Безступінчаста коробка передач

Реферат: Безступінчаста коробка передач містить первинний, проміжний та вторинний вали, синхронізатор, зубчасту передачу, гідронасос, розподілювач рідини, електроклапан, автоматичну систему керування, ланцюг та механізм його натягування. Також містить два кулачкові патрони замкового типу, поєднані з приводними гідродвигунами зміни розташування кулачків по діаметру. Рух заднім ходом забезпечується зубчастою передачею та вмикається за допомогою синхронізатора. При цьому первинний та проміжний вали з’єднуються за допомогою синхронізатора. Крутний момент з проміжного вала передається на вторинний вал ланцюгом. Співвідношення діаметрів ведучого та веденого кулачкових патронів замкового типу регулюється автоматично системою керування в залежності від частоти обертання колінчастого UA 103069 U (12) UA 103069 U вала двигуна та положення педалі подачі палива. Досягається збільшення величини крутного моменту, що передається, покращення експлуатаційних властивостей, розгінних характеристик автомобіля та керування, зменшення розмірів і маси коробки та спрощення конструкції. UA 103069 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до безступінчастих коробок передач трансмісії автомобіля. На цей час відомі Заявка № а201300510 від 15.01.2013 р. (опублікована 25.07.2014 р. - Д1 (Безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та електричним приводом) та Заявка № а201300170 від 15.01.2013 р. - Д2 (Безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу). Заявлена корисна модель відрізняється від Д1 тим, що містить шестерінчастий гідродвигун з шестірнею повороту диска, що пов'язана з шестірнею відповідного диска кулачкового патрона замкового типу, а у Д1 електричний привод, а від Д2 відрізняється тим, що містить зубчасту передачу заднього ходу з синхронізатором, а у Д2 використовується планетарна передача з фрикційними механізмами блокування водила та корончатої шестірні. Новим у корисній моделі є застосування кулачкових патронів замкового типу 4,12 фіг. 1 з гідронасосом та гідродвигунами 8,13 зміни місця розташування кулачків 9 по діаметру для ланцюгової передачі 10 крутного моменту, що дає можливість здійснювати безступінчасту передачу крутного моменту, покращити експлуатаційні властивості, комфорт керування автомобілем, підвищити коефіцієнт корисної дії, зменшити габарити та масу коробки передач. В конструкціях більшості сучасних безступінчастих коробок передач зміна величини та напряму передачі крутного моменту здійснюється за допомогою механічних фрикційних ремінних або ланцюгових елементів. Гідромеханічні передачі крутного моменту використовуються, але вони мають значно нижчий коефіцієнт корисної дії, складну конструкцію та не завжди забезпечують високі розгінні характеристики автомобіля. Гідрооб'ємні та електричні безступінчасті передачі використовують на транспортних засобах спеціального призначення. Фрикційні ремінні передачі мають невеликий ресурс роботи та теж низькі розгінні характеристики автомобіля. Використання фрикційної ланцюгової передачі з торцевим контактом ланцюга до дисків вимагає застосування матеріалу дисків та ланцюгів високої якості і збільшує витрати енергії на привод масляного насоса для стискання дисків. Застосування кулачкових патронів 4,12 замкового типу з гідродвигунами 8,13 (механічним, пневматичним або електричним приводом) зміни місця розташування кулачків по діаметру для ланцюгової передачі крутного моменту, збільшує площу контакту ланцюга з кулачками (у порівнянні з іншими дисковими фрикційними передачами) під час безступінчастої передачі крутного моменту та дає можливість передавати великі крутні моменти, покращує розгінні характеристики, комфорт керування автомобілем, зменшує габарити та масу коробки передач. Суть корисної моделі: пропонується безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами 4,12 замкового типу, синхронізаторами та гідроприводом, яка характеризується тим, що включає зубчасту передачу заднього ходу з синхронізаторами, гідронасос, два кулачкові патрони з приводними гідродвигунами 8,13 зміни місця розташування кулачків 9 по діаметру, ланцюгову 10 передачу крутного моменту, первинний 20, проміжний 11 та вторинний 7 вали і автоматичну систему керування, механізм натягування ланцюга (ролик з планкою, притиснутий до ланцюга, та пружину, яка одним кінцем з'єднана з планкою та роликом, а іншим кінцем з корпусом коробки передач). Замковий механізм, за рахунок входження виступів одних кулачків у впадини інших кулачків, забезпечує максимальну площу контакту ланцюга з кулачками, при різних положеннях кулачків. Наведені нижче з першого по десяте Джерела інформації: не містять інформації про безступінчасті коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та гідравлічним приводом, а одинадцяте та дванадцяте Джерела інформації: містять. Задача корисної моделі - збільшення величини крутного моменту, що передається, покращення експлуатаційних властивостей, розгінних характеристик автомобіля та керування, зменшення розмірів і маси коробок передач та спрощення конструкції. Перелік фігур креслення: 1. Загальний вигляд у повздовжньому перерізу безступінчастої коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та гідравлічним приводом, головною передачею та диференціалом наведено на фіг. 1. На фіг. 1. у статичному стані показано безступінчасту коробку передач з кулачковими патронами замкового типу 4, 12, синхронізатором та гідравлічним приводом (шестерінчастий гідронасос з електроклапанами золотникового пристрою, гідродвигуни, трубопроводи). Первинний вал 20 з шестірнею заднього ходу 19 встановлений на двох підшипниках, один з яких встановлено в картері коробки передач 5 і другий у проміжному валу 11. Шестірня 19 встановлена на валу 20 на голчастих підшипниках. Пересування зубчастої муфти 17 по шліцах первинного вала 20 в сторону зчеплення забезпечує поєднання муфти 17 з шестірнею 1 UA 103069 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 первинного вала 19 та передачу крутного моменту до проміжної шестірні заднього ходу 15, шестірні заднього ходу вторинного вала 14 і рух автомобіля заднім ходом. Пересування зубчастої муфти 17 в зворотну сторону від зчеплення забезпечує поєднання муфти 17 з проміжним валом 11 та рух автомобіля вперед. Крутний момент при цьому передається до патрона 12 з кулачками 9 замкового типу. Ланцюгова передача 10 забезпечує передачу крутного моменту з кулачкового патрона 12, встановленого на проміжному валу 11, до кулачкового патрона 4, встановленого на вторинному валу 7, та на ведучу шестірню головної передачі 3. Кожен патрон складається з корпуса, восьми замкових кулачків 9, на які натягується ланцюгова передача 10 (що забезпечує зв'язок між патронами), рухомого диска 22, де з однієї сторони розташована зубчата передача, а на другій стороні - спіраль Архімеда 23, гідродвигуна (закріпленого до корпуса патрона) з шестірнею 24 повороту рухомого диска 22. Проміжний вал 11 одним кінцем опирається на підшипник, що встановлений у картері 5 коробки передач, а другий опирається на підшипник, який встановлено на первинний вал 20. Значення позначень фіг. 1: 1 - диференціал; 2 - ведена шестірня головної передачі; 3 ведуча шестірня головної передачі; 4 - ведений кулачковий патрон; 5 - картер коробки передач; 6 - задня кришка картера; 7 - вторинний вал коробки передач; 8 - гідродвигун зміни місця розташування кулачків по діаметру веденого патрона; 9 - замкові кулачки кріплення ланцюга; 10 - ланцюгова передача; 11 - проміжний вал; 12 - ведучий кулачковий патрон; 13 - гідродвигун зміни місця розташування кулачків по діаметру ведучого патрона; 14 - шестірня заднього ходу вторинного вала; 15 - проміжна шестірня заднього ходу; 16 - кільце синхронізації руху уперед; 17 - зубчаста муфта; 18 - кільце синхронізації руху назад; 19 - шестірня заднього ходу первинного вала; 20 - первинний вал; 21 - картер зчеплення; 2. Загальний вигляд кулачкового патрона замкового типу наведено на фіг. 2. На фіг. 2 замкові кулачки ведучого патрона знаходяться на мінімальній відстані від осі обертання патрона і діаметр кулачкового барабана мінімальний, що забезпечує передачу максимального крутного моменту. У перерізі показано рухомий диск 22 зі спіраллю Архімеда 23 та зубчастою передачею повороту рухомого диска навколо своєї осі. В цей час замкові кулачки 9 веденого патрона 4 знаходяться на максимальній відстані від осі обертання веденого патрона (наведено на фіг. 1). Значення позначень фіг. 2: 4 - ведений кулачковий патрон; 9 - кулачки замкового типу; 22 - рухомий диск зі спіраллю Архімеда 23; 8 - гідродвигун; 3. Загальний вигляд рухомого диска зі спіраллю Архімеда та замковими кулачками наведено на фіг. 3. Під час повороту диска 22 в ту чи іншу сторону відносно корпуса патрона 4,12 за допомогою гідродвигуна та шестерінчастої передачі, кулачки 9 по спіралі 23 пересуваються до осі, або від осі патрона 4,12 і змінюють діаметр барабана для ланцюга, що створюється замковими кулачками 9. Значення позначень фіг. 3: 9 - замкові кулачки; 22 - рухомий диск; 23 - спіраль Архімеда; 4. Загальний вигляд другої сторони рухомого диска 22 з шестернями приводу та гідродвигуном 8 наведений на фіг. 4. Значення позначень фіг. 4: 22 - рухомий диск; 8 - гідродвигун; 24 - шестірня повороту рухомого диска 22; 25 - шестірня гідродвигуна; 26 - коронна шестірня рухомого диска. Принцип дії Перед початком руху автомобіля вперед, з'єднується (шляхом пересування зубчастої муфти 17 в сторону, зворотну від зчеплення) первинний 20 і проміжний 11 вали і максимальний крутний момент через первинний вал 20 і проміжний вал 11 передається до кулачкового патрону 12 та через ланцюгову передачу до кулачкового патрону 4 і до вторинного валу з шестірнею головної передачі. Через ведену шестірню 2 головної передачі, диференціал 1, приводні вали крутний момент передається до ведучих коліс. При необхідності руху з більшою швидкістю, водій натискає на педаль подачі палива і при досягненні обертів колінчастого вала двигуна більше 1000 об/хв. замикаються контакти № 1 вмикача струму, що встановлені на педалі подачі палива і струм надходить до електроклапанів золотникового пристрою гідронасоса, що розташований на корпусі коробки передач, і робоча рідина під тиском по каналу № 1 подається до гідродвигунів 8 та 13, а по каналу № 2 відводиться від двигунів, що є у патронах 4,12. При цьому гідродвигун 13 ведучого патрона 12 відсуває по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 від осі патрона 12, а гідродвигун 8 веденого патрона 4 одночасно приближує по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 патрона 4 до осі патрона 4. Все це 2 UA 103069 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 приводить до збільшення кутової швидкості обертання патрона 4, вторинного вала та збільшує швидкість руху автомобіля. Під час руху з постійною швидкістю контакти вмикача струму на педалі подачі палива розімкнуті і струм до електроклапанів золотникового пристрою гідронасоса не надходить, клапани вимкнені і гідродвигуни не працюють, кулачки 9 не рухаються. Під час зменшення швидкості руху, педаль подачі палива відпускається і замикаються контакти вмикача струму, що встановлені на педалі подачі палива і струм надходить у зворотному напряму до електроклапанів золотникового пристрою гідронасоса, до електроклапанів золотникового пристрою гідронасоса, що розташований на корпусі коробки передач, і робоча рідина під тиском подається до гідродвигунів 8 та 13 і відводиться від гідродвигунів, що є у патронах 4,12. При цьому гідродвигун 13 ведучого патрона 12 приближує по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 до осі патрона 12, а гідродвигун 8 веденого патрона 4 одночасно відсуває по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 патрона 4 від осі патрона 4. Все це приводить до зменшення кутової швидкості обертання патрона 4, вторинного вала та зменшення швидкості руху автомобіля. Припинення передавання крутного моменту може здійснюватись шляхом виключення зчеплення або встановленням важеля перемикання передач в нейтральне положення. Можливість здійснення корисної моделі: За конструкцією безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами і гідроприводом нескладна і з невеликою масою. Кулачки замкового типу прості за конструкцією і можуть просто виливатися на ливарних виробництвах, патрони теж. Ланцюги досить широко поширені у конструкції автомобілів і їх можна використовувати. Шестерні, гідравлічні насоси та двигуни теж уже давно виготовляються і їх теж можна використовувати. Коробка передач має всі можливості з малими затратами використовуватись у трансмісіях автомобілів та інших транспортних засобів. Джерела інформації: 1. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно. Автомобілі. Навчальний посібник, 1992 р. 2. В.І. Сирота, В.П. Сахно. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. Навчальний посібник, 2007 р. 3. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник. В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин. Машиностроение, 1989. - 304 с. 4. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н. Вишняков и другие. 5. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай С.М - К.: В-во "КВІЦ", 2004. - 174 с. 6. Гібридні автомобілі. Монографія. О.В. Баженов та інші. - ХНАДУ, 2008. - 327 с. 7. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І. Сирота. - В-во Арістей, 2006. 280 с. 8. Основи конструкции автомобиля. Учебное пособие для ВУЗов. Иванов A.M., Солнцев А.И., Гаевский В.В. и др. - изд. "За рульом", 2005. - 336 с. 9. Устройство автомобіля. Учебник. Михайловский У.В., Серебряков К.Б., Тур У.Я. - М.: Машиностроение, 1987. - 352 с. 10. Програми самонавчання з вивчення конструкції та принципу дії елементів конструкції автомобіля. Примітка: Всі вище наведені Джерела інформації: не містять інформації про безступінчасті коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, синхронізаторами та гідравлічним приводом. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Безступінчаста коробка передач, яка містить первинний, проміжний та вторинний вали, синхронізатор, зубчасту передачу, один гідронасос, розподілювач рідини, електроклапан, автоматичну систему керування, ланцюг та механізм його натягування, яка відрізняється тим, що містить два кулачкові патрони замкового типу, поєднані з привідними гідродвигунами зміни розташування кулачків по діаметру, а рух заднім ходом забезпечується зубчастою передачею та вмикається за допомогою синхронізатора, причому первинний та проміжний вали з'єднуються за допомогою синхронізатора, крутний момент з проміжного вала передається на вторинний вал ланцюгом, а співвідношення діаметрів ведучого та веденого кулачкових патронів замкового типу регулюється автоматично системою керування в залежності від частоти обертання колінчастого вала двигуна та положення педалі подачі палива. 3 UA 103069 U 4 UA 103069 U 5 UA 103069 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6