RU2542838C1 - Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow - Google Patents
Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow Download PDFInfo
- Publication number
- RU2542838C1 RU2542838C1 RU2013136695/11A RU2013136695A RU2542838C1 RU 2542838 C1 RU2542838 C1 RU 2542838C1 RU 2013136695/11 A RU2013136695/11 A RU 2013136695/11A RU 2013136695 A RU2013136695 A RU 2013136695A RU 2542838 C1 RU2542838 C1 RU 2542838C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- clutch
- gears
- torque
- drive
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, к трансмиссиям транспортных средств, а точнее - к коробкам передач, предназначенным для многоступенчатой передачи вращающего момента от двигателя к ведущим колесам транспортного средства и может быть использовано также в других областях техники.The invention relates to the field of transport engineering, to transmissions of vehicles, and more specifically to gearboxes designed for multi-stage transmission of torque from the engine to the drive wheels of the vehicle and can also be used in other areas of technology.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Известно конструктивное решение коробки передач с двойным сцеплением (патент DE923402C, 1940 год), позволяющее проводить переключение без разрыва потока мощности. Современные коробки передач с двойным сцеплением DCT (Double Clutch Transmission), больше всего известны под именем самого распространенного варианта DSG (Direct Shift Gearbox или Direktschaltgetriebe), но существуют и другие аналогичные по своей сути конструкции: Powershift, Speedshift DCT, ТСТ (Twin Clutch Transmission), EDC (Efficient Dual Clutch).A known design of a dual-clutch gearbox (patent DE923402C, 1940), which allows shifting without interrupting the power flow. Modern DCT (Double Clutch Transmission) gearboxes are best known by the name of the most common DSG variant (Direct Shift Gearbox or Direktschaltgetriebe), but there are other similar in essence designs: Powershift, Speedshift DCT, TST (Twin Clutch Transmission ), EDC (Efficient Dual Clutch).
Совершенствованию этой схемы посвящено множество патентов, например SU 1299842 (1984), DE 4122628 A1 (1991), WO 2003083325 A1 (2003), US 20080188342 (2007), RU 2383800 (2008), RU 2436001 (2010), RU 2437011 (2010), RU 2439396 (2010), RU 2442919 (2010)Many patents are devoted to the improvement of this scheme, for example, SU 1299842 (1984), DE 4122628 A1 (1991), WO 2003083325 A1 (2003), US 20080188342 (2007), RU 2383800 (2008), RU 2436001 (2010), RU 2437011 (2010) ), RU 2439396 (2010), RU 2442919 (2010)
Все они используют главное достоинство этой схемы (отсутствие разрыва потока мощности при переключении), но не избавлены от очевидных недостатков: сложная трех или четырехвальная схема, необходимость в постоянной смене зацеплений муфт синхронизаторов с шестернями при переключении передач, необходимость предугадывания следующей включаемой передачи, принципиальная невозможность переключения без разрыва потока мощности через одну передачу и относительно большое количество времени при переключении на передачу, которая не стоит в зацеплении и наличие двух полноценных многодисковых муфт сцепления, каждая из которых рассчитана на передачу с помощью фрикционного соединения максимального крутящего момента, который может создавать двигатель. Большие размеры сцеплений напрямую сказываются на габаритных размерах коробки передач, а сложность конструкции - с ее стоимостью и надежностью.All of them use the main advantage of this scheme (no disruption of the power flow when switching), but they are not spared from obvious drawbacks: a complex three or four-shaft scheme, the need for a constant change of engagement of the synchronizer clutches with gears when shifting gears, the need to predict the next gear to be switched on, and the fundamental impossibility switching without breaking the power flow through one gear and a relatively large amount of time when switching to a gear that does not stand in gear laziness and the presence of two full-fledged multi-plate clutches, each of which is designed to transmit using the friction joint the maximum torque that the engine can create. Large sizes of clutches directly affect the overall dimensions of the gearbox, and the complexity of the design - with its cost and reliability.
В патенте RU 2158860 (1998) сделана попытка упростить конструкцию, отказавшись от синхронизаторов. Каждая передача включается своим гидроприводом и своим многодисковым сцеплением. При этом исчезает необходимость предугадывать следующую включаемую передачу. Недостатком такого решения является то, что многодисковое сцепление имеет большие размеры и несколько таких элементов существенно увеличивают габаритные размеры коробки передач. Особенно это важно для больших крутящих моментов, характерных для современных автомобильных двигателей. Чтобы муфта сцепления могла передать большой момент, в конструкцию вводится дополнительная прижимающая втулка с косозубыми шлицами, что усложняет конструкцию, снижая положительный эффект от отсутствия синхронизаторов.In patent RU 2158860 (1998) an attempt was made to simplify the design by abandoning synchronizers. Each gear is engaged with its hydraulic drive and its multi-plate clutch. This eliminates the need to predict the next gear included. The disadvantage of this solution is that the multi-plate clutch is large and several of these elements significantly increase the overall dimensions of the gearbox. This is especially important for the large torques characteristic of modern automobile engines. So that the clutch can transmit a large moment, an additional clamping sleeve with helical slots is introduced into the design, which complicates the design, reducing the positive effect of the absence of synchronizers.
Компоновка коробки передач достаточно сложна, и в патенте RU 2287439 (2004) предложено скомпоновать все пары зубчатых колес в отдельный блок со своим корпусом, способным перемещаться вдоль вала для соединения с выбранной парой колес. Недостатком предложенного решения является существенное увеличение габаритных размеров коробки передач, в которой должно быть предусмотрено место для всего блока шестерен, перемещающегося от одного крайнего положения к другому. Увеличенный размер корпуса коробки, наличие дополнительного корпуса для блока шестерен приведут к росту массы конструкции. Другой недостаток - то, что при каждом переключении передач эта схема требует перемещать значительные массы - весь блок шестерен вместе с корпусом этого блока. Это усложняет привод и снижает ресурс коробки переключения передач.The layout of the gearbox is quite complicated, and in patent RU 2287439 (2004) it is proposed to assemble all pairs of gears in a separate block with its own body, which can move along the shaft to connect with the selected pair of wheels. The disadvantage of the proposed solution is a significant increase in the overall dimensions of the gearbox, in which a place should be provided for the entire block of gears moving from one extreme position to another. The increased size of the box housing, the presence of an additional housing for the gear block will lead to an increase in the mass of the structure. Another drawback is that with each gear shift, this scheme requires moving considerable masses - the entire gear block together with the housing of this block. This complicates the drive and reduces the life of the gearbox.
Известна коробка передач транспортного средства (патент РФ №2472995, 2011 год), не содержащая синхронизаторов и муфт включения. Переключение передач осуществляется включением соответствующих муфт сцепления. Недостатком этого варианта конструкции является то, что такая конструкция использует как минимум 4 муфты сцепления. Пятиступенчатая коробка передач, выполненная по названной схеме, требует шести муфт сцепления. Каждая из муфт должна быть способна передавать полный крутящий момент. Для шестиступенчатой коробки передач требуется использование дополнительного промежуточного вала.Known gearbox of a vehicle (RF patent No. 2472995, 2011), not containing synchronizers and clutches. Gear shifting is done by engaging the appropriate clutch. The disadvantage of this design option is that this design uses at least 4 clutches. A five-speed gearbox, made according to the named scheme, requires six clutches. Each of the couplings must be capable of transmitting full torque. A six-speed gearbox requires the use of an additional countershaft.
Большое количество муфт сцепления с приводом к каждой из них существенно увеличивает габаритные размеры конструкции. В настоящее время многодисковое сцепление автомобиля может включать 10-12 дисков. Размер одного многодискового сцепления сравним с размером блока шестерен коробки передач. Такая схема не гарантирует упрощения конструкции и уменьшения материалоемкости и повышения компактности коробки передач.A large number of clutches with a drive to each of them significantly increases the overall dimensions of the structure. Currently, a multi-plate clutch of a car may include 10-12 discs. The size of one multi-plate clutch is comparable to the size of the gearbox block. Such a scheme does not guarantee simplification of the design and reduction of material consumption and increase the compactness of the gearbox.
Вместе с тем, в этом техническом решении присутствуют следующие особенности:However, in this technical solution there are the following features:
1. Муфты включения передачи, вилки, синхронизаторы отсутствуют.1. Transmission clutches, forks, synchronizers are absent.
2. Все пары зубчатых колес находятся в постоянном зацеплении.2. All pairs of gears are in constant gearing.
3. Переключение передач осуществляется за счет оригинального использования муфт сцепления.3. Gear shifting is done through the original use of clutches.
Поэтому примем это техническое решение за прототип, так как оно обладает максимальной совокупностью общих с предлагаемым изобретением существенных признаков.Therefore, we will take this technical solution as a prototype, since it has the maximum combination of essential features common with the invention.
ЦЕЛЬ ИЗОБРЕТЕНИЯOBJECT OF THE INVENTION
Задача изобретения состоит в том, чтобы создать более эффективную коробку передач компактного размера с непрерывной передачей крутящего момента от двигателя к ведущим колесам, избежать ограничений на величину передаваемого крутящего момента, упростить управление, исключив необходимость предсказания следующей передачи, сократить время переключения передач при произвольном выборе последовательности включения передач и упростить конструкцию, увеличив надежность и экономичность работы коробки передач.The objective of the invention is to create a more efficient gearbox of a compact size with a continuous transmission of torque from the engine to the drive wheels, to avoid restrictions on the amount of transmitted torque, to simplify control, eliminating the need to predict the next gear, to reduce the time of gear shifting with arbitrary choice of sequence gear shifting and simplify the design, increasing the reliability and efficiency of the gearbox.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
СОВОКУПНОСТЬ СУЩЕСТВЕННЫХ ПРИЗНАКОВ.COMPLETENESS OF ESSENTIAL SIGNS.
Предлагаемое в изобретении решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата обеспечивается простотой двухвальной схемы, надежностью постоянного зацепления всех пар зубчатых колес и конструкцией комбинированной муфты включения передач при рациональной компоновке элементов коробки передач.Proposed in the invention, the solution of the above problem, the achievement of the goal and the required technical result is ensured by the simplicity of the two-shaft scheme, the reliability of the constant engagement of all pairs of gears and the design of the combined clutch for engaging gears with a rational arrangement of gearbox elements.
Предлагается механическая многоступенчатая коробка передач, отличающаяся сочетанием рядной компоновки блока зубчатых колес и барабанной конструкции встроенной в выходной вал многоступенчатой муфты включения каждой передачи, которая допускает плавное соединение, передачу произвольных крутящих моментов без разрыва потока мощности и включение передач в произвольном порядке.A mechanical multi-stage gearbox is proposed, which is characterized by a combination of the in-line arrangement of the gear block and the drum construction of the multi-stage clutch of each gear integrated in the output shaft, which allows smooth connection, the transmission of arbitrary torques without breaking the power flow and the inclusion of gears in random order.
Термин "произвольный крутящий момент" означает момент любой величины, которую может передать двигатель на входной вал коробки передач с использованием известных типов соединений, например шлицевых или шпоночных.The term "arbitrary torque" means a moment of any value that the engine can transmit to the input shaft of the gearbox using known types of connections, for example splined or keyed.
Кулачковый механизм, являющийся второй дополнительной ступенью муфты включения передач, в общем случае способен передавать такие же крутящие моменты, как шлицевые или шпоночные соединения.The cam mechanism, which is the second additional stage of the gear clutch, is generally capable of transmitting the same torques as splined or keyed couplings.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ.TECHNICAL RESULT.
Предложенная конструкция механической многоступенчатой коробки передач, обеспечивает:The proposed design of a mechanical multi-stage gearbox provides:
- Передачу крутящих моментов без разрыва потока мощности во время переключения за счет возможности проводить независимое выключение одной передачи и включение другой.- Transfer of torques without interrupting the power flow during the shift due to the ability to independently switch off one gear and switch on another.
- Плавное соединение при включении передачи за счет работы фрикционного элемента комбинированной муфты.- Smooth connection when the gear is engaged due to the operation of the friction element of the combined clutch.
- Передачу произвольных крутящих моментов за счет дополнительного механического зацепления в комбинированной муфте. Возможность использования одной и той же коробки передач с двигателями разной мощности.- Transmission of arbitrary torques due to additional mechanical gearing in the combination clutch. The ability to use the same gearbox with engines of different power.
- Компактность конструкции за счет рядной компоновки блока шестерен и размещения элементов муфты внутри блока шестерен в отверстиях выходного вала, а привода - внутри выходного вала.- Compact design due to the row layout of the gear block and the placement of the coupling elements inside the gear block in the holes of the output shaft, and the drive inside the output shaft.
- Упрощение конструкции за счет замены одной муфтой трех элементов трансмиссии: муфт сцепления, муфт включения передач и синхронизаторов.- Simplification of the design by replacing one transmission clutch with three clutch elements: clutch clutches, clutch gears and synchronizers.
- Надежность и неприхотливость конструкции, использование обычного масла для механических коробок передач с зубчатыми колесами. Конструкция не использует ни гидротрансформатора, ни элементов вариатора, которые предъявляют жесткие требования к эксплуатационным жидкостям и температурному режиму эксплуатации.- Reliability and unpretentiousness of a design, use of usual oil for mechanical gearboxes with gears. The design does not use either a torque converter or variator elements, which impose stringent requirements on the operating fluids and temperature conditions of operation.
- Использование любого из известных вариантов привода - механического, гидравлического или электрического, а также - комбинированного.- Using any of the known drive options - mechanical, hydraulic or electric, as well as a combined one.
- Отсутствие необходимости предсказания следующей передачи. А при выборе соответствующего привода - включение передач в произвольном порядке.- No need to predict the next transmission. And when choosing the appropriate drive - the inclusion of gears in random order.
Более простая схема коробки передач позволяет увеличить количество ступеней и снизить требования к двигателю.A simpler gearbox design allows you to increase the number of stages and reduce engine requirements.
Предложенная схема коробки передач определяет меньшие размеры, вес, более простой привод, меньшую цену.The proposed gearbox design determines smaller dimensions, weight, simpler drive, lower price.
Эта конструкция без изменений может использоваться как при ручном механизме переключения передач, так и в роботизированных коробках.This design can be used without changes both with the manual gearshift mechanism, and in robotic gearboxes.
Использование радиальной (барабанной) схемы прижима позволяет максимально эффективно использовать фрикционные свойства для передачи крутящего момента.Using a radial (drum) clamping circuit allows the most efficient use of frictional properties for transmitting torque.
Двухвальная схема коробки передач и рядная компоновка блока шестерен определяет возможность использования корпуса с одной плоскостью разъема, обеспечивающего легкость и удобство сборки и обслуживания коробки передач.The two-shaft gearbox layout and the in-line arrangement of the gear block determines the possibility of using a housing with one plane of the connector, which provides ease and convenience of assembly and maintenance of the gearbox.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Сущность изобретения поясняется схемами. На схемах приняты следующие обозначения:The invention is illustrated by diagrams. The following notation is used in the diagrams:
1 - Ведущий (входной) вал.1 - Leading (input) shaft.
2 - Ведомый (выходной) вал.2 - Slave (output) shaft.
3 - Привод.3 - Drive.
4 - Промежуточная шестерня задней передачи.4 - Intermediate gear reverse gear.
5 - Кулачок муфты включения передачи.5 - Cam clutch gear.
6 - Фрикционные колодки муфты включения передачи.6 - Friction pads clutch gear.
7 - Ведомая шестерня.7 - Driven gear.
Сечение А-А иллюстрирует сечение ведомой шестерни и ведомого вала с элементами муфты включения передачи, проходящее через колодки фрикционной муфты.Section AA illustrates the section of the driven gear and the driven shaft with gear clutch elements passing through the friction clutch pads.
Сечение В-В иллюстрирует сечение ведомой шестерни и ведомого вала с элементами муфты включения передачи, проходящее через кулачки муфты включения передачи.Section BB illustrates a section of the driven gear and the driven shaft with the elements of the gear clutch passing through the cams of the gear clutch.
На фиг. 1 изображена общая компоновочная схема многоступенчатой коробки передач.In FIG. 1 shows the general layout of a multi-stage gearbox.
На фиг. 2 изображена функциональная схема работы коробки передач при работе в режиме нейтральной передачи (механизм включения передач и привод включения передач показаны упрощенно).In FIG. 2 shows a functional diagram of the operation of the gearbox when operating in neutral gear mode (the gear shift mechanism and the gear shift drive are shown in simplified form).
На фиг. 3 изображена функциональная схема работы коробки передач при включении первой передачи (механизм включения передач и привод включения передач показаны упрощенно).In FIG. 3 shows a functional diagram of the operation of the gearbox when first gear is engaged (the gear shift mechanism and the gear shift drive are shown in simplified form).
На фиг. 4 изображена функциональная схема работы коробки передач при выключении первой передачи и включении второй передачи (механизм включения передач и привод включения передач показаны упрощенно).In FIG. 4 shows a functional diagram of the operation of the gearbox when the first gear is turned off and the second gear is engaged (the gear shift mechanism and the gear shift drive are shown in simplified form).
На фиг. 5 изображена типовая схема комбинированной муфты включения передач и проиллюстрированы сечения, использованные на фиг. 6-9.In FIG. 5 shows a typical circuit of a combination clutch and illustrates the cross sections used in FIG. 6-9.
На фиг. 6 изображена функциональная схема муфты включения передачи в выключенном состоянии.In FIG. 6 shows a functional diagram of a gear clutch in an off state.
На фиг. 7 изображена функциональная схема начальной фазы включения муфты включения передачи.In FIG. 7 is a functional diagram of the initial phase of engaging the gear clutch.
На фиг. 8 изображена функциональная схема работы муфты включения передачи во включенном состоянии при штатном режиме работы.In FIG. 8 shows a functional diagram of the operation of the gearshift clutch in the on state during normal operation.
На фиг. 9 изображена функциональная схема работы муфты включения передачи во включенном состоянии при передаче повышенного крутящего момента.In FIG. 9 shows a functional diagram of the operation of the gearshift clutch in the engaged state when transmitting increased torque.
На фиг. 10 изображена условная схема несинхронного раздвигания фрикционных колодок и кулачков с помощью одного привода.In FIG. 10 shows a schematic diagram of the asynchronous expansion of the friction pads and cams with a single drive.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В механической многоступенчатой коробке передач, содержащей корпус, ведущий вал с жестко посаженным на него блоком ведущих зубчатых колес, ведомый вал, блок ведомых зубчатых колес, находящихся в постоянном зацеплении с ведущими зубчатыми колесами, выполненный с возможностью свободного вращения вокруг ведомого вала, используется многоступенчатая муфта включения передач, которая допускает плавное соединение, передачу произвольных крутящих моментов без разрыва потока мощности и включение передач в произвольном порядке. Эта комбинированная муфта включения может содержать для каждой передачи два или несколько блоков (элементов конструкции), предназначенных для передачи крутящего момента, которые могут иметь различную конструкцию и различный механизм передачи крутящего момента и могут включаться в работу не одновременно, (в простейшем случае - последовательно, один за другим), что позволяет использовать их различную способность к передаче крутящего момента и проскальзыванию без разрушения.In a mechanical multi-stage gearbox comprising a housing, a drive shaft with a block of driving gears rigidly mounted on it, a driven shaft, a block of driven gears that are in constant engagement with the driving gears, made with the possibility of free rotation around the driven shaft, a multi-stage clutch is used gear shifting, which allows a smooth connection, the transmission of arbitrary torques without interrupting the power flow and the inclusion of gears in an arbitrary order. This combined clutch may contain for each transmission two or more blocks (structural elements) designed to transmit torque, which may have a different design and a different mechanism for transmitting torque and may not be included in the operation at the same time (in the simplest case, in series, one after the other), which allows them to use their various ability to transmit torque and slip without breaking.
Такая муфта может быть встроена в выходной вал.Such a coupling can be integrated in the output shaft.
В рассматриваемом примере муфта включения использует для каждой передачи два механизма передачи крутящего момента - фрикционный и кулачковый.In this example, the clutch uses for each transmission two mechanisms for transmitting torque - friction and cam.
Все фрикционные колодки и кулачки устанавливаются в упругих креплениях, что позволяет демпфировать возможные ударные нагрузки.All friction pads and cams are mounted in elastic mounts, which allows damping possible shock loads.
На фиг. 5 показана общая схема размещения элементов муфты включения передач, встроенной в выходной вал 2 и использующей для передачи крутящего момента как фрикционные колодки 6, так и кулачки 5.In FIG. 5 shows a general arrangement of gearshift clutch elements integrated in the
Такая муфта заменяет в трансмиссии три типа элементов: все муфты сцепления, все муфты включения передач и все синхронизаторы.Such a clutch replaces three types of elements in a transmission: all clutches, all clutches of gear shifting and all synchronizers.
По изобретению работа коробки передач осуществляется следующим образом.According to the invention, the operation of the gearbox is as follows.
Ведущий вал 1 (см. фиг. 1) постоянно соединен с двигателем. Зубчатые колеса ведущего вала всегда жестко соединены с ведущим валом. Все пары шестерен зубчатых передач находятся в постоянном зацеплении. Поэтому вращение двигателя всегда передается на ведущий вал и на все шестерни. The drive shaft 1 (see Fig. 1) is constantly connected to the engine. The gears of the drive shaft are always rigidly connected to the drive shaft. All pairs of gears of gears are in constant gearing. Therefore, the rotation of the engine is always transmitted to the drive shaft and all gears.
Шестерни всех передач ведущего (входного) вала 1 вращаются с одинаковой угловой скоростью равной скорости входного вала.The gears of all gears of the driving (input) shaft 1 rotate with the same angular speed equal to the speed of the input shaft.
Шестерни всех передач ведомого (выходного) вала 2 свободно вращаются - каждая со своей угловой скоростью, определяемой зацеплением с парной ведущей шестерней.The gears of all gears of the driven (output)
В выходной вал встроены элементы муфты включения передач.The gearshift clutch elements are integrated in the output shaft.
В углублениях (или отверстиях) выходного вала напротив ведомой шестерни каждой передачи расположены фрикционные колодки и кулачки, которые могут раздвигаться под воздействием привода.In the recesses (or holes) of the output shaft opposite the driven gear of each gear are friction pads and cams that can be moved apart under the influence of the drive.
На фиг. 2 проиллюстрировано выключенное состояние муфты включения передач.In FIG. 2 illustrates the off state of the gear clutch.
Фиг. 3 и фиг. 4 иллюстрируют последовательное включение двух соседних передач.FIG. 3 and FIG. 4 illustrate sequential engagement of two adjacent gears.
На фиг. 2 и фиг. 6 показано начальное (нейтральное) состояние муфты включения. Фрикционные колодки 6 и кулачки 5 утоплены в соответствующие отверстия выходного вала 2. Ведомая шестерня 7 и ведомый вал 2 разъединены. Крутящий момент не передается на ведомый вал. Передача выключена. Это аналог нейтральной передачи.In FIG. 2 and FIG. 6 shows the initial (neutral) state of the clutch.
На фиг. 7 показана начальная стадия включения передачи. Привод начинает раздвигать колодки и кулачки.In FIG. 7 shows the initial stage of gear shifting. The drive begins to move apart pads and cams.
Привод раздвигает фрикционные колодки и кулачки вала напротив шестерни нужной передачи.The drive pushes the friction pads and cams of the shaft opposite the gears of the desired gear.
Фрикционные колодки раздвигаются раньше, чем кулачки. Колодки 6 выходят из углублений вала и прижимаются к внутренней поверхности шестерни и соединяют вал и шестерню соответствующей передачи. Созданное фрикционное соединение выравнивает скорости вращения шестерни 7 и ведомого вала 2. Кулачки 5 не достигают поверхности шестерни и не участвуют в процессе передачи крутящего момента. Выбранная передача включена.The friction pads move apart before the cams. The
Выходной вал вращается с угловой скоростью шестерни выбранной передачи. На фиг. 4 и фиг. 8 показана следующая стадия включения передачи.The output shaft rotates with the angular speed of the gear of the selected gear. In FIG. 4 and FIG. 8 shows the next stage of gear shifting.
Привод завершает процесс раздвигания колодок и кулачков. Фрикционные колодки 6 прижаты к внутренней поверхности шестерни 7 с максимальным усилием. Фрикционная передача передает крутящий момент. Скорости вращения ведомой шестерни 7 и ведомого вала 2 одинаковы. Передача включена.The drive completes the process of expanding the pads and cams.
Завершается процесс раздвигания кулачков и они упираются во внутреннюю поверхность шестерни. Кулачки 5 касаются внутренней поверхности шестерни только после полного прижатия фрикционных колодок, т.е. после полного включения в работу фрикционной передачи крутящего момента. Кулачки прижимаются приводом к внутренней поверхности шестерни 7 в произвольном месте кольцевой зоны. В общем случае они не входят в зацепление с соответствующими выступами на внутренней поверхности шестерни и не участвуют в передаче крутящего момента.The process of spreading the cams is completed and they abut against the inner surface of the gear.
На фиг. 9 показано состояние элементов муфты включения когда передача работает при повышенной нагрузке.In FIG. 9 shows the state of the elements of the clutch when the gearbox is operating at high load.
Передаваемый на вход коробки передач крутящий момент превышает момент, который способно передавать фрикционное соединение без проскальзывания. Происходит проворачивание шестерни 7 относительно выходного вала 2 до положения, когда кулачки 5 утапливаются в соответствующие гнезда на внутренней поверхности шестерни 7, создавая необходимое механическое соединение. Полученное надежное силовое замыкание передает необходимый крутящий момент. Взаимное проскальзывание шестерни и вала прекращается.The torque transmitted to the input of the gearbox exceeds the moment that the friction joint can transmit without slipping. The
Выключение передачи производится в обратном порядке. Сначала выводятся из зацепления кулачки.Transmission is disengaged in the reverse order. First, the cams are disengaged.
При этом фрикционная передача остается полностью включенной.In this case, the friction gear remains fully engaged.
Только после полного утапливания кулачков в их гнезда в выходном валу рассоединяется фрикционное соединение.Only after the cams have completely sunk into their seats in the output shaft does the friction joint disconnect.
Использование одного и того же привода для последовательного раздвигания колодок и кулачков представлено на фиг. 10.The use of the same drive for sequentially expanding the pads and cams is shown in FIG. 10.
Показанная конструктивная схема является лишь иллюстрацией технической возможности и простоты решения и не является существенным признаком и не должна рассматриваться в качестве решения, защищаемого предлагаемым изобретением. Для реализации настоящего изобретения может использоваться любой привод и любой механизм передачи управляющего воздействия на устройство передачи крутящего момента. Существенным признаком является то, что элементы, передающие крутящий момент, вводятся в действие не одновременно.The shown structural diagram is only an illustration of the technical feasibility and simplicity of the solution and is not an essential feature and should not be construed as a solution protected by the invention. For the implementation of the present invention, any drive and any mechanism for transmitting a control action to a torque transmission device can be used. An essential feature is that torque transmitting elements are not brought into action simultaneously.
Привод муфты включения может быть выполнен с применением любой известной в настоящий момент технологии, например он может быть механическим, гидравлическим, электромагнитным или комбинированным.The drive clutch can be performed using any currently known technology, for example, it can be mechanical, hydraulic, electromagnetic or combined.
Предлагаемая конструкция коробки передач позволяет гибко использовать различия в передаче крутящего момента при работе разных передач. Максимальные моменты, которые передаются низшими и высшими передачами сильно отличаются. Для шестерен большего диаметра можно увеличивать радиус внутренней поверхности шестерни. Благодаря рядной компоновке это не увеличит сложность сборки конструкции. Достаточно применить выходной вал переменного диаметра. При этом возникает возможность увеличения передаваемого крутящего момента, как за счет увеличения плеча, так и за счет увеличения количества фрикционных колодок. Это важно для шестерен низших передач, которые передают максимальный крутящий момент. Для шестерен высших передач, которые передают небольшие моменты, возможно упрощение конструкции за счет отказа от кулачков и передачи всего крутящего момента только фрикционными колодками.The proposed design of the gearbox allows you to flexibly use the differences in the transmission of torque during operation of different gears. The maximum moments that are transmitted by lower and higher gears are very different. For larger gears, the radius of the inner surface of the gear can be increased. Thanks to the in-line layout, this will not increase the complexity of the assembly structure. It is enough to apply an output shaft of variable diameter. In this case, it becomes possible to increase the transmitted torque, both by increasing the shoulder, and by increasing the number of friction pads. This is important for low gears that transmit maximum torque. For higher gears that transmit small moments, it is possible to simplify the design by rejecting the cams and transmitting all the torque only with friction pads.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136695/11A RU2542838C1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013136695/11A RU2542838C1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013136695A RU2013136695A (en) | 2015-02-20 |
RU2542838C1 true RU2542838C1 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53281806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013136695/11A RU2542838C1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2542838C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172383U1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-07-06 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) | MECHANISM OF CHANGE OF TRANSMISSION |
RU2715829C1 (en) * | 2019-03-10 | 2020-03-03 | Владимир Григорьевич Гончаров | Manual transmission (embodiments) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3889547A (en) * | 1973-09-13 | 1975-06-17 | Sun Jun Kai | Hydraulically selectable gear transmission |
SU1259070A1 (en) * | 1985-04-09 | 1986-09-23 | Дрогобычское Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзгазмашремонт" | Speed change gear |
SU1587273A1 (en) * | 1988-10-06 | 1990-08-23 | Arakelyan Nikolaj A | Gearbox |
SU1749065A1 (en) * | 1990-05-03 | 1992-07-23 | Войсковая часть 26271 | Automatic transmission |
CN201093035Y (en) * | 2007-11-05 | 2008-07-30 | 天津内燃机研究所 | Gearbox for minitype carrier vehicle |
-
2013
- 2013-08-06 RU RU2013136695/11A patent/RU2542838C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3889547A (en) * | 1973-09-13 | 1975-06-17 | Sun Jun Kai | Hydraulically selectable gear transmission |
SU1259070A1 (en) * | 1985-04-09 | 1986-09-23 | Дрогобычское Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Всесоюзного Промышленного Объединения "Союзгазмашремонт" | Speed change gear |
SU1587273A1 (en) * | 1988-10-06 | 1990-08-23 | Arakelyan Nikolaj A | Gearbox |
SU1749065A1 (en) * | 1990-05-03 | 1992-07-23 | Войсковая часть 26271 | Automatic transmission |
CN201093035Y (en) * | 2007-11-05 | 2008-07-30 | 天津内燃机研究所 | Gearbox for minitype carrier vehicle |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172383U1 (en) * | 2016-07-01 | 2017-07-06 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный инженерно-экономический университет (НГИЭУ) | MECHANISM OF CHANGE OF TRANSMISSION |
RU2715829C1 (en) * | 2019-03-10 | 2020-03-03 | Владимир Григорьевич Гончаров | Manual transmission (embodiments) |
WO2020185126A1 (en) * | 2019-03-10 | 2020-09-17 | Владимир Григорьевич ГОНЧАРОВ | Manual transmission gearbox (variants) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013136695A (en) | 2015-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102341616B (en) | Twin clutch transmission for large-sized vehicle | |
US8056429B2 (en) | Multi-speed dual clutch transmission with countershaft gearing arrangement | |
CN101504061B (en) | Multi-speed split dual clutch transmission | |
KR101543164B1 (en) | Powertrain for hybrid vehicle | |
WO2015149515A1 (en) | Automobile dual-clutch transmission | |
CN101358634A (en) | Multi-speed transmission | |
WO2013008648A1 (en) | Control method for dual clutch transmission, dual clutch transmission, and vehicle loaded with same | |
EP2730808B1 (en) | Transmission | |
CN110234910B (en) | Gearbox for vehicle | |
US20130053204A1 (en) | Gearbox arrangement which comprises a first gearbox with an adjoining range gearbox | |
KR20130114816A (en) | Automated manual transmission | |
CN110249160B (en) | Gearbox for vehicle | |
CN107429800B (en) | Dual clutch transmission for a motor vehicle | |
US9145960B2 (en) | Triple clutch multi-speed transmission | |
CN109641519B (en) | Power output transmission gear thrust load cancellation | |
CN103821887B (en) | Variator | |
KR102394560B1 (en) | Power transmission apparatus for vehicle | |
US8960032B2 (en) | Multi-clutch transmission for a motor vehicle | |
DE50004618D1 (en) | Switching gear coupling | |
CZ303858B6 (en) | Arrangement of two-flow reversing transmission, especially for motor vehicles and construction machinery, with two branches of power flow | |
RU2542838C1 (en) | Compact mechanical multi-stage gearbox to transfer arbitrary torques without break of power flow | |
WO2017061928A1 (en) | A method for controlling a gearbox, a gearbox and a vehicle provided with such a gearbox | |
CN104040219B (en) | The multi-clutch variator of heavy vehicle | |
US20180238427A1 (en) | Double gearbox, and method for engaging an overall gear ratio therein | |
CN205190651U (en) | Double -clutch automatic speed changer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150807 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170316 |