+7 (499) 322-30-47  Москва

+7 (812) 385-59-71  Санкт-Петербург

8 (800) 222-34-18  Остальные регионы

Бесплатная консультация с юристом!

Патент коробка передач

А также — Механизм преобразования движения и Шарнирная муфта

Комбинированная трансмиссия транспортного средства

Полезная модель комбинированной трансмиссии направлена на повышение гибкости системы управления потоком энергии, подводимой к ведущим колесам транспортного средства от источников энергии, что, по сравнению с классическими схемами трансмиссий, позволит сэкономить топливо с одновременным снижением загрязнения окружающей среды. Наличие в полезной модели двигателя внутреннего сгорания, маховичного накопителя кинетической энергии, тяговой аккумуляторной батареи и обратимой электромашины, при совместной работе обеспечивающей движение транспортного средства. При применении полезной модели обеспечивается снижение расхода топлива и уменьшение загрязнения окружающей среды, за счет снижения мощности применяемого в транспортном средстве двигателя внутреннего сгорания и оптимизации режима его работы. Конструктивная схема полезной модели позволяет на некоторых режимах движения транспортного средства отключать двигатель внутреннего сгорания и тем самым полностью исключить выброс вредных веществ с отработанными газами.

Полезная модель комбинированной трансмиссия относится к автомобильной промышленности и может быть использована при модернизации и производстве автомобилей, автобусов, а также ж/д дрезин и других транспортных средств.

Известна трансмиссия, Учебник — Автомобили / В.К.Вахламов, М,Г. Шатров, А.А.Юрчевский / «Академия» 2005 г., обеспечивающая движение автобуса фирмы «Вольво», которая представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС), дополнительно снабженный маховичным накопителем кинетической энергии. Раскрутка маховичного накопителя осуществляется от трансмиссии в процессе торможении автобуса, при этом маховичный накопитель играет роль тормоза-замедлителя. Запасенная энергия маховичного накопителя используется при трогании автобуса с места и при его разгоне.

Недостатком подобного устройства трансмиссии является ограниченность ее эффективности на всех режимах движения — она достаточно эффективна только в режиме частых остановок автобуса.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является трансмиссия, Учебник — Электромобили /В.А.Щетина, Ю.Я.Морговский/, Машиностроение, 1994 г., гиробуса, использующая маховичный накопитель энергии, разработанный фирмой «Дженерал электрик». В этом гиробусе функции тягового двигателя, обеспечивающего его движение, выполняет основная электромашина, питаемая от внешних источников энергии и от тяговых аккумуляторных батарей. При торможении гиробуса основная электромашина работает в режиме генератора и питает вторую электромашину, раскручивающую маховичный накопитель. При разгоне гиробуса вторая электромашина, за счет аккумулированной энергии маховичного накопителя, переходит в режим генератора и питает током основную тяговую электромашину, что и обеспечивает дальнейшее движение гиробуса.

Недостатком подобной конструкции трансмиссии является ее привязанность к внешнему электроснабжению, необходимому для подзарядки тяговых аккумуляторных батарей гиробуса на стоянках.

В перечисленных выше аналогах используется по два источника энергии: в первом аналоге — ДВС и маховичный накопитель, а во втором — маховичный накопитель и аккумуляторная батарея.

Предлагаемая полезная модель комбинированной трансмиссии позволяет решить техническую задачу по увеличению запаса хода транспортного средства, снижения загрязнения атмосферы вредными выбросами и экономии топлива, может быть использована для разных видов транспортных средств.

Решение поставленной задачи достигается путем использования энергии ДВС, аккумулированной кинетической энергии маховичного накопителя, энергии тяговой аккумуляторной батареи.

В отличие от аналогов, в предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии транспортного средства предусмотрено использование трех источников энергии: ДВС, маховичного накопителя и тяговой аккумуляторной батареи. Кроме того, в предлагаемой полезной модели трансмиссии двигатель внутреннего сгорания является только дополнительным источником энергии, используемым для движения транспортного средства, раскрутки маховичного накопителя и подзарядки аккумуляторной батареи. При этом рабочий процесс ДВС выполняется на оптимальных режимах, обеспечиваемых программой электронного блока управления (ЭБУ), при которых выбросы токсичных веществ в атмосферу минимальны.

Предлагаемая полезная модель комбинированной трансмиссии транспортного средства представлена на фиг.1.

Полезная модель трансмиссия транспортного средства содержит:

ДВС 1, маховичный накопитель кинетической энергии 4 с редуктором-мультипликатором 3, сцепления в виде электромагнитных муфт 2, 5, трансмиссию, выполненную в виде обратимой электрической машины, соединенной с тяговой аккумуляторной батареей и электронным блоком управления 5, третья электромагнитная муфта 9 установлена после обратимой электрической машины. Поток энергии передается к ведущим колесам транспортного средства 11 через карданную передачу 10 и главную передачу 12, причем обратимая электромашина совместно тяговой аккумуляторной батареей является дополнительным источником энергии для движения транспортного средства.

Работа полезной модели трансмиссии осуществляется следующим образом:

Перед запуском ДВС электромагнитная муфта 9 отключена, а электромагнитные муфты 2 и 5 включены командой блока ЭБУ. Двигатель транспортного средства запускается управлением ЭБУ с помощью обратимой электромашины 8 и тяговой аккумуляторной батареи 7. После пуска и прогрева ДВС, установка переводится ЭБУ в автоматический режим, при котором электромашина 8 совместно с ДВС при включении всех трех электромагнитных муфт 2, 5 и 9 обеспечивают движение транспортного средства. Одновременно, от коленчатого вала через электромагнитную муфту 2 редуктор-мультипликатор 3 раскручивает маховичный накопитель энергии 4.

При остановке транспортного средства электромагнитная муфта 9 отключается, а ДВС продолжает работу, обеспечивая полную подзарядку аккумуляторных батарей и дополнительную раскрутку маховичного накопителя, после чего ДВС автоматически отключается блоком ЭБУ. При продолжении движения транспортного средства ДВС под управлением ЭБУ вновь запускается и рабочий цикл силовой установки повторяется.

В процессе движения транспортного средства при полной раскрутке маховичного накопителя 4, ДВС отключается ЭБУ с помощью электромагнитной муфтой 2, а подзарядка тяговой аккумуляторной батареи 7 продолжается под управлением ЭБУ за счет маховичного накопителя 4 и обратимой электромашины 8. При падении частоты вращения маховичного накопителя 4, примерно до 1/3 от ее максимальной рабочей величины, электромашина 8 в режиме электродвигателя и через электромагнитную муфту 5 раскручивает маховичный накопитель 4.

Если в процессе движения транспортного средства ДВС был заглушен, а уровень зарядки тяговой батареи снизился на 1520% от номинального, в связи с расходом электроэнергии, то ДВС автоматически запускается для подзарядки батареи и через электромагнитную муфту 2 обеспечивает дополнительное раскручивание маховичного накопителя 4.

При торможении транспортного средства или движении под уклон с произвольным набором скорости, а также в режиме движения «накатом», электромашина под управлением ЭБУ автоматически переводятся в режим генератора, подзаряжая аккумуляторную батарею 7 и через электромагнитные муфты 5 и 9 раскручивая маховичный накопитель 4. При достижении полной заряженности аккумуляторной батареи ДВС автоматически отключается ЭБУ.

В состав предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии входит тяговая аккумуляторная батарея большой емкости, подзаряжаемая во время ночной стоянки от внешних источников электроэнергии. Это обеспечит дополнительный пробег транспортного средства без включения ДВС, что позволит значительно снизить расход топлива и выброс вредных веществ в атмосферу.

Наличие в полезной модели трансмиссии обратимой электромашины, тяговой аккумуляторной батареи и маховичного накопителя позволяют снизить мощность ДВС, по сравнению с силовой установкой классического транспортного средства с аналогичной массой.

Техническая задача по снижению расхода топлива и уменьшению загрязнения окружающей среды в полезной модели может быть решена за счет снижения мощности ДВС, оптимизации режима его работы и введения в состав предлагаемой комбинированной трансмиссии маховичного накопителя энергии и обратимой электромашины с аккумуляторной батареей. Предлагаемая в полезной модели конструктивная схема позволяет на некоторых режимах движения транспортного средства отключать ДВС и тем самым полностью исключить выброс вредных веществ с отработанными газами.

Отличительными признаками предлагаемой полезной модели комбинированной трансмиссии от наиболее близкой к ней являются наличие в ней ДВС, маховичного накопителя кинетической энергии, тяговой аккумуляторной батареи и обратимой электромашины, при совместной работе обеспечивающей движение транспортного средства. Электромашина приводится от ДВС или от маховичного накопителя, причем в режиме генератора заряжает тяговую аккумуляторную батарею, а в режиме электродвигателя совместно с ДВС раскручивает маховичный накопитель и ведущие колеса, кроме того, при подключении к тяговой аккумуляторной батарее, обеспечивает запуск ДВС.

При применении предлагаемой полезной модели трансмиссии, обеспечивается более гибкая система управления потоками энергии, подводимой к ведущим колесам автомобиля от трех источников энергии, что, по сравнению с классическими схемами силовых установок, позволит сэкономить до 15% топлива с одновременным снижением загрязнения окружающей среды.

Комбинированная трансмиссия транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания, аккумуляторную батарею, два сцепления, электронный блок управления, редуктор-мультипликатор с маховичным накопителем энергии, карданную передачу и главную передачу, отличающаяся тем, что трансмиссия выполнена в виде обратимой электрической машины, соединенной с тяговой аккумуляторной батареей и электронным блоком управления, электромашина одновременно является дополнительным источником энергии для движения транспортного средства, а сцепления выполнены в виде электромагнитных муфт, причем после обратимой электрической машины установлена третья электромагнитная муфта.

Коробка передач

Патент № 2313709

Авторы патента

Владельцы патента

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям транспортных средств. Коробка передач содержит комплект шестерен постоянного зацепления в качестве блока основных передач и планетарный механизм для дополнительного понижения с умножением основной низкой передачи. Все ведомые шестерни комплекта и планетарный механизм (ПМ) размещены на выходном валу коробки и ведущее звено ПМ — солнечная или коронная шестерня — имеет неразъемное жесткое соединение с ведомой шестерней основной низкой передачи. Технический результат заключается в упрощении кинематики передачи и снижении механических потерь. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования в различных модификациях трансмиссий транспортных средств с разнообразными схемами привода ведущих колес.

В прототипе образование всех передач с трансформацией Мкр. осуществляется совместным участием пар цилиндрических шестерен и планетарного механизма, что позволило сократить число пар шестерен. При этом прототип имеет следующие недостатки:

— снижена надежность коробки передач, поскольку в трансформации и передаче крутящего момента участвует увеличенное количество кинематических звеньев — шестерен, муфт, валов;

— снижен КПД, поскольку механические потери в зацеплениях пар шестерен и планетарного механизма суммируются;

— усложнено и требует повышенных энергетических затрат переключение передач из-за необходимости одновременного и согласованного переключения нескольких муфт.

Задача, решаемая изобретением, направлена на создание компактных КП с повышенными эксплуатационной надежностью и КПД, в частности, для транспортных средств (ТС) повышенной проходимости и/или универсального по дорожным и климатическим условиям назначения.

Технический результат, получаемый от использования изобретения, заключается в упрощении кинематических цепей передачи Мкр, снижении механических потерь на основных передачах, упрощении механизма переключения.

Сущность изобретения состоит в том, что в КП, содержащей, по меньшей мере, два вала: входной и выходной, комплект из нескольких пар зацепленных между собой шестерен, трехзвенный планетарный механизм с ведущим звеном, связанным с шестерней комплекта, и управляемые муфты для выборочного подключения ведомого звена планетарного механизма к выходному валу и остановки при этом его третьего звена, в отличие от известных аналогов, комплектом шестерен образован основной блок передач, в котором все ведомые шестерни расположены на едином валу, являющимся выходным валом КП, планетарный механизм установлен на общем с ведомыми шестернями валу и его ведущее звено имеет неразъемное жесткое соединение с ведомой шестерней низкой передачи основного блока.

Это интересно:  Какие знания необходимы патентному поверенному

В вариантах исполнения в качестве ведущего звена планетарного механизма служит солнечная шестерня или коронная шестерня.

Установкой планетарного механизма (ПМ) на общем валу с ведомыми шестернями блока основных передач и жестким соединением его ведущего звена — солнечной шестерни или коронной — с ведомой шестерней основной низкой передачи обеспечивается участие ПМ в получении только дополнительной понижающей передачи переднего хода, умножающей передаточное число основной низкой передачи, или передачи заднего хода с приемлемым понижением передаточного числа (из комплекта шестерен при этом могут быть исключены шестерни заднего хода) — это позволяет исключить участие планетарного механизма в трансформации Мкр. на основных передачах и, тем самым, упростить кинематику передачи Мкр. и снизить механические потери, сократить количество валов и муфт ПМ, а также исключить взаимозависимость положений муфт переключения блока основных передач и ПМ, чем достигается упрощение переключения КП и управления ТС.

Дополнительные отличия КП:

— выходной вал выполнен полым и в нем размещен вал дополнительного выходного звена КП, например вал ведущей шестерни главной передачи, — это позволяет расширить область распространения КП и использовать их в схеме постоянного полного привода ТС;

— муфты подключения ведомого звена ПМ к выходному валу и остановки его третьего звена выполнены по типу «муфта в муфте» и сблокированы между собой для одновременного осевого перемещения с возможностью при этом независимого вращения, что обеспечивает упрощение механизма переключения.

На представленных чертежах:

на фиг.1 дан общий вид КП (схема), пример исполнения, двухвальная КП с ведущей солнечной шестерней ПМ; на фиг.2 — то же, трехвальная КП; на фиг.3 — то же, двухвальная КП с ведущей коронной шестерней ПМ; на фиг.4 — пример выполнения муфт ПМ.

Валы 2 и 3 могут быть параллельными друг другу (фиг.1) или соосными (фиг.2), во втором случае в КП имеется промежуточный вал 18.

Комплект шестерен образует блок основных передач, для включения которых служат, например как на представленных чертежах, муфты переключения 19, 20 и 21. Все ведомые шестерни 5, 7, 9, 11 и 13 комплекта размещены на выходном валу 3. ПМ установлен на этом же валу и его ведущее звено имеет постоянное жесткое неразъемное соединение с ведомой шестерней низкой передачи, например выполнено с ней заодно.

В одном варианте исполнения КП ведущим звеном ПМ является солнечная шестерня 14, в другом — коронная шестерня 15. При дополнительной трансформации Мкр. в ПМ для передачи Мкр. на выходной вал 3 к нему с помощью муфты 22 подключается одно из ведомых звеньев ПМ. В первом варианте: водило 16 или на заднем ходу коронная шестерня 15. Во втором варианте — водило 16. Одновременно соответствующее выбору третье звено ПМ останавливается с помощью муфты 23. Муфты 22 и 23 перемещаются вилками 24 и 25, установленными на ползуне 26, связанном с механизмом управления (на чертежах не показан).

В двухвальных КП, предназначенных для ТС с постоянным полным приводом (фиг.1), вал 3 соединен с корпусом межосевого дифференциала 27, выполнен полым и в нем размещен вал 28 для передачи Мкр. на одну из пар ведущих колес. Для передачи Мкр. на другую пару ведущих колес предназначен вал 29.

В представленном на фиг.4 примере муфты ПМ расположены по одну сторону от его шестерен, муфта 23 охватывает муфту 22 и, входя в паз, может перемещать ее, не препятствуя вращению.

Работа КП поясняется на конкретных вариантах исполнения КП:

А — когда ведущим звеном планетарного механизма является солнечная шестерня (п.п.1 и 2 формулы изобретения);

Б — когда ведущим звеном планетарного механизма является коронная шестерня (п.п.1 и 3 формулы изобретения).

Трансформация Мкр. и переключение основных передач осуществляются традиционным способом.

Дополнительная понижающая передача образуется следующим образом.

При перемещении ползуном 26, вилками 24 и 25 муфт 22 и 23 из среднего нейтрального положения в сторону комплекта шестерен коронная шестерня 15 соединяется муфтой 23 с неподвижным элементом, закрепленным на корпусе 1, а водило 16 соединяется муфтой 22 с выходным валом 3. Ведущим звеном планетарной передачи становится солнечная шестерня 14, принимающая Мкр. от ведомой шестерни 5, не связанной с валом 3 при нейтральном положении муфты 19, а ведомым — водило 16, приводимое в движение сателлитами 17 в том же направлении, что и вращение шестерни 5.

Отношение угловой скорости солнечной шестерни ωc к угловой скорости водила ωв является дополнительным передаточным числом i к передаточному числу i1, уже реализованному на ведомой шестерне 5. Таким образом, суммарное передаточное число i составит: i=i1·i.

Передаточное число при остановленной коронной шестерне и ведущей солнечной определяется, как известно, формулой: i=1-р.

При этом где zк — число зубьев коронной шестерни, zc — число зубьев солнечной шестерни.

Передача заднего хода образуется следующим образом.

При перемещении ползуном 26, вилками 24 и 25 муфт 22 и 23 в сторону от шестерен комплекта коронная шестерня 15 соединяется муфтой 22 с валом 3 и становится ведомым звеном планетарной передачи, а водило 16 соединяется муфтой 23 с неподвижным элементом, установленным на корпусе 1 КП, и становится неподвижным. Ведущим звеном по-прежнему остается солнечная шестерня 14, и через сателлиты 17 при остановленном водиле 16 вращение передается далее коронной шестерней 15 в обратном по отношению к шестерне 5 направлении.

Передаточное число заднего хода iз.х. при остановленном водиле и ведущей солнечной шестерне определяется, как известно, формулой: iз.х.=p.

Таким образом, по абсолютным значениям i и iз.х. отличаются на 1. К примеру, если выполнить i=2,5. 2,7 (конкретное передаточное число определится выбором чисел зубьев), то для заднего хода iз.х. дополнительно понижающее i1, составит -1,5. 1,7, что представляет приемлемый компромисс, поскольку пригодно как при маневрировании ТС с использованием дополнительной понижающей передачи переднего хода, так и с использованием в КП первой передачи.

Трансформация крутящего момента и переключение основных передач осуществляются традиционным способом.

Дополнительная понижающая передача переднего хода образуется перемещением ползуном 26 и вилкой 24 муфты 22 из нейтрального положения, показанного на фиг.3, до соединения с водилом 16. Крутящий момент во включенном положении муфты 22 передается от ведомой шестерни низкой передачи 5 последовательно на коронную шестерню 15, сателлиты 17, водило 16, далее муфту 22 и выходной вал 3. Солнечная шестерня 14 остановлена.

Передаточное число i для ПМ в этом примере при одинаковом геометрическом параметре p будет меньше, чем в примере А.

Передача заднего хода в этом примере КП образована в составе основного блока передач известным образом.

Предлагаемое решение двух- и трехвальных КП с трехзвенным планетарным механизмом, принимающим Мкр. от ведомой шестерни низкой передачи, позволяет иметь дополнительную понижающую передачу переднего хода, а также пониженную передачу заднего хода.

Наряду с обеспечением повышенных тяговых усилий на ведущих колесах дополнительная понижающая передача обеспечивает движение на особо низких скоростях, что приобретает важное значение в связи с увеличением плотности движения автомобилей. Дополнительная понижающая передача в этих условиях упрощает управление автомобилем и снижает нагруженность сцепления.

Высокая универсальность предлагаемого решения позволяет создавать множество модификаций КП, в частности как для автомобилей с полным приводом, так и с приводом на одну ось, как для полноприводных автомобилей с постоянным приводом всех колес, так и с подключаемым. При этом сохраняется в основе двухвальное или трехвальное исполнение КП, обусловленное схемой основного блока шестерен, что способствует конструктивному упрощению КП, обеспечивает ее компактность и надежность.

При трехвальной КП, агрегатируемой на полноприводных автомобилях с раздаточной коробкой, функции раздаточной коробки сокращаются до основных, т.е. размещения, если предусматривается, межосевого дифференциала и раздачи мощности, что упрощает конструкцию, позволяет оптимизировать схему раздаточной коробки с целью увеличения КПД.

Участие планетарного механизма в трансформации крутящего момента лишь на дополнительной понижающей передаче и/или на заднем ходу, позволяет сохранять высоким КПД на основных передачах, время использования которых является подавляющим. Кроме того, поскольку включение дополнительной понижающей передачи и передачи заднего хода не связано с необходимостью одновременного перемещения муфт, не входящих в планетарный механизм, а включение основных передач не связано с изменением состояния планетарного механизма, обеспечивается легкость переключения и возможность использования единого управляющего элемента для всех передач КП.

1. Коробка передач, содержащая по меньшей мере два вала: входной и выходной, комплект из нескольких пар зацепленных между собой шестерен, трехзвенный планетарный механизм с ведущим звеном, связанным с шестерней комплекта, и управляемые муфты для выборочного подключения ведомого звена планетарного механизма к выходному валу и остановки его третьего звена, отличающаяся тем, что в ней комплектом шестерен образован блок основных передач, в котором все ведомые шестерни расположены на едином валу, являющемся выходным валом коробки, планетарный механизм установлен на общем с ведомыми шестернями валу и его ведущее звено имеет неразъемное жесткое соединение с ведомой шестерней низкой передачи блока основных передач.

2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что ведущим звеном планетарного механизма является солнечная шестерня.

3. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что ведущим звеном планетарного механизма является коронная шестерня.

4. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что муфты подключения ведомого звена планетарного механизма к выходному валу и остановки его третьего звена выполнены по типу «муфта в муфте» и соединены между собой для одновременного осевого перемещения с возможностью при этом независимого вращения.

5. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что выходной вал выполнен полым и в нем размещен вал дополнительного выходного звена коробки.

Гидромеханическая коробка передач

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Заявка на изобретение RU2013133749/11, 19.07.2013

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2540046

Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение

Изобретение относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики и предназначенных для транспортных средств.

Это интересно:  Патент вместо усн

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Крутящий момент и частота вращения двигателя преобразуются трансмиссией в соответствии с изменением условий движения транспортного средства для обеспечения движения транспортного средства как вперед, так и назад.

В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач также включает в себя элементы управления, например фрикционные или зубчатые, которые по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач.

Анализ развития автоматических коробок передач показывает, что шесть или даже семь передач не устраивает производителей автомобилей, поскольку не обеспечивает в достаточной степени плавности при переключении передач. Поэтому в настоящее время существует потребность в кинематических схемах гидромеханических планетарных коробок передач с восемью и более передачами. При этом предпочтительно не увеличивать потери мощности при ее передаче от двигателя к ведущим колесам. Одним из основных факторов, влияющих на величину потерь в коробке передач, в случае использования в качестве управляющих элементов фрикционных муфт и фрикционных тормозов, является количество фрикционных элементов, находящихся в выключенном состоянии. Чем меньше таких элементов, тем выше КПД коробки передач.

В коробке-прототипе удается получить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода за счет попарного включения пяти фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов.

Техническим результатом, на получение которого направлено настоящее изобретение, является расширения арсенала технических средств, а также увеличение числа передач, реализуемых в коробке при аналогичном числе планетарных рядов, и без увеличения потерь в элементах управления, то есть при сохранении числа элементов, находящихся в выключенном состоянии для каждой реализуемой передачи.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, выходное звено коробки передач соединено с коронной шестерней четвертого планетарного ряда, связанной с водилом второго планетарного ряда, водило четвертого планетарного ряда соединено с картером коробки передач тормозом, с солнечной шестерней первого планетарного ряда, связанной с входным звеном коробки передач и солнечной шестерней второго планетарного ряда, муфтой, а также с коронной шестерней (эпициклом) второго планетарного ряда муфтой, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда, связанная с коронной шестерней третьего планетарного ряда, соединена при помощи муфты с водилом первого планетарно ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда соединена с картером коробки передач при помощи тормоза, водило третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с картером коробки передач тормозом, входное звено связано с выходным звеном гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Фиг.1 — кинематическая схема гидромеханической девятиступенчатой коробки передач для трансмиссии транспортного средства.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.

Согласно изобретению гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, в котором выходное звено коробки передач соединено с коронной шестерней четвертого планетарного ряда, связанной с водилом второго планетарного ряда, водило четвертого планетарного ряда соединено с картером коробки передач тормозом, с солнечной шестерней первого планетарного ряда, связанной с входным звеном коробки передач и солнечной шестерней второго планетарного ряда, муфтой, а также с коронной шестерней (эпициклом) второго планетарного ряда муфтой, солнечная шестерня четвертого планетарного ряда, связанная с коронной шестерней третьего планетарного ряда, соединена при помощи муфты с водилом первого планетарно ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда соединена с картером коробки передач при помощи тормоза, водило третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с картером коробки передач тормозом, входное звено связано с выходным звеном гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Ниже приводится пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии, например, легкового автомобиля повышенной проходимости.

Автоматическая коробка передач, реализующая девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, содержит картер 19, входное звено 20, выходное звено 21, гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, в состав которого входят четыре планетарных ряда, три управляемых муфты и три управляемых тормоза.

В коробке передач, согласно изобретению, планетарный редуктор состоит из четырех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 3, водила 2 сателлитов и коронной шестерни 1 (эпицикла). Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 6, водила 5 сателлитов и коронной шестерни 4 (эпицикла). Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 9, водила 8 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла). Четвертый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 12, водила 11 сателлитов и коронной шестерни 10 (эпицикла).

Входное звено 20 соединено с выходным звеном 22 гидродинамического преобразователя крутящего момента 22, с солнечной шестерней 3 первого планетарного ряда, а также с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда. Выходное звено 21 связано с коронной шестерней 10 четвертого планетарного ряда и с водилом 5 второго планетарного ряда. Водило 8 третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда. Тормоз 13 связывает водило 2 первого планетарного ряда с картером коробки передач 19. Тормоз 14 связывает солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда с картером коробки передач 19. Тормоз 15 связывает водило 11 четвертого планетарного ряда с картером коробки передач 19. Муфта 16 связывает коронную шестерню 4 второго планетарного ряда с водилом 11 четвертого планетарного ряда. Фрикционная муфта 17 соединяет водило 11 четвертого планетарного ряда со связанными между собой входное звено 20, солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда и солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда. Муфта 18 соединяет водило 2 первого планетарного ряда со связанными между собой коронную шестерню 4 второго планетарного ряда и солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда.

Такое выполнение коробки передач позволяет получить девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода, используя для этого четыре планетарных ряда и шесть элементов управления. При этом в предлагаемой схеме не происходит разрыва мощности при переключении передач.

Предлагаемая, согласно изобретению, автоматическая коробка передач работает следующим образом.

После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 9-й осуществляется его разгон до требуемой скорости движения. При нахождении коробки передач в нейтральном положении ни один из элементов управления не включен.

На первой передаче переднего хода включаются тормоза 13, 14 и 15, то есть угловые скорости водила 2 первого планетарно ряда, солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда и водила 11 четвертого планетарного ряда равны нулю.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и на связанное с ним водило 8 третьего планетарного ряда. Затем поток крутящего момента следует на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и на связанную с ним солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда, непосредственно связанную с выходным звеном 21.

При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 14 выключается и включается муфта 16, тормоза 13 и 15 остаются включенными. Таким образом, угловые скорости водила 2 первого планетарного ряда и водила 11 четвертого планетарного ряда равны нулю. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, связанное непосредственно с выходным звеном 21.

При переключении на третью передачу переднего хода выключается тормоз 15 и включается тормоз 14, муфта 16 и тормоз 13 остаются включенными. Таким образом, угловые скорости водила 2 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равны нулю. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает через связанную с ним коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда на водило 11 четвертого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток кутящего момента от водила 11 четвертого планетарного ряда следует на солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и на связанную с ней коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, откуда затем поступает на водило 8 третьего планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда. Затем этот поток крутящего момента поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, связанную с входным звеном 20, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток крутящего момента от водила 11 четвертого планетарного ряда поступает через муфту 16 на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 21.

При переключении на четвертую передачу переднего хода выключается тормоз 14 и включается муфта 18, тормоз 13 и муфта 16 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда, а также угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает через связанную с ним коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда на водило 11 четвертого планетарного ряда откуда поступает через муфту 16 на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 21.

Это интересно:  Проверка патента аннулирован или нет

При переключении на пятую передачу переднего хода выключается тормоз 13 и включается тормоз 14, муфты 16 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарно ряда равна нулю. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда, а также угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда поступает на водило 2 первого планетарного ряда и затем через муфту 18 на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда следует на водило 8 третьего планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, откуда затем следует на водило 2 первого планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента, движущимся от солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ней солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда, откуда следует на водило 11 четвертого планетарного ряда и затем через муфту 16 на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда. Затем этот поток поступает на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком крутящего момента, следующего от солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и движущегося через связанную с ней солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и затем попадающего на водило 5 второго планетарного ряда. Сформировавшийся на водиле 5 второго планетарного ряда поток крутящего момента разделяется на два потока. Первый поток поступает от водила 5 второго планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда и затем объединяется с потоком мощности на водиле 11 четвертого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 21.

При переключении на шестую передачу переднего хода выключается тормоз 14 и включается муфта 17, муфты 16 и 18 остаются включенными. При этом угловая скорость коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда, угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда, а также угловая скорость связанных между собой входного звена 20, солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент на входном звене 20 разделяется на два потока. Первый поток поступает через муфту 17 на водило 11 четвертого планетарного ряда, откуда следует через муфту 16 на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда и затем на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком крутящего момента, следующего от входного звена 20 на связанную с ним солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и затем поступающего на водило 5 второго планетарного ряда. Сформировавшийся поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 21.

При переключении на седьмую передачу переднего хода выключается муфта 16 и включается тормоз 14, муфты 17 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда, а также угловая скорость связанных между собой входного звена 20, солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает через муфту 17 на водило 11 четвертого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 11 четвертого планетарного ряда поступает на солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и затем через муфту 18 на водило 2 первого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 2 первого планетарного ряда следует на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, связанную с входным звеном 20, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 2 первого планетарного ряда поступает на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и на связанное с ней водило 8 третьего планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, связанную с солнечной шестерней 12 четвертого планетарного ряда, где объединяется с первым потоком крутящего момента от водила 11 четвертого планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от водила 11 четвертого планетарного ряда поступает на коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда, непосредственно связанную с выходным звеном 21.

При переключении на восьмую передачу переднего хода выключается тормоз 14 и включается тормоз 13, муфты 17 и 18 остаются включенными. Таким образом, угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда, а также угловая скорость связанных между собой входного звена 20, солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент от входного звена 20 поступает через муфту 17 на водило 11 четвертого планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда, связанную непосредственно выходным звеном 21.

При переключении на девятую передачу переднего хода выключается муфта 18 и включается тормоз 14, муфта 17 и тормоз 13 остаются включенными. Таким образом, угловые скорости водила 2 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равны нулю. При этом угловая скорость связанных между собой входного звена 20, солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости водила 11 четвертого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда поступает на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и на связанное с ним водило 8 третьего планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и на связанную с ней солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда. Затем этот поток крутящего момента поступает на водило 11 четвертого планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком крутящего момента, движущимся от солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда через муфту 17 на водило 11 четвертого планетарного ряда. Сформировавшийся поток крутящего момента от водила 11 четвертого планетарного ряда поступает на коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда, непосредственно связанную с выходным звеном 21.

На передаче заднего хода включаются тормоза 14 и 15 и муфта 18. Таким образом, угловые скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда и водила 11 четвертого планетарного ряда равны нулю. При этом угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 12 четвертого планетарного ряда

Крутящий момент с входного звена 20 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, откуда следует на водило 2 первого планетарного ряда, и затем через муфту 18 на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда поступает на водило 8 третьего планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, откуда следует на водило 2 первого планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ней солнечную шестерню 12 четвертого планетарного ряда и затем на коронную шестерню 10 четвертого планетарного ряда, непосредственно связанную с выходным звеном 21.

Изменение схемы и последовательности совместного включения элементов управления позволяет добиться заявленного технического результата и значительного расширения кинематического диапазона коробки передач, а также того, что при переключении отсутствует разрыв мощности. Кроме того, благодаря этому удается улучшить динамические характеристики коробки передач и увеличить ее долговечность.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как для его реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

Гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде управляемых тормозов и муфт, в котором коронная шестерня (эпицикл) третьего планетарного ряда связана с выходным звеном и через муфту с водилом четвертого планетарного ряда, коронная шестерня четвертого планетарного ряда связана с водилом третьего планетарного ряда, с картером коробки передач — через тормоз, с солнечной шестерней четвертого планетарного ряда, соединенной с солнечной шестерней первого планетарного ряда и входным звеном, через муфту, солнечная шестерня третьего планетарного ряда, связанная с коронной шестерней второго планетарного ряда, соединена муфтой с водилом первого планетарного ряда, водило первого планетарного ряда связано с картером коробки передач тормозом, коронная шестерня первого планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, входное звено связано с выходным звеном гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Статья написана по материалам сайтов: poleznayamodel.ru, patentdb.ru, www.ntpo.com.

»

Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Добавить комментарий

Adblock detector