МНОГОСТУПЕНЧАТАЯ СОСТАВНАЯ АВТОМОБИЛЬНАЯ ТРАНСМИССИЯ, ИМЕЮЩАЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ СЕКЦИЮ С ТРЕМЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫМИ ВАЛАМИ
MULTISTAGE BUILD-UP AUTOMOTIVE TRANSMISSION INCORPORATING ADDITIONAL SECTION WITH THREE IDLE SHAFTS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к механической трансмиссии транспортного средства, в частности к многоступенчатой составной автомобильной трансмиссии, имеющей дополнительную секцию с тремя промежуточными валами.
Уровень техники
Важным направлением в конструировании современных автомобильных трансмиссий является увеличение нагрузочной способности механических трансмиссий. Наиболее современным техническим решением в известных механических трансмиссиях тяжелых транспортных средств является установка нескольких одинаковых промежуточных валов в механических трансмиссиях тяжелых транспортных средств, предназначенных для разделения мощности с тем, чтобы увеличить нагрузочную способность колесной трансмиссионной сборки. Трансмиссия с двумя валами обеспечивает достижение указанной выше цели и занимает существенную долю рынка сбыта.
Известная многоступенчатая трансмиссия с двумя валами, главной составной секцией и дополнительной секцией содержит главную секцию и дополнительную секцию. Помимо этого дополнительная секция выполнена в виде конструкции, содержащей два промежуточных вала, расположенных по обеим сторонам главного вала дополнительной секции, и два промежуточных вала дополнительной секции, расположенных симметрично и на одинаковом расстоянии относительно главного вала дополнительной секции и в той же плоскости, что и главный вал дополнительной секции. Когда мощность передается от главной секции на дополнительную секцию с помощью выходного вала главной секции, ведущая шестерня, расположенная на выходном валу главной секции, сцепляется с ведомой шестерней, расположенной на промежуточном валу дополнительной секции, так что мощность разделяется на две части с тем, чтобы передаваться соответственно на промежуточные валы дополнительной секции. Зубья шестерен двух промежуточных валов дополнительной секции входят в зацепление с зубьями шестерен, расположенных на главном валу дополнительной секции, так что мощность может быть передана на главный вал дополнительной секции и может выйти через главный вал дополнительной секции.
Поскольку дорожные условия существенно улучшены, дорожное сообщение играет все более важную роль в общей транспортной службе. Для тяжелых грузовиков, трейлеров с контейнерами, кранов и т.п. трансмиссия, которой они оборудованы, должна передавать больший крутящий момент, работать в широком диапазоне скоростей, обеспечивать более надежную работу и производиться по более низкой стоимости. Однако для известных механических трансмиссий с двумя промежуточными валами при крутящем моменте, превышающем 2200 Нм, ширина шестерни, а, следовательно, расстояние по центру трансмиссии, будет соответственно возрастать. Следовательно, осевой размер трансмиссии будет возрастать, что приведет к увеличению стоимости и уменьшению надежности устройства. Более того, при более высокой нагрузке будут возрастать шумы и удары, и срок службы передачи будет уменьшаться. Следовательно, применение известной трансмиссии с двумя промежуточными валами ограничено для тяжелых транспортных средств.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является преодоление одного или более недостатков известной многоступенчатой составной трансмиссии с двумя промежуточными валами и выполнение многоступенчатой составной конструкции, имеющей дополнительную секцию с тремя промежуточными валами, которая предназначена для коробки передач многоступенчатой составной трансмиссии, работающей при более высокой мощности, более высоком крутящем моменте и более высокой нагрузочной способности.
Настоящее изобретение представляет собой следующее техническое решение.
В соответствии с одним вариантом настоящего изобретения предлагается многоступенчатая составная трансмиссия транспортного средства, имеющая дополнительную секцию с тремя промежуточными валами и содержащая главную секцию и дополнительную секцию, в которой главная секция содержит выходной вал, синхронизатор и два промежуточных вала, расположенных симметрично по обеим сторонам выходного вала, а дополнительная секция содержит главный вал дополнительной секции, синхронизатор с понижающей шестерней, расположенной на главном валу дополнительной секции, и промежуточные валы, расположенные вокруг главного вала дополнительной секции; в которой имеется три промежуточных вала, расположенных вокруг главного вала дополнительной секции, при этом три промежуточных вала расположены параллельно друг другу и на равном расстоянии вокруг главного вала дополнительной секции; при этом один из трех промежуточных валов дополнительной секции является соосным с одним из двух промежуточных валов главной секции; ведомая шестерня промежуточного вала дополнительной секции сцеплена с ведущей шестерней; шестерня промежуточного вала дополнительной секции сцеплена с понижающей шестерней, а выходной конец главного вала дополнительной секции соединен с фланцем.
В предпочтительном варианте выполнения синхронизатор выполнен в виде синхронизатора с запорным штырем.
В предпочтительном варианте выполнения синхронизатор выполнен в виде синхронизатора с запорным кольцом.
В предпочтительном варианте выполнения синхронизатор выполнен в виде синхронизатора с запорным кольцом и одним конусом или множеством конусов.
В предпочтительном варианте выполнения синхронизатор с запорным кольцом и множеством конусов выполнен в виде синхронизатора с запорным кольцом и двойным или тройным конусом.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества.
1. Поскольку число промежуточных валов дополнительной секции возрастает от двух до трех, то в случае, когда нагрузка трансмиссии сохраняется неизменной, нагрузка на каждый промежуточный вал уменьшается, следовательно, толщина колес может быть уменьшена, и осевой размер трансмиссии может быть уменьшен. Более того, нагрузочная способность дополнительной секции может быть увеличена.
2. Конструкция с тремя промежуточными валами работает в дополнительной секции таким образом, что оказывается возможным увеличить число зубьев, одновременно сцепленных с шестерней главного вала дополнительной секции, за счет чего достичь более плавной трансмиссии в сравнении с известной дополнительной секцией с двумя промежуточными валами с тем, чтобы уменьшить шумы и удары и продлить срок службы шестерен дополнительной секции.
Краткое описание чертежей
Приведенные чертежи используются для дальнейшего пояснения настоящего изобретения и составляют часть заявки, а схематичные варианты конструкции и их описания служат для разъяснения настоящего изобретения и не ограничивают его объема.
На фиг.1 показан частичный разрез, представляющий общую конструкцию выходного вала главной секции, который снабжен синхронизатором для обеспечения зубчатого зацепления, выполненного в соответствии с настоящим изобретением (в которой другая сборка промежуточного вала главной секции и другие две сборки промежуточного вала дополнительной секции не показаны).
На фиг.2 показан схематичный вид, показывающий взаимное расположение выходного вала главной секции, промежуточных валов главной секции и трех промежуточных валов дополнительной секции, выполненных в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показан частичный разрез, показывающий конструкцию выходного вала главной секции, которая снабжена синхронизатором с запорным кольцом и двойным конусом для зубчатого зацепления, выполненного в соответствии с другим вариантом выполнения настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Общая конструкция и принцип работы согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения будут рассмотрены подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан частичный разрез, представляющий общую конструкцию выходного вала главной секции, который снабжен синхронизатором для зубчатого зацепления. Многоступенчатая составная трансмиссия транспортного средства, имеющая вспомогательную секцию с тремя промежуточными валами, снабжена главной секцией с пятью шестернями (включая самоподъемную шестерню) и дополнительную секцию с двумя шестернями. Главная секция трансмиссии транспортного средства, имеющая дополнительную секцию с тремя промежуточными валами, содержит входной вал 1, шестерню 38 входного вала и выходной вал 40, присоединенный с правой стороны входного вала 1. Выходной вал снабжен реверсивной шестерней 30, шестерней 32 малой скорости, шестерней 33 первой скорости, шестерней 35 второй скорости, шестерней 36 третьей скорости и установленными на нем синхронизаторами 39. Синхронизаторы 39 предназначены для сцепления малой шестерни с реверсивной шестерней, шестерни первой скорости с шестерней второй скорости и шестерни третьей скорости с шестерней четвертой скорости соответственно.
На фиг.3 приведен частичный разрез выходного вала главной секции, снабженного синхронизатором с запорным кольцом, имеющим двойной конус для зубчатого сцепления, выполненный в соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения. Синхронизаторы 39', расположенные в положениях, обозначенных позицией 39, предназначены для сцепления шестерни первой скорости с шестерней второй скорости и для сцепления шестерни третьей скорости с шестерней второй скорости. Синхронизатор 39' может представлять собой синхронизатор с запорным кольцом, синхронизатор с запорным штырем, синхронизатор с запорным кольцом и одним конусом, или синхронизатор с запорным кольцом и множеством конусов. Синхронизатор с запорным кольцом и многими конусами может представлять собой синхронизатор с двойным конусом или синхронизатор с тройным конусом.
Средство смещения шестерен главной секции, которое содержит низко расположенную и реверсивную смещающую вилку 31, 1-ю и 2-ю смещающую вилку, 3-ю и 4-ю смещающую вилку 37, а также соответствующие валы смещающих вилок и головки смещающих вилок, располагается над синхронизаторами, т.е. на верхней крышке главной секции. Два промежуточных вала 5 располагаются симметрично по обеим сторонам выходного вала, и оба вала проходят параллельно главному валу. Первую шестерню промежуточного вала приводит в действие шестерня 6, которая постоянно сцеплена с шестерней 38 входного вала и другими шестернями 11, 10, 9, 8, расположенными на промежуточном валу и соответственно постоянно сцепленными с соответствующими шестернями выходного вала. Входной вал, выходной вал и промежуточные валы состыкованы с корпусом главной секции с помощью подшипников 2, 29, 4 и 15 соответственно.
Дополнительная секция трансмиссии транспортного средства, имеющая три промежуточных вала, содержит главный вал 25 дополнительной секции, ведомую шестерню 18 промежуточного вала дополнительной секции, а также понижающую шестерню 22 главного вала дополнительной секции и синхронизатор 23 с запорным штырем, расположенный на главном валу дополнительной секции. Синхронизатор 23 может быть выполнен в виде синхронизатора с запорным кольцом и одним конусом или синхронизатором с запорным кольцом и множеством конусов. Синхронизатор с запорным кольцом и множеством конусов может быть выполнен в виде синхронизатора с запорным кольцом и двойным конусом или синхронизатора с запорным кольцом и тройным конусом. Средство смещения шестерен дополнительной секции, которое объединяет смещающую вилку, вал 28 смещающей вилки и цилиндр 27, располагается на задней стенке 20 дополнительной секции. Смещающая вилка приводится в действие с помощью поршня цилиндра.
На фиг.2 показан схематичный вид взаимного расположения выходного вала главной секции, двух промежуточных валов главной секции и трех промежуточных валов дополнительной секции, соответствующих данному варианту выполнения настоящего изобретения. Выходной вал 40 главной секции является соосным с главным валом 25 дополнительной секции, и имеется три промежуточных вала 19, расположенных вокруг главного вала дополнительной секции. Три промежуточных вала 19 расположены параллельно друг другу и на одинаковом расстоянии вокруг главного вала дополнительной секции. При этом один промежуточный вал дополнительной секции является соосным с одним из двух промежуточных валов 5 главной секции. В другом варианте три промежуточных вала дополнительной секции могут быть не соосны с любым из двух промежуточных валов главной секции. Ведомая шестерня 18 промежуточного вала дополнительной секции сцепляется с ведущей шестерней 24, а шестерня промежуточного вала дополнительной секции сцепляется с понижающей шестерней 22. Главный вал дополнительной секции удерживается на корпусе 20 задней крышки с помощью комбинированного подшипника 41, а промежуточные валы дополнительной секции соединены с корпусом 16 дополнительной секции и корпусом 20 задней крышки с помощью подшипников 17 и 21 соответственно. Выходной конец главного вала дополнительной секции присоединен к фланцу 26. Ведущая шестерня 24 дополнительной секции присоединена к корпусу 16 дополнительной секции с помощью подшипника 29. На фиг.1 также показан реверсивный промежуточный вал 12, подшипник 13 и шестерня реверсивного промежуточного вала.
Далее на примере трехступенчатой передачи подробно будет описана работа многоступенчатой составной трансмиссии транспортного средства, имеющей дополнительную секцию с тремя промежуточными валами и выполненной в соответствии с данным вариантом выполнения настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, мощность подается от двигателя на входной вал 1 главной секции и, следовательно, на шестерню 38 входного вала через муфту. Шестерня 38 входного вала постоянно сцеплена с ведомой шестерней 6 промежуточного вала с тем, чтобы приводить во вращение промежуточный вал 5. Шестерня 8 промежуточного вала постоянно сцеплена с шестерней 36 выходного вала, а шестерня 36 выходного вала установлена на выходном валу и соединена на шпонке с синхронизатором 39. Поскольку синхронизатор 39 соединен шпонкой с выходным валом 40, а смещающая вилка 37 охватывает синхронизатор, то когда смещающая вилка 37 включается благодаря перемещению вала смещающей вилки, синхронизатор будет перемещаться вдоль смещающей вилки. Когда зацепляющий зуб (внешняя шпонка) синхронизатора сцепляется с зацепляющим зубом (внутренняя шпонка) шестерни 36 выходного вала, наружный вал стыкуется с шестерней наружного вала с тем, чтобы вращаться с определенным передаточным отношением. Мощность передается на ведущую шестерню 24 дополнительной секции, крутящий момент передается на соответствующую ведомую шестерню 18 промежуточного вала дополнительной секции, таким образом разделяясь. Шестерня 42 на промежуточном валу 19 дополнительной секции постоянно сцеплена с понижающей шестерней 22 главного вала дополнительной секции. Следовательно, мощность передается от трех промежуточных валов 19 дополнительной секции на понижающую шестерню 22 дополнительной секции. Понижающая шестерня 22 сцепляется с втулкой на синхронизаторе 23 с запорным штырем дополнительной секции для передачи мощности на главный вал 25 промежуточной секции. После этого мощность подается на выход через фланец 26. Аналогично рассмотренной выше ситуации смещение к реверсивной шестерне достигается путем смещения синхронизатора направо с помощью смещающей вилки 31.
Когда дополнительная секция с двумя шестернями установлена на высокую передачу, выходная мощность с помощью выходного вала главной секции передается на главный вал 25 дополнительной секции за счет зацепления ведущей шестерни 24 дополнительной секции с втулкой синхронизатора 23 с запорным штырем дополнительной секции и подается на выход через фланец 26. Когда дополнительная секция с двумя шестернями установлена на низкую передачу, выходная мощность с помощью выходного вала главной секции передается на ведомую шестерню 18 промежуточного вала дополнительной секции через ведущую шестерню 24 дополнительной секции, затем подается на главный вал 25 дополнительной секции за счет зацепления понижающей шестерни 22 дополнительной секции с втулкой синхронизатора 23 и в итоге подается на выход через фланец 26. Втулка синхронизатора дополнительной секции работает от толчка смещающей вилки 28 дополнительной секции поршнем цилиндра 27.
В соответствии с данным вариантом выполнения настоящего изобретения конструкция с тремя промежуточными валами работает в дополнительной секции таким образом, что оказывается возможным увеличить число зубьев, одновременно сцепленных с шестерней главного вала дополнительной секции с тем, чтобы уменьшить шумы и удары и продлить срок службы промежуточного вала дополнительной секции и шестерен дополнительной секции. Поскольку число промежуточных валов дополнительной секции возрастает от двух до трех, то в случае, когда нагрузка трансмиссии сохраняется неизменной, нагрузка на каждый промежуточный вал уменьшается, следовательно, толщина колес может быть уменьшена, и осевой размер трансмиссии может быть уменьшен.
Описанный выше вариант выполнения настоящего изобретения используется только для объяснения принципов изобретения. Следует учесть, что настоящее изобретение не ограничивается только описанным вариантом его выполнения. Специалистами в данной области техники могут быть реализованы различные модификации и дополнения, не выходящие за пределы объема и существа настоящего изобретения. Следовательно, объем защиты настоящего изобретения будет определяться его формулой.