Бесступенчатая коробка передач с повышенным диапазоном передаточных отношений
Владельцы патента RU 2716396:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ПГУ") (RU)
Изобретение относится к области машиностроения. Бесступенчатая коробка передач для автомобиля малого класса содержит корпус, механизм реверса, дифференциал, вариаторную передачу. Ведомый шкив вариаторной передачи состоит из двух секций, перемещающихся в осевом направлении друг относительно друга посредством шлицевого соединения и блокирующего устройства для ограничения осевого перемещения шкива, соединяющегося с ведомым валом, передающим вращение на механизм реверса с помощью зубчатого соединения и дифференциал, установленный в подшипниках качения в корпусе коробки передач для привода ведущих колес. Изменение режимов работы вариатора и передаточного отношения происходит автоматически в зависимости от частоты вращения двигателя и дорожного сопротивления. Обеспечивается увеличение диапазона передаточных отношений. 8 ил.
Изобретение относится к области автотракторной техники, конкретно к бесступенчатой трансмиссии и может быть использовано в коробках передач (скоростей).
Известна конструкция вариатора (см. патент RU 2286495 С1, дата публикации 27.10.2006), содержащая планетарный механизм, состоящий из водила, жёстко закреплённого на валу и соединённого через этот вал с двигателем автомобиля, на водиле размещены зубчатые сателлиты, кинематически соединённые с внешним колесом планетарного механизма и центральным колесом, сателлиты имеют возможность вращаться как вокруг собственной оси, так и вместе с водилом, внешнее колесо и центральное колесо размещены на валу и могут вращаться на этом валу, кроме этого, внешнее колесо имеет кинематическое соединение с зубчатым колесом, ось вращения водила и ось вращения колеса, кинематически соединённого с внешним колесом планетарного механизма смещены относительно друг друга, каждый зубчатый сателлит жёстко соединён, посредством вала, ещё с одним водилом, зубчатые сателлиты и водила имеют возможность вращаться как вокруг оси, вместе с водилом, жёстко закреплённым на валу, так и вокруг собственной оси, на водилах, жёстко соединённых с зубчатыми сателлитами, расположено ещё несколько конусных незубчатых сателлитов. Недостатком данной конструкции является низкая ремонтопригодность.
Известна конструкция вариатора (см. патент RU 139501 U1, дата публикации 19.11.2013), содержащая охваченные гибким рабочим органом ведущий и ведомый модули, размещенные в них с возможностью радиального перемещения шестеренки для взаимодействия с гибким рабочим органом, натяжное устройство, отличающийся тем, что каждый модуль выполнен в виде расположенных соосно ведущего и ведомого спаренных колес, которые могут поворачиваться относительно друг друга, причем в ведомом колесе выполнены радиальные пазы, а ведущем колесе - криволинейные пазы, при этом оси шестеренок имеют возможность одновременно перемещаться по радиальным и криволинейным пазам ведомого и ведущего спаренных колес, шестеренки закреплены на осях посредством обгонной муфты, а натяжное устройство выполнено, по меньшей мере, в виде одной пружины, один конец которой закреплен на внешнем диаметре ведущего колеса, а второй на внешнем диаметре ведомого колеса. Недостатком данной конструкции является высокая инерция механизмов.
Известна конструкция вариатора (см. патент RU 6240, дата публикации 16.04.1998), содержащая ведущий и ведомый валы, установленные на них подвижные и неподвижные в осевом направлении полушкивы, и центробежное устройство шарикового типа, взаимодействующее с подвижным диском, отличающееся тем, что направляющие нажимного устройства представляют собой криволинейную поверхность. При повышении частоты вращения коленчатого вала центробежное устройство выталкивает ремень на большой диаметр, увеличивая передаточное отношение вариатора. При снижении частоты вращения коленчатого вала, передаточное отношение снижается. Недостатком данной конструкции является низкий диапазон регулирования передаточных отношений.
Задачей изобретения является повышение диапазона передаточных отношений бесступенчатой трансмиссии.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в реализации следующий технических решений:
- телескопический шкив;
- механизм блокировки телескопического шкива.
Для достижения указанного технического результата предлагается следующая конструкция коробки передач (Фиг. 1). Предлагаемая бесступенчатая трансмиссия сочетает в одном корпусе клиноременную передачу с повышенным диапазоном передаточного отношения, механизм реверса, главную передачу, дифференциал, защитный корпус маховика.
Клиноременная передача установлена в отдельном корпусе, сзади коробки передач. Данное конструктивное решение выполнено для более удобной замены ремня вариатора и для повышения ресурса клиноременной передачи. Корпусы механизма реверса и главной передачи разделены, для того чтобы масло из смазочной системы не попадало в вариатор. Это обеспечивается манжетными уплотнениями.
В верхней части корпуса вариатора выполнен прилив для установки механизма переключения передач.
Конструкция коробки передач, состоящая из крышки коробки передач 1, 2 – цилиндрической главной передачи 2, механизма реверса вращения 3, кронштейнов крепления к кузову автомобиля 4, корпуса вариатора 5, клиноременной передачи 6, крышки клиноременной передачи 7 (Фиг. 2).
Включение задней передачи осуществляется с помощью зубчатых муфт. Это конструкторское решение позволяет увеличить ресурс клиноременной передачи.
При движении вперед, вращение передается напрямую через вариатор. При включении задней передачи, крутящий момент на главную передачу передается через цилиндрическую зубчатую передачу, а клиноременная передача полностью неподвижна.
Конструкция задней крышки 7 вариатора позволяет легко открывать доступ к ремню вариатора (Фиг. 6).
Задняя крышка вариатора 7 позволяет получить доступ к основным агрегатам коробки передач. Для того чтобы провести ремонт или периодическое обслуживание бесступенчатой трансмиссии, достаточно снять заднюю крышку вариатора. При этом открывается доступ к основным узлам, появляется возможность заменить ремень или шкивы вариатора.
Силовой агрегат располагается поперечно в подкапотном пространстве автомобиля. Его крепление к кузову осуществляется с помощью трех кронштейнов 4, которые сочетают в себе резиновые подушки для гашения вибраций. Два кронштейна крепятся к коробке передач, один – к двигателю.
Для передачи крутящего момента на колеса автомобиля используются шарниры равных угловых скоростей. Они соединяют полуосевые шестерни дифференциала и ступицы ведущих колес. У них есть преимущества по сравнению с карданной передачей, такие как, большие углы поворота и высокая надежность.
В конструкции бесступенчатой коробки передач применяется клиноременный вариатор. Передача вращения на колеса при включенной задней скорости, осуществляется с помощью зубчатой передачи, это позволяет повысить ресурс ремня вариатора. Главная передача располагается в одном корпусе с другими исполнительными механизмами. Это решение позволяет уменьшить габаритные размеры трансмиссии и снизить неподрессоренную массу автомобиля (Фиг. 3). Крепление механизмов осуществляется с помощью специальных кронштейнов 4 (Фиг. 4).
Для снятия ремня вариатора или замены шкивов необходимо снять крышки 9 подшипников, которые крепятся к корпусу с помощью винтов 10 (Фиг. 5).
Подшипники 11 фиксируются в крышке вариатора 7 с помощью стопорных колец 12. Крышка вариатора 7 крепится к корпусу коробки передач 5 с помощью винтов 13 (Фиг. 6).
Для того чтобы снять ремень вариатора нужно снять стопорные кольца 14, которые фиксируют подшипники 11 на валах 15 и 16. Демонтировать подвижную половину ведущего шкива с центробежным механизмом 17, снять ремень 18 (Фиг. 7).
Для проведения капитального ремонта вариатора, необходимо отсоединить коробку передач от двигателя, демонтировать крепежные устройства с кузова автомобиля. Извлечь шарниры равных угловых скоростей. Снять кронштейны 4 с корпуса вариатора, которые крепятся с помощью болтов 18 и гаек 19 (Фиг. 8). После чего необходимо слить масло с картера, отсоединить датчик тахометра. Снять тяги включения задней передачи. Открутить болты 2, расположенные по периметру коробки передач. Проверить корпус на наличие трещин сколов, подтеков масла. Проверить состояние ремня вариатора, ведущих и ведомых шкивов. В случае обнаружения недопустимых дефектов, следует заменить поврежденные детали.
Бесступенчатая коробка передач для автомобиля малого класса, содержащая корпус, механизм реверса, дифференциал, вариаторную передачу, отличающаяся тем, что ведомый шкив вариаторной передачи состоит из двух секций, перемещающихся в осевом направлении друг относительно друга посредством шлицевого соединения и блокирующего устройства для ограничения осевого перемещения шкива, соединяющегося с ведомым валом, передающим вращение на механизм реверса с помощью зубчатого соединения и дифференциал, установленный в подшипниках качения в корпусе коробки передач для привода ведущих колес, при этом изменение режимов работы вариатора и передаточного отношения происходит автоматически в зависимости от частоты вращения двигателя и дорожного сопротивления.
