ДЕВЯТИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ И ПЛАНЕТАРНЫМ МЕХАНИЗМОМ
NINE-WAY GEARBOX WITH TWO CLUTCHES AND PLANETARY MECHANISM

Техническое решение относится к трансмиссиям транспортных средств. Оно касается девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом.
В заявке №102012217503, опубликованной в ФРГ, показана коробка передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом, содержащая шесть рядов шестерен и муфты управления коробкой передач (см. фиг. 3). Кинематическая схема этой коробки передач позволяет получить девять передач переднего хода. Однако эта коробка передач имеет сложную конструкцию и сравнительно большие осевые габариты.
Более близким аналогом является девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом, представленная на фигуре 13 в заявке №102013222510, опубликованной в ФРГ. Она содержит входной вал, сплошной и трубчатый первичные валы с расположенными на них свободно шестернями, вторичный вал с закрепленной на нем солнечной шестерней планетарного механизма, расположенный соосно с первичными валами, промежуточные валы с закрепленными на них шестернями, зацепленными с шестернями, расположенными свободно на первичных и вторичном валах, выходной вал, соединенный с водилом планетарного механизма, шестерню, расположенную свободно на вторичном валу с возможностью попеременного соединения с ним и с водилом планетарного механизма, муфту для попеременного соединения с трубчатым первичным валом шестерен, окружающих первичные валы. Однако в этой коробке передач включение передачи заднего хода и первой передачи производится одним и тем же сцеплением, что делает невозможным режим «раскачки» (быстрого изменения направления движения «вперед-назад» транспортного средства), а это уменьшает эксплуатационные возможности транспортного средства. Режим «раскачки» особенно важен для транспортных средств, работающих в сложных дорожных условиях с высокой вероятностью буксования.
Решаемая задача - создание девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом, обладающей широкими эксплуатационными возможностями, а именно возможностью максимально быстрого изменения направления вращения выходного вала, что позволяет быстро изменять направление движения «вперед-назад» транспортного средства, работающего в сложных дорожных условиях с высокой вероятностью буксования.
Решение задачи создания девятиступенчатой коробки передач, обладающей широкими эксплуатационными возможностями, достигается тем, что девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом содержит входной вал, сплошной и трубчатый первичные валы, промежуточные валы с закрепленными на них шестернями, вторичный вал с закрепленной на нем солнечной шестерней планетарного механизма, выходной вал, соединенный с водилом планетарного механизма, шестерни, окружающие первичные валы и зацепленные непосредственно с шестернями промежуточных валов, шестерню, окружающую вторичный вал с возможностью попеременного соединения с ним и с водилом планетарного механизма. Эта коробка передач содержит шестерню, окружающую сплошной первичный вал и зацепленную с промежуточными шестернями, зацепленными с шестернями промежуточных валов, муфту для поочередной связи со сплошным первичным валом шестерни, зацепленной с промежуточными шестернями, зацепленными с шестернями промежуточных валов, и шестерни, зацепленной непосредственно с шестернями промежуточных валов, муфту для связи между собой сплошного первичного вала и вторичного вала, размещенную между шестернями, окружающими эти валы и зацепленными непосредственно с шестернями промежуточных валов.
При таком выполнении девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом обеспечивается возможность быстро изменять направление движения «вперед-назад» транспортного средства, работающего в сложных дорожных условиях с высокой вероятностью буксования. В результате этого обеспечивается создание девятиступенчатой коробки передач, обладающей широкими эксплуатационными возможностями.
Ступица муфты, размещенной между шестернями, окружающими сплошной первичный вал и вторичный вал, закреплена на вторичном валу.
Шестерня, окружающая вторичный вал, может быть сделана с двумя расположенными по разные ее стороны шлицевыми венцами для возможности ее связи отдельными муфтами с вторичным валом и с водилом планетарного механизма.
Муфта для связи вторичного вала с шестерней, окружающей этот вал, может быть расположена рядом с муфтой, служащей для связи между собой сплошного первичного вала и вторичного вала.
На фигуре 1 показана кинематическая схема девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом.
На фигуре 2 показана кинематическая схема девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом в другом ее исполнении.
Девятиступенчатая коробка передач, показанная на фигуре 1, содержит входной вал 1, сплошной и трубчатый первичные валы 2 и 3, имеющие привод от сцеплений 4 и 5. В коробке передач также находятся вторичный вал 6 с закрепленной на нем солнечной шестерней 7 планетарного механизма 8, расположенный соосно с первичными валами 2 и 3, два промежуточных вала 9 и 10 и расположенный соосно с вторичным валом 6 выходной вал 11, соединенный с водилом 12 планетарного механизма 8. На трубчатом первичном валу 3 расположена свободно шестерня 13, зацепленная с шестернями 14 и 15, закрепленными на промежуточных валах. На сплошном первичном валу 2 расположены свободно шестерня 16, зацепленная с шестернями 17 и 18, закрепленными на промежуточных валах, шестерня 19 реверсивной передачи, зацепленная с промежуточными шестернями 20 и 21, зацепленными с шестернями 22 и 23, закрепленными на промежуточных валах, и шестерня 24, зацепленная с шестернями 25 и 26, закрепленными на промежуточных валах. На вторичном валу 6 расположена свободно шестерня 27, зацепленная с шестернями 28 и 29, закрепленными на промежуточных валах.
Эта коробка передач содержит муфту 30 для попеременного соединения с трубчатым первичным валом 3 шестерен 13 и 16, окружающих первичные валы, муфту 31 для поочередной связи со сплошным первичным валом 2 шестерни 19 реверсивной передачи, зацепленной с промежуточными шестернями 20 и 21, зацепленными с шестернями 22 и 23 промежуточных валов, и шестерни 24, зацепленной непосредственно с шестернями 25 и 26 промежуточных валов, муфту 32 для связи между собой сплошного первичного вала 2 и вторичного вала 6, размещенную между шестернями 24 и 27, окружающими эти валы и зацепленными непосредственно с шестернями промежуточных валов. Коробка передач содержит муфту 33 двухстороннего действия для попеременного соединения шестерни 27, окружающей вторичный вал 6, с вторичным валом 6 и с водилом 12 планетарного механизма 8, несущим сателлиты. Сателлиты, установленные на водиле 12, зацеплены с коронной шестерней 34 и с солнечной шестерней 7, закрепленной на вторичном валу 6. Планетарный механизм 8 содержит муфту 35 для попеременной связи коронной шестерни 34 с корпусом 36 коробки передач и с водилом 12 планетарного механизма 8, соединенным с выходным валом 11 коробки передач.
Коробка передач, показанная на фигуре 1, работает следующим образом.
Для движения транспортного средства вперед соединяют муфтой 35 коронную шестерню 34 планетарного механизма 8 с корпусом 36 коробки передач. Затем соединяют муфтой 33 шестерню 27 с вторичным валом 6. После этого включают в коробке передач первую передачу. При включении первой передачи соединяют шестерню 13 с трубчатым первичным валом 3 муфтой 30 и замыкают сцепление 5. Сцепление 5 при его включении передает крутящий момент двигателя с входного вала 1 на трубчатый первичный вал 3 к шестерне 13, окружающей трубчатый первичный вал 3. От шестерни 13 через зацепленные с ней шестерни 14 и 15 крутящий момент передается на промежуточные валы 9 и 10 соответственно. От промежуточных валов 9 и 10 через шестерни 28 и 29 и зацепленную с ними шестерню 27 крутящий момент передается к вторичному валу 6 к соединенной с ним солнечной шестерне 7, а от нее к водилу 12 планетарного механизма 8 и соответственно к соединенному с ним выходному валу 11 коробки передач.
Для включения второй передачи соединяют муфтой 31 шестерню 24 со сплошным первичным валом 2, замыкают сцепление 4 и одновременно размыкают сцепление 5, обеспечивая переключение с первой передачи на вторую передачу без разрыва потока мощности к выходному валу 11 коробки передач. На второй передаче крутящий момент от сплошного первичного вала 2 передается к шестерне 24, окружающей этот вал. От шестерни 24 через зацепленные с ней шестерни 25 и 26 крутящий момент передается на промежуточные валы 9 и 10 соответственно. От промежуточных валов 9 и 10 через шестерни 28 и 29 и зацепленную с ними шестерню 27 крутящий момент передается к вторичному валу 6 к соединенной с ним солнечной шестерне 7, а от нее к водилу 12 и соответственно к соединенному с ним выходному валу 11 коробки передач.
Для включения после второй передачи третьей передачи отсоединяют муфтой 30 от вала 3 шестерню 13 и, переводя муфту 30 в другое крайнее положение, соединяют муфтой 30 с валом 3 шестерню 16. Затем выключают сцепление 4 и одновременно включают сцепление 5. На третьей передаче крутящий момент от сцепления 5 передается на промежуточные валы 9 и 10 через сплошной первичный вал 3, шестерню 16 и зацепленные с ней шестерни 17 и 18.
Для включения четвертой передачи соединяют муфтой 32 сплошной первичный вал 2 с вторичным валом 6, размыкают сцепление 5 и одновременно замыкают сцепление 4. Тогда крутящий момент от сцепления 4 через сплошной первичный вал 2 поступает к вторичному валу 6, а от него через солнечную шестерню 7 и водило 12 планетарного механизма 8 поступает к выходному валу 11 коробки передач.
При переходе на пятую передачу отсоединяют шестерню 27 муфтой 33 от вторичного вала 6 и соединяют эту шестерню с водилом 12 муфтой 33. После этого соединяют шестерню 13 с трубчатым первичным валом 3, размыкают сцепление 4 и замыкают сцепление 5. При этом соединяют коронную шестерню 34 муфтой 35 с водилом 12 и тем самым с выходным валом 11, блокируя планетарный механизм 8. От сцепления 5 крутящий момент передается через шестерню 13 и зацепленные с ней шестерни 14 и 15 на промежуточные валы 9 и 10, а с промежуточных валов 9 и 10 крутящий момент передается через шестерни 28 и 29 и зацепленную с ними шестерню 27 и далее через водило 12 планетарного механизма 8 на выходной вал 11 коробки передач.
Включение шестой, седьмой и восьмой передач производят аналогично с включением второй, третьей и четвертой передач соответственно, но с заблокированным планетарным механизмом. При этом восьмая передача получается прямой.
Для включения девятой передачи соединяют муфтой 30 шестерню 16 с трубчатым первичным валом 3, соединяют шестерню 24 со сплошным первичным валом 2 муфтой 31, размыкают сцепление 4 и замыкают сцепление 5. На девятой передаче крутящий момент от сцепления 5 передается через шестерню 16 и зацепленные с ней шестерни 17 и 18 на промежуточные валы 9 и 10, от промежуточных валов 9 и 10 крутящий момент через шестерни 25 и 26 и зацепленную с ними шестерню 24 поступает к сплошному первичному валу 2 и через вторичный вал 6, соединенный с первичным валом 2 муфтой 32, и через заблокированный планетарный механизм 8 передается на выходной вал 11 коробки передач.
Для движения транспортного средства назад включают первую передачу заднего хода. Для этого соединяют муфтой 31 шестерню 19 реверсивной передачи со сплошным первичным валом 2 и соединяют коронную шестерню 34 муфтой 35 с корпусом 36 коробки передач. Крутящий момент от сцепления 4 передается через сплошной первичный вал 2, муфту 31, шестерню 19 реверсивной передачи, промежуточные шестерни 20 и 21 и зацепленные с ними шестерни 22 и 23 на промежуточные валы 9 и 10. От промежуточных валов 9 и 10 через шестерни 28 и 29, зацепленную с ними шестерню 27 и муфту 33 крутящий момент передается к вторичному валу 6 к соединенной с ним солнечной шестерне 7, а от нее к водилу 12 планетарного механизма 8 и соответственно к соединенному с ним выходному валу 11 коробки передач.
Включение второй передачи заднего хода производят аналогично с включением первой передачи заднего хода, но с заблокированным планетарным механизмом.
В девятиступенчатой коробке передач, показанной на фигуре 2, шестерня 37, окружающая вторичный вал 38, сделана с двумя расположенными по разные ее стороны шлицевыми венцами для возможности попеременной ее связи с вторичным валом 38 и с водилом 12 планетарного механизма 8 отдельными муфтами 39 и 40. Муфта 39 расположена рядом с муфтой 32 в промежутке между шестернями 24 и 37 на собственной ступице. Ступицы обеих муфт 32 и 39 закреплены на вторичном валу 38. Причем ступицы этих муфт могут быть объединены между собой.
Работа коробки передач, показанной на фигуре 2, происходит аналогично работе коробки передач, показанной на фигуре 1.
Созданная девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом обеспечивает возможность одновременного включения муфты 30 включения первой передачи и муфты 31 включения передачи заднего хода. Для раскачки транспортного средства водитель выдает сигнал то на замыкание сцепления 5 для движения транспортного средства вперед, то на замыкание сцепления 4 для движения транспортного средства назад. Это позволяет максимально быстро изменять направление движения «вперед-назад» транспортного средства, реализуя так называемый режим «раскачки». Такой режим работы транспортного средства особенно важен при его эксплуатации в сложных дорожных условиях с высокой вероятностью буксования. В результате обеспечивается создание девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями и планетарным механизмом, обладающей широкими эксплуатационными возможностями.