КОРОБКА ПЕРЕМЕНЫ ПЕРЕДАЧ
GEARBOX

Известна четырехвальная механическая коробка передач, предназначенная для изменения передаточного отношения по величине и направлению, первичные валы которой выполнены в виде полого наружного и цельнометаллического внутреннего валов, расположенных коаксиально с выполненными за одно целое с валами, на внутренних частях валов, ведущими зубчатыми колесами, таким образом, что нечетные передачи приводятся от внутреннего первичного вала, а четные - от наружного первичного вала. При этом наружные (выходные) части валов входят в полость двухпоточной муфты сцепления и своими шлицами связаны со ступицами ведомых дисков сцепления. В составе коробки передач можно выделить корпус, внутри которого на подшипниках качения установлены первичные валы, блоки зубчатых колес и вторичные валы, выходные концы которых своими зубчатыми колесами входят в зацепление с промежуточным зубчатым колесом, блок промежуточных шестерен заднего хода, муфты переключения передач, приводы механизмов переключения передач, масляный насос с элементами управления и распределения рабочей жидкости (масла). Указанная четырехвальная механическая коробка передач выполнена с двумя вторичными валами, поэтому не лишена таких недостатков, как сложность конструкции и большая масса (см. Описание конструкции автомобиля «AUDI ТТ»).
Существует также автоматизированная трехвальная механическая коробка передач с коаксиально расположенными первичными валами, каждый из которых имеет по одному зубчатому колесу, находящемуся в постоянном зацеплении с соответствующими блок-шестернями вторичного вала, на котором смонтированы зубчатые колеса, муфты включения и выходное зубчатое колесо главной передачи для переднеприводного автомобиля. При этом изменение передаточных чисел выполняется путем последовательного комбинирования двух и более зубчатых пар (см. АС №1113287 А СССР).
Техническим результатом настоящего изобретения является устранение указанных недостатков посредством упрощения конструкции.
Это достигается тем, что в коробке перемены передач, содержащей корпус, первичные валы, блоки зубчатых колес и вторичный вал, блоки промежуточных зубчатых колес первичного и вторичного валов, блок промежуточных шестерен заднего хода, муфты переключения передач, приводы механизмов переключения передач, ее картер выполнен в виде корпуса, на котором выполнены элементы крепления, обеспечивающие возможность ее компоновки и применения в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя как для передне-, так и задне- и для полноприводной схемы, с прикрепленной посредством болтов к привалочной плоскости корпуса основной крышкой, и образующих совместно с ней полость, внутри которой расположены два ведущих и ведомый валы, при этом первичные валы выполнены в виде полого наружного и цельнометаллического внутреннего валов, расположенных коаксиально с парой ведущих зубчатых колес на наружном и тремя на внутреннем первичном валу, выполненными за одно целое с валами, таким образом, что нечетные передачи приводятся от внутреннего первичного вала, а четные - от наружного первичного вала посредством муфт переключения передач, расположенных на вторичном валу между соответствующими зубчатыми колесами, установленными на валу свободно, а, кроме того, внутри корпуса смонтирован блок шестерен заднего хода, первичное зубчатое колесо которого входит в зацепление с зубчатым колесом, выполненным за одно целое с внутренним первичным валом, а вторичное - с зубчатым колесом задней передачи, смонтированным на вторичном валу, при этом к корпусу коробки передач посредством болтов прикрепляется крышка, которая в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя может быть выполнена с выходным отверстием и уплотнительным устройством для фланца.
При этом с целью повышения жесткости на наружной части внутреннего первичного вала установлен подшипник, запрессованный в обойму, связанную с выходным концом наружного первичного вала посредством шлицевого соединения.
Кроме того, в заявляемой коробке перемены передач используется один вторичный вал, обеспечивающий передачу крутящего момента как на главную передачу непосредственно, так и на раздаточную коробку или карданную передачу, что позволяет реализовать ее компоновку и применение в зависимости от колесной формулы и расположения двигателя как для передне-, так и для задне- и полноприводной схемы, и на нем же выполнено зубчатое колесо для привода датчика частоты вращения спидометра.
На чертеже изображен общий вид коробки перемены передач в разрезе.
Заявляемое техническое решение представляет собой картер коробки, состоящий из корпуса 1 и основной крышки 2, связанных посредством болтового соединения, внутри которых располагаются первичные валы, выполненные в виде полого наружного 3 и цельнометаллического внутреннего 4, расположенных коаксиально с ведущими зубчатыми колесами, выполненными за одно целое с валами. Ведущие зубчатые колеса 5 и 6 выполнены за одно целое с наружным первичным валом 3, а ведущие зубчатые колеса 7, 8 и 9 аналогичным образом - с внутренним первичным валом 4. Внутри корпуса смонтирован блок шестерен 10 заднего хода, при этом первое зубчатое колесо входит в зацепление с зубчатым колесом 8, выполненным за одно целое с внутренним первичным валом 4, а второе зубчатое колесо - с зубчатым колесом задней передачи 11, смонтированным на вторичном валу 12. Зубчатые колеса, установленные на вторичном валу 12, включаются с помощью муфт 13, установленных на вторичном валу 12 неподвижно. На вторичном валу 12 выполнено зубчатое колесо 14, входящее в зацепление с зубчатым колесом 15 корпуса дифференциала, образующим главную передачу.
Для восприятия нагрузок внутренний первичный вал 4 своим выходным концом опирается на шарикоподшипник, который расположен в нише коленчатого вала и удерживается накладкой. Внутренний 4 и наружный 3 первичные валы связаны через шарикоподшипник 16, который установлен в обойме 17. При этом обойма 17 посредством шлицевого соединения связана с наружным первичным валом 4 и удерживается стопорными кольцами 18 и 19.
Работает коробка передач следующим образом. В исходном состоянии муфты переключения выключены. После запуска двигателя и его частичного или полного прогрева до рабочей температуры автоматический привод переключения передач по команде водителя включает первую передачу. При этом в нейтральном положении коробки передач, микроконтроллер не включит соответствующей первой передаче диск двухпоточной муфты сцепления независимо от частоты вращения коленчатого вала. При включенной первой передаче и увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя начинается процесс трогания автомобиля.
В момент трогания автомобиля с места в автоматическом режиме при условии положительной динамики разгона включается вторая передача, подготавливая процесс переключения трансмиссии на повышенную передачу. При достижении соответствующей скорости движения на первой передаче в зависимости от режима работы двигателя (экономичный или спортивный) управляющий сигнал с микроконтроллера подается на распределитель системы управления сцеплением, который перераспределяет поток жидкости во вторую полость. При этом происходит мгновенное переключение дисков сцепления без разрыва потока мощности, и крутящий момент по внешнему первичному валу передается на зубчатую пару второй передачи. И так далее до пятой передачи, причем одновременно с пятой передачей микроконтроллер оставит включенной и четвертую передачу - на случай увеличения нагрузки, когда обороты двигателя снизятся до определенного значения и понадобится увеличение тягового усилия на ведущих колесах.
В случае если динамика разгона автомобиля положительна, то автомат по команде микроконтроллера включает вторую передачу, а если скорость автомобиля постоянна (ускорение равно нулю или наступает замедление), то первая передача остается включенной. При увеличении нагрузки на ведущих колесах (при отрицательных ускорениях) происходит обратный процесс.
При необходимости движения задним ходом по команде водителя включается передача заднего хода и в работе участвует только диск сцепления наружного первичного вала, включение которого происходит при увеличении частоты вращения коленчатого вала.
Эффект от использования изобретения состоит в том, что увеличивается производительность силовой установки за счет уменьшения потерь в процессе переключения передач без разрыва силового потока, а так же за счет значительного сокращения времени переключения, что, в свою очередь, обусловливает повышение экономических и экологических показателей.
Кроме того, данное техническое решение позволяет автоматизировать процесс переключения передач механических КПП и тем самым повысить потребительские качества транспортных средств, в особенности городских автобусов с механическими КПП.