Трансмиссия транспортного средства

/22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТЕДЕТЕЛЬСТВУ Я(56) Авторское свидетельство СССР В 368085, ил. В 60 К 41/22, 1970. (54) ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к механическим трансмиссиям транспортных ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИ средств и касается ее фрикционныхустройств. Цель изобретения - повышение надежности работы, Трансмиссиясодержит сухое сцепление 1 и ступенчатую коробку 2 передач. Перед сцеплением установлена мокрая фрикционнаямуфта 24, имеющая управление от устройства управления сухим сцеплением.При трогании транспортной машины ипри переключении передач сначала замыкается сухое сцепление, а затеммокрая фрикционная муфта. Бпагодаряэтому повьппается срок службы трансмиссии. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к механическим трансмиссиям, транспортных машини касается ее Фрикционных устройств,обеспечивающих соединение трансмиссии 5с тепловым двигателем при трогании.Цель изобретения - повьппение надежности работы,На фиг. 1 представлена кинематическая схема трансмиссии; на фиг.2 - 1 Окинематическая схема центробежногорегулятора; на фиг. 3 - кинематическая схема трансмиссии с использовани: ем планетарной передачи; на Фиг,4 -кинематическая схема трансмиссии с 15использованием муфт свободного хода.Трансмиссия (фиг. 1) содержит су,хое однодисковое сцепление 1, соеди, ненное со ступенчатой механическойкоробкой 2 передач. 20Сухое сцепление 1 состоит из рас; положенных в картере опорного диска 3,нажимного диска 4 и расположенногомежду ними ведомого фрикционного диска 5, Между опорным диском 3 и нажимным диском 4 установлена предваритель.но сжатая диафрагменная пружина 6,Ведомый фрикционный диск 5 по шпицамсвободно надет на первичный вал 7 ко"робки 2 передач. 30Переключение ступеней в коробке 2передач производится с помощью рычага 8, Выходной вал 9 коробки 2 передачсоединен с ведущими колесами транспортной машины (не показаны).ЗгДля выключения сцепления предусмотрено выжимное устройство 10, управля-емое с помощью пневмоцилиндра 11, ко"1торый трубопроводом 12 соединен спереключающим клапаном 13, содержащим управляемый от электромагнита 14клапан 15.Переключающий клапан 13 соединентакже с ресивером 16, в котором находится воздух под избыточным давпением, Канал 17 переключающего клапана 13 соединен с атмосферой.Питание к электромагниту 14 подводится от электрического аккумулятора 18 посредством выключателя 19,контакты которого замыкаются при приложении усилия к рычагу 8 в процессепереключения ступеней в коробке 2передач.Опорный диск 3 соединен с валом 20,:5который через уплотнительную манжету 21 и стенку 22 проходит в картер23 Фрикционной масляной муфты 24,Последняя содержит фрикционные дисФки 25, установленные по шпицам на валу 20. Для включения муфты 24 предусмотрен кольцевой поршень 26, образующий полость 27,Фрикционная масляная муфта 24 также имеет пружинное устройство для отвода кольцевого поршня 26 влево (необозначено) и приводится во вращениепосредством фланца 28, соединяемогос, двигателем (не показан),Трансмиссия содержит масляный насос 29, приводимый, например, от двигателя. Параллельно насосу 29 установлен ограничительный клапан 30,поддерживаюпдй в напорной магистрали31 приблизительно постоянное давлениемасла, Забор масла насосом 29 производится из поддона 32.С помощью круговой проточки 33масло из напорной магистрали 3 1 поступает в вал 20 и через радиальныеотверстия в нем подается к рабочимповерхностям фрикционных дисков 25,смазывая их,Напорная магистраль 31 соединенатакже с регулятором 34 давления, выходная магистраль 35 которого соединена с клапаном Зб выключения фрикционной масляной муфты 24,Клапан 36 выключения имеет подпружиненный золотник 37, имеющий возмож-.ность соединения канала 38 с регулятором 34 давления или со сливом.Управление золотником 37 выполнено с помощью сервоцилиндра 39, соединенного через трубопровод 40 спневмоцилиндром 11 выключения сухого сцепления, Поршень 14 сервоцилиндра 39 упирается в торец золотника 37.Канал 38 через сверления в валу 20,и канал 42 соединяет клапан Зб выключения с рабочей полостью 27 фрикционнсй муфты 24,Для контроля температуры масла вподдоне 32 установлен дистанционныйтермометр 43,Регулятор 34 (Фиг. 2) содержит приводимый от двигателя транспортной ма"шины вал 44, на котором с возможностьюповорота на осях 45 установлены центробежные грузы 46, воздействуницие назолотник 47, расположенный в корпусе 48. Между золотником 47 и корпусом48 находится предварительно сжатаяпружина 49. Полость, где расположенапружина 49, соединена с магистралью35. Трубопровод 50 слива соединен споддоном 32, 1414670При работе двигателя насос 29 забирает масло из поддона 32 и подает его под давлением в напорную магистраль 31. Из напорной магистрали 31 через круговую проточку 33 и сверления в валу 20 масло подается к фрикционным дискам 25 для их смазки и охлаждения.Регулятор 34 осуществляет регули рование давления Р в магистрали 35 в функции угловой скорости и вала двигателя по уравнениюРп ) зпри Ыр Р О,где А - постоянная величина, характеризующая центробежный регулятор сгрузами 46 Г - сила предварительф ь 20ного сжатия пружины 49 золотника 47;Г - площаць поперечного сечения золотника 47;ц, - минимальная частотавращения вала двигателя на холостомходу.2 бСоответственно, Р =- О при и = И.Регулирование прекращается, если величина Р достигает давления в магистрали 31. График изменения Р = Е(ц )пока зан на регулятор е 34 на фиг .1При трогании транспортной машины30с места водитель, воздействуя на рычаг 8 переключения, начинает включатьтребуемую ступень в коробке 2 передач.Зто приводит к автоматическому замыканию контактов выключателя 19 и под- Збключейию электромагнита 14 к аккумулятору 18. Злектромагнит,14 срабатывает и переводит клапан 15 в верхнееположение. Воздух под давлением из.ресивера 16 поступает в пневмоцилиндр11. Сухое однодисковое сцепление 1быстро выключается.Одновременно воздух под давлениемпоступает в сервоцнлиндр 39, поршень41 которого перемещает золотник 37влево, отключая регулятор 34 от полос.ти 27 фрикционной муфты 24 и соединяя полость 27 со сливом. Происходитвыключение фрикционной муфты 24.После включения требуемой ступениводитель отпускает рычаг 8 переключения передач, что приводит к размыканию контактов выключателя 19 и соединению пневмоцилиндра 11 с атмосфебброй через канал 17. Когда сцепление 1включится, поршень 41 отходит вправо,соединяя регулятор 34 с фрикционноймасляной муфтой 24,При нажатии педали подачи топливаугловая скорость у двигателя транспортной машины возрастает и регулятор 34 осуществляет плавное увеличение давления в полости 27, т.е. происходит включение фрикционной муфты 24 и трогание транспортной машины.Переключение ступеней в коробке 2передач производится со сбросом педали подачи топлива. При переключенииступеней во время движения транспортной машины, когда я значительно больше ы происходит одновременное выключение однодискового сухого сцепления 1 и фрикционной муфты 24, аналогично описанному. Однако после переключения ступени и отпускания рычага8 переключения происходит включениесухого сцепления,а затем и фрикционной муфты, так как в этом случаедавление в магистрали 35 близко к дав;лению в магистрали 31. Следовательно,при переключении ступеней в коробке 2передач происходит одновременное выключение сухого однодискового сцепления 1 и мокрой фрикционной муфты 24.После переключения ступени в трансмиссии по фиг, 1 сухое сцепление ифрикционная муфта включается последовательно.Работа буксования в сухом сцеплении невелика, так как малы инерционные массы, связанные с сухим сцеплением (опорный диск 3, вал 20, фрикционные диски 25), а крутящий моментведения фрикционной муфты 24 многоменьше, чем крутящий момент двигателя транспортной машины. Зто определяет высокую долговечность сухого однодискового сцепления 1. Благодарямалой работе буксования суХое сцепление в трансмиссии по фиг, 1 выполняется на мощности двигателя, при которой в известных механических трансмиссиях даже двухдисковые сцепленияне обеспечивают необходимой долговечности,Однодисковое сцепление за счетболее чистого выключения и меньшегомомента инерции ведомых элементов(только один ведомый диск 5) уменьшает работу буксования и нагрузкина переключающих ступени в коробке 2передач зубчатых муфтах и их синхронизаторах, что ведет к увеличениюдолговечности коробки передач,Трогание транспортной машины осуществляется при включении фрикцион 1414670ной муфты 24 и работа буксования в тяжелых дорожных условиях может быть большой. Однако по сравнению с применяемыми сухими сцеплениями удель"5 ная работа буксования в фрикционной муфте 24 значительно меньше за счет применения большого числа фрикционных . рисков 25. Тепловой режим работы фрик" ционной муфты 24 существенно улучша ется благодаря применению охлаждения маслом, чего нет в применяемых на практике сухих двухдисковых сцеплених. Кроме того, по показанию термоетра 43 водитель .может контролироват 15 абочую температуру в мокрой фрикционой муфте, не допуская ее перегрева. Следовательно, трансмиссия по фиг 1начительно долговечнее известных 20 механических трансмиссий, состоящихз ступенчатой механической коробки передач и сухого двухдискового сцепления, а также.не имеет педали сцепления, что упрощает и облегчает уп равление транспортной машиной.Трансмиссия по фиг. 3 имеет до" волнительную фрикционную муфту 51, соединенную с фланцем 28. Связь Фрик 1 ионной муфты 51 с валом 20 и ведоМыми фрикционными дисками 25,фрикционной муфты 24 выполнена через планетарную передачу с зубчатыми колесаМи 52-54, Зубчатое колесо 52 жестко соединено с муфтой 51. Зубчатое колеСо 53 может свободно вращаться на35 пальце 55, закрепленном на валу 20.Зубчатое колесо 54 жестко соединено С полым валом 56, свободно установленным на валу 20 и соединенным с фрикционными дисками 25 фрикционной муфты 24 посредством шпиц. Фрикционйая муфта 51 имеет кольцевой поршень 57, имеющий возможность осевого воздействия на Фрикционный диск 58.Включение Фрикционной муфты 51 обеспечивается при подаче масла под давлением в кольцевую рабочую полость 59, которая через сверление в валу 20 и трубопровод 60 соединена с переключающим клапаном 61, имеющим подпружиненный золотник 62, Управление золотником 62 переключающего клапана 61 осуществляется регулятором 63, например, центробежного типа, приводимья От двигателя транспортной машины, Регулятор 63 так же, как и регулятор 34, может быть электронным, гидравлическим и тд. В регулятор 63 могут вводиться идругие корректирующие работу клапана 61 сигналы, например, степени нажатия педали подачи топлива, крутящего момента двигателя, ускорения вращения вала двигателя и т.д,С помощью трубопровода 64 рабочая полость пневмоцилиндра 11 соединена с полостью 65 переключающего клапана 61. Смазка фрикционных муфт 24 и 51 осуществляется от напорной магистрали 31 через трубопровод 66. При включении ступени в коробке 2 передач водитель воздействует на ры-. чаг 8 переключения передач, что приводит, как быпо указано, к выключению однодискового сухого сцепления и подаче воздуха под давлением в сервоцилиндр 39. Благодаря этому выключающий клапан 36 соединяет рабочую полость 27 фрикционной муфты 24 со сливом, т.е. Фрикционная муфта 24 получается в выключенном положении . Фрикционная муфта 51 также выключена, так как воздух под давлением через трубопровод 64 поступает в полость 65, что приводит к фиксации переключающего золотника 62 в положении, показанном на фиг, 3, благодаря чему трубопровод 60, по которому масло подается в полость 59, соединяется со сливом.После окончания включения требуемой ступени,. например первой передачи, контакты 19 размыкаются и пневмоцилиндр 11 через канал 17 электромагнитного клапана 13 соединяется с атмосферой, Происходит включение сухо" го сцепления 1, после чего клапан 36 выключения соединяет рабочую полость 27 через переключающий клапан 61 с регулятором 34, Водитель транспортной машины нажимает педаль подачи топлива в двигатель и частота вращения вала двигателя увеличивается, С помощью регулятора 34 плавно включается мокрая фрикционная муфта 24 и транспортная машина трогается с места. Благодаря планетарной передаче (зубчатые колеса 52, 53 и 54) передаточное число от фланца,28 к валу 20 получается больше, чем 1,0.Поэтому работа буксования в фрикционной муфте 24 при работе по схеме Фиг. 3 получается меньше, чем по схеме фиг. .После трогания транспортной машины с места и ее разгона регулятор 63переводит золотник 62 в крайнее правое положение, При этом фрикционнаямуфта 24 выключается, а фрикционнаямуфта 51 включается. Передаточноечисло между валом 20 и фланцем 28становится равным единице, поэтомупроисходит дальнейший разгон транспортной машины,.Когда мокрая фрикционная муфта 51. 10включена, то полый вал 56 и соединенные с ним фрикционные диски 25 выключенной фрикционной муфты 24 имеют угловую скорость вращения, равнуюугловой скорости фланца 28,Если при движении транспортноймашины происходит увеличение дорожного сопротивления и угловая скоростьвращения вала двигателя начинает снижаться, золотник 62 возвращается в 20положение, показанное на фиг,3.фрикционная муфта 51 выключается, африкционная муфта 24 включается. Благодаря этому связь двигателя с сухимсцеплением осуществляется через передаточное число, большее чем 1,0, т.е.происходит увеличение силы тяги наведущих колесах транспортной машины.При включении во время движениятранспортной машины следующей ступени в коробке 2 передач опять происходит выключение сухого сцепления 1и мокрых фрикционных муфт 24 и 51.После окончания включения требуемойступени, в зависимости от условийдвижения, происходит включение фрикционной муфты 24 или 51., что определяется регулятором 63.При торможении транспортной машины до полной остановки угловая скорость вращения вала двигателя снижается до Я = со а давление в магистрали 35 падает до нуля. Фрикционнаямуфта 24 выключается и происходит отключение двигателя. 45К преимуществам трансмиссии пофиг. 3 следует отнести уменьшениеработы буксования фрикционной муфФты 24 при трогании транспортной машины с места за счет получения междусухим сцеплением и фланцем 28, соединенным с двигателем, передаточногочисла, больше чем 1,0, Автоматическое управление мокрой Фрикционноймуфтой 51 позволяет на каждой ступени в коробке 2 передач в зависимости55от условий движения трайспортной машины корректировать общее передаточное число трансмиссии. Это улучшает тягово-динамические и топливно-экономические характеристики транспортноймашины. Оптимальным передаточным числом от фланца 28 к валу 20 при раэблокированной муфте 51 и включенноймуфте 24 следует считать П = 1,181,25.В трансмиссии по фиг. 4 между валом 20 и полым валом 56 установленамуфта свободного хода с роликами 67.Муфта свободного хода выполнена таким образом, что ее ролики 67 расклинены, если угловая скорость вращениявала 20 больше, чем вала 56. Крометого, вал 56 соединен с фрикционными дисками 25 через другую муфту свободного хода с роликами 68 и наружной обоймой 69.При вращении вала 56 в сторонувращения фланца 28 ролики 68 находятся в расклиненном состоянии, Если жевал 56 начинает стремиться повернуться в противоположную сторону, то ролики 68 заклиниваются."Трансмиссия по фиг. 4 работает ана";логичнос описанной трансмиссией пофиг. 3.Введение в трансмиссию по фиг. 4муфты свободного хода с роликами 68позволяет уменьшить потери мощности,связанные с проскальзыванием фрикционных дисков 25 в мокрой фрикционноймуфте 24 на режиме, когда муфта 51замкнута, а муфта 24 разомкнута.Муфта свободного хода с роликами67 обеспечиюает получение режима торможения транспортной машины двигателем за счет блокировки этой муфтысвободного хода вала 20 с зубчатымиколесами 54, 53 и 52,Таким образом, трансмиссия по фиг.4имеет меньшие потери мощности в мокрой фрикционной муфте 24 в выключенном .ее состоянии и меньщий износ еефрикционных дисков 25, а также улучшает тормозные режимы транспортноймашины,1Использование изобретения позволяет значительно увеличить надежностьи долговечность механических трансмиссий на автомобилях высокой проходимости, автопоездах и автобусах,при одновременном упрощении управления трансмиссией за счет ликвидации1педали сцепления,Кроме того применение изобретенияведет к повышению тяговодинамическихи топливно-энергетических характеристик автомобилейФормула изобретения51. Трансмиссия транспортного средтва, содержащая корпус с размещеннымнем сухим сцеплением, ступенчатую коробку передач и устройство управпе ния сухим сцеплением, включающее в ебя источник давления рабочей среды, ообщенный через переключающий клан пневмоликией с пневмоцилиндромравления сцеплением, а также электомагнит переключающего клапана, лектрически подключенный посредством ыключателя, связанного с органом пееключения передач, к электроцепи, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, 20 б целью повьппения надежности работы, на снабжена мокрой фрикционной муфой сцепления с управляющей и рабочей олостями, установленной в картере, скрепленном с корпусом сухого сцепле валия, а также устройством управления упомянутой муФтой, включающим в себя источник давления рабочей жидкости, сообщенный гидролиниями с рабочей олостью Фрикционной муфты и через становленные последовательно регутор давления и управляемый клапанвключения с управляющей полостью фрикцнонной муфты,. при этом управлякцая полость клапана выключения сообщена с переключающим клапаном.352, Трансмиссия по п. 1, о т л ич, а ю щ а я с я тем, что она дополннтельно снабжена планетарной передачей с фрикционной мокрой муфтой ее 40Е блокировки, при этом первая упомянутая Фрикционная муфта размещена в кинематической цепи между одним из валов планетарной передачи и корпусом трансмиссии.3. Трансмиссия по п. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что мокрая Фрикционная муфта блокировки планетарного ряда снабжена гидравлическим приводом, включающим в себя управляемый эолотниковый переключающий клапан, посредством которого источник давления рабочей жидкости сообщен супомянутой фрикционной муфтой, причем золотник клапана с одной стороны связан с дополнительным регулятором, подключенным к двигателю, а с другой стороны подпружинен, при этом полость клапана с пружиной. сообщена через переключающий клапан с источником давления рабочей среды, причем управляющая полость, мокрой фрикционной муфты сцепления сообщена с источником давления рабочей жидкости через зоЬотниковый управляемый переключающий клапан.4. Трансмиссия по пп. 2 и 3,. о тл и ч а ю щ а я с я тем, что она до-. полнительно снабжена муфтой свободного хода, установленной межДу упомянутым валом планетарной передачи и мокрой фрикционной муфтой блокировки планетарной передачи.5. Трансмиссия по пп, 2 и 3, о тл и ч а ю щ а я с я тем что планетарная передача снабжена муфтой свободного хода, установленной между упомянутым валом планетарной передачи и мокрой Фрикционной муфтой.1414670 в Лазорен Реда Подписноеитета СССР аказ 3827/1 крытийнаб., д, 4/5 л. Проект иятие, г, Ужгоро ра ическое п