Результат интеллектуальной деятельности: КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предлагаемая коробка передач относится к транспортным 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 является 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 ввиду, 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 в двухступенчатой коробке передач, содержащей 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 колодочного барабанного тормозного механизма, тормозной барабан которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки с возвратными пружинами подвижно через оси - с неподвижным диском, верхний разжимной кулак с валом и рычагом через тяги и двуплечие рычаги с пружиной связан с коронной шестерней, а нижний - через тягу с рычагом управления непосредственно от водителя, а корпус муфты и оси сателлитов жестко связаны, коронная шестерня со стороны двигателя выполнена с наружным буртиком, в который может упираться левый ведущий диск, а исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярными к ним по их концам втулками с глухими квадратными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги квадратного сечения с радиальными осями с рабочими шариками 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, выполненная со стороны двигателя с наружным буртиком, 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 - с осями сателлитов 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 колодочного барабанного тормозного механизма, тормозной барабан 13 которого связан жестко с солнечной шестерней и тормозные колодки 14 с возвратными пружинами подвижно через оси 15 - с неподвижным диском 16, верхний разжимной кулак с валом и рычагом 17 через тяги 18 и 19 и двуплечие рычаги 20 и 21 с пружиной 22 связан с коронной шестерней, а нижний разжимной кулак 23 - через тягу 24 с рычагом управления 25 непосредственно от водителя. Корпус муфты и оси сателлитов жестко связаны, коронная шестерня со стороны двигателя выполнена с наружным буртиком 26, в который может упираться левый ведущий диск. Исполнительные плечи центробежных грузов с перпендикулярными к ним по их концам втулками с глухими квадратными отверстиями, в которых подвижно установлены рычаги квадратного сечения с радиальными осями 27 с рабочими шариками 28 на подшипниках через рабочие пружины 12 прижимаются к коронной шестерне для сжатия дисков муфт.

Работает предлагаемая коробка передач следующим образом.

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

Рукоятка рычага управления тормозком находится в верхнем положении «Тормозок включен». 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 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 27 и шарики 28 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, 20 и тяги 19 и 18 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 транспортного 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 транспортном средстве с постоянно замкнутым сцеплением.

Транспортное 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 транспортного 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. Транспортное 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 шарики 28 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, 20 и тяги 19 и 18 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 транспортного средства до заданного значения коробка передач будет автоматически переходить на первую передачу и наоборот.

Таким образом, предлагаемая коробка передач 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.