BRPI0314015B1

BRPI0314015B1 - caixa de marcha de estágios para veículos motorizados

Info

Publication number: BRPI0314015B1
Application number: BRPI0314015A
Authority: BR
Inventors: Lars Karlsson; Marcus Steen
Original assignee: Volvo Lastvagnar Ab
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2016-10-04
Also published as: RU2310117C2; JP2005538319A; EP1546582B1; BR0314015A; US20060162490A1; DE60314529T2; CN1682046A; US7278950B2; ES2287561T3; ATE365288T1; RU2005110407A; SE0202704D0; JP4405392B2; DE60314529D1; AU2003256216A1; SE523670C2; CN100498012C; EP1546582A1; SE0202704L; WO2004023003A1

Abstract

"caixa de marcha de estágios para veículos motorizados". o pedido se refere a uma caixa de marcha de estágios (9) para veículos motorizados compreendendo uma caixa de marcha básica não-sincronizada (15, 17, 21, 18, 22, 19, 23, 20, 28, 30), ao menos uma engrenagem auxiliar sincronizada (12, 13, 15, 16, 17) e ao menos a uma unidade de controle (45) para controlar o acoplamento e o desacoplamento das engrenagens da caixa de marcha (9) e também a posição neutra. a caixa de marcha é caracterizada pelo fato de que a unidade de controle (45) está disposta de modo a passar a engrenagem auxiliar sincronizada (12, 13, 15, 16, 17) para a posição neutra, quando são recebidos sinais de entrada que indicam que a posição neutra está selecionada.

Description

"CAIXA DE MARCHA DE ESTÁGIOS PARA VEÍCULOS MOTORIZADOS" CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um dispositivo para veículos motorizados de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 anexa a este pedido de patente, cujo dispositivo trata de uma caixa de marcha de estágios para transmitir força de acionamento do motor aos eixos de acionamento e às rodas de acionamento do veiculo.

ESTADO DA TÉCNICA

As caixas de marcha automáticas do tipo caixa de marcha de estágio automatizada tornaram-se cada vez mais comuns em veículos pesados, na medida em que a tecnologia de microcomputador se tornou mais desenvolvida e tornou possível regular com precisão, com um computador de controle e um número de atuadores, por exemplo, servo-motores, a velocidade do motor, o acoplamento e o desacoplamento de uma embreagem de disco automatizada entre o motor e a caixa de marcha e também os meios de acoplamento da caixa de marcha com relação um ao outro, de modo que fosse sempre obtido um deslocamento suave na velocidade correta de motor. Em veículos pesados, estas caixas de marcha automáticas são equipadas freqüentemente com uma caixa de marcha básica, que tem engrenagens não-sincronizadas para diante e a ré, e também engrenagens auxiliares sincronizadas, onde as ditas engrenagens auxiliares podem ser dispostas em série antes e/ou após a caixa de marcha básica. Um exemplo de uma engrenagem auxiliar disposta em série antes da caixa de marcha básica é uma engrenagem fragmentada e de uma engrenagem auxiliar disposta em série depois da caixa de marcha básica é uma engrenagem de escala (veja, por exemplo, SE516751).

No deslocamento entre as engrenagens não-sincronizadas da caixa de marcha básica, tal engrenagem selecionada é sincronizada pela velocidade do motor do veiculo que é exatamente controlada à velocidade correta, antes que o acoplamento da engrenagem selecionada ocorra. Δ embreagem de disco é acoplada conseqüentemente quando tal controle de precisão ocorre. A vantagem deste tipo de caixa de marcha automática, comparada com uma caixa de marcha automática convencional construída com estágios de engrenagem planetária e com um conversor de torque hidrodinâmico no lado de entrada, é que, por um lado, especialmente quando se trata de uso em veículos pesados, esta é mais simples e mais robusta e pode ser manufaturada em um custo consideravelmente mais baixo do que a caixa de marcha automática convencional e, de outro lado, ela possui uma eficiência mais elevada, o que significa a possibilidade de um consumo de combustível mais baixo.

De acordo com a técnica conhecida para o tipo acima mencionado de caixa de marcha de estágios automatizada, acontece o seguinte quando a posição neutra é selecionada.Quando o sistema de controle de transmissão recebe um sinal de entrada que indica que a posição neutra está selecionada, a caixa de marcha básica não-sincronizada é colocada em sua posição neutra. Isto significa que todas as engrenagens da caixa de marcha básica estão desacopladas e conseqüentemente não é possível transmitir o torque através da caixa de marcha básica.

Uma desvantagem disto é que, se isto ocorrer quando o veículo estiver sendo dirigido, a caixa de marcha pode se tornar inútil se o motor do veículo parar. Se o motor não puder ser controlado, uma nova engrenagem na caixa de marcha básica não pode ser selecionada, porque a sincronização de uma engrenagem ocorre por meio do exato da velocidade de rotação do motor. Conseqüentemente, não é possível acoplar uma nova engrenagem na caixa de marcha básica. 0 sistema de controle não permite o deslocamento porque a caixa de marcha pode ser danificada. Como a servo-bomba de acionamento, por exemplo, é geralmente acionada pelo motor, as unidades que são acionadas pela servo-bomba de acionamento deixam de funcionar, o que significa que o veículo se torna lento para dirigir. Além disso, qualquer freio motor presente não pode ser acoplado nem para frear o veículo.

Conseqüentemente existe a necessidade, em um veículo equipado com uma caixa de marcha de estágios automatizada, onde a caixa de marcha básica seja não-sincronizada e ao menos uma engrenagem auxiliar seja sincronizada, de se assegurar que a caixa de marcha não se torne inútil quando o veículo está sendo dirigido, a caixa de marcha está na posição neutra e o motor para.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com a invenção, a solução do problema, no que se refere ao dispositivo de acordo com a invenção, é descrita na reivindicação 1 do pedido. As outras reivindicações do pedido descrevem concretizações e desenvolvimentos preferidos do dispositivo de acordo com a invenção. 0 dispositivo de acordo com a invenção descreve uma caixa de marcha de estágios para veículos motorizados, compreendendo uma caixa de marcha básica não-sincronizada, ao menos uma engrenagem auxiliar sincronizada e ao menos uma unidade de controle para o acoplamento e o desacoplamento controlado das engrenagens da caixa de marcha e também da posição neutra. A caixa de marcha é caracterizada pelo fato de que a unidade de controle está disposta de modo a, quando são recebidos os sinais de entrada que indicam que a posição neutra está selecionada, a engrenagem auxiliar sincronizada é posta na posição neutra. A vantagem do dispositivo de acordo com a invenção é que é possível acoplar uma engrenagem quando o veículo está sendo dirigido, a caixa de marcha está na posição neutra e o motor para. Como a engrenagem auxiliar é sincronizada, não se requerem arranjos externos para sincronizar a velocidade de rotação. Consequentemente a caixa de marcha não se torna inútil devido ao fato do motor ter parado.

Em uma primeira concretização do dispositivo de acordo com a invenção, a unidade de controle está disposta de modo a, na caixa de marcha básica não-sincronizada manter a engrenagem previamente selecionada acoplada, ao mesmo tempo em que uma engrenagem auxiliar sincronizada é colocada em sua posição neutra. A vantagem do dispositivo de acordo com a invenção é que, desta maneira, juntamente com o fato de que a engrenagem auxiliar está acoplada ou na posição de engrenagem baixa (LS - do inglês "Low gear Position") ou na posição de engrenagem elevada (HS- do inglês "High gear Position"), é obtida uma engrenagem total através da caixa de marcha inteira.

Outras concretizações adicionais da invenção surgem das reivindicações dependentes subseqüentes do pedido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A presente invenção será descrita abaixo em maiores detalhes com referência aos desenhos anexos, que, com a finalidade de exemplificação, mostram concretizações preferidas adicionais da invenção e também os fundamentos técnicos. A Figura 1 mostra uma representação esquemática de um motor de combustão interna com a embreagem e a caixa de marcha adjacentes. A Figura 2 mostra a embreagem e a caixa de marcha da figura 1 em escala ampliada.

Na figura 1, o número de referência (1) designa um motor de combustão interna de seis cilindros, por exemplo, um motor diesel, cujo virabrequim (2) é acoplado a uma embreagem de disco seca de placa única, designada geralmente pelo número de referência (3), que é incluída em uma caixa (4) de embreagem. O virabrequim (2) é, através do eixo de saida (51) do motor, conectado não rotacionalmente à caixa de embreagem (5) da embreagem (3), enquanto sua placa (6) é conectada não rotacionalmente a um eixo (7) de entrada que está montado rotacionalmente no alojamento (8) de uma caixa de marcha designada geralmente pelo número de referência (9) . Um eixo principal (10) e um eixo intermediário (11) estão montados também rotacionalmente no alojamento (8) .

Como pode ser visto mais claramente na figura 2, uma roda de engrenagem (12) é montada rotacionalmente no eixo (7) de entrada e é bloqueável no eixo por meio de uma luva de acoplamento (13) , a qual é provida de meios de sincronização e montada não rotacionalmente, mas axialmente deslocável em um cubo (14) conectado não rotacionalmente ao eixo (7) de entrada. Por meio da luva de acoplamento (13), uma roda de engrenagem (15) montada rotacionalmente no eixo principal (10) é também bloqueável relativamente ao eixo (7) de entrada. Com a luva de acoplamento (13) em uma posição central, ambas as rodas de engrenagem (12) e (15) são desacopladas de seus eixos (7) e (10), respectivamente. As rodas de engrenagem (12) e (15) se acoplam com rodas de engrenagem (16) e (17), respectivamente, que são conectadas não rotacionalmente ao eixo intermediário (11) . São dispostas de uma maneira rotacionalmente fixa no eixo intermediário (11) rodas de engrenagem adicionais (18), (19) e (20), que se acoplam com rodas de engrenagem (21), (22) e (23), respectivamente, que são montadas rotacionalmente no eixo principal (10) e são bloqueáveis no eixo principal por meio das luvas de acoplamento (24) e (25), respectivamente, que, na concretização ilustrativa mostrada, não têm dispositivos de sincronização. Uma roda de engrenagem adicional (28) é montada rotacionalmente no eixo principal (10) e se acopla com uma roda de engrenagem intermediária (30) que está montada rotacionalmente em um eixo separado (29) e se acopla por sua vez com a roda de engrenagem intermediária (20) do eixo. A roda de engrenagem (28) é bloqueável em seu eixo por meio de uma luva de acoplamento (26).

Os pares de roda de engrenagem (12), (16) e (15), (17) e as luvas de acoplamento (13) formam uma engrenagem fragmentada sincronizada com um estágio de engrenagem baixo (LS) e um estágio de engrenagem elevado (HS) . O par de rodas de engrenagem (15), (17) forma também, juntamente com os pares de roda de engrenagem (21), (18), (22), (19), (23) , (20) e (28), (30), uma caixa de marcha básica com as quatro engrenagens para diante e uma engrenagem de ré. É disposta, de uma maneira rotacionalmente fixa na extremidade de salda do eixo principal, uma roda de engrenagem (31) que forma a engrenagem de sol em uma engrenagem sincronizada de escala de dois estágios do tipo planetário que é designada pelo número de referência (32) e cujo portador de roda planetária (33) é conectado de uma maneira rotacionalmente fixa a um eixo (34) que forma o eixo de saida da caixa de marcha. As rodas planetária (35) da engrenagem de escala (32) acoplam com uma engrenagem de anel (36) que, por meio de uma luva de acoplamento (37), é bloqueável relativamente ao alojamento de caixa de marcha (8) para a escala baixa (LR - do inglês "Low Rrange") e relativo ao portador da roda planetária (33) para a escala elevada (HR - do inglês "High Rrange").

As luvas de acoplamento (13) , (24) , (25) , (26) e (37) são deslocáveis como mostrado pelas setas na figura 2, os estágios de engrenagem sendo obtidos mostrados conjuntamente com as setas. As luvas de acoplamento (13), (24), (25) têm cada uma três posições. A luva de acoplamento (26) tem uma posição de engrenagem e uma posição neutra (N) . A luva de acoplamento (37) tem duas posições de engrenagem (LR) e (HR). O deslocamento das luvas de acoplamento é causado pelos respectivos dispositivos servo (40), (41), (42), (43) e (44) indicados esquemat icamente na figura 2, que podem ser arranjos pneumaticamente operados de pistão/cilindro do tipo usado em uma caixa de marcha do tipo descrito acima, a qual é comercializada no mercado sob o nome I-SHIFT®.

Os dispositivos servo (40), (41), (42), (43) e (44) são controlados por uma unidade de controle eletrônica (45) (veja figura 1), compreendendo um microcomputador, dependendo de sinais alimentados na unidade de controle que representam os vários dados do motor e do veiculo que compreendem pelo menos velocidade do motor, velocidade do veiculo, posição do pedal do acelerador e, quando apropriado, o ligar/desligar do freio motor, quando um seletor eletrônico (46) da engrenagem acoplado à unidade de controle (45) está em sua posição automática de deslocamento. Quando o seletor está na posição para deslocamento manual, o deslocamento ocorre sob comando do motorista através do seletor de engrenagem (46). A unidade de controle (45) controla também a injeção de combustível através da unidade de controle (50) do motor.

Quando ocorre o deslocamento das engrenagens não-sincronizadas na caixa de marcha básica, a velocidade é sincronizada pelo controle de precisão da velocidade de rotação do motor (1) . Conseqüentemente, a embreagem de disco (3) é acoplada, de modo que a velocidade de rotação do eixo de entrada (7) e do eixo intermediário (11) seja adaptada a uma nova engrenagem selecionada. A velocidade de motor é regulada dependendo da quantidade de combustível injetada e do freio motor.

Quando ocorre o deslocamento das engrenagens sincronizadas, isso quer dizer, da engrenagem fragmentada ou da engrenagem de escala, a adaptação da velocidade é efetuada sincronizando os anéis (não mostrados na figura). Quando tal deslocamento ocorre, a embreagem de disco (3) está desacoplada. A unidade de controle (45) controla a injeção de combustível, isso quer dizer, a velocidade do motor, dependendo da posição do pedal do acelerador e também do suprimento de ar a um arranjo pneumático (47) de pistão/cilindro, por meio do qual a embreagem de disco (3) é desacoplada ou acoplada antes e depois que o acoplamento de uma nova engrenagem selecionada for completado.

De acordo com a invenção, a unidade de controle (45) é programada de modo que, quando a unidade de controle (45) recebe um sinal de entrada que indica que a posição neutra é desejada, a engrenagem fragmentada (12), (13), (15), (16), (17) é posta em sua posição neutra (N). O sinal de entrada para a posição neutra pode ser obtido quer seja pelo motorista, quando o deslocamento é efetuado manualmente, quando este seleciona uma posição neutra através do seletor (46) da engrenagem ou, quando o seletor (46) da engrenagem é posicionado em sua posição automática, pelo sistema de controle (45) que escolhe deslocar para a posição neutra, baseado em determinados dados de sinais de entrada, por exemplo, quando o veiculo está em um estado de rodar livremente (veja, por exemplo, SE 516751) e o veiculo está equipado com esta função.

Se por qualquer razão o motor (1) parar durante a direção e a caixa de marcha (9) estiver ao mesmo tempo na posição neutra, a unidade de controle (45), de acordo com a invenção, está programada para acoplar o estágio de engrenagem baixo (LS) ou o estágio de engrenagem elevado (HS) da engrenagem fragmentada, dependendo da velocidade do veiculo. Quando a posição neutra é obtida através de uma engrenagem sincronizada, a sincronização pode ocorrer independentemente de o motor ter parado ou não. A engrenagem total é obtida juntamente com a engrenagem previamente acoplada na caixa de marcha básica, que permanece conseqüentemente acoplada enquanto a posição neutra também é ocupada.

Durante a direção normal, quer dizer, quando o motor não para quando a posição neutra for ocupada, a unidade de controle (45) opta por acoplar uma engrenagem selecionada, quer dizer, que todas as engrenagens da caixa de marcha estão disponíveis para deslocamento.

De acordo com uma concretização especial, quando o veículo está parado, a caixa de marcha básica não-sincronizada pode ser colocada em sua posição neutra quando o deslocamento para neutro é pedido por meio, por exemplo, do seletor (46) de engrenagem, uma vez que em tal estado estacionário o motor não necessita ser usado sincronizando o eixo de entrada (7) e o eixo intermediário (11) da caixa de marcha para uma engrenagem selecionada, (isto é efetuado normalmente por meio do que é conhecido como um eixo de freio intermediário que não está ilustrado nas figuras) . O funcionamento de acordo com a invenção pode ser obtido de uma maneira correspondente com uma engrenagem de escala equipada com uma posição neutra. " REIVINDICAÇÕES "

Claims

1. Caixa de marcha de estágios (9) para veículos motorizados, compreendendo uma caixa de marcha básica não-sincronizada (15, 17, 21, 18, 22, 19, 23, 20, 28, 30), pelo menos uma engrenagem auxiliar sincronizada (12, 13, 15, 16, 17) e pelo menos uma unidade de controle (45) para controlar o acoplamento e o desacoplamento das engrenagens da caixa de marcha (9) e também da posição neutra, caracterizada pelo fato de que a unidade de controle (45) está disposta de modo a pôr a engrenagem auxiliar sincronizada (12, 13, 15, 16, 17) na posição neutra, quando são recebidos os sinais de entrada que indicam que a posição neutra está selecionada.

2. Caixa de marcha de estágios de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a unidade de controle (45) é disposta de modo a manter a engrenagem previamente selecionada precedente acoplada quando a posição neutra for ocupada na caixa de marcha básica (15, 17, 21, 18, 22, 19, 23, 20, 28, 30) .

3. Caixa de marcha de estágios de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a engrenagem auxiliar consiste em uma engrenagem fragmentada (12, 13, 15, 16, 17) ou em uma engrenagem de escala (32).