Безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу

Реферат: Винахід належить до безступінчастих коробок переміни передач трансмісії автомобіля. Новим у винаході є застосування двох кулачкових патронів замкового типу з гідронасосом та гідродвигунами зміни розташування кулачків по діаметру для ланцюгової передачі крутного моменту, що дає можливість здійснювати безступінчасту передачу крутного моменту, покращити комфорт керування автомобілем, підвищити коефіцієнт корисної дії та зменшити габарити та масу коробки передач, збільшити площу контакту ланцюга з дисками у порівнянні з варіаторною передачею крутного моменту, де ланцюг контактує з дисками тільки по торцях. UA 103736 C2 (12) UA 103736 C2 UA 103736 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до безступінчастих коробок передач трансмісії автомобіля. Новим у винаході 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 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, покращує розгінні характеристики, комфорт керування автомобілем, зменшує габарити та масу коробки передач. Суть винаходу: Пропонується безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами 4, 12 замкового типу, планетарною передачею та гідроприводом, яка характеризується тим, що включає планетарну передачу, гідронасос, два кулачкові патрони з привідними гідродвигунами 8, 13 (можливий механічний, пневматичний або електричний привод) 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. Замковий механізм, за рахунок входження виступів одних кулачків у впадини інших кулачків, забезпечує максимальну площу контакту ланцюга з кулачками, при різних положеннях кулачків. Аналоги винаходу безступінчастої коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, планетарною передачею крутного моменту та гідроприводом нам не відомі. Наведені нижче десять джерел інформації не містять інформації про безступінчасті коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, планетарною передачею та гідравлічним приводом. Задача винаходу - підвищення комфорту керування автомобілем, покращення розгінних характеристик автомобіля, зменшення розмірів і маси коробок передач та спрощення конструкції. Перелік фігур креслення: 1. Загальний вигляд у повздовжньому розтину безступінчастої коробки передач з кулачковими патронами замкового типу, планетарною передачею 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, планетарною передачею та гідравлічним приводом. Первинний вал 20 з сонячною шестірнею 15 встановлений на двох підшипниках, один з яких встановлено в картері коробки передач 5 і другий у маховику. Планетарна передача (сонячна 15 та корончата 18 шестерні, сателіти 17 з водилом 14) при блокуванні фрикційними дисками 19 водила 14 з корпусом коробки передач 5, забезпечує рух автомобіля заднім ходом. Фрикційні диски 16 блокування водила 14 з корончатою шестірнею 18 забезпечують обертання сонячної 15, корончатої 18 шестерень та водила 14 як одно ціле і 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 ланцюг 10, 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 у сонячну шестірню 15. Значення позначень фіг. 1: 1 - диференціал; 2 - ведена шестірня головної передачі; 3 ведуча шестірня головної передачі; 4 - ведений кулачковий патрон; 5 - картер коробки передач; 1 UA 103736 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 - ланцюг; 11 - проміжний вал; 12 - ведучий кулачковий патрон; 13 - гідродвигун зміни місця розташування кулачків по діаметру ведучого патрона; 14 - корпус водила; 15 - сонячна шестірня; 16 - фрикційні диски блокування водила та корончатої шестірні; 17-сателіт; 18 корончата шестірня; 19 - фрикційні диски блокування водила з корпусом коробки передач; 20 первинний вал; 21 - картер зчеплення; 2. 3агальний 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 розрізі 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 приводу рухомого диска 22; 25 - шестірня гідродвигуна; 26 - корончата шестірня рухомого диска. Принцип дії Перед початком руху автомобіля вперед, включається фрикціон 16 блокування водила 14 та корончатої шестірні 18 і максимальний крутний момент через первинний вал 20 і планетарну передачу передається до кулачкового патрона 12 та через ланцюгову передачу до кулачкового патрона 4 і до вторинного вала з шестірнею головної передачі. Через ведену шестірню 2 головної передачі, диференціал 1, привідні 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 наближає по спіралі Архімеда 23 кулачки 9 патрона 4 до осі патрона 4. Все це 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 № 2 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 уже по каналу № 2 подається до гідродвигунів 8 та 13, а по каналу № 1 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 розблокуванням фрикціонів, що блокують корончату шестірню та водило. 60 2 UA 103736 C2 5 10 15 20 Джерела інформації: 1. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно, 1992. 2. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. Навчальний посібник. В.I. Сирота, В.П. Сахно. 2007. 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 "КВЩ", 2004.-174с. 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 - 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, планетарною передачею та гідравлічним приводом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 Безступінчаста коробка передач з кулачковими патронами замкового типу, яка містить планетарну передачу з фрикційними механізмами блокування водила та корончатої шестірні, гідронасос, два замкові кулачкові патрони з привідними гідродвигунами зміни розташування кулачків по діаметру, ланцюгову передачу крутного моменту, первинний, проміжний та вторинний вали, автоматичну систему керування та механізм натягування ланцюга. 3 UA 103736 C2 4 UA 103736 C2 5 UA 103736 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6