коробка передач для автотранспортного средства

Формула изобретения

Коробка передач для автотранспортного средства, содержащая цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого установлена подвижно на шлицах на ведущем валу, солнечная шестерня - свободно, а водило с сателлитами и их осями - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые через корпус муфты - с водилом, и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, отличающаяся тем, что она снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из дискового колодочного тормозного механизма, тормозной диск которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки подвижно через ось - с неподвижным суппортом, приводные соединенные между собой горизонтальной тягой двуплечие рычаги, которые через эксцентрик, тягу и двуплечий рычаг с пружиной связаны с коронной шестерней и через поводок эксцентрика и тягу - с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты через диск и оси сателлитов жестко связан с водилом, левый крайний (со стороны двигателя) ведущий диск муфты крепится болтами к коронной шестерне, а исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярно установленными по их концам втулками со сквозными шестигранными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги шестигранного сечения с вилками с радиальными осями, с рабочими цилиндрическими роликами на подшипниках, через рабочие пружины прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемая коробка передач относится к автотранспортным средствам и может быть применена для освобождения водителя от необходимости переключения передач с целью снижения напряженности труда, утомляемости и аварийности, повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления.

Известна двухступенчатая коробка передач, содержащая гидротрансформатор, механическую планетарную коробку передач с многодисковым фрикционом, двумя ленточными тормозными механизмами и электрогидравлической системой управления, включающей гидронасос, скоростной и силовой регуляторы, гидроцилиндры и пр. (Вахламов В.К. Автомобили. Конструкция и элементы расчета. - М.: Академия, 2006. - С.111-113, рис.3.25).

Основными недостатками данной коробки передач являются сложность и высокая стоимость конструкции, потери мощности двигателя на работу системы управления (привод гидронасоса и пр.)

Наиболее близкой к предлагаемой является двухступенчатая коробка передач, содержащая планетарный косозубый цилиндрический редуктор с заблокированной (жестко связанной с картером коробки передач) солнечной шестерней, коронная шестерня которого установлена свободно на шлицах на ведущем валу коробки передач, а водило с сателлитами и их осями - на ведомом валу коробки передач, фрикционную многодисковую муфту, блокирующую в зависимости от соотношения осевой силы в зубчатом зацеплении редуктора и центробежной силы грузов, установленных на водиле, ведущий и ведомый валы (коронную шестерню и водило) для включения второй передачи (Гладов Г.И., Петренко A.M. Легковые автомобили отечественного и иностранного производства. - М.: Транспорт, 2002. - С.93-94, рис.3.12).

Недостатком данной конструкции является то, что при включении второй передачи солнечная шестерня редуктора остается заблокированной (т.е. жестко связанной с картером коробки передач), что приведет к остановке двигателя или поломке конструкции, т.е. нет механизма разблокирования солнечной шестерни, а если иметь в виду, что она разблокируется, на схеме и в описании отсутствует механизм, осуществляющий эту операцию, а также наличие трения скольжения между внешним левым торцом коронной шестерни и корпусом дисков муфты, что многократно снижает надежность коробки передач при движении на первой передаче.

Техническим результатом предлагаемой коробки передач является обеспечение работоспособности и повышение надежности конструкции.

Указанный технический результат достигается тем, что двухступенчатая коробка передач, содержащая цилиндрический косозубый планетарный редуктор, коронная шестерня которого подвижно установлена на шлицах на ведущем валу, а солнечная шестерня - свободно, и оси сателлитов - жестко на ведомом валу, фрикционную многодисковую муфту, ведущие диски которой через шлицы связаны с коронной шестерней, а ведомые - через корпус муфты - с осями сателлитов, и центробежные грузы на корпусе муфты, которые могут расходиться и через рабочие пружины сжимать диски, снабжена автоматической системой управления состоянием солнечной шестерни (блокирование, разблокирование), включающей тормозок, состоящий из дискового колодочного тормозного механизма, тормозной диск которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки подвижно через ось - с неподвижным суппортом, приводные соединенные между собой горизонтальной тягой двуплечие рычаги, которые через эксцентрик, тягу и двуплечий рычаг с пружиной связаны с коронной шестерней, и через поводок эксцентрика и тягу - с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты через диск и оси сателлитов жестко связан с водилом, левый крайний (со стороны двигателя) ведущий диск муфты крепится болтами к коронной шестерне, а исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярно установленными по их концам втулками со сквозными шестигранными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги шестигранного сечения с вилками с радиальными осями с рабочими цилиндрическими роликами на подшипниках, через рабочие пружины прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.

На чертеже изображена схема предлагаемой коробки передач.

Предлагаемая коробка передач включает планетарный понижающий цилиндрический косозубый редуктор и автоматическую систему переключения с первой передачи на вторую. Планетарный редуктор состоит из ведущего вала 1, на котором подвижно на шлицах установлена коронная шестерня 2 с закрепленным на ней болтами крайним левым (со стороны двигателя) ведущим диском, солнечной шестерни 3, свободно установленной на ведомом валу 4 с жестко закрепленным на нем водилом 5 с осями 6 и сателлитами 7, находящимися в зацеплении с коронной и солнечной шестернями.

Автоматическая система переключения состоит из фрикционной муфты, ведущие диски 8 которой связаны через шлицы с коронной шестерней, а ведомые диски 9 через корпус 10 и диск - с осями сателлитов и водилом, и следовательно, с ведомым валом, центробежных грузов 11 с пружинами 12, закрепленных на осях на корпусе муфты, и автоматической системы управления состоянием солнечной шестерни, включающей тормозок, состоящий из дискового колодочного тормозного механизма, тормозной диск 13 которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки 14 подвижно через оси 15 - с неподвижным суппортом (на схеме не показан), двуплечие приводные рычаги 16 и 17, нижние концы которых могут прижимать колодки к диску, а верхний конец более короткого двуплечего рычага через горизонтальную регулируемую по длине тягу 18 шарнирно соединяется с более длинным рычагом и через эксцентрик 19, тягу 20 и двуплечий рычаг 21 с пружиной 22 связаны с коронной шестерней, и через поводок 23 эксцентрика и тягу 24 с рычагом управления 25 с сектором и защелкой непосредственно от водителя. Корпус муфты 10, диск 26 и оси сателлитов 6 и водило жестко связаны. Левый крайний (со стороны двигателя) ведущий диск 27 муфты крепится болтами к коронной шестерне. Исполнительные плечи центробежных грузов со втулками по их концам со сквозными шестигранными отверстиями, в которых подвижно перпендикулярно установлены рычаги шестигранного сечения с вилками с радиальными осями 28 с рабочими цилиндрическими роликами 29 на подшипниках, через рабочие пружины прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.

Работает предлагаемая коробка передач следующим образом.

А) При использовании коробки передач на автотранспортном средстве с непостоянно замкнутым сцеплением или гидротрансформатором.

Рукоятка рычага управления тормозком находится в положении «Тормозок включен». При этом повернутый против часовой стрелки эксцентрик через рычаги 16 и 17 с тягой 18 прижмет тормозные колодки дискового тормозного механизма тормозка к диску. Кроме того, при работающем двигателе, включении сцепления и разгоне на первой передаче солнечная шестерня 3 редуктора за счет рабочей пружины 22 и осевой силы в зацеплении коронная шестерня 2 - сателлиты 7 окончательно заблокирована тормозком.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков, пружины 12, оси и цилиндрические ролики 29 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 21, 17 и тягу 20 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения автотранспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу, а при достижении заданной скорости вновь переходить на вторую передачу в зависимости от сил сопротивления движению и положения педали газа.

Для движения накатом необходимо выключить сцепление или рукоятку рычага управления тормозком перевести в положение «Тормозок выключен», как показано на схеме.

Б) При использовании коробки передач на автотранспортном средстве с постоянно замкнутым сцеплением.

Автотранспортное средство неподвижно. При работающем двигателе, выключенном рукояткой рычага управления тормозке и включенном постоянно замкнутом фрикционном сцеплении ведущий вал, коронная шестерня, сателлиты и солнечная шестерня будут вращаться, а водило с ведомым валом будут неподвижны.

Для трогания автотранспортного средства с места водитель выключает сцепление, переводит рукоятку управления тормозком в положение «Тормозок включен», при этом солнечная шестерня тормозком блокируется, что соответствует включенной первой передаче.

Далее водитель, нажимая на газ, отпускает педаль сцепления. Автотранспортное средство трогается. При этом вращается ведущий вал с коронной шестерней, сателлиты, водило с корпусом фрикционной муфты и ведомым валом, а действующие осевые силы в зацеплении коронная шестерня - сателлиты увеличивают силу сжатия дисков муфты тормозка и препятствуют преждевременному включению фрикционной муфты от центробежных сил грузиков.

При достижении заданной скорости движения в процессе разгона центробежные силы грузиков 11 становятся больше осевых сил в зацеплении коронная шестерня - сателлиты, в результате фрикционная муфта коробки передач через исполнительные плечи грузиков, пружины 12, оси 27 и цилиндрические ролики 29 начинает плавно включаться и передавать крутящий момент, а крутящий момент и осевая сила в зацеплении коронная шестерня - сателлиты - уменьшаться, при этом одновременно коронная шестерня 2 по шлицам ведущего вала плавно перемещается вправо и через рычаги 21, 17 и тягу 20 выключает тормозок системы управления, освобождая (разблокируя) солнечную шестерню 3.

При этом планетарный редуктор фрикционной муфтой блокируется, т.е. его ведущий и ведомый валы и связанные с ним детали вращаются как одно целое - включена вторая передача. При снижении скорости движения автотранспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу и наоборот.

Таким образом, предлагаемая коробка передач для автотранспортного средства имеет простую конструкцию, небольшие габариты, массу и стоимость, не требует затрат энергии на работу ее системы управления, позволяет освободить водителя от необходимости переключения передач и управления фрикционным сцеплением в процессе движения с целью снижения напряженности труда и утомляемости водителя, аварийности и повышения безопасности движения и надежности фрикционного сцепления, которое будет использоваться только при трогании с места.