ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Техническое решение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях специальных транспортных средств, требующих малых технологических скоростей передвижения и отбора мощности, например, для коммунальной техники.
Известна автомобильная трансмиссия, содержащая основную коробку передач и задний понижающий редуктор - демультипликатор или раздаточную коробку (см., например, Осько В.В. «Устройство и эксплуатация автомобиля КамА3-4310», - М., Патриот, 1991, с.177-180. Такое решение обеспечивает возможность существенного расширения диапазона передаточных чисел в трансмиссии и, соответственно, скорости передвижения, расширяет функциональные возможности трансмиссии (в том числе отбор мощности), однако отличается значительными массо-габаритными характеристиками, так как в этом случае необходимо обеспечить передачу крутящего момента двигателя по всему диапазону передаточных чисел коробки передач.
Известная конструкция серийной коробки передач с передним дополнительным повышающим редуктором (делителем) КамА3-15 (см. «Автомобиль-тягач КамА3-5320 и его модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации» - М., Машиностроение, 1976, с.104-115, рис.62). Такая конструкция позволяет расширить ряд передаточных чисел трансмиссии, но только «внутри» существующего ряда, что облегчает работу водителя, но не обеспечивает работу трансмиссии в тяжелых дорожных условиях или технологических режимах, требующих малых скоростей.
Известна также конструкция многоступенчатой коробки передач («Leyland-GB247»), в которой дополнительные редукторы расположены как спереди, так и сзади ее (см. Высоцкий М.С.и др. «Грузовые автомобили», М., Машиностроение, 1979, с.172-173, рис.54). Такое решение в основном устраняет недостатки коробки передач с задним дополнительным редуктором, но отличается сложностью конструкции и управления, и также не обеспечивает диапазон передаточных чисел трансмиссии, необходимый для специальных транспортных средств (например, «ползучую» скорость).
Последняя конструкция является наиболее близким к заявляемому решению.
Цель заявляемого решения - увеличить диапазон передаточных чисел трансмиссии для расширения функциональных возможностей специального автомобиля.
Поставленная цель достигается тем, что в известной трансмиссии, включающей механическую коробку передач и установленный перед ней дополнительный понижающий редуктор, последний снабжен входным валом с шестерней, установленными перед первичным валом коробки передач, и парой шестерен, размещенных на одном валу, одна из которых входит в зацепление с шестерней входного вала понижающего редуктора, а другая - с шестерней понижающего редуктора, установленной на первичном валу коробки передач, при этом первичный вал коробки передач посредством механизма управления может быть соединен/разъединен либо с входным валом понижающего редуктора, либо с его шестерней, установленной на первичном валу.
Вал, на котором размещена упомянутая пара шестерен, может быть размещен соосно промежуточному валу коробки передач, а входной вал и установленная на нем шестерня понижающего редуктора могут быть выполнены либо в виде одной детали, либо шестерня понижающего редуктора может быть установлена на входном валу на подшипнике с возможностью соединения-разъединения.
Кроме этого трансмиссия может быть дополнительно снабжена устройством отбора мощности в виде хотя бы одной шестерни с механизмом управления и входящей в зацепление с шестерней, установленной перед первичным валом коробки передач, само устройство отбора мощности может иметь несколько выходных валов, при этом хотя бы один из них может быть размещен над коробкой передач. Ведомая шестерня устройства отбора мощности может быть установлена на выходном валу с возможностью соединения-разъединения с ним посредством механизма включения, а ведомая шестерня устройства отбора мощности может быть связана с ее выходным валом через управляемую фрикционную муфту.
Элементы дополнительного понижающего редуктора и/или устройства отбора мощности могут быть выполнены в виде отдельного приставного модуля и размещены в отдельном картере, при этом осевой габарит приставного модуля может быть выполнен равным осевому габариту штатного делителя коробки передач.
Также картер коробки передач может быть выполнен туннельного типа (без верхней крышки), полости картеров коробки передач, понижающего редуктора и устройства отбора мощности могут иметь общую масляную ванну, а понижающий редуктор и устройство отбора мощности могут быть оснащены принудительной системой смазки.
Снабжение понижающего редуктора входным валом с шестерней, установленными перед первичным валом коробки передач, и парой шестерен, размещенных на одном валу, одна из которых входит в зацепление с шестерней входного вала понижающего редуктора, а другая - с шестерней понижающего редуктора, установленной на первичном валу коробки передач расширяет диапазон передаточных чисел трансмиссии, обеспечивающий необходимые скорости передвижения - как транспортные, так и минимальные для выполнения специальных работ.
Возможность соединения/разъединения первичного вала коробки передач посредством механизма управления либо с входным валом понижающего редуктора, либо с его шестерней, установленной на первичном валу обеспечивает переключение режима работы трансмиссии из технологического в транспортный и наоборот.
Размещение вала, на котором размещена упомянутая пара шестерен понижающего редуктора, соосно промежуточному валу коробки передач улучшает технологичность изготовления, в частности, упрощает мехобработку картеров.
Выполнение входного вала понижающего редуктора и установленной на нем шестерни в виде одной детали упрощает конструкцию и делает ее более надежной и технологичной.
Установка шестерни понижающего редуктора на входном валу на подшипнике с возможностью соединения-разъединения, позволяет при режиме разъединения снизить, в транспортном режиме работы трансмиссии, потери на вращение шестерен дополнительного редуктора и перемешивание масла.
Снабжение понижающего редуктора устройством отбора мощности в виде хотя бы одной шестерни с механизмом управления и входящей в зацепление с шестерней, установленной перед первичным валом коробки передач, расширяет функциональные возможности трансмиссии, обеспечивая простой и удобный отбор мощности.
Наличие нескольких выходных валов устройства отбора мощности еще более расширят функциональные возможности трансмиссии, а размещение хотя бы одного выходного вала над коробкой передач наиболее приемлемо для изготовителей специальных надстроек в силу широких компоновочных возможностей.
Связь ведомой шестерни устройства отбора мощности с ее выходным валом через управляемую фрикционную муфту позволяет осуществлять включение/выключение выходного вала без выключения штатного сцепления, а также во время движения специального автомобиля, что повышает его производительность, снижает утомляемость водителя, повышает ресурс узлов трансмиссии.
Размещение элементов дополнительного понижающего редуктора и/или устройства отбора мощности в отдельном картере в виде отдельного приставного модуля позволяет использовать их в трансмиссии автомобилей с серийно выпускаемыми коробками передач.
Выполнение осевого габарита приставного модуля равным осевому габариту штатного делителя коробки передач обеспечивает унификацию и взаимозаменяемость с уже серийно изготовляемыми и широко распространенными в эксплуатации коробками передач вместо переднего повышающего редуктора-делителя (например, автомобилей «КамАЗ»). В последнем случае вместо пары шестерен делителя в оригинальный картер устанавливаются две пары шестерен, из которых одна пара выполнена в виде блока, и механизма соединения шестерен с валами. Кроме выигрыша в весе предлагаемое решение позволяет оставить без изменения карданную передачу, тогда как в случае с задним расположением дополнительного редуктора (ходоуменьшителя), карданную передачу приходилось укорачивать.
Выполнение картера коробки передач туннельного типа позволяет обеспечить жесткость, больший ресурс коробки передач и технологичность картера, при этом организовать простой и удобный отбор мощности.
Выполнение полостей картеров коробки передач и понижающего редуктора сообщающимися, с общей масляной ванной, упрощает систему смазки.
Оснащение понижающего редуктора и устройства отбора мощности принудительной системой смазки гарантированно обеспечивает их работоспособность, что особенно важно при отборе мощности на стоянке.
Заявленное решение поясняется следующими графическими материалами. На фиг.1 показана кинематическая схема трансмиссии; на фиг.2 - то же, вариант конструкции с «туннельным» картером; на фиг.3 - то же, вариант конструкции с устройством отбора мощности; на фиг.4 - то же, вариант конструкции с фрикционной муфтой.
Трансмиссия транспортного средства (фиг.1) включает в себя механическую коробку передач 1 и размещенный перед ней в виде отдельного модуля 2 дополнительный понижающий редуктор (ходоуменьшитель), включающий входной вал 3 с шестерней 4, дополнительный вал 5 с шестернями 6 и 7, шестерню 8, установленную на первичном валу 9 коробки передач и механизм соединения-разъединения 10. Входной вал 3 соосен первичному валу 9 коробки передач, связан одним своим концом шлицевым соединением с ведомым диском сцепления 11, а другим, посредством механизма соединения-разъединения 10, с первичным валом 9 коробки передач. От вала 5 осуществляется привод масляного насоса 12.
Картер коробки передач 1 может быть выполнен туннельного типа (фиг.2), в передней части 14 которого размещаются элементы дополнительного редуктора.
Трансмиссия дополнительно может быть снабжена устройством отбора мощности 15 в виде находящейся в зацеплении с шестерней 4 понижающего редуктора, пары шестерен 16 и 17 отбора мощности с механизмом соединения-разъединения 18 и выходным валом 19 (фиг.3). Возможно соединение выходного вала 19 с ведомой шестерней 17 посредством фрикционной муфты 20 (фиг.4).
Все упомянутые элементы дополнительного привода, включая устройство отбора мощности, размещены на штатном месте установки делителя, и выполнены в виде отдельного приставного модуля 2, осевой габарит «А», которого может быть равен осевому габариту штатного делителя коробки передач под конкретную модель автомобиля (например, «КамАЗ») для обеспечения унификации и взаимозаменяемости (фиг.1).
Трансмиссия работает следующим образом. В транспортном режиме входной вал 3 жестко связан посредством механизма соединения-разъединения 10 с первичным валом 9 коробки, при этом коробка передач работает в обычном (штатном) режиме. Для перехода в технологический режим, требующий снижения рабочей скорости специального автомобиля, механизмом соединения-разъединения 10 входной вал 3 разъединяют с первичным валом 9 коробки передач и соединяют с шестерней 8. При этом крутящий момент передается через шестерни понижающего редуктора - ведущую шестерню 4, пару шестерен 6 и 7 и шестерню 8, установленную на первичном валу 9 коробки передач, тем самым значительно повышая передаточное число и, соответственно, уменьшая скорость передвижения специального автомобиля до минимальной.
При наличии устройства отбора мощности 15 (фиг.3 и 4) одновременно осуществляют отбор мощности для привода дополнительных устройств посредством передачи крутящего момента от шестерни 4 понижающего редуктора, через пару шестерен 16 и 17 на выходной вал 19.
Таким образом, предлагаемое техническое решение значительно увеличивает диапазон передаточных чисел трансмиссии, что расширяет функциональные возможности специального автомобиля. Для реализации данного решения используются известные технологические процессы, т.е. оно является промышленно применимым.