УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ СМАЗОЧНОГО МАСЛА ВНУТРЬ ПОЛОГО ВАЛА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
DEVICE TO DIRECT LUBRICATING OIL INSIDE HOLLOW SHAFT OF GEARBOX

Данное изобретение относится к смазке механических коробок передач с параллельными валами и, в частности, к смазке блока зубчатых колес на полом валу коробки передач при помощи циркулирующего внутри него масляного потока.
Объектом изобретения является устройство для направления смазочного масла в полый вал коробки передач, содержащее отражатель для рекуперации масла, по меньшей мере частично перекрывающий конец вала и его подшипников и соединенный с впускной трубкой, заходящей в конец полого вала.
Распределение масла в коробке передач может происходить при помощи горловины сбора и распределения масла в верхнем положении коробки. После рекуперации масла, отбрасываемого зубчатыми колесами коробки, горловина направляет масло за счет силы тяжести до отражателя, находящегося на оси полого вала, на котором установлены смазываемые шестерни холостого хода.
Как описано в публикации FR 2 879 709, масло может попадать в вал через трубку, заходящую в полый вал на одном из его концов. Трубка соединена с отражателем, стенки которого расположены в виде V. Она собирает масло, стекающее вдоль стенок отражателя, и направляет его внутрь полого вала.
В некоторых конструкциях коробки передач сбор масла для полого вала с установленными на нем смазываемыми зубчатыми колесами не может происходить через верх по причине затруднения подъема масла в коробке и в его рекуперации в ее верхней части.
Задача изобретения состоит в облегчении подъема потока масла, отбрасываемого при вращении валов коробки, а также его сбора отражателем и направления к трубке питания центра полого вала.
Для этого изобретением предложено направляющее устройство, оснащенное отражателем, имеющим несколько функциональных зон:
- зону, перекрытую для оптимизации объема заполнения опоры,
- вырезанную зону для рекуперации смазочного масла, поступающего снизу коробки передач,
- зону подъема смазочного масла за счет вращения, и
- V-образный проем для сбора смазочного масла при помощи маслосъемных пластинок и направления потока к трубке.
Предпочтительно отражатель имеет также зону вентиляции опоры, обеспечивающую выпуск воздуха, содержащегося в валу и сзади отражателя.
Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания неограничивающего варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 показана гравитационная (естественная) циркуляция масла, направляемого горловиной и отражателем к полому валу коробки передач;
на фиг. 2 показана смазка полого вала через нижний вход питания;
на фиг. 3 показаны основные функциональные зоны предложенного направляющего устройства;
на фиг. 4 показано предложенное устройство;
на фиг. 5 показаны соответствующие элементы конструкции картера коробки.
На фиг. 1 в поперечном разрезе представлен картер коробки 1 передач с показом горловины 14 и отражателя 2 для смазки через верх коробки. Горловина 14 расположена в верхней части коробки 1 над полым валом, питаемым маслом. Отражатель 2 имеет V-образный проем, который выходит в трубку 3, концентричную с валом. Стрелкой f показан путь смазочного масла от горловины 14 к трубке 3.
На фиг. 2 представлен другой тип коробки передач, в которой выбросов масла в верхней части коробки не происходит, поэтому питание маслом может происходить только снизу полого вала. В отсутствие горловины или отражателя вращение вала 4 приводит к завихрениям, препятствующим прохождению масла в этот вал. Следовательно, необходимо установить отражатель для устранения вихревого эффекта, возникающего при вращении вала и для обеспечения питания через центр вала. Отражатель расположен напротив маслопроводного желобка 9, чтобы использовать кинетическую энергию потока. Чтобы масло попадало в трубку в достаточном количестве, следует тщательно выбирать ее расположение и ее ориентацию.
Заявленное устройство направления смазочного масла в полый вал коробки передач, показанное на фиг. 4, содержит отражатель 2 для рекуперации масла, по меньшей мере частично перекрывающий конец вала и его подшипников. Он соединен с впускной трубкой 3, заходящей в конец полого вала.
Как показано на фиг. 3, этот новый отражатель имеет несколько функциональных зон:
- зону а, перекрытую для оптимизации объема заполнения опоры,
- зону b, вырезанную для рекуперации смазочного масла, поступающего снизу коробки передач,
- зону с подъема смазочного масла за счет вращения, и
- V-образный проем (зона d) для сбора смазочного масла при помощи маслосъемных пластинок и для направления потока к трубке.
Первая функциональная зона (зона а) непосредственно не участвует в питании вала маслом: она перекрыта для оптимизации объема заполнения опоры 10. В зоне с смазочное масло увлекается вверх вращающимися деталями. Опора картера имеет также специальные элементы конструкции:
- зону е вентиляции опоры, обеспечивающую выпуск воздуха, содержащегося в валу и в зоне отражателя,
- зону f фиксации отражателя в опоре.
Зона а перекрывания предназначена для оптимизации объема масла, поступающего в опору полого вала. Она показана в виде кольцевого входного бортика 6 отражателя 2.
Элементы конструкции картера 1а коробки и отражателя 2, показанные на фиг. 4 и 5, предусмотрены для направления масла внутрь полого вала (не показан), вращающегося по часовой стрелке. На фиг. 5 показан канал (желобок) 9 подачи масла в зону а. Он выполнен в теле картера 1а. Отражатель 2 имеет стенку 4 позиционирования относительно опоры 10, в которой вырезан проем 4а, соответствующий зоне b рекуперации масла. Он обращен к желобку 9. Масло поступает через проем 4а стенки 4 позиционирования. Благодаря частичному перекрыванию объема входным бортиком 6, стенка которого расположена близко к деталям, вращающимся вместе с валом, создается карман, ограничивающий объем смазочного масла в отражателе. Проем 4а и входной бортик 6 обеспечивают эффективное заполнение функциональной зоны b рекуперации. Подъем смазочного масла (зона с) облегчается благодаря гладкой стенке 2а отражателя 2, для которой можно регулировать расстояние до находящихся напротив вращающихся деталей, чтобы оптимизировать расход потока, поступающего в V-образный проем, образованный боковыми сторонами 7, 8 стенки 2а. Сбор масла в трубку происходит в зоне d.
Вращение вала по часовой стрелке приводит к вращению масла в этом же направлении. Приводимое во вращение масло поднимается. Оно отбрасывается на маслосъемные пластинки 8а, 8b отражателя (см. фиг. 4) и на дно 10а опоры 10 (см. фиг. 5), частично открытое через V-образный проем отражателя. Масло, задерживаемое маслосъемными пластинками 8а и 8b, стекает вдоль боковых сторон 7, 8 и попадает на дно 10а опоры. Маслосъемные пластинки 8а, 8b отражателя 2 расположены по меньшей мере на одной боковой стороне 8 его проема d. Они могут проходить по всей высоте боковой стороны 8, насколько это позволяют находящиеся напротив детали. Наконец, боковая сторона 8, противоположная к направлению вращения вала, позволяет собирать поток масла, отбрасываемого маслосъемной пластинкой, благодаря силе выброса смазочного масла.
Как было указано выше, отражатель 2 имеет зону е вентиляции опоры, которая обеспечивает выпуск воздуха, содержащего в валу и сзади отражателя. В этой зоне опора 10 содержит желобок 13 для обеспечения вертикального выпуска присутствующего в зоне воздуха. V-образный проем отражателя открыт напротив желобка 13 для облегчения дегазации.
Наконец, необходимо зафиксировать отражатель для правильной ориентации V-образного проема (боковых сторон 7, 8 отражателя) и для того, чтобы зона b рекуперации масла находилась напротив маслопроводного желобка 9 картера 1а механизмов коробки. Фиксирование зоны b рекуперации осуществляют в зоне f при помощи выреза 11 в дне 10а опоры и при помощи установочного выступа 12 на отражателе 2. Выступ 12 выполнен, например, на стенке 4а позиционирования отражателя на опоре 10.
Предложенное устройство направления масла можно изготавливать при помощи разных способов, в частности, путем литья под давлением из пластика, посредством 3D-печати из пластиковой нити, посредством штамповки листовой заготовки и соединения сваркой и т.д. Существует только одно направление монтажа, определяющее ориентацию отражателя в опоре.
Устройство имеет следующие основные преимущества:
- устранение риска износа зубчатых колес, установленных на валу, для которых выполнено устройство смазки,
- оптимизация скорости питания маслом полого вала, и
- непрерывность питания маслом во всех конфигурациях использования транспортного средства, ускорения, наклона и т.д.