ТРАНСМИССИЯ
TRANSMISSION

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин.
Известны агрегаты трансмиссии со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях (Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с.).
Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.
Наиболее близкой к предлагаемой трансмиссии является традиционная трансмиссия на основе несоосной двухвальной шестиступенчатой коробки передач (КП) по патенту RU №2149767, В60К 17/08 (27.05.2000 Бюл. №15).
В традиционной трансмиссии сцепление установлено между двигателем и КП, на параллельно размещенных в КП входном и выходном валах свободно установлены четыре пары взаимозацепленных шестерен, ряд шестерен заднего хода, причем четыре шестерни входного вала объединены в блок, на входном валу между блоком шестерен и отдельной шестерней установлена трехпозиционная муфта переключения, напротив этой муфты на выходном валу расположен блок из двух шестерен, а также установлены две трехпозиционные муфты.
Размещение сцепления сразу за двигателем ограничивает компоновочные возможности трансмиссии как из-за размеров маховика двигателя, так и в связи со смещением дифференциала от середины колеи, что вызывает сложности с компоновкой карданных передач в приводе ведущих колес: необходимость применения валов различной длины, установка балансировочных грузов и т.д. Традиционная компоновка трансмиссии (двигатель, сцепление, КП) снижает ремонтопригодность. Замена недолговечного ведомого диска сцепления из-за износа фрикционных накладок сопряжена со сложными работами.
Задачей изобретения является улучшение компоновочных возможностей и ремонтопригодности трансмиссии.
Технический результат достигается за счет перемещения габаритного маховика со сцеплением на периферию трансмиссии, что позволяет сместить дифференциал ближе к оси транспортного средства.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что трансмиссия, содержащая сцепление с нажимной диафрагменной пружиной, корпус агрегата с размещенными в нем несоосной двухвальной коробкой передач, главной передачей и дифференциалом, карданные передачи привода ведущих колес, на параллельно размещенных в коробке передач входном и выходном валах свободно установлены четыре пары взаимозацепленных шестерен, ряд шестерен заднего хода, причем четыре шестерни входного вала объединены в блок, на выходном валу установлены две трехпозиционные муфты, при этом коробка передач установлена сразу за двигателем, а сцепление с маховиком двигателя за коробкой передач, маховик двигателя закреплен на выходе входного вала, нажимной диск сцепления расположен между коробкой передач и маховиком двигателя, он имеет механическую связь между нажимной диафрагменной пружиной и маховиком двигателя, ведомый диск сцепления установлен на трубчатом валу привода коробки передач, на шестерне этого вала расположена двухпозиционная муфта одностороннего действия, аналогичная муфта, развернутая в другую сторону, установлена на шестерне выходного вала, обе муфты взаимосвязаны вилкой переключения.
На фиг.1 изображена кинематическая схема трансмиссии на основе несоосной двухвальной шестиступенчатой КП 6R2 (6 передач переднего хода и 2 передачи заднего хода) с симметричным дифференциалом. Муфты А, В и С показаны в нейтральном положении, фактически муфты А в этом положении не фиксируются, а только проходят его при переключении передач. В нижней части, под схемой, внутри окружностей приведены цифры 1, 2, 3 и 4, обозначающие номера расположенных над ними пар шестерен, а также буква R, обозначающая ряд шестерен заднего хода.
На фиг.2 представлена лучевая диаграмма с таблицей положений муфт переключения на различных передачах: П - правое, Л - левое положение, Н - нейтральное. Номера передач переднего хода (6-1) указаны над верхней горизонталью. Передачи заднего хода обозначены под нижней горизонталью (2R, 1R). В верхней части таблицы показаны номера пар шестерен, работающих на данной передаче. На горизонтальных шкалах лучевой диаграммы в логарифмическом виде представлены величины передаточных чисел пар шестерен и передач. На средней горизонтали слева т.0 соответствует входному валу, на крайних горизонталях величины передаточных чисел приведены к выходному валу. Наклон луча направо характеризует замедляющий режим работы пары шестерен, чем положе луч, тем больше передаточное число. Наклон луча налево обозначает ускоряющий режим работы пары шестерен. Наклон луча каждой пары шестерен постоянный на любом участке лучевой диаграммы.
В опорах корпуса агрегата 1 расположены входной вал 2 и выходной вал 3. На выходе входного вала 2 закреплен маховик двигателя 3, на котором с помощью направляющего устройства 4 зафиксирован нажимной диск сцепления 5. Направляющее устройство 4 взаимодействует с нажимной диафрагменной (тарельчатой лепестковой) пружиной 6, которая имеет двустороннюю опору 7 на маховике 3. Внутренние концы диафрагменной пружины 6 расположены на муфте выключения сцепления 8 с выжимным подшипником 9, установленной на направляющей 10, внутри которой расположена опора входного вала 2. Вилка выключения сцепления 11 имеет опору 12 в корпусе агрегата 1, внутренний конец этой вилки расположен в пазу муфты выключения сцепления 8. Ведомый диск сцепления 13 с фрикционными накладками, размещенный между маховиком двигателя 3 и нажимным диском 4, установлен на трубчатом валу 14 привода КП, на этом валу закреплена ведущая шестерня 15. На входном валу 2 свободно установлен блок шестерен 16, 17, 18 и 19. Шестерни 15, 16, 17 и 18 зацеплены соответственно с шестернями 20, 21, 22 и 23, свободно установленными на выходном валу 3, на котором также свободно установлена ведомая шестерня заднего хода 24. Ведомая шестерня заднего хода 24 через промежуточную шестерню 25 зацеплена с шестерней 19 блока шестерен. Двухпозиционная муфта одностороннего действия 26 установлена на венце шестерни 15 привода КП, аналогичная муфта 27 развернута в другую сторону и установлена на венце шестерни 21 ведомого вала 3. Вилка переключения 28 соединяет муфты 26 и 27 (А). Трехпозиционная муфта 29 (В) установлена на ступице выходного вала 3 между шестернями 21 и 22, аналогичная муфта 30 (С) расположена между шестернями 23 и 24. На конце выходного вала 3 закреплена ведущая шестерня 31, которая зацеплена с ведомой шестерней 32 главной передачи. Корпус дифференциала 33 закреплен на ведомой шестерне 32, на крестовине (оси) 34 дифференциала установлены сателлиты 35, зацепленные с шестернями 36 карданных передач 37 привода ведущих колес.
Возможно другое размещение муфт А - муфта 26 на широком венце шестерни 16, а муфта 27 на широком венце шестерни 20.
Работа трансмиссии осуществляется следующим образом.
В настоящее время перспективны сцепления с вытягиваемой нажимной диафрагменной (тарельчатой лепестковой) пружиной. При включенном сцеплении нажимная диафрагменная пружина 6, опираясь на двустороннюю опору 7 маховика 3, через направляющее устройство 4 притягивает нажимной диск 5 в сторону маховика 3 и зажимает ведомый диск сцепления 13 с фрикционными накладками между маховиком 3 и нажимным диском 5. Силы трения в парах трения (маховик - ведомый диск и маховик - нажимной диск) передают крутящий момент на ведомый диск сцепления 13 и трубчатый вал 14 привода КП. Направляющее устройство 4 допускает только осевое перемещение и не допускает углового перемещения нажимного диска 5 относительно маховика 3. Фиксация нажимного диска 5 относительно маховика 3 (на фиг.1 не показана) возможна различными способами: специальные пазы в маховике или окна в кожухе сцепления, в которые входят выступы нажимного диска; направляющие пальцы; соединения шпоночного типа. В настоящее время находят применение тангенциальные упругие пластины, равномерно расположенные и приклепанные с одной стороны к нажимному диску, а с другой стороны - к кожуху сцепления, закрепленному на маховике.
Для переключения передач или включения нейтрального положения в КП сцепление выключают за счет привода сцепления (на фиг.1 не показан), который перемещает наружный конец вилки выключения 11. Вилка 11 упирается в опору 12 в корпусе агрегата 1 и перемещает по направляющей 10 муфту выключения 8 с выжимным подшипником 9 и внутренней частью нажимной диафрагменной пружины 6 в направлении от маховика 3. Диафрагменная пружина 6 упирается в двустороннюю опору 7 маховика 3 и направляющим устройством 4 отводит нажимной диск 5 от маховика 3, обеспечивая зазоры между ведомым диском 13 и маховиком 3 с одной стороны, а также нажимным диском 5 с другой стороны. Крутящий момент не поступает на КП, что позволяет переключить передачи.
Первая передача
Муфты А и С находятся в левом положении, а муфта В - в нейтральном (см. табл. над т.1 фиг.2).
Крутящий момент от входного вала 2 передается на маховик 3, направляющее устройство 4 и нажимной диск 5, от них на ведомый диск сцепления 13, трубчатый вал 14, по паре шестерен 15-20, по муфте 27 (А) в левом положении поступает на пару шестерен 16-21, затем по блоку на пару шестерен 18-23, по муфте 30 (С) в левом положении на выходной вал 3, пару шестерен 31-32 главной передачи, корпус дифференциала 33, крестовину 34, сателлиты 35, от них на шестерни 36 карданных передач 37 привода ведущих колес.
На лучевой диаграмме (см. фиг.2) эта передача представлена тремя лучами, выходящими из т.0 на средней горизонтали. Пологий луч 1 направлен направо вверх к т.3, затем луч 2 направо вниз и луч 4 направо вверх к т.1.
Вторая передача
Муфту В переключаем в правое положение, а муфту С - в нейтральное. Пара шестерен 18-23 выключается из работы, вместо нее включается пара 17-22. На лучевой диаграмме эта передача представлена тремя лучами: луч 1 направлен направо вверх к т.3, затем луч 2 направо вниз и луч 3 направо вверх к т.2.
Третья передача
Муфту В переключаем в левое положение. От трехпарных зацеплений переходим к однопарным. Крутящий момент передается парой шестерен 14-20, далее по муфте 27 (А) на корпус шестерни 21, на муфту 29 (В) в левом положении, на выходной вал 3 и далее, как на предыдущих передачах. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 1 к т.3.
Четвертая передача
Переключаем муфту А в правое положение, В - в нейтральное и С - в левое положение. Крутящий момент от входного вала 2 до трубчатого вала 14 передается, как на предыдущих передачах, затем по муфте 26 (А) в правом положении поступает на блок шестерен, парой шестерен 18-23 и муфтой 30 (С) в левом положении на выходной вал 3 и далее, как на предыдущих передачах. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 4 к т.4.
Пятая передача
Переключаем муфту В в правое положение, а муфту С - в нейтральное. От входного вала 2 до блока шестерен крутящий момент передается как на предыдущей передаче, затем парой шестерен 17-22 и муфтой 29 (В) в правом положении на выходной вал 3 и далее, как на предыдущих передачах. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 3 к т.5.
Шестая передача
Муфту В переключаем в левое положение. Крутящий момент передается парой шестерен 16-21 и муфтой 29 (В) в левом положении. В отличие от первой и второй передач эта пара шестерен работает в другом направлении, ранее она передавала крутящий момент от шестерни 21 на выходном валу 3 к блоку шестерен входного вала 2 в замедляющем режиме, на шестой передаче эта пара шестерен работает в ускоряющем режиме - от входного вала 2 к выходному 3. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом 2 от т.0 к т.6.
Первый задний ход- 1R
Муфта А в левом положении, В - в нейтральном, С - в правом положении. В отличие от первой передачи вместо пары шестерен 18-23 включен ряд шестерен заднего хода 19-25-24. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучами: 1 - от т.0 направо вверх к т.3, 2 - направо вниз, R - направо вниз к т.1R.
Второй задний ход
Муфта А в правом положении. Крутящий момент до блока шестерен передается как на 3-6 передачах переднего хода, далее рядом шестерен заднего хода 19-25-24. На лучевой диаграмме эта передача представлена лучом R направо вниз к т.2R.