Способ получения модификаций соосной коробки передач с двумя сцеплениями

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям. Коробка передач с двумя сцеплениями содержит корпус с размещенными в нем соосными входными и выходным валами и параллельным им промежуточным валом. Два входных вала расположены один внутри другого, с жестко установленными на одном из них шестернями четных передач, а на другом - шестернями нечетных передач. Шестерня выходного и шестерня промежуточного валов составляют зубчатую пару и жестко закреплены на них. Выходной вал и цельный входной вал соединяются муфтой включения. С шестерней одного входного вала сцепляется шестерня, которая жестко связана с дополнительным цельным или трубчатым валом и которая соединяется одной муфтой включения с двумя шестернями, свободно установленными на дополнительном валу и сцепленными с шестернями другого входного вала. Достигается высокая степень унификации и снижение затрат на производство и ремонт. 6 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям.

Известна коробка передач с двумя многодисковыми сцеплениями, содержащая два соосных ведущих вала, расположенных один внутри другого, с установленными на них шестернями четных и нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью синхронизаторов с ведомыми валами (Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» «За рулем»», 2005. - 166 с: ил.).

В современных автомобильных коробках передач (КП) с двумя сцеплениями применяются, главным образом, зубчатые колеса с постоянным зацеплением. Зачастую, современные автомобили, разные по своему целевому назначению, комплектуются одними и теми же двигателями и коробками передач. Например, в одном варианте автомобиль может применяться в грузовом исполнении, в другом - в грузопассажирском, а в третьем иметь полноприводную трансмиссию с пассажирским вариантом. Примером является Фольксваген-транспортер. Или автомобиль одной модели может комплектоваться двигателями с существенной разницей в мощности (БМВ-5). Или одна модификация автомобиля имеет моноприводную трансмиссию, а другая полноприводную (Ауди А6). Таким образом, перспективные КП для решения большего количества эксплуатационных задач должны иметь возможности к модификации, в частности к увеличению числа передач и (или) изменению величины передаточного числа первой и (или) последней передачи. При этом предусматривая возможность применения КП в технически различных (моно- или полноприводных) вариантах трансмиссий, а также обеспечивая максимально возможную унификацию между различными модификациями КП.

Известен способ получения модификаций 7-ступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями (см. патент DE 10253259 А1, от 27.05.2004 г.).

Способ заключается в получении различных вариантов моно- или полноприводных трансмиссий с 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, состоящей из узла двойного сцепления, корпуса с параллельно размещенными в нем выходным валом и двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них (трубчатом валу) шестерней передачи заднего хода и тремя шестернями четных передач, а на другом - четырьмя шестернями нечетных передач. Между парами шестерен соответствующих передач установлены четыре трехпозиционных синхронизатора.

Недостатком способа является применение только одной модификаций по числу передач, а именно - 7-ступенчатой КП. То есть не учитывается необходимость применения КП с числом передач, отличным от 7, для приведенного многообразия вариантов трансмиссий.

Целью изобретения является получение способа модификаций КП с двумя сцеплениями (базовой КП) для технически различных вариантов трансмиссий, позволяющего увеличивать число передач и (или) менять значения передаточных чисел «крайних» (первой и (или) последней) передач и передачи заднего хода, то есть получить следующие модификации:

1 - базовая КП с дополнительными понижающей и ускоряющей передачами,

2 - базовая КП с дополнительной ускоряющей передачей,

3 - базовая КП с дополнительной понижающей передачей,

4- базовая КП и ее модификации с увеличенным передаточным числом передачи заднего хода.

Указанная цель достигается тем, что с шестерней одного входного вала сцепляется шестерня, которая жестко связана с дополнительным, цельным или трубчатым валом и которая соединяется, по меньшей мере, одной муфтой включения с двумя шестернями, свободно установленными на дополнительном валу и сцепленными с шестернями другого входного вала.

Анализ патентов, научно-технической литературы не выявил известности заявляемой совокупности существующих признаков.

Рассматривая в качестве прототипа способ получения модификаций 7-ступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями, учитывая указанные выше его недостатки и устраняя их, в рамках данного изобретения - получим базовую, например 7-ступенчатую КП, а ее модификации получим при помощи дополнительных понижающей и повышающей передач. При этом, сохраняя возможность применения КП в технически различных (моно- или полноприводных) вариантах трансмиссий. А также для унификации всех полученных в рамках данного изобретения модификаций КП применяется передача заднего хода с увеличенным передаточным числом.

На фиг. 1 показана кинематическая схема 7-ступенчатой соосной КП с двумя сцеплениями (базовой КП). Яркими линиями обозначены детали КП, участвующие в предлагаемой данным изобретением модификации, а бледными линиями остальные детали базовой КП. Они в данном изобретении не рассматриваются и соответствуют известному уровню техники.

На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма базовой КП. На горизонталях приведены номера различных передач и указаны величины передаточных чисел (u). Вертикальный луч соответствует передаточному числу, равному единице. Луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу. Чем более полог луч, тем больше передаточное число. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу.

На фиг. 3 показана кинематическая схема модифицированной базовой КП с дополнительными понижающей и повышающей передачами.

На фиг. 4 представлена лучевая диаграмма модифицированной базовой КП с дополнительными понижающей и повышающей передачами.

На фиг. 5 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП, соответствующей изобретению конструкции, с альтернативным расположением и зацеплением шестерен, участвующих в предлагаемой данным изобретением модификации.

На фиг. 6 представлена лучевая диаграмма 9-ступенчатой КП с альтернативным расположением и зацеплением шестерен.

В состав представленной на фиг. 1, интересующего в рамках данного изобретения фрагмента, кинематической схемы базовой КП входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого, соосный им выходной вал 4 и установленный параллельно с ними промежуточный вал 5. Шестерня 6 жестко закреплена на входном валу 2. Шестерни 7 и 8 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерня 8 зацеплена со свободно установленной на промежуточном валу 5 шестерней 9. Ось 10 установлена параллельно валам в корпусе 1. На оси 10 установлен блок шестерен заднего хода 11 и 12. Шестерня 11 находится в постоянном зацеплении с шестерней 6, а шестерня 12 с шестерней 13, которая свободно установлена на промежуточном валу 5. Шестерня 14 свободно установлена на входном валу 3 и зацеплена с шестерней 15, закрепленной на промежуточном валу 5. Шестерни 16 и 17 жестко закреплены на промежуточном валу 5 и выходном валу 4 соответственно. Муфты А(18) и В(19) расположены на промежуточном валу 5 рядом с шестернями 13 и 9 соответственно. Муфта С(20) расположена на входном валу 3 между шестернями 14 и 17. Ведомый диск 21 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 3, а ведомый диск 22 правого сцепления (П) установлен на входном валу 2. Нажимное устройство, прижимающее ведущие и ведомые диски при включении сцеплений, не показано.

В состав представленной на фиг. 3, интересующего в рамках данного изобретения фрагмента, кинематической схемы модифицированной базовой КП входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава базовой КП, и дополнительно: в корпусе 1 установлен дополнительный вал 23, на котором свободно установлена шестерня 24, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней 6. Шестерни 25 и 26 свободно установлены на трубчатом валу 27 и валу 23 соответственно и зацеплены с жестко закрепленными на входном валу 3 шестернями 28 и 7 соответственно. Муфта D(29) расположена на трубчатом валу 27 между шестернями 25 и 26. Трубчатый вал 27 свободно установлен на дополнительном валу 23 и жестко связан с шестерней 24.

Работа базовой КП, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом.

1 передача.

Включаем левое сцепление (Л), муфту В(19) переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через сцепленные шестерни 8-9, муфту В передается на промежуточный вал 5, пару шестерен 16-17 и выходной вал 4.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-I-1.

2, 3, 4, 5, 6 передачи.

2, 3, 4, 5, 6 передачи в способе получения модификаций КП, рассматриваемом в данном изобретении, не участвуют, соответствуют известному уровню техники и понятны специалисту.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эти передачи отражены последовательно соединенными лучами 0-II-2, 0-III-3, 0-IV-4, точкой 5,0-VI-6.

7 передача.

Включаем левое сцепление (Л), муфта С(20) в левом положении. Крутящий момент с входного вала 3 муфтой С через сцепленные шестерни 14-15 и промежуточный вал 5, сцепленные шестерни 16-17 передается на выходной вал 4.

На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-VII-7.

Передача заднего хода с увеличенным передаточным числом.

Включаем правое сцепление (П), муфту А(18) переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-11, блок шестерен 11-12, пару шестерен 12-13, муфту А передается на промежуточный вал 5, пару шестерен 16-17 и выходной вал 4.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-(6-11), (12-13)-ЗХ.

Работа модифицированной базовой КП, представленной на фиг. 3, осуществляется следующим образом.

Понижающая передача.

Включаем правое сцепление (П), муфты В(19) и D(29) переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-24, трубчатый вал 27, муфту D передается на пару сцепленных шестерен 26-7, входной вал 3 и далее аналогично работе базовой КП на первой передаче, рассмотренной выше. На лучевой диаграмме (см. фиг. 4) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-(6-24)-(26-7)-Ι П-П.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 передача и задний ход.

Осуществляются аналогично рассмотренной выше работе базовой КП на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 передачах и передаче заднего хода.

Ускоряющая передача.

Включаем правое сцепление (П), муфты С(20) и D(29) переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-24, трубчатый вал 27, муфту D передается на пару сцепленных шестерен 25-28, входной вал 3 и далее аналогично работе базовой КП на седьмой передаче, рассмотренной выше.

На лучевой диаграмме (см. фиг. 4) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-(6-24)-VII У-У.

Использование предложенного способа получения модификаций КП с двумя сцеплениями позволяет решать большее количество эксплуатационных задач на автомобилях с технически разными вариантами моно- или полноприводных трансмиссий. А именно, дополнительные понижающая и ускоряющая передачи образуют с базовой, например, 7-ступенчатой КП, два варианта 8-ступенчатых КП и 9-ступенчатую КП. При этом, для унификации всех вариантов применяется передача заднего хода с увеличенным передаточным числом. Это расширяет диапазон передаточных чисел КП, повышает эксплуатационные возможности и характеристики автомобиля. При этом большинство узлов и деталей базовой и модифицированных КП остаются неизменными, что обеспечивает высокую степень унификации и снижение затрат на производство и ремонт.

Термин «соосная (базовая) коробка передач с двумя сцеплениями» подразумевает существующие или вновь проектируемые КП, к которым может быть применен рассмотренный способ в объеме формулы изобретения. При этом, вновь получаемая модифицированная КП может быть в единственном варианте конструктивного исполнения, но с указанными признаками, существенными и взаимосвязанными между собой, образующими устойчивую совокупность существенных признаков, достаточную для получения технического результата.

Список источников

1. Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» «За рулем»», 2005. - 166 с.: ил,

2. Патент DE 10253259 Α1, от 27,05,2004 г.

3. Патент RU 2481510.

4. Патент RU 2312031.

5. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Выш. шк., 1985. - 240 с.

Способ получения модификаций соосной коробки передач с двумя сцеплениями, содержащей узел двойного сцепления, корпус с размещенными в нем соосными входными и выходным валами и параллельным им по меньшей мере одним промежуточным валом, при этом два входных вала являются соосными и расположенными один внутри другого с жестко установленными на одном из них шестернями четных передач, а на другом - шестернями нечетных передач, с установленной на одном из них шестерней передачи заднего хода, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью муфт включения с валами, причем шестерня выходного и шестерня промежуточного валов составляют зубчатую пару и жестко закреплены на них, а выходной вал и цельный входной вал соединяются муфтой включения, отличающийся тем, что с шестерней одного входного вала сцепляется шестерня, которая жестко связана с дополнительным цельным или трубчатым валом и которая соединяется по меньшей мере одной муфтой включения с двумя шестернями, свободно установленными на дополнительном валу и сцепленными с шестернями другого входного вала.