Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями. Семиступенчатая коробка передач
Механическая коробка передач: принцип работы для чайников. Семиступенчатая коробка передач
Семиступенчатая коробка передач от GM.
На днях в патентное бюро была подана заявка от компании GM (General Motors), на патент новой коробки передач со семью скоростями. Коробка будет как механическая так и автоматическая и будет иметь два диска сцепления. Корпорация GM разрабатывает новую коробку совместно с китайской компанией Shanghai Automotive Industry Corporation сокращенно SAIC.
новая коробка GM
Слухи в интернете, насчет этого продукта, уже давно ходили, однако компания GM и ее китайский партнер SAIC упорно молчали об этом. Самая большая часть информации является то, что это семиступенчатое устройство, предоставляет наибольшее количество передач когда — либо использованное в легковых автомобилях GM. А также впервые используется сцепление с двойным диском.
Новая коробка передач, была предложена с новыми мощными, но экономичными, турбированными двигателями 1,0 или 1,5 литра. Эти двигатели постепенно будут вытеснять уже имеющиеся двигатели GM. Оба двигателя будут устанавливаться на различных автомобилях, так как являются двигателями одной модельной линейки. По словам GM расход таких двигателей будем значительно снижен, и будет примерно составлять, 5 литров на сто километров для литрового двигателя и около 6 для 1,5 литра. Подробные технические характеристики двигателей пока держаться в секрете. Но как показывает практика такие скромные объемы не могут выдать большой крутящий момент. Поэтому остается вопрос: какие истинные возможности новых двигателей GM? И как они будут чувствовать себя с новой семиступенчатой коробкой?
схема коробки GM
В данный момент у GM есть турбированный, четырех рядный двигатель объемом 1,4 литра, которой ставится на модель Cruze в США. А также есть двигатель 3,6 литра V6, который ставится на автомобили Buick, в частности Buick LaCrosse. Но в патенте ничего не сказано, какие крутящие моменты будут нужны для новой семиступенчатой коробки с двойным сцеплением. Мы ожидаем что коробка будет устанавливаться на автомобили со средним объемом, это модельный ряд Cruze например, ведь у него нет двигателей 3,6 литра.
Новая концепция GM это «экономичность», поэтому авто производитель, скорее всего будет отказываться от гигантских моделей, таких как Cadillac, у которого объем двигателя достигает 6 литров. В связи с кризисом популярность таких автомобилей значительно упала. Но сам GM пока молчит, официально пока не сказано какие автомобили будут комплектоваться такими коробками.
А самые лучшие новости авто у нас на АВТОБЛОГЕ!
avto-blogger.ru
Повесть о 2-х 7-ступенчатых коробках передач Porsche: автоматической и механической коробке
Сeмиступeнчaтaя мexaничeскaя кoрoбкa пeрeдaч oт Porsche oбeщaeт взoрвaть рынoк.
Ни для кoгo нe будeт бoльшим сeкрeтoм, чтo всe нoвыe мoдeли aвтo пoявляются нa свeт бeря зa oснoву кoнструкцию свoиx прeдшeствeнникoв. Рaбoтники автокомпаний просто на просто берут предыдущую модель, меняют в ней кое-какие элементы кузова, внутренностей, добавляют пару последних технологий и на свет выпускается новая модель автомобиля. Иногда, такой поход дает очень хороший результат и на свет рождаются очень успешные модели транспортных средств, обладающие своей харизмой и популярностью у покупателей.
Примером вышесказанного могут служить автомобили Porsche 911, Boxster и Cayman. В данных моделях из поколения в поколение берется что-то от предыдущей модели, незначительно дорабатывается и выпускается в продажу. Как результат такого подхода, миру была представлена первая 7-ступенчатая механическая коробка передач, которая есть не что иное, как ответвление от представленной 3 года назад 7-ступенчатой автоматической коробки Porsche Doppel- kupplung (далее PDK) с 2-ым сцеплением. Семиступенчатая механика будет доступна уже в конце 2013 го
auto21rus.ru
Коробка передач DSG | Auto-Quiet.ru
Каждый автомобиль уникален своим дизайном, производителем и строением.Механическая трансмиссия за последние годы с огромной скоростью теряет свою популярность. Не все производители люксового класса автомобильных брендов выпускают в производство автомобиль, с подобного рода коробкой.
Зато её место заняла, надежнейшая по свойствам, и очень практичная трансмиссия DSG, разработана в концерне, в одном из заводов города Кассиле.
Коробка переключения передач DSG представляет собой совершенное воплощение инженерной мысли, которая устанавливается на различные модели легковых автомобилей. Она обеспечивает возможность переключение передач совершенно без разрыва потока мощности.
При действии двух сцеплений и двух рядов передач достигается передача крутящего момента к ведущим колесам механизма.
Коробка DSG отличается шестиступенчатым и семиступенчатым составом.Семиступенчатая коробка устанавливается только на легковые автомобили. Шестиступенчатая – устанавливается на более мощных автомобилях.
Коробка передач DSG содержит в себе двойное сцепление, два ряда передач, дифференциал, систему управления для коробки передач, а также корпус коробки.Коробка передач DSG имеет двойное сцепление, которое позволяет переключать сцепление практически мгновенно.
При данном действии сцепление включает диск, который присоединён к маховику, а также к двум фрикционнальным многодисковым муфтам, связанным между собой через главную ступицу с остальными передачами.
В шестиступенчатой коробке двойное сцепление, так называемого «мокрого» типа, ему необходимо постоянно находиться в масле. Семиступенчатая коробка, напротив содержит в себе сухое сцепление, это позволяет уменьшить объемы заправляемого масла и снизить энергетические затраты, при этом увеличивая топливную экономичность двигателя.
С данной целью на семиступенчатой коробке находится электрический насос, который требует минимальных затрат электроэнергии.
Самый первый ряд коробки регулирует действия нечетных передач, и работу заднего хода, соответственно за вторым остаются четные передачи. Оба ряда представляют собой валы с блоками шестерен.
Шестерни на валах имеют точное соединение. При этом шестерни вторичных валов активно вращаются; а первичного и вторичного валов в это время находятся в зацепенении. Между шестернями уже вторичного вала расположены, так называемые синхронизаторы, которые отвечают за включение конкретной передачи, находятся в этот момент между шестернями вторичного вала. Ремонт dsg достаточно сложная задача и лучше ее поручить профессионалам.
Для наиболее удобного переключения скоростей установлена система контроля движения. В ее составе имеются входные датчики и электронный блок управления, а также электрогидравлический блок управления и исполнительные механизмы.Электрогидравлическая система регулирует движение по гидравлическому контуру управления. В ее состав входят: золотники-распределители, электромагнитные клапана, клапана контроля давления, мультиплексор.
Можно сделать вывод, что автоматическая коробка передач во многом выигрывает в сравнении с другими моделями механизмов. Ее преимущества подтверждает широкая популярность на современном рынке, а также тысячи положительных отзывов от автолюбителей.
www.auto-quiet.ru
механика и автомат в одном флаконе
При выборе автомобиля покупатель обращает внимание на различные нюансы и технические особенности своей покупки. Принимается во внимание цвет, двигатель, комплектация салона и, конечно, коробка передач. У многих производителей сейчас достаточно вариантов комплектации с различными вариантами КПП. Для любителей активной езды предлагается проверенная механика, для ценителей комфорта и участников пробок городского движения есть автомат и вариатор. Но сегодня производители предлагают еще один вариант, совместивший в себе механическую основу с автоматическим переключением передач – преселективную коробку передач.
Простота механической коробки подкупает производителей с автомобилистами своей надежностью, дешевизной изготовления и ремонта. Но сегодня, когда в городах все больше растут пробки, покупатели склоняются к приобретению автоматической трансмиссии. С целью сохранить плюсы механики, освободив водителя от монотонной работы руками и ногами, конструкторы предложили к использованию роботизированную коробку передач.
Премьера
Коробка робот, используя в своей основе механику, переключает сцепление при помощи электронного управления, позволяя освободить водителя от работы. Но при этом обычный робот имеет существенные минусы – задержки и клевки в переключении, что вызывает неприятные ощущения у водителя с пассажирами, и может быть иногда опасным при динамичной езде. Именно этот недостаток не позволил обычной роботизированной коробке занять лидирующие позиции среди коробок передач.
В поисках решения инженеры пришли к выводу, что хорошим вариантом является использование двух коробок передач, которые поочередно быстро переключают передачи. Две коробки одновременно установить не удалось, но вот два сцепления использовать получилось. Первая коробка передач с двумя сцеплениями, выпущенная серийно, появилась в 2002 году на автомобилях концерна Volkswagen, который установил новинку под названием DсSG (Direct-Shift Gearbox, что в переводе означает коробка с прямым включением) на новый самый мощный GolfR32 четвертого поколения. Мировая премьера, где была представлена преселективная коробка передач, однако, произошла чуть позднее на более стильном мощном автомобиле AudiTT, оборудованном двигателем в 3,2 литра.
После этой премьеры многие автопроизводители начали выпуск моделей с преселективными КПП, но большинство машин по-прежнему сходит с конвейера концерна WOG. Оснащают преселективами Skoda, Seat, Volkswagen, Bugatt, Audi, Porshe. Конечно, не отстают другие производители, такие, как Nissan, BMW, Mercedes-Benz, Peugeot.
Устройство преселективной коробки передач
Идея устройства преселективной коробки довольно проста – применить вместо одного первичного вала обычной механики два. Один использовать для четных передач, второй для нечетных и задней передач, каждый из них снабдив отдельным сцеплением. При этом одновременно можно включать две рядом стоящие передачи без ущерба для коробки. Одно сцепление находится в замкнутом состоянии, на этой передаче автомобиль движется, второе – в разомкнутом, готовом к включению по команде компьютера. При переключении передач электроника одновременно смыкает одно сцепление и размыкает второе. Передача переключается почти мгновенно, сотые доли секунды, что позволяет сохранять тяговое усилие без разрыва мощности. Клевки полностью отсутствуют, разгон получается плавный и постоянный.
Управляет всем процессом Мехатроник, блок, полностью встроенный в КПП, состоящий из различных электронных и гидравлических элементов. Принцип его работы основан на считывании всей необходимой информации с входных датчиков и синхронизации работы гидравлического привода переключения.
Воплощение в жизнь подобного устройства оказалось несколько сложнее, чем на бумаге. Главная сложность у инженеров возникла в наличии пробуксовки сцеплений в так называемой точке поцелуя, моменте одновременного касания обоих сцеплений. Не так это было заметно на первой разработке DSG с мокрым сцеплением, но проявилось при использовании сухого сцепления с двигателями большой мощности. Последняя разработка семиступенчатой коробки DSG рассчитана на максимальный крутящий момент в 250 Нм. Это условие позволяет ее использовать только с небольшими моторами. Для остальных более мощных двигателей применяется предыдущая модель DSG с мокрым сцеплением.
Плюсы и минусы преселективной коробки
Сравнивая эти агрегаты между собой можно отметить, что преселективная коробка передач с сухим сцеплением имеет ряд преимуществ перед предыдущей версией:
- низкий вес. Новая модель на 25 процентов легче предыдущей;
- в четыре раза меньший объем используемого масла;
- более 6 процентов экономии топлива в городском цикле по сравнению с предыдущей ;моделью за счет отсутствия необходимости постоянного использования гидронасоса.
Конечно, как было уже сказано, есть один минус – использование с силовыми агрегатами мощностью до 250 Нм. Но как раз все плюсы позволяют очень эффективно ее совмещать с малолитражными городскими автомобилями, добиваясь высоких результатов экономии топлива, КПД, комфорта водителя и пассажиров.
Сравнивая преселективную коробку передач с автоматом, следует сказать, что роботизированная трансмиссия выигрывает по части своих показателей, таких, как:
- скорость переключения передач;
- более высокий КПД;
- пониженный расход топлива.
Но при этом проигрывает в силе передающего крутящего момента (автоматическая коробка справляется легко с 1000 Нм) и в скорости срабатывания кик-дауна. Автомат легко перескакивает с повышенной передачи через одну или даже через две вниз для придания ускорения, а преселектив работает только последовательно, переключая уже подготовленную высшую передачу на более низкую и так далее. Кроме этого, автоматическая коробка гораздо легче подстраивается под стиль вождения пилота без каких-либо последствий для себя в отличие от роботизированного преселектива, который больше склоняется к определенной, не рваной, манере поведения – или быстро или размеренно.
Говоря о недостатках преселективной коробки, стоит добавить следующее:
- конструкция агрегата довольно сложна, практически неремонтопригодна. Очень часто его приходится менять целиком;
- блок Мехатроник чувствителен к частой смене температур, может выходить из строя при ее больших колебаниях. Он не ремонтируется, а подлежит полной замене;
- процедура замены масла в 6-и ступенчатой DSG дорогостоящая по сравнению со всеми остальными видами КПП.
Это, пожалуй, все недостатки, которые вполне могут сопровождать другие виды коробок передач.
Подводя итоги
Исходя из того, что конструкторский опыт и опыт эксплуатации механики и автоматов составляет более 100 лет одного и более 50 лет другого, а у преселектива всего лишь десятилетие, то с течением времени разработчики найдут решения для повышения надежности роботизированной коробки. Благодаря плюсам в экономии топлива, увеличению КПД, скорости переключения передач эту коробку ждет открытое будущее, позволяющее уверенно смотреть вперед.
Похожие статьи:
autodont.ru
СЕМИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ И ЕЕ МОДИФИКАЦИИ
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям.
Известна коробка передач с двумя многодисковыми сцеплениями, содержащая два соосных ведущих вала, расположенных один внутри другого, с установленными на них шестернями четных и нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью синхронизаторов с ведомыми валами (Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство»: «За рулем»», 2005. - 166 с.: ил.).
В современных автомобильных коробках передач (КП) с двумя сцеплениями с несоосным расположением входного и выходного валов применяются, главным образом, зубчатые колеса с постоянным зацеплением. При одном входном вале общее количество валов достигает шести (см. патент ЕР 1593877 А1, от 7,11,2007 г.). На конце каждого вторичного вала находится ведущая шестерня главной передачи. В большинстве современных КП с несоосной схемой на всех передачах переднего хода силовой поток передается через одно зубчатое зацепление и поэтому осуществление передаточного числа, превышающего u=4 для первой передачи, возможно лишь при увеличении размеров конструкции. А получение передаточного числа, меньшего u=0.6 для высшей передачи, приводит к малым размерам и низкой прочности ведомой шестерни этой передачи. Таким образом, современные несоосные КП, из-за использования на всех передачах переднего хода передачи силового потока одним зубчатым зацеплением, достигли предела величин передаточных чисел «крайних» передач. При этом от величины передаточного числа первой передачи напрямую зависит величина максимальной силы тяги на ведущих колесах. Чем больше сила тяги, тем большее сопротивление движению способен преодолеть автомобиль, или выше его динамические показатели на первой передаче, или ниже скорость движения на первой передаче. В зависимости от целевого предназначения автомобиля трансмиссия должна обеспечивать требуемое тяговое усилие. Зачастую, современные автомобили разные по своему целевому назначению комплектуются одними и теми же двигателями и коробками передач. Например, в одном варианте автомобиль может применяться в грузовом исполнении, в другом, в грузопассажирском, а в третьем иметь полноприводную трансмиссию с пассажирским вариантом. Примером является Фольксваген-транспортер. Или автомобиль одной модели может комплектоваться двигателями с существенной разницей в мощности (Фольксваген Гольф). Или одна модификация автомобиля имеет моноприводную трансмиссию, а другая полноприводную (Фольксваген Пассат и другие). При этом, если для коробок передач с соосным расположением входного и выходного валов имеется возможность оснастить автомобиль понижающей передачей в раздаточной коробке, то для несоосных КП, из-за применяемых в современном автомобилестроении конструктивных и компоновочных особенностей, это сделать весьма сложно. Таким образом, перспективные несоосные КП для решения большего количества эксплуатационных задач должны иметь возможности к модификации. При этом, особенно важно, обеспечить максимально возможную унификацию между различными модификациями КП.
Наиболее подходящей в качестве прототипа является 7-ступенчатая несоосная КП с двумя сцеплениями Фольксваген модель DQ 500 (см. патент DE 102009031788 А1, от 13.01.2011 г.).
КП состоит из корпуса с параллельно размещенными в нем двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них шестернями четных, а на другом - шестернями нечетных передач. На двух ведомых валах свободно установлены по две пары шестерен, а между каждой парой - трехпозиционный синхронизатор. На концах ведомых валов нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала. Ведущая шестерня второй передачи, через ведомую шестерню второй передачи, установленную на одном из ведомых валов, зацеплена с ведомой шестерней заднего хода, установленной на другом ведомом валу.
Недостатками КП являются возможность получения только одной ее модификации - 7-ступенчатой КП, что уменьшает число вариантов трансмиссий для автомобилей с разными целевыми предназначениями. А также, на всех передачах переднего хода силовой поток передается через одно зубчатое зацепление, что ограничивает диапазон передаточных чисел КП, снижает эксплуатационные возможности и характеристики автомобиля.
Целью изобретения является получение 7-ступенчатой несоосной КП с двумя сцеплениями, с предусмотренной возможностью получения дополнительных модификаций, а именно кроме базовой 7-ступенчатой КП получить следующие ее модификации:
1 - 9-ступенчатая КП,
2 - 8-ступенчатая КП (7-ступенчатая КП с ускоряющей передачей),
3 - 8-ступенчатая КП (7-ступенчатая КП с понижающей передачей).
Указанная цель достигается тем, что для получения модификаций, между соседними ведомыми шестернями четной и нечетной передач, предусмотрена возможность установки соединительной муфты - первая муфта соединяет жесткой связью ведомые шестерни четвертой и седьмой передач, установленные на первом ведомом валу, вторая муфта соединяют жесткой связью ведомые шестерни пятой и шестой передач, установленные на втором ведомом валу.
Анализ патентов, научно-технической литературы не выявил известности заявляемой совокупности существующих признаков.
На фиг. 1 показана кинематическая схема 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма 9-ступенчатой КП. На горизонталях приведены номера различных передач. На нижней шкале отложены логарифмы и величины передаточных чисел. Луч направленный направо, указывает на замедляющую передачу. Чем положе луч, тем больше передаточное число. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу.
На фиг. 3 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с ускоряющей передачей).
На фиг. 4 представлена лучевая диаграмма 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с ускоряющей передачей).
На фиг. 5 показана кинематическая схема 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с понижающей передачей).
На фиг. 6 представлена лучевая диаграмма 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с понижающей передачей).
На фиг. 7 показана кинематическая схема базовой 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 8 представлена лучевая диаграмма базовой 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 9 показана кинематическая схема 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями Фольксваген модель DQ 500, выбранной в качестве прототипа.
В состав представленной на фиг. 1 кинематической схемы 9-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого и установленные параллельно с ними два ведомых вала 4 и 5. Шестерни 6, 7, 8, 9 жестко закреплены на входном валу 2. Шестерни 10, 11 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 8, соответственно. Шестерни 12 и 13 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 7 и 9, соответственно. Шестерни 14 и 15 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерни 16 и 17 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 14 и 15, соответственно. Шестерни 18 и 19 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 14 и 17, соответственно Ведущие шестерни главной передачи 20 и 21 жестко связаны с ведомыми валами 4 и 5, соответственно и находятся в постоянном зацеплении с ведомым колесом 22 главной передачи. Муфты А (23) и В (24) расположены на ведомом валу 4 между шестернями 10-11 и 16-17, соответственно. Муфты С (25) и D (26) расположены на ведомом валу 5 между шестернями 12-13 и 18-19, соответственно. Муфта Е (27) расположена на конце трубчатого вала 28, жестко связанного с шестерней 11. Муфта F (29) расположена на зубчатом венце 30, жестко связанным с шестерней 18. Муфты Е и F могут быть установлены иначе. Муфта Е (27) может находиться на венце шестерни 16, а муфта F (29) на венце шестерни 13. Ведомый диск 31 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 3, а ведомый диск 32 правого сцепления (П) установлен на входном валу 2. Нажимное устройство, прижимающее ведущие и ведомые диски при включении сцеплений, не показано.
В состав представленной на фиг. 3 кинематической схемы 8-ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с ускоряющей передачей) входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ступенчатой КП, кроме муфты F.
В состав представленной на фиг. 5 кинематической схемы 8-ти ступенчатой КП с двумя сцеплениями (7-ступенчатой КП с понижающей передачей) входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ступенчатой КП, кроме муфты Е.
В состав представленной на фиг. 7 кинематической схемы базовой 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями входят те же самые детали, что и у рассмотренного выше состава 9-ти ступенчатой КП, кроме муфт F и Е.
Работа 9-ступенчатой КП, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом
1 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфты С и F переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-18, зубчатый венец 30, муфту F, пару шестерен 13-9, вал 2, пару шестерен 7-12 и муфту 25 (C), передается на ведомый вал 5, жестко связанную с ним ведущую шестерню 21 и зацепленное с ней зубчатое колесо 22 главной передачи. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-5, 5-8 и 8-1.
2 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта С в левом положении, муфты В и F переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-12 и муфту 25 (C), передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 2.
3 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта В в правом положении, выключаем муфту С, муфту А переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 15-17 и муфту 24 (B), передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 3.
4 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта А в левом положении, выключаем муфту В, муфту D переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-10 и муфту 23 (A), передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 4.
5 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в левом положении, муфту А переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-18 и муфту 26 (D), передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 5.
6 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта А в правом положении, выключаем муфту D, муфту В переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 8-11 и муфту 23 (A), передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 6.
7 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта В в левом положении, выключаем муфту А, муфту С переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-16 и муфту 24 (B), передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 7.
8 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта С в правом положении, выключаем муфту В, муфту Е переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 9-13 и муфту 25 (C), передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 8.
9 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфты С и Е в правом положении. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 14-16, муфту Е, трубчатый вал 28, пару шестерен 11-8, вал 2, пару шестерен 9-13 и муфту 25 (C), передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-7, 7-6 и 6-9.
Задний ход 1.
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в правом положении. Крутящий момент с входного вала 3 через сцепленные шестерни 15-17-19 и муфту 26 (D), передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами, соединяющим точки 0-3 и 3-ЗХ 1.
Задний ход 2.
Включаем правое сцепление (П), муфты D и Е в правом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 8-11, трубчатый вал 28, муфту Е, пару шестерен 16-14, вал 3, шестерни 15-17-19 и муфту 26 (D) передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-6, 6-7 и 7-ЗХ 2.
Работа 8-ступенчатой КП (7-ступенчатой КП с ускоряющей передачей), представленной на фиг. 3 осуществляется следующим образом.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 передачи, задний ход 1 и задний ход 2.
Осуществляются аналогично, рассмотренной выше, работе 9-ти ступенчатой КП на 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 передачах, задний ход 1 и задний ход 2, соответственно.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 4) эти передачи отображены лучами 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-6-5-8, 0-2-ЗХ 1 и 0-5-6-ЗХ 2, соответственно.
Работа 8-ступенчатой КП (7-ступенчатой КП с понижающей передачей), представленной на фиг. 5 осуществляется следующим образом
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 передачи и первая передача заднего хода.
Осуществляются аналогично, рассмотренной выше, работе 9-ступенчатой КП на одноименных передачах.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 6) эти передачи отображены лучами 0-5-8-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-8, 0-3-ЗХ 1, соответственно.
Работа 7-ступенчатой КП, представленной на фиг.7 осуществляется следующим образом.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 передачи и первая передача заднего хода.
Осуществляются аналогично, рассмотренной выше, работе 8-ступенчатой КП (7-ступенчатой КП с ускоряющей передачей) на одноименных передачах. На лучевой диаграмме (см. фиг.8) эти передачи отображены лучами 0-1, 0-2, 0-3, 0-4, 0-5, 0-6, 0-7, 0-2-ЗХ 1, соответственно.
Техническим результатом использования 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями и ее модификаций, является получение дополнительных вариантов трансмиссий для автомобилей с разными целевыми предназначениями. А также, на первой, восьмой или девятой передачах переднего хода, в зависимости от модификации 8- или 9-ступенчатой КП, силовой поток передается через три пары шестерен, что позволяет получить передаточное число больше u=4 или меньше u=0,6. Это расширяет диапазон передаточных чисел КП и повышает эксплуатационные возможности и характеристики автомобиля. При этом большинство узлов и деталей базовой и модифицированных КП остаются неизменными, что обеспечивает высокую степень унификации и снижение затрат на производство и ремонт.
Список цитируемых источников и использованной литературы
1. Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. М.:ООО «Книжное издательство»: «За рулем»», 2005. - 166 с.: ил.
2. Патент DE 102009031788 А1, от 13.01.2011 г.
3. Патент ЕР 1593877 А1, от 7,11,2007 г.
4. Патент RU 2481510.
5. Патент RU 2312031.
6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Выш.шк., 1985. - 240 с.
Семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями и ее модификации, содержащая узел двойного сцепления, корпус с параллельно размещенными в нем двумя ведомыми валами, двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них - трубчатом валу - двумя шестернями четных передач, а на другом - четырьмя шестернями нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью четырех синхронизаторов с ведомыми валами, на концах которых нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала, при этом ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи, и также на одном краю первого ведомого вала размещена ведомая шестерня первой передачи, а на другом краю рядом с ведущей шестерней главной передачи - ведомая шестерня передачи заднего хода, находящаяся в постоянном зацеплении или с шестерней, объединенной в блок с ведомой шестерней второй передачи или непосредственно с ведомой шестерней второй передачи, которая установлена на втором ведомом валу, отличающаяся тем, что для получения модификаций между соседними ведомыми шестернями четной и нечетной передач предусмотрена возможность установки соединительной муфты - первая муфта соединяет жесткой связью ведомые шестерни четвертой и седьмой передач, установленные на первом ведомом валу, вторая муфта соединяет жесткой связью ведомые шестерни пятой и шестой передач, установленные на втором ведомом валу. 
edrid.ru
Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями.
Изобретение относится к автоматизированным трансмиссиям для использования в транспортных средствах: переднеприводных легковых автомобилях и грузовых автомобилях малой грузоподъемности. На первом ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения второй-шестой и первой-седьмой передач. На втором ведомом валу располагаются шестерни и муфты переключения задней-четвертой и пятой-третьей передач. Ступица муфты переключения первой-седьмой передач через трубчатый вал связана жесткой связью с ведомой шестерней шестой передачи. Ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи. Ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней седьмой передачи. Достигается повышение эксплуатационных возможностей и характеристик автомобиля. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям.
Известна коробка передач с двумя многодисковыми сцеплениями, содержащая два соосных ведущих вала, расположенных один внутри другого, с установленными на них шестернями четных и нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью синхронизаторов с ведомыми валами (Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» “За рулем”», 2005. - 166 с.: ил.).
В современных автомобильных коробках передач (КП) с двумя сцеплениями с несоосным расположением входного и выходного валов применяются, главным образом, зубчатые колеса с постоянным зацеплением. При одном входном вале общее количество валов достигает шести (см. патент ЕР 1593877 A1, от 7.11.2007 г.). На конце каждого вторичного вала находится ведущая шестерня главной передачи. В большинстве современных КП с несоосной схемой на всех передачах переднего хода силовой поток передается через одно зубчатое зацепление и поэтому осуществление передаточного числа, превышающего u=4 для первой передачи, возможно лишь при увеличении размеров конструкции. А получение передаточного числа меньшего u=0.6 для высшей передачи приводит к малым размерам и низкой прочности ведомой шестерни этой передачи. Таким образом, современные несоосные КП, из-за использования на всех передачах переднего хода передачи силового потока одним зубчатым зацеплением, достигли предела величин передаточных чисел «крайних» передач. При этом от величины передаточного числа первой передачи напрямую зависит величина максимальной силы тяги на ведущих колесах. Чем больше сила тяги, тем большее сопротивление движению способен преодолеть автомобиль, или выше его динамические показатели на первой передаче, или ниже скорость движения на первой передаче. В зависимости от целевого предназначения автомобиля трансмиссия должна обеспечивать требуемое тяговое усилие. Таким образом, для повышения эксплуатационных возможностей и характеристик современного автомобиля необходимо расширить диапазон передаточных чисел КП за счет увеличения передаточного числа первой передачи, но не в ущерб массово-габаритным показателям трансмиссии.
Наиболее подходящей в качестве прототипа является 6(7)-ступенчатая несоосная КП с двумя сцеплениями с увеличенным передаточным числом первой передачи Форд (см. патент US 7597020 B2 от 6.10.2009 г., фиг. 4).
КП состоит из корпуса с параллельно размещенными в нем двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них тремя шестернями четных, а на другом - двумя шестернями нечетных передач. На двух вторичных валах свободно установлены семь шестерен, три трехпозиционных и один двухпозиционный синхронизатор. На концах вторичных валов нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала. Ведомая шестерня передачи заднего хода зацеплена с ведомой шестерней второй передачи. Ступица муфты включения первой передачи через трубчатый вал связана жесткой связью с ведомой шестерней четвертой передачи, обеспечивая, тем самым, передачу крутящего момента на первой передаче тремя парами шестерен. Ведущая шестерня первой передачи одновременно является ведущей шестерней третьей передачи.
Недостатком КП является то, что переключение с шестой на седьмую передачу происходит с разрывом потока мощности, т.к. передача крутящего момента на этих передачах осуществляется одним и тем же сцеплением. Причем во время переключения меняют свои положения три из четырех синхронизаторов. А также на седьмой передаче крутящий момент передается тремя парами шестерен, что уменьшает КПД трансмиссии на седьмой передаче.
Целью изобретения является получение компактной 7-ступенчатой несоосной КП с двумя сцеплениями.
Указанная цель достигается тем, что на первом ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения второй-шестой и первой-седьмой передач, на втором ведомом валу располагаются шестерни и муфты переключения задней-четвертой и пятой-третьей передач, при этом ступица муфты переключения первой-седьмой передач через трубчатый вал связана жесткой связью с ведомой шестерней шестой передачи.
Также возможно, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи, а ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней седьмой передачи.
Также возможно, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи.
Также возможно, что ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней седьмой передачи.
Анализ патентов научно-технической литературы не выявил известности заявляемой совокупности существующих признаков.
На фиг. 1 показана кинематическая схема компактной 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма компактной 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями. На горизонталях приведены номера различных передач. На нижней шкале отложены логарифмы и величины передаточных чисел. Луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу. Чем положе луч, тем больше передаточное число. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу.
На фиг. 3 показана соответствующая изобретению кинематическая схема компактной 7-ступенчатой КП с альтернативным расположением шестерен нечетных передач.
В состав представленной на фиг. 1 кинематической схемы 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого, и установленные параллельно с ними два ведомых вала 4 и 5. Шестерни 6 и 7 жестко закреплены на входном валу 2. Шестерни 8 и 9 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 7 соответственно. Шестерни 10 и 11 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерни 12 и 13 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 10 и 11 соответственно. Шестерни 14 и 15 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 12 и 11 соответственно. С шестерней 13 жестко связан трубчатый вал 16. Шестерни 17 и 18 свободно установлены на трубчатом валу 16 и ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 7 соответственно. Ведущие шестерни главной передачи 19 и 20 жестко связаны с ведомыми валами 4 и 5 соответственно и находятся в постоянном зацеплении с ведомым колесом 21 главной передачи. Муфта А(22) расположена на ведомом валу 5 между шестернями 12-13. Муфта В(23) расположена на конце трубчатого вала 16 между шестернями 17 и 18. Муфты С(24) и D(25) расположены на ведомом валу 4 между шестернями 14-15 и 8-9 соответственно. Ведомый диск 26 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 2, а ведомый диск 27 правого сцепления (П) установлен на входном валу 3. Нажимное устройство, прижимающее ведущие и ведомые диски при включении сцеплений, не показано.
Работа 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом.
1 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфту А переключаем в левое положение, а муфту В переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-18, муфту В, трубчатый вал 16, пару шестерен 13-11, вал 3, пару шестерен 10-12 и муфту А передается на ведомый вал 5, жестко связанную с ним ведущую шестерню 20 и зацепленное с ней зубчатое колесо 21 главной передачи. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-I, I-6 и 6-1.
2 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта А в левом положении, выключаем муфту В, муфту D переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 10-12 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 2.
3 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в правом положении, выключаем муфту А, муфту С переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-9 и муфту D передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 3.
4 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта С в правом положении, муфту D переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 11-15 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 4.
5 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в левом положении, выключаем муфту С, муфту А переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-8 и муфту D передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 5.
6 передача
Включаем правое сцепление (П), муфта А в правом положении, выключаем муфту D, муфту В переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 11-13 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 6.
7 передача
Включаем левое сцепление (Л), муфта А в правом положении, муфта В в левом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-17, муфту В, трубчатый вал 16 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 20. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 7.
Задний ход 1
Включаем левое сцепление (Л), муфту В переключаем в правое положение, муфту С в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-18, муфту В, трубчатый вал 16, пару шестерен 13-11, вал 3, сцепленные шестерни 10-12-14 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи. На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами, соединяющим точки 0-I, I-6 и 6-ЗХ 1.
Задний ход 2
Включаем правое сцепление (П), муфта С левом положении, муфту В переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через сцепленные шестерни 10-12-14 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи. На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-ЗХ2.
Задний ход 3
Включаем левое сцепление (Л), муфты С и В в левом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-17, муфту В, трубчатый вал 16, пару шестерен 13-11, вал 3, сцепленные шестерни 10-12-14 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 19. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи. На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами, соединяющим точки 0-7, 7-6 и 6-ЗХ 3.
Техническим результатом использования КП, предлагаемой данным изобретением, является повышение эксплуатационных возможностей и характеристик автомобиля, за счет увеличения числа передач до 7 и расширения диапазона передаточных чисел.
Источники информации
1. Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» “За рулем”», 2005. - 166 с.: ил.
2. Патент US 7597020 B2 от 6.10.2009 г.
3. Патент ЕР 1593877 A1 от 7.11.2007 г.
4. Патент RU 2481510.
5. Патент RU 2312031.
6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гриппсевича. - Мн.: Высш. шк., 1985. - 240 с.
1. Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями, содержащая узел двойного сцепления, корпус с параллельно размещенными в нем двумя ведомыми валами, двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них шестернями четных, а на другом - трубчатом валу - шестернями нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью муфт переключения с ведомыми валами, на концах которых нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала, причем на первом ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения второй и шестой передач, на втором ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения задней и четвертой передач, причем ведомая шестерня передачи заднего хода зацеплена с ведомой шестерней второй передачи, при этом ведущая шестерня первой передачи одновременно является ведущей шестерней третьей передачи, отличающаяся тем, что на первом ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения второй-шестой и первой-седьмой передач, на втором ведомом валу располагаются шестерни и муфты переключения задней-четвертой и пятой-третьей передач, при этом ступица муфты переключения первой-седьмой передач через трубчатый вал связана жесткой связью с ведомой шестерней шестой передачи.
2. Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями по п.1, отличающаяся тем, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи, а ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней седьмой передачи.
3. Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями по п.1, отличающаяся тем, что ведущая шестерня четвертой передачи одновременно является ведущей шестерней шестой передачи.
4. Компактная семиступенчатая коробка передач с двумя сцеплениями по п.1, отличающаяся тем, что ведущая шестерня пятой передачи одновременно является ведущей шестерней седьмой передачи.
www.findpatent.ru
СЕМИСТУПЕНЧАТАЯ КОРОБКА ПЕРЕДАЧ С ДВУМЯ СЦЕПЛЕНИЯМИ
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматизированным трансмиссиям.
Известна коробка передач с двумя многодисковыми сцеплениями, содержащая два соосных ведущих вала, расположенных один внутри другого, с установленными на них шестернями четных и нечетных передач, входящих в зацепление с шестернями постоянного зацепления соответствующих передач, имеющих возможность жесткого соединения с помощью синхронизаторов с ведомыми валами (Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» «За рулем»», 2005. - 166 с.: ил.).
В современных автомобильных коробках передач (КП) с двумя сцеплениями с несоосным расположением входного и выходного валов применяются, главным образом, зубчатые колеса с постоянным зацеплением. При одном входном вале общее количество валов достигает шести (см. патент ЕР 1593877 A1 от 7.11.2007 г.). На конце каждого вторичного вала находится ведущая шестерня главной передачи. В большинстве современных КП с несоосной схемой на всех передачах переднего хода силовой поток передается через одно зубчатое зацепление и поэтому осуществление передаточного числа, превышающего u=4 для первой передачи, возможно лишь при увеличении размеров конструкции. А получение передаточного числа, меньшего u=0.6 для высшей передачи, приводит к малым размерам и низкой прочности ведомой шестерни этой передачи. Таким образом, современные несоосные КП, из-за использования на всех передачах переднего хода передачи силового потока одним зубчатым зацеплением, достигли предела величин передаточных чисел «крайних» передач. При этом, от величины передаточного числа первой передачи напрямую зависит величина максимальной силы тяги на ведущих колесах. Чем больше сила тяги, тем большее сопротивление движению способен преодолеть автомобиль, или выше его динамические показатели на первой передаче, или ниже скорость движения на первой передаче. В зависимости от целевого предназначения автомобиля трансмиссия должна обеспечивать требуемое тяговое усилие. Таким образом, для повышения эксплуатационных возможностей и характеристик современного автомобиля необходимо расширить диапазон передаточных чисел КП за счет увеличения передаточного числа первой передачи, но не в ущерб массово-габаритным показателям трансмиссии.
Наиболее подходящей в качестве прототипа является 6(7)-ступенчатая несоосная КП с двумя сцеплениями с увеличенным передаточным числом первой передачи Форд (см. патент US 7597020 В2 от 6.10.2009 г., фиг. 4).
КП состоит из корпуса с параллельно размещенными в нем двумя соосными входными валами, расположенными один внутри другого, с жестко установленными на одном из них тремя шестернями четных, а на другом - двумя шестернями нечетных передач. На двух вторичных валах свободно установлены семь шестерен, три трехпозиционных и один двухпозиционный синхронизатор. На концах вторичных валов нарезаны ведущие шестерни главной передачи, зацепленные с ведомым колесом, закрепленным на корпусе дифференциала. Ведомая шестерня передачи заднего хода зацеплена с ведомой шестерней второй передачи. Ступица муфты включения первой передач, через трубчатый вал, связана жесткой связью с ведомой шестерней четвертой передачи, обеспечивая, тем самым, передачу крутящего момента на первой передаче тремя парами шестерен. Ведущая шестерня первой передачи, одновременно, является ведущей шестерней третьей передачи.
Недостатками КП является то, что переключение с шестой на седьмую передачу происходит с разрывом потока мощности, т.к. передача крутящего момента на этих передачах осуществляется одним и тем же сцеплением. Причем во время переключения меняют свои положения три из четырех синхронизаторов. А также на седьмой передаче крутящий момент передается тремя парами шестерен, что уменьшает КПД трансмиссии на этой передаче.
Целью изобретения является получение 7-ступенчатой несоосной КП с двумя сцеплениями.
Указанная цель достигается тем, что на первом ведомом валу располагаются шестерни и муфта переключения второй-шестой и первой-седьмой передач, на втором ведомом валу располагаются шестерни и муфты переключения задней-четвертой и пятой-третьей передач, при этом ступица муфты переключения первой-седьмой передач, через трубчатый вал, связана жесткой связью с ведомой шестерней шестой передачи.
Также, возможно, что ведущая шестерня пятой передачи, одновременно, является ведущей шестерней седьмой передачи, а ведущая шестерня четвертой передачи, одновременно, является ведущей шестерней шестой передачи.
Также, возможно, что ведущая шестерня пятой передачи, одновременно, является ведущей шестерней седьмой передачи.
Также, возможно, что ведущая шестерня четвертой передачи, одновременно, является ведущей шестерней шестой передачи.
Анализ патентов, научно-технической литературы не выявил известности заявляемой совокупности существующих признаков.
На фиг. 1 показана кинематическая схема 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями.
На фиг. 2 представлена лучевая диаграмма 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями. На горизонталях приведены номера различных передач. На нижней шкале отложены логарифмы и величины передаточных чисел. Луч, направленный направо, указывает на замедляющую передачу. Чем положе луч, тем больше передаточное число. Луч, направленный налево, указывает на ускоряющую передачу.
В состав представленной на фиг. 1 кинематической схемы 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями входят установленные в опорах корпуса 1 два соосных входных вала 2 и 3, расположенные один внутри другого и установленные параллельно с ними два ведомых вала 4 и 5. Шестерни 6, 7, 8, 9 жестко закреплены на входном валу 2. Шестерни 10 и 11 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 6 и 8, соответственно. Шестерни 12 и 13 жестко закреплены на входном валу 3. Шестерни 14 и 15 свободно установлены на ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 12 и 13, соответственно. Шестерни 16 и 17 свободно установлены на ведомом валу 4 и попарно зацеплены с шестернями 14 и 13, соответственно. С шестерней 15 жестко связан трубчатый вал 18. Шестерни 19 и 20 свободно установлены на трубчатом валу 18 и ведомом валу 5 и попарно зацеплены с шестернями 7 и 9, соответственно. Ведущие шестерни главной передачи 21 и 22 жестко связаны с ведомыми валами 4 и 5, соответственно, и находятся в постоянном зацеплении с ведомым колесом 23 главной передачи. Муфта А (24) расположена на ведомом валу 5 между шестернями 14-15. Муфта В (25) расположена на конце трубчатого вала 18 между шестернями 19-20. Муфты С (26) и D (27) расположены на ведомом валу 4 между шестернями 16-17 и 10-11, соответственно.
Ведомый диск 28 левого сцепления (Л) установлен на входном валу 2, а ведомый диск 29 правого сцепления (П) установлен на входном валу 3. Нажимное устройство, прижимающее ведущие и ведомые диски при включении сцеплений, не показано.
Работа 7-ступенчатой КП с двумя сцеплениями, представленной на фиг. 1, осуществляется следующим образом.
1 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфты А и В переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-19, муфту В, трубчатый вал 18, пару шестерен 15-13, вал 3, пару шестерен 12-14 и муфту А передается на ведомый вал 5, жестко связанную с ним ведущую шестерню 22 и зацепленное с ней зубчатое колесо 23 главной передачи. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-I, I-6 и 6-1.
2 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта А в левом положении, выключаем муфту В, муфту D переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 12-14 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 22. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 2.
3 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в правом положении, выключаем муфту А, муфту С переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 8-11 и муфту D передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 3.
4 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта С в правом положении, муфту D переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 13-17 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 4.
5 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфта D в левом положении, выключаем муфту С, муфту А переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 6-10 и муфту D передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 5.
6 передача.
Включаем правое сцепление (П), муфта А в правом положении, выключаем муфту D, муфту В переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через пару сцепленных шестерен 13-15 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 22. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 6.
7 передача.
Включаем левое сцепление (Л), муфты А и В в правом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 9-20, муфту В, трубчатый вал 18 и муфту А передается на ведомый вал 5 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 22. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена лучом, соединяющим точки 0 и 7.
Задний ход 1.
Включаем левое сцепление (Л), муфты В и С переключаем в левое положение. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 7-19, муфту В, трубчатый вал 18, пару шестерен 15-13, вал 3, сцепленные шестерни 12-14-16 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами, соединяющим точки 0-I, I-6 и 6-ЗХ 1.
Задний ход 2.
Включаем правое сцепление (П), муфта С в левом положении, муфту В переключаем в правое положение. Крутящий момент с входного вала 3 через сцепленные шестерни 12-14-16 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами 0-ЗХ 2.
Задний ход 3.
Включаем левое сцепление (Л), муфта С левом положении, муфта В в правом положении. Крутящий момент с входного вала 2 через пару сцепленных шестерен 9-20, муфту В, трубчатый вал 18, пару шестерен 15-13, вал 3, сцепленные шестерни 12-14-16 и муфту С передается на ведомый вал 4 и жестко связанную с ним ведущую шестерню главной передачи 21. Далее по общеизвестному уровню техники работы главной передачи.
На лучевой диаграмме (см. фиг. 2) эта передача отражена последовательно соединенными лучами, соединяющим точки 0-7, 7-6 и 6-ЗХ 3.
Техническим результатом использования КП, предлагаемой данным изобретением, является повышение эксплуатационных возможностей и характеристик автомобиля за счет увеличения числа передач до 7 и расширения диапазона передаточных чисел.
Источники информации
1. Иванов А.Н., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. и другие. Основы конструкции автомобиля. - М.: ООО «Книжное издательство» «За рулем»», 2005. - 166 с.: ил.
2. Патент US 7597020 В2 от 6.10.2009 г.
3. Патент ЕР 1593877 A1 от 7.11.2007 г.
4. Патент RU 2481510.
5. Патент RU 2312031.
6. Автомобили: Конструкция, конструирование и расчет. Трансмиссия. Под ред. А.И. Гришкевича. - Мн.: Выш. шк., 1985. - 240 с.
edrid.ru
Принцип работы секвентальной коробки передач
В переводе с английского языка секвентальная переводится как последовательность. Стало быть, секвентальная коробка передач означает только последовательное переключение скоростей. Этот принцип работы заключается в воздействии на управление ногой (примером может служить мотоцикл), для быстрого переключения — спортивный автомобиль; в случае большого количества передач, выбор которых с помощью переключения рычага не очень удобен – это трактор, грузовые автомобили. Чаще всего происходит переключение за счет смещения органа управления от нейтрального положения. В то время как принцип работы классической КПП заключается в самостоятельном выборе передачи.
Секвентальная коробка передач
Развитие секвентальной коробки
Каких только коробок трансмиссии не было создано за всю историю автомобилестроения. Вот и создание секвентальной трансмиссии не прошло мимо. Чаще всего мы слышим, механическая коробка передач или автоматическая, но стоит понять, что этим дело не ограничивается, так как существует еще много вариантов для переключения скоростей.
Между этими КПП есть разница, которую стоит понять. Взять, к примеру, обычную машину с механической коробкой. В этом случае водитель самостоятельно делает выбор передачи скорости. То есть, разогнавшись, у него есть возможность переключиться с третьей скорости на пятую или же, наоборот – при торможении, перейти с пятой на третью. Этот механизм еще можно назвать поисковым, так как включение передачи скоростей полностью зависит от водителя. Еще раз хочется отметить, что передача может быть любой, самое главное, чтобы было соответствие режиму движения и нагрузкам на автомобиль.
Но то, что касается обладателей секвентальной коробки передач – они такой возможности свободного переключения лишены. Это действие может осуществляться только на одно значение либо вверх, либо вниз. То есть, переключение будет выглядеть следующим образом: два-три-четыре или семь-шесть-пять, что характерно для мотоциклов BMW и для мотоциклов М1-М. Другого переключения на такой коробке добиться невозможно.
Спортивный тип М
Сравнительно недавно была разработана семиступенчатая секвентальная коробка передач. Это первая модель 7-ступенчатой КПП SMG в мировом автомобилестроении. За счет своего сверхмалого времени для переключения скоростей в сочетании с мощностью силового агрегата она позволяет своему владельцу делать собственный выбор спортивного или комфортного стиля езды.
Исторические сведения
Такая коробка уже сумела стать традиционной для автомобилей BMW. Уже в 1996 году SMG 1 начала устанавливаться на модели Е36 М3. В 2001 году оснащение моделей Е46 М3 осуществлялось SMG 2. А уже в 2005 на модели Е60 М5 прошла установка коробки передач SMG 3. Что стало отличать эту коробку передач от предыдущих моделей, так это заметное сокращение временной затраты на переключение передачи.
Семиступенчатая секвентальная коробка передач для BMW
Эта модель трансмиссии третьего поколения оборудована индивидуальными тягами привода переключения, что позволило добиться ощутимого ослабления тяги в момент переключения. Как это могло получиться?
Как происходит процесс переключения
Сравнивая обычную коробку передач с секвентальной SMG 3, обращаешь внимание, что в обычной КПП в момент переключения тяга привода переключения передач подтягивается, после чего поворачивается и нажимается. В сравниваемом устройстве все происходит по-другому. Здесь получается так, что одна тяга в момент переключения подтягивается, а другая – нажимается. То есть, в момент подтягивания тяги переключения первой передачи тяга второй передачи нажимается. Это дало возможность значительно сократить временной интервал переключения в сравнении с обычной коробкой передач.
Работа секвентальной коробки передач
Итак, знакомая всем механическая коробка передач эволюционировала и позволила прийти к новому типу трансмиссии, которые должны упрощать управление водителем автомобилем. И таким важным изобретением стала автоматическая коробка передач, которая модернизировалась и совершенствовалась. И сегодня, она дает возможность водителю, вообще не задумываться о том какую и когда переключать скорость. Но и механическое оборудование никто не отбросил в сторону. Она также продолжала развиваться и вот результатом этих изысканий стала секвентальная коробка передач. Результатом такой трансмиссии стало включение скорости в строгой последовательности.
Принцип работы
Этот тип КПП разрабатывался на базе механики. Основное отличие этой трансмиссии заключается в том, что вместо косозубых здесь установлены шестерни с прямыми зубами, а также отсутствует педаль сцепления (эту роль на себя принял электронный блок управления). Переключение передач в коробке осуществляется с помощью гидравлического механизма, что и приводит к значительному сокращению переключения скоростей.
Гоночный болид с секвентальной коробкой передач
Особое распространение установка коробки передач с секвентальным механизмом нашла в гоночных болидах. Поняв, что такая секвентальная коробка передач будет особенно удобна водителям-гонщикам, значит, необходимо было выполнить такую установку на гоночные автокары. Это объясняется тем, что высокая скорость способствует сильной вибрации авто и в этом случае водителю сложно попасть в требуемую передачу, в то время как секвентальная КПП в состоянии справиться с такой задачей.
Достоинства и недостатки
Такая секвентальная трансмиссия имеет свои характерные особенности. Достоинствами этого агрегата можно выделить отсутствие педали сцепления, что особенно удобно для начинающих водителей. Следующее положительное качество, характеризующее эту модель устройства – скорость переключения скоростей, которая превышает классические автоматические и механические трансмиссии. Другое достоинство – экономичность, которая происходит за счет сокращенного переключения скоростей. Также предлагается возможность выбора режима – механика или автомат.
Недостатком этого устройства можно назвать его конструкцию. То есть, этот механизм не является устойчивым к износу и при большой нагрузке быстро выходит из строя. В качестве примера можно привести гоночные автокары. После каждого заезда, секвентальная коробка передач чаще всего подвергается обязательной переборке. В принципе если не соблюдать эксплуатационные правила, то и на серийных авто секветнальная КПП может выйти из строя, а это значит, повлечет за собой дорогостоящий ремонт.
Похожие статьи:
autodont.ru
Добавить сайт в избранное
.jpg)
