Гидромеханическая коробка передач

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств. Автоматическая коробка передач, реализующая шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода, содержит картер 16, входное звено 13, выходное звено 14, гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, в состав которого входят три планетарных ряда, две управляемых муфты и три управляемых тормоза. В коробке передач, согласно полезной модели, планетарный редуктор состоит из трех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 3, водила 2 сателлитов и коронной шестерни 1 (эпицикла). Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 6, водила 5 сателлитов и коронной шестерни 4 (эпицикла). Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 9, водила 8 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла). Входное звено 13 соединено с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда и с выходным звеном 15 гидродинамического преобразователя крутящего момента. Выходное звено 14 связано с водилом 8 третьего планетарного ряда и с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда. Тормоз 12 связывает между собой солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда и картер коробки передач 16. Тормоз 11 соединяет связанные между собой водило 2 первого планетарного ряда и коронную шестерню 4 второго планетарного ряда с картером коробки передач 16. Тормоз 10 соединяет солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда с картером коробки передач 16. Муфта 18 связывает солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда со связанными между собой водило 5 второго планетарного ряда и коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда. Муфта 17 соединяет водило 5 второго планетарного ряда, связанное с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, со связанными между собой солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, входное звено 13 коробки передач и выходное звено 15 гидродинамического преобразователя крутящего момента. 1 НП, 10 ЗП, 12 ИЛ.

Полезная модель относится к области автотранспортного машиностроения и касается конструкции ступенчатой планетарной коробки передач, которая может быть использована в автоматических трансмиссиях, управляемых с помощью электронного блока и гидравлики, и предназначенных для транспортных средств.

Крутящий момент и частота вращения двигателя преобразуются трансмиссией в соответствии с изменением условий движения транспортного средства для обеспечения движения транспортного средства как вперед, так и назад.

В состав автоматической трансмиссии входит гидродинамический преобразователь крутящего момента (гидротрансформатор), в котором кинетическая энергия рабочей жидкости используется для передачи крутящего момента от коленчатого вала двигателя на входное звено коробки передач. Далее расположена, как правило, коробка передач планетарного типа, обеспечивающая изменение крутящего момента на движителе и его частоты вращения. Коробка передач так же включает в себя элементы управления, например фрикционные или зубчатые, которые по своему назначению делятся на две группы: тормоза и муфты. Муфты соединяют элементы планетарного механизма между собой. Тормоза соединяют элементы планетарного механизма с картером коробки передач.

Известна гидромеханическая коробка передач (заявка Германии DE 10162883, опубликована 10.07.2003 г.), содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента, три планетарных ряда и пять управляющих элементов (два тормоза и три муфты), в которой за счет попарного включения двух элементов управления на каждой передаче удается получить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода.

Недостатком прототипа является наличие трех фрикционных муфт, что значительно усложняет проектирование гидравлической системы управления и обуславливает возникновение дополнительных нежелательных осевых усилий в коробке передач, которые необходимо предотвращать, что усложняет конструкцию. Кроме того, в коробке осуществляется постоянная жесткая связь солнечной шестерни третьего планетарного ряда с картером, что должна обеспечиваться дополнительным элементом конструкции, обеспечивающим самоустановку этой солнечной шестерни, что в свою очередь также усложняет конструкцию.

Анализ развития автоматических коробок передач показывает стремление разработчиков всеми способами снизить потери мощности при ее передаче от двигателя к ведущим колесам. Одним из основных факторов, влияющих на величину потерь в коробке передач, в случае использования в качестве элементов управления фрикционных муфт и фрикционных тормозов, является количество фрикционных элементов управления, находящихся в выключенном состоянии. Чем меньше таких элементов управления, тем выше КПД коробки передач. Как известно, для получения жесткой кинематической связи в планетарной коробке передач, обладающей тремя степенями свободы, необходимо включать два элемента управления. Это, естественным образом, приводит к снижению потерь в коробке передач, поскольку при одинаковом количестве фрикционных элементов управления, к примеру, у двухстепенной и трехстепенной коробок передач для последней количество элементов управления, находящихся в выключенном состоянии, будет меньше. В этой связи применение кинематических схем, обладающих тремя степенями свободы, наиболее актуально.

При этом предпочтительно не увеличивать потери мощности при ее передаче от двигателя к ведущим колесам. Одним из основных факторов, влияющих на величину потерь в коробке передач, в случае использования в качестве управляющих элементов фрикционных муфт и фрикционных тормозов, является количества фрикционных элементов, находящихся в выключенном состоянии. Чем меньше таких элементов, тем выше КПД коробки передач.

В коробке-прототипе удается получить шесть передач переднего хода и одну передачу заднего хода за счет попарного включения пяти фрикционных элементов управления звеньями планетарных рядов.

Техническим результатом, на получение которого направлена настоящая полезная модель, является расширение арсенала технических средств, а также увеличение числа передач реализуемых в коробке при трех планетарных рядах, и, кроме того, упрощение конструкции и проектирования системы управления за счет сокращения числа фрикционных муфт и уменьшения числа связей для одинакового числа передач прямого хода.

Технический результат в виде реализации шести передач переднего хода и двух передач заднего хода достигается тем, что в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор управляется с помощью трех управляемых тормозов и двух управляемых муфт, включаемых попарно, а водило третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и с выходным звеном, солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, солнечная шестерня второго планетарного ряда связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента и непосредственно с входным звеном коробки передач, а также через муфту с водилом второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано через муфту с солнечной шестерней первого планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда, а также через тормоз с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана через тормоз с картером коробки передач.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Соединение солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном позволило получить семь передач переднего хода и три передачи заднего хода.

Соединение солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда позволило получить семь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Соединение коронной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда позволило получить семь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Соединение коронной шестерни третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить восемь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Соединение солнечной шестерни третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить восемь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Соединение солнечной шестерни второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить девять передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Соединение одновременно солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, солнечной шестерни второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, а также солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, водила третьего планетарного ряда через управляемую муфту с коронной шестерней третьего планетарного ряда, позволило получить тринадцать передач переднего хода и три передачи заднего хода.

Соединение одновременно солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, солнечной шестерни второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, водила первого ряда через управляемую муфту с коронной шестерней первого ряда, водила третьего ряда через управляемую муфту с коронной шестерней третьего ряда позволило получить тринадцать передач переднего хода и три передачи заднего хода.

Соединение одновременно солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, солнечной шестерни второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, солнечной шестерни третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить тринадцать передач переднего хода и три передачи заднего хода.

Соединение одновременно солнечной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, солнечной шестерни второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, коронной шестерни первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, солнечной шестерни третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда позволило получить тринадцать передач переднего хода и три передачи заднего хода.

Фиг.1 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с шестью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.2 - план угловых скоростей гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с шестью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.3 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с семью передачами переднего и тремя передачами заднего хода.

Фиг.4 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с семью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.5 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с семью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.6 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с восемью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.7 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с восемью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.8 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с девятью передачами переднего и двумя передачами заднего хода.

Фиг.9 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с тринадцатью передачами переднего и тремя передачами заднего хода;

Фиг.10 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с тринадцатью передачами переднего и тремя передачами заднего хода;

Фиг.11 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с тринадцатью передачами переднего и тремя передачами заднего хода;

Фиг.12 - кинематическая схема гидромеханической коробки передач для трансмиссии транспортного средства с тринадцатью передачами переднего и тремя передачами заднего хода;

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата приведенной совокупностью признаков.

Для получения шести передач переднего хода и двух передач заднего хода, в гидромеханической коробке передач, содержащей гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, управляемый с помощью трех управляемых тормозов и двух управляемых муфт, включаемых попарно, водило третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и с выходным звеном, солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, солнечная шестерня второго планетарного ряда связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента и непосредственно с входным звеном коробки передач, а также через муфту с водилом второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано через муфту с солнечной шестерней первого планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда, а также через тормоз с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана через тормоз с картером коробки передач.

Для получения семи передач переднего хода и трех передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с входным звеном.

Для получения семи передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда.

Для получения семи передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда.

Для получения восьми передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы коронная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

Для получения восьми передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

Для получения девяти передач переднего хода и двух передач заднего хода по первому примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня второго планетарного ряда может быть связана дополнительной управляемой муфтой с водилом третьего планетарного ряда.

Для получения тринадцати передач переднего хода и трех передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня второго планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, коронная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

Для получения тринадцати передач переднего хода и трех передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня второго планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, водило первого планетарного ряда может быть связано через дополнительную управляемую муфту с коронной шестерней первого планетарного ряда, водило третьего планетарного ряда может быть связано через дополнительную управляемую муфту с коронной шестерней третьего планетарного ряда.

Для получения тринадцати передач переднего хода и трех передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня второго планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, солнечная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

Для получения тринадцати передач переднего хода и трех передач заднего хода по второму примеру реализации кинематической схемы солнечная шестерня второго планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, коронная шестерня первого планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, солнечная шестерня третьего планетарного ряда может быть связана через дополнительную управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

Ниже приводится пример конкретного исполнения гидромеханической коробки передач для автоматической трансмиссии, например, легкового автомобиля повышенной проходимости.

Автоматическая коробка передач, реализующая шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода, содержит картер 16, входное звено 13, выходное звено 14, гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор, в состав которого входят три планетарных ряда, две управляемых муфты и три управляемых тормоза.

В коробке передач, согласно полезной модели, планетарный редуктор состоит из трех планетарных рядов. Первый планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 3, водила 2 сателлитов и коронной шестерни 1 (эпицикла). Второй планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 6, водила 5 сателлитов и коронной шестерни 4 (эпицикла). Третий планетарный ряд состоит из солнечной шестерни 9, водила 8 сателлитов и коронной шестерни 7 (эпицикла).

Входное звено 13 соединено с солнечной шестерней 6 второго планетарного ряда и с выходным звеном 15 гидродинамического преобразователя крутящего момента. Выходное звено 14 связано с водилом 8 третьего планетарного ряда и с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда. Тормоз 12 связывает между собой солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда и картер коробки передач 16. Тормоз 11 соединяет связанные между собой водило 2 первого планетарного ряда и коронную шестерню 4 второго планетарного ряда с картером коробки передач 16. Тормоз 10 соединяет солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда с картером коробки передач 16. Муфта 18 связывает солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда со связанными между собой водило 5 второго планетарного ряда и коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда. Муфта 17 соединяет водило 5 второго планетарного ряда, связанное с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, со связанными между собой солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, входное звено 13 коробки передач и выходное звено 15 гидродинамического преобразователя крутящего момента.

Такое выполнение коробки передач позволяет получить шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода, используя для этого три планетарных ряда и пять элементов управления. При этом в предлагаемой схеме не происходит разрыва мощности при переключении передач.

Предлагаемая, согласно полезной модели, гидромеханическая коробка передач работает следующим образом.

После начала движения транспортного средства последовательным переключением передач от 1-й до 6-й осуществляется его разгон до требуемой скорости движения. При нахождении коробки передач в нейтральном положении ни один из элементов управления не включен.

На первой передаче переднего хода включаются тормоза 11 и 12. Таким образом, угловые скорости водила 2 первого планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 4 второго планетарного ряда, солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равны нулю.

Крутящий момент с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда. Далее через связанные между собой водило 5 второго планетарного ряда и коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда поступает на водило 8 третьего планетарного ряда, связанное с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда и непосредственно с выходным звеном 14.

При переключении на вторую передачу переднего хода тормоз 11 выключается и включается тормоз 10, тормоз 12 остается включенным. Таким образом, угловые скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда и солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равны нулю.

Крутящий момент с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда. Далее через водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда поступает на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от водила 8 третьего планетарного ряда связанной с ним коронной шестерне 1 первого планетарного ряда, откуда следует на водило 2 первого планетарного ряда, связанное с коронной шестерней 4 второго планетарного ряда. Затем этот поток крутящего момента поступает на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 8 третьего планетарного ряда передается связанному с ним непосредственно выходному звену 14.

При переключении на третью передачу переднего хода выключается тормоз 10 и включается муфта 18, тормоз 12 остается включенным. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, равна угловой скорости солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и затем на водило 5 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда через муфту 18 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, откуда следует на связанные между собой водило 2 первого планетарного ряда и коронную шестерню 4 второго планетарного ряда. Затем поступив на водило 5 второго планетарного ряда этот поток крутящего момента объединяется с первоначальным. Второй поток крутящего момента от водила 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда поступает на водило 8 третьего планетарного ряда. Поступив на водило 8 третьего планетарного ряда, поток крутящего момента разделяется и следует через связанную с ним коронною шестерню 1 первого планетарного ряда на водило 2 первого планетарного ряда, где объединяется первым потоком крутящего момента, а также от водила 8 третьего планетарного ряда поток крутящего момента передается непосредственно связанному с ним выходному звену 14.

При переключении на четвертую передачу переднего хода выключается муфта 18 и включается муфта 17, тормоз 12 остается включенным. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, равна угловой скорости связанным между собой солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда и входного звена 13.

Крутящий момент с входного звена 13 через муфту 17 поступает на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и затем на водило 8 третьего планетарного ряда, связанное с коронной шестерней 1 первого планетарного ряда и непосредственно с выходным звеном 14.

При переключении на пятую передачу переднего хода выключается тормоз 12 и включается муфта 18, муфта 17 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда а также равна угловой скорости связанным между собой солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда и входного звена 13 коробки передач.

Крутящий момент с входного звена 13 передается через муфту 17 на водило 5 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от водила 5 второго планетарного ряда солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, связанной с входным звеном 13, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 5 второго планетарного ряда поступает через коронную шестерню 4 второго планетарного ряда связанному с этой шестерней водилу 2 первого планетарного ряда, где вновь разделяется на два потока. Первый поток поступает от водила 2 первого планетарного ряда поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда и затем через муфту 18 на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток поступает от водила 2 первого планетарного ряда на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, связанную с водилом 8 третьего планетарного ряда, а также непосредственно с выходным звеном 14.

При переключении на шестую передачу переднего хода выключается муфта 18 и включается тормоз 10, муфта 17 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, равна угловой скорости связанным между собой солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда и входного звена 13 коробки передач.

Крутящий момент с входного звена 13 передается через муфту 17 на водило 5 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток передается от водила 5 второго планетарного ряда солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, связанной с входным звеном 13, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 5 второго планетарного ряда поступает через коронную шестерню 4 второго планетарного ряда связанному с этой шестерней водилу 2 первого планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, связанную с водилом 8 третьего планетарного ряда, а также непосредственно с выходным звеном 14.

На первой передаче заднего хода включаются тормоз 11 и муфта 18. Таким образом, угловая скорость водила 2 первого планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 4 второго планетарного ряда, равна нулю. При этом угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда и затем через муфту 18 на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда. Далее поток крутящего момента передается на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, связанную с водилом 8 третьего планетарного ряда и непосредственно с выходным звеном 14.

При переключении на вторую передачу заднего хода выключается тормоз 11 и включается тормоз 10, муфта 18 остается включенной. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, откуда следует на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда и связанное с ним водило 2 первого планетарного ряда. Затем поток крутящего момента следует на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 8 третьего планетарного ряда и на непосредственно выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 19, соединяющей связанные между собой входное звено 13 и солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда с солнечной шестерней первого планетарного ряда 3, коробка передач может реализовывать семь передач переднего хода и три передачи заднего хода.

При включении седьмой передачи переднего хода включаются муфта 19 и тормоз 12. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанным между собой входным звеном 13 и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда.

Поток крутящего момента на входном звене 13 разделяется на два потока. Первый поток через управляемую муфту 19 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда и затем на водило 2 первого планетарного ряда, где разделяется и следует от водила 2 первого планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 4 второго планетарного ряда и далее на на водило 5 второго планетарного ряда, на котором объединяется со вторым потоком крутящего момента от входного звена 13, прошедшим через солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда на водило 5 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от водила 2 первого планетарного ряда поступает на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 8 третьего планетарного ряда, где складывает с потоком крутящего момента, объединенном на водиле 5 второго планетарного ряда и прошедшим от водила 5 второго планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда. Объединенные на водиле 8 третьего планетарного ряда потоки крутящего момента поступают непосредственно на выходное звено 14.

При включении третьей передачи заднего хода включаются муфта 19 тормоз 11. Таким образом, угловая скорость связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанным между собой входным звеном 13 и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда.

Поток крутящего момента на входном звене 13 разделяется на два потока. Первый поток через управляемую муфту 19 поступает на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда, затем на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и связанное с ним водило 8 третьего планетарного ряда. Второй поток от входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, затем на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется с первым потоком крутящего момента. Объединившись на водиле 8 третьего планетарного ряда, поток крутящего момента поступает непосредственно на выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 20, соединяющей солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда со связанными между собой водило 2 первого планетарного ряда и коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, коробка передач может реализовывать семь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

При включении седьмой передачи переднего хода включаются тормоз 12 и муфта 20. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда.

Крутящий момент с входного звена 13 передается солнечной шестерне 6 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и далее на водило 2 первого планетарного ряда, где разделяется и следует через муфту 20 на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда и затем вновь на водило 2 первого планетарного ряда, а также на коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток крутящего от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 21, соединяющей связанные между собой водило 2 первого планетарного ряда и коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, со связанными между собой коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, водило 8 третьего планетарного ряда и выходное звено 14, коробка передач может реализовывать семь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

При включении седьмой передачи переднего хода включаются тормоз 12 и муфта 21. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна угловой скорости связанным между собой коронной шестерни 1 первого планетарного ряда, водила 8 третьего планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и далее на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и затем на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, откуда следует на водило 2 первого планетарного ряда, где разделяется и движется через муфту 21 на коронную шестерню 1 первого планетарного ряда, а также от водила 2 первого планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 4 второго планетарного ряда и затем на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 22, соединяющей связанные между собой водило 5 второго планетарного ряда и коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда со связанными между собой коронной шестерни 1 первого планетарного ряда, водило 8 третьего планетарного ряда и выходное звено 14, коробка передач может реализовывать восемь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

При включении седьмой передачи включаются тормоз 11 и муфта 22. Таким образом, угловая скорость связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой водила 5 второго планетарного ряда и коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 1 первого планетарного ряда, водила 8 второго планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и далее на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, откуда следует на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 8 третьего планетарного ряда через муфту 22 поступает на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При включении восьмой передачи включается тормоз 10 и муфта 22. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой водила 5 второго планетарного ряда и коронной шестерни 7 третьего планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой коронной шестерни 1 первого планетарного ряда, водила 8 второго планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и далее на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, откуда следует на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на три потока. Первый поток от водила 8 третьего планетарного ряда через муфту 22 поступает на коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента на этом элементе. Второй поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и далее на водило 2 первого планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, откуда затем поступает на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Третий поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 23, соединяющей солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда со связанными между собой водило 8 третьего планетарного ряда, коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и выходное звено 14, коробка передач может реализовывать восемь передач переднего хода и две передачи заднего хода.

При включении седьмой передачи включаются тормоз 11 и муфта 23. Таким образом, угловая скорость связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой водила 8 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 1 первого планетарного ряда и выходного звена 14 равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и далее на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, откуда следует на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает через муфту 23 на солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Второй поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При включении восьмой передачи включаются тормоз 10 и муфта 23. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой водила 8 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 1 первого планетарного ряда и выходного звена 14 равна угловой скорости солнечной шестерни 9 третьего планетарного ряда.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда и далее на водило 5 второго планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда, откуда следует на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на три потока. Первый поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает через муфту 23 на солнечную шестерню 9 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется с потоком крутящего момента на этом элементе. Второй поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и далее на водило 2 первого планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, откуда следует на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первоначальным потоком крутящего момента. Третий поток от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При введении управляемой муфты 24, соединяющей связанные между собой входное звено 13 и солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда со связанными между собой водило 8 третьего планетарного ряда, коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и выходное звено 14, коробка передач может реализовывать девять передач переднего хода и две заднего.

При включении седьмой передачи включаются тормоз 11 и муфта 24. Таким образом, угловая скорость связанных между собой водила 2 первого планетарного ряда и коронной шестерни 4 второго планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой входного звена 13 и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 8 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 1 первого планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на связанную с ним солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда поступает на водило 5 второго планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком крутящего момента, движущимся от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда через муфту 24 на водило 8 третьего планетарного ряда. Объединившись на водиле 8 третьего планетарного ряда, поток крутящего момента поступает непосредственно на выходное звено 14.

При включении восьмой передачи включаются тормоз 10 и муфта 24. Таким образом, угловая скорость солнечной шестерни 3 первого планетарного ряда равна нулю. При этом угловая скорость связанных между собой входного звена 13 и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 8 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 1 первого планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на связанную с ним солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда поступает на водило 5 второго планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока, первый из которых следует от водила 8 третьего планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и далее на водило 2 первого планетарного ряда и связанную с ним коронную шестерню 4 второго планетарного ряда, откуда затем поступает на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первым потоком крутящего момента, движущимся от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда движется через муфту 24 на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком, движущимся от водила 8 третьего планетарного ряда. Объединившись, поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При включении девятой передачи включаются муфты 18 и 24. Таким образом, угловая скорость водила 5 второго планетарного ряда, связанного с коронной шестерней 7 третьего планетарного ряда, равна угловой скорости связанным между собой солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда и входного звена 13 коробки передач. При этом угловая скорость связанных между собой входного звена 13 и солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда равна угловой скорости связанных между собой водила 8 третьего планетарного ряда, коронной шестерни 1 первого планетарного ряда и выходного звена 14.

Поток крутящего момента с входного звена 13 поступает на связанную с ним солнечную шестерню 6 второго планетарного ряда, где разделяется на два потока. Первый поток от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда поступает на водило 5 второго планетарного ряда и на связанную с ним коронную шестерню 7 третьего планетарного ряда и далее на водило 8 третьего планетарного ряда, где разделяется на два потока, первый из которых следует от водила 8 третьего планетарного ряда на связанную с ним коронную шестерню 1 первого планетарного ряда и далее на солнечную шестерню 3 первого планетарного ряда и затем на водило 5 второго планетарного ряда, где объединяется с первым потоком крутящего момента, движущимся от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда. Второй поток крутящего момента от солнечной шестерни 6 второго планетарного ряда движется через муфту 24 на водило 8 третьего планетарного ряда, где объединяется со вторым потоком, движущимся от водила 8 третьего планетарного ряда. Объединившись, поток крутящего момента от водила 8 третьего планетарного ряда поступает на непосредственно связанное с ним выходное звено 14.

При последующем одновременном введении управляемых муфт 19, 20, 21, 22, 23, 24 в комбинациях с управляемыми муфтами по первому примеру реализации 17-18-19-20-22-24 (см. фиг.9), 17-18-19-21-22-24 (см. фиг.10), 17-18-19-20-23-24 (см. фиг.11), 17-18-19-21-23-24 (см. фиг.12) количество реализуемых передач переднего и заднего хода складываются, а потоки крутящего момента не изменяются. Изменение схемы и последовательности совместного включения элементов управления позволяет добиться заявленного технического результата и значительного расширения кинематического диапазона коробки передач, а также того, что при переключении отсутствует разрыв мощности. Кроме того, благодаря этому удается улучшить динамические характеристики коробки передач и увеличить ее долговечность.

Настоящая полезная модель промышленно применима, так как для ее реализации не требуется специальной новой технологии и специального оборудования, кроме тех, что используются в машиностроении в производстве редукторов, в том числе и планетарных.

1. Гидромеханическая коробка передач, содержащая гидродинамический преобразователь крутящего момента и планетарный редуктор с управляющими элементами в виде трех управляемых тормозов и двух управляемых муфт, в котором водило третьего планетарного ряда связано с коронной шестерней первого планетарного ряда и с выходным звеном, солнечная шестерня третьего планетарного ряда связана тормозом с картером коробки передач, коронная шестерня третьего планетарного ряда связана с водилом второго планетарного ряда, солнечная шестерня второго планетарного ряда связана с выходным элементом гидродинамического преобразователя крутящего момента и непосредственно с входным звеном коробки передач, а также через муфту с водилом второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда связано через муфту с солнечной шестерней первого планетарного ряда, коронная шестерня второго планетарного ряда связана с водилом первого планетарного ряда, а также через тормоз с картером коробки передач, солнечная шестерня первого планетарного ряда связана через тормоз с картером коробки передач.

2. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что солнечная шестерня первого планетарного ряда соединена через управляемую муфту с входным звеном.

3. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что солнечная шестерня первого планетарного ряда соединена через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда.

4. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что коронная шестерня первого планетарного ряда соединена через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда.

5. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что коронная шестерня третьего планетарного ряда соединена через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

6. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что солнечная шестерня третьего планетарного ряда соединена через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

7. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что солнечная шестерня второго планетарного ряда соединена через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

8. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что одновременно соединены солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, а солнечная шестерня второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, а солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, а коронная шестерня третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

9. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что одновременно соединены солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, а солнечная шестерня второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, а коронная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, а коронная шестерня третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

10. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что одновременно соединены солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, а солнечная шестерня второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, а солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, а солнечная шестерня третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

11. Коробка передач по п.1, отличающаяся тем, что одновременно соединены солнечная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с входным звеном, а солнечная шестерня второго планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда, а коронная шестерня первого планетарного ряда через управляемую муфту с водилом первого планетарного ряда, а солнечная шестерня третьего планетарного ряда через управляемую муфту с водилом третьего планетарного ряда.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:
Наверх