ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2015 года по МПК F16H3/93 F16H37/04 

Настоящее изобретение относится к трансмиссии транспортных средств.

Трансмиссия часто имеет один входной вал, который соединен и приводится в действие сцеплением в сборе с приводом от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания.

В патентах FR 2770599 и ЕР 1270996 описаны коробки передач с двумя промежуточными валами, только один из которых имеет малую шестерню для зацепления с выходным зубчатым колесом. Коробка передач по FR 2770599 является сложной, поскольку для передачи крутящего момента в режиме передачи заднего хода используются раздельные фиксированные зубчатые колеса на входном валу и на выходном валу. Коробка передач по ЕР 1270996 имеет фиксированное зубчатое колесо первой передачи заднего хода, которое входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом второй передачи заднего хода, которое в свою очередь может соединяться с промежуточным зубчатым колесом первой передачи заднего хода, при этом зубчатые колеса первой и второй передач заднего хода находятся на одной оси с фиксированным зубчатым колесом второй передачи заднего хода, которое входит в зацепление с фиксированным зубчатым колесом первой передачи на входном валу. В режиме передачи заднего хода приходится в действие соединительное устройство, которое соединяет фиксированное зубчатое колесо второй передачи заднего хода с промежуточным зубчатым колесом первой передачи заднего хода. Эта конструкция является очень сложной.

В отличие от этого в патенте US 2227742 предложено промежуточное зубчатое колесо заднего хода, входящее в зацепление с фиксированным зубчатым колесом первой передачи в режиме передачи заднего хода. В патентах GB 2207717 А и DE 19817318 А1 описано использование сочетания скользящего промежуточного зубчатого колеса заднего хода и зубчатой втулки синхронизирующего устройства для обеспечения крутящего момента в режиме передачи заднего хода. Ни в одной из этих конструкций не используется промежуточное зубчатое колесо заднего хода, которое входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом первой передачи.

Согласно одной из задач изобретения каждый из промежуточных валов должен иметь малую шестерню для вывода крутящего момента на ведущем валу, например на дифференциал в сборе, поскольку при этом, очевидно, значительно упрощается конструкция трансмиссии по сравнению с известным уровнем техники.

Одной из дополнительных задач изобретения является создание упрощенного зубчатого механизма заднего хода, который всегда входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом на первом промежуточном валу, которое в свою очередь входит в зацепление с фиксированным зубчатым колесом на входном валу, за счет чего промежуточное зубчатое колесо первого промежуточного вала используется для изменения на противоположное направления вращения крутящего момента до вывода крутящего момента посредством малой шестерни зубчатого механизма заднего хода. Поскольку такие операции переключения являются сложными, желательно обходиться без них.

Решение этой и других задач изобретения обеспечено объектом независимых пунктов формулы изобретения. В зависимых пунктах содержатся дополнительные усовершенствования.

В соответствии с изобретением промежуточное зубчатое колесо заднего хода входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом первой передачи на первом промежуточном валу.

В изобретении предложена отличающаяся высокой эффективностью, недорогая и мало весящая шестискоростная коробка передач. Шестискоростная коробка передач также отличается компактностью за счет уменьшения размеров трансмиссии. Кроме того, шестискоростная коробка передач может быть модифицирована в пятискоростную коробку передач путем отказа от зубчатого механизма шестой передачи.

В изобретении предложен механический трансмиссионный привод с шестью передачами переднего хода и одной передачей заднего хода для применения в транспортных средствах с приводом на передние колеса.

В соответствии с изобретением промежуточные зубчатые колеса первой передачи и второй передачи могут быть установлены на выходном валу, за счет чего снижается восприимчивость коробки передач к дребезжанию и повышается ее эффективность. Промежуточные зубчатые колеса первой передачи и второй передачи могут соединяться с выходным валом посредством синхронизатора.

Синхронизатор передачи заднего хода может быть установлен на дополнительной полуоси, что позволяет уменьшить общую длину трансмиссии.

Зубчатые колеса коробки передач согласно настоящему изобретению могут быть установлены только на двух валах, которыми являются входной вал и выходной вал. Схема расположения на двух валах обеспечивает более высокую эффективность коробки передач.

Зубчатое колесо шестой передачи расположено на заднем конце трансмиссии, что позволяет легко получать недорогой пятискоростной вариант. Пятискоростной вариант имеет на два зубчатых колеса меньше по сравнению с шестискоростным вариантом. Двусторонний синхронизатор, используемый в шестискоростном варианте, заменен односторонним синхронизатором.

Кроме того, в шестискоростном варианте обеспечивается оптимизированная компоновка за счет малого диаметра зубчатого колеса шестой передачи на заднем конце трансмиссии. Эта компоновка трансмиссии выгодна с точки зрения обеспечения зазора для опоры.

В изобретении предложена трансмиссия, которая содержит первый промежуточный вал и второй промежуточный вал, которые разнесены по радиусу от входных валов. Первый промежуточный вал и второй промежуточный вал преимущественно параллельны входному валу. Зубчатые колеса трансмиссии установлены на первом промежуточном валу, на втором промежуточному валу и на входном валу. Зубчатые колеса представляют собой первый зубчатый механизм, второй зубчатый механизм, третий зубчатый механизм, четвертый зубчатый механизм и зубчатый механизм заднего хода. Кроме того, может быть предусмотрен пятый зубчатый механизм и шестой зубчатый механизм для обеспечения пятой или шестой последовательных ускоряющих передач переднего хода.

Например, в транспортном средстве, оснащенном трансмиссией, первая передача имеет передаточное отношение 3:1, вторая передача имеет передаточное отношение 1,5:1, третья передача имеет передаточное отношение 1,1:1 и четвертая передача имеет передаточное отношение 0,8:1.

В другом примере транспортного средства, оснащенного трансмиссией, первая передача имеет передаточное отношение 3:1, вторая передача имеет передаточное отношение 1,5:1, третья передача имеет передаточное отношение 1,1:1, четвертая передача имеет передаточное отношение 0,8:1 и пятая передача имеет передаточное отношение 0,75:1.

В еще одном примере транспортного средства, оснащенного трансмиссией, первая передача имеет передаточное отношение 3:1, вторая передача имеет передаточное отношение 1,8:1, третья передача имеет передаточное отношение 1,2:1, четвертая передача имеет передаточное отношение 1,1, пятая передача имеет передаточное отношение 0,9:1 и шестая передача имеет передаточное отношение 0,75:1.

Первый зубчатый механизм всегда содержит первое фиксированное зубчатое колесо на входном валу, которое входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом первой передачи на первом промежуточном валу.

Второй зубчатый механизм содержит второе зубчатое колесо на входном валу, которым может являться второе фиксированное зубчатое колесо или промежуточное зубчатое колесо второй передачи, входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом второй передачи или вторым фиксированным зубчатым колесом на первом промежуточном валу.

Третий зубчатый механизм содержит третье зубчатое колесо на входном валу, которым может являться третье фиксированное зубчатое колесо или промежуточное зубчатое колесо третьей передачи, входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом третьей передачи или третьим фиксированным зубчатым колесом на первом промежуточном валу.

Четвертый зубчатый механизм содержит четвертое зубчатое колесо на входном валу, которым может являться четвертое фиксированное зубчатое колесо или промежуточное зубчатое колесо четвертой передачи, входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом четвертой передачи или четвертым фиксированным зубчатым колесом на первом промежуточном валу.

Трансмиссия обеспечивает компактное и эффективное решение для приводов с четырьмя, пятью или шестью передачами переднего хода. Зубчатые механизмы первой передачи и передачи заднего хода являются элементами двойного зацепления. За счет этого двойного зацепления обеспечивается компактность, малый вес и низкая стоимость трансмиссии, поскольку не требуется дополнительное фиксированное зубчатое колесо на входном валу и дополнительный промежуточный вал для зубчатого колеса заднего хода.

Все зубчатые колеса передач переднего хода установлены на одном и том же промежуточном валу, а два зубчатых колеса передач заднего хода установлены на другом промежуточном валу. Это делает всю конструкцию аккуратной и простой.

Выгодно, чтобы зубчатые колеса первой передачи и передачи заднего хода находились рядом с малыми шестернями промежуточного вала. В соответствии с изобретением в качестве опоры для промежуточных валов используются подшипники. Эти подшипники расположены в области между малыми шестернями и зубчатыми колесами первой передачи и зубчатыми колесами передачи заднего хода, соответственно. Имеющий опору вал может быть тонким и меньше прогибаться, если подшипники расположены рядом с зубчатыми колесами, которые обеспечивают наибольший крутящий момент. Малые шестерни передают крутящий момент для сообщения движения транспортному средству.

Также выгодно, чтобы зубчатые колеса передач переднего хода располагались на входном валу и первом промежуточном валу таким образом, чтобы передачи последовательно повышались или понижались, а зубчатые колеса высших передач были расположены напротив сцепления. Это означает, что коробка передач отличается простотой в изготовлении за счет своей модульной конструкции. При необходимости пятискоростной коробки передач требуется лишь дополнить четырехскоростную коробку передач дополнительной парой зубчатых колес и так далее в случае шести-, семи-, четырех- или лишь трехскоростной коробки передач.

В изобретении предложена коробка передач, которая имеет выходное зубчатое колесо. Выходное зубчатое колесо входит в зацепление с двумя малыми шестернями на соответствующих промежуточных валах для обеспечения выходного крутящего момента. Крутящий момент на ведущем валу поступает от двух малых шестерен на выходное зубчатое колесо, которое подает единый выходной крутящий момент на выход трансмиссии. Не требуется множество внешних соединений, сопутствующих промежуточным валам. Тем самым упрощается соединение с трансмиссией.

В настоящем изобретении предложен привод с коробкой передач. Привод может содержать источник питания для генерации крутящего момента на ведущем валу. Источником питания может являться двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель. В изобретении дополнительно предложено транспортное средство, оснащенное приводом. Транспортное средство, имеющее двигатель внутреннего сгорания и трансмиссию, является простым в изготовлении. Двигатель внутреннего сгорания может иметь сниженный расход топлива с целью охраны окружающей среды. Кроме того, двигатель внутреннего сгорания, работающий на топливе других типов, таком как водородное топливо, может иметь еще менее токсичный выхлоп. Электродвигатель, используемый в гибридном автомобиле или электромобиле, позволяет снижать токсичность выхлопов по сравнению с типичным бензиновым двигателем. Электродвигатель способен даже рекуперировать энергию торможения в режиме генератора. Транспортное средство, оснащенное приводом, обеспечивает эффективное использование энергии за счет использования трансмиссии с двойным сцеплением.

На фиг.1 проиллюстрирован вид спереди первого варианта осуществления предложенной в изобретении трансмиссии с шестью передачами переднего хода и одной передачей заднего хода,

на фиг.2 схематически проиллюстрировано поперечное сечение трансмиссии, показанной на фиг.1,

на фиг.3 проиллюстрирован вид спереди второго варианта осуществления предложенной в изобретении трансмиссии с пятью передачами переднего хода и одной передачей заднего хода,

на фиг.4 схематически проиллюстрировано поперечное сечение трансмиссии, показанной на фиг.3,

на фиг.5 проиллюстрировано двустороннее соединительное устройство в сборе с его соседними зубчатыми колесами для зацепления,

на фиг.6 проиллюстрировано одностороннее соединительное устройство в сборе с его соседним зубчатым колесом для зацепления,

на фиг.7 проиллюстрировано промежуточное зубчатое колесо в сборе, которое с возможностью вращения опирается на вал, установленный на подшипнике, и

на фиг.8 проиллюстрировано фиксированное зубчатое колесо в сборе, которое опирается на вал.

В следующем далее описании приведены подробности вариантов осуществления изобретения. Тем не менее специалистам в данной области техники должно быть ясно, что эти варианты осуществления могут быть реализованы на практике без таких подробностей.

На фиг.1-2 подробно проиллюстрирован первый вариант осуществления предложенной в изобретении трансмиссии 1.

Трансмиссия 1 имеет относительно большое выходное зубчатое колесо 12 на выходном валу 14, один входной вал 20 и две малые шестерни 41, 51 на двух промежуточных валах 40, 50. Входной вал 20 неподвижно соединен с диском 8 сцепления 6. Двумя шестернями 41, 51 являются верхняя шестерня 41 или шестерня 41 заднего хода и нижняя шестерня 51 или шестерня 51 промежуточного вала. Верхняя шестерня 41 установлена на оси вращения верхнего промежуточного вала 40 или промежуточного вала 40 передачи заднего хода, а нижняя шестерня установлена на оси вращения нижнего промежуточного вала 50. Выходное зубчатое колесо 12 установлено на оси вращения выходного вала 14. Две шестерни 41, 51 по отдельности входят в зацепление с выходным зубчатым колесом 12 в различных положениях выходного зубчатого колеса 12.

Входной вал 20, верхний промежуточный вал 40 и нижний промежуточный вал 50 параллельны друг другу и разнесены на заданные расстояние. Расстояния заданы по радиусу этих валов, что лучше видно на фиг.2. На эти валах установлены другие зубчатые колеса, которые соответствующим образом соединяются друг с другом заданными способами.

На фиг.2 показан перспективный вид показанной на фиг.1 трансмиссии 1, иллюстрирующий, как установлены зубчатые колеса.

Трансмиссия 1 имеет, считая сверху вниз, верхний промежуточный вал 40, входной вал 20 и нижний промежуточный вал 50. Входной вал 20 расположен внутри картера коробки передач, который не показан. Входной вал 20 опирается на пару подшипников 71 входного вала в коробке передач.

На входном валу 20 установлено шесть зубчатых колес и два соединительных устройства. Этими зубчатыми колесами, считая справа налево, являются фиксированное зубчатое колесо 24 первой передачи, фиксированное зубчатое колесо 30 второй передачи, промежуточное зубчатое колесо 25 третьей передачи, также именуемое третьим промежуточным зубчатым колесом 25, двустороннее соединительное устройство 82, промежуточное зубчатое колесо 31 четвертой передачи, также именуемое четвертым промежуточным зубчатым колесом 31, промежуточное зубчатое колесо 26 пятой передачи, также именуемое пятым промежуточным зубчатым колесом 26, двустороннее соединительное устройство 84 и промежуточное зубчатое колесо 32 шестой передачи, также именуемое шестым промежуточным зубчатым колесом 32. Справа от фиксированного зубчатого колеса 24 первой передачи расположен подшипник 71 входного вала, а слева от промежуточного зубчатого колеса 32 шестой передачи расположен другой подшипник входного вала. Правый конец входного вала 20 соединен с диском 8 сцепления 6 в сборе. На коленчатом вале 2 установлен картер 4 сцепления 6 в сборе. Входной вал 20 способен соединяться с коленчатым валом 2 или отсоединяться от него за счет соединения или разъединения картера 4 сцепления и диска 8 сцепления.

Под входным валом 20 расположен промежуточный вал 50. На промежуточном валу 50 установлено несколько зубчатых колес и соединительных устройств, включающих, считая справа налево, малую шестерню 51 промежуточного вала, первое промежуточное зубчатое колесо 36, которое также именуется промежуточным зубчатым колесом 36 первой передачи, двустороннее соединительное устройство 83, второе промежуточное зубчатое колесо 65, которое также именуется промежуточным зубчатым колесом 65 второй передачи, фиксированное зубчатое колесо 64 третьей передачи, фиксированное зубчатое колесо 63 четвертой передачи, фиксированное зубчатое колесо 67 пятой передачи и фиксированное зубчатое колесо 66 шестой передачи.

Промежуточное зубчатое колесо 36 первой передачи входит в зацепление с фиксированным зубчатым колесом 24 первой передачи. Промежуточное зубчатое колесо 65 второй передачи входит в зацепление с фиксированным зубчатым колесом 30 второй передачи. Промежуточное зубчатое колесо 25 третьей передачи входит в зацепление с фиксированным зубчатым колесом 64 третьей передачи. Фиксированное зубчатое колесо 63 четвертой передачи входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 31 четвертой передачи. Фиксированное зубчатое колесо 67 пятой передачи входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 26 пятой передачи. Фиксированное зубчатое колесо 66 шестой передачи входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 32 шестой передачи.

Над входным валом 20 расположен промежуточный вал 40 передачи заднего хода. На промежуточном валу 40 передачи заднего хода расположены зубчатые колеса и соединительное устройство, включающие, считая справа налево, шестерню 41 заднего хода, промежуточное зубчатое колесо 61 заднего хода, также именуемое промежуточным зубчатым колесом 61 передачи заднего хода, и одностороннее соединительное устройство 80. Рядом с шестерней 41 заднего хода расположен подшипник 73 вала заднего хода, также именуемый подшипником 73 промежуточного вала. На левом конце верхнего промежуточного вала 40 рядом с односторонним соединительным устройством 80 расположен другой подшипник 73 вала заднего хода, также именуемый подшипником 73 промежуточного вала. Промежуточное зубчатое колесо 61 заднего хода установлено на верхнем промежуточном валу 40 с помощью игольчатого подшипника с возможностью вращения вокруг промежуточного вала 40 передачи заднего хода. Промежуточное зубчатое колесо 61 заднего хода входит в зацепление с промежуточным зубчатым колесом 36 первой передачи. Одностороннее соединительное устройство 80 способно перемещаться вдоль верхнего промежуточного вала 40 и соединять или разъединять промежуточное зубчатое колесо 61 заднего хода и верхний промежуточный вал 40.

Трансмиссия 1 содержит элемент двойного зацепления, которым является промежуточное зубчатое колесо 36 первой передачи, входящее в зацепление как с промежуточным зубчатым колесом 61 заднего хода, так и фиксированным зубчатым колесом 24 первой передачи.

Термины "зацепляться" и "сцепляться", используемые в настоящей заявке применительно к зубчатым колесам, сцепленным шестерням или сцепленным зубчатым колесам, являются синонимами. Колесо, промежуточное зубчатое колесо, малая шестерня и шестерня также могут называться зубчатым колесом, если только не указано иное. Выходное зубчатое колесо 12 является частью дифференциальной передачи, которая не описана в изобретении. Дифференциальная передача обозначена прямоугольником на выходном зубчатом колесе 12. Сцепление 6 в сборе также именуется сцеплением.

В качестве альтернативы термину "соединительное устройство" используется термин "механизм переключения" или "синхронизатор" для соединения или разъединения зубчатых колес на валу. Любой из валов, включающих входной вал 20 и промежуточные валы 40, 50, может опираться более чем на два подшипника. Подшипники, на которые опираются зубчатые колеса на валах, включают игольчатые роликовые подшипники. Подшипники, которые удерживают вала на картере коробки передач, включают шариковые подшипники 71, 72, 73 и конические роликовые подшипники 75.

На чертежах пунктирными линиями обозначено зацепление между зубчатыми колесами.

Предложенная в изобретении трансмиссия 1 может применяться в качестве механической трансмиссии. В механической трансмиссии ведущий вал переднего моста автомобиля выступает наружу из картера трансмиссии и расположен параллельно выходному валу 14 трансмиссии 1. В конструкции механической трансмиссии предусмотрено достаточное пространство для приведения в действие механической трансмиссии и сцепления и для размещения электродвигателя. Электродвигатель способен действовать как стартер двигателя внутреннего сгорания, как устройство рекуперации энергии для обеспечения работы тормозов или как дополнительный привод в гибридных транспортных средствах.

В изобретении предложена параллельная трансмиссия с компактной конструкцией.

Трансмиссия 1 особо применима для поперечной установки на транспортных средствах с приводом на передние колеса, у которых передний дифференциал расположен, например, ниже шестерен 41, 51. Тем самым может быть уменьшена общая длина привода для передачи крутящего момента.

В изобретении предложены две установленные на промежуточных валах 40, 50 относительно небольших шестерни 41, 51, которые входят в зацепление с одним относительно большим выходным зубчатым колесом 12. Выходное зубчатое колесо 12 в свою очередь установлено на выходном валу 14. Это расположение обеспечивает компактность и небольшой вес трансмиссии 1.

В изобретении также предусмотрена конструкция, согласно которой выходное зубчатое колесо 12 встроено в дифференциал трансмиссии без использования промежуточного выходного вала трансмиссии. Это позволяет обеспечить высокую плотность компоновки трансмиссии 1.

Кроме того, выгодно, чтобы фиксированные зубчатые колеса первой и второй передачи были установлены на входном валу 20, а фиксированные зубчатые колеса 64, 63, 67 и 66 третьей передачи, четвертой передачи, пятой передачи и шестой передачи были установлены на нижнем промежуточном валу 50. Это расположение обеспечивает плавное и эффективное осуществление упомянутых операций переключения передач, когда переключение передач происходит последовательно. Одно или несколько фиксированных зубчатых колес 64, 63, 67 и 66 третьей передачи, четвертой передачи, пятой передачи и шестой передачи также могут быть установлены на входном валу 20. Для каждого фиксированного зубчатого колеса передачи переднего хода на одном валу предусмотрено промежуточное зубчатое колесо на другом валу.

На промежуточных валах 40, 50 вблизи шестерен 41,51 низших передач установлены подшипники 72, 73 трансмиссии 1. За счет этого обеспечивается более прочная механическая опора для промежуточных валов 40, 50 с целью уменьшения его прогиба. Вблизи фиксированного зубчатого колеса 24 первой передачи, которое также передает большой крутящий момент при малой частоте вращения, установлен подшипник 71 входного вала. За счет этого уменьшается изгиб входного вала 20 под действием большого крутящего момента. В результате может быть уменьшен вес и снижена стоимость входного вала 20 и промежуточных валов 40, 50.

Для шести передач переднего хода и одной передачи заднего хода предусмотрены две шестерни 41, 51. За счет сокращения числа шестерен уменьшен размер, вес и стоимость трансмиссии 1.

Далее будут описаны различные траектории передачи крутящего момента трансмиссии. Входной крутящий момент первой передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан).

Входной крутящий момент первой передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент первой передачи посредством фиксированного зубчатого колеса 24 первой передачи, промежуточного зубчатого колеса 36 первой передачи, двустороннего соединительного устройства 83, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента первой передачи равно двум.

Передача крутящего момента второго передаточного отношения осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент второй передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Входной крутящий момент второй передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент второй передачи посредством фиксированного зубчатого колеса 30 второй передачи, промежуточного зубчатого колеса 65 второй передачи, двустороннего соединительного устройства 83, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента второй передачи равно двум.

Передача крутящего момента третьего передаточного отношения осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент третьей передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Входной крутящий момент третьей передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент третьей передачи посредством двустороннего соединительного устройства 82, промежуточного зубчатого колеса 25 третьей передачи, фиксированного зубчатого колеса 64 третьей передачи, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. При передаче крутящего момента третьей передачи двустороннее соединительное устройство 82 соединено с промежуточным зубчатым колесом 25 третьей передачи. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента третьей передачи равно двум.

Передача крутящего момента четвертого передаточного отношения осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент четвертой передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Входной крутящий момент четвертой передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент четвертой передачи посредством двустороннего соединительного устройства 82, промежуточного зубчатого колеса 31 четвертой передачи, фиксированного зубчатого колеса 63 четвертой передачи, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. При передаче крутящего момента четвертой передачи двустороннее соединительное устройство 82 соединено с промежуточным зубчатым колесом 31 четвертой передачи. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента четвертой передачи равно двум.

Передача крутящего момента пятого передаточного отношения осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент пятой передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Как показано на фиг.6, входной крутящий момент пятой передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент пятой передачи посредством двустороннего соединительного устройства 84, промежуточного зубчатого колеса 26 пятой передачи, фиксированного зубчатого колеса 67 пятой передачи, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. При передаче крутящего момента пятой передачи двустороннее соединительное устройство 84 соединено с промежуточным зубчатым колесом 26 пятой передачи. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента пятой передачи равно двум.

Передача крутящего момента шестого передаточного отношения осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент шестой передачи подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Как показано на фиг.6, входной крутящий момент шестой передачи подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент пятой передачи посредством двустороннего соединительного устройства 84, промежуточного зубчатого колеса 32 шестой передачи, фиксированного зубчатого колеса 66 шестой передачи, промежуточного вала 50, малой шестерни 51 промежуточного вала, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. При передаче крутящего момента шестой передачи двустороннее соединительное устройство 84 соединено с промежуточным зубчатым колесом 32 шестой передачи. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента шестой передачи равно двум.

Передача крутящего момента передаточного отношения заднего хода осуществляется по следующей траектории. Входной крутящий момент передачи заднего хода подводится от коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания (не показан). Входной крутящий момент передачи заднего хода подводится на входной вал 20 от сцепления 6 трансмиссии 1. Крутящий момент передачи заднего хода посредством фиксированного зубчатого колеса 24 первой передачи, промежуточного зубчатого колеса 36 первой передачи, промежуточного зубчатого колеса 61 заднего хода, одностороннего соединительного устройства 80, промежуточного вала 40 передачи заднего хода, шестерни 41 заднего хода, выходного зубчатого колеса 12 передается от входного вала 20 на выходной вал 14. При передаче крутящего момента передачи заднего хода одностороннее соединительное устройство 83 отсоединяется или освобождается от промежуточного зубчатого колеса 36 первой передачи, а одностороннее соединительное устройство 80 соединяется с промежуточным зубчатым колесом 61 заднего хода. Число зубчатых зацеплений или находящихся в зацеплении пар при передаче крутящего момента первой передачи заднего хода равно трем.

Во втором варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг.3 и 4, предусмотрено пять передач. Пять передач получают путем замены двустороннего соединительного устройства 84 и односторонним соединительным устройством 81 и исключения промежуточного зубчатого колеса 32 шестой передачи и фиксированного зубчатого колеса шестой передачи.

Траектории передачи всех крутящих моментов первых пяти передач передачи заднего хода остаются преимущественно такими же, как описано выше со ссылкой на первый вариант осуществления за исключением того, что для включения пятой передачи используется одностороннее соединительное устройство 81.

На фиг.5 проиллюстрирован узел 100 двустороннего соединительного устройства 102 в сборе с его соседними промежуточными зубчатыми колесами 101, 103 для зацепления. Узел 100 содержит вал 104 с двумя промежуточными зубчатыми колесами 101, 103, имеющими общую с ним ось и установленными на двух соответствующих подшипниках. Между расположенным слева промежуточным зубчатым колесом 101 и расположенным справа промежуточным зубчатым колесом 103 находится соединительное устройство 102. Двустороннее соединительное устройство 102 способно перемещаться вдоль вала 104 и в одно и то же время избирательно соединяться с любым из промежуточных зубчатых колес 101, 103. Иными словами, двустороннее соединительное устройство 102 может попеременно вводить промежуточные зубчатые колеса 101, 103 в фиксированное зацепление с валом 104. Символы, обозначающие узел 100, показаны в правой части фиг.5.

На фиг.6 проиллюстрирован узел 110 одностороннего соединительного устройства 112 в сборе с его соседним промежуточным зубчатым колесом 113 для зацепления. Узел 110 содержит вал 114 с одним промежуточным зубчатым колесом 113, имеющим общую с ним ось и установленным на подшипнике. Одностороннее соединительное устройство 112 расположено вблизи промежуточного зубчатого колеса 113 слева от него. Соединительное устройство 112 способно перемещаться вдоль вала 114 и соединяться или с промежуточным зубчатым колесом 113 или отсоединяться от него. Иными словами, одностороннее соединительное устройство 112 способно вводить промежуточное зубчатое колесо 113 в фиксированное зацепление с валом 114. Символы, обозначающие узел 110, показаны в правой части фиг.6.

Упомянутые соединительные устройства могут содержать одно или два синхронизирующих устройства для обеспечения свободного вращения или фиксации зубчатых колес на валу. Механизм фиксации зубчатого колеса состоит из буртика или "ошейника" на валу, который способен скользить в боковом направлении таким образом, что зубцы или выступы на его внутренней поверхности сопрягаются с зубцами на наружной окружности двух круговых колец, в результате чего одно из них соединяется с зубчатым колесом, а другое соединяется с валом. Когда кольца соединены буртиком, это конкретное зубчатое колесо с возможностью вращения сцепляется с валом и задает выходную частоту вращения трансмиссии. Для управления буртиками используют рычаг переключения передач посредством системы тяг, позволяющих в одно и то же время только одному буртику фиксировать только одно зубчатое колесо. Во время переключений передач фиксация зубчатого колеса буртиком прекращается прежде, чем осуществляется фиксация другого зубчатого колеса. Один буртик часто обслуживает два зубчатых колеса; при его перемещении в одном направлении выбирается одна частота вращения трансмиссии, а при перемещении в другом направлении - другая частота вращения.

В синхронизированной коробке передач для правильного согласования частоты вращения зубчатого колеса с частотой вращения вала при зацеплении зубчатого вала буртик сначала прикладывает усилие к конусообразному латунному сцеплению, соединенному с зубчатым колесом, в результате чего согласование частот вращения происходит до того, как буртик зафиксируется на месте. Когда частоты вращения не согласованы, кольца синхронизатора, также называемые "блокирующими кольцами", не дают буртику связывать стопорные кольца. Поскольку кольца синхронизатора имеют скошенное зацепление, за счет сопротивления вращению они препятствуют вхождению кулачковой муфты в зацепление. Кольцо латунного сцепления постепенно заставляет детали вращаться с одинаковой частотой. Если они вращаются с одинаковой частотой, к скошенным поверхностям колец синхронизатора не прикладывается усилие, и кулачковая муфта может войти в зацепление.

На фиг.7 проиллюстрирован узел 120 промежуточного зубчатого колеса 121, которое с возможностью вращения установлено на валу 122 и опирается на подшипник 123. Промежуточное зубчатое колесо 121 посредством подшипника 123 установлено на одной оси с валом 122. Подшипник 123 позволяет промежуточному зубчатому колесу 121 свободно вращаться вокруг вала 122. Символы, обозначающие узел 120, показаны в правой части фиг.7.

На фиг.8 проиллюстрирован узел 130 фиксированного зубчатого колеса 132, которое установлено на валу 131. Фиксированное зубчатое колесо 132 установлено на одной оси с валом 131 и зафиксировано на валу 132. Фиксированное зубчатое колесо 132 и вал 131 выполнены за одно целое, в результате чего крутящий момент фиксированного зубчатого колеса 132 напрямую передается валу 131 и наоборот.

С входным валом 20 и другими валами 14, 40, 50 жестко соединено несколько фиксированных зубчатых колес. Символ, используемый на предыдущих фигурах для обозначения такого фиксированного зубчатого колеса, показан в левой части на фиг.9. В правой части фиг.9 показан более употребительный символ для обозначения такого фиксированного зубчатого колеса.

Хотя в приведенном выше описании содержится множество конкретных подробностей, их следует считать не ограничивающими объем варианта осуществления, а лишь иллюстрирующими возможный вариант осуществления. В частности, указанные выше преимущества варианта осуществления следует считать не ограничивающими объем описанного варианта осуществления, а лишь поясняющими возможные результаты, достижимые в случае практической реализации описанного варианта осуществления. Таким образом, объем варианта осуществления определяется формулой изобретения и ее эквивалентами, а не приведенными примерами.

Ссылочные позиции

1 трансмиссия

2 коленчатый вал

3 трансмиссия

4 картер сцепления

6 сцепление в сборе

8 диск сцепления

12 выходное зубчатое колесо

14 выходной вал

20 входной вал

24 фиксированное зубчатое колесо первой передачи

25 промежуточное зубчатое колесо третьей передачи

26 промежуточное зубчатое колесо пятой передачи

30 фиксированное зубчатое колесо второй передачи

31 промежуточное зубчатое колесо четвертой передачи

32 промежуточное зубчатое колесо шестой передачи

36 промежуточное зубчатое колесо первой передачи

40 промежуточный вал передачи заднего хода

41 шестерня заднего хода

50 промежуточный вал

51 малая шестерня промежуточного вала

61 промежуточное зубчатое колесо заднего хода

63 фиксированное зубчатое колесо четвертой передачи

64 фиксированное зубчатое колесо третьей передачи

65 промежуточное зубчатое колесо второй передачи

66 фиксированное зубчатое колесо шестой передачи

67 фиксированное зубчатое колесо пятой передачи

71 подшипник входного вала

72 подшипник промежуточного вала

73 подшипник вала заднего хода

75 подшипник выходного вала

80 одностороннее соединительное устройство

81 одностороннее соединительное устройство

82 двустороннее соединительное устройство

83 двустороннее соединительное устройство

84 двустороннее соединительное устройство

85 одностороннее соединительное устройство

100 узел

101 промежуточное зубчатое колесо

102 двустороннее соединительное устройство

103 промежуточное зубчатое колесо

104 вал

110 узел

112 одностороннее соединительное устройство

113 промежуточное зубчатое колесо

114 вал

120 узел

121 промежуточное зубчатое колесо

122 вал

123 подшипник

130 узел

131 вал

132 фиксированное зубчатое колесо

Изобретение относится к коробкам передач транспортных средств. Трансмиссия включает первый зубчатый механизм, содержащий фиксированное зубчатое колесо (24) первой передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом (36) первой передачи на первом промежуточном валу (50). Трансмиссия дополнительно содержит промежуточное зубчатое колесо (61) заднего хода на втором промежуточном валу (40), входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом (36) первой передачи на первом промежуточном валу (50). При этом зубчатые колеса второго зубчатого механизма, третьего зубчатого механизма и четвертого зубчатого механизма установлены на входном валу (20) и первом промежуточном валу (50). Достигается упрощение и компактность конструкции. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Трансмиссия транспортного средства, такого как автомобиль, содержащая:
входной вал (20), который соединен и приводится в действие сцеплением (6) в сборе с приводом от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания,
первый промежуточный вал (50) и второй промежуточный вал (40), которые разнесены по радиусу от входного вала (20), при этом первый промежуточный вал (50) и второй промежуточный вал (40) преимущественно параллельны входному валу (20), первый промежуточный вал (50) имеет первую малую шестерню (51) для вывода крутящего момента на ведущем валу, а второй промежуточный вал (40) имеет вторую малую шестерню (41) для вывода крутящего момента на ведущем валу,
выходной вал (14) с выходным зубчатым колесом (12), входящим в зацепление с первой малой шестерней (51) и второй малой шестерней (41),
зубчатые колеса, установленные на первом промежуточном валу (50), втором промежуточному валу (40) и входном валу (20) и представляющие собой первый зубчатый механизм, второй зубчатый механизм, третий зубчатый механизм, четвертый зубчатый механизм и зубчатый механизм заднего хода, при этом каждый зубчатый механизм содержит, по меньшей мере, одно фиксированное зубчатое колесо (24, 30, 64, 63, 67, 66), входящее в зацепление по меньшей мере с одним промежуточным зубчатым колесом (36, 65, 25, 31, 26, 32) соответственно, а, по меньшей мере, одно промежуточное зубчатое колесо имеет соединительное устройство (82, 84, 83, 80, 81) для избирательного соединения промежуточного зубчатого колеса (36, 65, 25, 31, 26, 32) с его соответствующим валом (40, 50, 20),
при этом первый зубчатый механизм содержит фиксированное зубчатое колесо (24) первой передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом (36) первой передачи на первом промежуточном валу (50),
зубчатый механизм заднего хода содержит промежуточное зубчатое колесо (61) заднего хода на втором промежуточном валу (40), входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом (36) первой передачи на первом промежуточном валу (50),
зубчатые колеса второго зубчатого механизма, третьего зубчатого механизма и четвертого зубчатого механизма установлены на входном валу (20) и первом промежуточном валу (50).

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что она имеет пятый зубчатый механизм, зубчатые колеса которого установлены на входном валу (20) и первом промежуточном валу (50).

3. Трансмиссия по п.2, отличающаяся тем, что она имеет пятый зубчатый механизм, зубчатые колеса которого установлены на входном валу (20) и первом промежуточном валу (50).

4. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что второй зубчатый механизм содержит фиксированное зубчатое колесо (30) второй передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с промежуточным зубчатым колесом (65) второй передачи на первом промежуточном валу (50).

5. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что третий зубчатый механизм содержит промежуточное зубчатое колесо (25) третьей передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с фиксированным зубчатым колесом (64) третьей передачи на первом промежуточном валу (50).

6. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что четвертый зубчатый механизм содержит промежуточное зубчатое колесо (31) четвертой передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с фиксированным зубчатым колесом (63) четвертой передачи на первом промежуточном валу (50).

7. Трансмиссия по п.2, отличающаяся тем, что пятый зубчатый механизм содержит промежуточное зубчатое колесо (26) пятой передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с фиксированным зубчатым колесом (67) пятой передачи на первом промежуточном валу (50).

8. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, что шестой зубчатый механизм содержит промежуточное зубчатое колесо (32) шестой передачи на входном валу (20), входящее в зацепление с фиксированным зубчатым колесом (66) шестой передачи на первом промежуточном валу (50).

9. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что зубчатые колеса (24, 36) первой передачи и зубчатые колеса (61) передачи заднего хода расположены в непосредственной близости от малых шестерней (41, 51) промежуточных валов (40, 50).

10. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что соединительное устройство (80, 81, 82, 84, 83) содержит синхронизирующее устройство.

11. Привод в сборе, содержащий трансмиссию по одному из предшествующих пунктов.

12. Привод в сборе по п.10, содержащий источник питания для генерации крутящего момента на ведущем валу, при этом источником питания является двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, который соединен с входным валом.

13. Транспортное средство, оснащенное приводом в сборе по п.9 или 10 для избирательного соединения источника питания с колесом транспортного средства.