КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE GEARBOX

Предлагаемое изобретение относится к многоступенчатым механическим передачам и может быть использовано в транспортном машиностроении в качестве коробки передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является планетарная коробка передач гидромеханической передачи, содержащая входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов. Три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, и три фрикционных элемента управления образуют основную планетарную коробку передач, четвертый дифференциальный механизм используется как делитель на выходе. Коробка передач имеет шесть передач переднего хода и две заднего хода (см. Патент РФ №2294848 от 10.03.2007).
Однако такая коробка передач имеет отдельные дифференциальные механизмы для образования передачи заднего хода и делителя, сложна по конструкции, имеет низкий КПД и узкий диапазон передаточных чисел заднего хода.
Техническая задача изобретения состоит в повышении коэффициента полезного действия, упрощении конструкции, уменьшении числа дифференциальных механизмов, в улучшении тягово-скоростных характеристик машины за счет расширения диапазона передаточных чисел передач заднего хода и в совершенствовании конструкции за счет разделения схемы на основную планетарную коробку и реверс-делитель.
Поставленная задача достигается за счет того, что коробка передач транспортного средства содержит входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни и семь фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, причем два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач, солнечные шестерни которой соединены с эпициклом третьего дифференциального механизма, водило и солнечная шестерня которого через фрикционные муфты соединены с входным валом и образуют планетарный реверс-делитель с ускоряющей передачей.
В предлагаемой коробке передач транспортного средства уменьшено число дифференциальных механизмов: три вместо четырех.
Использование реверса-делителя позволяет увеличить число передач заднего хода с расширением диапазона передаточных чисел, исключить двухпоточную передачу с циркуляцией мощности на заднем ходу и тем самым повысить коэффициент полезного действия коробки передач.
Установка реверса-делителя на входе позволяет снизить нагрузки на делитель.
Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1), на котором представлена кинематическая схема коробки передач транспортного средства.
Коробка передач содержит входной 1 и выходной 2 валы, основную коробку передач 3, реверс-делитель 4, дифференциальные механизмы 5, 6 и 7, тормоза 8, 9, 10 и 11, муфты 12, 13 и 14. Дифференциальные механизмы 5 и 6, тормоза 8 и 9 и муфта 12 образуют основную коробку передач. Дифференциальный механизм 7, тормоза 10 и 11, муфты 13 и 14 образуют реверс-делитель.
Дифференциальный механизм 5 состоит из эпициклической шестерни 15, водила 16 с сателлитами 17 и солнечной шестерни 18. Эпициклическая шестерня 15 соединена с тормозом 8. Солнечная шестерня 18 соединена с валом 19.
Дифференциальный механизм 6 состоит из эпициклической шестерни 20, водила 21 с сателлитами 22 и солнечной шестерни 23. Эпициклическая шестерня 20 соединена с тормозом 9. Водило 21 дифференциального механизма 6 соединено с эпициклической шестерней 15 дифференциального механизма 5, а при помощи муфты 12 - с валом 19.
Дифференциальный механизм 7 состоит из эпициклической шестерни 24, водила 25 с сателлитами 26 и солнечной шестерни 27. Водило 25 соединено с тормозом 10 и через муфту 14 - с входным валом 1. Эпициклическая шестерня 24 дифференциального механизма 7 соединена с валом 19. Солнечная шестерня 27 соединена через муфту 13 с входным валом 1 и с тормозом 11.
Механизм реверса образуется при включении тормоза 10 и муфты 13.
Коробка передач имеет шесть передач переднего хода и три передачи заднего хода.
Управляющие элементы основной коробки передач 3: тормоз 8 первой и второй передач переднего хода и первой передачи заднего хода, тормоз 9 третьей и четвертой передач переднего хода и второй передачи заднего хода, муфта 12 пятой и шестой передач переднего хода и третьей передачи заднего хода.
Управляющие элементы реверса-делителя: тормоз 10 и муфта 13 для передач заднего хода, муфта 14 и тормоз 11 для высшей ступени ускоряющего делителя, и муфты 13 и 14 для низшей ступени делителя, при этом передаточное число делителя равно единице.
Коробка передач работает следующим образом.
Первая, третья и пятая передачи переднего хода образуются при включении муфт 13 и 14 низшей ступени делителя.
Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода образуются при включении муфты 14 и тормоза 11 высшей ступени ускоряющего делителя.
Первая и вторая передачи образуются при включении тормоза 8 основной коробки передач 3. Мощность на первой передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя, солнечную шестерню 18, водило 16 к выходному валу 2. Мощность на второй передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя, солнечную шестерню 18, водило 16 к выходному валу 2.
Третья и четвертая передачи образуются при включении тормоза 9 основной коробки передач 3. При этом из дифференциальных механизмов 5 и 6 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме разветвления мощности.
Мощность на третьей передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя к выходному валу 2 двумя потоками: первым - через солнечную шестерню 23, водило 21, эпициклическую шестерню 15 и вторым потоком - через солнечную шестерню 18 и водило 16.
Мощность на четвертой передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя к выходному валу 2 двумя потоками: первым - через солнечную шестерню 23, водило 21, эпициклическую шестерню 15 и вторым потоком - через солнечную шестерню 18 и водило 16.
Пятая и шестая передачи образуются при включении муфты 12. Муфта 12 блокирует два звена дифференциального механизма 5: солнечную шестерню 18 и эпициклическую шестерню 15, образуя прямую передачу. Мощность на пятой передаче передается от входного вала 1 через муфты 13, 14 и дифференциальный механизм 7 делителя, заблокированную основную коробку передач 3 к выходному валу 2. Мощность на шестой передаче передается от входного вала 1 через муфту 14, тормоз 11 и дифференциальный механизм 7 делителя, заблокированную основную коробку передач 3 к выходному валу 2.
Первая, вторая и третья передачи заднего хода образуются при включении муфты 13 и тормоза 10 делителя 7 и тормоза 8, или тормоза 9, или муфты 12 основной коробки передач 3.
Мощность на передачах заднего хода передается от входного вала 1 через муфту 13, солнечную шестерню 27 и эпициклическую шестерню 24 дифференциального механизма 7 при остановленном водиле 25, основную коробку 3 к выходному валу 2.
Параметры дифференциальных механизмов 5, 6 и 7 одинаковы и подобраны таким образом, чтобы обеспечивался ряд передаточных чисел по геометрической прогрессии на передачах переднего и заднего хода.
За счет различной взаимной установки основной коробки и реверса-делителя достигается универсальность коробки передач для переднеприводных и заднеприводных автомобилей, для гусеничных машин с продольным и поперечным расположением ведущего и ведомого валов, а также обеспечивается подвод и съем мощности между основной коробкой и реверсом-делителем.
Сущность получения различных конфигураций коробки передач транспортного средства поясняется чертежом (фиг.2), на котором представлены три варианта кинематических схем коробки передач с различным расположением входного 1 и выходного 2 валов, основной планетарной коробки передач 3 и реверса-делителя 4 - а), б), в).
Преимущество изобретения состоит в том, что предлагаемая коробка передач транспортного средства по сравнению с прототипом позволяет уменьшить число дифференциальных механизмов, расширить диапазон передаточных чисел передач заднего хода, исключить двухпоточную передачу с циркуляцией мощности на заднем ходу и тем самым повысить коэффициент полезного действия коробки передач, упростить конструкцию и унифицировать дифференциальные механизмы и подшипниковые узлы сателлитов.