Коробка передач транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к ступенчатым коробкам передач для тракторов и аналогичных машин. Известна коробка передач транспортного средства, содержащая валы, образующие пары постоянного зацепления с различными передаточными числами, щестерни, одни из которых установлены с возможностью вращения относительно одного из валов, а другие жестко связаны с другим валом,, и фрикционные муфты для связи вала с установленными на нем свободно вращающимися шестернями, каждая из которых включает в себя ведущий и ведомый фрикционные диски, прижатые поршнем к опорному диску барабана, управляемым текучей средой через гидрораспределитель от источника давления 1. Недостатками известной коробки являются сложность конструкции, низкая надежность, перегрузка деталей циркулирующей мощностью, перегрузка и опасность остановки двигателя, а при переключении с высшей передачи на низшую возможен срыв полностью включенной муфты. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение тягово-динамических качеств транспортного средства путем предотвращения циркуляции мощности при переключении передач, без разрыва потока мощности. Указанная цель достигается тем, что в коробке передач, содержащей валы, образующие пары постоянного зацепления с различными передаточными числами, шестерни, одни из которых установлены с возможностью вращения относительно одного из валов, а другие жестко связаны с другим валом, и фрикционные муфты для связи вала с установленными на нем свободно вращающимися шестернями, каждая из которых включает в себя ведущий и ведомый фрикционные диски, прижатые поршнем к опорному диску барабана, управляемым текучей средой через гидрораспределитель от источника давления, барабаны фрикционных муфт, кроме муфты пары шестерен с наименьшим передаточным числом, выполнены из двух ч-астей, связанных между собой винтовым и кулачковым соединениями с возможностью углового поворота и осевого перемещения, в одной из этих частей установлен опорный диск, а в другой - поршень для прижатия фрикционных дисков, при этом относительное осевое перемешение частей барабана в пределах тангенциального зазора в кулачковом соединении равно ходу поршня. На фиг. 1 показана схема предлагаемой коробки передач; на фиг. 2 - устройство .фрикционной муфты, ведущий барабан который выполнен из двух частей (в исходном положении); на фиг. 3 - взаимное положение элементов кулачкового соединения ведущего барабана при передаче муфтой крутящего момента; на фиг. 4 - положение золотника гидрораспределителя при включенной передаче; на фиг. 5 - то же, при второй передаче; на фиг. 6 - то же, при третьей передаче; на фиг. 7 - то же, при четвертой передаче; на фиг. 8 - фрикционная муфта (во включенном состоянии); на фиг. 9 - то же, (в состоянии после автоматического выключения); на фиг. 10 - вид А на фиг. 2 (взаимное положение элементов кулачкового соединения ведущего барабана после автоматического выключения). В качестве примера рассмотрим 4-ступенчатую коробку передач. Коробка передач транспортного средства содержит ведущий 1 и ведомый 2 валы, на KOTopbix установлены пары шестерен 3-4, 5-6, 7-8 и 9-10. Шестерни 3, 5, 7 и 9 установлены на валу 1 с возможностью вращения и могут соединяться с ним посредством фрикционных муфт 11 -14 соответственно. Шестерни 4, 6, 8 и 10 жестко соединены с валом 2. Ведущие барабаны фрикционных муфт 11 -13 (соответственно первой, второй и третьей передач) выполнены составными из двух частей, а муфта 14 - (4-ая передача - самая высокая) выполнена по известной схеме, т.е. с цельным ведущим барабаном. В необходимых случаях, например с целью унификации, муфта самой высокой передачи может быть выполнена тоже с составным ведущим барабаном. Коробка передач содержит также насос 15 и гидрораспределитель 16 с золотником 17. Гидрораспределитель сообщается гидравлической магистралью 18 ,с линией нагнетания насоса 15, магистралью 19 - со сливом и магистралями 20-23 - соответственно с муфтами первой, второй, третьей и четвертой передач, Гидрораспределитель 16 выполнен с возможностью одновременного включения всех передач и последовательного выключения их, начиная с самой высокой передачи и кончая первой. Фрикционная муфта содержит ведущие 24 и ведомые 25 диски, опорный диск 26, ведомый барабан 27, жестко связан с ведущей шестерней, и ведущий барабан, состоящий из венца 28 и ступицы 29, соединенныхмежду собой кулачковым 30 и винтовым 31 соединениями. Опорный диск 26 и фрикционные диски 24 и 25 расположены в венце барабана, а в расточке ступицы расположен поршень 32 с пружинами 33 и опорой 34 пружин. Полость бустера 35 образована ступицей 29 и поршнем 32. Кулачковое соединение 30 венца 28 и ступицы 29 ведущего барабана выполнено с возможностью относительного поворота венца барабана относительно ступицы на некоторый угол, при этом размеры кулачков 36 и 37 и шаг винтового соединения 31 выбраны с таким расчетом, что при повороте венца относительно ступицы из одного крайнего положения в другое венец одновременно перемещается относительно ступицы в осевом направлении на величину д , равную ходу поршня из исходного положения до упора в опору пружин. Коробка передач работает следующим образом. При нейтральном положении коробки передач золотник 17 гидрораспределителя 16 устанавливается в положение, показанное на фиг. 1. Магистраль 18 в этом случае заперта, а бустеры всех муфт черезмагистрали 19-23 соединены со сливом, т.е. муфты всех .передач выключены, их детали находятся в исходном положении, как показано на фиг. 2, и крутящий момент от вала 1 к валу 2 не передается. Для включения первой передачи золотник 17 устанавливается в -положение, показанное на фиг. 4. Тогда масло от насоса .15 по каналам магистралей 18 и 20 подается в бустер 35 муфты первой передачи. Порщёнь 32 под действием давления масла перемещается и сжимает фрикционные диски. Таким образом муфта 11 соединяет шестерню 3 с валом 1 и обеспечивает передачу крутящего момента с вала 1 на вал 2. При этом детали муфты 11 находятся в положении, показанном на фиг. 8, а детали остальных муфт остаются в исходном положеДля переключения с первой передачи на вторую золотник гидрораспределителя необходимо установить в положение, показанное на фиг. 5. При этом- масло под давлением по каналу магистрали 21 подается в бустер муфты 12 второй передачи, в то время когда первая передача остается включенной. Поршень муфты 12 начинает перемещаться и сжимает фрикционные диски. Когда момент трения муфты второй передачи становится достаточным для передачи нагрузки, вал 2 ускоряет свое вращение и ведомый барабан муфты 11 первой передачи обгоняет во вращении ведущий барабан этой муфты. Венец 28 ведомого барабана за счет трения между дисками, также стремится обогнать ступицу 29. При этом венец пойорачивается относительно ступицы из одного крайнего положения (фиг. 3) в другое (фиг. 10) на угол dC , ограничиваемый вырезом между кулачками 37. Благодаря наличию винтового соединения 31 венец перемещается относительно ступицы и в осевом направлении на величину д , равную ходу поршня от исходного положения до упора в опору 34 пружин. В результате этбго упорный диск 26, отодвигается от поршня (фиг. ф расстояние между поршнем и упорным диском увеличивается. Фрикционные диски при этом не сжимаются поршнем и находятся в свободном состоянии, несмотря на то, что давление масла в бустере муфты сохраняется. Таким образом осуществляется автоматическое выключение первой передачи без циркуляции потока мощности. По заверщении этого процесса транспортное средство двигается на второй передаче, муфта 12 которой находится в состоянии, показанном на фиг. 8. При этом муфта 11 низшей передачи находится в выключенном состоянии при наличии давления в бустере, а муфты 13 и 14 высших передач - в исходном состоянии. Аналогичным образом происходит переход со второй передачи на третью и с третьей на четвертую. Масло под давлением подводится не только в бустер той передач, на которой осуществляется движение, но и в бустеры всех низщих передач. При движении на самой высокой передаче давление подводится в бустеры муфт всех передач, однако нагрузку передает муфта только самой высокой передачи,а все остальные муфты после автоматического выключения находятся в состоянии, показанном на фиг. 9. При переходе с высшей передачи на низщую, например с четвертой на третью, золотник 17 надо повернуть из положения, показанного на фиг. 7, в положение, показанное на фиг. 6 - и бустер муфты 14 (четвертой передачи) сообщается со сливом. Пружины 33 возвращают поршень в исходное положение, и муфта 14 выключается. Под действием полезной нагрузки вал 2 замедляет свое вращение и, когда скорость вращения венца барабана третьей передачи становится несколько ниже скорости вращения ступицы, под действием остаточного момента трения между дисками венца поворачивается относительно ступицы из одного крайнего по ложения в другое и одновременно перемещается в осевом направлении в сторону порщня. Опорный диск 26, установленный в венце, также перемещается в сторону поршня и сжимает фрикционные дисioi. Таким образом после выключения четвертой передачи происходит автоматическое включение третьей передачи. Аналогичным образом происходит дальнейший переход с третьей передачи на вторую и со второй на первую. Переключение передач с высшей на низшую происходит фактически без разрыва потока мощности, так как автоматическое включение низшей передачи происходит не после полного выключения муфты высшей передачи, а как только начнется ее пробуксовывание при снижении давления в бустере, Коробка передач с предлагаемым способом переключения передач может быть выполнена с любым числом ступеней.

Муфту самой высокой передачи целесообразно выполнять с цельным ведущим барабаном, а не с составным. Если включена самая высокая передача, обеспечивается возможность торможения транспортного средства двигателем.

Предлагаемая конструкция коробки передач за счет отсутствия циркуляции мощности при переключении передач повышает надежность трансмиссии, улучшает тяговодинамические качества транспортного средства, сокращает время и путь разгона агрегата, кроме того, снижаются динамические нагрузки при переходных процессах, уменьщается схема системы управления переключением передач.

КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая валы, образующие пары постоянного зацепления с различными передаточными числами шестерни, одни из которых установлены с возможностью вращения относительно одного из валов, а другие жестко связаны с другим валом, и фрикционные муфты для связи вала с установленными на нем свободно вращающимися шестернями, каждая из ко торых включает в себя ведущ.пй к ведомый фрикционные диски, прижатые порщнем к опорному диску барабана, управляемым текучей средой через гидрораспределитель от источника давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения тягово -динамических качеств транспортного средства путем предотвращения циркуляции мощности при переключении передач без разрыва потока мощности, барабаны фрикционных муфт, кроме муфты пары шестерен с наименьшим передаточным числом, выполнены из двух частей, связанных между собой винтовым и кулачковым соединениями с возможностью углового поворота и осевого перемещения, в одной из этих частей установлен опорный диск, а в другой - пор шень для прижатия фрикционных дисков, при этом относительное осевое перемещение частей барабана в пределах тангенциального зазора в кулачковом соединении равно ходу поршня. QO а СО ч| со

28 24 25 ЗГ

V/L

26

30

1раг.2

I-a я nepedoiio

8клю1 ена

I-oft передала 8клю1 ена

16

tpus.

Ш-Я передала

Stf/ffot effcr

(puz.5

Ж-Я nepedoi/a

28 2 25 ЗГ 30

2S

28 2 25

26

иг.д

lll

Фиг.8

ВидА

fpuz. W