Коробка передач с двумя сцеплениями
GEARBOX WITH TWO CLUTCHES

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям.
Известна коробка передач с двумя многодисковыми сцеплениями, содержащая два соосных ведущих вала, расположенных один внутри другого, с установленными на них шестернями четных и нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью синхронизаторов с ведомыми валами (Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» «За рулем»», 2005. - 166 с: ил.).
В современных автомобильных коробках передач (КП) с двумя сцеплениями с несоосным расположением входного и выходного валов применяются главным образом зубчатые колеса с постоянным зацеплением. Перспективные несоосные КП, при решения большего количества эксплуатационных задач, должны обладать возможностью модификации с максимально возможной унификацией между различными модификациями КП.
Наиболее подходящей в качестве прототипа является 8-ступенчатая несоосная КП с двумя сцеплениями Daimler Ag, обладающая схожим фрагментом конструкции (см. патент DE 102013019132 А1, от 21.05.2015 г., фиг. 1).
КП состоит из корпуса с параллельно размещенными в нем двумя ведомыми валами и двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них шестернями четных, а на другом - шестернями нечетных передач. На двух ведомых валах свободно установлены по две пары шестерен, а между каждой парой - трехпозиционный синхронизатор. На концах ведомых валов установлены ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала. Интересующий фрагмент-прототип конструкции КП включает в себя ведомую шестерню пятой передачи, на которой установлена муфта включения пятой передачи и заднего хода. В момент включения пятой передачи муфта связывает шестерню с ведомым валом через закрепленный на нем зубчатый венец, а на передаче заднего хода - с ведомой шестерней одноименной передачи.
Недостатком КП является нерациональное использование фрагмента-прототипа. А именно, не использована возможность получения при его помощи дополнительной передачи, путем соединения двух ведомых шестерен четной и нечетной передач, без изменения общего числа шестерен и муфт переключения, участвующих в передаче крутящего момента.
Целью изобретения является создание фрагмента конструкции многоступенчатой несоосной КП с двумя сцеплениями, позволяющего увеличивать число передач, не изменяя общее число шестерен и муфт переключения.
Указанная цель достигается тем, что шестерня шестой передачи находится на одном ведомом валу с шестерней седьмой передачи, на которой установлены ступица муфты и муфта включения седьмой или девятой передачи, соединяющая шестерню: на седьмой передаче - с ведомым валом; на девятой - с трубчатым валом, который жестко связан с ведомой шестерней шестой передачи.
Рассматривая фрагмент-прототип 8-ступенчатой КП Daimler Ag, учитывая, указанный выше, его недостаток и устраняя его в рамках данного изобретения, получим несоосную 8-ступенчатую КП, а ее модификацию с девятой передаче получим путем изменения муфты включения седьмой передачи с двухпозиционной на трехпозиционную, оставляя общее число шестерен и муфт переключения неизменным.
На фиг. 1 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями. Яркими линиями обозначены детали КП, участвующие в предлагаемом изобретении, а бледными линиями остальные детали КП. Они в данном изобретении не рассматриваются, соответствуют известному уровню техники и понятны специалисту.
На фиг. 2 представлена таблица с основными характеристиками КП, включающими в себя: номера передач, возможные величины передаточных чисел (и - приведены с учетом передаточного числа главной передачи), интервалы между соседними передаточными числами (q) и диапазон передаточных чисел (D).
На фиг. 3 показана кинематическая схема 9-ступенчатой модификации 8-ступенчатой КП.
На фиг. 4 представлена таблица с основными характеристиками 9-ступенчатой КП.
На фиг. 5 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, содержащая предлагаемый фрагмент конструкции.
На фиг. 6 представлена таблица с основными характеристиками 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, представленной на фиг. 5.
На фиг. 7 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями соответствующей изобретению конструкции.
На фиг. 8 представлена таблица с основными характеристиками 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, представленной на фиг. 7.
На фиг. 9 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями соответствующей изобретению конструкции.
На фиг. 10 представлена таблица с основными характеристиками 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, представленной на фиг. 9.
В состав, представленного на фиг. 1, интересующего, в рамках данного изобретения, фрагмента конструкции, входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого, и установленный параллельно с ними ведомый вал 4. Шестерня 5 жестко закреплена на входном валу 2. Шестерни 6 и 7 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерни 8 и 9 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 7 соответственно. С шестерней 8 жестко связан трубчатый вал 10, свободно установленный на ведомом валу 4. Ведущая шестерня главной передачи 11 жестко связана с ведомым валом 4 и находится в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 12 главной передачи. Муфта А(13) расположена на ступице 14, жестко связанной с шестерней 15, которая свободно установлена на трубчатом валу 10 и сцеплена с шестерней 5. Зубчатый венец 16 закреплен на ведомом валу 4. Муфта В(17) расположена на ведомом валу 4 между шестернями S и 9. Ведомый диск 18 правого сцепления (П) установлен на входном валу 2, а ведомый диск 19 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 3.
В состав, представленного на фиг. 3, фрагмента входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава фрагмента 8-ступенчатой КП, но вместо муфты А(13) на ступице 14 установлена муфта С(20). И дополнительно, на трубчатом валу 10 закреплен зубчатый венец 21.
Работа фрагмента конструкции 8-ступенчатой КП, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом.
6 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта B в левом положении. Муфту А переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 6-8 и муфту В передается на ведомый вал 4, жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 11 и зубчатое колесо 12. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
7 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта А в левом положении, муфту В переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару шестерен 5-15, ступицу 14 и муфту А передается через зубчатый венец 16 на ведомый вал 4 и ведущую шестерню главной передачи 11. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
8 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта B в правом положении. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 7-9 и муфту В передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 11. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
Работа фрагмента конструкции 9-ступенчатой КП, представленной на фиг. 3, осуществляется следующим образом.
6 и 8 передачи.
Осуществляются аналогично, рассмотренной выше, работе 8-ступенчатой КП на 6 и 8 передачах соответственно.
7 передача
Осуществляется аналогично, рассмотренной выше, работе 8-ступенчатой КП на 7 передаче, но вместо муфты А крутящий момент передается муфтой С, находящейся в правом положении.
9 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфты В и С в правом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 5-15, ступицу 14 и муфту С передается через зубчатый венец 21 на трубчатый вал 10, сцепленные шестерни 8-6, вал 3, шестерни 7-9, муфту В, ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню 11. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
Техническим результатом использования фрагмента конструкции, предлагаемого данным изобретением, является возможность увеличивать число передач в коробках передач с двумя сцеплениями, не изменяя общее число шестерен и муфт переключения, что обеспечивает высокую степень унификации и снижение затрат на производство и ремонт.
На кинематических схемах представлены только некоторые возможные 8- или 9-ступенчатые КП с двумя сцеплениями с предлагаемым фрагментом конструкции.
Термин «несоосная коробка передач с двумя сцеплениями» подразумевает существующие или вновь проектируемые несоосные КП, к которым может быть применен рассмотренный способ в объеме формулы изобретения. При этом вновь получаемая КП может быть в единственном варианте конструктивного исполнения, но с указанными признаками, существенными и взаимосвязанными между собой, образующими устойчивую совокупность существенных признаков, достаточную для получения технического результата