Двойное сцепление трансмиссии
DOUBLE CLUTCH TRANSMISSION

Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств. Оно касается двойного сцепления, расположенного между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач.
В трансмиссиях транспортных средств находят применение двойные сцепления, состоящие из многодисковых фрикционных муфт, соединенных с первичными валами ступенчатой коробки передач, что обеспечивает переключение передач без разрыва потока мощности, повышает плавность движения транспортного средства. Такие двойные сцепления показаны в заявках KR 2016004238, US 20130126291 A1 и патентах ЕР 195537 В1, RU 2714622. Наиболее близким аналогом является двойное сцепление трансмиссии, показанное в патенте RU 2714622.
Это двойное сцепление трансмиссии содержит внутреннюю и наружную муфты одного типоразмера с пакетами ведущих и ведомых фрикционных дисков, имеющих гидравлическое управление посредством поршней. Поршни установлены в корпусах муфт на их ступицах, соединенных со стенками ободьев с внутренними выступами и расположены между компенсационными камерами, закрытыми крышками, и рабочими камерами гидроцилиндров. Ступица корпуса внутренней муфты связана со ступицей наружной муфты шлицевым соединением и затянута резьбовой втулкой. Обод корпуса внутренней муфты связан с трубчатым участком крышки ведущего вала, расположенным вокруг наружной муфты и соединенным с выступами упорного диска внутренней муфты. Внутренние выступы ободьев зацеплены с наружными выступами ведущих и нажимных дисков, между которыми установлены волновые пружины. Ведомые фрикционные диски с внутренними выступами зацеплены с наружными выступами барабанов, имеющих шлицевые втулки. Барабан внутренней муфты соединен с опорой, в которой установлен подшипник качения, расположенный на ступице наружной муфты. Опора барабана соединена через боковую стенку с цилиндрической трубой, расположенной внутри трубчатого участка крышки ведущего вала над наружной муфтой. Цилиндрическая труба соединена с тарельчатым диском, имеющим шлицевую втулку, связанную с первичным валом сплошного сечения, расположенного соосно с валом полого сечения, соединенным со шлицевой втулкой барабана наружной муфты. Таким образом, это двойное сцепление трансмиссии имеет сложную конструкцию с увеличенным числом деталей, соединений и уплотнений, что снижает его надежность, технологичность и ремонтопригодность.
Решаемая задача - создание конструкции двойного сцепления трансмиссии повышенной надежности, технологичности и ремонтопригодности.
Решение задачи создания двойного сцепления трансмиссии повышенной надежности, технологичности и ремонтопригодности обеспечено тем, что двойное сцепление трансмиссии, содержащее внутреннюю и наружную фрикционные муфты одного типоразмера с пакетами ведущих и ведомых фрикционных дисков, имеет гидравлическое управление посредством поршней. Поршни установлены в корпусах муфт на их ступицах, соединенных со стенками ободьев с внутренними выступами, и расположены между компенсационными камерами, закрытыми крышками, и рабочими камерами гидроцилиндров. Ободья связаны с ведущим валом и упорными дисками, а их внутренние выступы зацеплены с наружными выступами ведущих и нажимных дисков, между которыми установлены волновые пружины. Ведомые фрикционные диски с внутренними выступами зацеплены с наружными выступами барабанов, имеющих шлицевые втулки, связанные с расположенными соосно первичными валами сплошного и полого сечений. Внутренняя и наружная муфты разделены упорным подшипником, установленным между торцов шлицевых втулок барабанов, и расположены зеркально одна относительно другой. Муфты соединены между собой цилиндрической втулкой, сделанной с внутренними выступами, зацепленными с наружными выступами профильных ободьев, установленных встык, и торцевыми сквозными пазами с ее двух сторон, смещенными друг относительно друга в угловом направлении, и пересекающимися с двумя наружными кольцевыми канавками. Торцевые сквозные пазы втулки расположены над торцевыми пазами, выполненными в профильных ободьях и пересекающимися с внутренними кольцевыми канавками. В этих торцевых пазах профильных ободьев и цилиндрической втулки расположены удлиненные выступы упорных дисков, а в кольцевых канавках установлены стопорные кольца. Поршни гидроцилиндров внутренней и наружной муфт установлены, соответственно, на укороченной ступице и ступице, соединенной с ведущим валом и расположенной над ним с образованием кольцевой полости. Ступицы соединены со стенками профильных ободьев. В них установлены подшипники качения и сделаны радиальные отверстия, сообщающиеся с рабочими камерами гидроцилиндров, и наклонные отверстия, сообщающиеся через продольные ступенчатые пазы, пересекающимися с кольцевыми канавками, с компенсационными камерами и внутренними полостями барабанов. В пазах размещены внутренние выступы крышек компенсационных камер, а в кольцевых канавках установлены стопорные кольца.
Пакеты фрикционных дисков муфт установлены в удлиненном цилиндрическом ободе корпуса внутренней муфты. С внутренними выступами обода зацеплены наружные, укороченные выступы упорных дисков, наружные выступы ведущих, нажимных дисков и наружные выступы крышки, соединенной со ступицей ведущего вала, зафиксированной в ободе стопорным кольцом. Ведомые фрикционные диски с внутренними выступами зацеплены с наружными выступами барабанов, над которыми на расстоянии друг от друга установлены упорные диски, зафиксированные внутри обода стопорными кольцами. Упорные подшипники, ограничивающие осевое перемещение фланцев шлицевых втулок барабанов, расположены между ними, торцом укороченной ступицы корпуса внутренней муфты и торцом ступицы ведущего вала наружной муфты, в котором сделан продольный канал, сообщающийся через сделанные в вале радиальные отверстия с кольцевой полостью, образованной наружной поверхностью ведущего вала и внутренней поверхностью его ступицы. В этом канале установлена подшипниковая опора первичного вала сплошного сечения.
Решению задачи создания двойного сцепления повышенной надежности, технологичности и ремонтопригодности способствует то, что укороченная ступица корпуса внутренней муфты установлена посредством подшипника качения на цилиндрической ступеньке неподвижной направляющей сцепления, в которой выполнены продольные каналы, пересекающиеся с радиальными отверстиями, сообщающимися через кольцевую проточку, сделанную на наружной поверхности направляющей сцепления, с радиальными отверстиями рабочей камеры гидроцилиндра управления внутренней муфтой. С двух сторон кольцевой проточки расположены радиальные уплотнения, установленные в своих кольцевых канавках. Другие продольные каналы в направляющей сцепления сообщены через наклонные отверстия, выполненные в укороченной ступице, с компенсационной камерой гидроцилиндра внутренней муфты.
В кольцевой полости, образованной наружной поверхностью ведущего вала и внутренней поверхностью его ступицы на подшипнике качения установлен трубчатый участок крышки сцепления. В крышке сделаны радиальные каналы, пересекающиеся с продольными каналами, выполненными в ее трубчатом участке. Одни из закрытых заглушками продольных каналов, пересекающихся с радиальными отверстиями, сообщены через кольцевую проточку, сделанную на наружной поверхности трубчатого участка крышки, с радиальными отверстиями рабочей камеры гидроцилиндра управления наружной муфтой. С двух сторон кольцевой проточки расположены радиальные уплотнения, установленные в своих кольцевых канавках. Другие продольные каналы, в трубчатом участке крышки, сообщены через кольцевую полость и наклонные отверстия, сделанные в ступице ведущего вала, с компенсационной камерой гидроцилиндра наружной муфты.
При таком выполнении двойного сцепления трансмиссии достигается такой технический результат как упрощение конструкции двойного сцепления, с обеспечением его повышенной надежности, технологичности и ремонтопригодности.
На фигуре 1 показано двойное сцепление трансмиссии, часть продольного разреза.
На фигуре 2 показана цилиндрическая втулка с внутренними выступами и торцевыми пазами, часть изометрической проекции.
На фигуре 3 показано соединение муфт цилиндрической втулкой, часть изометрической проекции.
На фигуре 4 показано двойное сцепление с общим корпусом, часть продольного разреза.
На фигуре 5 показано двойное сцепление по фигуре 1 при его разборке, часть продольного разреза.
Двойное сцепление трансмиссии, показанное на фигуре 1, содержит внутреннюю 2 и наружную 3 фрикционные муфты одного типоразмера с пакетами 4 и 5 ведущих 6, 7 и ведомых 8 и 9 фрикционных дисков. Муфты 2 и 3 имеют гидравлическое управление посредством поршней 10 и 11. Поршни 10 и 11 установлены в корпусах 12 и 13 муфт 2 и 3 на их ступицах 14 и 15. Ступицы 14 и 15 соединены со стенками ободьев 16 и 17, имеющих внутренние выступы 18 и 19. Поршни 10 и 11 расположены между компенсационными камерами 20 и 21, закрытыми крышками 22 и 23, и рабочими камерами 24 и 25 гидроцилиндров 26 и 27. Обода 16 и 17 ступиц 14 и 15 связаны с ведущим валом 28 и упорными дисками 29 и 30. Внутренние выступы 18 и 19 ободьев 16 и 17 зацеплены с наружными выступами ведущих 6, 7 и нажимных дисков 31 и 32, между которыми установлены волновые пружины 33. Ведомые фрикционные диски 8 и 9, имеющие внутренние выступы зацеплены с наружными выступами 34 и 35 барабанов 36 и 37. Барабаны 36 и 37 имеют шлицевые втулки 38 и 39, связанные с расположенными соосно первичными валами сплошного 40 и полого 41 сечений. Внутренняя 2 и наружная 3 муфты разделены упорным подшипником 42, установленным между торцов шлицевых втулок 38 и 39 барабанов 36 и 37. Муфты 2 и 3 расположены зеркально одна относительно другой и соединены между собой цилиндрической втулкой 43 (Фигура 1). Цилиндрическая втулка 43 (Фигура 2 и 3) сделана с внутренними выступами 44, зацепленными с наружными выступами 45 и 46 профильных ободьев 16 и 17 установленных встык. С двух сторон втулки 43 сделаны торцевые, сквозные пазы 47 и 48, смещенные друг относительно друга на угол α и пересекающиеся с наружными кольцевыми канавками 49. Торцевые пазы 47 и 48 расположены над торцевыми пазами 50 и 51 (Фигура 1), выполненными в профильных ободьях 16 и 17. Торцевые пазы 50 и 51 пересекаются с двумя внутренними кольцевыми канавками 52 (Фигура 3). В торцевых пазах 50 и 51 профильных ободьев 16, 17 и торцевых пазах 47 и 48 цилиндрической втулки 43 расположены удлиненные выступы 53 и 54 упорных дисков 29 и 30. В кольцевых канавках 49 и 52 установлены стопорные кольца 55 и 56 (Фигура 1, 3). Поршни 10 и 11 гидроцилиндров 26 и 27 внутренней и наружной муфт 2 и 3 установлены, соответственно, на укороченной ступице 14 и ступице 15, соединенной с ведущим валом 28 и расположенной над ним с образованием кольцевой полости 57 (Фигура 1). Ступицы 14 и 15 соединены со стенками профильных ободьев 16, 17 и в них установлены подшипники качения 58 и 59. В ступицах 14 и 15 сделаны радиальные отверстия 60 и 61, сообщающиеся с рабочими камерами 24 и 25 гидроцилиндров 26 и 27, и наклонные отверстия 62 и 63, сообщающиеся через продольные ступенчатые пазы 64 и 65, пересекающиеся с кольцевыми канавками 66 и 67, с компенсационными камерами 20, 21 и внутренними полостями 68 и 69 барабанов 36 и 37. В пазах 64 и 65 размещены внутренние выступы крышек 22 и 23 компенсационных камер 20 и 21, а в кольцевых канавках 66, 67 установлены стопорные кольца 70 и 71.
Двойное сцепление трансмиссии, показанное на фигуре 4, по своей конструкции и принципу работы в целом соответствует двойному сцеплению, показанному на фигуре 1, но пакеты 4 и 5 фрикционных дисков муфт 2 и 3 установлены в удлиненном цилиндрическом ободе 72 корпуса 12 внутренней муфты 2. С внутренними выступами 18 цилиндрического обода 72 зацеплены укороченные наружные выступы упорных дисков 73 и 74, наружные выступы ведущих 6 и 7, нажимных 31, 32 дисков и наружные выступы крышки 75, соединенной со ступицей 15 ведущего вала 28. Крышка 75 зафиксирована в ободе 72 стопорным кольцом 76. Ведомые фрикционные диски 8 и 9 с внутренними выступами зацеплены с наружными выступами 34 и 35 барабанов 36 и 37. Над барабанами 36 и 37 на расстоянии 77 установлены упорные диски 73 и 74. Диски 73 и 74 зафиксированы внутри удлиненного цилиндрического обода 72 стопорными кольцами 56. Упорные подшипники 42, ограничивающие осевое перемещение шлицевых втулок 38, 39 барабанов 36 и 37, расположены между ними, торцом укороченной ступицы 14 корпуса 12 внутренней муфты 2 и торцом ступицы 15 ведущего вала 28 наружной муфты 3. В ведущем вале 28 (Фигура 1, 4) сделан продольный канал 78, сообщающийся через сделанные в нем радиальные отверстия 79 и 80 с кольцевой полостью 57, образованной наружной поверхностью 81 ведущего вала 28 и внутренней поверхностью 82 его ступицы 15. В продольном канале 78 установлена подшипниковая опора 83 первичного вала 40 сплошного сечения.
Укороченная ступица 14 корпуса 12 внутренней муфты 2 (Фигура 1, 4) установлена посредством подшипника качения 58 на цилиндрической ступеньке 84 неподвижной направляющей 85 сцепления. В направляющей 85 выполнены продольные каналы 86, пересекающиеся с радиальными отверстиями 87. Радиальные отверстия 87 сообщены через кольцевую проточку 88, выполненную на наружной поверхности направляющей 85 сцепления, с радиальными отверстиями 60 рабочей камеры 24 гидроцилиндра 26 управления внутренней муфтой 2. С двух сторон кольцевой проточки 88, расположены радиальные уплотнения 89, установленные в своих кольцевых канавках. Другие продольные каналы 90, выполненные в направляющей 85 сцепления, сообщаются через наклонные отверстия 62, сделанные в ступице 14 корпуса 12, с компенсационной камерой 20 гидроцилиндра 26.
В кольцевой полости 57 (Фигура 1, 4), образованной наружной поверхностью 81 ведущего вала 28 и внутренней поверхность 82 его ступицы 15, на подшипнике качения установлен трубчатый участок 91 крышки 92 сцепления. В крышке 92 сделаны радиальные каналы 93 (совмещены условно), пересекающиеся с продольными каналами 94 и 95, сделанными в трубчатом участке 91. Продольные каналы 94 закрыты заглушками 96 и пересекают радиальные отверстия 97, сделанные в трубчатом участке 91. Отверстия 97 сообщаются через кольцевую проточку 98, сделанную на наружной поверхности трубчатого участка 91 крышки 92, с радиальными отверстиями 61 рабочей камеры 25 гидроцилиндра 27 управления наружной муфтой 3. С двух сторон кольцевой проточки 98 расположены радиальные уплотнения 99, установленные в своих кольцевых канавках. Другие продольные каналы 95 сообщаются через кольцевую полость 57 и наклонные отверстия 63, сделанные в ступице 15 ведущего вала 28, с компенсационной камерой 21 гидроцилиндра 27.
Для проведения разборки двойного сцепления трансмиссии (Фигура 1), снимают крышку 92. Из картера 100 вынимают двойное сцепление в сборе. Разборку двойного сцепления проводят в следующей последовательности (Фигура 5). Снимают наружное стопорное кольцо 55 и отсоединяют наружную муфту 3 от цилиндрической втулки 43. Вынимают упорный подшипник 42, снимают другое наружное стопорное кольцо 55 и отсоединяют цилиндрическую втулку 43 от внутренней муфты 2. Таким образом, разборка двойного сцепления завершена. Дальнейшую разборку внутренней и наружной муфт 2 и 3 проводят по - детально. Сборка двойного сцепления осуществляется в обратной последовательности.
Двойное сцепление трансмиссии (Фигура 1) работает при попеременной подаче рабочей жидкости под давлением в рабочие камеры 24 и 25 гидроцилиндров 26 и 27, в зависимости от включенной передачи в коробке передач. При вращении ведущего вала 28, компенсационные камеры 20 и 21 заполняются рабочей жидкостью. В компенсационную камеру 20 рабочая жидкость подается из продольных каналов 90 направляющей 85 сцепления через наклонные отверстия 62, выполненные в укороченной ступице 14, и продольные пазы 64, сообщающиеся с внутренней полостью 68 барабана 36 внутренней муфты 2, для подачи к ее пакету 4 фрикционных дисков рабочей жидкости. В компенсационную камеру 21 рабочая жидкость подается из радиальных каналов 93 крышки 92 в продольные каналы 95 ее трубчатого участка 91 и кольцевую полость 57. Из кольцевой полости 57 рабочая жидкость подается в наклонные отверстия 63 ступицы 15 ведущего вала 28 и продольные пазы 65, сообщающиеся с внутренней полостью 69 барабана 37 наружной муфты 3, для подачи к ее пакету 5 фрикционных дисков рабочей жидкости. Из кольцевой полости 57 рабочая жидкость подается также через радиальные отверстия 79 в продольный канал 78 ведущего вала 28 к подшипниковой опоре 83 первичного вала 40. В момент включения внутренней муфты 2 при вращении гидроцилиндра 26, заполненного рабочей жидкостью, возникают центробежные силы, воздействующие на его поршень 10. Эти центробежные силы уравновешиваются центробежными силами рабочей жидкости, находящейся в компенсационной камере 20 и силами волновых пружин 33, установленных в поджатом состоянии и действующих на поршень 10 с обратной стороны. При включении внутренней муфты 2, в рабочую камеру 24 гидроцилиндра 26 из продольных каналов 86 по радиальным отверстиям 87 направляющей 83 сцепления, и радиальным отверстиям 60 в укороченной ступице 14, подается рабочая жидкость под давлением. Под воздействием давления рабочей жидкости поршень 10 перемещается в осевом направлении, сжимает волновые пружины 33 и прижимает нажимной диск 31, ведомые диски 8 и ведущие диски 6 к упорному диску 29, удерживаемому от осевого перемещения внутренним стопорным кольцом 56. За счет сил трения между ведущими 6 и ведомыми дисками 8, последние начинают вращаться вместе с барабаном 36, передавая крутящий момент с ведущего вала 28 на первичный вал 41 полого сечения. При отсутствии давления в рабочей камере 24 гидроцилиндра 26, муфта 2 выключается. Волновые пружины 29, разжимаясь, раздвигают ведущие диски 6, перемещаясь от упорного диска 29 к нажимному диску 31, отодвигая нажимную часть поршня 10 к стенке обода 16 в исходное положение. Совместное вращение ведомых 8 и ведущих дисков 6 прекращается и первичный вал 41 отсоединяется от ведущего вала 28. В момент включения наружной муфты 3 при вращении гидроцилиндра 27, заполненного рабочей жидкостью, возникают центробежные силы, воздействующие на поршень 11. Для компенсации этих центробежных сил компенсационная камера 21 заполнена рабочей жидкостью. Возникающие в этой камере центробежные силы и силы поджатых волновых пружин 33 действуют на поршень 11 с обратной стороны, уравновешивая, таким образом, центробежные силы, действующие в противоположном направлении. При включении наружной муфты 3, рабочая жидкость подается под давлением в рабочую камеру 25 гидроцилиндра 27 из продольных каналов 94, закрытых заглушками 96, по пересекающим их радиальным отверстиям 97, в радиальные отверстия 61 ступицы 15 ведущего вала 28. Под воздействием давления рабочей жидкости поршень 11 перемещается в осевом направлении, сжимает волновые пружины 33 и прижимает нажимной диск 32, ведомые диски 9 и ведущие диски 7 к упорному диску 30, удерживаемому от осевого перемещения внутренним стопорным кольцом 55. За счет сил трения между ведущими 7 и ведомыми дисками 9, последние начинают вращаться вместе с барабаном 37, передавая тем самым крутящий момент с ведущего вала 28 на первичный вал 40 сплошного сечения. При отсутствии давления в рабочей камере 25 гидроцилиндра 27 наружная муфта 3 выключается. Волновые пружины 33, разжимаясь, перемещают поршень 13 в исходное положение к стенке обода 17, раздвигая ведущие диски 7 между собой и от упорного диска 30. Совместное вращение ведомых дисков 9 и ведущих дисков 7 прекращается, и первичный вал 40 сплошного сечения отсоединяется от ведущего вала 28.
Двойное сцепление, показанное на фигуре 4, работает также как и двойное сцепление, показанное на фигуре 1.
Таким образом, в созданном двойном сцеплении трансмиссии, содержащем внутреннюю и наружную фрикционные муфты одного типоразмера с пакетами ведущих и ведомых дисков, имеющих гидравлическое управление посредством поршней, установленных в корпусах муфт на их ступицах, соединенных со стенками ободьев с внутренними выступами, и расположенных между компенсационными камерами, закрытыми крышками, и рабочими камерами гидроцилиндров, обода связаны с ведущим валом и упорными дисками, а их внутренние выступы зацеплены с наружными выступами ведущих и нажимных дисков, между которыми установлены волновые пружины, ведомые фрикционные диски с внутренними выступами зацеплены с наружными выступами барабанов, имеющих шлицевые втулки, между торцев которых установлен упорный подшипник, разделяющий внутреннюю и наружную муфты, расположенные зеркально одна относительно другой и соединенные между собой цилиндрической втулкой, сделанной с внутренними выступами, зацепленными с наружными выступами профильных ободьев, установленных встык, и торцевыми, сквозными пазами с ее двух сторон, смещенными друг относительно друга в угловом направлении, пересекающимися с наружными кольцевыми канавками и расположенными над торцевыми пазами, выполненными в профильных ободьях и пересекающимися с внутренними кольцевыми канавками, в этих торцевых пазах профильных ободьев и цилиндрической втулки расположены удлиненные выступы упорных дисков муфт, а в кольцевых канавках стопорные кольца, поршни гидроцилиндров внутренней и наружной муфт установлены на укороченной ступице и ступице, соединенной с ведущим валом и расположенной над ним, с образованием кольцевой полости, ступицы соединены со стенками профильных ободьев, в них установлены подшипники качения и сделаны радиальные отверстия, сообщающиеся с рабочими камерами гидроцилиндров, и наклонные отверстия, сообщающиеся через продольные ступенчатые пазы, пересекающиеся с кольцевыми канавками, с компенсационными камерами и внутренними полостями барабанов, в пазах размещены внутренние выступы крышек компенсационных камер, а в кольцевых канавках установлены стопорные кольца, при таком выполнении, достигается упрощение конструкции двойного сцепления, повышение его надежности, технологичности и ремонтопригодности.