RU142242U1

RU142242U1 - AUTOMATED GEARBOX

Info

Publication number: RU142242U1
Application number: RU2013157552/11U
Authority: RU
Inventors: Евгений Иванович Румянцев
Original assignee: Евгений Иванович Румянцев
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-06-20

Abstract

1. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП), имеющая два сцепления с приводами на два концентрично расположенных первичных вала, имеющих связь через шестерни постоянного зацепления с двумя вторичными валами, с установленными свободно вращающимися шестернями соответственно четных (V2, V4,V6) и нечетных (V1, V3,V5) передач, соединенными с вторичными валами посредством шлиц каретки четных и нечетных соответственно передач, обеспечивающих связь с промежуточным валом, свободно вращающиеся шестерни четных (V2, V4,V6) и нечетных (V1, V3,V5) передач вторичных валов зацеплены с жестко закрепленными шестернями промежуточного вала, с которого вращение передается на дифференциал колесной пары, также на вторичных и промежуточном валах установлены электромагнитные муфты, отличающаяся тем что каретка одностороннего зацепления, электромагнитные муфты и два сцепления через вычислительный блок управления образуют систему синхронизации для выравнивания скоростей вращения муфт и шестерен с целью безударного включения шлицевых кареток перемены передач.2. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что на двух вторичных валах и промежуточном валу установлены электромагнитные муфты, являющиеся системой синхронизации.3. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.2, отличающаяся тем, что на двух вторичных валах и промежуточном валу установлены электромагнитные муфты, являющиеся "коробочным тормозом".4. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что на двух первичных валах установлены два сцепления.5. Ав�1. Automated 6-speed gearbox (automatic transmission), having two clutches with drives on two concentrically arranged primary shafts, connected via gears of constant meshing with two secondary shafts, with freely rotating gears installed respectively even (V2, V4, V6) and odd (V1, V3, V5) gears connected to the secondary shafts through the slots of the carriage of even and odd gears, respectively, providing communication with the intermediate shaft, freely rotating gears of even (V2, V4, V6) and odd (V1, V3 , V5) the gears of the secondary shafts are engaged with the fixed gears of the intermediate shaft, from which the rotation is transmitted to the differential of the pair of wheels, electromagnetic couplings are also installed on the secondary and intermediate shafts, characterized in that the one-way gearing carriage, the electromagnetic couplings and two clutches form a control unit a synchronization system for aligning the speeds of rotation of couplings and gears with the aim of shockless inclusion of splined carriages for changing gears. 2. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that electromagnetic clutches, which are a synchronization system, are installed on two secondary shafts and an intermediate shaft. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 2, characterized in that electromagnetic clutches, which are a “box brake”, are installed on two secondary shafts and an intermediate shaft. An automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that two clutches are installed on two input shafts. Av�

Description

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, в частности к коробкам перемены передач для транспортных средств.The utility model relates to the automotive industry, in particular to gearboxes for vehicles.

Известна коробка передач транспортного средства, содержащего две муфты сцепления ведущего блока и две муфты сцепления ведомого блока (см. патент RU 109439, МПК: (2006.01) B60K 17/08, 2011 г.) К недостаткам данной коробки передач можно отнести сложность конструкции и как следствие массивность ведомого блока, так как он должен быть из фрикционной стали и масляной ванне с системой циркуляции и охлаждения масла.A known gearbox of a vehicle containing two clutches of a driving unit and two clutches of a driven unit (see patent RU 109439, IPC: (2006.01) B60K 17/08, 2011) The disadvantages of this gearbox are design complexity and how The consequence is the massiveness of the driven unit, since it must be made of friction steel and an oil bath with a system for circulating and cooling the oil.

Известна также коробка передач с двойным сцеплением и ее способ переключения (см. патент RU 2011108248, МПК: (2006.01) B60K 17/00, F16H 3/00, 2011 г.). Данная коробка перемены передач наиболее близка к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков, принято за прототип.A double clutch gearbox and its shifting method are also known (see patent RU 2011108248, IPC: (2006.01) B60K 17/00, F16H 3/00, 2011). This gearbox is closest to the claimed technical solution for the combination of essential features, taken as a prototype.

К недостаткам данной конструкции можно отнести значительную потерю времени при переключении «по нисходящей» когда требуется повышение частоты вращения для достижения низкой передачи переднего хода, также недостатком этой коробки передач является необходимость в постоянной смене зацеплений двухсторонних муфт с промежуточными шестернями при переключении передач и потеря времени при переключении на передачу, которая не стоит в зацеплении.The disadvantages of this design include a significant loss of time when shifting “in the downward direction” when an increase in the speed is required to achieve a low forward gear, also a drawback of this gearbox is the need for a constant change of the engagement of the double-sided clutches with intermediate gears when shifting gears and the loss of time when shifting to a gear that is not engaged.

Задача заявленной полезной модели состоит в снижении массы АКПП, ее металлоемкости, стоимости, увеличении надежности и технологичности.The objective of the claimed utility model is to reduce the mass of automatic transmission, its metal consumption, cost, increase reliability and manufacturability.

Технический результат заключается в уменьшении расходных материалов, упрощении процесса изготовления, упрощении конструкции и как следствие увеличение надежности.The technical result consists in reducing consumables, simplifying the manufacturing process, simplifying the design and, as a result, increasing reliability.

Предлагаемое в полезной модели решение указанной выше задачи, достижение поставленной цели и требуемого технического результата обеспечивается тем, что автоматизированная 6-ти скоростная коробка перемены передач (АКПП), содержит два сцепления, с приводами на два концентрично расположенных первичных вала, связанных через шестерни постоянного зацепления, с двумя вторичными валами. На них установлены свободно вращающиеся шестерни четных и нечетных передач и соединенные с валами шлицевые каретки, четных и нечетных соответственно передач, обеспечивающие связь с промежуточным валом. Свободно вращающиеся шестерни вторичных валов зацеплены с жестко закрепленными шестернями промежуточного вала, с которого вращение передается на дифференциал колесной пары. Также на двух вторичных и промежуточном валу установлены электромагнитные тормозящие муфты для снижения угловых скоростей вращения шестерен и кареток, которые с двумя сцеплениями образуют систему синхронизации для выравнивания скоростей вращения муфт и шестерен с целью безударного включения шлицевых кареток перемены передач. Площадь контакта шлиц на каретке (муфте) и шлицевом венце зацепления шестерни больше по сравнению с традиционным синхронизатором, так как имеет наклон и не лимитированную разумную длину и это увеличивает износостойкость.The solution of the above problem proposed in the utility model, the achievement of the goal and the required technical result is ensured by the fact that the automated 6-speed gearbox (automatic transmission) contains two clutches, with drives on two concentrically arranged input shafts connected through permanent gears , with two secondary shafts. They are equipped with freely rotating gears of even and odd gears and splined carriages connected to shafts, even and odd gears, respectively, providing communication with the intermediate shaft. The freely rotating gears of the secondary shafts are engaged with the fixed gears of the intermediate shaft, from which the rotation is transmitted to the differential of the wheelset. Also, electromagnetic braking clutches are installed on the two secondary and intermediate shafts to reduce the angular speeds of rotation of gears and carriages, which with two clutches form a synchronization system to even out the speeds of rotation of couplings and gears in order to shock-free inclusion of splined carriages of gear changes. The contact area of the slot on the carriage (clutch) and the splined crown of the gear engagement is larger in comparison with the traditional synchronizer, since it has a slope and an unlimited reasonable length and this increases wear resistance.

Работа автоматизированной 6-скоростной коробки перемены передач (АКПП) осуществляется следующим образом, вращение передается от ДВС через маховик на АКПП с двумя сцеплениями, с приводами на два концентрично расположенных первичных вала. Первичные валы, в свою очередь, связаны, через шестерни постоянного зацепления, с двумя вторичными валами. Свободно вращающиеся шестерни четных и нечетных передач установлены на вторичных валах, так же на них установлены в зацеплении шлицевые каретки четных и нечетных передач соответственно, обеспечивающие связь через шестерни промежуточного вала с промежуточным валом. Свободно вращающиеся шестерни вторичных валов зацеплены, жестко закрепленными, шестернями промежуточного вала, с которого вращение передается на дифференциал колесной пары. На вторичных валах и промежуточном вале установлены тормозящие электромагнитные муфты, которые с двумя сцеплениями, через компьютерный блок управления, являясь синхронизирующим устройством управляют угловыми скоростями вращения шестерен и кареток выравнивают скорость вращения «шестерня-каретка» с целью безударного включения шлицевых кареток. Так же электромагнитные муфты установленные на вторичных и промежуточных валах могут быть использованы как «коробочный тормоз» по аналогии «моторный тормоз» в не изнашиваемой тормозной системе (НТС), износостойкой тормозной системе (ИТС) или совместно с моторным тормозом для увеличения его эффективности. При переключении передач на автоматизированной 6-ти ступенчатой коробке перемены передач (АКПП) с V1-V6, каждая следующая передача «по возрастающей» имеет более низкую частоту вращения. Для синхронизации каждой следующей за находящейся в зацеплении передачей активируется сцепление и тормозящая электромуфта на холостом ходу. В результате чего повышается частота вращения каретки выравнивая, до скорости безударного зацепления, для выведения из зацепления предыдущей каретки активируется сцепление и тормозящая электромуфта и каретка «выкручивается» из зацепления. Каждая следующая передача «по нисходящей» имеет более высокую частоту вращения, для синхронизации каждой следующей за находящейся в зацеплении передачей деактивируется сцепление и активируются тормозящие электромуфты на промежуточном и вторичном валах, снижая частоту вращения шестерни для безударного вхождения в зацепление каретки шлицевой.The work of an automated 6-speed gearbox (automatic transmission) is as follows, the rotation is transmitted from the internal combustion engine through a flywheel to an automatic transmission with two clutches, with drives on two concentrically located input shafts. The input shafts, in turn, are connected, through gears of constant engagement, with two secondary shafts. Freely rotating gears of even and odd gears are installed on the secondary shafts, as well as splined carriages of even and odd gears are installed on them, respectively, providing communication through the gears of the intermediate shaft with the intermediate shaft. The freely rotating gears of the secondary shafts are engaged, rigidly fixed, by the gears of the intermediate shaft, from which the rotation is transmitted to the differential of the wheelset. Braking electromagnetic couplings are installed on the secondary shafts and the intermediate shaft, which with two clutches, through a computer control unit, as a synchronizing device, control the angular speeds of the gears and carriages to equalize the gear-carriage rotation speed for the purpose of shockless inclusion of splined carriages. Also, electromagnetic couplings mounted on the secondary and intermediate shafts can be used as a “box brake” by analogy with a “motor brake” in a non-wearing brake system (NTS), a wear-resistant brake system (ITS), or together with a motor brake to increase its effectiveness. When shifting gears on an automated 6-speed gearbox (V) with V1-V6, each next gear “in ascending order” has a lower speed. To synchronize each next gear that is in engagement, the clutch and the braking electrical clutch are idling. As a result, the rotation speed of the carriage increases, aligning, to the speed of shockless engagement, to disengage the previous carriage, the clutch and the braking electromagnet are activated and the carriage is “twisted” out of engagement. Each next gear “downward” has a higher rotational speed, to synchronize each next gear that is in the gearing, the clutch is deactivated and the braking couplings on the intermediate and secondary shafts are activated, reducing the gear speed for unstressed gearing of the splined carriage.

Для лучшего понимания работы автоматизированной 6-ти скоростной коробки перемены передач отдельно вынесем устройство узла включения-выключения передачFor a better understanding of the operation of the automated 6-speed gearbox, we separately take out the device of the gear on / off unit

Устройство узла включения - выключения передач состоит из втулки каретки шлицевой, установленной на вторичном валу и удерживаемой от вращения шпонкой сегментной. По втулке каретки шлицевой, в осевом направлении вдоль вала, свободно передвигается каретка шлицевая, и входит в зацепление с шестерней посредством шлицевого венца зацепления шестерни. Таким образом данная схема позволит получить КПП с двумя сцеплениями, но с отличительными особенностями, а именно синхронизатор переключения передач как таковой отсутствует, есть только односторонняя каретка, установленная внутри КПП с вынесенной наружу системой синхронизации. Каретка универсальна (едина, T.e. V1-V6) для всех передач и односторонняя, т.е. работает с одной передачей. КПП короче по длине в два раза - компактнее, так как промежуточный вал является передающим усилие на дифференциал и имеет по одной шестерне на две шестерни разных передач.The device of the gear shift on / off assembly consists of a spline carriage sleeve mounted on the secondary shaft and held by a segment key, which is held from rotation by a key. The splined carriage freely moves along the splined carriage bushing in the axial direction along the shaft, and is engaged with the gear by means of a splined gear engagement ring. Thus, this scheme will allow you to get a gearbox with two clutches, but with distinctive features, namely there is no gear shift synchronizer as such, there is only a one-sided carriage installed inside the gearbox with a synchronization system external to the outside. The carriage is universal (single, T.e. V1-V6) for all gears and one-sided, i.e. works with one gear. The gearbox is two times shorter in length - more compact, since the intermediate shaft is a transmitting force to the differential and has one gear per two gears of different gears.

На Фиг. 1 изображена схема автоматизированной 6-ти скоростной коробки перемены передач содержащая:In FIG. 1 shows a diagram of an automated 6-speed gearbox containing:

Маховик, через который передается вращение от ДВС 1; АКПП с двумя сцеплениями 2; два первичных вала 3; шестерни постоянного зацепления 4; два вторичных вала 5; промежуточный вал 6; тормозящие электромагнитные муфты 7 и 8; жестко закрепленные шестерни 9; свободно вращающиеся шестерни четных и нечетных передач 10; 12; 14; 16; 18; 20; шлицевые каретки в зацеплении четных и нечетных передач 11; 13; 15; 17; 19; 21.Flywheel through which rotation is transmitted from ICE 1; Automatic transmission with two clutches 2; two input shafts 3; gears of constant gearing 4; two secondary shafts 5; countershaft 6; braking electromagnetic couplings 7 and 8; hard-mounted gears 9; freely rotating gears of even and odd gears 10; 12; fourteen; 16; eighteen; twenty; splined carriages in engagement of even and odd gears 11; 13; fifteen; 17; 19; 21.

На фиг. 2. Изображено устройство узла включения - выключения передач содержащее: Вторичный вал 1; шестерня с шлицевым венцом 2; подшипник качения 3; каретка шлицевая 4; втулка каретки шлицевой 5; шпонка сегментная 6; шлицевый венец зацепления шестерни 7.In FIG. 2. The device is shown on / off gear comprising: Secondary shaft 1; pinion gear 2; rolling bearing 3; slotted carriage 4; slotted carriage sleeve 5; segment key 6; splined gear ring gear 7.

Claims

1. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП), имеющая два сцепления с приводами на два концентрично расположенных первичных вала, имеющих связь через шестерни постоянного зацепления с двумя вторичными валами, с установленными свободно вращающимися шестернями соответственно четных (V2, V4,V6) и нечетных (V1, V3,V5) передач, соединенными с вторичными валами посредством шлиц каретки четных и нечетных соответственно передач, обеспечивающих связь с промежуточным валом, свободно вращающиеся шестерни четных (V2, V4,V6) и нечетных (V1, V3,V5) передач вторичных валов зацеплены с жестко закрепленными шестернями промежуточного вала, с которого вращение передается на дифференциал колесной пары, также на вторичных и промежуточном валах установлены электромагнитные муфты, отличающаяся тем что каретка одностороннего зацепления, электромагнитные муфты и два сцепления через вычислительный блок управления образуют систему синхронизации для выравнивания скоростей вращения муфт и шестерен с целью безударного включения шлицевых кареток перемены передач.1. Automated 6-speed gearbox (automatic transmission), having two clutches with drives on two concentrically arranged primary shafts, connected via gears of constant meshing with two secondary shafts, with freely rotating gears installed respectively even (V2, V4, V6) and odd (V1, V3, V5) gears connected to the secondary shafts through the slots of the carriage of even and odd gears, respectively, providing communication with the intermediate shaft, freely rotating gears of even (V2, V4, V6) and odd (V1, V3 , V5) the gears of the secondary shafts are engaged with the fixed gears of the intermediate shaft, from which the rotation is transmitted to the differential of the pair of wheels, electromagnetic couplings are also installed on the secondary and intermediate shafts, characterized in that the one-way gearing carriage, the electromagnetic couplings and two clutches form a control unit synchronization system for aligning the speeds of rotation of couplings and gears with the aim of shockless inclusion of splined carriages gear changes.

2. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что на двух вторичных валах и промежуточном валу установлены электромагнитные муфты, являющиеся системой синхронизации.2. Automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that on the two secondary shafts and the intermediate shaft installed electromagnetic clutch, which is a synchronization system.

3. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.2, отличающаяся тем, что на двух вторичных валах и промежуточном валу установлены электромагнитные муфты, являющиеся "коробочным тормозом".3. Automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 2, characterized in that on the two secondary shafts and the intermediate shaft installed electromagnetic clutch, which is a "box brake".

4. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что на двух первичных валах установлены два сцепления.4. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that two clutches are installed on the two input shafts.

5. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что имеет на всех передачах каретку (муфту) для одностороннего зацепления с промежуточными шестернями.5. Automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that it has a carriage (clutch) for all-gear transmission for one-way engagement with intermediate gears.

6. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.5, отличающаяся тем, что односторонняя каретка (муфта) имеет внутренние шлицы зацепления с наклоном в сторону вращения каретки и осуществляя зацепление 6. Automated 6-speed gearbox (automatic transmission) according to claim 5, characterized in that the one-sided carriage (clutch) has internal splines of engagement with a slope in the direction of rotation of the carriage and engaged

"вкручивается" в ответные наружные шлицы венца шестерни и "выкручивается" при отключении, что увеличивает скорость переключения."screwed" into the reciprocal outer splines of the gear crown and "twisted" when disconnected, which increases the switching speed.

7. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.5, отличающаяся тем, что односторонняя каретка (муфта) имеет внутренние шлицы зацепления с наклоном в сторону вращения каретки и, осуществив зацепление, удерживается наклонными шлицами от осевого смещения, т.е. самопроизвольного выключения.7. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 5, characterized in that the one-sided carriage (clutch) has internal splines of engagement with an inclination in the direction of rotation of the carriage and, having engaged, is held by inclined splines from axial displacement, t. e. spontaneous shutdown.

8. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.5, отличающаяся тем, что каретка (муфта) односторонняя является конструктивно универсальной для всех передач с V1 по V6 по типоразмеру.8. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 5, characterized in that the carriage (clutch) is one-way is structurally universal for all gears from V1 to V6 in size.

9. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что для синхронизации скоростей вращения кареток (муфт) и шестерен той или иной передачи используется два сцепления на первичных валах и электромуфты на вторичных и промежуточном валах.9. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that for the synchronization of the speeds of the carriages (couplings) and gears of one or another gear, two clutches on the primary shafts and electric couplings on the secondary and intermediate shafts are used.

10. Автоматизированная 6-скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п.1, отличающаяся тем, что одна шестерня промежуточного вала может иметь в зацеплении как минимум две шестерни вторичных валов той или иной передачи.10. Automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that one gear of the intermediate shaft can be engaged at least two gears of the secondary shafts of a particular gear.

11. Автоматизированная 6-ти скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п. 1 отличающаяся тем, что при переключении передач с V1-V6, каждая следующая передача "по возрастающей" имеет более низкую частоту вращения, для синхронизации каждой следующей за находящейся в зацеплении передачей активируется сцепление и тормозящая электромуфта на холостом ходу повышается частота вращения каретки выравнивая до скорости безударного зацепления, для выведения из зацепления предыдущей каретки активируется сцепление и тормозящая электромуфта и каретка "выкручивается" из зацепления.11. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that when changing gears from V1-V6, each next gear "in ascending" has a lower speed, for synchronization of each next gear the transmission activates the clutch and the braking electrical coupling at idle increases the speed of the carriage, aligning it to the speed of shockless engagement, to disengage the previous carriage, the clutch and the braking electrical coupling and carriage are activated "twists" out of engagement.

12. Автоматизированная 6-ти скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п. 1 отличающаяся тем, что при переключении передач с V6-V1, каждая следующая передача "по нисходящей" имеет более высокую частоту вращения, для синхронизации каждой следующей за находящейся в зацеплении передачей деактивируется сцепление и активируются тормозящие электромуфты на промежуточном и вторичном валах, снижая частоту вращения шестерни для безударного вхождения в зацепление каретки шлицевой.12. The automated 6-speed gearbox (Automatic) according to claim 1, characterized in that when shifting gears from V6-V1, each next gear "downward" has a higher speed, for synchronization of each next gear the clutch is deactivated by transmission and the braking couplings on the intermediate and secondary shafts are activated, reducing the gear speed for shock-free engagement of the splined carriage.

13. Автоматизированная 6-ти скоростная коробка перемены передач (АКПП) по п. 1 отличающаяся тем, что в работе АКПП с двумя сцеплениями и тормозящими электромуфтами используется компьютерная программа.13. An automated 6-speed gearbox (automatic transmission) according to claim 1, characterized in that a computer program is used in the operation of an automatic transmission with two clutches and braking electro clutches.

14. Автоматизированная 6-ти ступенчатая коробка перемены передач (АКПП) по п. 13 отличающаяся тем, что компьютерный программный продукт является компьютерной программой, выполненной в вычислительном блоке или блоке управления.

14. Automated 6-speed gearbox (automatic transmission) according to claim 13, characterized in that the computer program product is a computer program executed in a computing unit or control unit.