трансмиссия полноприводного транспортного средства

Формула изобретения

1. ТРАНСМИССИЯ ПОЛНОПРИВОДНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая коробку передач, состоящую из ведущего вала, соосного с валом двигателя, и параллельного ему вторичного вала, зацепленных при помощи шестерен, и размещенную с ней в общем картере раздаточную коробку, ведомые шестерни которой установлены с возможностью вращения относительно ведомого вала раздаточной коробки, состоящего из соосных выходных валов привода осей ведущих колес и механизма их соединения, и взаимодействия с муфтами, размещенными на этом валу подвижно в осевом направлении, отличающаяся тем, что вторичный вал дополнительно снабжен по меньшей мере двумя закрепленными на нем шестернями, находящимися в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что механизм соединения выходных валов выполнен в виде конического дифференциала, на корпусе которого установлены ведомые шестерни.

3. Трансмиссия по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что один из выходных валов выполнен заодно с ведущей шестерней главной передачи, размещенной в части общего картера для привода ведущих колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности к силовым передачам полноприводных транспортных средств, например легковых автомобилей.

Известна силовая передача полноприводного транспортного средства, содержащая коробку передач, двухступенчатую раздаточную коробку с межосевым дифференциалом, располагаемую автономно и соединяемую с коробкой передач и редукторами передних и задних ведущих колес (мостов) при помощи карданных передач.

Эта силовая передача, обеспечивая в полном объеме необходимый диапазон кинематических и силовых связей между двигателем и ведущими колесами транспортного средства во всех встречающихся в эксплуатации условиях, обладает большой массой, габаритами, высокой материалоемкостью и трудоемкостью изготовления из-за наличия большого количества картерных деталей автономных узлов и деталей крепления этих узлов на транспортном средстве. Наличие большого количества карданных сочленений приводит к дополнительным механическим потерям. Значительная масса силовой передачи приводит в итоге к снижению экономичности и ухудшению динамических показателей транспортного средства.

Известен механизм привода с четырьмя ведущими колесами, содержащий коробку передач, состоящую из ведущего вала соосного валу двигателя и параллельного ему ведомого вала, и раздаточную коробку, соосные выходные валы привода ведущих колес которой связаны с ведомым валом зубчатой передачей, расположенные в общем картере.

Недостатком этого механизма является то, что он не обеспечивает необходимый диапазон кинематических и силовых связей между двигателем и ведущими колесами транспортного средства во всех встречающихся в эксплуатации условиях.

Для увеличения диапазона передаточных отношений за основной коробкой передач может быть установлена двухступенчатая раздаточная коробка, содержащая ведущую шестерню, взаимодействующую с блоком промежуточных шестерен, зацепляющимся с ведомой шестерней, установленных с возможностью вращения относительно полуоси дифференциала, и полумуфт, установленную на корпусе дифференциала подвижно в осевом направлении с возможностью взаимодействия с шестерней промежуточного блока и ведомой шестерни.

Это решение является наиболее близким к заявляемому, однако имеет ряд недостатков: увеличенные осевые размеры за счет последовательного размещения за основной коробкой передач дополнительного картера; повышенную трудоемкость изготовления за счет дополнительной обработки посадочных мест под подшипники, привалочных плоскостей, увеличения мест крепления. Кроме того, снижается жесткость конструкции и увеличивается количество и номенклатура используемых деталей.

Целью изобретения является уменьшение осевых размеров трудоемкости и материалоемкости изготовления трансмиссии полноприводного транспортного средства.

Это достигается тем, что в известной трансмиссии полноприводного транспортного средства, содержащем коробку передач, состоящую из ведущего вала соосного валу двигателя и параллельного ему вторичного вала, взаимодействующих при помощи шестерен, и размещенную с ней в общем картере раздаточную коробку, ведомые шестерни которой установлены с возможностью вращения относительно ведомого вала раздаточной коробки, состоящего из соосных выходных валов привода осей ведущих колес и механизма их соединений и взаимодействия с муфтами, размещенными на этом валу подвижно в осевом направлении, вторичный вал дополнительно снабжен, по меньшей мере, двумя закрепленными на нем шестернями, находящимися в постоянном зацеплении с упомянутыми ведомыми шестернями.

При этом ведомые шестерни могут быть установлены на корпусе механизма соединения выходных валов, выполненном в виде, например, конического дифференциала, либо вязкостной или другой известной муфты, обеспечивающем как неподвижное соединение выходных валов относительно друг друга так и возможность их относительного вращения.

При расположении оси ведущих колес в непосредственной близости от картера раздаточной коробки один из выходных валов может быть выполненным как одно целое с ведущей шестерней главной передачи, а сама передача размещена в одной из частей общего картера указанной трансмиссии.

Решение соответствует критерию "новизна", так как имеет признаки, отличающие его от прототипа, что видно из изложения сущности изобретения.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Реализация заявляемого технического решения позволяет не только уменьшить осевые размеры трансмиссии, но и исключить лишние поверхности обработки, уменьшить число точек крепления, улучшить центрирование раздаточной коробки относительно коробки передач. Кроме того, конструкция-моноблок повышает общую жесткость обоих картеров, т.е. позволяет сделать его легче и дешевле. При этом снижается количество и номенклатура используемых деталей и вероятность повышенного шума и вибраций в трансмиссии.

Уменьшение механических потерь и снижение массы за счет отсутствия необходимости в карданной передаче, связывающей раздаточную коробку с одним из ведущих мостов, и деталей карданного сочленения обуславливает также улучшение экономичности и динамических качеств транспортного средства.

При современных требованиях к транспортному средству, в основной коробке передач необходимо наличие повышающей передачи, что благодаря заявляемому решению реализуется без чрезмерного увеличения осевого габарита изделия и, следовательно, габаритов моторного отсека.

На фиг. 1 изображена предлагаемая трансмиссия, продольный разрез; на фиг. 2 вариант исполнения предлагаемой трансмиссии с размещенными в ее картере редуктором ведущих колес, продольный разрез.

Трансмиссия полноприводного транспортного средства имеет разъемный картер 1, состоящий из двух частей 2 и 3, в котором размещены ведущий вал 4, выполненный за одно целое с ведущими шестернями 5-8 коробки передач, установленный на подшипниках 9 и 10 так, что при присоединении привалочной поверхности 11 картера 1 к картеру двигателя он оказывается соосным с коленчатым валом двигателя, и параллельный ему вторичный вал 12, установленный на подшипниках 13 и 14 с расположенными на нем с возможностью относительного вращения шестернями коробки 15-18 передач и муфтами с синхронизаторами 19 и 20 включения передач.

Ведомый вал раздаточной коробки 21 состоит из выходного вала 22, соответствующего передним ведущим колесам, и выходного вала 23, соответствующего задним ведущим колесам, смонтированным с вращением с помощью соответствующих подшипников 24 и 25, установленных в противоположных стенках части картера 1, которая содержит механизм соединения выходных валов, выполненный в виде конического дифференциала 26.

На вторичном валу 12 неподвижно установлены также шестерни 27 и 28, находящиеся в постоянном зацеплении с ведомыми шестернями 29 и 30, расположенными на корпусе 31 дифференциала 26 с возможностью относительного вращения и избирательного соединения с корпусом 31 с помощью зубчатых муфт 32 и 33, установленных на корпусе 31 подвижно в осевом направлении.

Выходные валы 22 и 23 установлены в корпусе 31 дифференциала 26 с возможностью относительного вращения и соединены с шестернями 34 и 35 дифференциала.

На корпусе 31 установлена также муфта блокировки дифференциала 36, предназначенная для исключения в необходимых случаях относительного вращения валов 22 и 23 по отношению к корпусу дифференциала и друг другу, введением в зацепление ее с венцом 37 вала 23.

При расположении одного из редукторов ведущих колес в картере 1 (см. фиг. 2) один из выходных валов привода редукторов 22 выполняется за одно целое с ведущей шестерней главной передачи 38, имеющей дополнительную опору в части 2 картера 1 в виде подшипника 39, а ведомая шестерня главной передачи 40 вместе с межколесным дифференциалом 41 располагается в корпусе, образованном частью 2 картера 1 и крышкой 42.

В качестве механизма соединения выходных валов 22 и 23 вместо конического дифференциала 26 может быть использована вязкостная муфта, на корпусе которой размещены с возможностью относительного вращения и взаимодействия с муфтами 32 и 33 ведомые шестерни 29 и 30, а также другие известные устройства, обеспечивающие как неподвижное соединение выходных валов 22 и 23 относительно друг друга, так и возможность их относительного вращения.

Предлагаемая трансмиссия работает следующим образом.

При соединении шестерни 29 с корпусом 31 при помощи муфты 32 обеспечивается получение ряда передач между двигателем и выходными валами 22 и 23 с увеличенными передаточными числами по следующим кинематическим цепочкам: с помощью муфты 19 обеспечивается получение IY-й передачи через шестерни 5, 15, 27 и 29 и III-й передачи через шестерни 6, 16, 27 и 29; с помощью муфты 20 II-й передачи через шестерни 7, 17, 27 и 29 и I-й передачи через шестерни 8, 18, 27 и 29. При этом пара шестерен 27 и 29 выполняет роль понижающей ступени раздаточной коробки.

При соединении шестерни 30 с корпусом 31 при помощи муфты 33 обеспечивается получение второго ряда передач с меньшими передаточными числами: с помощью муфты 19 обеспечивается получение IY-й передачи через шестерни 5, 15, 28 и 30 и III-й передачи через шестерни 6, 16, 28 и 30; а с помощью муфты 20 II-й передачи через шестерни 7, 17, 28, 30 и I-й передачи через шестерни 8, 18, 28 и 30. При этом пара шестерен 28 и 30 выполняет роль повышающей ступени раздаточной коробки. Во всех случаях передача момента и мощности на выходные валы 22 и 23 привода редукторов ведущих колес осуществляется через шестерни 34 и 35 дифференциала 26, который обеспечивает необходимое согласование числа оборотов последних, определяемых дорожными условиями, т.е. дифференциал 26 выполняет роль межосевого дифференциала. Муфта 36 позволяет блокировать дифференциал 26.

Необходимость в этом может возникнуть, когда ведущие колеса одного из мостов транспортного средства окажутся на участке дороги с низким коэффициентом сцепления. В этом случае обеспечивается жесткая связь между валами 22 и 23 и корпусом дифференциала 26, а следовательно, возможность передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса, имеющие нормальное сцепление с дорогой.