Бесступенчатая шестерёнчато-цепная автоматическая коробка передач с жёсткой связью Российский патент 2024 года по МПК F16H15/42 F16H9/08 

Изобретение относится к автомобильной технике и предназначено для бесступенчатого автоматического изменения тягового усилия и скорости вращения выходного вала в зависимости от дорожных условий и скорости автомобиля при жесткой связи входного и выходного валов.

Известны автоматические коробки, работающие на принципе прижатия ведущих и ведомых фрикционов прямым давлением масла, но при падении давления коробки пробуксовывают, а при перегрузке фрикционы горят. В данном изобретении усилие жестко передается через шестерни, тяговые звездочки, цепи, а давление масла играет только вспомогательную роль. Чтобы лучше изучить устройство и работу коробки, все ее детали показаны на Рис. 1 в одной вертикальной продольной плоскости, но практическое объемное расположение узлов показано на Рис. 2 со снятой верхней крышкой.

Устройство: В корпусе 1 на болтах установлены суппорты 2, 3, 4, 5. (Рис. 1, Рис. 2). В суппортах на опорно-роликовых подшипниках 6, 7, 8, 9 установлены ведущий конус 10 и ведомый конус 11. При износе подшипники 6, 7, 8, 9 поджимаются уменьшением количества прокладок 12, 13 под суппорты 2, 3. Все шариковые подшипники показаны в упрощенном виде без колец. Все прокладки и уплотнительные кольца показаны красным цветом и заштрихованы крест-накрест. В суппорте 2 установлен входной вал 14, который имеет внешние шлицы, имеет уплотнительное кольцо 15 чтобы масло из полости «А» не попало на диск сцепления. Вал 16 входит в вал 14 через роликовый подшипник 17. По внешним шлицам вала 16 смещается внутренними шлицами муфта 18. Вал 16 шестерней 19 входит в постоянное зацепление с шестерней 20 торцовой крышки 21 конуса 10. Шестерня 20 входит в постоянное зацепление с шестерней 22 блока шестерен заднего хода. В корпусах конусов 10,11 путем отливки с последующей обработкой выполнено по восемь радиально расположенных гидроцилиндров 23, 24 (Рис. 1, Рис. 2) закрытые резьбовыми пробками 25, 26 и в которых подвижно установлены поршни 27, 28 с пружинами 29, 30. Штоки 31, 32 охватывают уплотнительные кольца 33, 34. Штоки 31 через зашплинтованные пальцы 35 соединяются со штоками 36, которые на резьбе вворачиваются в ползуны 37. Штоки 32 через зашплинтованные пальцы 38 соединяются непосредственно с ползунами 39. (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 3, Рис. 4) ползуны 37, 39 подвижно установлены в пазах 40 швеллеров 41, которые крепятся к боковой поверхности конусов сваркой. (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 4) Ползуны 37, 39 могут быть установлены в пазах 42, сделанных отливкой с последующей обработкой (Рис. 3) ползуны 37, 39 радиально установлены под углами 45 градусов (Рис. 4). Устройство ползунов 37, 39 одинаково: в отверстия кронштейнов с внутренними шлицами устанавливаются внешними шлицами валы 43, которые шплинтуются через шайбу 44. На каждый из восьми валов конусов 10,11 устанавливается внутренними шлицами тяговая звездочка 45 и семь паразитных звездочек 46, которые свободно вращаются вокруг вала 43 в любую сторону (Рис. 1, Рис. 2, Рис. 3, Рис. 4). Штоки 36, 47 ползунов (Рис. 1) подвижно установлены во втулках 48, 49, которые жестко радиально установлены на подпружиненных стержнях 50, 51. Соединительные трубки 52, 53 проходят между втулками 48, 49 в промежутках 54, 55 (Рис. 1, Рис. 4). Усилие с ведущего конуса 10 на ведомый конус 11 передается через тяговые звездочки 45 восьмью цепями 56 (Рис. 2, Рис. 3, Рис. 4). Цепи работают в параллельных плоскостях, поперечных по отношению к осям вращения конусов. На Рис. 1 невозможно показать цепи без захламления чертежа, но цепи 56 показаны на Рис. 4, Рис. 2, Рис. 3. Конусы имеют продольные окна 57, 58 (Рис. 1, Рис. 2) для движения штоков 36, 47. Углы наклонов боковых поверхностей конусов 10, 11 к осям их вращения должны быть строго одинаковы. Оптимальный угол в 30 градусов, но он может меняться в зависимости от целей конструкции. Все поршни, их пружины, трубки по длине и сечению, каналы подвода масла для конусов 10,11 должны быть одинаковы для одновременного смещения ползунов. В суппортах 4, 5 подвижно установлены толкатели 59, 60, которые жестко связаны с коромыслом 61, на которое воздействует шток гидроцилиндра 62 (Рис. 1, Рис. 2). Другие концы толкателей 59, 60 через двусторонние упорные подшипники 63, 64 связаны со стержнями 50, 51. Торцовая заглушка 65 имеет кольцевую проточку 66 для распределения масла по гидроцилиндрам и защищенную от подтекания кольцевыми уплотнителями 67. Конус 11 имеет зубчатый венец 68, который входит в постоянное зацепление с шестерней 69 выходного вала 70. Шестерня 69 входит в постоянное зацепление с шестерней 71 вала 72 привода центробежного регулятора 73 и масляного насоса 74 (Рис. 1, Рис. 2). По Рис. 1 общее передаточное число коробки равно 5 при трогании с места, но оно может быть больше, если увеличить диаметр шестерни 69. Шестерня 69, 7f и фланец 75 выходного вала 70 устанавливаются на шлицы (Рис. 1, Рис. 2). Масляный насос 74 имеет маслозаборную трубку 76 и нагнетательную трубку 77. При достижении давления масла до предельно-допустимого шарик 78, сжимая пружину, отходит от гнезда и сообщает трубку 76 с трубкой 77. Насос работает в холостую. Вал 72 связан с валиком масляного насоса через шип-паз. В корпусе 79 золотникового распределителя подвижно установлен золотник 80, который через двусторонний подшипник 81 связан с муфтой 82 центробежного регулятора 73. Золотник 80 имеет кольцевой выступ «Г», кольцевую проточку «Д» и резьбой через пружину и шайбу 83 связан с гайкой 84 (Рис. 1, Рис. 2), которой можно регулировать момент подачи и слива масла, момент перехода из фазы разгона в равномерное движение. Полость «В» соединена с трубкой 85 слива. Подшипники 7, 9 и самый нагруженный подшипник 86 вала 70 смазываются через трубки 87, 88, 89 напора, которые подают масло к гидроцилиндрам 62, 23, 24 (Рис. 1, Рис. 2). Лопасти 90 крыльчатки конуса 11 набрасывают масло на потолочную наклонную плоскость 91 верхней крышки 92 и по ребру 93 оно стекает в полость «А», смазывая все шестерни и подшипники. Монтаж деталей суппорта 2 ведется через окно 94. Из полости «А» масло через отверстие 95 и окно 96 стекает в полость «Б», смазывая подшипник 8 (Рис. 1, Рис. 2).

Суппорты 2, 3 устанавливаются последними перед установкой крышки 92. Рычаг 97 шаровой частью устанавливается в сферическое углубление крышки 92 и вворачивается: резьбовым нижним концом в резьбовую втулку 98, которая через зашплинтованный палец соединяется с вилкой муфты 18. Сверху шаровая часть рычага 97 закрывается резьбовой корончатой гайкой 99 со сферой. Ползун 100 соединяется с рычагом 97 зашплинтованным пальцем и фиксирует подпружиненным шариком рычаг в трех положениях: «н» - нейтральное, когда вал 14 свободно вращается с коленвалом двигателя на холостых оборотах, «вп» -движение вперед, когда муфта 18 сдвинута по шлицам влево и соединяет вал 14 с валом 16, который через шестерни 19 и 20 передает усилие на конус 10, «зх» - задний ход, когда муфта 18 сдвинута до отказа влево, вал 14 разобщен с валом 16, а зубчатый венец 101 муфты 18 входит в зацепление с шестерней 102 и через шестерни 22 и 20 усилие передается на конус 10. Такое переключение удобно при движении вперед-назад для выезда из тяжелых дорожных условий. На Рис. 4 показано сколько звездочек тяговых взаимодействует с цепью при трогании с места, но все тяговые и паразитные звездочки находятся в разных параллельных плоскостях, которые поперечны осям вращения конусов, как показано на Рис. 3, где траектории движения ползунов по конусам показаны линиями 103.

Работа: При трогании с места, благодаря малому диаметру шестерни 71, масляный насос 74 и центробежный регулятор 73 резко набирают обороты. Грузы регулятора расходятся и смещают муфту 82 с золотником 80 влево. Кольцевой выступ «Г» золотника закрывает полость «В» слива, а кольцевая проточка «Д» соединяет трубку 77 с трубкой 87. Масло, увеличивая давление, по трубкам 87, 88, 89 проходит к гидроцилиндрам 23, 24, 62 и смещает их поршни, которые через штоки 31, 32 смещают ползуны 37, 39, которые одновременно в конусе 10 переходят на больший диаметр, а в конусе 11 на меньший диаметр. Начинается фаза разгона. Штоки 36 выдвигаются из втулок 48, а штоки 47 вдвигаются во втулки 49. Стержни 50, 51 смещаются влево. В конце фазы разгона автомобиль переходит к равномерному движению с одной скоростью. Золотник 80 смещается вправо, кольцевой выступ «Г» перекрывает трубку 87 и ползуны находятся на прежних диаметрах за счет остаточного давления масла в цилиндрах. Если увеличить обороты двигателя, коробка опять начнет работать в режиме разгона. При снижении скорости автомобиля золотник 80 уйдет вправо, трубка 87 через полость «В» соединится с трубкой 85 слива. Поршни под действием пружин 29, 30 вытеснят масло в поддон, а детали коробки придут в исходное положение. Работа гидроцилиндра 62 носит сопровождающий характер, а основную силовую работу делают гидроцилиндры конусов.

Изобретение относится к бесступенчатым передачам. Бесступенчатая шестеренчато-цепная автоматическая коробка передач содержит противоположно направленные конусы, расположенные на параллельных валах, охваченные цепями. По команде центробежного регулятора обеспечивается жесткая связь между двигателем и колесами. Достигается повышение надежности устройства. 3 ил.

Бесступенчатая шестеренчато-цепная автоматическая коробка передач с жесткой связью, содержащая корпус, ведущий и ведомый конусы с противоположным уклоном боковой поверхности, по которым смещаются ползуны, отличающаяся тем, что

корпус содержит суппорты, на которых установлены ведущий конус и ведомый конусы,

в суппорте ведущего конуса установлен входной вал, который через муфту, зубчатую передачу, торцевую крышку конуса соединен с ведущим конусом,

в корпусе ведущего конуса выполнены радиально расположенные гидроцилиндры, в которых подвижно установлены поршни с пружинами, штоки которых соединяются со штоками, которые одной стороной вворачиваются в ползуны ведущего конуса, а с другой - подвижно установлены во втулках, которые жестко радиально установлены на подпружиненных стержнях,

в корпусе ведомого конуса выполнены радиально расположенные гидроцилиндры, в которых подвижно установлены поршни с пружинами, штоки которых соединяются непосредственно с ползунами ведомого конуса, штоки ползунов подвижно установлены во втулках, которые жестко радиально установлены на подпружиненных стержнях,

каждый ползун содержит тяговую звездочку и паразитные звездочки, усилие с ведущего конуса на ведомый конус передается через тяговые звездочки цепями,

в суппортах также подвижно установлены толкатели, которые жестко связаны с коромыслом, на которое воздействует шток гидроцилиндра, другие концы толкателей связаны с втулками с подпружиненными стержнями,

ведомый конус имеет зубчатый венец, который входит в постоянное зацепление с шестерней выходного вала,

шестерня выходного вала входит в постоянное зацепление с шестерней вала привода центробежного регулятора и масляного насоса, подающего посредством регулировки центробежным регулятором масла к гидроцилиндрам конусов.