КОРОБКА ПЕРЕДАЧ В СБОРЕ, КОТОРАЯ СОДЕРЖИТ ПЕРВУЮ КОРОБКУ ПЕРЕДАЧ С ПРИЛЕГАЮЩИМ ДЕЛИТЕЛЕМ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ Российский патент 2015 года по МПК F16H3/93 F16H37/04 

Предпосылки создания изобретения и предшествующий уровень техники

Изобретение относится к коробке передач в сборе, которая содержит первую коробку передач с прилегающим делителем коробки передач согласно вводной части пункта 1 формулы изобретения.

Первая коробка передач обладает преимуществом коробки передач с двойным сцеплением. Коробка передач с двойным сцеплением содержит первый комплект компонентов, по существу соответствующих компонентам в первой механической коробке передач, и второй комплект компонентов, по существу соответствующий компонентам во второй механической коробке передач. Первый комплект компонентов охватывает все зубчатые колеса с нечетным номером в коробке передач с двойным сцеплением, и второй комплект компонентов охватывает все зубчатые колеса с четным номером. Переключение между двумя комплектами компонентов включает в себя использование механизмов сцепления, которые позволяют вводить в зацепление и расцеплять соответствующие комплекты компонентов. Тот факт, что две группы компонентов используются поочередно, делает возможным ступенчатое повышающее и понижающее переключение передачи в коробке передач с двойным сцеплением без прерывания крутящего момента.

Многие тяжелые транспортные средства имеют первую коробку передач, соединенную с так называемым делителем коробки передач. Делитель коробки передач обычно содержит планетарную шестерню, которая может обеспечить каждое ведущее зубчатое колесо в первой коробке передач соответствующими высокими и низкими передаточными отношениями. Для приведения в действие делителя коробки передачи водитель может перемещать средство управления, которое может быть прикреплено вокруг рычага переключения передач в кабине водителя, в положение, которое показывает нужное положение зубчатого колеса в делителе коробки передач. Перевод водителем средства управления в нужное положение обычно ведет к активации рабочего цилиндра, который управляется сжатым воздухом и который перемещает кольцевое зубчатое колесо делителя коробки передач между соответствующими положениями высокого и низкого передаточного числа. С другой стороны, переключение передач может быть обозначено автоматической системой. Когда кольцевое зубчатое колесо соединяется в положении с низким передаточным числом со стационарным конусом муфты сцепления, а в положении с высоким передаточным числом - с конусом муфты сцепления на вращающемся валу, в процессе переключения передач возможно прерывание передачи крутящего момента в делителе коробки передач для того, чтобы синхронизировать скорость вращения кольцевого зубчатого колеса до того, как оно сможет быть перемещено между двумя положениями.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является предложение коробки передач в сборе, которая содержит первую коробку передач с прилегающим делителем коробки передач, с помощью которого можно осуществлять переключение передач без прерывания крутящего момента по меньшей мере в делителе коробки передач.

Эта задача решается с помощью коробки передач типа, упомянутого во введении, которая отличается признаками, указанными в отличительной части пункта 1. Переключение передач между низким передаточным числом и высоким передаточным числом в делителе коробки передач требует применения прерывания крутящего момента в делителе коробки передач. Согласно настоящему изобретению первая коробка передач содержит дополнительное передающее движение соединение, которое может передавать движение от по меньшей мере одного ведущего зубчатого колеса в первой коробке передач на выходной вал без использования делителя коробки передач. Ведущее зубчатое колесо в первой коробке передач может, таким образом, обеспечить дополнительное передаточное отношение и размещение в коробке передач дополнительного зубчатого колеса. Размеры дополнительного зубчатого колеса таковы, что оно имеет более высокое передаточное отношение, чем зубчатое колесо, предусмотренное ведущим зубчатым колесом с низким передаточным отношением в делителе зубчатого колеса, и более низкое передаточное отношение, чем ведущее зубчатое колесо с высоким передаточным отношением в делителе зубчатого колеса. Дополнительное зубчатое колесо становится, таким образом, промежуточным зубчатым колесом во время ступенчатого включения повышающей и понижающей передачи. Такое промежуточное зубчатое колесо устраняет необходимость для делителя коробки передач осуществлять непосредственное переключение между низким передаточным отношением и высоким передаточным отношением. При активировании дополнительного зубчатого колеса отсутствует нагрузка на делитель коробки передач. В этом незагруженном состоянии элемент сцепления делителя коробки передач может быть переведен в нужное положение. Когда требуется переключение передач от этого дополнительного зубчатого колеса на зубчатое колесо с высоким или низким передаточным числом в делителе коробки передач, элемент сцепления может быть передвинут заранее в нужное положение. Процесс переключения передач в делителе коробки передач может, таким образом, иметь место без прерывания крутящего момента. Первая коробка передач обычно содержит несколько ведущих зубчатых колес. Создание дополнительного зубчатого колеса для одного или более ведущих зубчатых колес и придание им подходящего передаточного отношения позволяет предотвратить прилегание зубчатого колеса с низким передаточным отношением в делителе коробки передач к зубчатому колесу с высоким передаточным отношением в делителе коробки передач во время ступенчатого повышающего и понижающего переключения передач.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения первая коробка передач содержит несколько зубчатых колес, каждое из которых может соединяться с соответствующими низкими и высокими передаточными отношениями делителя коробки передач, при этом зубчатые колеса имеют такие размеры, при которых все зубчатые колеса, которые имеют низкое передаточное отношение в делителе коробки передач, имеют более низкое передаточное отношение, чем все зубчатые колеса, которые имеют высокое передаточное отношение в делителе коробки передач. В этом случае переключение передач в делителе коробки передач требуется только между высшей передачей, которая имеет низкое передаточное отношение в делителе коробки передач, и низшей передачей, которая имеет высокое передаточное отношение в делителе коробки передач. В этом случае создание дополнительного зубчатого колеса, которое имеет передаточное число между указанными зубчатыми колесами, достаточно, чтобы предотвратить прилегание зубчатого колеса с низким передаточным отношением в делителе коробки передач к зубчатому колесу с высоким передаточным отношением в делителе коробки передач. Возможно, однако, чтобы одно или более из зубчатых колес, которые имеют низкое передаточное отношение в делителе коробки передач, могли иметь более высокое передаточное отношение, чем одно или более зубчатых колес, которые имеют высокое передаточное отношение в делителе коробки передач. В этом случае необходимо создать несколько дополнительных промежуточных зубчатых колес для предотвращения прилегания зубчатого колеса с низким передаточным отношением к зубчатому колесу с высоким передаточным отношением к делителю коробки передач.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения первая коробка передач содержит несколько ведущих зубчатых колес, которые могут соединяться с дополнительным передающим движение соединением, так что создается несколько дополнительных зубчатых колес, содержащих по меньшей мере два дополнительных зубчатых колеса, имеющих такие размеры, что они имеют передаточное отношение между зубчатым колесом, имеющим низкое передаточное отношение в делителе коробки передач, и зубчатым колесом, которое имеет высокое передаточное отношение в делителе коробки передач. Таким образом, создаются несколько дополнительных промежуточных зубчатых колес, предназначенных для разделения зубчатого колеса с низким передаточным отношением и зубчатого колеса с высоким передаточным отношением в делителе коробки передач. Это дает дополнительное время для подготовки к переключению передач в делителе коробки передач во время ступенчатого переключения передач.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения делитель коробки передач содержит планетарное зубчатое колесо с элементом сцепления, который может перемещаться между положением с низким передаточным отношением и положением с высоким передаточным отношением. Таким элементом сцепления может быть кольцевое зубчатое колесо. В положении с низким передаточным отношением кольцевое зубчатое колесо обычно сочетается со стационарным конусом муфты сцепления, и в положении с высоким передаточным отношением кольцевое зубчатое колесо обычно сочетается с конусом муфты сцепления на вращающемся валу. Для перемещения кольцевого зубчатого колеса между двумя положениями муфты сцепления оно должно вращаться с той же скоростью, что и соответствующие конусы муфты сцепления. Такой процесс синхронизации для скорости кольцевого зубчатого колеса требует применения крутящего момента в делителе коробки передач. Согласно настоящему изобретению не требуется никакого прерывания крутящего момента в коробке передач в сборе, когда дополнительное зубчатое колесо используется как промежуточное зубчатое колесо, в то время как кольцевое зубчатое колесо перемещается между двумя положениями сцеплениями. Не требуется, чтобы элементом сцепления было кольцевое зубчатое колесо, но он может быть элементом сцепления с по существу любой желательной, но функциональной конфигурацией.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения дополнительное передающее движение соединение содержит элемент, который проходит через делитель коробки передач на выходной вал. Делитель коробки передач обычно содержит планетарное зубчатое колесо, содержащее центральную шестерню, сателлит и водило планетарной передачи. Водило планетарной передачи обычно снабжается отверстиями. Поэтому такой элемент может проходить через по меньшей мере одно отверстие водила и передавать крутящий момент на выходной вал. С другой стороны, дополнительное передающее движение соединение может иметь элемент, который проходит за пределами планетарного зубчатого колеса и делителя коробки передач до выходного вала.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения первая коробка передач является коробкой передач с двойным сцеплением. Коробки передач с двойным сцеплением содержат по существу две коробки передач с двойным сцеплением, соединенные параллельно и используемые поочередно во время ступенчатого повышающего и понижающего переключения передач. Чередование двух параллельных коробок передач делает возможным выполнение процесса переключения передач без прерывания передачи крутящего момента. Коробка передач в сборе, которая содержит коробку передач с двойным сцеплением с прилегающим делителем коробки передач согласно настоящему изобретению может, таким образом, использоваться для ступенчатого повышающего и понижающего переключения передач полностью без прерывания передачи крутящего момента. Коробка передач с двойным сцеплением может содержать первый входной вал, входящий в зацепление с помощью первого устройства сцепления, и второй входной вал, входящий в зацепление с помощью второго устройства сцепления. Такие устройства сцепления и входные валы делают возможным быстрое сцепление и расцепление двух коробок передач, соединенных параллельно.

Согласно варианту осуществления изобретения коробка передач в сборе выполнена так, чтобы ступенчатое переключение передач между двумя прилегающими зубчатыми колесами всегда включало в себя устройство сцепления, осуществляющее чередующееся зацепление указанных входных валов. Это дает гарантию того, что каждый шаг по переключению передач может иметь место без прерывания передачи крутящего момента. Коробка передач с двойным сцеплением преимущественно содержит первый промежуточный вал, второй промежуточный вал, по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо, которое соединяет первый входной вал с первым промежуточным валом, по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо, которое соединяет первый входной вал со вторым промежуточным валом и по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо, которое соединяет второй входной вал со вторым промежуточным валом. Количество ведущих зубчатых колес будет в этом случае равняться по меньшей мере четырем.

Согласно другому варианту осуществления коробка передач с двойным сцеплением содержит вторичный вал, который соединяется с делителем коробки передач, по меньшей мере одно зубчатое колесо, которое соединяет первый промежуточный вал со вторичным валом, и по меньшей мере одно зубчатое колесо, которое соединяет второй промежуточный вал со вторичным валом. Указанные зубчатые колеса могут поочередно соединять первый промежуточный вал и второй промежуточный вал со вторичным валом и, следовательно, с делителем коробки передач.

Краткое описание чертежей

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны ниже в качестве примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена коробка передач в сборе согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

на фиг.2 показаны передачи, полученные при коробке передач в сборе согласно фиг.1.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

На фиг.1 изображена коробка передач в сборе согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Коробка передач в сборе имеет в этом варианте осуществления двадцать зубчатых колес 1-20, предназначенных для продвижения транспортного средства вперед и четыре зубчатых колеса R1-R4, предназначенных для продвижения транспортного средства назад. Коробка передач в сборе содержит коробку передач 21 с двойным сцеплением и прилегающий делитель 22 коробки передач. Коробка передач 21 с двойным сцеплением содержит первый входной вал а₁ и второй входной вал а₂, который расположен вокруг первого входного вала а₁. Первый входной вал а₁ может входить в зацепление и расцепляться посредством первого устройства сцепления 24, а второй входной вал а₂ может входить в зацепление и расцепляться посредством второго устройства сцепления 26. Входные валы а₁, а₂ могут поочередно соединяться с непоказанным ведущим валом двигателя. Входные валы а₁, а₂ проходят в коробку передач 21 с двойным сцеплением, в которой они могут поочередно соединяться с первым промежуточным валом s₁ и вторым промежуточным валом s₂. Чередующиеся соединения между входными валами а₁, а₂ и промежуточными валами s₁, s₂ выполняются посредством восьми ведущих цилиндрических прямозубых зубчатых колес I-VIII, имеющих варьируемое передаточное отношение. Цилиндрические прямозубые зубчатые колеса I-VIII входят в зацепление посредством синхронизирующих сцеплений 29-32. Первое такое синхронизирующее сцепление 29 приспособлено для соединения первого входного вала а₁ с первым промежуточным валом s₁ посредством двух ведущих цилиндрических зубчатых колес I, III. Второе синхронизирующее сцепление 30 приспособлено для соединения второго входного вала а₂ с первым промежуточным валом s₁ посредством двух ведущих цилиндрических зубчатых колес II, IV. Третье синхронизирующее сцепление 31 приспособлено для соединения первого входного вала а₁ со вторым промежуточным валом s₂ посредством двух ведущих цилиндрических зубчатых колес V, VII. Четвертое такое синхронизирующее сцепление 32 приспособлено для соединения второго входного вала а₂ со вторым промежуточным валом s₂ посредством двух ведущих цилиндрических зубчатых колес VI, VIII.

Коробка передач 21 с двойным сцеплением содержит стеночный элемент 33, который разделяет коробку передач на первое пространство 34, содержащее по существу упомянутые выше компоненты, и второе пространство 35. Два промежуточных вала s₁, s₂ идут из первого пространства 34 во второе пространство 35 через отверстия в стеночном элементе 33. Первый промежуточный вал s₁ и второй промежуточный вал s₁ содержат во втором пространстве 35 дополнительное количество цилиндрических прямозубых зубчатых колес, которые могут соединяться с ведущим валом 36. Первый промежуточный вал s₁ содержит два цилиндрических зубчатых колеса L₁, Н₃, посредством которых первый промежуточный вал s₁ может быть соединен с основным валом 36. Второй промежуточный вал s₂ содержит аналогичным образом два цилиндрических зубчатых колеса R, Н₂, L₂, посредством которых второй промежуточный вал s₂ может быть соединен с основным валом 36. Пятое синхронизирующее сцепление 37 приспособлено для соединения первого промежуточного вала s₁ с основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса L₁. Пятое синхронизирующее сцепление 37 приспособлено, с другой стороны, к соединению второго промежуточного вала s₂ с основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса R. Цилиндрическое зубчатое колесо R осуществляет вращение основного вала 36 в противоположном направлении и поэтому используется для передач заднего хода. Шестое синхронизирующее сцепление 38 приспособлено для соединения второго промежуточного вала s₂ с основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса L₂, Н₂. Передача с цилиндрическими зубчатыми колесами L₂, Н₂ имеет два назначения, поскольку используется в обоих случаях, когда делитель 22 коробки передач имеет высокое передаточное отношение и низкое передаточное отношение. Седьмое синхронизирующее сцепление 39 приспособлено для соединения первого промежуточного вала s₁ с основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса Н₃. Седьмое синхронизирующее сцепление 39 приспособлено также для соединения первого промежуточного вала s₁ с дополнительным валом 40 посредством цилиндрического зубчатого колеса Н₁.

Основной вал 36 коробки передач с двойным сцеплением соединяется через делитель 22 коробки передач с выходным валом коробки передач в сборе. Делитель 22 коробки передач содержит планетарное зубчатое колесо 42, состоящее, как обычно, из центральной шестерни, сателлита и водила планетарной передачи. Переключение передач в делителе 22 коробки передач приводит к перемещению элемента сцепления в виде кольцевого зубчатого колеса 43 между положением L_R, которое дает низкое передаточное отношение в делителе 22 коробки передач, и положением H_R, которое дает высокое передаточное отношение в делителе 22 коробки передач. Когда кольцевое зубчатое колесо 43 перемещается в положение низкого передаточного отношения L_R на фиг.1, оно соединяется со стационарным конусом сцепления. В положении соединения со стационарным конусом сцепления кольцевое зубчатое колесо 43 остается неподвижным. В этом случае движение основного вала 36 передается на выходной вал 41 через центральную шестерню, сателлит и водило планетарной передачи. Скорость вращения основного вала 36 передается здесь на выходной вал 41 с понижающим переключением передачи. Когда кольцевое зубчатое колесо 43 переводится в положение с высоким передаточным отношением Н_R на фиг. 1, оно соединяет конус сцепления на основном валу 36 с планетарными зубчатыми колесами. В этом случае движение основного вала 36 передается на выходной вал 41 через конус сцепления, кольцевое зубчатое колесо, сателлиты и водило планетарной передачи. Все планетарное зубчатое колесо вместе с кольцевым зубчатым колесом 43 здесь вращается как единое целое, так что скорость вращения основного вала 36 передается на выходной вал 41. Делитель 22 коробки передач обеспечивает в этом случае высокое передаточное отношение. Ведущие зубчатые колеса, доступные в коробке передач 21 с двойным сцеплением, могут таким образом обеспечить низкое передаточное отношение или высокое передаточное отношение в делителе 22 коробки передач. Делитель 22 коробки передач образует коробку передач в сборе с двойным количеством зубчатых колес по сравнению с коробкой передач с двойным сцеплением.

Седьмое синхронизирующее сцепление 39 также приспособлено для соединения первого промежуточного вала s₁ с дополнительным валом 40 посредством цилиндрического зубчатого колеса H₁. Дополнительный вал 40 жестко соединяется с выходным валом 41 через схематически изображенный соединительный элемент 44. Соединительный элемент 44 проходит в этом случае через по меньшей мере одно отверстие водила планетарной передачи. Дополнительный вал 40 поэтому вращается всегда с той же скоростью, что и выходной вал 41. Передаточное отношение, которое получают с помощью вала 40 и соединительного элемента 44, соответствует поэтому тому, которое используется при высоком передаточном отношении в делителе 22 коробки передач. По этой причине цилиндрическое зубчатое колесо, соединенное с валом 40, обозначается как Н₁.

Устройства сцепления 24, 26 отличаются тем, что могут поочередно входить в зацепление и расцепляться со входными валами а₁, а₂ без прерывания передачи крутящего момента. При использовании синхронизирующих сцеплений 29-32, 37-39 для вхождения в зацепление и расцепления ведущих цилиндрических зубчатых колес I-VIII прерывание передачи крутящего момента требуется для синхронизации скорости вращения соответствующих компонентов. При использовании кольцевого зубчатого колеса 43 для переключения делителя коробки передач между положением L_R с низким передаточным отношением и положением H_R с высоким передаточным отношением скорость вращения кольцевого зубчатого колеса 43 должна быть синхронизирована, что аналогичным образом требует прерывания передачи крутящего момента. Операции переключения передач с кольцевым зубчатым колесом 43 в делителе 22 коробки передач обычно требуют более длительного прерывания передачи крутящего момента, чем операции переключения передач с синхронизирующими сцеплениями 29-32, 37-39 в коробке передач с двойным сцеплением.

На фиг.2 показана таблица передач 1-20, R1-R4 коробки передач в сборе и их пути передачи крутящего момента. На стадии, когда транспортное средство приводится в движение, обычно требуется первоначально ввести в действие передачу 1. Нужная передача обозначается водителем с помощью средства переключения передач в кабине транспортного средства. С другой стороны, это можно сделать с помощью автоматического приспособления, и в этом случае первое синхронизирующее сцепление 29 переводят в положение, при котором оно соединяет первый входной вал а₁ с первым промежуточным валом s₁ посредством ведущего цилиндрического зубчатого колеса I. В то же время пятое синхронизирующее сцепление 37 переводится в положение, при котором оно соединяет первый промежуточный вал s₁ с основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса L₁. Наконец кольцевое зубчатое колесо 43 переводится в положение L_R с низким передаточным отношением, так что делитель 22 коробки передач обеспечивает низкое передаточное отношение. После того как это будет сделано, первое устройство сцепления 24 соединяет ведущий вал двигателя с первым входным валом а₁. Путь передачи крутящего момента, который соответствует передаче 1, образуется таким образом в коробке передач в сборе. При включении передачи 1 выходной вал 41 осуществляет понижение скорости двигателя на подходящий коэффициент.

Затем обычно требуется включить передачу 2. При ее включении водителем или автоматическим приспособлением второе синхронизирующее сцепление 30 переводят в положение, при котором оно соединяет второй входной вал а₂ с первым промежуточным валом s₁ посредством ведущего цилиндрического зубчатого колеса II. Это происходит при все еще включенной передаче 1. После установления этого соединения устройства сцепления 24, 26 приводятся в действие так, что первый входной вал а₁ отсоединяется, в то время как второй входной вал а₂ входит в зацепление и таким образом соединяется с приводным валом двигателя. Когда устройства сцепления 24, 26 используются для переключения с передачи 1 на передачу 2, переключение может происходить без прерывания передачи крутящего момента. Последующее включение передач 3 и 4 осуществляется путем синхронизирующих сцеплений 29, 30, последовательно включающих ведущие цилиндрические зубчатые колеса III и IV. Когда входные валы а₁, а₂ используются поочередно, другое цилиндрическое зубчатое колесо может входить в зацепление в то время, когда предыдущее цилиндрическое зубчатое колесо все еще находится в зацеплении. Устройства сцепления 24, 26 используются затем для переключения передач так, что это происходит без прерывания передачи крутящего момента. Путь передачи крутящего момента, который содержит первый промежуточный вал s₁, цилиндрическое зубчатое колесо L₁ и положение L_R с низким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач, используется для всех передач 1-4.

Когда должна быть включена передача 5, синхронизирующее сцепление 31 переводят в положение, при котором оно соединяет первый входной вал а₁, второй промежуточный вал s₁ посредством ведущего цилиндрического зубчатого колеса V. В то же время синхронизирующее сцепление 38 переводится в положение, при котором оно соединяет второй промежуточный вал s₂ c основным валом 36 посредством цилиндрического зубчатого колеса L₂. Это происходит при все еще включенной передаче 4. Путь передачи крутящего момента при передаче 4 содержит первый входной вал а₁, в то время как путь передачи крутящего момента при передаче 5 содержит второй входной вал а₂. И в данном случае аналогичным образом возможно использование устройств сцепления 24, 26 для переключения между передачами 4 и 5. Переключение передач без прерывания передачи крутящего момента, таким образом, также может достигаться. Затем ступенчатое повышающее переключение с передачи 4 до передачи 8 может иметь место аналогично повышающему переключению с передачи 1 до передачи 4 за исключением того, что в диапазоне передач 5-8 вместо первого промежуточного вала s₁ используется второй промежуточный вал s₂.

В диапазоне передач 1-8 кольцевое зубчатое колесо 43 все время находится в положении L_R с низким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач. При переключении передач в диапазоне передач 1-8 коробка передач в сборе действует как коробка передач с двойным сцеплением с восемью передачами, так что переключения передач в диапазоне передач 1-8 могут осуществляться без прерывания передачи крутящего момента. Проблемы возникают в случае, когда восьми зубчатым колесам в коробке передач 21 с двойным сцеплением должно быть придано высокое передаточное отношение в делителе 22 коробки передач. Кольцевое зубчатое колесо 43 должно быть затем переведено в положение H_R с высоким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач. Этому должно предшествовать ускорение кольцевого зубчатого колеса 43 от неподвижного положения до скорости, при которой она может быть соединена с конусом сцепления основного вала 36. Для того чтобы избежать прерывания передачи крутящего момента при переключении с передачи 8 на передачу 9, синхронизирующее сцепление 39 перемещается в положение, в котором оно соединяет промежуточный вал s₁ с дополнительным валом 40 с помощью цилиндрического зубчатого колеса Н₁. Первый промежуточный вал s₁ соединяется, таким образом, с выходным валом 41 с помощью цилиндрического зубчатого колеса Н₁, дополнительного вала 40 и соединительного элемента 44. Это может быть сделано при включенной передаче 8, используя, таким образом, второй промежуточный вал s₂ и основной вал 36. В то же время синхронизирующее сцепление 29 перемещается в положение, в котором оно соединяет первый промежуточный вал s₁ с первым входным валом а₁ посредством ведущего цилиндрического колеса I. При достижении этого возможно использование устройств сцепления 24, 26 для выполнения переключения между передачами 8 и 9. Переключение между передачами 8 и 9 может, таким образом, также осуществляться без прерывания передачи крутящего момента. Дальнейшие ступенчатые повышающие переключения в диапазоне передач 9-12 осуществляются ведущими цилиндрическими зубчатыми колесами I-IV, поочередно соединяющими первый промежуточный вал s₁ с первым входным валом а₁ и вторым входным валом а₂.

При переключении передач в диапазоне передач 9-12 делитель 22 коробки передач не используется и поэтому нагрузка на кольцевое зубчатое колесо 43 отсутствует. Поэтому имеется много времени для перевода кольцевого зубчатого колеса 43 в положение H_R с высоким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач. При переключении с передачи 12 на передачу 13 кольцевое зубчатое колесо 43 оказывается уже переведенным в положение H_R с высоким передаточным отношением. Синхронизирующее сцепление 38 уже переведено в положение, при котором оно соединяет второй промежуточный вал s₂ с основным валом 36 с помощью цилиндрического зубчатого колеса Н₂. При достижении этого переключение на передачу 13 осуществляется устройствами сцепления 24, 26, отсоединяющими второй входной вал а₂ и присоединяющими первый входной вал а₁. Таким образом, переключение передач без прерывания передачи крутящего момента может аналогичным образом осуществляться между передачами 12 и 13. Любое дальнейшее повышающее переключение в диапазоне передач 13-20 осуществляется с кольцевым зубчатым колесом 43, находящимся в положении H_R с высоким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач. Когда переключение передач имеет место в пределах этого диапазона передач 13-20, коробка передач в сборе действует как коробка передач с двойным сцеплением, так что переключение передач в диапазоне передач 13-20 может осуществляться без прерывания передачи крутящего момента. Здесь можно отметить, что при использовании наивысших передач 17-20, что влечет за собой взаимодействие c цилиндрическим зубчатым колесом Н₃, второй промежуточный вал s₂ может быть отсоединен путем помещения синхронизирующих сцеплений 31, 32, 37, 38 в нейтральное положение. Такое отсоединение второго промежуточного вала s₂ останавливает, среди прочего, цилиндрическое зубчатое колесо R, которое в противном случае должно вызвать относительно большие потери из-за вращения в направлении, противоположном направлению вращения основного вала 36. Отсоединение второго промежуточного вала s₂ может быть выполнено в любое желательное время при использовании любой из наивысших передач 17-20.

Можно отметить наличие четырех передач R1-R4, предназначенных для обратного хода транспортного средства. В этом случае входные валы а₁, а₂ поочередно могут соединяться со вторым промежуточным валом s₂ с помощью четырех цилиндрических зубчатых колес V-VIII. Второй промежуточный вал s₂ в этом случае соединяется с основным валом 36 с помощью цилиндрического зубчатого колеса R. Во время обратного хода делитель 22 коробки передач постоянно находится в положении L_R c низким передаточным отношением, так что не происходит прерывания передачи крутящего момента при переключении передач обратного хода R1-R4. Поэтому в этом случае цилиндрическое зубчатое колесо R, которое придает обратный ход транспортному средству, и цилиндрическое зубчатое колесо L₁, которое обеспечивает продвижение вперед с самыми низкими передачами 1-4, располагаются на разных промежуточных валах s₁, s₂. Поэтому устройства сцепления 24, 26 могут использоваться для переключения между ведением транспортного средства вперед и назад. Эта функция может применяться в случае, если транспортное средство застряло и нуждается в раскачивании.

В этом примере варианта осуществления восемь ведущих цилиндрических зубчатых колес I-VIII коробки передач 21 с двойным сцеплением могут соединяться с делителем 22 коробки передач в то время, когда он находится в положении L_R c низким передаточным отношением, и в положении H_R с высоким передаточным отношением. Ведущие цилиндрические зубчатые колеса I-VIII коробки передач 21 с двойным сцеплением имеют такие размеры, что все передачи 13-20, которые достигаются с высоким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач, имеют более высокое передаточное отношение, чем все передачи 1-8, которые достигаются с низким передаточным отношением в делителе 22 коробки передач. Кольцевое зубчатое колесо 43 в делителе 22 коробки передач поэтому требуется только сместить в промежуточном диапазоне передач 9-12. Тот факт, что промежуточный диапазон передач 9-12 содержит четыре передачи, означает наличие большого количества времени для смещения делителя 22 коробки передач между положением L_R c низким передаточным отношением и положением H_R с высоким передаточным отношением.

Изобретение не ограничивается вариантом осуществления, описанным выше, но может свободно варьироваться в пределах объема формулы изобретения. Синхронизирующие сцепления 29-33, 37-39, изображенные на фиг.1, относятся к обычному типу, но возможно использование вместо обычных синхронизирующих сцеплений дисковых тормозов для синхронизации и соединения вместе цилиндрических зубчатых колес на различных валах. В указанном примере варианта осуществления коробка передач в сборе имеет двадцать передач для движения вперед и четыре передачи для обратного хода. Само собой разумеется, количество передач может быть как больше, так и меньше.

Изобретение относится к коробке передач с двойным сцеплением с делителем (22) коробки передач в сборе. Коробка передач (21) содержит дополнительное передающее движение соединение (s₁, H₁, 40, 44), приспособленное для передачи вращательного движения от ведущего зубчатого колеса (I-IV) на выходной вал (41) без применения делителя (22) коробки передач. При этом коробка передач в сборе обеспечивает дополнительную передачу одного ведущего зубчатого колеса (I-IV). Дополнительная передача (9-12) имеет такие размеры, что она имеет более высокое передаточное отношение, чем передача (1-4), полученная с ведущим зубчатым колесом (I-IV) с низким передаточным отношением в делителе (22) коробки передач и более низким передаточным отношением, чем передача (17-20), полученная с ведущим зубчатым колесом (I-IV) с высоким передаточным отношением в делителе (22) коробки передач. Достигается повышение надежности устройства. 16 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Коробка передач в сборе, которая содержит первую коробку передач (21) с прилегающим делителем (22) коробки передач, так что первая коробка передач содержит по меньшей мере один первый входной вал (a₁, a₂), по меньшей мере один первый промежуточный вал (s₁, s₂), и на каждом из этих валов по меньшей мере одно зубчатое колесо, которые совместно образуют по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (I-VIII), приспособленное для получения первого передаточного отношения при скорости входного вала (a₁, a₂) и по меньшей мере одно передающее движение соединение (s₁, s₂, L₁, L₂, H₂, H₃, 36), приспособленное для передачи вращательного движения от ведущего зубчатого колеса (I-VIII) к делителю (22) коробки передач так, чтобы получить низкое передаточное отношение или высокое передаточное отношение до подведения к выходному валу (41), причем первая коробка передач (21) содержит дополнительное передающее движение соединение (s₁, H₁, 40, 44), приспособленное для передачи вращательного движения от ведущего зубчатого колеса (I-IV) на выходной вал (41) без использования делителя (22) коробки передач, так что коробка передач в сборе таким образом обеспечивает дополнительную передачу из ведущих зубчатых колес (I-IV), где дополнительной передаче (9-12) приданы такие размеры, при которых она имеет более высокое передаточное отношение, чем передача (1-4), получаемая с ведущим зубчатым колесом (I-IV) с низким передаточным отношением в делителе (22) коробки передач, и более низкое передаточное отношение, чем передача (17-20), получаемая с ведущим зубчатым колесом (I-IV) с высоким передаточным отношением в делителе (22) коробки передач, при этом первая коробка передач содержит несколько ведущих зубчатых колес (I-IV), которые могут соединяться дополнительным передающим вращение соединением (H₁, 40, 44) так, что создаются несколько дополнительных передач (9-12), содержащих по меньшей мере две дополнительные передачи (9-12), с такими размерами, что они имеют передаточное отношение между передачей (1-8), которая имеет низкое передаточное отношение в делителе (22) коробки передач, и передачей (13-20), которая имеет высокое передаточное отношение в делителе (22) коробки передач.

2. Коробка передач в сборе по п.1, в которой первая коробка передач содержит несколько ведущих зубчатых колес (I-VIII), каждое из которых может соединяться через передающее движение соединение (s₁, s₂, L₁, L₂, H₂, H₃, 36) с соответствующими низким и высоким передаточными отношениями в делителе коробки передач, ведущие зубчатые колеса (I-VIII) имеют такие размеры, что все передачи (1-8), которые имеют низкое передаточное отношение в делителе (22) коробки передач, имеют более низкое передаточное отношение, чем все передачи (13-20), которые имеют высокое передаточное отношение в делителе (22) коробки передач.

3. Коробка передач в сборе по п.1, в которой делитель (22) коробки передач содержит планетарную передачу с элементом (43) сцепления, который может перемещаться между положением (L_R) с низким передаточным отношением и положением (H_R) с высоким передаточным отношением.

4. Коробка передач в сборе по п.2, в которой делитель (22) коробки передач содержит планетарную передачу с элементом (43) сцепления, который может перемещаться между положением (L_R) с низким передаточным отношением и положением (H_R) с высоким передаточным отношением.

5. Коробка передач в сборе по п.1, в которой дополнительное передающее движение соединение содержит элемент (44), который проходит через делитель (43) коробки передач на выходной вал (41).

6. Коробка передач в сборе по п.2, в которой дополнительное передающее движение соединение содержит элемент (44), который проходит через делитель (43) коробки передач на выходной вал (41).

7. Коробка передач в сборе по п.3, в которой дополнительное передающее движение соединение содержит элемент (44), который проходит через делитель (43) коробки передач на выходной вал (41).

8. Коробка передач в сборе по п.4, в которой дополнительное передающее движение соединение содержит элемент (44), который проходит через делитель (43) коробки передач на выходной вал (41).

9. Коробка передач в сборе по любому из предшествующих пунктов, в которой первая коробка передач является коробкой передач (21) с двойным сцеплением.

10. Коробка передач в сборе по п.9, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит первый входной вал (a₁), который может входить в зацепление и расцепляться посредством первого устройства (24) сцепления, а второй входной вал (а₂) может входить в зацепление и расцепляться посредством второго устройства (26) сцепления.

11. Коробка передач в сборе по п.10, в которой коробка передач в сборе выполнена так, что ступенчатое переключение передач между двумя прилегающими зубчатыми колесами всегда означает, что устройства (24, 26) сцепления осуществляют чередующееся взаимодействие с указанными входными валами (a₁, а₂).

12. Коробка передач в сборе по п.9, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит первый промежуточный вал (s₁), второй промежуточный вал (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (I, III), которое соединяет первый входной вал (a₁) с первым промежуточным валом (s₁), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (V, VII), которое соединяет первый входной вал (a₁) со вторым промежуточным валом (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (II, IV), которое соединяет второй входной вал (а₂) с первым промежуточным валом (s₁), и по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (VI-VII), которое соединяет второй входной вал (а₂) со вторым промежуточным валом (s₂).

13. Коробка передач в сборе по п.10, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит первый промежуточный вал (s₁), второй промежуточный вал (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (I, III), которое соединяет первый входной вал (a₁) с первым промежуточным валом (s₁), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (V, VII), которое соединяет первый входной вал (a₁) со вторым промежуточным валом (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (II, IV), которое соединяет второй входной вал (а₂) с первым промежуточным валом (s₁), и по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (VI-VII), которое соединяет второй входной вал (а₂) со вторым промежуточным валом (s₂).

14. Коробка передач в сборе по п.11, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит первый промежуточный вал (s₁), второй промежуточный вал (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (I, III), которое соединяет первый входной вал (a₁) с первым промежуточным валом (s₁), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (V, VII), которое соединяет первый входной вал (a₁) со вторым промежуточным валом (s₂), по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (II, IV), которое соединяет второй входной вал (a₂) с первым промежуточным валом (s₁), и по меньшей мере одно ведущее зубчатое колесо (VI-VII), которое соединяет второй входной вал (а₂) со вторым промежуточным валом (s₂).

15. Коробка передач в сборе по п.12, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит основной вал (36), соединенный с делителем (22) коробки передач так, что первый промежуточный вал (s₁) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₁, Н₃) и второй промежуточный вал (s₂) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₂, H₂, R).

16. Коробка передач в сборе по п.13, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит основной вал (36), соединенный с делителем (22) коробки передач так, что первый промежуточный вал (s₁) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₁, Н₃) и второй промежуточный вал (s₂) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₂, H₂, R).

17. Коробка передач в сборе по п.14, в которой коробка передач (21) с двойным сцеплением содержит основной вал (36), соединенный с делителем (22) коробки передач так, что первый промежуточный вал (s₁) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₁, Н₃) и второй промежуточный вал (s₂) может соединяться с основным валом (36) посредством по меньшей мере одного зубчатого колеса (L₂, H₂, R).