RU2486069C1 - All-wheel drive vehicle transmission - Google Patents
All-wheel drive vehicle transmission Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486069C1 RU2486069C1 RU2012105096/11A RU2012105096A RU2486069C1 RU 2486069 C1 RU2486069 C1 RU 2486069C1 RU 2012105096/11 A RU2012105096/11 A RU 2012105096/11A RU 2012105096 A RU2012105096 A RU 2012105096A RU 2486069 C1 RU2486069 C1 RU 2486069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- section
- working chamber
- gearbox
- gear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к колесным транспортным средствам, а именно к трансмиссиям полноприводных грузовых и пассажирских автомобилей.The technical solution relates to wheeled vehicles, namely to transmissions of four-wheel drive trucks and passenger cars.
Для распределения поворотных моментов между передними и задними колесами автомобилей применяются межосевые дифференциалы с планетарными рядами, которые показаны, например, в патентах №№2192972, 2236958, выданных в Российской Федерации. Наиболее близким аналогом является трансмиссия полноприводного автомобиля, показанная в патенте №4280583, выданном в США, в заявке №180374, МПК В60К 17/346, на выдачу европейского патента. Она содержит сцепление, ступенчатую коробку передач, раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, содержащим три планетарных ряда, переключаемых зубчатой муфтой, имеющей ручной механический привод. Однако переключение трех планетарных рядов вручную отвлекает внимание водителя от слежения за дорожной ситуацией и требует от него дополнительных манипуляций с органами управления автомобилем, из-за чего понижается безопасность движения автомобиля. При этом в случае несвоевременного переключения планетарных рядов в межосевом дифференциале ухудшается управляемость и проходимость автомобиля.To distribute turning points between the front and rear wheels of cars, center differential with planetary gears are used, which are shown, for example, in patents No. 2192972, 2236958, issued in the Russian Federation. The closest analogue is the transmission of an all-wheel drive vehicle, shown in patent No. 4280583, issued in the USA, in application No. 180374, IPC B60K 17/346, for the grant of a European patent. It contains a clutch, a speed gearbox, a transfer case with an interaxle differential containing three planetary gear sets, switched by a gear coupling having a manual mechanical drive. However, switching the three planetary gear sets manually distracts the driver from monitoring the traffic situation and requires him to additionally manipulate the car’s controls, which reduces the safety of the car. Moreover, in case of untimely switching of the planetary gears in the interaxle differential, the controllability and maneuverability of the car deteriorates.
Задачей является повышение эффективности и удобства использования трансмиссии полноприводного автомобиля путем обеспечения автоматического перераспределения в надлежащее время поворотных моментов между передними и задними колесами автомобиля, содержащего ступенчатую коробку передач со сцеплением и раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, содержащим три планетарных ряда.The objective is to increase the efficiency and ease of use of the transmission of an all-wheel drive vehicle by ensuring the automatic redistribution of torque at the right time between the front and rear wheels of the vehicle, which contains a speed gearbox with a clutch and a transfer case with an interaxle differential containing three planetary gear sets.
Решение задачи обеспечения своевременного автоматического перераспределения поворотных моментов между передними и задними колесами обеспечено тем, что в трансмиссии полноприводного автомобиля, содержащей сцепление, ступенчатую коробку передач, раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, содержащим три планетарных ряда, переключаемых зубчатой муфтой, зубчатая муфта имеет гидравлический привод от поршня, расположенного в трехсекционной рабочей камере, в которой вместе с упомянутым основным поршнем расположен дополнительный поршень большего диаметра, образующий подвижный упор для основного поршня. Передняя секция рабочей камеры, расположенная перед основным поршнем, и средняя секция, расположенная между основным и дополнительным поршнями, соединены гидролиниями с двухпозиционным гидравлическим распределителем для поочередной подачи в них рабочей жидкости от источника ее давления, задняя секция рабочей камеры, расположенная позади дополнительного поршня, соединена гидролинией с клапаном, сообщающим заднюю секцию рабочей камеры поочередно с ее передней секцией и со сливом. Распределитель имеет управление от электромагнита, подключенного электрической цепью к датчику включения высшей ступени в коробке передач, а клапан, расположенный в гидролинии, сообщающей заднюю секцию рабочей камеры с передней секцией, имеет управление от электромагнита, подключенного к датчику включения низшей ступени в коробке передач. При выключенных электромагнитах передняя и задняя секции рабочей камеры сообщены через распределитель и клапан с источником давления рабочей жидкости, а средняя секция сообщена через распределитель со сливом.The solution to the problem of ensuring timely automatic redistribution of turning points between the front and rear wheels is ensured by the fact that in the transmission of an all-wheel drive vehicle containing a clutch, a speed gearbox, a transfer box with an interaxle differential containing three planetary gear sets switched by a gear clutch, the gear clutch has a hydraulic drive from a piston located in a three-section working chamber, in which, together with the main piston, an additional Shen larger diameter, forming a movable stop for the main piston. The front section of the working chamber located in front of the main piston and the middle section located between the main and additional pistons are connected by hydraulic lines to a two-position hydraulic distributor for alternately supplying working fluid to them from its pressure source, the rear section of the working chamber located behind the additional piston is connected a hydraulic line with a valve communicating the rear section of the working chamber alternately with its front section and with the drain. The distributor has control from an electromagnet connected by an electric circuit to the upper stage enable switch in the gearbox, and the valve located in the hydraulic line that communicates the rear section of the working chamber with the front section has control from an electromagnet connected to the lower stage enable sensor in the gearbox. When the electromagnets are off, the front and rear sections of the working chamber are communicated through a distributor and a valve with a source of working fluid pressure, and the middle section is communicated through a distributor with a drain.
При указанной электрической связи с датчиками включения ступеней в коробке передач электромагнитов, управляющих распределителем и клапаном гидравлического привода зубчатой муфты, обеспечено автоматическое переключение планетарных рядов межосевого дифференциала, производимое во время кратковременного прерывания передачи трансмиссией поворотного момента от двигателя, происходящего при размыкании сцепления. При этом вследствие подключения электромагнитов управления муфтой межосевого дифференциала к датчикам включения ступеней в коробке передач обеспечено рациональное перераспределение поворотных моментов между передними и задними колесами по мере разгона автомобиля. Ведь при низшей ступени в коробке передач ускорение автомобиля больше, чем на высшей ступени, и, значит, получается увеличенной из-за инерции кузова нагрузка на задние колеса, которая снижается по мере перехода с низшей ступени на промежуточные ступени и затем на высшую ступень.With this electrical connection with the step enable sensors in the gearbox of the electromagnets controlling the distributor and the valve of the hydraulic drive of the gear clutch, the planetary rows of the interaxle differential are automatically switched over during a short interruption of the transmission of the torque from the engine by the clutch opening. In this case, due to the connection of the control magnets of the interaxle differential clutch to the step enable sensors in the gearbox, a rational redistribution of the turning moments between the front and rear wheels is ensured as the car accelerates. Indeed, at the lower stage in the gearbox, the acceleration of the car is greater than at the higher stage, and, therefore, the load on the rear wheels is increased due to inertia of the body, which decreases as the transition from the lower stage to the intermediate stages and then to the higher stage.
На фигуре 1 изображен полноприводный грузовой автомобиль.The figure 1 shows an all-wheel drive truck.
На фигуре 2 представлена раздаточная коробка грузового автомобиля с межосевым дифференциалом, содержащим три планетарных ряда.The figure 2 presents the transfer case of a truck with an interaxle differential containing three planetary gears.
На фигуре 3 показано расположение сателлитов планетарных рядов межосевого дифференциала.The figure 3 shows the location of the satellites of the planetary rows of the center differential.
На фигуре 4 показан более крупно привод зубчатой муфты управления межосевым дифференциалом.The figure 4 shows a larger drive gear coupling control interaxle differential.
Представленный на фигуре 1 полноприводный грузовой автомобиль содержит раму 1, на которой впереди расположена кабина 2, а за ней установлен кузов 3, предназначенный для перевозки груза. Между кабиной и кузовом на раме установлен двигатель 4. Автомобиль содержит трансмиссию для передачи поворотного момента от двигателя к передним колесам 5 и к задним колесам 6, имеющим упругую подвеску на раме 1. В кинематической цепи трансмиссии расположены сцепление 7, представляющее собой фрикционную муфту, ступенчатая коробка передач 8, раздаточная коробка 9, содержащая межосевой дифференциал, и карданные передачи для связи валов раздаточной коробки с валами коробки передач и ведущих мостов.The four-wheel drive truck shown in FIG. 1 comprises a
Раздаточная коробка 9 содержит картер 10, в котором установлен ведущий вал 11, имеющий привод от выходного вала коробки передач 8 (фигура 2). С ведущим валом раздаточной коробки связан зубчатой передачей полый ведомый вал 12. С валом 12 жестко соединено водило 13 межосевого дифференциала, содержащее трубчатый корпус 14, с которым соединен трубчатый фланец 15, установленный на подшипнике качения в картере 10. Межосевой дифференциал содержит три планетарных ряда. В первом планетарном ряду расположены солнечная шестерня 16, имеющая шлицевое соединение с валом 17 привода передних колес 5 автомобиля, сателлиты 18 и коронное зубчатое колесо 19, снабженное ступицей 20 с внутренними зубьями, установленной на подшипнике качения в корпусе 14 водила. Во втором планетарном ряду расположены солнечная шестерня 21 и сателлиты 22, имеющие зацепление с сателлитами 18 первого планетарного ряда. Солнечная шестерня 21 второго планетарного ряда установлена на шейке 23 вала 24 привода задних колес 6 автомобиля с возможностью вращения на ней и имеет на своей ступице наружный зубчатый венец. Третий планетарный ряд составляют солнечная шестерня 25, имеющая внутренний зубчатый венец, и сателлиты 26 (фигура 3), которые находятся в зацеплении с сателлитами 18 первого планетарного ряда. Диаметр солнечной шестерни 25 больше диаметра солнечных шестерен 16 и 21. Солнечная шестерня 25 третьего планетарного ряда расположена на ступице солнечной шестерни 21 второго планетарного ряда, и, кроме того, она установлена в водиле 13 в прикрепленной к нему кольцевой детали, образующей опору для сателлитов.The
Для изменения кинематических связей в межосевом дифференциале при необходимости перераспределения поворотных моментов на валах 17 и 24 привода колес автомобиля раздаточная коробка содержит зубчатую муфту 27 (фигура 4), имеющую шлицевое соединение с валом 24 привода задних колес.Зубчатая муфта 27 имеет три зубчатых венца, а именно внутренний зубчатый венец, имеющий возможность зацепления с наружным зубчатым венцом солнечной шестерни 21 второго планетарного ряда, и два наружных зубчатых венца, имеющих возможность поочередного зацепления с внутренними зубчатыми венцами, сделанными внутри солнечной шестерни 25 третьего планетарного ряда и внутри ступицы 20 коронного зубчатого колеса 19. Зубчатая муфта 27 имеет гидравлический привод через подшипник качения от поршня 28, расположенного в ступенчатой трехсекционной рабочей камере 29, образованной между трубчатым корпусом 14 водила и его трубчатым фланцем 15. В рабочей камере 29 вместе с упомянутым основным поршнем 28 расположен дополнительный поршень 30 большего диаметра, образующий подвижный упор для основного поршня 28. Передняя секция рабочей камеры 29, расположенная перед основным поршнем 28, и средняя секция, расположенная между основным 28 и дополнительным 30 поршнями, соединены гидролиниями 31 и 32 с двухпозиционным четырехлинейным гидравлическим распределителем 33, содержащим подпружиненный золотник для поочередного сообщения этих секций с источником давления рабочей жидкости, в частности с насосом 34. Задняя секция рабочей камеры 29, расположенная позади дополнительного поршня 30, соединена гидролинией 35 с двухпозиционным клапаном 36, содержащим подпружиненный золотник для сообщения задней секции рабочей камеры поочередно с ее передней секцией и со сливом. Распределитель 33 имеет управление от электромагнита 37, подключенного электрической цепью 38 к датчику 39 включения высшей ступени в коробке передач 8. Клапан 36 имеет управление от электромагнита 40, подключенного электрической цепью 41 к датчику 42 включения низшей ступени в коробке передач. Датчики 39 и 42 содержат контакты, соединяющие электромагниты 37 и 38 с источником электрического тока при их замыкании штоками 43, 44, передвигающими зубчатые муфты включения ступеней в коробке передач 8 при перестановке в другое положение рычага 45 управления коробкой передач. При выключенных электромагнитах 37 и 38 передняя и задняя секции рабочей камеры сообщены через распределитель 33 и клапан 36 с источником давления рабочей жидкости, а средняя секция сообщена через распределитель 33 со сливом.To change the kinematic relations in the interaxle differential, if necessary, the redistribution of rotational moments on the shafts of the car’s wheel drive 17, the transfer case contains a gear coupling 27 (figure 4), which has a spline connection with the rear
Для приведения автомобиля в движение размыкают сцепление 7 и включают в коробке передач 8 низшую ступень, а именно первую ступень путем перемещения штока 44. Шток при его перестановке замыкает контакты выключателя, образующего датчик 42 включения низшей ступени в коробке передач. От датчика 42 сигнал по электрической цепи 41 поступает к электромагниту 40, который устанавливает золотник клапана 36 в положении, при котором задняя полость рабочей камеры сообщается со сливом. При этом рабочая жидкость поступает от распределителя 33 под давлением, создаваемым насосом 34, в переднюю секцию рабочей камеры 29 перед поршнем 28, а средняя секция рабочей камеры сообщается со сливом. Под действием давления рабочей жидкости в передней секции рабочей камеры поршень 28 вместе с поршнем 30 перемещается в сторону задней секции рабочей камеры и перемещает связанную с ним зубчатую муфту 27, которая зацепляется с зубчатым венцом коронного зубчатого колеса 19, соединяя его с валом 24 привода задних колес 6. Это перемещение зубчатой муфты и ее сцепление с зубчатым венцом коронного зубчатого колеса 19 происходит до замыкания сцепления 7, производимого для передачи поворотного момента от двигателя к колесам автомобиля. После замыкания сцепления 7 поворотный момент, создаваемый двигателем 4, поступает от водила 13 межосевого дифференциала к валу 24 привода задних колес 6 через коронное зубчатое колесо 19, а к валу 17 привода передних колес 5 он поступает через сателлиты 18 и солнечную шестерню 16. При зацеплении зубчатой муфты 27 с коронным зубчатым колесом 19 между валами 17 и 24 привода колес устанавливается наибольшее силовое передаточное число, при котором величина поворотного момента на валу 24 привода задних колес 6 получается значительно больше величины поворотного момента на валу 17 привода передних колес 5.To set the car into motion, the
По мере разгона автомобиля после достижения автомобилем нужной скорости движения при включенной первой ступени в коробке передач размыкают сцепление 7, перемещают шток 44 в прежнее положение, выключая первую ступень, и включают в коробке передач вторую ступень. Так как при включении второй ступени в коробке передач ускорение автомобиля получается меньше, чем при включении первой ступени, то, значит, перераспределение нагрузки на задние колеса автомобиля из-за инерции кузова получается меньше. В связи с этим после перемещения штока 44 в прежнее положение прекращается поступление электрического тока по электрической цепи 41 к электромагниту 40. При выключении электромагнита 40 золотник клапана 36 под действием возвратной пружины перемещается в начальное положение, при котором задняя секция рабочей камеры сообщается через клапан 36 с передней секцией рабочей камеры, которая в свою очередь сообщается с насосом 34. При поступлении рабочей жидкости под давлением в заднюю секцию рабочей камеры 29 дополнительный поршень 30 перемещается до упора во внутреннюю ступеньку в корпусе 14 водила, переставляя при этом основной поршень 28 в среднее положение. Поршень 28, перемещаясь в среднее положение, выводит зубчатую муфту 27 из зацепления с коронным зубчатым колесом 19 и вводит ее в зацепление с солнечной шестерней 25. При зацеплении зубчатой муфты 27 с солнечной шестерней 25 поворотный момент от водила 13 поступает к валу 24 привода задних колес 6 через сателлиты 26 и солнечную шестерню 25, а к валу 17 привода передних колес 5 через сателлиты 18 и солнечную шестерню 16. Тогда между валами 17 и 24 привода передних и задних колес автомобиля устанавливается промежуточное силовое передаточное число. Это передаточное число сохраняется при включении и других промежуточных ступеней в коробке передач 8. Если автомобиль въехал в гористую местность и движется вверх по крутому склону, из-за чего увеличивается нагрузка на задние колеса, то тогда в коробке передач выключается промежуточная ступень и включается низшая ступень. При включении низшей ступени в коробке передач в межосевом дифференциале по сигналу датчика 42 устанавливается наибольшее силовое передаточное число, при котором получается больше доля поворотного момента, направляемого к задним колесам. Если же автомобиль выехал на равнину и движется по хорошей дороге с твердым покрытием, где можно развить большую скорость, то в этом случае в коробке передач включается высшая ступень. При включении в коробке передач 8 высшей ступени передвигают шток 43, который после его перестановки замыкает контакты выключателя, образующего датчик 39 включения этой ступени в коробке передач. От датчика 39 электрический сигнал по электрической цепи 38 поступает к электромагниту 37, который перемещает золотник распределителя 33 в другое положение, при котором передняя секция рабочей камеры сообщается со сливом, а средняя секция сообщается с насосом 34. Под действием давления рабочей жидкости в средней секции рабочей камеры поршень 28, перемещаясь в сторону солнечной шестерни 21, выводит зубчатую муфту 27 из зацепления с солнечной шестерней 25 и вводит ее в зацепление с солнечной шестерней 21. После этого поворотный момент поступает к валам 17 и 24 привода колес автомобиля через сателлиты 18 и 22 и через солнечные шестерни 16 и 21. В этом случае между валами 17 и 24 привода передних колес 5 и задних колес 6 устанавливается наименьшее силовое передаточное число, то есть наименьшее отношение поворотных моментов на этих валах, при котором управляемость автомобиля получается лучше, а, значит, безопасность его движения выше.As the car accelerates after the car reaches the desired speed when the first stage is switched on, the
В результате использования в трансмиссии полноприводного грузового автомобиля ступенчатой коробки передач со сцеплением и раздаточной коробки с межосевым дифференциалом, содержащим три планетарных ряда, переключаемых при разомкнутом сцеплении по сигналу, создаваемому при переключении ступеней в коробке передач, обеспечивается своевременное автоматическое перераспределение нагрузки на колеса автомобиля, вследствие чего существенно облегчается управление автомобилем, улучшается его проходимость и управляемость, уменьшается износ шин.As a result of the use of a stepped gearbox with a clutch and a transfer case with an interaxle differential in the transmission of an all-wheel drive truck, which contains three planetary gears that are switched when the clutch is open according to the signal generated when the steps are switched in the gearbox, timely automatic load balancing on the vehicle’s wheels is ensured due to which significantly facilitates driving, improves maneuverability and handling, reduces wear and tear tires.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105096/11A RU2486069C1 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | All-wheel drive vehicle transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105096/11A RU2486069C1 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | All-wheel drive vehicle transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2486069C1 true RU2486069C1 (en) | 2013-06-27 |
Family
ID=48702139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105096/11A RU2486069C1 (en) | 2012-02-15 | 2012-02-15 | All-wheel drive vehicle transmission |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486069C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU159410A1 (en) * | ||||
US4280583A (en) * | 1978-11-24 | 1981-07-28 | Mack Trucks, Inc. | Automatic differential control apparatus |
EP0180374A1 (en) * | 1984-10-16 | 1986-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power transmission for four-wheel drive vehicle |
US20020142878A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Bansbach Eric A. | Hydraulic shift transfer case with band brake and bi-directional clutch |
RU99389U1 (en) * | 2010-05-11 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | DISTRIBUTION BOX WITH POWER TAKE-OFF MECHANISM |
-
2012
- 2012-02-15 RU RU2012105096/11A patent/RU2486069C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU159410A1 (en) * | ||||
US4280583A (en) * | 1978-11-24 | 1981-07-28 | Mack Trucks, Inc. | Automatic differential control apparatus |
EP0180374A1 (en) * | 1984-10-16 | 1986-05-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power transmission for four-wheel drive vehicle |
US20020142878A1 (en) * | 2001-03-27 | 2002-10-03 | Bansbach Eric A. | Hydraulic shift transfer case with band brake and bi-directional clutch |
RU99389U1 (en) * | 2010-05-11 | 2010-11-20 | Открытое акционерное общество "КАМАЗ" | DISTRIBUTION BOX WITH POWER TAKE-OFF MECHANISM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9511666B2 (en) | Disconnectable driveline for all-wheel drive vehicle | |
CN101445055B (en) | Transfer case for a motor vehicle powertrain | |
US9108512B2 (en) | Transfer device | |
US8172712B2 (en) | Compact power transfer unit for transaxle applications | |
US8574109B2 (en) | Drive arrangement for vehicles with at least two drivable vehicle axles | |
US9079495B2 (en) | Disconnectable driveline with a multi-speed RDM and PTU | |
US10144283B2 (en) | Right and left driving force distribution unit for four-wheel drive vehicle | |
US7028801B2 (en) | Multi-wheel-drive vehicle with a front transaxle device | |
RU150335U1 (en) | VEHICLE BRIDGE WITH A GEARBOX WITH A SELECTIVE POWER SHAFT | |
CN104686083A (en) | Two-gear four-wheel hydraulic stepless variable drive axle assembly for harvester | |
CN114787535A (en) | Working vehicle | |
RU2486070C1 (en) | All-wheel drive truck transmission | |
RU2486069C1 (en) | All-wheel drive vehicle transmission | |
CN106553541B (en) | Vehicle and transfer gear | |
RU2483946C1 (en) | Control device for interaxle differential with three planetary gear sets | |
RU2520224C1 (en) | Automotive wheel or axle drive differential mechanism | |
CN115867736A (en) | Hub for mounting a wheel on an axle of a work vehicle | |
RU2479445C1 (en) | All-wheel drive vehicle transfer box | |
RU2486071C1 (en) | Truck with front and rear drive axles | |
RU2483948C1 (en) | Control system for interaxle differential with three planetary gear sets | |
RU2483947C1 (en) | Truck with front and rear driving wheels | |
RU2493023C1 (en) | All-wheel drive truck | |
WO2020112070A1 (en) | All-terrain vehicle | |
US10245946B2 (en) | Platform heavy duty transfer case | |
JP4246301B2 (en) | Four-wheel drive device for vehicle |