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 зубчатые колеса с постоянным зацеплением. Перспективные несоосные КП для решения большего количества эксплуатационных задач на автомобилях с разными целевыми предназначениями должны обладать возможностью получения модификации с увеличенным числом передач и диапазоном передаточных чисел. При этом особенно важно, обеспечить максимально возможную унификацию между различными модификациями КП.
Наиболее подходящей в качестве прототипа является 7-ступенчатая несоосная КП с двумя сцеплениями Фольксваген модель DQ 500 (см.патент DE 102009031788 А1, от 13.01.2011 г.).
КП состоит из корпуса с параллельно размещенными в нем двумя вторичными 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 вторичных валах свободно установлены по две пары шестерен, а между каждой парой - синхронизатор. На концах вторичных валов нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала Ведомая шестерня второй передачи, установленная на одном из вторичных валов, зацеплена с ведомой шестерней заднего хода, которая установлена на другом вторичном валу.
Недостатком КП является возможность получения только одной ее модификации - 7-ступенчатой КП, что уменьшает число вариантов трансмиссий для автомобилей с разными целевыми предназначениями.
Целью изобретения является базовая 7-ступенчатая КП с двумя сцеплениями с предусмотренной возможностью создания на ее основе вариантов конструкции с увеличенным числом передач и диапазоном передаточных чисел.
Указанная цель достигается тем, что на первом ведомом валу располагаются шестерни и муфты включения первой и третьей передач и четвертой передачи, на втором ведомом валу располагаются шестерни и муфты включения седьмой и пятой передач и шестой передачи, а между соседними ведомыми шестернями четной и нечетной передач предусмотрена возможность установки муфты включения, соединяющей жесткой связью шестерни пятой и шестой передач и/или шестерни третьей и четвертой передач.
Также возможно, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи.
Также возможно, что ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней третьей передачи.
Также возможно, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи, а ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней третьей передачи.
На фиг. 1 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 2 представлена таблица с основными характеристиками КП, включающими в себя: номера передач, возможные величины передаточных чисел (u) (приведены с учетом передаточного числа главной передачи), интервалы между соседними передаточными числами (q) и диапазон передаточных чисел (D).
На фиг. 3 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 4 представлена таблица с характеристиками КП, представленной на фиг. 3.
На фиг. 5 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями с расширенным диапазоном передаточных чисел.
На фиг. 6 представлена таблица с характеристиками КП, представленной на фиг. 5.
На фиг. 7 показана кинематическая схема базовой 7-ступенчатой КП с двумя
сцеплениями.
На фиг. 8 представлена таблица с характеристиками базовой КП.
На фиг. 9 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, соответствующей изобретению конструкции.
На фиг. 10 представлена таблица с характеристиками КП, представленной на фиг. 9.
На фиг. 11 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, соответствующей изобретению конструкции.
В состав представленной на фиг. 1 кинематической схемы 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого и установленные параллельно с ними два ведомых вала 4 и 5. Шестерни 6, 7, 8, 9 жестко закреплены на входном валу 2. Шестерни 10 и 11 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 8 соответственно. Шестерни 12 и 13 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 7 и 9 соответственно. Шестерни 14 и 15 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерни 16 и 17 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 14 и 15 соответственно. Шестерни 18 и 19 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 14 и 17 соответственно. Ведущие шестерни главной передачи 20 и 21 жестко связаны с ведомыми валами 4 и 5 соответственно и находятся в постоянном зацеплении с ведомым колесом 22 главной передачи. Муфты А(23) и В(24) расположены на ведомом валу 4 между шестернями 10-11 и 16-17 соответственно. Муфты С(25) и D(26) расположены на ведомом валу 5 между шестернями 12-13 и 18-19, соответственно. Муфта Е(27) расположена на конце трубчатого вала 28, жестко связанного с шестерней 11. Муфта F(29) расположена на зубчатом венце 30, жестко связанным с шестерней 18. Муфты Е и F могут быть установлены иначе. Муфта Е(27) может находиться на венце шестерни 16, а муфта F(29) на венце шестерни 13. Ведомый диск 31 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 3, а ведомый диск 32 правого сцепления (П) установлен на входном валу 2.
В состав представленной на фиг. 3 кинематической схемы входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ступенчатой КП, кроме муфты F.
В состав представленной на фиг. 5 кинематической схемы входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ступенчатой КП, но отсутствует муфта Е.
В состав представленной на фиг. 7 кинематической схемы базовой 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ступенчатой КП, кроме муфт F и Е.
В состав представленной на фиг. 9 кинематической схемы входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 8-ступенчатой КП, изображенной на фиг. 3, но шестерня 17 установлена на ведомом валу 5 и объединена в блок с шестерней 33, которая сцеплена с шестерней 19, установленной на ведомом валу 4.
В состав представленной на фиг. 11 кинематической схемы входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 8-ступенчатой КП, изображенной на фиг. 3, но без возможности установки муфты F.
Работа 9-ступенчатой КП, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом
1 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта С в левом положении, муфту В переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-12 и муфту С передается на ведомый вал 5, ведущую шестерню главной передачи 21 и зацепленное с ней зубчатое колесо 22 главной передачи. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
2 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта В в правом положении, муфту С переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 15-17 и муфту В передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
3 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта С в правом положении, выключаем муфту В, муфту D переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 9-13 и муфту С передается на ведомый вал 5 и ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
4 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в левом положении, выключаем муфту С, муфту А переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-18 и муфту D передается на ведомый вал 5 и ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
5 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта А в правом положении, выключаем муфту D, муфту В переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 8-11 и муфту А передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
6 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта В в левом положении, муфту А переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-16 и муфту В передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
7 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта А в левом положении, выключаем муфту В, муфту Е переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-10 и муфту А передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
8 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта А в левом положении, муфта Е в правом положении. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-16, муфту Е, трубчатый вал 28, пару шестерен 11-8, вал 2, пару шестерен 6-10 и муфту А передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
9 передача
Выключаем левое сцепление (Л), выключаем муфту Е, муфту F переключаем в левое положение, включаем левое сцепление (Л). Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-18, зубчатый венец 30, муфту F, пару шестерен 13-9, вал 2, пару шестерен 6-10 и муфту А передается на ведомый вал 4 и ведущую шестерню 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
Задний ход 1
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в правом положении. Крутящий момент с входного вала 3 через сцепленные шестерни 15-17-19 и муфту D передается на ведомый вал 5 и ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
Задний ход 2
Включаем правое сцепление (П), муфты D и Е в правом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 8-11, трубчатый вал 28, муфту Е, пару шестерен 16-14, вал 3, шестерни 15-17-19 и муфту D передается на ведомый вал 5 и ведущую шестерню 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
Работа 8-ступенчатой КП, представленной на фиг. 3, осуществляется следующим образом.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 передачи, задний ход 1 и задний ход 2.
Осуществляются аналогично, рассмотренной выше, работе 9-ти ступенчатой КП на одноименных передачах.
Работа 8-ступенчатой КП, представленной на фиг. 5, осуществляется следующим образом.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 передачи и первая передача заднего хода.
Осуществляются аналогично рассмотренной выше работе 9-ступенчатой КП на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 передачах и первой передаче заднего хода соответственно.
Работа 7-ступенчатой КП, представленной на фиг. 7, осуществляется следующим образом.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 передачи и первая передача заднего хода.
Осуществляются аналогично рассмотренной выше работе 9-ступенчатой КП на одноименных передачах.
Техническим результатом использования базовой 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, с предусмотренной возможностью создания на ее основе вариантов конструкции КП с увеличенным числом передач (при необходимости до 9), расширенным диапазоном передаточных чисел (до 10 и более), является получение дополнительных вариантов трансмиссий для автомобилей с разными целевыми предназначениями. При этом большинство узлов и деталей базовой КП и ее модификаций остаются неизменными, что обеспечивает высокую степень унификации и снижение затрат на производство и ремонт.
На кинематических схемах представлены только некоторые возможные варианты КП с двумя сцеплениями. При этом 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.