Активная трансмиссия, коробка прямого включения (механическая), коробка скоростей с планетарным фрикционом и независимой задней передачей, раздаточная коробка с механизмом распределения крутящего момента осями (колесами)
Изобретение относится к транспортной технике. Активная трансмиссии предназначается для использования на автомобилях повышенной проходимости, включает коробку скоростей 2, раздаточную коробку 3 с механизмом распределения крутящего момента между осями и раздаточную коробку 4 с механизмом распределения крутящего момента между колесами. Раздаточная коробка транспортного средства содержит корпус, входной и два выходных вала. Входной вал связан через два плавающих вала с двойным планетарным редуктором, водила которого связаны друг с другом через дифференциал. Два центральных колеса планетарного редуктора связаны через дифференциал, расположенный в общем корпусе, с первым. В раздаточной коробке один из дифференциалов, соединяющих водила, может быть заменен на жесткую связь, включающую демпферное устройство. Технический результат - повышение проходимости транспортного средства и уменьшение нагрузки на двигатель и трансмиссию, оптимизация механизма переключения скоростей и независимая работа устройства реверса выходного вала. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к области автомобилестроения.
Известна механическая трансмиссия полноприводных автомобилей, состоящая из коробки скоростей, раздаточной коробки, межколесных дифференциалов и кулачковой муфты и осуществляющая переключение ступеней при отсоединении трансмиссии от двигателя. Крутящий момент равномерно распределяется между осями посредством кулачковой муфты, а между колесами посредством блокирования межколесных дифференциалов. Такую трансмиссию имеет автомобиль марки УАЗ. Недостатками ее являются необходимость использования сцепления для переключения передач, равномерное распределение крутящего момента между осями и колесами в режиме блокировки независимо от нагрузки на них, отключение функции дифференциала при этом.
Известна автоматическая трансмиссия полноприводных автомобилей, имеющая в качестве межосевого дифференциала вискомуфту, представляющую собой пакет дисков, вращающийся в герметичном корпусе, заполненном маслом, и передающая крутящий момент за счет сил трения при возникновении разницы их угловых скоростей (журнал «За рулем», 2003 г., №10, с.122). Недостатками ее являются низкие возможности по передаче крутящего момента вследствие отсутствия механической связи между осями.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является раздаточная коробка транспортного средства по А.с. SU 806482, содержащая корпус, в котором расположен входной вал, выполненный в виде общего водила двухрядного эпициклического дифференциала с коронными шестернями. Солнечные шестерни, связанные посредством концентрических валов с тормозами управления, вращающиеся элементы которых связаны с фрикционными элементами управляемой муфты, предназначенной для соединения между собой солнечных шестерен, зацепленные между собой сателлиты. Недостатками ее являются сложность привода управления, связанная с большим количеством муфт, наличие фрикционных элементов, снижающих возможности по передаче крутящего момента.
Известна коробка скоростей транспортного средства, т.н. коробка прямого включения (DSG), содержащая входной вал с набором шестерен и два ведомых вала с шестернями, поочередно включаемые в работу и соединенные с входным валом посредством фрикционных муфт (журнал «За рулем», 2003 г., №2, с.76). Недостатками ее являются сложность устройства, наличие двойного сцепления и необходимость прогнозирования действий водителя по управлению коробкой скоростей.
Наиболее близким аналогом предлагаемого устройства является селекторная коробка скоростей (С.Н.Кожевников. Механизмы. Справочное пособие. М. Машиностроение. 1976 г., с.185), содержащая корпус, входной и выходной валы с шестернями и два промежуточных вала с шестернями, поочередно включаемые в работу. Недостатки: отсутствие механизма синхронизации валов.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение проходимости транспортного средства и уменьшение нагрузки на двигатель и трансмиссию.
Этот результат в настоящем изобретении достигается двумя вариантами. В первом варианте в раздаточной коробке транспортного средства, содержащей корпус, входной и два выходных вала, входной вал с двумя шестернями связан через два плавающих вала с двойным планетарным редуктором, водила которого связаны друг с другом через дифференциал и два центральных колеса которого также связаны через дифференциал, расположенный в общем корпусе с первым, при этом каждое центральное колесо имеет передаточную шестерню.
Во втором варианте в раздаточной коробке транспортного средства, содержащей корпус, входной и два выходных вала, входной вал с двумя шестернями соединен через два плавающих вала с двойным планетарным редуктором, водила которого соединены жесткой механической связью с демпфирующим устройством, два центральных колеса соединены через дифференциал и имеют передаточные шестерни.
При этом в раздаточной коробке в качестве механизма распределения крутящего момента может быть применен вариатор с одним ведущим и двумя ведомыми валами.
Техническим результатом настоящего изобретения является также оптимизация механизма переключения скоростей и независимая работа устройства реверса выходного вала.
Этот технический результат достигается тем, что в коробке скоростей транспортного средства, содержащей корпус, входной и выходной валы и механизм переключения, входной вал через два плавающих вала и зубчатые колеса связан с дифференциалом, ось которого соединена с внешним ободом солнечного колеса планетарного редуктора, водило которого с одной стороны соединено с шестерней дифференциала, с которым также посредством шестерни соединено центральное колесо планетарного редуктора, а с другой стороны связано с наружным тормозным диском планетарного фрикциона, внутренний тормозной диск которого связан с центральным колесом планетарного редуктора, при этом посредством тормозящего механизма замедляется и останавливается вращение того или иного тормозного диска.
При этом планетарный фрикцион может содержать устройство стопорения тормозных дисков, состоящее из рычага с фиксирующими стержнями и отверстий в дисках, причем жесткая блокировка того или иного диска происходит после полной остановки и ориентирования в определенном положении.
Кроме того, тяги привода механизма переключения могут быть связаны с направляющим барабаном с пазами посредством выступов, перемещающихся по этим пазам.
На фиг.1 изображена функциональная схема активной трансмиссии.
На фиг.2 - кинематическая схема коробки скоростей с планетарным фрикционом и независимой задней передачей.
На фиг.3 - кинематическая схема раздаточной коробки с механизмом принудительного распределения крутящего момента между осями.
На фиг.4 - кинематическая схема раздаточной коробки с механизмом принудительного распределения крутящего момента между колесами.
На фиг.5 - взаимное положение шестерен и валов при последовательном переходе с верхней ступени на нижнюю и обратно.
На фиг.6 - положение шестерен в коробке (механической) с распределением крутящего момента без понижения ступени.
На фиг.7 - то же, в двухрядном вариаторе.
На фиг.8 - схема тормозящего устройства планетарного фрикциона с гидравлическим усилителем.
На фиг.9 - схема стопорного механизма.
На фиг.10 - схемам механизма принудительного распределения крутящего момента, вид с торца (изображены вращающиеся элементы), - включена пониженная ступень.
На фиг.11 - то же, включена повышенная ступень.
На фиг.12 - схема механизма переключения ступеней коробки, вид с торца (изображено положение тяг привода при включенной пониженной ступени).
На фиг.13 - то же, при включенной повышенной передаче.
На фиг.14 - диаграмма взаимодействия элементов механизма переключения ступеней.
На фиг.15 - развертка направляющего барабана механизма переключения ступеней.
АКТИВНАЯ ТРАНСМИССИЯ состоит из трех основных элементов, объединенных в общем корпусе 1: коробки скоростей 2 с независимой задней передачей и планетарным фрикционом (далее - коробка скоростей), раздаточной коробки 3 с механизмом принудительного распределения крутящего момента между осями, раздаточной коробки 4 с механизмом принудительного распределения крутящего момента между колесами (фиг.1).
На полноприводных автомобилях устанавливается две раздаточные коробки 4 с механизмом принудительного распределения крутящего момента между колесами - для каждой оси и соответственно трансмиссия имеет четыре выходных вала.
КОРОБКА СКОРОСТЕЙ (фиг.2) содержит корпус 1, в котором установлены входной вал 5, связанный с двумя управляющими валами 6 (показана одна из двух симметричных половин редуктора) зубчатыми шестернями 7, жестко установленными на валах, передаточные шестерни 8, соединенные посредством шлицевого соединения с плавающими валами 9 с передаточными шестернями 10, установленными в подвижных опорах 11 и взаимодействующими через зубчатые колеса 12 с дифференциалом 13, ось которого жестко соединена с внешним ободом солнечного колеса 14 планетарного редуктора 15, водило 16 планетарного редуктора 15 связано с шестерней 17 дифференциала 18, на который также выходит шестерня 19 планетарного фрикциона, соединенная с центральным колесом 20 планетарного редуктора 15. Водило 16 также связано с наружным тормозным диском 21, а центральное колесо 20 связано с внутренним тормозным диском 22 планетарного фрикциона. На неподвижной опоре корпуса 1 установлено исполнительное устройство 23 тормозящего механизма планетарного фрикциона. Водило дифференциала 18 установлено на выходном валу 24 коробки скоростей.
РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА 3 (фиг.3) содержит входной вал 25 с зубчатой шестерней 26, соединенный с выходным валом 24 коробки скоростей, управляющий вал 27 с шестернями ступеней 28, 29 и шестерней 30, два плавающих вала 31 и 32 на подвижных опорах 33, передаточные шестерни 34 и 35, соединенные с валами посредством шлицов, и передаточные шестерни 36 и 37, двойной планетарный редуктор 38, содержащий входящие в зацепление с передаточными шестернями 36 (37) центральные колеса 39 и 40 с дополнительными внешними зубчатыми венцами, два водила 41 и 42 с дополнительными коническими зубчатыми венцами, солнечные колеса 43 и 44 с дополнительными коническими зубчатыми венцами, дифференциал, связывающий водила 41 и 42, и дифференциал, связывающий солнечные колеса 43 и 44 обоих ветвей планетарного редуктора 38, которые имеют общую ось и объединены в единый механизм 45, концентрические валы 46 и 47 с шестернями 48 и 49, шестерни 50 и 51, выходные валы 52 и 53.
РАЗДАТОЧНАЯ КОРОБКА 4 (фиг.4) содержит входной вал 54 с шестерней 55, соединенной с выходным валом 53 раздаточной коробки 3, управляющий вал 56 с шестернями 57 и 58 и шестерней 59, плавающие валы 60 и 61 на подвижных опорах 62, передаточные шестерни 63 и 64, соединенные с валами посредством шлицов, и передаточные шестерни 65 и 66, двойной планетарный редуктор 67, содержащий входящие в зацепление с передаточными шестернями 65, 66 центральные колеса 68, 69 с дополнительными внешними зубчатыми венцами и электрическими обмотками 70, два водила 71, 72, солнечные колеса 73, 74, дифференциал 75, связывающий центральные 68, 69 и солнечные 73, 74 колеса, корпус которого соединен с жесткой механической связью, содержащей демпфирующее устройство 76, соединяющей водила 71 и 72, концентрические валы 77, 78, соединяющие колеса 73, 74 с центральными шестернями 80, 81 планетарного редуктора 79, содержащего также водила 82, 83, центральные колеса 84, 85 с дополнительными внешними зубчатыми венцами, входящие в зацепление с шестернями 86, 87 выходных валов 88, 89, дифференциал 90 с механизмом блокировки 91, связывающий водила 82 и 83.
Плавающие валы 9 коробок имеют возможность фиксации в одном из положений, показанных на фиг.5.
Как вариант механизм принудительного распределения крутящего момента может иметь управляющий (входной) вал с симметричным набором шестерен 92 (фиг.6), подвижные шестерни 93 на валах, соединенные тягой 94.
Другой вариант исполнения механизма принудительного распределения крутящего момента - двухрядный вариатор, содержащий общий входной вал с двумя ведущими шкивами 95, 96 и два промежуточных вала с ведомыми шкивами 97, 98, подвижные элементы которых связаны общей тягой 99 привода управления (фиг.7).
Тормозящий механизм планетарного фрикциона коробки скоростей 2 имеет рычаг 100 переключения режимов работы с осью вращения 101, жестко соединенной с корпусом 1, исполнительное устройство 102 с тормозными накладками 103 и силовыми гидравлическими цилиндрами 104, золотниковое устройство 105 гидравлического усилителя с каналами подвода масла 106, каналами силовых цилиндров 107 и перепускным каналом 108, насос 109 гидроусилителя. Тормозные накладки имеют фиксаторы 110, а тормозные диски 21, 22 - углубления 111. Тормозящий механизм имеет масляные магистрали 112 по числу исполнительных устройств (фиг.8).
Механизм переключения режимов работы имеет также устройство стопорения тормозных дисков 21, 22, состоящее из рычага 113 с фиксирующими стержнями 114, 115 и отверстий 116 в этих дисках (фиг.9).
Механизм принудительного распределения крутящего момента (фиг.10, 11) содержит корпус 1, имеющий посадочные места 117 подшипников валов 5,24, места 118 валов 6, места 119 направляющих барабанов 120, а также выступы 121 для размещения замкового механизма. Механизм принудительного распределения крутящего момента центрально симметричен относительно оси входного вала и в дальнейшем будет рассматриваться работа одной его половины.
Механизм переключения передач механизма принудительного распределения крутящего момента (фиг.12, 13) содержит направляющие барабаны 120, тяги перемещения подвижных опор 122, установленные с возможностью движения вдоль них, тяги 123 перемещения подвижных шестерен, установленные с возможностью движения вдоль барабанов 120, подвижные опоры 11 плавающих валов 9 с замковым механизмом 124 и посадочными местами подшипников валов 9 и 5. Направляющие барабаны 120 имеют пазы, задающие направление перемещения тяг 122 и 123 (фиг.14, 15).
Работает ТРАНСМИССИЯ следующим образом. Общая работа трансмиссии по изменению крутящего момента разделена на три этапа: две пониженные передачи включаются посредством приводов управления раздаточных коробок 4 (с промежуточными ступенями - четыре). Первая, вторая, третья передачи включаются посредством привода управления раздаточной коробкой 3 с переходом через одну из осей. Четвертая, пятая передачи включаются коробкой скоростей 2. Основное действие по изменению ступени трансмиссии выполняют коробка скоростей 2 и раздаточная коробка 3. При возникновении потребности в пониженных передачах в работу включаются раздаточные коробки 4 попеременно или одновременно. С учетом промежуточных ступеней число понижающих передач может достигать четырех и более. Трансмиссия производит переключение ступеней через одну из осей с одновременным перераспределением крутящего момента между ними. Повышение ступени происходит в следующем порядке. Вторая пониженная передача соответствует положению шестерен коробки скоростей, как на фиг.2, раздаточной коробки, как на фиг.3, раздаточных коробок, как на фиг.4. Крутящий момент с вала двигателя через входной вал 5 и шестерню 7 поступает на управляющий вал 6 и далее на передаточную шестерню 8 плавающего вала 9, через передаточную шестерню 10 на зубчатое колесо 12. Вторая ветвь работает аналогично. Далее суммарный крутящий момент через дифференциал 13 передается на солнечное колесо 14 планетарного редуктора 15, который передает крутящий момент в зависимости от выбранного режима работы на дифференциал 18, связанный через водило с выходным валом 24, вращая его в ту или иную сторону (фиг.2). Далее крутящий момент через вал 25 с шестерней 26 передается на управляющий вал 27 раздаточной коробки 3 (фиг.3) и далее через механизм принудительного распределения крутящего момента (аналогичный вышеописанному) передается на двойной планетарный редуктор 38. Поскольку ступени механизма принудительного распределения крутящего момента имеют одинаковое передаточное число обе части планетарного редуктора 38 работают идентично и передают крутящий момент далее на коробки дифференциалов через шестерни 48-51 и валы 52, 53 в равном соотношении. При возникновении разницы угловых скоростей на валах 52, 53 и связанных с ними шестернях 43 и 44 дифференциальный механизм 45 устраняет ее. Т.о., центральные колеса 39, 40 вращаются в одном направлении с равными угловыми скоростями. Далее, крутящий момент с вала 53 через входной вал 54 раздаточной коробки 4 (фиг.4) и механизм принудительного распределения крутящего момента (аналогичный вышеописанному) поступает на двойной планетарный редуктор 67, проходит через него в равном соотношении по обеим ветвям и поступает на планетарный редуктор 79 и через него на выходные валы 88, 89, поскольку дифференциал 90 заблокирован механизмом 91. Вторая раздаточная коробка 4 работает аналогично. На выходе трансмиссии крутящий момент имеет одинаковую и максимальную величину на всех колесах.
Первая пониженная передача включается в одной из раздаточных коробок 4 путем последовательного перемещения шестерен 63, 64 на повышенную ступень (фиг.5,обоих шестерен в одной коробке). Работа трансмиссии при этом аналогична вышеописанной. На данной оси крутящий момент понижается с увеличением угловой скорости ее вращения, которая компенсируется дифференциальным механизмом 45 в раздаточной коробке 3.
Первая повышенная передача включается во второй раздаточной коробке 4 соответственно вышеописанной схеме с уменьшением крутящего момента и увеличением угловой скорости на второй оси.
Вторая передача включается в раздаточной коробке 3 путем перемещения одной из шестерен, например 34, на повышенную ступень (фиг.5). При этом крутящий момент на валу 31 уменьшается, а его угловая скорость увеличивается. Пройдя коробку скоростей 2, крутящий момент поступает на управляющий вал 27 раздаточной коробки 3 и через механизм принудительного распределения крутящего момента с установленным разным передаточным отношением валов 31, 32 передается на планетарный редуктор 38. Центральное колесо 40 имеет большую угловую скорость вращения, что приводит к возникновению разницы в угловых скоростях солнечных колес 43 и 44 и связанных с ними шестерен 48, 49, которая устраняется дифференциальным механизмом 45, при этом вал 53 получает уменьшенный крутящий момент при одинаковом увеличении угловых скоростей обоих валов 52, 53.
Третья передача включается в раздаточной коробке 3 путем перемещения передаточной шестерни 35 на повышенную ступень. Угловые скорости плавающих валов 31, 32 выравниваются, обе части планетарного редуктора 38 работают синхронно, увеличивается угловая скорость на валах 52, 53 с выравниванием крутящего момента на них.
Четвертая передача включается в коробке скоростей 2 путем перемещения одной из шестерен 8 на повышенную ступень. Увеличивается угловая скорость на одном из зубчатых колес 12, ускоряется вращение солнечного колеса 14, планетарный редуктор 15 через водило 16 при неподвижном центральном колесе 20 передает крутящий момент на центральную шестерню 17, дифференциал 18 и связанный с ним вал 24 и далее через раздаточную коробку 3 и раздаточные коробки 4 на колеса.
Пятая передача включается в коробке скоростей 2 путем перемещения второй шестерни 8 на повышенную ступень. Возрастает угловая скорость второго зубчатого колеса 12, ускоряется вращение солнечного колеса 14 и далее по цепи. Понижение ступеней трансмиссии производится в обратной последовательности.
При возникновении необходимости увеличения крутящего момента на одном из колес производится понижение ступени соответствующей раздаточной коробки 4 путем перемещения одной из шестерен 63 (64) на нижнюю ступень, что влечет за собой уменьшение угловой скорости вращения одного центрального колеса 68 (69) двойного планетарного редуктора 67 и соответствующего центрального колеса 73 (74), т.к. водила 71 и 72 связаны жесткой связью с демпфирующим устройством 76 и имеют одинаковую угловую скорость (фиг.4). Крутящий момент в разновеликом соотношении поступает на центральные шестерни 80 и 81 планетарного редуктора 79, где угловые скорости обоих потоков выравниваются с перераспределением крутящего момента между ними посредством заблокированного дифференциала 90. При этом центральные колеса 84, 85 обоих потоков сохраняют возможность взаимонезависимого вращения, т.о. сохранена функция дифференциала.
Во всех описанных случаях переключение ступеней производится при наличии момента вращения на управляющем валу работающей коробки, т.е. в движении. Для того чтобы переключить ступень раздаточной коробки или коробок дифференциалов при застопоренных колесах, необходимо разблокировать дифференциал 90, что приведет к свободному вращению элементов планетарного редуктора 79 и даст возможность переключения ступеней раздаточных коробок 3 и 4 при работающей коробке скоростей 2.
Как вариант механизм принудительного распределения крутящего момента имеет схему работы, при которой перераспределение крутящего момента между осями (колесами) производится без понижения ступени (фиг.6). В этом случае передаточные шестерни 93 посредством общего привода 94 перемещаются параллельно, сохраняя неизменным общий крутящий момент при его разнице на осях (колесах). Аналогичный принцип работы имеет механизм принудительного распределения крутящего момента (бесступенчатый), в качестве которого используется вариатор (фиг.7).
Распределение крутящего момента в агрегатах трансмиссии производится посредством механизма принудительного распределения крутящего момента. Принцип его действия основан на работе дифференциала 13, передающего вращение на планетарный редуктор независимо от относительных угловых скоростей зубчатых колес 12 и позволяющего синхронизировать их вращение, используя инерционный момент движения автомобиля или силовую электрическую обмотку привода управления.
Переключение ступеней производится посредством привода управления, включающего электродвигатель с червячным редуктором, вращающий направляющий барабан 120, а также управляющий работой замковых механизмов 124 (фиг.12, 13). Направляющий барабан 120 имеет пазы 125, 126 (фиг.15), по которым перемещаются направляющие выступы тяг 122, 123. Синхронизация работы тяг по фазам отражена на диаграмме (фиг.14). Окружность барабана поделена на четыре сектора по 90 и соответствует одному периоду работы механизма. Первая четверть: тяга 122 перемещает опору 11, разъединяя передаточную шестерню 8 одного из плавающих валов 9 и шестерню управляющего вала 6. Далее на протяжении трех четвертей подвижная опора 11 остается в фиксированном положении (фиг.12), тяга 123 в фиксированном положении (траектория движения направляющих выступов тяг 122, 123 первого вала показана сплошной линией). Вторая четверть: тяга 123 перемещает шестерню 8 по шлицам вала в сторону следующей ступени. На протяжении первой половины периода тяги механизма второго вала неподвижны (на диаграмме и развертке, фиг.15, показаны пунктирной линией). Третья четверть: работает механизм переключения ступени на втором плавающем валу 9, механизм первого вала неподвижен. Тяга 122 перемещает опору 11, разрывая цепь второго вала, далее до конца периода опора остается в фиксированном положении (фиг.14А). Четвертая четверть: тяга 123 перемещает шестерню 8 второго вала до включения ступени (фиг.14В). Возвращение в первоначальное положение происходит в обратном порядке: сначала перемещается шестерня 8, далее следует перемещение подвижной опоры вала (фиг.14А и В). Для осуществления возможности перехода ступени через второй вал предусмотрен противоположный режим работы механизма, когда впереди идет шестерня этого вала. Вращением барабана в обратном направлении задается траектория перемещения тяг 122, 123 аналогично вышеописанному порядку работы (фиг.14Б и Г). В рассматриваемом варианте точкой отсчета служит повышенная ступень механизма принудительного разделения крутящего момента.
Предлагаемая схема переключения ступеней, при которой сохраняется взаимодействие между плавающим валом 9 и зубчатым колесом 12 с одновременным отсоединением его от управляющего вала 6 (фиг.10, 11) позволяет осуществлять синхронизацию его вращения посредством включенного по такой же схеме второго вала и дифференциала 13 (фиг.2). Инерционный момент движения автомобиля через планетарный редуктор 15 поступает на этот дифференциал и распределяется равномерно на оба зубчатых колеса 12. При отключении одного из них от управляющего вала 6 при постоянном числе оборотов двигателя он будет стремиться сохранить прежний момент вращения (без учета замедления автомобиля). Для включения ступени с передаточным числом, отличающимся от передаточного числа работающего вала, необходимо изменить угловую скорость отсоединенного вала, что производится изменением числа оборотов двигателя через зубчатое колесо 12 включенного вала при относительно постоянном вращении оси дифференциала 13. Т.о., для перехода на верхнюю ступень необходимо «сбросить газ», что приведет к снижению угловой скорости синхронизирующего вала и увеличению таковой синхронизируемого вала, а для включения нижней ступени следует несколько увеличить обороты двигателя, что повлечет за собой увеличение угловой скорости синхронизирующего и уменьшение таковой синхронизируемого валов.
Для работы в автоматическом режиме возможно применение силовых электрических обмоток 70 (фиг.3, 4), работающих по принципу стартерной и роторной обмоток электродвигателя, а также установленных на промежуточных и управляющих валах датчиков угловых скоростей. Эти датчики, силовые обмотки и электродвигатель механизма переключения передач, а также блок управления составляют привод управления механизмом принудительного распределения КМ в ручном режиме. Введение в схему датчика числа оборотов коленвала двигателя позволит осуществлять переключение ступеней в автоматическом режиме. Аналогично работают приводы управления коробкой скоростей и раздаточной коробкой. Электрические обмотки 70 при подаче на них напряжения в момент переключения ступени создает разницу в угловых скоростях валов 60 и 61, что необходимо для синхронизации валов и включения следующей ступени.
Подача на обмотки тока обратной полярности приводит к противоположному результату.
КОРОБКА СКОРОСТЕЙ 2 работает следующим образом. Для осуществления возможности работы трансмиссии в различных режимах предназначен планетарный фрикцион с переключателем режимов работы. 1-й режим - нейтраль: рычаг переключения 100 в среднем положении, но не поставлен на стопор (фиг.8). Гидравлический насос 109 работает в холостом режиме, т.к. золотниковый механизм 105 направляет масло в перепускную магистраль 108. Силовые цилиндры 104 освобождают тормозные колодки 103, которые занимают среднее положение. Тромозные диски 21, 22 свободно вращаются во взаимообратных направлениях, поглощая крутящий момент двигателя. Автомобиль неподвижен или двигается по инерции. 2-й режим - трогание с места вперед: рычаг 100 переводится в переднее положение (левое по схеме), но не стопорится. Золотниковый механизм 105 открывает правый (по схеме) канал 107, закрывая перепускной канал 108. Силовой цилиндр 104 (правый по схеме) посредством тормозных колодок 103 плавно замедляет и останавливает вращение тормозного диска 21, автомобиль поехал. Фиксаторы 110 ориентируют остановившийся диск в определенном положении, что дает возможность поставить его на механический стопор 115 (фиг.9) и в дальнейшем планетарный редуктор 15 при передаче крутящего момента будет опираться на жестко блокированное водило. Привод переключения передач имеет клапан в гидравлической системе, отключающий магистраль силового цилиндра при постановке рычага 100 на механический стопор. Масляный насос 109 включается в систему смазки трансмиссии. 3-й режим - трогание с места и движение назад: рычаг 100 в заднем положении (правом по схеме), открыт левый канал, силовой цилиндр 104 (левый по схеме) посредством колодок 103 замедляет и останавливает тормозной диск 22, а с ним и центральное колесо 20 планетарного редуктора 15, автомобиль поехал в обратном направлении. Посредством фиксирующего стержня 114 диск 22 жестко стопорится, насос 109 включается в систему смазки. 4-й режим - стоянка: рычаг 100 в среднем положении и поставлен на механический стопор (фиг.9). Рычаг 113 занимает промежуточное положение и блокирует одновременно оба тормозных диска 21, 22 посредством стержней 114, 115, входящих в отверстия 116. Планетарный фрикцион 15 жестко заблокирован. Невозможен как запуск двигателя, так и движение автомобиля при условии, что выходной вал 24 коробки скоростей имеет жесткую связь с колесами.
Работа РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ рассматривалась при описании работы трансмиссии в целом. К этому можно добавить, что при внешнем блокировании колес и остановке автомобиля для включения пониженной ступени на загруженной оси (колесе) необходимо разблокировать дифференциал 90, включить необходимую ступень, используя работу коробки скоростей (т.е. вращение валов), затем рычаг переключения режимов работы коробки скоростей перевести в нейтральное положение, после чего заблокировать дифференциал 90 и перевести рычаг переключения режимов работы в рабочее положение, при этом возможно быстрое перемещение его в любом направлении.
Достоинство предлагаемого устройства заключается в способности передавать значительный крутящий момент, принудительной установке необходимого значения крутящего момента на любом колесе (оси), благодаря чему появляется возможность обойтись без блокирования дифференциала в широком диапазоне работы трансмиссии, в возможности выбора рабочей ступени на ходу и при заблокированных колесах, а также возможность оперативного реверсирования выходного вала коробки скоростей на любой ступени трансмиссии. Использование механизма изменения ступени в любом узле трансмиссии позволяет производить целенаправленный выбор оси (колеса), через которую происходит изменение ступени всей трансмиссии в наиболее благоприятном для конкретных дорожных условий режиме.
1. Раздаточная коробка транспортного средства, содержащая корпус, входной и два выходных вала, отличающаяся тем, что входной вал с двумя шестернями связан через два плавающих вала с двойным планетарным редуктором, водила которого связаны друг с другом через дифференциал, и два центральных колеса которого также связаны через дифференциал, расположенный в общем корпусе с первым, при этом каждое центральное колесо имеет передаточную шестерню.
2. Раздаточная коробка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве механизма распределения крутящего момента применен вариатор с одним ведущим и двумя ведомыми валами.
3. Раздаточная коробка транспортного средства, содержащая корпус, входной и два выходных вала, отличающаяся тем, что входной вал с двумя шестернями соединен через два плавающих вала с двойным планетарным редуктором, водила которого соединены жесткой механической связью с демпфирующим устройством, два центральных колеса соединены через дифференциал и имеют передаточные шестерни.
4. Раздаточная коробка по п.3, отличающаяся тем, что в качестве механизма распределения крутящего момента применен вариатор с одним ведущим и двумя ведомыми валами.
5. Коробка скоростей транспортного средства, содержащая корпус, входной и выходной валы, механизм переключения, отличающаяся тем, что входной вал через два плавающих вала и зубчатые колеса связан с дифференциалом, ось которого соединена с внешним ободом солнечного колеса планетарного редуктора, водило которого с одной стороны соединено с шестерней дифференциала, с которым также посредством шестерни соединено центральное колесо планетарного редуктора, а с другой стороны связано с наружным тормозным диском планетарного фрикциона, внутренний тормозной диск которого связан с центральным колесом планетарного редуктора, при этом посредством тормозящего механизма замедляется и останавливается вращение того или иного тормозного диска.
6. Коробка скоростей по п.5, отличающаяся тем, что планетарный фрикцион содержит устройство стопорения тормозных дисков, состоящее из рычага с фиксирующими стержнями и отверстий в дисках, причем жесткая блокировка того или иного диска происходит после его полной остановки и ориентирования в определенном положении.
7. Коробка скоростей по п.5, отличающаяся тем, что тяги привода механизма переключения связаны с направляющим барабаном с пазами посредством выступов, перемещающихся по этим пазам.
