Коробка переключения передач Российский патент 2018 года по МПК F16H3/91 

Техническое решение относится к области транспортного машиностроения.

Коробка переключения передач, тип 714ZST.07.16.01.00.000 (далее - КПП) разработана для использования в транспортном, сельскохозяйственном машиностроении, станкостроении, на водном транспорте.

Известна полезная модель РФ №164414, заявлена 11.12.2015, опубликована 27.08.2016. Коробка перемены передач с переключением передач гидроподжимными фрикционными муфтами, состоящая из корпуса, в котором размещены валы с фрикционными муфтами и шестернями зацепления, а также всасывающего масляного фильтра, крышек валов фрикционных муфт со сквозными каналами подачи масла к фрикционным муфтам гидравлической системы управления и каналами подачи масла системы смазки фрикционных дисков, трубопровода всасывающей магистрали, гидравлического трансмиссионного насоса, блока клапанов управления, механизма переключения гидроподжимных фрикционных муфт коробки перемены передач, рукава подачи масла от гидроаккумулятора к механизму переключения гидроподжимных фрикционных муфт, рукава подачи масла от блока клапанов управления к гидроаккумулятору, рукавов подачи масла включения и отключения фрикционных муфт, рукавов системы смазки фрикционных муфт, соединяющих канал смазки блока клапанов управления с крышками валов фрикционных муфт, и рукава дренажной системы гидроаккумулятора, отличающаяся тем, что гидравлический трансмиссионный насос установлен снаружи корпуса гидромеханической коробки перемены передач, масляные каналы блока клапанов управления, состоящего из перепускного, предохранительного клапанов и клапана слива, масляные каналы гидроаккумулятора, механизма переключения передач и крышек фрикционных валов соединены между собой и каналом подачи масла гидравлического трансмиссионного насоса установкой гибких рукавов, расположенных снаружи корпуса коробки перемены передач, с помощью фланцевых или резьбовых соединений.

Однако данная коробка имеет следующие ограничения:

- Отсутствует тормозной механизм инерционного вращения вала, ограничен диапазон переключения передач, ограничен диапазон движения заднего хода.

Дополнительная информация:

Сайт с описанием: http://agrocen.ru/kolesnyye-traktory-svyshe-300-l-s-k-704-4r-stanislav

Известно изобретение по патенту РФ №2294465, заявлено 19.08.2005, опубликовано 27.02.2007, «Многодисковая фрикционная муфта».

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения. Многодисковая фрикционная муфта содержит барабан, связываемый со ступицей, два и более фрикционных дисков трения, расположенных внутри барабана с возможностью вращения относительно друг друга вокруг продольной оси муфты, поршень для сжатия фрикционных дисков и пружину, возвращающую поршень в исходное положение. Барабан жестко связан со ступицей, в которой установлено стопорное кольцо, являющееся опорой для тарельчатой пружины, расположенной со стороны фрикционных дисков и опирающейся на поршень. При этом в ступице выполнены каналы подвода масла в полость между барабаном и поршнем и для отвода этого масла. В барабане выполнен кольцевой канал для установки стопорного кольца для ограничения перемещения фрикционных дисков вдоль продольной оси, а между поршнем и фрикционными дисками установлен нажимной диск, в котором выполнены продолговатые отверстия, равноудаленные по окружности и от продольной оси вращения муфты. При этом барабан выполнен с выступами, которые расположены на торцевой поверхности барабана и на внутренней поверхности которых выполнены шлицы для фрикционных дисков, а выступы барабана выполнены с возможностью расположения в отверстиях нажимного диска. Кроме этого, барабан установлен в экранирующем экране в виде диска, выполненного ступенчатым и на внутренней поверхности большего диаметра которого выполнен кольцевой паз, в котором установлено упорное кольцо, опирающееся на нажимной диск для ограничения перемещения экранирующего экрана относительно продольной оси муфты, при этом между ступенчатым диском внешней поверхностью барабана образована полость для подвода масла под давлением при отсутствии давления масла в полости между барабаном и поршнем. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных характеристик муфты за счет обеспечения гарантированного ее невключения при отсутствии планового рабочего давления и уменьшении габаритных размеров.

Однако, данная муфта имеет следующие ограничения:

- Конструкция усложнена установкой ступицы фрикционного барабана, что приводит к дополнительным производственным затратам.

Конструкция предполагает изготовление отверстия подачи в ступице, что приводит к ограничению проектируемого фрикционного барабана по своим габаритам.

Дополнительный источник информации:

Справочник интернет

http://teh11.ru/news/frikcionnye_predokhranitelnye_mufty_konstrukcija_i_princip_dejstvija/2016-01-15-267.

Известно изобретение по патенту РФ №2305642, заявлено 27.01.2006, опубликовано 10.09.2007: ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к ступенчатым трансмиссиям с гидроприводом управления фрикционными муфтами коробок передач тракторов, строительно-дорожных машин. Гидравлическая система коробки передач транспортного средства содержит насос, связанный с редукционным клапаном и с силовыми цилиндрами фрикционных муфт. Гидравлическая система коробки передач дополнительно снабжена предохранительно-регулирующим блоком, содержащим уравновешивающий и сливной каналы, терморегулятор, имеющий чувствительный и исполнительный элементы, и соединенным магистралями с системами охлаждения рабочей жидкости и смазки сборочных единиц трансмиссии. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности коробки передач.

Однако данная система имеет следующие ограничения:

- Давление в данной схеме регулируется только редукционным клапаном в участке цилиндров прижимных муфт, соответственно, давление, поступающее на охлаждение и смазку валов, не имеет регулировки, что приводит к ограничениям в подборе охлаждающего органа (радиатора).

Дополнительный источник информации:

Сайт с описанием: http://www.findpatent.ru/patent/230/2305642.html

Известно изобретение по патенту РФ №2381398, заявлено 28.10.2008, опубликовано 10.02.2010. Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к коробкам передач тракторов. Кинематическая связь элементов коробки передач разделена на группу, содержащую фрикционные элементы, обеспечивающие переключение всех рабочих скоростей на ходу, и группу без фрикционов, для переключения с остановкой. Группа без фрикционов содержит гидроуправляемые зубчатые муфты с гидравлическим синхронизатором, обеспечивающим переключение диапазонов технологических, транспортных, рабочих и скоростей заднего хода. При передаче мощности заданный рабочий диапазон скоростей обеспечивается не менее чем четырьмя фрикционными гидроподжимными муфтами, расположенными только на первичном и вторичном валах. Достигается упрощение конструкции коробок передач тракторов, преимущественно сельскохозяйственного назначения, повышение кпд.

Однако данная конструкция коробки передач имеет следующие ограничения:

- Данная схема имеет ограниченный набор переключаемых передач, без смены режима работы, что ограничивает диапазон переключения без остановки трактора.

Дополнительная информация: Журнал «Тракторы и сельхозмашины», №7, 2009, с. 54-56.

Известна коробка переключения передач 700А.17.00.000 производства ООО «Петербургский тракторный завод» http://www.k-700a.ru/catalog_k701u/02_02.html

Ограничениями данной коробки передач являются:

1. Расположение входного и раздаточного вала, исключающее возможность применения в транспорте, не имеющем схожесть конструкции с тракторами производства ООО «Петербургский тракторный завод».

2. Конструкция данной трансмиссии включает стационарное размещение рычагов, что исключает возможность применения в транспорте, не имеющем схожесть конструкции с тракторами производства ООО «Петербургский тракторный завод».

3. Отношение передаточных отношений велико, что приводит к большему расходу топлива.

4. Запуск коробки передач возможен только с первой скорости, далее переключение происходит линейно, что исключает возможность запуска сразу с необходимой передачи.

5. Насос трансмиссионный расположен в поддоне КПП, что исключает возможность его замены без разбора корпуса КПП.

6. Привод насосов работы рулевого управления, общей гидравлики и гидравлической системы коробки передач происходит с использованием дополнительного элемента (редуктор привода насосов).

7. Диапазон переключения скоростей составляет 4 передачи без разрыва потока мощности, включение другого режима работы производится только при остановленном промежуточном вале трансмиссии, что снижает возможность беспрепятственной работы в более широком диапазоне.

8. Сложность изготовления корпуса.

Задача настоящего изобретения - исключить недостатки данной коробки. КПД трансмиссии не должно быть меньше, чем КПД данного изобретения.

Технический результат данного изобретения в том, что коробка передач работает в большом диапазоне смены передач, не требующей остановки работы.

Решение задачи в данном изобретении:

1. Подобраны необходимые передаточные отношения, рассчитаны диаметры сцепных элементов, таким образом, изменено межосевое расстояние входного и раздаточного вала (увеличено).

2. Переключение передач и режимов - предусмотрено тросовое/электромагнитное/пневматическое/гидравлическое, тем самым управляющий орган можно расположить дистанционно.

3. Отношение передаточных отношений трансмиссии сокращено до 1.1.

4. Благодаря системе пневмогидравлических клапанов реализована возможность включения с любой необходимой передачи.

5. Насос трансмиссионный расположен на корпусе КПП, приводится в движение при запуске двигателя.

6. Насосы общей гидравлики, рулевого управления и насос трансмиссионный расположены на корпусе КПП и приводятся в действие при запуске двигателя.

7. Конструкция трансмиссии предусматривает восемь прижимных муфт, что позволяет создать диапазон переключения передач равный восьми.

8. Корпус КПП состоит из двух литых частей и конструкция выполнена таким образом, что при изготовлении и обработке минимизировано количество операций.

Заявляемая КПП представлена на чертежах:

фиг. 1 - общий вид КПП спереди с линиями разрезов.

фиг. 2 - общий вид КПП сзади с линиями разрезов.

фиг. 3 - коробка передач в разрезе по осям А-А фигуры 1.

Фиг. 4 - коробка передач в разрезе по осям В-В фигуры 1.

Фиг. 5. - коробка передач в разрезе по осям D-D и Е-Е фигуры 1.

Фиг. 6. - коробка передач в разрезе по осям С-С фигуры 1.

Фиг. 7 - Входной вал в сборе.

Фиг. 8 - Фрикционный вал трансмиссии.

Фиг. 9 - Фрикционный вал трансмиссии.

Фиг. 10 - Фрикционный вал трансмиссии.

Фиг. 11 - Фрикционный вал трансмиссии.

Фиг. 12 - Раздаточный вал коробки передач.

Цифрами на чертежах обозначены:

1 - входной вал трансмиссии (фиг. 3, 6, 7), 2 - фрикционный вал (фиг. 3, 4, 8), 3 - фрикционный вал (фиг 3. 4, 9), 4 - промежуточный вал (фиг. 3, 4, 5, 6), 5 - вал привода насосов (фиг. 4), 6 - реверсивный вал трансмиссии (фиг. 4), 7 - вал привода насосов (фиг. 5), 8 - раздаточный вал (фиг. 3, 4, 5), 9 - фрикционный вал трансмиссии (фиг. 5, 6, 10), 10 - фрикционный вал трансмиссии (фиг. 5, 6, 11), 11 - корпус фрикционного барабана (фиг. 8, 9, 10, 11), 12 - обойма включения режима демультипликатора (фиг. 12), 13 - шестерня режима демультипликатора (фиг. 12), 14 - шестерня режима демультипликатора (фиг. 12), 15 - обойма включения режима демультипликатора (фиг. 12), 16 - шестерня режима демультипликатора (фиг. 12), 17 - тормозной барабанный суппорт (фиг. 3).

Описание работы коробки переключения передач

Входной вал трансмиссии 1 (Фигура 3) подключен напрямую к валу двигателя. Входной вал трансмиссии 1 (Фигура 3) находится в постоянном зацеплении с четырьмя валами привода фрикционных муфт 2, 3 (Фигура 3) и 9, 10 (фигура 5) и двумя валами привода насосов 5 (фигура 4) и 7 (фигура 5). При включении двигателя крутящий момент передается через входной вал коробки перемены передач 1 (фигура 3) на валы привода насосов 5 (фигура 4) и 7 (фигура 5) и валы фрикционных прижимных муфт 2, 3 (фигура 3) и 9, 10 (фигура 5), соответственно приводятся в движения насосы гидравлического оборудования и насос гидравлической системы коробки передач. Когда клапан обрыва потоков находится в нейтральном положении, включение прижимных муфт невозможно, но при включении режима открытого канала идет подача на распределитель включения прижимных муфт. Распределитель включения открывает один из потоков (на выбор) включения прижимных муфт, тем самым осуществляя включение передачи коробки переключения передач. После включения прижимной муфты коробки переключения передач крутящий момент с вала прижимных муфт передается на промежуточный вал коробки передач 4 (фигура 3). Все шестерни промежуточного вала находятся в постоянном зацеплении.

Включение пониженного режима работы

Обойма 12 (фигура 12), расположенная на раздаточном валу коробки передач 8 (фигура 3, фигура 12), включает или отключает шестерню пониженного режима движения вперед 13 (фигура 12). При включении выбранного режима демультипликатора крутящий момент от промежуточного вала коробки передач 4 (фигура 3) передается на раздаточный вал коробки передач 8 (фигура 3) и далее вращение передается на движение колес.

Включение повышенного режима работы

Обойма 15 (фигура 12), расположенная на раздаточном валу коробки передач, включает или отключает шестерню повышенного режима движения вперед 14 (фигура 12) или режим заднего хода. При включении выбранного режима демультипликатора крутящий момент от промежуточного вала КПП 4 (фигура 3) передается на раздаточный вал коробки передач 8 (фигура 3) и далее вращение передается на движение колес.

Включение реверсивного режима работы

Обойма 15 (фигура 12), расположенная на раздаточном валу коробки передач, включает или отключает шестерню повышенного режима движения вперед или шестерню работы режима заднего хода 16 (фигура 12). При включении выбранного режима демультипликатора крутящий момент от промежуточного вала коробки передач 4 (фигура 3) передается на вал реверсивного движения 6 (фигура 4), после чего крутящий момент передается на раздаточный вал коробки передач 8 (фигура 3) и далее вращение передается на движение колес.

Смазка валов и смазка зубчатых зацеплений реализована распылением рабочей жидкости с корпусов фрикционных барабанов 11 (фигура 8, 9, 10, 11), также выведены части сброса от регулирующих клапанов в отверстия в корпусе (фигура 1 и фигура 2). Регулировка давления в схеме осуществляется путем установки двух редукционных клапанов. Подача рабочей жидкости на фрикционный барабан осуществляется через отверстие в валах крепления фрикционных муфт КПП. Смена передач предусмотрена без разрыва потока мощности, то есть при переключении на следующую передачу, прижимная муфта еще работает, так как срабатывает энергоаккумулятор.

Преимущества заявляемого решения (КПП заявителя тип 714ZST.07.16.01.00.000)

В заявляемой модели коробки передач совмещены вышеперечисленные достоинства аналогов. Состоит из корпуса, внутри располагаются валы с закрепленными на них шестернями и подшипниками и фрикционными муфтами, управляющим органом. Смазка валов и функция включения прижимных муфт осуществляется путем подвода рабочей жидкости под давлением через каналы, расположенные внутри валов. Гидравлические прижимные муфты осуществляют оптимальную передачу крутящего момента во время их включения и обрыв потока мощности при полном отключении. Расположение насоса трансмиссии вне корпуса КПП, давление в схеме КПП регулируется двумя редукционными клапанами, распределение потоков к фрикционным муфтам осуществляется путем переключения каналов гидрораспределителя, также предусмотрен сливной клапан.

Коробка переключения передач проста в монтаже на любые транспортные средства и установке независимо от конструкции рамы. Меньшая разница в отношениях передаточных отношений позволяет выбирать и достигать нужного режима работы с меньшей затратой топлива.

Подвод гидравлического потока в каналах внутри фрикционного вала дает возможность минимизировать трудозатраты на изготовление комплектующих, а также уменьшить количество технологических операций при изготовлении.

Реализован восьмиступенчатый диапазон переключения передач КПП в двух разных режимах работы вперед и восьмиступенчатый диапазон переключения передач заднего хода, что превышает диапазон аналогов в два раза.

Инерционный тормоз коробки передач реализован с помощью тормозного барабанного суппорта, размещенного на фланце промежуточного вала КПП, что позволяет осуществлять смену режима с наименьшим износом обоймы.

Гидравлическая система коробки передач содержит два перепускных клапана, клапан обрыва потока и клапан-гидрораспределитель. Благодаря данному набору клапанов, в отличие от аналогов, реализовано регулирование давления на необходимых участках, в том числе на участке охлаждения рабочей жидкости, что позволяет подобрать радиатор охлаждения фактически любого типа.

В отличие от аналогов данная коробка передач предусматривает монтаж и привод насосов не только гидравлического контура трансмиссии, но и прочих рабочих элементов гидравлики.

В отличие от аналогов данная коробка передач благодаря разности межосевых расстояний позволяет производить монтаж на рамы машин и оборудования, не привязанный к конкретному производителю.

Простота изготовления данного изобретения значительно ускоряет производственный процесс.

Изобретение относится к коробке переключения передач. Коробка передач содержит корпус, внутри которого расположены валы с закрепленными на них шестернями, подшипниками, фрикционными муфтами и управляющий орган. Привод осуществляется путем подвода гидравлического потока в каналах внутри фрикционных валов (2, 3, 9, 10). Инерционный тормоз коробки передач выполнен с помощью тормозного барабанного суппорта (17), размещенного на выходной части раздаточного вала (8) коробки передач. Гидравлическая система коробки передач содержит два перепускных клапана, клапан обрыва потока и клапан-гидрораспределитель. Насосы общей гидравлики, рулевого управления и насос трансмиссионный расположены на корпусе коробки передач и приводятся в действие при запуске двигателя. Конструкция трансмиссии предусматривает восемь прижимных муфт, что позволяет создать диапазон переключения передач равный восьми. Корпус коробки передач выполнен из двух литых частей. Достигается повышение надежности упрощение конструкции. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Коробка переключения передач, содержащая корпус, внутри которого расположены валы с закрепленными на них шестернями, подшипниками, фрикционными муфтами и управляющий орган, отличающаяся тем, что привод прижимных муфт осуществляется путем подвода гидравлического потока в каналах внутри фрикционных валов, имеется восьмиступенчатый диапазон переключения передач коробки передач в двух разных режимах работы вперед и восьмиступенчатый диапазон переключения передач заднего хода, инерционный тормоз коробки передач, выполненный с помощью тормозного барабанного суппорта, размещенного на выходной части раздаточного вала коробки передач, гидравлическая система коробки передач, содержащая два перепускных клапана, клапан обрыва потока и клапан-гидрораспределитель, насосы общей гидравлики, рулевого управления и насос трансмиссионный расположены на корпусе коробки передач и приводятся в действие при запуске двигателя, конструкция трансмиссии предусматривает восемь прижимных муфт, что позволяет создать диапазон переключения передач равный восьми, корпус коробки передач выполнен из двух литых частей.

2. Коробка переключения передач по п.1, отличающаяся тем, что возможно переключение передач и режимов тросовое/электромагнитное/пневматическое/гидравлическое, благодаря чему управляющий орган можно расположить дистанционно.