диапазон между второй передней передачей V2b и девятой передней передачей V9b составляет около 6,1. Механизм коробки передач также можно применять в качестве восьмиступенчатой коробки переключения передач.

Изобретение относится к планетарным коробкам передач. Автомобильная коробка передач содержит четыре последовательно расположенных планетарных ряда (Р1а, Р2а, Р3а, Р4а; P1b, P2b, Р3b, P4b), шесть соединительных звеньев (S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a; S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b) и приводной узел (11a; 11b), которые позволяют включать девять передних передач (V1a-V9a; V1b-V9b). Приводной узел (11а; 11b) неразрывно соединен с солнечным колесом (Р21а; Р21b) второй планетарной передачи (Р2а; Р2b) и водилом (Р42а; Р42b) четвертой планетарной передачи (Р4а; Р4b). Ведомый узел (12а; 12b) неразрывно соединен с водилом (Р32а; Р32b) третьей планетарной передачи (Р3а; Р3b). Достигается компактность устройства с высоким числом передних передач. 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Механизм коробки передач, прежде всего автомобильной коробки передач, с четырьмя: первой, второй, третьей и четвертой, расположенными вдоль главной оси вращения (10а; 10b) последовательно расположенными планетарными передачами (Р1а, Р2а, Р3а, Р4а; P1b, P2b, Р3b, P4b), с шестью соединительными звеньями (S1a, S2a, S3a, S4a, S5a, S6a; S1b, S2b, S3b, S4b, S5b, S6b), которые позволяют включать девять передних передач (V1a-V9a; V1b-V9b), с узлом привода (11a; 11b), который неразрывно соединен со вторым солнечным колесом (Р21а; Р21b) второй планетарной передачи (Р2а; Р2b) и четвертым водилом планетарной передачи (Р42а; Р42b) четвертой планетарной передачи (Р4а; Р4b), и ведомым узлом (12а; 12b), который неразрывно соединен с третьим водилом планетарной передачи (Р32а; Р32b) третьей планетарной передачи (Р3а; Р3b).

2. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся соединительным элементом (S61a; S61b), который неразрывно соединен с ведомым узлом (12а; 12b).

3. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся четвертым коронным колесом (Р43а; Р43b) и соединительным элементом (S62a; S62b), которые неразрывно соединены между собой.

4. Механизм коробки передач по п.3, отличающийся тем, что соединительный элемент (S61a; S61b) неразрывно соединен с ведомым узлом (12а; 12b), и одно из соединительных звеньев (S6a; S6b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединять между собой соединенный с ведомым узлом (12а; 12b) соединительный элемент (S61a; S61b) и соединительный элемент (S62a; S62b), неразрывно соединенный с четвертым коронным колесом (Р43а; Р43b).

5. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся третьим коронным колесом (Р33а; Р343b) и соединительным элементом (S51a; S51b), которые неразрывно соединены между собой.

6. Механизм коробки передач по п.5, отличающийся тем, что одно из соединительных звеньев (S5a; S5b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединить между собой соединенный с третьим коронным колесом (Р33а; Р33b) соединительный элемент (S51a; S51b) с картером коробки передач (13а; 13b).

7. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся первым коронным колесом (Р13а; Р13b), соединительным элементом (S42a; S42b), третьим солнечным колесом (Р31а; Р31b) и четвертым солнечным колесом (Р41а; Р41b), все четыре неразрывно соединены между собой.

8. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся тремя соединительными элементами (S11a, S32a, S41a; S11b, S32b, S43b) и вторым водилом планетарной передачи (Р22а; Р22b), все четыре неразрывно связаны между собой.

9. Механизм коробки передач по п.8, отличающийся тем, что предусмотрены первое коронное колесо (Р13а; Р13b), соединительный элемент (S42a; S42b), третье солнечное колесо (Р31а; Р31b) и четвертое солнечное колесо (Р41а; Р41b), все четыре неразрывно соединены между собой, и одно из соединительных звеньев (S4a; S4b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединить между собой соединенные со вторым водилом планетарной передачи (Р22а; Р22b) соединительные элементы (S41a; S41b) и неразрывно соединить с первым коронным колесом (Р13а; Р13b) соединительный элемент (S42a; S42b).

10. Механизм коробки передач по п.8, отличающийся тем, что одно из соединительных звеньев (S1a; S1b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединить между собой один из соединительных элементов (S11a; S11b), неразрывно соединенных со вторым водилом планетарной передачи (Р22а; Р22b) с картером коробки передач (13а).

11. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся первым солнечным колесом (P11a; Р11b) и соединительным элементом (S21a; S21b), которые неразрывно соединены между собой.

12. Механизм коробки передач по п.11, отличающийся тем, что одно из соединительных звеньев (S2a; S2b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединить между собой соединенный с первым солнечным колесом (Р11а; Р11b) соединительный элемент (S21a; S21b) с картером коробки передач (13а; 13b).

13. Механизм коробки передач по п.1, отличающийся первым водилом планетарной передачи (Р12а; Р12b) и вторым коронным колесом (Р23а; Р23b), которые неразрывно связаны между собой.

14. Механизм коробки передач по п.13, отличающийся соединительным элементом (S31а; S31b), который неразрывно связан со вторым коронным колесом (Р23а) или неразрывно связан со вторым солнечным колесом (Р21b).

15. Механизм коробки передач по п.14, отличающийся тем, что предусмотрены три соединительных элемента (S11a, S32a, S41a; S11b, S32b, S43b) и второе водило планетарной передачи (Р22а; Р22b), все четыре неразрывно связаны между собой, и одно из соединительных звеньев (S3a; S3b) предусмотрено для того, чтобы неразрывно соединить между собой соединенные со вторым водилом планетарной передачи (Р22а; Р22b) соединительные элементы (S32a; S32b) и неразрывно соединить со вторым коронным колесом (Р23а) или со вторым солнечным колесом (Р21b) соединительный элемент (S31а; S31b).