ДЕВЯТИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ
NINE-SPEED GEARBOX WITH TWO CLUTCHES

Техническое решение относится к трансмиссиям транспортных средств. Оно касается девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями.
В заявке №2014013881, опубликованной в США, показана девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями, содержащая семь рядов зубчатых колес и муфты управления коробкой передач. Кинематическая схема этой коробки передач позволяет получить девять передач переднего хода и одну передачу заднего хода. Однако эта коробка передач имеет сложную конструкцию и сравнительно большие осевые габариты.
Более близким аналогом является многоступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями, представленная на фигуре 1 в заявке №2018031096, опубликованной в США. Она содержит внешний и внутренний первичные валы, основной и дополнительный промежуточные валы, вторичный вал, расположенный соосно с первичными валами. На внешнем первичном валу закреплены зубчатые колеса, зацепленные с зубчатыми колесами, свободно расположенными на основном промежуточном валу. На вторичном валу свободно расположены зубчатые колеса, зацепленные с зубчатыми колесами, закрепленными на основном промежуточном валу. На дополнительном промежуточном валу закреплены зубчатые колеса, одно из которых зацеплено с зубчатым колесом, закрепленным на внутреннем первичном валу, а другое зацеплено с зубчатым колесом, свободно расположенным на вторичном валу. Коробка передач содержит зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с основным промежуточным валом зубчатых колес, расположенных на этом валу, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом зубчатых колес, расположенных на вторичном валу и зацепленных с зубчатыми колесами, закрепленными на основном промежуточном валу, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом внутреннего первичного вала и зубчатого колеса, расположенного на вторичном валу и зацепленного с зубчатым колесом, закрепленным на дополнительном промежуточном валу. Однако этой коробкой передач сложно управлять из-за наличия большого количества муфт.
Решаемая задача - упрощение конструкции девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями, повышение удобства управления ею и улучшение ее эксплуатационных характеристик.
Решение указанной задачи достигается тем, что девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями содержит внешний и внутренний первичные валы, основной и дополнительный промежуточные валы, вторичный вал, расположенный соосно с первичными валами, зубчатые колеса, закрепленные на внешнем первичном валу и зацепленные с зубчатыми колесами, свободно расположенными на основном промежуточном валу, зубчатые колеса, свободно расположенные на вторичном валу и зацепленные с зубчатыми колесами, закрепленными на основном промежуточном валу, зубчатые колеса, закрепленные на дополнительном промежуточном валу, одно из которых зацеплено с зубчатым колесом, закрепленным на внутреннем первичном валу, а другое зацеплено с зубчатым колесом, свободно расположенным на вторичном валу, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с основным промежуточным валом зубчатых колес, расположенных на этом валу. Эта коробка передач содержит зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом зубчатых колес, зацепленных с зубчатыми колесами, закрепленными на основном промежуточном валу, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом внутреннего первичного вала и зубчатого колеса, расположенного на вторичном валу и зацепленного с зубчатым колесом, закрепленным на дополнительном промежуточном валу. Созданная коробка передач содержит зубчатое колесо, закрепленное на внешнем первичном валу и зацепленное с промежуточной шестерней, зацепленной с зубчатым колесом, свободно расположенным на основном промежуточном валу, зубчатую муфту двухстороннего действия для попеременного соединения с основным промежуточным валом дополнительного промежуточного вала и зубчатого колеса, зацепленного с промежуточной шестерней.
При таком рациональном размещении зубчатых колес все зубчатые муфты в коробке передач выполнены двухстороннего действия. Это позволило сократить их количество, что обеспечило упрощение конструкции девятиступенчатой коробки передач и повысило удобство управления ею. А обеспечение возможности переключения всех передач переднего хода без разрыва потока мощности позволило улучшить эксплуатационные характеристики этой коробки передач.
На фигуре 1 показана кинематическая схема девятиступенчатой коробки передач с двумя сцеплениями.
На фигуре 2 показана схема включения передач в девятиступенчатой коробке передач в соответствии с ее кинематической схемой.
Девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями, кинематическая схема которой показана на фигуре 1, содержит внутренний и внешний первичные валы 1 и 2, имеющие привод от сцеплений 3 и 4, основной и дополнительный промежуточные валы 5 и 6 и вторичный вал 7, расположенный соосно с первичными валами 1 и 2. На внешнем первичном валу 2 закреплены зубчатые колеса 8-10. Зубчатые колеса 8 и 9 зацеплены с зубчатыми колесами 11 и 12, свободно расположенными на переднем участке основного промежуточного вала 5. Зубчатое колесо 10 зацеплено с промежуточной шестерней 13, которая зацеплена с зубчатым колесом 14, свободно расположенным на промежуточном валу 5. На вторичном валу 7 свободно расположены зубчатые колеса 15 и 16, зацепленные с зубчатыми колесами 17 и 18, закрепленными на заднем участке промежуточного вала 5. На дополнительном промежуточном валу 6 закреплены зубчатое колесо 19, зацепленное с зубчатым колесом 20, закрепленным на внутреннем первичном валу 1, и зубчатое колесо 21, зацепленное с зубчатым колесом 22, свободно расположенным на вторичном валу 7.
Эта коробка передач содержит четыре зубчатые муфты, а именно зубчатую муфту 23 двухстороннего действия для попеременного соединения с основным промежуточным валом 5 зубчатых колес 11 и 12, зубчатую муфту 24 двухстороннего действия для попеременного соединения с основным промежуточным валом 5 дополнительного промежуточного вала 6 и зубчатого колеса 14, зубчатую муфту 25 двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом 7 первичного вала 1 и зубчатого колеса 22, зубчатую муфту 26 двухстороннего действия для попеременного соединения с вторичным валом 7 зубчатых колес 15 и 16.
Коробка передач, показанная на фигуре 1, работает следующим образом.
Для включения первых трех передач переднего хода соединяют муфтой 26 зубчатое колесо 16 с вторичным валом 7. После этого включают в коробке передач первую передачу.
Для включения первой передачи, как показано на фигуре 2, соединяют муфтой 23 зубчатое колесо 12 с промежуточным валом 5 и замыкают сцепление 4. Сцепление 4 при его включении передает крутящий момент двигателя с входного вала (на фигурах не показан) на первичный вал 2 и закрепленное на нем зубчатое колесо 9. От зубчатого колеса 9 через зацепленное с ним зубчатое колесо 12 и муфту 23 крутящий момент передается на промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 18 и 16 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Для включения второй передачи соединяют муфтой 24 основной промежуточный вал 5 с дополнительным промежуточным валом 6, замыкают сцепление 3 и одновременно размыкают сцепление 4. На второй передаче крутящий момент от первичного вала 1 и закрепленного на нем зубчатого колеса 20 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 19, закрепленное на дополнительном промежуточном валу 6, и муфту 24 передается на основной промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 18 и 16 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Для включения после второй передачи третьей передачи отсоединяют муфтой 23 от вала 5 зубчатое колесо 12 и, переводя муфту 23 в другое крайнее положение, соединяют муфтой 23 с валом 5 зубчатое колесо 11. Затем размыкают сцепление 3 и одновременно замыкают сцепление 4. На третьей передаче крутящий момент от первичного вала 2 и закрепленного на нем зубчатого колеса 8 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 11 и муфту 23 передается на промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 18 и 16 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Для включения четвертой передачи отсоединяют муфтой 24 от основного промежуточного вала 5 дополнительный промежуточный вал 6, затем соединяют муфтой 25 зубчатое колесо 22 с вторичным валом 7, размыкают сцепление 4 и одновременно замыкают сцепление 3. Тогда крутящий момент от сцепления 3 через первичный вал 1 и закрепленное на нем зубчатое колесо 20 и далее через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 19 поступает на дополнительный вал 6. От вала 6 крутящий момент через закрепленное на нем зубчатое колесо 21 и зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 22 и муфту 25 передается к вторичному валу 7.
Для включения пятой, шестой и седьмой передач переднего хода отсоединяют муфтой 26 от вала 7 зубчатое колесо 16 и соединяют этой муфтой 26 с валом 7 зубчатое колесо 15.
При переходе на пятую передачу отсоединяют муфтой 23 от вала 5 зубчатое колесо 11 и соединяют этой муфтой 23 с валом 5 зубчатое колесо 12. Затем размыкают сцепление 3 и одновременно замыкают сцепление 4. На пятой передаче крутящий момент от первичного вала 2 и закрепленного на нем зубчатого колеса 9 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 12 и муфту 23 передается на промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 17 и 15 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Для включения шестой передачи отсоединяют муфтой 25 зубчатое колесо 22 от вторичного вала 7, затем соединяют муфтой 24 промежуточный вал 5 с промежуточным валом 6, замыкают сцепление 3 и одновременно размыкают сцепление 4. На шестой передаче крутящий момент от первичного вала 1 и закрепленного на нем зубчатого колеса 20 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 19, закрепленное на валу 6, и муфту 24 передается на вал 5. От вала 5 через зубчатые колеса 17 и 15 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Для включения после шестой передачи седьмой передачи отсоединяют муфтой 23 от вала 5 зубчатое колесо 12 и соединяют этой муфтой 23 с валом 5 зубчатое колесо 11. Затем размыкают сцепление 3 и одновременно замыкают сцепление 4. На седьмой передаче крутящий момент от первичного вала 2 и закрепленного на нем зубчатого колеса 8 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 11 и муфту 23 передается на промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 17 и 15 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7.
Восьмая передача является прямой передачей. Перед включением восьмой передачи отсоединяют муфтой 24 дополнительный промежуточный вал 6 от основного промежуточного вала 5, соединяют муфтой 25 вторичный вал 7 с первичным валом 1, размыкают сцепление 4 и одновременно замыкают сцепление 3. Тогда крутящий момент от сцепления 3 через первичный вал 1 и муфту 25 поступает к вторичному валу 7 коробки передач.
Девятая передача является повышающей. Перед включением девятой передачи отсоединяют муфтой 26 зубчатое колесо 15 от вторичного вала 7, соединяют муфтой 24 промежуточный вал 6 с промежуточным валом 5, замыкают сцепление 4 и одновременно размыкают сцепление 3. На девятой передаче крутящий момент от первичного вала 2 и закрепленного на нем зубчатого колеса 8 через зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 11 и муфту 23 передается на промежуточный вал 5. От вала 5 крутящий момент через муфту 24, промежуточный вал 6, закрепленное на нем зубчатое колесо 19 и зацепленное с этим зубчатым колесом зубчатое колесо 20 передается на первичный вал 1, а от него через муфту 25 на вторичный вал 7.
Для движения транспортного средства назад включают первую передачу заднего хода. Для этого соединяют муфтой 24 зубчатое колесо 14 с промежуточным валом 5 и соединяют муфтой 26 вторичный вал 7 с зубчатым колесом 16. В таком случае крутящий момент от сцепления 4 передается через первичный вал 2, зубчатое колесо 10, промежуточную шестерню 13, зубчатое колесо 14 и муфту 24 на промежуточный вал 5. От промежуточного вала 5 через зубчатые колеса 18 и 16 и муфту 26 крутящий момент передается к вторичному валу 7 коробки передач.
Включение второй передачи заднего хода производят аналогично с включением первой передачи заднего хода, для чего муфту 26 переводят в другое крайнее положение. При этом передача крутящего момента происходит от промежуточного вала 5 к вторичному валу 7 через зубчатое колесо 17, зацепленное с ним зубчатое колесо 15 и муфту 26.
Созданная девятиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями обеспечивает возможность переключения на любую соседнюю передачу переднего хода без разрыва потока мощности, что позволяет улучшить эксплуатационные характеристики этой коробки передач. Рациональное размещение в коробке передач зубчатых колес и зубчатых муфт сделало возможным использование в ней зубчатых муфт только двухстороннего действия, что позволило свести их количество к минимуму. В результате упростилась конструкция девятиступенчатой коробки передач и повысилось удобство управления ею.