НЕСООСНАЯ РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА 12R2 СО СДВОЕННЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ
NON-COAXIAL TRANSFER GEARBOX 12R2 WITH DOUBLE CLUTCH

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.
Известны агрегаты трансмиссии - КП (коробки передач) и РК (раздаточные коробки) со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (1. Литвинов А.С., Ротенберг Р.В., Фрумкин А.К. Шасси автомобиля: Конструкция и элементы расчета. - М.: Машгиз, 1963 - 504 с. 2. Некрасов В.И. Многоступенчатая трансмиссия. Конструкция, конструирование и расчет: Учеб. пособие. - Курган, изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - 155 с.).
Эти агрегаты конструктивно сложны, металлоемки. Стремление к обеспечению высокого уровня унификации за счет применения одинаковых КП на автомобилях с разными колесными формулами (неполноприводные, многоприводные и полноприводные) и установки дополнительной РК приводит к увеличению металлоемкости трансмиссии, так как два отдельных агрегата (КП и РК) имеют габаритные размеры и расход металла больше, чем один агрегат (МРК - многоступенчатая раздаточная коробка).
Например, масса агрегатов автомобиля ГАЗ-66 составляет: 4-ступенчатая КП - 55 кг; 2-ступенчатая РК - 53 кг; соответственно ЗИЛ-157: 110 и 124 кг; ЗИЛ-131: 105 и 112 кг; Урал-375: 235 и 178 кг; Урал-4320: 246 и 178 кг; КрАЗ-255: 215 и 420 кг; КрАЗ-260: 340 и 360 кг. Масса РК, в основном, больше массы КП. Тяжелый и массивный агрегат РК используется неэффективно (2. С. 102).
Распределение передаточных чисел на выходе РК неоптимально. Например, на автомобиле ГАЗ-66 установка двухступенчатой РК с передаточными числами 1,98 и 1,0 должна удвоить число передач в трансмиссии, но полученное распределение передаточных чисел далеко от оптимального. На выходе РК получаем следующий ряд передаточных чисел: 12,98; 6,55; 6,12; 3,39; 3,09; 1,98; 1,71 и 1,0. Теоретически получили 8 передач в диапазоне 12,98 со средним интервалом 1,44. Фактически реализуются только 5 передач со средним интервалом 1,67; так как между тремя парами передач интервалы крайне малы (от 1,07 до 1,16), использование передач с такими малыми интервалами нецелесообразно. Аналогичная картина и для других рассмотренных автомобилей.
Находят применение РК, пристыкованные к КП. Например, РК с дифференциальным приводом без демультипликатора состоит из 5-ступенчатой КП и одноступенчатой РК (1. С. 171, фиг. 125), что приводит к снижению габаритов и массы, но они также недостаточно эффективны.
Наиболее близкой к предлагаемому устройству является 12-ступенчатая несоосная МРК с планетарным редуктором и межмостовым дифференциалом (Патент RU №2053139. Бюл. N3 от 27.01.96. Автор Некрасов В.И.).
Многоступенчатая раздаточная коробка содержит корпус агрегата, в опорах которого параллельно расположены первичный и трубчатый выходной валы, на валах агрегата расположены четыре пары шестерен, между ними установлены муфты переключения передач: две трехпозиционные и две противоположно развернутые муфты с общей вилкой переключения; на выходе агрегата установлены планетарный редуктор и межмостовой дифференциал с муфтой переключения между ними.
Описанная МРК проще типовых конструкций трансмиссионных агрегатов, приведенных в источниках, выше интенсивность использования шестерен на различных передачах, но она имеет ограничение эксплуатационных характеристик транспортного средства из-за разрыва потока мощности при переключении передач.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении эксплуатационных возможностей транспортного средства путем повышения его проходимости и облегчения управления за счет попарного переключения передач практически без разрыва потока мощности.
Поставленная задача решается за счет изменения конструкции МРК путем введения сдвоенного сцепления.
Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что несоосная двенадцатиступенчатая раздаточная коробка содержит корпус агрегата, в опорах которого параллельно расположены валы, на которых установлены четыре пары шестерен внешнего зацепления, на первичном валу две шестерни объединены в блок трубчатым валом, на входном трубчатом валу привода солнечной шестерни планетарного редуктора две шестерни закреплены и одна установлена свободно, также на этом валу расположен коаксиальный вал привода водила планетарного редуктора с зубчатым венцом, на котором между крайними шестернями с зубчатыми венцами расположена трехпозиционная муфта переключения, между средними парами шестерен на зубчатых венцах расположены две противоположно развернутые двухпозиционные муфты переключения, взаимосвязанные общей вилкой переключения, двухпозиционная муфта переключения расположена на зубчатых венцах корпуса эпициклического колеса, на выходном трубчатом валу водила планетарного редуктора и входном трубчатом валу водила межмостового дифференциала, солнечная шестерня которого закреплена на валу привода переднего моста, а эпициклическое колесо закреплено на валу привода мостов задней тележки, муфта блокировки расположена на зубчатых венцах солнечной шестерни и корпуса эпициклического колеса межмостового дифференциала, при этом впереди корпуса раздаточной коробки закреплен корпус сдвоенного сцепления, внутри которого на входном валу установлен картер с внутренней перегородкой, диски сцепления подвижны в осевом направлении: ведущие относительно картера, ведомые диски левого сцепления на первичном валу, на котором закреплена ведущая шестерня второго ряда, ведомые диски правого сцепления на ведущем трубчатом валу, на котором закреплена ведущая шестерня первого ряда.
Предлагаемое техническое решение расширяет эксплуатационные характеристики транспортного средства, так как позволяет попарно переключать передачи сдвоенным сцеплением (12-11, 10-9 и т.д.) практически без разрыва потока мощности, что облегчает процесс управления транспортным средством и повышает его проходимость.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема 12-ступенчатой несоосной МРК 12R2 (12 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода) со сдвоенным сцеплением и межмостовым дифференциалом. В нижней части (под фиг. 1) отмечены номера пар шестерен (1-4), обозначены: ПР - планетарный редуктор, Диф. - дифференциал.
1
2
3
2
3
4
*
*
На фиг. 2 изображена лучевая диаграмма МРК 12R2 с таблицами положений сцеплений и муфт переключения на различных передачах. В верхней строке таблицы указаны номера включенных пар шестерен, во второй строке - состояния ПР, далее - положения муфт переключения: А, В и С. На горизонтальных шкалах диаграммы в логарифмическом виде представлены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. Над верхней горизонталью обозначены номера передач переднего хода (12-1), под нижней горизонталью - передачи заднего хода (2R, 1R). На крайних горизонталях величина передаточных чисел приведена к выходному трубчатому валу, т. 0 на нижней горизонтали - к входному валу. Номера пар шестерен указаны на лучах. Наклон луча направо указывает на замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число, например, луч 4 по отношению к другим лучам. Наклон луча налево характеризует ускоряющий режим работы пары шестерен, например, луч 2 к 12-й передаче. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы. Вертикальный луч указывает на передаточное число U=1,0; что соответствует передаточному числу 1-й пары шестерен U=1,0. В реальных условиях для повышения надежности U=1,0 стремятся избежать, принимая U≈1,0. Передаточное число 2-й и 3-й пары шестерен в замедляющем режиме U=U=1,26; lq 1,26=0,1; в ускоряющем режиме U=U=1/1,26=0,794; lq 0,794=-0,1. Передаточное число 4-й пары шестерен U=3,16; lq 3,16=0,5.
b
a
b
a
Простой ПМ (планетарный механизм), состоящий из трех звеньев: солнечной шестерни (а), эпициклического колеса (b) и водила (h) с сателлитами, характеризуется внутренним параметром К=Z/Z=1,5-5, который равен отношению чисел зубьев Z эпициклического колеса и Z солнечной шестерни. Меньшее значение ограничивается минимальными размерами сателлитов, а большее значение - минимальными размерами солнечной шестерни. Помимо семи редукторных режимов простой ПМ может обеспечить три интегрирующих (суммирующих) режима.
Интегрирующие (суммирующие) возможности ПМ в предлагаемой МРК описываются следующей зависимостью:
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K,
a
h
b
где n, n, n - частота вращения солнечной шестерни, водила и эпициклического колеса в об/мин.
вх
a
h
вх
вх
2
Если на одно из звеньев ПМ, например солнечную шестерню (а), подавать крутящий момент с частотой вращения входного звена n=n=1000 об/мин, а на второе звено - водило (h) - с меньшей частотой n=1000/1,59=629 об/мин, то U=1000/629=1,26=1,59; lq U=lq 1,59=0,2.
В этом случае при K=2,0 на эпициклическом колесе (b) получим
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=629*1,5-1000/2=443 об/мин.
вых
вх
вых
вых
U=n/n=1000/443=2,26. lq U=lq 2,26=0,35; что соответствует 6-й передаче.
вх
вх
h
Если увеличить U до 2,51; lq U=0,4, то n=1000/2,52=398 об/мин,
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=398*1,5-1000/2=97 об/мин.
вых
вх
вых
вых
U=n/n=1000/97=10,31. lq U=lq 10,31=1,01; что соответствует 1-й передаче.
При дальнейшем увеличении интервала между звеньями ПМ на входе, на выходе получим изменение направления вращения.
вх
вх
h
Если увеличить U до 4,0; lq U=0,6, то n=1000/4,0=250 об/мин,
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=250*1,5-1000/2=-125 об/мин.
вых
вх
вых
вых
U=n/n=1000/125=8,0. lq U=lq 8,0=0,9; что соответствует 1-й передаче заднего хода.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса МРК (многоступенчатой раздаточной коробки) 1 и установленного перед ним корпуса сдвоенного сцепления 2. В опорах корпусов 1 и 2 соосно расположены входной 3 и первичный 4 валы. На первичном валу 4 установлен ведущий трубчатый вал 5. Параллельно им и соосно относительно друг друга установлены: входной трубчатый вал 6 привода солнечной шестерней 7 (а) планетарного редуктора, выходной трубчатый вал 8 водила 9 (h) планетарного редуктора и входной трубчатый вал 10 привода водила 11 (h) межмостового дифференциала. Внутри трубчатых валов 6, 8 и 10 расположен вал 12 привода переднего моста, соосно ему установлен вал 13 привода мостов задней тележки. На входном трубчатом валу 6 расположен коаксиальный вал 14 привода водила 9 (h) планетарного редуктора. На осях водила 9 установлены сателлиты 15, зацепленные с солнечной шестерней 7 (а), закрепленной на входном трубчатом валу 6, и с эпициклическим колесом 16 (b), корпус 17 которого свободно установлен на выходном трубчатом валу 8. На осях водила 11 установлены сателлиты 18, зацепленные с солнечной шестерней 19 (а), закрепленной на валу 12 привода переднего моста, и с эпициклическим колесом 20 (b), корпус 21 которого закреплен на валу 13 привода мостов задней тележки. На входном трубчатом валу 5 закреплена шестерня 22, зацепленная с шестерней 23, закрепленной на входном трубчатом валу 6 привода солнечной шестерни 7. На первичном валу 4 закреплена шестерня 24, зацепленная с шестерней 25, также закрепленной на входном трубчатом валу 6. На первичном валу 4 установлен блок из двух шестерен 26 и 27, закрепленных на трубчатом валу 28. Шестерня 26 зацеплена с шестерней 29, свободно установленной на входном трубчатом валу 6, а шестерня 27 зацеплена с шестерней 30, свободно установленной на коаксиальном валу 14. Трубчатые валы 8 и 10, коаксиальный вал 14, корпуса 17 и 19 эпициклических колес 16 и 20, а также шестерни 19, 24, 25, 26, 29 и 30 оснащены зубчатыми венцами для муфт переключения, которые установлены: (А) - двухпозиционная муфта 31 между шестернями 24 и 26, противоположно развернутая двухпозиционная муфта 32 между шестернями 25 и 29, они взаимосвязаны вилкой переключения 33; трехпозиционная муфта 34 (В) между шестернями 29 и 30 на зубчатом венце коаксиального вала 14; муфта 35 (С) на зубчатых венцах выходного трубчатого вала 8, входного трубчатого вала 10 корпуса 17 эпициклического колеса 16. На зубчатых венцах солнечной шестерни 19 и корпуса 21 эпициклического колеса 20 установлен ползун с муфтой блокировки межмостового дифференциала 36 (D). На входном валу 3 закреплен картер 37 сдвоенного сцепления с внутренней перегородкой 38, его ведущие диски 39 установлены подвижно в осевом направлении. Подвижные в осевом направлении ведомые диски 40 левого сцепления установлены на первичном валу 4, а ведомые диски правого сцепления - на ведущем трубчатом валу 5.
На выходе первичного вала 4 возможна установка ВОМ (вала отбора мощности), например, для привода лебедки и т.п. Механизм переключения сцепления может быть как гидравлическим, так и механическим.
МРК работает следующим образом: сдвоенное сцепление срабатывает при каждом переключении, которое происходит практически без разрыва потока мощности. Если, например, подать рабочую жидкость между внутренней перегородкой 38 и левым от нее ведущим диском 39, то срабатывает левое (Л) сцепление, в котором ведущие диски 39 прижимают ведомые диски 40, что включает в работу 2-ю пару шестерен (24-25). Если, например, подать рабочую жидкость между внутренней перегородкой 38 и правым от нее ведущим диском 39, то срабатывает правое (П) сцепление, которое ведомыми дисками 41 включает в работу 1-ю пару шестерен (22-23). Крутящий момент можно подать как на солнечную шестерню 7 (а), так и на водило 9 (h) планетарного редуктора, а также в интегрирующем (суммирующем) режиме на оба звена с различными частотами вращения. На водило 11 (h) межмостового дифференциала крутящий момент муфтой С (35) можно снимать как с корпуса 17 эпициклического колеса 16 (b), так и с водила 9 (h) планетарного редуктора. Водило 11 (h) межмостового дифференциала сателлитами 18 распределяет подведенный к нему крутящий момент пропорционально радиусам (числу зубьев) звеньев на выходе. Дифференциал является ПМ (планетарным механизмом), который оценивается внутренним параметром К, равным отношению числа зубьев эпициклического колеса 20 (b) к числу зубьев солнечной шестерней 19 (а). При К=2 несимметричного дифференциала от солнечной шестерни 19 (а) на вал 12 привода переднего моста поступит 1/3 крутящего момента, а от эпициклического колеса 20 (b) на вал 13 поступит 2/3 крутящего момента, поступившего на водило 11 (h) межмостового дифференциала. Симметричный дифференциал обладает К=1 и поровну распределяет подведенный к нему крутящий момент, но по худшим сцепным условиям колес ведущих мостов с дорогой. Если передний мост будет иметь низкие сцепные условия (лед или другая скользкая поверхность) и по сцепным условиям сможет реализовать только невысокий крутящий момент, например, 100 Нм, то ведущие колеса задней тележки мостов будут иметь только 200 Нм. Для повышения проходимости транспортного средства в плохих дорожных условиях дифференциал блокируют, перемещая ползуном муфту 36 (D) влево, соединяя между собой два звена планетарного механизма: солнечную шестерню 19 (а) и эпициклическое колесо 20 (b).
Первая передача
Σ
Включаем правое (П) сцепление, муфты А и В в правом (П) положении, муфта С - в левом (Л) положении (фиг. 2, таблица над т. 1). Планетарный редуктор в интегральном (суммирующем) режиме. На солнечную шестерню 7 (а) крутящий момент поступает по 1-й паре шестерен, а на водило 9 (h) по трем парам шестерен: 1, 3 и 4 (фиг. 1).
Σ
Σ
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 1 на верхней горизонтали, а также тремя лучами: вертикальный луч 1, далее крутой луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 1 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 41 правого (П) сцепления ведущим трубчатым валом 5 передается на 1-ю пару шестерен 22-23 и далее по входному трубчатому валу 6 на солнечную шестерню 7 (а); кроме того, по входному трубчатому валу 6 на корпус шестерни 25 и нижней муфтой 32 на 3-ю пару шестерен 29-26 (верхняя муфта 31 разъединяет шестерни 24 и 26), от шестерни 26 трубчатым валом 28 на 4-ю пару шестерен 27-30, муфтой 34 (В) на коаксиальный вал 14 и водило 9 (h), сателлитами 15 суммарный крутящий момент поступает на эпициклическое колесо 16 (b), по корпусу 17, муфтой 35 (С) на входной трубчатый вал 10 привода водила 11 (h) межмостового дифференциала, сателлитами 18 на солнечную шестерню 19 (а) и на вал 12 привода переднего моста поступит 1/3 крутящего момента, а на эпициклическое колесо 20 (b) и на вал 13 поступит 2/3 крутящего момента.
h
1
3
4
вх
Если U=UU*U=1,0*0,794*3,16=2,51; lq U=0,4,
h
то n=1000/2,51=398 об/мин,
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=398*1,5-1000/2=97 об/мин.
Передаточное число 1-й передачи
1п
выx
вх
вых
вых
U=U=n/n=1000/97=10,31. lq U=lq 10,31=1,01.
Вторая передача
Переключаем сцепления: выключаем правое, включаем левое (Л) - заменяем 1-ю пару шестерен на 2-ю.
Σ
Σ
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 2 налево вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 2 на верхней горизонтали, а также тремя лучами: луч 2, далее крутой луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 2 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на 2-ю пару шестерен 24-25 и далее как на 1-й передаче.
Передаточное число 2-й передачи уменьшается на один интервал, в логарифмическом масштабе равный 0,1. U=1,26.
2п
1п
вых
U=U/1,26=10,31/1,26=8,18. lq U=lq 8,18=0,91.
Третья передача
Возвращаем сцепление в состояние 1-й передачи, муфту А переключаем в левое (Л) положение, а муфту С - в правое (П).
На лучевой диаграмме представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, далее крутой луч 2 направо вниз, затем пологий луч 4 направо вверх, затем вертикальный луч к т. 3 на верхней горизонтали.
Крутящий момент до входного трубчатого вала 6 поступает как на 1-й передаче, затем 2-й парой шестерен 25-24, верхней муфтой 31 на корпус шестерни 26, трубчатый вал 28 и до водила 9 (h) как на 1-й передаче, затем муфтой 35 (С) на входной трубчатый вал 10 и далее как на предыдущих передачах.
3п
1
2
4
U=UUU=1,0*1,26*3,16=4,0; lq 4,0=0,6.
Четвертая передача
Переключаем сцепления: выключаем правое, включаем левое (Л) - выключаем из работы 1-ю и 2-ю пары шестерен, остается 4-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена пологим лучом 4 направо вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, затем вертикальный луч к т. 4 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на корпус шестерни 24 и далее как на 3-й передаче.
4п
4
U=U=3,16; lq 3,16=0,5.
Пятая передача
Возвращаем сцепление в состояние 1-й передачи, муфту А переключаем в правое (П) положение.
На лучевой диаграмме представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, далее крутой луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх, далее вертикальный луч к т. 5 на верхней горизонтали.
Крутящий момент до входного трубчатого вала 6 поступает как на 1-й передаче, по трубчатому валу 6 и корпусу шестерни 25 нижней муфтой 32, затем 3-й парой шестерен 29-26, и далее как на предыдущих передачах.
5п
1
3
4
U=UU*U=1,0*0,794*3,16=2,51; lq 2,51=0,4.
Шестая передача
Все муфты в левом (Л) положении. По сравнению с 1-й передачей вместо 3-й и 4-й пары шестерен работают 2-я и 3-я пары.
Σ
Σ
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 6 на верхней горизонтали, а также тремя лучами: вертикальный луч 1, далее крутой луч 2 направо вниз, затем крутой луч 3 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 6 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 41 правого (П) сцепления ведущим трубчатым валом 5 передается на 1-ю пару шестерен 22-23 и далее по входному трубчатому валу 6 на солнечную шестерню 7 (а); кроме того, по входному трубчатому валу 6 на 2-ю пару шестерен 25-24 и верхней муфтой 31 на 3-ю пару шестерен 26-29 (нижняя муфта 32 разъединяет шестерни 25 и 29), от шестерни 29 муфтой 34 (В) на коаксиальный вал 14 и водило 9 (h), далее как на 1-й и 2-й передачах.
h
1
2
3
вх
Если U=UUU=1,0*1,26*1,26=1,59; lq U=0,2,
h
то n=1000/1,59=629 об/мин,
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=629*1,5-1000/2=443 об/мин.
Передаточное число 6-й передачи
6п
вых
вх
вых
вых
U=U=n/n=1000/443=2,26. lq U=lq 2,26=0,35.
Седьмая передача
Включено левое (Л) сцепление. Переключаем все муфты в правое (П) положение. По сравнению с 5-й передачей вместо 1-й пары шестерен включаем 2-ю пару.
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 2 налево вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, далее крутой луч 3 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх, далее вертикальный луч к т. 7 на верхней горизонтали.
Крутящий момент до входного трубчатого вала 6 поступает как на 2-й передаче, по трубчатому валу 6 и корпусу шестерни 25 нижней муфтой 32, затем 3-й парой шестерен 29-26, и далее как на 3-й и 5-й передачах.
7п
2
3
4
*
*
U=UUU=0,794*0,794*3,16=2,0; lq 2,0=0,3.
Восьмая передача
Переключаем муфты А, В и С в левое (Л) положение. По сравнению со 2- й передачей в приводе водила исключаем 2-ю и 4-ю пары, работает только 3-я пара шестерен.
Σ
Σ
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 2 налево вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 8 на верхней горизонтали, а также крутым лучом 3 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 8 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на 2-ю пару шестерен 24-25; кроме того, верхней муфтой 31 на 3-ю пару шестерен и муфтой 34 (В) на коаксиальный вал 14, далее как на 2-й передаче.
Относительно 6-й передачи передаточное число 8-й передачи уменьшается на один интервал, в логарифмическом масштабе равный 0,1. U=1,26.
8п
6п
вых
U=U/1,26=2,26/1,26=1,79. lq U=lq 1,79=0,25.
Девятая передача
Включаем правое (Π) сцепление и переключаем муфту С в правое (П) положение. По сравнению с 3-й передачей вместо 4-й пары шестерен работает 3-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, далее крутой луч 2 направо вниз, затем крутой луч 3 направо вверх, далее вертикальный луч к т. 9 на верхней горизонтали.
Крутящий момент до шестерни 26 поступает как на 3-й передаче, затем 3-й парой шестерен 26-29, муфтой 35 (С) на входной трубчатый вал 10 и далее как на 3-й передаче.
9п
1
2
3
9п
U=UUU=1,0*1,26*1,26=1,59; lq U=0,2.
Десятая передача
Включаем левое (Л) сцепление. По сравнению с 4-й передачей вместо 4-й пары шестерен работает 3-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 3 направо вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, затем вертикальный луч к т. 10 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на корпус шестерни 24 и далее как на 9-й передаче.
10п
3
10п
U=U=1,26; lq U=0,1.
Одиннадцатая передача
Включаем правое (П) сцепление, переключаем муфту А в правое (П) положение. По сравнению с 10-й передачей вместо 3-й пары шестерен работает 1-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, далее вертикальный луч к т. 11 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 41 правого (П) сцепления ведущим трубчатым валом 5 передается на 1-ю пару шестерен 22-23, далее трубчатым валом 6, муфтой 32, корпусом шестерни 29, муфтой 34 (В) на коаксиальный вал 14, далее как на 3-й, 4-й, 5-й, 7-й, 9-й и 10-й передачах.
11п
1
11п
U=U=1,0; lq U=0,0.
Двенадцатая передача
Включаем левое (Л) сцепление. По сравнению с 11-й передачей вместо 1-й пары шестерен работает 2-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 2 налево вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали, затем вертикальный луч к т. 12 на верхней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на корпус шестерни 24 и далее как на предыдущей передаче.
12п
2
12п
*
U=U=0,794; lq U=-0,1.
Первая передача заднего хода 1R
По сравнению с 1-й передачей переднего хода переключаем муфту А из правого в левое (Л) положение - в приводе водила вместо 3-й пары шестерен включена 2-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена вертикальным лучом 1 от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 1R на нижней горизонтали, а также тремя лучами: вертикальный луч 1, далее крутой луч 2 налево вниз, затем пологий луч 4 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 1R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 41 правого (П) сцепления ведущим трубчатым валом 5 передается на 1-ю пару шестерен 22-23 и далее по входному трубчатому валу 6 на солнечную шестерню 7 (а); кроме того, по входному трубчатому валу 6 на 2-ю пару шестерен 25-24, верхней муфтой 31 на корпус шестерни 26 (нижняя муфта 32 разъединяет шестерни 29 и 30), от шестерни 26 трубчатым валом 28 на 4-ю пару шестерен 27-30, муфтой 34 (В) на коаксиальный вал 14 и водило 9 (h), сателлитами 15 суммарный крутящий момент поступает на эпициклическое колесо 16 (b), по корпусу 17, муфтой 35 (С) на входной трубчатый вал 10 привода водила 11 (h) межмостового дифференциала, сателлитами 18 на солнечную шестерню 19 (а) и на вал 12 привода переднего моста поступит 1/3 крутящего момента, а на эпициклическое колесо 20 (b) и на вал 13 поступит 2/3 крутящего момента. Большая разница частот вращения солнечной шестерни и водила планетарного редуктора приводит к изменению направления вращения выходного звена.
вх
вх
h
Если U=4,0; lq U=0,6; то n=1000/4,0=250 об/мин,
b
h
a
n=n(K+1)/K-n/K=250*1,5-1000/2=-125 об/мин.
вых
1R
вх
вых
вых
U=U=n/n=1000/125=8,0. lq U=lq 8,0=0,9.
Вторая передача заднего хода 2R
Переключаем сцепления: выключаем правое, включаем левое (Л) - в приводе солнечной шестерни заменяем 1-ю пару шестерен на 2-ю; в приводе водила исключаем из работы 1-ю и 2-ю пары шестерен, остается 4-я пара.
На лучевой диаграмме эта передача представлена крутым лучом 2 налево вверх от т. 0 на нижней горизонтали к средней горизонтали и далее пунктирной линией до т. 2R на нижней горизонтали; а также пологий луч 4 направо вверх и от него пунктирная линия до т. 2R на нижней горизонтали.
Крутящий момент от ведомых дисков 40 левого (Л) сцепления первичным валом 4 передается на 2-ю пару шестерен 24-25 и далее как на 1-й передаче; также верхней муфтой 31, трубчатым валом 28 и 4-й парой шестерен 27-30, затем как на 1-й передаче.
Передаточное число 2-й передачи заднего хода уменьшается на один интервал, в логарифмическом масштабе равный 0,1. U=1,26.
2R
1R
вых
U=U/1,26=8,0/1,26=6,35. lq U=lq 6,35=0,8.
1
12
Получили MPK с диапазоном D=U/U=10,31/0,794=12,98; что обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики. Полученный диапазон соответствует диапазону автомобиля высокой проходимости ГАЗ-66, но МКП обеспечивает более высокие свойства. Интервал между большинством передач (от 3-й до 12-й) составляет 1,26; что создает благоприятные условия при выборе оптимальной скорости и не создает затруднений при переключении передач. Две низшие передачи с передаточными числами 10,31 и 8,18 можно использовать как «ползучие». В средней части лучевой диаграммы попарное переключение имеют 5-я, 7-я и 9-я передачи. Выделяется попарное переключение передач в интегральном (суммирующем) режиме: 6-я и 8-я, а также 1-я и 2-я передачи переднего и заднего хода.
При изменении передаточных чисел пар шестерен и внутреннего параметра ПМ лучевая диаграмма примет другой вид.
Обозначения
1. Корпус МРК.
2. Корпус сдвоенного сцепления.
3. Входной вал.
4. Первичный вал.
5. Ведущий трубчатый вал.
6. Входной трубчатый вал привода солнечной шестерни 7 планетарного редуктора.
7. Солнечная шестерня планетарного редуктора.
8. Выходной трубчатый вал водила 9 планетарного редуктора.
9. Водило планетарного редуктора.
10. Входной трубчатый вал привода водила 11 межмостового дифференциала.
11. Водило межмостового дифференциала.
12. Вал привода переднего моста.
13. Вал привода мостов задней тележки.
14. Коаксиальный вал привода водила 9 планетарного редуктора.
15. Сателлиты водила 9.
16. Эпициклическое колесо планетарного редуктора.
17. Корпус эпициклического колеса 16.
18. Сателлиты водила 11 межмостового дифференциала.
19. Солнечная шестерня межмостового дифференциала на валу 12.
20. Эпициклическое колесо межмостового дифференциала.
21. Корпус эпициклического колеса 20.
22. Шестерня, закрепленная на ведущем трубчатом валу 5.
23. Шестерня, закрепленная на входном трубчатом валу 6, зацепленная с шестерней 22.
24. Шестерня, закрепленная на первичном валу 4.
25. Шестерня, закрепленная на входном трубчатом валу 6, зацепленная с шестерней 24.
26. 27. Блок из двух шестерен, закрепленных на трубчатом валу 28.
28. Трубчатый вал блока шестерен 26 и 27.
29. Шестерня, свободно установленная на входном трубчатом валу 6.
30. Шестерня, свободно установленная на коаксиальном валу 14.
31. 32 (А). Противоположно развернутые двухпозиционные муфты переключения.
33. Вилка муфт переключения 31 и 32.
34 (В). Трехпозиционная муфта переключения между шестернями 29 и 30.
35 (С). Муфта переключения на зубчатых венцах выходного трубчатого вала 8, входного трубчатого вала 10 и корпуса 17 эпициклического колеса 16.
36 (D). Ползун с муфтой блокировки межмостового дифференциала.
37. Картер сдвоенного сцепления с внутренней перегородкой 38.
38. Внутренняя перегородка картера 37 сдвоенного сцепления.
39. Подвижные в осевом направлении ведущие диски сдвоенного сцепления.
40. Подвижные в осевом направлении ведомые диски левого сцепления на первичном валу 4.
41. Подвижные в осевом направлении ведомые диски правого сцепления на ведущем трубчатом валу 5.