Коробка передач

 

1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содер- ; жащая корпус с планетарными рядами и фрикгдаонными муфтамис пакетами дисков, при этом пакет дисков фрикционной муфты каждого планетарного ряда размещен между поршнем первого иепэдвижного кольцевого гидроцилйнд-: ра и бграничителем хода дисков, и гидравлическую систему управления, включающую в себя источник давления рабочей жидкости соединенный через . механизм управления с входами гидаоцилйндров, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы путем обеспечения равномерного сжатия пакетов дисков, ограничители хода дисков представляют собой вторые гидроцилиндры с поршнями , плошади которых равны площадям, упомянутых поршней первых гидроцилиндров , а система управления снабжена . :гидролиниями для сообщения источника давления рабочей жидкости через ме:ханизм управления с входами вторых гидроцили{,цров, при этом между меха .низмом управления и гидроцилиндрами установлены постоянные дроссели раз- § но1х сечения. .. 2. Коробка передач по п.1, q т ли чаю мая с я тем, что втоЕме гидроцилин;:шы выполнены в общем корпусе с первыми гидроцилиндрами следукяцего планетарного ряда.

09) SU 09

СООЗ СОВЕТСКИХ

ВИ ИО

РЕСПУБЛИК

Ç(ß) В 60 К 20 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3330228/27-11 (22 ) 14. 08. 81 (46) 15.05.83. Бюл. 9 18 (72)Л.Г.Красневский, И.Г.Шейнкер, A.A.Ëîéêî, В.Е.Шопов и В.Н.Шаколин (71) Институт проблем надежности и долговечности машин AH Белорусской

ССР и Минский дважды ордена Ленина и ордена. Октябрьской Революции автомобильный завод (53) 629.113-585.1(088.8) (56) 1. Патент США 9 3505907, .„:кл. 74/753, 1971 (прототип).

I (54) (57) 1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ, содер-. .жащая корпус с планетарными рядами и Фрикционнымн муфтамн с пакетами дисков, при этом пакет дисков фрикционной муфты каждого планетарного ряда размещен между поршнем aepsoro неподвижного кольцевого гидроцилиндра и ограничителем хода дисков, и

1 гидравлическую систему управления, включающую в себя источник давления рабочей жидкостн, соединенный через механизм управления с входами первых гидроцнлнндров, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью повышения надежности работы путем обесчечения равномерного сжатия пакетов дисков, ограничители хода дисков представляют собой вторые гидроцилиндры с поршнями, площади которых равны площадям, упомянутых поршней первых гидроцнлиндров, а система управления снабжена гидролиниями для сообщения источника давления рабочей жидкости через механизм управления с входаьы вторых гндроцилиндров, при этом между механизмом управления и гндроцилиндрами установлены постоянные дроссели раэ- I ного сечения.

2. Коробка передач по п.1, с тл и ч а ю щ а я с я тем, что вторые . гидроцилиндры выполнены в общем корпусе с первымн гидроцилиндрами сле- © дующего планетарного ряда.

1017527

Изобретение относится к транспорту, в частности к коробкам передач планетарного типа, и может найти применение в трансмиссиях транспортных средств, преимущественно большой единичной мощности. 5

Известна коробка передач, содержащая корпус с планетарными рядами и фрикционными муфтами с пакетами дисков, при этом пакет дисков фрикционной муфты каждого планетарного ряда 1Î размещен между поршнем первого неподвижного кольцевого гидроцилиндра и ограничителем хода дисков, и гидравлическую систему управления, включаю, щую в себя источник давления рабочей жидкости, соединенный через механизм управления с входами первых гидроцилиндров (11.

Недостатком данной коробки передач является снижение момента трения 20 многодисковых тормозов вследствие неравномерности сжатия пакетов фрикционных дисков по длине и радиусу пакета, обусловленной силами трения в шлицевых соединениях и деформацией ограничителя хода дисков под действием усилия сжатия.

Кель изобретения — повышение надежности работы путем обеспечения равномерного сжатия пакетов дисков.

Поставленная цель достигается тем,ЗО что в коробке передач, содержащей корпус с планетарными рядами и фрик.ционными муфтами с пакетами дисков, при этом пакет дисков фрикционной муфты каждого планетарного ряда раз- З5 мешен между поршнем первого неподвижного кольцевого гидроцилиндра и ограничителем хода дисков, и гидравлическую систему управления, включающую в себя источник давления рабочей жид- 40 кости, соединенный через механизм управления с входами первых гидроцилиндров, ограничители хода дисков представляют собой вторые гидроцилиндры с поРшнями, площади котоРых Рав- 45 ны площадям упомянутых поршней первых гидроцилиндров, а система управления снабжена гидролиниями для сообщения источника давления рабочей жидкости через механизм управления с входами вторых гидроцилиндров, при этом между механизмом управления и гидроцилиндрами установлены постоянные дроссели разного сечения.

Кроме того, вторые гидроцилиндры выполнены в общем корпусе с первыми гидроцилиндрами следующего планетàðного ряда.

На фиг.1 показана кинематическая схема коробки передач с системой управления, на фиг,2 — коробка передач 6О с одним иэ многодисковых тормозов.:

Коробка передач 1 планетарного ти па содержит последовательно располо1, женные планетарные механиз>н (ряды}

2, первый из которых связан с вход- 65 ным валом 3, а последний — с выходным валом 4. Кинематические схем> механизмов 2 и порядок их взаимосвязи между собой получают с помощью специальных методов синтеза н зависимости от заданных технических требований к конкретной коробке передач и, и частности, от заданной гаммы ее передаточных чисел. В связи с этим в качестве примера изображена кинематическая схема только одного из планетарных механизмов 2 известной конструкции, эпицикл которого связан со ступицей тормоза 5. Аналогично каждый из остальных механизмов 2 имеет элемент, связанный со ступицей соответствующего тормоза 5. Кинематические связи между механизмами 2 упрощенно изображены стрелками. Тормозы 5 имеют одинаковую конструкцию и могут отличаться между собой в пределах одной коробки передач числом дисков в пакете, а в некоторых случаях — и диаметрами деталей, хотя последнее и не желательно по соображениям унификации. Коробка передач 1 может также иметь и фрикционные муфты (не показаны), которые располагаются внутри механизмов 2.

Каждый из тормозов 5 расположен в картере коробки передач 1 по периферии соответствующего планетарйого механизма 2 и содержит первый и второй . неподвижные нажимные кольцевые гидроцилиндры б и 7 с встречно направленными поршнями, между которыми расположен пакет фрикционннх дискон.

Гидролиниями 8 гидроиилиндры б и 7 подключены к механизму управления 9 любой из известных конструкций. Механизм управления 9 подключен к источнику давления 10 с регулятором 11, имеющему привод от элементов коробки передач. На входах н гидроцилиндры б и 7 иэ гидролиний 8 установлены постоянные дроссели 12 и 13 неодинакового проходного сечения. Входной вал 3 связан с двигателем, а выходной нал 4 — с движителем транспортного средства (не показаны).

Пакет дисков каждого тормоза 5 содержит чередующиеся фрикционные диски 14 и 15 с наружными и внутренними шлицами, входящими в илицы соответственно венца 16, зафиксированного н картере коробки передач 1, и ступицы 17, связанной с одним из элементов планетарного механизма 2.

В ступице имеются осевые и радиальные отверстия для подачи смаэывающе-охлаждающей жидкости к парам трения.

Гидроцилиндры б и 7 и их поршни 18 и 19 имеют неодинаковую длину и ход. Рабочий, ход поршня 18 равен суммарному максимальному зазору в пакете дискон с учето л их износа в. эксплуатации. При этом поршень 19 гидроци1017527 линдра 7 имеет меньший ход, например

2-3 мм.

Поршни 18 и 19 Установлены в гидроцилиндрах с радиальными зазорами (не показаны), исключающими возможность их заклинивания, и эти зазоры 5 уплотнены кольцами 20 и 21. B пределах указанных зазоров поршни могут самоустанавливаться в гидроцилиндрах относительно поверхностей соседних дисков. Величина радиального зазора 1О зависит .от размеров конкретного гидЪ роцилиндра и в среднем может составлять, например, 0,3-0,5 мм.

Отношения площадей проходного сечения дросселей 12 и 13 равны отноше- 15 нию ходов поршней 18 и 19.

Иежду поршнями 18 и 19 установлен. комплект возвратных пружин 22, одна из которых упрощенно показана на фиг.2. 20

Коробка передач работает следующим образом.

При включенных тормозах и муфтах коробка передач 1 имеет избыточное число степеней свобошя, вследствие чего входной и выходной валы 3 и 4 не имеют жесткой кинематической связи между собой. Коробка находится на нейтрали. Вал 3 вращается вместе с двигателем, а вал 4, связанный с движителем, неподвижен. Источник давления 10 подает рабочую жидкость в механизм управления 9 под определенным давлением, задаваемым настройкой регулятора 11. Иеханизм управления 9 находится в нейтральном положении,при З5 котором гидролинии 8 сообщены со сливом. Поршни 18 и 19 гидроцилиндров 6 и 7 удерживаются в исходных положениях (фиг.2) пружинами 22.

Пакеты дисков тормозов 5 находят- 4() ся в свободном состоянии, при которомэа счет наличия зазоров между дисками

14 и 15, ступицы 17 имеют возможность вращаться вместе с дисками 15.

Для включения нужной ступени пода- 45 ют давление в,гидроцилиндры тормозов

5 и, при наличии муфт, в их гидроцилиндры (не показаны), соответствующие этой ступени. Общее число включаемых муфт и тормозов на каждой ступени, как известно, на единицу меньше числа степеней свободы коробки передач 1.

Включение тормоза 5 происходит следующим образом.

По гидролинии 8 подают от механизма управления 9 рабочую жидкость через дроссели 12 и 13 в гидроцилиндры б и 7. Жидкость заполняет рабочие полости гидроцилиндров и давление в них возрастает до величины, соответствующей сопротивлению движению поршней 6Q

18 и 19, после чего последние начинают двигаться навстречу друг к другу, сжимая диски. При равных размерах поршней и уллотнительных колец 20 и

21 и наличии общих возвратных пружин 65

22 давления в 1гидроцилиндрах б и 7 на данном этапе практически одинаковы.

Тогда количества жидкости, поступающей в гидроиилиндры 6 и 7 в единицу времени, пропорциональны площадям поперечных сечений дросселей 12 и 13.

Например, при диаметрах дросселей 12 и 13 равных б мм и 3 мм в гидроцилиндр 6 поступает в 4 раза больше жидкости, чем в гидроцилиндр 7, и скорость движения поршня 18 в четыре раза больше скорости поршня 19.

После выбора зазоров и возникновения фрикционного контакта пакет дисков 14 и 15 начинает создавать тормоэ ной момент, воздействующий на ступицу 17, и силы трения в цлицевых соединениях дисков 14 и 15 со ступицей 17 и венцом 16 возрастают пропорционально передаваемому тормозному моменту. В это время осевые перемещения всех деталей прекращаются, поскольку осевые силы сжатия пакета от поршней 18 и 19 взаимно уравновешиваются (вследствие равенства их размеров и давлений жидкости), и для преодоления трения в шлицах нет избыточной силы.

Таким образом, пакет дисков фиксируется в том положении, в котором он оказался в момент уравновешивания осевых сил. Фиксация происходит в результате действия сил трения в шли-. цевых соединениях, а положение пакета определяется с ходами, пройденными поршнями 18 и 19 к моменту фиксации. В свою очередь, эти ходы зависят от количества поступившей в гидроцилиндры б и 7 жидкости, т.е. от сечений дросселей 12 и 13. при указанных размерах отношение ходов равно 4, т.е. пакет зафиксирован ближе к опорному гидроцилиндру 7, поршень которого прошел 1/5 суммарного хода поршней, а поршень 18 — 4/5 этого хода.

При остановке поршней 18 и 19 расход жидкости на заполнение освобождаелых ими объемов прекращается, и в результате уравнивания давлений по длине гидролиний 8 давление в гидроцилиндрах б и 7 нарастает до максимальной величины, соответствующей настройке регулятора 17. В соответствии с нарастанием давления величивается сила сжатия дисков и развиваемый ими момент трения. При достижении равенства момента трения и момента сопротивления, приложенного к ступице 17, диски 15 со ступицей 17 останавливаются и включение тормоза 5 заканчивается. Нарастание давления и момента трения в процессе буксования тормоза (после остановки поршней 18 и 19) регулируется по определенному закону с помощью устройств известной конструкции, входящих в состав механизма управления 9.

1017527

Для выключения тормоза 5 гидроли- ется никакими другими деталями. Танию 8 сообщают со сливом. При этом ким образом, пакет дисков, 14 и 15 и поршни 18 и 19 разводятся в исход- поршни 18 и 19 находятся в "плаваюные положения пружинами 22, ступица щем" состоянии, которое позволяет

17 и связанные с ней диски. 15 прихо- прикладывать осевое усилие к пакету дят во вращение, в процессе которого с обоих сторон. Двухстороннее сжатие

5 происходит равномерное расхождение обеспечивает равномерное приложение дисков 14 и 15 в осевом направлении -осевого усилия по длине пакета rro на величину конструктивных зазоров. сравнению с другими конструкциями,в

Аналогично происходит включение и которых на дальних От поршня дисках выключение других тормозов 5 коробки 10 оно может уменьшаться до 50%. В данпередач 1. ном устройстве сохраняется некоторое

Из изложенного следует,что в пред-,снижение усилия на центральных дислагаемой конструкции при сжатии дис-. ках, однако по сравнению с известныков 14 и 15 поршнем 18 нажимного гид- ми конструкциями оно пренебрежимо мароцилиндра 6 опорой пакета служит 15 ло.

Очевидно целесообразно обеспечить ку поршни 18 и 19 могут самоустанав- н ах 6 и 7 это минимальный рабочий ход поршня опорного гидроцилиндра 7 достаточный обеспечивает их прилегание к соседним лишь для того, чтобы поршень дисками 14 по всей боковой поверхности 20 и соответственно,равномер р p касался внутренней торцевой поверх-. деление сжимающих усилий по радиусу дисков. Осевые деформац дро ии ги цилин- ности последнего.

В большинстве реальных конструкций дров б и 7 под д с р ов б и 7 под действием реактивных для этого достаточно хода порядка сил компенсируются упомянутой самоус- 25

19 1-3 мм. При такой .величине ра очего хода опорный гидроцилиндр 7 имеет малые Осевые размеры, близкие к тОлщине линдра 7 поршень 19 может о аться дисков при достаточной жест-.

П чет двухсторон либо„ например, и правом крайнем положении, упираясь в торец венца 16. т ения тормоза но считать,что

В обоих случаях хода п рв о ня 18 основдополнительный гидроцилиндр 7 не увеI ного гидроцилиндра достаточно для личивает его осевых га ар х габаритов при той сжатия пакета дисков, причем поршень же несущей спосо ности. 35 этом з начительно улучшаются условия работы и долговечность дисков, а жается до величины, соответствующей уменьшение их числа в пакете снижает известным конструкциям с таким же числом дисков. виаает ее КПД.

Выход из строя уплотнительных ко-.. IПет ее ° лец 20 и 21 опорного гидроцилиндра также не пРиводит к полнОмУ отказУ ичить мо нт трения тормоза беэ тормоза 5, поскольку утечка через упосселем.13 и УвеличениЯ диа Р увеличения их числа, поскольку превслеДствие малых РазмеРов послеДнег дельное число пар трения в пакете не вызывадт ОЩУти О паДениЯ Давле- 45 P æåò быть величено с 16-18 в из ния в гидролинии 8. Однако, как и в оста- вестных ныХ конструкциях до 20-25 и более. Это, в свою очередь, позволяет ется в исходном положении и работает как обычный упорный диск.

Оба пОршня и в проце

18 19 процессе увеличения поперечных габаритов ко50 робки передач, что весьма существенно ния то моэа 5,,а также посдля ряда машин со стесненной комполе oêîí÷à у кончания буксования Опираются новкой моторно-трансмиссионного отсетолько на пакет дисков, и создаваемое ими осевое усилие не восприиюев1

1017527 .ВНИИПИ Заказ 3452/18 Тираж 675 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4