Модуль главной передачи
Изобретение относится к модулю главной передачи задней оси для транспортного средства. Модуль включает первый колесный вал и второй колесный вал, межколесный дифференциал, ступень конических зубчатых колес с приводным соединением с межколесным дифференциалом. Модуль также включает первую ступень цилиндрических зубчатых колес с приводным соединением со ступенью конических зубчатых колес и передаточным отношением более 1, первичный вал, имеющий приводное соединение с первой ступенью цилиндрических зубчатых колес, и вторую ступень цилиндрических зубчатых колес, имеющую приводное соединение со ступенью конических зубчатых колес, селектор для переключения между первой ступенью цилиндрических зубчатых колес и второй ступенью цилиндрических зубчатых колес. Первичный вал имеет приводное соединение со второй ступенью цилиндрических зубчатых колес. Достигается повышение компактности. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к модулю главной передачи транспортного средства.
Трансмиссия транспортного средства может включать главную передачу. Если силовой агрегат расположен продольно, главная передача перенаправляет момент привода на колесные валы под углом 90°. Если силовой агрегат расположен поперечно, перенаправлять момент привода не нужно и передача крутящего момента может быть реализована с помощью цилиндрических зубчатых колес. Кроме того, известно, что трансмиссии, например, транспортных средств хозяйственного назначения с двухосной тележкой и двумя приводными осями могут включать сквозной привод. С помощью сквозного привода приводное усилие распределяется между двумя приводными осями. Известные оси со сквозным приводом могут включать одну ступень цилиндрических зубчатых колес с передаточным отношением, равным 1.
Главная передача со ступенью конических зубчатых колес для транспортного средства хозяйственного назначения описана, например, в патенте DE 10043622 А1. Ось со сквозным приводом описана, например, в патенте DE 3009502 А1. В патенте DE 10 2013021008 А1 описывается сквозной привод, одна сторона которого связана с приводным двигателем, а противоположная его сторона связана с электрической машиной.
При переоборудовании трансмиссий с традиционным двигателем внутреннего сгорания в трансмиссии с (центральным) электроприводом может потребоваться предусмотреть в трансмиссии дополнительную адаптирующую передачу (понижающую передачу). Адаптирующая передача понижает частоту вращения электропривода.
Однако наличие отдельной адаптирующей передачи может иметь недостаток в виде необходимости дополнительного монтажного пространства. Кроме того, недостатками могут быть дополнительные затраты на адаптирующую передачу и общая высокая стоимость затрат на единицу адаптирующей передачи в транспортных средствах с электроприводом из-за малого до нынешнего времени числа изделий.
Таким образом, в основе изобретения лежит задача предусмотреть малозатратный и/или компактный способ интеграции адаптирующей передачи, в частности, в транспортном средстве с электроприводом.
Поставленная задача решается созданием модуля главной передачи по независимому пункту формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения перечислены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Модуль главной передачи предусмотрен, в частности, в виде модуля передачи задней оси. Модуль главной передачи предусмотрен для транспортного средства, предпочтительно с электроприводом, предпочтительно для транспортного средства хозяйственного назначения. Модуль главной передачи включает первый колесный вал и второй колесный вал, выполненные с возможностью приводного соединения с колесами транспортного средства. Модуль главной передачи включает межколесный дифференциал с приводным соединением с первым колесным валом и со вторым колесным валом. Модуль главной передачи включает ступень конических зубчатых колес с приводным соединением с межколесным дифференциалом. Модуль главной передачи включает первую ступень цилиндрических зубчатых колес с приводным соединением со ступенью конических зубчатых колес или с возможностью такого соединения и передаточным отношением неравным 1, в частности, более 1. Модуль главной передачи дополнительно включает первичный вал, предпочтительно продолжающийся в продольном направлении транспортного средства (перпендикулярно модулю главной передачи) и имеющий приводное соединение с первой ступенью цилиндрических зубчатых колес или выполненный с возможностью такого соединения.
Для этого с целью получения передаточного отношения, которое не может быть обеспечено с помощью одной только ступени конических зубчатых колес, адаптирующую передачу интегрируют непосредственно в главную передачу в виде ступени цилиндрических зубчатых колес с передаточным отношением более 1. Максимальное передаточное отношение, которое из-за физических ограничений позволяет реализовать без значительного сокращения срока службы одна только ступень конических зубчатых колес, составляет около 5,5. Однако необходимое передаточное отношение может быть значительно выше, например, может находиться в диапазоне от 6 до 15. Такое передаточное отношение может быть достигнуто при условии, что передаточное отношение первой ступени цилиндрических зубчатых колес будет более 1. Интеграция адаптирующей передачи непосредственно в модуль главной передачи, с одной стороны, экономит монтажное пространство, так как избавляет от необходимости интеграции отдельной адаптирующей передачи между силовым агрегатом и главной передачей. С другой стороны, это создает возможность применения модульной конструкции для модулей главной передач, которые могут оснащаться либо одной ступенью цилиндрических зубчатых колес с передаточным отношением более 1, либо одной ступенью цилиндрических зубчатых колес с передаточным отношением равным 1. Одна ступень цилиндрических зубчатых колес с передаточным отношением равным 1 может использоваться, например, в сквозном приводе. Применение модульной системы позволит значительно снизить производственные издержки.
При этом следует, в частности, подчеркнуть, что межколесный дифференциал, колесные валы, ступень конических зубчатых колес, первая ступень конических зубчатых колес и первичный вал фактически интегрированы в одном общем модуле, а именно в модуле главной передачи. Для этого межколесный дифференциал, колесные валы, ступень конических зубчатых колес, первая ступень цилиндрических зубчатых колес и первичный вал расположены не за пределами модуля главной передачи (картера модуля главной передачи при его наличии) (например, перед модулем главной передачи), за исключением участка первичного вала, который предусмотрен для соединения с приводным валом.
Здесь используются выражения «неравный 1» или «более 1», что означает существенное отличие передаточного отношения от 1 (например, в области второго знака после запятой), которое достигается за счет разного количества зубьев входящих в зацепление зубчатых колес. В качестве примера второй знак после запятой означает, что передаточное отношение более или равное 1,01 соответствует требованию неравный 1/более 1, в то время как передаточное отношение менее 1,01 не соответствует требованию неравный 1/более 1.
В частности, первая ступень цилиндрических зубчатых колес может включать ведущее зубчатое колесо (малое ведущее зубчатое колесо), расположенное на первичном валу. Предпочтительно, чтобы ведущее зубчатое колесо было соединено с первичным валом без возможности вращения или выполнено с возможностью такого соединения (например, через селектор).
Предпочтительно, чтобы первая ступень цилиндрических зубчатых колес могла включать ведомое зубчатое колесо, расположенное на промежуточном валу. Предпочтительно, чтобы ведомое зубчатое колесо было соединено с промежуточным валом без возможности вращения или выполнено с возможностью такого соединения (например, через селектор).
Ведомое зубчатое колесо и ведущее зубчатое колесо первой ступени цилиндрических зубчатых колес могут входить в зацепление друг с другом.
В частности, ступень конических зубчатых колес может включать конические зубчатые колеса с прямыми, косыми или круговыми зубьями. Коническими зубчатыми колесами с круговыми зубьями предпочтительно могут быть спиральные или гипоидные конические зубчатые колеса.
Также возможно, чтобы первичный вал соединялся с карданным валом, который приводится в действие предпочтительно силовым агрегатом, например, электроприводом.
Предпочтительно, чтобы ступень конических зубчатых колес могла включать малое коническое зубчатое колесо и ведомое коническое зубчатое колесо, которые входят друг с другом в зацепление. В частности, малое коническое зубчатое колесо может быть расположено на промежуточном валу и соединено с ним без возможности вращения или выполнено с возможностью такого соединения.
Ступень конических зубчатых колес может также перенаправлять усилие на колесные валы под углом около 90°.
Предпочтительно, чтобы модуль главной передачи мог быть выполнен в виде модуля главной передачи транспортного средства хозяйственного назначения, в частности, модуля передачи задней оси транспортного средства хозяйственного назначения.
В частности, модуль главной передачи может быть выполнен для соединения с центральным и/или ориентированным вдоль транспортного средства силовым агрегатом, предпочтительно с электроприводом.
Предпочтительно, чтобы первая ступень цилиндрических зубчатых колес могла служить в качестве адаптирующей передачи, которая не прифланцована ни жестко к раме транспортного средства, ни напрямую к электродвигателю.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления модуль главной передачи включает картер модуля главной передачи. Картер модуля главной передачи вмещает межколесный дифференциал, первый колесный вал, второй колесный вал, ступень конических зубчатых колес, первую ступень цилиндрических зубчатых колес и/или по меньшей мере частично первичный вал.
В частности, первичный вал может быть связан с карданным валом с помощью фланца. Карданный вал предпочтительно может приводиться в движение силовым агрегатом, например, электроприводом. Фланец предпочтительно расположен за пределами картера модуля главной передачи.
В наиболее предпочтительном варианте осуществления межколесный дифференциал, первый колесный вал, второй колесный вал, ступень конических зубчатых колес, первая ступень цилиндрических зубчатых колес и/или первичный вал интегрированы в балку оси.
В одном из вариантов осуществления первая ступень цилиндрических зубчатых колес и ступень конических зубчатых колес имеют общее передаточное отношение более 6 и/или менее 50. Обычно передаточное отношение в таком диапазоне невозможно получить с помощью ступени конических зубчатых колес.
Предпочтительно, чтобы первая ступень цилиндрических зубчатых колес могла иметь передаточное отношение в диапазоне от 1 до 9. В качестве альтернативы или дополнительно ступень конических зубчатых колес может иметь передаточное отношение в диапазоне от 1 до 5,5.
В дополнительном варианте осуществления общее передаточное отношение первой ступени цилиндрических зубчатых колес и ступени конических зубчатых колес находится в диапазоне от 6 до 15, в частности от 6 до 12, предпочтительно от 7 до 8. Это позволяет получить передаточное отношение, в частности, необходимое в транспортных средствах хозяйственного назначения при использовании электропривода.
В одном из вариантов осуществления первая ступень цилиндрических зубчатых колес имеет прямое приводное соединение с промежуточным валом модуля главной передачи или выполнена с возможностью такого соединения. Промежуточный вал имеет прямое приводное соединение со ступенью конических зубчатых колес или выполнен с возможностью такого соединения. Предпочтительно, чтобы промежуточный вал мог быть выполнен заодно с малым коническим зубчатым колесом ступени конических зубчатых колес, например в виде вала с малым коническим зубчатым колесом.
В частности, промежуточный вал может быть интегрирован в балку оси и/или находиться в картере модуля главной передачи.
В другом варианте осуществления ступень конических зубчатых колес имеет прямое приводное соединение с межколесным дифференциалом, имеющим приводное соединение с первым колесным валом и со вторым колесным валом.
В частности, межколесный дифференциал может быть интегрирован в балку оси и/или находиться в картере модуля главной передачи.
В одном из примеров осуществления модуль главной передачи включает вторую ступень цилиндрических зубчатых колес, имеющую приводное соединение со ступенью конических зубчатых колес или выполненную с возможностью такого соединения. Первичный вал имеет приводное соединение со второй ступенью цилиндрических зубчатых колес или выполнен с возможностью такого соединения. Предпочтительно, чтобы модуль главной передачи дополнительно включал селектор для переключения между первой ступенью цилиндрических зубчатых колес и второй ступенью цилиндрических зубчатых колес. Это позволяет изменять передаточное отношение в модуле главной передачи.
Предпочтительно, чтобы вторая ступень цилиндрических зубчатых колес могла иметь передаточное отношение в диапазоне от 1 до 9.
В частности, вторая ступень цилиндрических зубчатых колес может иметь прямое приводное соединение с промежуточным валом или возможность такого соединения.
В другом примере осуществления селектор избирательно создает приводное соединение между первичным валом и первой ступенью цилиндрических зубчатых колес или между первичным валом и второй ступенью цилиндрических зубчатых колес. В качестве альтернативы или дополнительно селектор приводят в действие пневматически, гидравлически и/или электромеханически.
В дополнительном варианте передаточное отношение второй ступени цилиндрических зубчатых колес не равно 1, в частности, более 1 и/или отличается от передаточного отношения первой ступени цилиндрических зубчатых колес.
В предпочтительном дополнительном варианте картер модуля главной передачи дополнительно вмещает селектор и вторую ступень цилиндрических зубчатых колес.В качестве альтернативы или дополнительно вторая ступень цилиндрических зубчатых колес и селектор интегрированы в балку оси.
Кроме того, изобретение относится к модульной системе главной передачи для транспортного средства, в частности, для транспортного средства хозяйственного назначения. Модульная система главной передачи включает описанный здесь модуль главной передачи. Модуль главной передачи выполнен с возможностью адаптации на выбор в виде первого модуля главной передачи или второго модуля главной передачи. Ступень конических зубчатых колес, первый колесный вал, второй колесный вал и/или межколесный дифференциал первого модуля главной передачи и второго модуля главной передачи выполнены одинаково (являются унифицированными деталями). Первая ступень цилиндрических зубчатых колес первого модуля главной передачи и первая ступень цилиндрических зубчатых колес второго модуля главной передачи выполнены по-разному, причем передаточное отношение первой ступени цилиндрических зубчатых колес первого модуля главной передачи отличается от передаточного отношения первой ступени цилиндрических зубчатых колес второго модуля главной передачи.
Иными словами, ступень конических зубчатых колес, колесные валы и/или межколесный дифференциал могут быть унифицированными деталями для первого модуля главной передачи и второго модуля главной передачи.
Преимуществом является возможность значительно снизить издержки на производство первого и второго модулей главной передачи за счет применения большого количества унифицированных деталей. Это позволит производить даже небольшие партии модулей главной передачи эффективно в отношении затрат. В частности, это может иметь значение при переходе от транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания и адаптированной соответствующим образом главной передачей к транспортным средствам с электродвигателем(ями) и адаптированной соответствующим образом главной передачей.
В одном из вариантов осуществления первичный вал первого модуля главной передачи и первичный вал второго модуля главной передачи выполнены по-разному.
В одном из дополнительных вариантов осуществления картер первого модуля главной передачи и картер второго модуля главной передачи выполнены по-разному.
В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один подшипник межколесного дифференциала, первого колесного вала, второго колесного вала, промежуточного вала и/или первичного вала первого модуля главной передачи и второго модуля главной передачи выполнены одинаково (унифицированные детали). В качестве альтернативы или дополнительно по меньшей мере один уплотнитель, в частности, уплотнитель картера первого модуля главной передачи и второго модуля главной передачи выполнен одинаково (унифицированная деталь).
В наиболее предпочтительном варианте только первый модуль главной передачи включает селектор и вторую ступень цилиндрических зубчатых колес. В качестве альтернативы или дополнительно только второй модуль главной передачи включает межосевой дифференциал, механизм блокировки дифференциала и/или вал сквозного привода для соединения с другой приводной осью.
В предпочтительном дополнительном варианте одно, в частности, пневматическое, гидравлическое и/или электромеханическое управляющее устройство первого модуля главной передачи и второго модуля главной передачи выполнено одинаково (унифицированная деталь). Управляющее устройство первого модуля главной передачи приводит в действие селектор, а управляющее устройство второго модуля главной передачи приводит в действие механизм блокировки межосевого дифференциала. Благодаря этому управляющее устройство и, в частности, линии пневматической, гидравлической и/или мехатронной систем также могут быть выполнены в виде унифицированных деталей.
В одном из примеров осуществления первый модуль главной передачи выполнен для соединения с центральным и/или ориентированным вдоль транспортного средства электроприводом.
В одном из дополнительных примеров осуществления второй модуль главной передачи выполнен со сквозным приводом, в частности с двухосной тележкой транспортного средства.
Сквозной привод (модуль главной передачи со сквозным приводом) при наличии двух приводных задних осей, например, у транспортного средства хозяйственного назначения предпочтительно используется на первой приводной оси для распределения приводной мощности на обе приводные оси.
В одном из вариантов осуществления первая ступень цилиндрических зубчатых колес второго модуля главной передачи имеет передаточное отношение 1. За счет этого на основе раскрытой здесь модульной системы главной передачи может быть реализован, например, традиционный сквозной привод, ступень конических зубчатых колес которого имеет только передаточное отношение более 1.
Данное изобретение дополнительно относится к транспортному средству, предпочтительно к транспортному средству хозяйственного назначения. Такое транспортное средство имеет, в частности, центральный и/или ориентированный вдоль транспортного средства силовой агрегат. Предпочтительным силовым агрегатом является электропривод. Кроме того, транспортное средство имеет описанный здесь модуль главной передачи.
В частности, транспортное средство представляет собой чисто транспортное средство с электроприводом или транспортное средство с гибридным приводом, предпочтительно с серийно выпускаемым гибридным приводом. Иными словами, транспортное средство имеет по меньшей мере один электродвигатель.
Транспортным средством хозяйственного назначения может быть, например, грузовой автомобиль или микроавтобус.
Описанные выше предпочтительные формы осуществления и признаки изобретения можно комбинировать друг с другом в любом сочетании. Другие детали и преимущества данного изобретения описываются ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. На них показаны:
Фиг. 1 Принципиальная схема одного из вариантов осуществления модуля главной передачи;
Фиг. 2 Схематическое изображение сечения варианта осуществления модуля главной передачи согласно фиг. 1;
Фиг. 3 Принципиальная схема одного из дополнительных вариантов осуществления модуля главной передачи;
Фиг. 4 Схематическое изображение сечения варианта осуществления модуля главной передачи согласно фиг. 3;
Фиг. 5 Принципиальная схема одного из дополнительных других вариантов осуществления модуля главной передачи; и
Фиг. 6 Схематическое изображение сечения варианта осуществления модуля главной передачи согласно фиг. 5.
Изображенные на фигурах варианты осуществления совпадают по меньшей мере частично, так что аналогичные или идентичные детали обозначены одинаковыми номерами позиций и в качестве пояснений к ним даются ссылки на описание других вариантов осуществления либо, соответственно, на другие фигуры во избежание повторений. В частности, идентичные номера позиций в данном раскрытии указывают на одинаковые элементы (с одинаковой конструкцией или с одинаковым действием). Само собой разумеется, под идентичными номерами позиций могут использоваться только одинаковые или аналогично действующие элементы. Номера позиций, две последние цифры которых одинаковые, но отличаются сотнями (например, 16, 116, 216), указывают на элементы с аналогичным или одинаковым действием, которые, в частности, имеют разную конструкцию.
Данное раскрытие основано, среди прочего, на информации о том, что адаптирующая или понижающая передача может быть интегрирована непосредственно в модуль главной передачи. Главная передача представляет собой передачу, встроенную в приводную ось. Для реализации адаптирующей передачи имеющаяся в модуле главной передачи ступень цилиндрических зубчатых колес может быть адаптирована для обеспечения передаточного отношения. Это позволит достигнуть больших значений передаточного отношения, реализовать которые только за счет ступени конических зубчатых колес адаптирующей передачи невозможно.
При использовании одного или нескольких электродвигателей в качестве привода транспортного средства это обеспечит возможность достижения необходимого передаточного отношения, более высокого по сравнению с приводами от двигателя внутреннего сгорания. Такое решение не требует дополнительного монтажного пространства, например, для интеграции отдельной адаптирующей передачи между электродвигателем и карданным валом.
С другой стороны, это позволит предусмотреть модульную систему для установки модулей главной передачи для привода от электродвигателя и для установки модулей главной передачи для привода от двигателя внутреннего сгорания. В частности, одна ступень цилиндрических зубчатых колес модульной системы главной передачи может быть использована для возможной реализации адаптирующей передачи. Такая ступень цилиндрических зубчатых колес имеется, например, в модулях главной передачи со сквозным приводом. Предлагается предусмотреть такую модульную систему главной передачи, в которой используется максимально возможное количество унифицированных деталей. Дополнительно модульная система главной передачи должна обеспечивать возможность установки первого модуля главной передачи с модифицированной ступенью цилиндрических зубчатых колес, реализующей адаптирующую передачу, и второго модуля главной передачи в качестве сквозного привода. Преимуществом такого подхода является снижение производственных издержек в целом и возможность изготовления доступных по цене модулей главной передачи для транспортных средств с электроприводом даже небольшими партиями в частности, так как при изготовлении будет использовано множество унифицированных деталей от распространенных в нынешнее время модулей главной передачи со сквозным приводом.
На фиг. 1 показана принципиальная схема модуля 10 главной передачи, а на фиг. 2 схематически изображено сечение модуля 10 главной передачи. Модуль 10 главной передачи может быть использован, например, в качестве модуля привода задней оси в транспортном средстве хозяйственного назначения, к примеру, в грузовом автомобиле или микроавтобусе. В частности, модуль 10 главной передачи предусмотрен для применения с электроприводом 12, как показано на фиг. 1 в качестве примера.
В показанном варианте осуществления модуль 10 главной передачи включает один первичный вал 14, одну ступень 16 цилиндрических зубчатых колес, один промежуточный вал 18, одну ступень 20 конических зубчатых колес, один межколесный дифференциал 22 (подробно не изображен) и два колесных вала 24А, 24В. Дополнительно модуль 10 главной передачи имеет картер 26.
Электроприводом 12, например, у грузового автомобиля, может быть центральный электродвигатель, расположенный, к примеру, в центральной части транспортного средства. В микроавтобусе электропривод 12 может быть расположен в передней части транспортного средства, в центральной части транспортного средства или в задней части транспортного средства.
Электропривод 12 соединен с модулем 10 главной передачи приводным валом 28 без установки между ними адаптирующей передачи. В частности, приводной вал 28 соединен с фланцем 30 без возможности вращения, который, в свою очередь, располагается на первичном валу 14 без возможности вращения.
От установки между ними адаптирующей передачи можно отказаться, так как ступень 16 цилиндрических зубчатых колес совместно со ступенью 20 конических зубчатых колес обеспечивает требуемое передаточное отношение. В некоторых вариантах осуществления между приводным валом 28 и первичным валом 14 могут быть предусмотрены другие приводные валы, например, карданный вал.
Ступень 16 цилиндрических зубчатых колес включает ведущее зубчатое колесо (малую шестерню) 32 и ведомое зубчатое колесо 34. Ведущее зубчатое колесо 32 установлено на первичном валу 14 без возможности вращения. Ведомое зубчатое колесо 34 установлено на промежуточном валу 18 без возможности вращения. Ведущее зубчатое колесо 32 входит в зацепление с ведомым зубчатым колесом 34.
Ступень 16 цилиндрических зубчатых колес имеет передаточное отношение более 1. В частности, первая ступень цилиндрических зубчатых колес может обеспечивать передаточное отношение до 9, например, около 7. Тем самым, эта ступень цилиндрических зубчатых колес представляет собой адаптирующую передачу, обеспечивающую вместе с передаточным отношением ступени 20 конических зубчатых колес общее необходимое передаточное отношение между приводным валом 28 (электродвигателем 12) и колесными валами 24А, 24В. В частности, общее передаточное отношение ступени 16 цилиндрических зубчатых колес и ступени 20 конических зубчатых колес превышает значение 5,0, которое из-за физических ограничений не может быть обеспечено только с помощью ступени 20 конических зубчатых колес.
Ступень 16 цилиндрических зубчатых колес и ступень 20 конических зубчатых колес вместе могут обеспечить передаточное отношение около 50. При использовании с электродвигателем 12 общее передаточное отношение может, в частности, находиться в диапазоне от 6 до 15, предпочтительно от 7 до 8.
Ступень 16 цилиндрических зубчатых колес приводит в движение ступень 20 конических зубчатых колес через промежуточный вал 18. Ступень 20 конических зубчатых колес включает малое коническое зубчатое колесо 36 и ведомое коническое зубчатое колесо 38. Малое коническое зубчатое колесо 36 входит в зацепление с ведомым коническим зубчатым колесом 38. Ступень 20 конических зубчатых колес перенаправляет через межколесный дифференциал 22 приходящее от промежуточного вала 18 усилие на колесные валы 24А, 24В под углом 90°. Промежуточный вал 18 расположен параллельно первичному валу 14. Первичный вал 14 продолжается вдоль транспортного средства. В некоторых вариантах осуществления промежуточный вал 18 и малое коническое зубчатое колесо 36 ступени 20 конических зубчатых колес могут представлять собой цельную конструкцию в форме вала с малым коническим зубчатым колесом. Ступень 20 конических зубчатых колес может включать, например, конические зубчатые колеса с прямыми, косыми или круговыми (спиральными или гипоидными) зубьями.
Колесные валы 24А, 24В приводят в движение колеса 40. Межколесный дифференциал 22 может известным образом обеспечивать уравнивание частоты вращения двух колес 40. В частности, в этом случае колесо 40 приводится в движение первым колесным валом 24А, а второе колесо 40 приводится в движение вторым колесным валом 24В.
Картер 26 модуля главной передачи вмещает первичный вал 14 (частично), ступень 16 цилиндрических зубчатых колес, промежуточный вал 18, ступень 20 конических зубчатых колес, межколесный дифференциал 22 и колесные валы 24А, 24В. На фиг. 2 показано, что первичный вал 14 установлен в картер 26 в подшипники 41, 42 с возможностью вращения. Промежуточный вал 18 установлен в картер 26 в подшипники 43, 44, 45 с возможностью вращения. Межколесный дифференциал 22 установлен в картер 26 в подшипники 46, 47 с возможностью вращения. Картер 26 включает другие элементы, такие как, например, уплотнители и т.д. Картер 26 может находиться внутри не изображенной балки оси.
На фиг. 3 показана принципиальная схема модуля 110 главной передачи, а на фиг. 4 схематически изображено сечение модуля 110 главной передачи. В отличие от модуля 10 главной передачи, показанного на фиг. 1 и 2, модуль 110 включает, в частности, две ступени 116, 150 цилиндрических зубчатых колес и один селектор 152. Благодаря наличию двух ступеней 116, 150 цилиндрических зубчатых колес и селектора 152 первичный вал 114 и промежуточный вал 118 хотя и действуют аналогично первичному валу 14 и промежуточному валу 18, но имеют другую конструкцию (например, другие и/или дополнительные точки опоры).
Первая ступень 116 цилиндрических зубчатых колес включает ведущее зубчатое колесо (ведущую малую шестерню) 132 и ведомое зубчатое колесо 134, входящее с ним в зацепление. Вторая ступень 150 цилиндрических зубчатых колес включает ведущее зубчатое колесо (ведущую малую шестерню) 154 и ведомое зубчатое колесо 156, входящее с ним в зацепление. Селектор 152 избирательно соединяет первичный вал 114 с ведущим зубчатым колесом 132 первой ступени 116 цилиндрических зубчатых колес или с ведущим зубчатым колесом 154 второй ступени 150.
Первая ступень 116 цилиндрических зубчатых колес и вторая ступень 150 цилиндрических зубчатых колес имеют разные значения передаточного отношения, каждое из которых может быть более 1. Это позволяет избирательно передавать выдаваемую электродвигателем 12 мощность на колеса 40 с разными значениями передаточного отношения. Благодаря этому одна из ступеней 116, 150 цилиндрических зубчатых колес может, например, обеспечивать для транспортного средства передаточное отношение, которое соответствует необходимой способности преодолевать подъем. Т.е. в транспортном средстве должна быть обеспечена возможность трогания с места на определенных подъемах. Для этого необходимо определенное тяговое усилие.
Для приведения в действие селектора 150 может быть предусмотрено гидравлическое, пневматическое и/или электромеханическое управляющее устройство 158 (см. фиг. 3). Управляющим устройством 158 может быть, например, сервоэлектродвигатель (исполнительный элемент).
На фиг. 5 показана принципиальная схема модуля 210 главной передачи, а на фиг. 6 схематически изображено сечение модуля 210 главной передачи. В отличие от модуля 10 главной передачи (фиг. 1 и 2) и от модуля 110 (фиг. 3 и 4) модуль 210 выполнен в виде сквозного привода. Сквозной привод применяется, например, в двухосных тележках грузового автомобиля, если приводными являются обе оси тележки.
Для функционирования в качестве сквозного привода модуль 210 главной передачи включает межосевой дифференциал 260 и изображенный частично вал 262 сквозного привода. Межосевой дифференциал 260 распределяет приводное усилие между двумя осями. В частности, межосевой дифференциал 260 распределяет полученное от первичного вала 214 приводное усилие между ступенью 216 цилиндрических зубчатых колес и валом 262 сквозного привода. Вал 262 сквозного привода может иметь приводное соединение с дополнительным модулем главной передачи, который подробно не изображен.
Модуль 210 главной передачи может дополнительно включать селектор 264, действующий как механизм блокировки (механизм блокировки межосевого дифференциала). Механизм 264 блокировки может создавать прямое приводное соединение между первичным валом 214 и ступенью 216 цилиндрических зубчатых колес. Механизм 264 блокировки может быть выполнен, например, в виде кулачковой муфты.
Передаточное отношение ступени 216 цилиндрических зубчатых колес может быть 1 или более 1. В частности, при использовании в качестве силового агрегата 212 двигателя внутреннего сгорания передаточное отношение ступени 216 цилиндрических зубчатых колес может равняться 1. При использовании в качестве силового агрегата 212 электродвигателя передаточное отношение ступени 216 цилиндрических зубчатых колес может быть более 1 по аналогии со ступенью 16 цилиндрических зубчатых колес в варианте осуществления, описанном на примере фиг. 1 и 2.
В частности, следует подчеркнуть, что модули 10, 110, 210 главной передачи включают множество унифицированных деталей, что обеспечивает модульную систему в конструкциях модулей главной передачи. Идентичные номера позиций, использованные на фигурах, указывают на детали, в частности, имеющие вид унифицированных. В частности, унифицированными деталями могут быть ступень 20 конических зубчатых колес, промежуточный вал 18, межколесный дифференциал 22, колесные валы 24А, 24В, подшипники 41-47, фланец 30, уплотнители и/или управляющее устройство 158 и т.д.
Например, управляющее устройство 158 в модуле 210 главной передачи со сквозным приводом (см. фиг. 5 и 6) может быть использовано для приведения в действие механизма 264 блокировки. Разумеется, благодаря модульной конструкции управляющее устройство 158 может быть использовано и в модуле 110 главной передачи (см. фиг. 3 и 4) для приведения в действие селектора 152.
Как дополнительный пример выполненная в виде цельного вала с малым коническим зубчатым колесом комбинация из промежуточного вала 18 и малого конического зубчатого колеса 36 может быть использована как в модуле 10 главной передачи (см. фиг. 1 и 2), так и в модуле 210 (см. фиг. 5 и 6).
Данное изобретение не ограничивается предпочтительными примерами осуществления, которые были описаны выше. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых также будет использована идея данного изобретения, и поэтому такие варианты будут входить в пределы правовой охраны. В частности, данное изобретение претендует на защиту предмета и признаков из зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от отсылки к соответствующим пунктам формулы.
Список номеров позиций
10 Модуль главной передачи
12 Электродвигатель (силовой агрегат)
14 Первичный вал
16 Ступень цилиндрических зубчатых колес (адаптирующая передача)
18 Промежуточный вал
20 Ступень конических зубчатых колес
22 Межколесный дифференциал
24А Первый колесный вал
24В Второй колесный вал
26 Картер модуля главной передачи
28 Приводной вал
30 Фланец
32 Ведущее зубчатое колесо (малая шестерня)
34 Ведомое зубчатое колесо
36 Малое коническое зубчатое колесо
38 Ведомое коническое зубчатое колесо
40 Колесо
41-47 Подшипники
110 Модуль главной передачи
114 Первичный вал
116 Первая ступень цилиндрических зубчатых колес (адаптирующая передача)
132 Ведущее зубчатое колесо (малая шестерня)
134 Ведомое зубчатое колесо
118 Промежуточный вал
126 Картер модуля главной передачи
150 Вторая ступень цилиндрических зубчатых колес (адаптирующая передача)
152 Селектор
154 Ведущее зубчатое колесо (малая шестерня)
156 Ведомое зубчатое колесо
158 Управляющее устройство
210 Модуль главной передачи (модуль главной передачи со сквозным приводом)
212 Силовой агрегат
214 Первичный вал
216 Ступень цилиндрических зубчатых колес
226 Картер модуля главной передачи
232 Ведущее зубчатое колесо (малая шестерня)
234 Ведомое зубчатое колесо
260 Межосевой дифференциал
262 Вал сквозного привода
264 Селектор (механизм блокировки дифференциала)
1. Модуль (10; 110; 210) главной передачи, в частности модуль передачи задней оси для транспортного средства, предпочтительно с электроприводом, предпочтительно для транспортного средства хозяйственного назначения, включающий
первый колесный вал (24А) и второй колесный вал (24В), выполненные с возможностью приводного соединения с колесами (40) транспортного средства;
межколесный дифференциал (22) с приводным соединением с первым колесным валом (24А) и со вторым колесным валом (24В);
ступень (20) конических зубчатых колес с приводным соединением с межколесным дифференциалом (22);
первую ступень (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес с приводным соединением со ступенью (20) конических зубчатых колес или с возможностью такого соединения и передаточным отношением неравным 1, в частности более 1;
первичный вал (14; 114; 214), предпочтительно продолжающийся в продольном направлении транспортного средства и имеющий приводное соединение с первой ступенью (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес или выполненный с возможностью такого соединения, и
вторую ступень (150) цилиндрических зубчатых колес, имеющую приводное соединение со ступенью (20) конических зубчатых колес или выполненную с возможностью такого соединения, причем первичный вал (114) имеет приводное соединение со второй ступенью (150) цилиндрических зубчатых колес или выполнен с возможностью такого соединения; и
селектор (152) для переключения между первой ступенью (116) цилиндрических зубчатых колес и второй ступенью (150) цилиндрических зубчатых колес.
2. Модуль (10; 110; 210) главной передачи по п. 1, дополнительно включающий
картер (26; 126; 226) модуля главной передачи, вмещающий межколесный дифференциал (22), первый колесный вал (24А), второй колесный вал (24В), ступень (20) конических зубчатых колес, первую ступень (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес и по меньшей мере частично первичный вал (14; 114; 214); и/или
межколесный дифференциал (22), первый колесный вал (24А), второй колесный вал (24В), ступень (20) конических зубчатых колес, первая ступень (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес и первичный вал (14; 114; 214) интегрированы в балку оси.
3. Модуль (10; 110; 210) главной передачи по п. 1 или 2, в котором
общее передаточное отношение первой ступени (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес и ступени (20) конических зубчатых колес более 6 и/или менее 50; и/или
общее передаточное отношение первой ступени (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес и ступени (20) конических зубчатых колес находится в диапазоне от 6 до 15, в частности от 6 до 12, предпочтительно от 7 до 8.
4. Модуль (10; 110; 210) главной передачи по одному из предыдущих пунктов, в котором
первая ступень (16; 116; 216) цилиндрических зубчатых колес имеет прямое приводное соединение с промежуточным валом (18; 118) модуля главной (10; 110; 210) передачи, имеющим прямое приводное соединение со ступенью (20) конических зубчатых колес или выполненным с возможностью такого соединения, причем предпочтительно, чтобы промежуточный вал (18; 118) был выполнен заодно с малым коническим зубчатым колесом (36) ступени (20) конических зубчатых колес; и/или
ступень (20) конических зубчатых колес имеет прямое приводное соединение с межколесным дифференциалом (22), имеющим приводное соединение с первым колесным валом (24А) и со вторым колесным валом (24В).
5. Модуль (110) главной передачи по п. 1, в котором
селектор (152) избирательно создает приводное соединение между первичным валом (114) и первой ступенью (116) цилиндрических зубчатых колес или между первичным валом (114) и второй ступенью (150) цилиндрических зубчатых колес; и/или
селектор (152) приводят в действие пневматически, гидравлически и/или электромеханически.
6. Модуль (110) главной передачи по п. 1 или 5, в котором передаточное отношение второй ступени цилиндрических (150) зубчатых колес не равно 1, в частности более 1, и/или отличается от передаточного отношения первой ступени (116) цилиндрических зубчатых колес.
7. Модуль (110) главной передачи по одному из пп. 1-6, в котором
картер (126) модуля главной передачи дополнительно вмещает селектор (152) и вторую ступень (150) цилиндрических зубчатых колес; и/или
вторая ступень (150) цилиндрических зубчатых колес и селектор (152) интегрированы в балку оси.
8. Модульная система главной передачи для транспортного средства, в частности транспортного средства хозяйственного назначения, включающая
модуль (10; 110; 210) главной передачи по одному из предыдущих пунктов, причем модуль (10; 110; 210) главной передачи выполнен с возможностью адаптации на выбор в виде первого модуля (10; 110) главной передачи или второго модуля (210) главной передачи, причем:
ступень (20) конических зубчатых колес, первый колесный вал (24А), второй колесный вал (24В) и/или межколесный дифференциал (22) первого модуля (10; 110) главной передачи и второго модуля (210) главной передачи выполнены одинаково; и
первая ступень (16; 116) цилиндрических зубчатых колес первого модуля (10; 110) главной передачи и первая ступень (216) цилиндрических зубчатых колес второго модуля (210) главной передачи выполнены по-разному, причем передаточное отношение первой ступени (16; 116) цилиндрических зубчатых колес первого модуля (10; 110) главной передачи отличается от передаточного отношения первой ступени (216) цилиндрических зубчатых колес второго модуля (210) главной передачи.
9. Модульная система главной передачи по п. 8, в которой
первичный вал (14; 114) первого модуля (10; 110) главной передачи и первичный вал (214) второго модуля (210) главной передачи выполнены по-разному; и/или
картер (26; 126) первого модуля (10; 110) главной передачи и картер (226) второго модуля (210) главной передачи выполнены по-разному; и/или
по меньшей мере один подшипник (41-47) первого колесного вала (24А), второго колесного вала (24В), промежуточного вала (18; 118) и/или первичного вала (14; 114; 214) первого модуля (10; 110) главной передачи и второго модуля (210) главной передачи выполнен одинаково; и/или
по меньшей мере один уплотнитель, в частности, уплотнитель картера (26; 126; 226) первого модуля (10; 110) главной передачи и второго модуля (210) главной передачи выполнен одинаково.
10. Модульная система главной передачи по п. 8 или 9, в которой
только первый модуль (110) главной передачи включает селектор (152) и вторую ступень (150) цилиндрических зубчатых колес; и/или
только второй модуль (210) главной передачи, межосевой дифференциал (260), механизм (264) блокировки дифференциала и/или вал (262) сквозного привода для соединения с другой приводной осью.
11. Модульная система главной передачи по п. 10, в которой одно, в частности, пневматическое, гидравлическое и/или электромеханическое управляющее устройство (158) первого модуля (110) главной передачи и второго модуля (210) главной передачи выполнено одинаково, причем управляющее устройство (158) первого модуля (110) главной передачи приводит в действие селектор (152), а управляющее устройство (158) второго модуля (210) главной передачи приводит в действие механизм (264) блокировки дифференциала.
12. Модульная система главной передачи по одному из пп. 8-11, в которой
первый модуль (10; 110) главной передачи выполнен для соединения, в частности, с центральным и/или с ориентированным вдоль транспортного средства электроприводом (12); и/или
второй модуль (210) главной передачи выполнен в виде сквозного привода, в частности, двухосной тележки транспортного средства.
13. Модульная система главной передачи по одному из пп. 8-12, в которой передаточное отношение первой ступени (216) цилиндрических зубчатых колес второго модуля (210) главной передачи равняется 1.
14. Транспортное средство, предпочтительно транспортное средство хозяйственного назначения, включающее
один, в частности, центральный и/или ориентированный вдоль транспортного средства силовой агрегат (12; 212), предпочтительно электропривод; и
модуль (10; 110; 210) главной передачи по одному из пп. 1-7.
