Патент на изобретение №2332314

(54) ТРАНСМИССИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к трансмиссиям. Трансмиссия с фрикционным сцеплением содержит входную часть, отключаемую от входной части выходную часть и одно устройство выключения. Одна выходная часть в ненагруженном состоянии отключена от входной части и с помощью устройства выключения приводится во фрикционное зацепление с входной частью. Устройство выключения образовано из задающего цилиндра и приемного цилиндра, соединенного с помощью гидравлической магистрали с задающим цилиндром. В гидравлической магистрали между задающим цилиндром и приемным цилиндром расположено устройство сброса давления для сброса действующего между задающим цилиндром и приемным цилиндром давления, если оно снаружи приводится в действие. Этим достигается повышение надежности трансмиссии и упрощение ее конструкции. 20 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к трансмиссии с расположенным в жесткой кинематической связи между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач фрикционным сцеплением с соединенной с двигателем внутреннего сгорания входной частью и, по меньшей мере, одной выходной частью, соединенной с входным валом коробки передач, а также с устройством выключения.

Самим по себе известным образом фрикционные сцепления приводятся в действие с помощью гидравлических систем выключения, состоящих из приводимого в действие вручную или автоматически задающего цилиндра и выключающего сцепление приемного цилиндра, при этом оба цилиндра соединены друг с другом гидравлической магистралью. При этом в так называемых принудительно выключаемых сцеплениях в состоянии соединения без приложения силы сцепление выключено, и фрикционное зацепление для соединения двигателя внутреннего сгорания и коробки передач осуществляется за счет приведения в действие и удерживания под давлением приемного цилиндра с помощью задающего цилиндра. В частности, при двойных сцеплениях, в которых одна общая входная часть разветвляется на две выходные части с соответствующим входным валом коробки передач, такой вид монтажа сцеплений является предпочтительным. Если оба или одно из обоих устройств выключения выходят из строя, например, за счет потери гидравлической жидкости, то эти сцепления постоянно отключаются и не блокируют коробку передач, как это обычно происходит в сцеплениях, включенных в состоянии отсутствия силы.

Фрикционные сцепления названного типа, как правило, используются наряду с приводимыми в действие вручную коробками передач в автоматизированных коробках передач, например в автоматизированных переключаемых коробках передач и коробках передач с двойным сцеплением, которые обычно управляются с помощью управляющего устройства, при этом как сцепление, так и включение и выключение передач осуществляется автоматически. При выходе из строя такого устройства управления, в зависимости от применяемой стратегии управления, может произойти, что положение соединения сцепления или соответственно обоих сцеплений в коробках передач с двойным сцеплением замораживается, и при этом работой двигателя внутреннего сгорания нельзя больше управлять независимо от частоты вращения на выходе коробки передач, то есть, например, при стоящем автомобиле невозможна работа двигателя внутреннего сгорания для поддерживания в рабочем состоянии вспомогательных агрегатов.

Поэтому задачей изобретения является создание трансмиссии, которая при выходе из строя управления коробкой передач обеспечивает рассоединение больше не выключающегося сцепления. Решение этой задачи должно быть простым, экономичным и не требующим больших затрат на монтаж. По возможности должно использоваться небольшое количество новых частей. Кроме того, должно исключаться при отказе управления коробкой передач выполнение водителем действий, не свойственных для обычного режима езды.

Эта задача решена с помощью трансмиссии с фрикционным сцеплением в силовом потоке между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач с входной частью по меньшей мере одной отключаемой от входной части выходной частью и по меньшей мере одним устройством выключения, при этом по меньшей мере одна выходная часть в ненагруженном состоянии отключена от входной части и с помощью по меньшей мере одного устройства выключения приводится во фрикционное зацепление с входной частью, а по меньшей мере одно устройство выключения образовано из задающего цилиндра и приемного цилиндра, соединенного с помощью гидравлической магистрали с задающим цилиндром, и в гидравлической магистрали между задающим цилиндром и приемным цилиндром расположено устройство сброса давления для сброса действующего между задающим цилиндром и приемным цилиндром давления, если оно снаружи приводится в действие.

Особенно предпочтительным является осуществление идеи изобретения в сдвоенном сцеплении, при этом соответствующая соединенная неподвижно с возможностью вращения с входной частью кольцевая часть приводится в действие соответствующим одним устройством выключения, при этом выходная часть образует с входной частью фрикционное зацепление и по меньшей мере одно из устройств выключения имеет указанное устройство сброса давления. Очевидно, что предпочтительно оснастить оба устройства выключения устройством сброса давления.

При этом приведение в действие снаружи предусматривает, что при неисправности управления коробкой передач и автоматизированного сцепления водитель должен повлиять на состояние выключения обоих сцеплений, при этом он приводит в действие исполнительный механизм для приведения в действие устройства сброса давления. При этом особенно предпочтительным может быть то, что в случае сдвоенного сцепления предусмотрена возможность приведения в действие обоих устройств сброса давления с помощью одного единственного исполнительного механизма. Кроме того, может быть предпочтительным, если водитель осуществляет управление этим исполнительным механизмом в соединении с привычными действиями. Например, приведение в действие устройства сброса давления может комбинироваться с приведением в действие рычага для выбора рабочих программ автомобиля, как например выбор передач коробки передач или включение механизма, запирающего трансмиссию автомобиля на стоянке, при этом в зависимости от выбора положения рычага происходит приведение в действие устройства сброса давления. Например, в положении выбора “нейтральная передача” или “запирание трансмиссии на стоянке” может приводиться в действие устройство сброса давления, в то время как в положении движения вперед или назад, при условии программы ручного управления, что передачи переключаются вверх и вниз за счет передвижения рычага, оно не приводится в действие.

Передача сигнала от исполнительного механизма в устройство сброса давления может осуществляться механически, например, с помощью троса Боудена или системы тяг, гидравлически, например, с помощью устройства с задающим и приемным цилиндрами или электрически (по проводам), например, с помощью, по меньшей мере, одного расположенного на исполнительном механизме переключателя, который соединен с магнитным клапаном на устройстве сброса давления. Понятно, что такие соединения можно комбинировать или выполнять по-другому.

Согласно одному примеру выполнения устройство сброса давления предпочтительно имеет входной приемный канал от задающего цилиндра и выходной канал к приемному цилиндру. Между ними предусмотрена камера с пренебрежительно малым в идеальном случае мертвым объемом, который выполнен с возможностью расширения с помощью перемещаемого в осевом направлении поршня в зависимости от давления в гидравлической магистрали. Очевидно, что поршень выполнен с уплотнением относительно камеры, например, можно применять уплотнительные кольца, например, кольца круглого сечения или уплотнения П-образного сечения, которые известны из задающих или приемных цилиндров. Осевое перемещение этого поршня предотвращается блокировочным устройством, пока устройство сброса давления не приведено в действие. При этом блокировочное устройство соединено с исполнительным механизмом, например на тросе Боудена может быть предусмотрен штифт, перемещающийся в радиальном направлении к оси поршня, который с помощью троса Боудена входит в поршень. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, поршень можно блокировать с помощью других средств, например электрических, таких как электромагниты или пьезоэлементы.

Два устройства сброса давления могут быть предпочтительно расположены в одном корпусе и/или интегрированы в корпус задающего цилиндра или приемного цилиндра. Особенно предпочтительно интегрировать устройство (устройства) сброса давления в блок, состоящий из электрической акротики, например электродвигателя или пьезоэлемента, передачи для преобразования вращательного движения электродвигателя в поступательное движение задающего цилиндра, и задающего цилиндра, при этом может быть также предпочтительной общая интеграция двух таких блоков для приведения в действие двух сцеплений, например, за счет экономии рабочего пространства и деталей корпуса.

В другом предпочтительном варианте выполнения исполнительный механизм может приводить в действие устройство сброса давления за счет воздействия на него так, что при переключаемом без тока воздействующем соединении оно приводится в действие, т.е. устройство сброса давления обеспечивает выравнивание давления в гидравлической магистрали. Это имеет, среди прочего, то преимущество, что при одновременном отказе устройства управления и исполнительного механизма, например, за счет полного выхода из строя электропитания устройство сброса давления все же выполняет свою функцию и выключает сцепление (сцепления). Для этого можно использовать электромагнит или пьезоэлемент, который непосредственно образует устройство сброса давления, например, за счет того, что в гидравлической магистрали сбрасывается давление за счет перемещения заслонки или поршня.

Кроме того, может быть предпочтительным, в частности, при применении приводимого в действие электрически устройства сброса давления, при быстром переключении рычага между рабочими программами “вперед” и “назад” предотвращать включение устройства сброса давления, когда, например, при этих процессах выбора осуществляется переход через рабочую программу “нейтральное положение”. В этом случае или же всегда можно задерживать включение рабочей программы “нейтральное положение”. Было установлено, что предпочтительным временем задержки является время между 0,1 и 1 секундой.

Понятно, что предложенное устройство выравнивания объемов может быть также предпочтительным для сцеплений, с помощью которых можно осуществлять сцепление с трансмиссией вспомогательных агрегатов, таких как, например, компрессор для климат-контроля или электродвигатель для запуска двигателя внутреннего сгорания, для вспомогательного или единственного привода автомобиля и/или для создания электроэнергии. В случае коробки передач с двойным сцеплением может быть предпочтительным предусматривать вспомогательный агрегат, выполненный с возможностью отключения от одного из обоих входных валов коробки передач или коленвала.

Ниже приводится подробное описание изобретения со ссылками на фиг.1-4, на которых изображено:

фиг.1 – схема трансмиссии согласно изобретению,

фиг.2-4 – примеры выполнения устройства сброса давления в различных рабочих состояниях.

На фиг.1 показана схема трансмиссии 100 с двигателем внутреннего сгорания 40 и расположенной за ним коробкой передач 30, которая в данном случае предусмотрена в виде коробки передач со сдвоенным сцеплением с двумя входными валами 9а, 9b коробки передач. В силовом потоке между двигателем внутреннего сгорания 40 и коробкой передач 30 расположено двойное сцепление 2 с входной частью 3, которая соединена жестко с возможностью вращения с коленвалом двигателя внутреннего сгорания и которая может быть, как обычно, выполнена в жестком исполнении в виде так называемого гибкого диска, как показано на фиг.1, эластичного в осевом направлении, или же в виде двухдискового маховика, и с двумя выходными частями 4а и 4b, которые соединены жестко с возможностью вращения с одним из входных валов 9а и 9b коробки передач в виде так называемых дисков сцепления с фрикционными накладками, которые обеспечивают фрикционное сцепление с входной частью 3. Для этого входная часть 3 имеет расположенный неподвижно в осевом направлении нажимной диск 10с с расположенными на обеих сторонах поверхностями фрикционного сцепления и жестко соединенными с возможностью вращения с предусмотренными для соответствующей выходной части, установленными с возможностью перемещения в осевом направлении и соединенными жестко с возможностью вращения с входной частью 3 частями 10а, 10b кольцевого диска, каждая из которых имеет поверхности фрикционного сцепления. За счет осевого смещения частей кольцевого диска 10а, 10b осуществляется фрикционное зацепление с фрикционными поверхностями 4а, 4b. Кольцевые поверхности в ненапряженном состоянии удерживаются на расстоянии от нажимного диска 10с, например, с помощью плоских пружин так, что не происходит фрикционного зацепления, т.е. оба соответствующих обеим выходным частям 4а, 4b сцепления 2а, 2b являются принудительно выключенными сцеплениями.

Сцепления 2а, 2b включаются с помощью осевого смещения соответствующих рычагов 4с и 4d выключения. При этом рычаги 4с и 4d выключения удерживаются соответствующими устройствами 5а, 5b управления сцеплением в этом состоянии, пока не будет желательным выключение сцепления. Для обоих сцеплений предусмотрено, что само по себе известно, соответствующее приспособление для регулирования, при этом на оба сцепления может воздействовать одно общее приспособление для регулирования. Понятно, что в смысле данного изобретения могут быть предпочтительными также другие виды и варианты выполнения сцепления, такие как, например, принудительно включенное сцепление.

Оба фрикционных сцепления 2а и 2b выполнены с возможностью приведения в действие с помощью устройств 5а, 5b выключения, которые состоят из соответствующих задающих цилиндров 6а, 6b, которые приводятся в действие само по себе известным образом с помощью электрических исполнительных механизмов 21а, 21b, соответствующих приемных цилиндров 8а, 8b, которые предпочтительно могут быть выполнены в виде расположенных концентрично вокруг входных валов 9а, 9b коробки передач кольцевых цилиндров, распределенных по периметру вокруг входных валов коробки передач цилиндров или расположенных за счет рычажного механизма по существу параллельно входным валам коробки передач цилиндров, и соответствующей подводящей магистрали 7а, 7b, соединяющей приемные цилиндры 8а, 8b и задающие цилиндры 6а, 6b.

В подводящую магистраль 7а, 7b интегрировано устройство 1 сброса давления, которое находится в корпусе устройств 1a, 1b сброса давления для соответствующих устройств 5а, 5b выключения. Понятно, что оба устройства 1а, 1b сброса давления могут быть выполнены также по отдельности и могут быть интегрированы в одну из составных частей системы выключения, например в задающий цилиндр 6а, 6b или приемный цилиндр 8а, 8b. Устройство 1 сброса давления управляется извне, например, водителем. Для этого водитель имеет исполнительный механизм 11, который в показанном примере выполнения является рычагом для выбора рабочих программ автомобиля, например, с функциями стояночной блокировки Р, заднего хода R, нейтрального положения N, переднего хода D и ручного управления +, – автоматизированной коробкой передач.

Через воздействующее соединение 12, которое может быть тросом Боудена или электрическим соединительным средством, передается команда на переключение с исполнительного механизма 11 в устройство 1 сброса давления, при этом в показанном примере выполнения воздействующее соединение воздействует на два блокировочных устройства 18, которые предотвращают выравнивание объемов и в случае приведения в действие обеспечивают его.

Принцип действия показанной на фиг.1 трансмиссии 100 сводится к следующему.

Устройство 50 управления коробкой передач управляет устройством приведения в действие коробки передач, которое в зависимости от ситуации включает и выключает передачи в коробке передач и для этого координирует исполнительные механизмы, такие как электродвигатели 21а, 21b для приведения в действие сцеплений 2а, 2b, за счет чего осуществляется полная автоматизация трансмиссии 100, или же водитель может за счет толчкового перемещения рычага переключения в положение “+, -” выполнять переключение извне с помощью автоматизированного сцепления 2. Если задающие цилиндры 6а и 6b находятся в исходном положении, т.е. сцепления 2а, 2b выключены, то давление в устройствах 5а, 5b выключения равно атмосферному давлению за счет соединения с не изображенным компенсационным резервуаром. Возможно существующее давление снимается. При приведении в действие задающих цилиндров 6а, 6b закрывается соединение с компенсационным резервуаром, в магистрали 7а, 7b создается давление и приводятся в действие фрикционные сцепления 2а, 2b. Если в такой ситуации выйдет из строя устройство 50 управления, то задающие цилиндры 6а, 6b остаются в своем моментальном положении, за счет чего сцепления 2а, 2b в зависимости от положения рычажных механизмов 4с, 4d остаются во фрикционном зацеплении. Для обеспечения в этом случае отсоединения двигателя внутреннего сгорания 40 от коробки передач 30 водитель приводит в действие исполнительный механизм 11 и тем самым устройство 1 сброса давления, так что созданное в магистралях 7а, 7b давление снимается и сцепления 2а, 2b выключаются. Особенно предпочтительным образом различные положения исполнительного механизма 11 используются в качестве переключательных рычагов для приведения в действие устройства сброса давления. Например, устройство 1 сброса давления приводится в действие принципиально в нейтральном положении N и блокировки на стоянке Р, так что перед водителем не возникает проблема принятия решения о приведении в действие исполнительного механизма в определенных ситуациях, а устройство выравнивания объемов заодно приводится в действие в ситуациях, в которых водитель и без этого должен приводить в действие рычаг переключения, например при остановке или в небезопасных ситуациях на дороге.

На фиг.2 показан подробно пример выполнения устройства 1а сброса давления для устройства 5а выключения, согласно фиг.1. Корпус 22 имеет соответствующее соединение 13 со стороны задающего цилиндра и соединение 14 со стороны приемного цилиндра и встроен в гидравлическую магистраль 7а. Между обоими соединениями 13, 14 выполнена камера 15 с заданными, в идеальном случае минимальными мертвыми объемами, которые ограничиваются поршнем 16. Поршень 16 размещен в другой камере 26 и герметизирует обе камеры 15, 26 друг от друга с помощью уплотнительного средства 20, которое может быть кольцевым уплотнением, таким как уплотнение с П-образным профилем или кольцом круглого сечения. Блокировочное устройство 18, которое в показанном примере выполнения выполнено в виде выступающего в поршень штифта 18, служащего продолжением троса 12 Боудена, который проходит через проход 19, удерживает поршень 16 в фиксированном состоянии в его осевом положении. При этом проход 19 может иметь уплотняющее действие и дополнительно служить для размещения оплетки троса 12 Боудена. Для минимизации мертвого объема камеры 15 на поршень 16 воздействует сила, создаваемая аккумулятором 17 энергии, в данном случае спиральной пружиной. В корпусе 22 выполнено отверстие 27 для выравнивания давлений. Понятно, что воздействие на поршень силы для минимизации мертвого объема камеры 15 можно осуществлять с помощью других или альтернативных средств, например отверстие 27 можно закрывать или подавать на него давление, при этом аккумулятор 17 энергии может иметь другие размеры или же может отсутствовать. Согласно специальному примеру выполнения в отверстии 27 можно создавать давление, которое поставляется исполнительным механизмом 11 (см. фиг.1), например, с помощью гидравлического переключателя с устройством создания давления.

На фиг.2 показано устройство 1а сброса давления в блокированном состоянии. На фиг.3 показано то же устройство 1а сброса давления в приведенном в действие состоянии с оттянутым назад тросом 12 Боудена и тем самым с открытым блокировочным устройством 18, которое вытянуто из углубления 28 в поршне 16, так что при наличии в магистрали 7а давления, воздействующего на поршень 16 с силой давления, которая больше пружинной силы аккумулятора 17 энергии, поршень смещается и тем самым объем камеры 15 увеличивается, что приводит к выключению сцепления 2а (см. фиг.1).

На фиг.4 показана ситуация, в которой в подводящей магистрали 7а отсутствует давление, например, когда задающий цилиндр 6а находится в исходном положении, в котором подводящая магистраль 7а соединена с компенсационным резервуаром. В этом случае блокировочное устройство также открыто за счет приведения в действие через трос 12 Боудена, потому что водитель, например, при действующем устройстве 50 управления выбрал положение блокировки при стоянке или нейтральное положение, однако положение поршня 16 не изменилось, поскольку он удерживается в своем положении аккумулятором 17 энергии. За счет этого объем камеры 15 остается постоянным. Следует отметить, что при соответствующем выполнении аккумулятора 17 энергии, в частности, относительно массы поршня 16 и/или гистерезиса уплотнительного средства 20 устройство 1а сброса давления может одновременно выполнять функцию так называемого сглаживающего фильтра для демпфирования колебаний в магистрали 7а, которые возникают вследствие осевых колебаний двигателя внутреннего сгорания и передаются через сцепление.

Формула изобретения

1. Трансмиссия с фрикционным сцеплением в силовом потоке между двигателем внутреннего сгорания и коробкой передач, содержащей входную часть, по меньшей мере одну отключаемую от входной части выходную часть и по меньшей мере одно устройство выключения, при этом по меньшей мере одна выходная часть в ненагруженном состоянии отключена от входной части и с помощью по меньшей мере одного устройства выключения приводится во фрикционное зацепление с входной частью, а по меньшей мере одно устройство выключения образовано из задающего цилиндра и приемного цилиндра, соединенного с помощью гидравлической магистрали с задающим цилиндром, отличающаяся тем, что в гидравлической магистрали между задающим цилиндром и приемным цилиндром расположено устройство сброса давления для сброса действующего между задающим цилиндром и приемным цилиндром давления, если оно снаружи приводится в действие.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что фрикционное сцепление является двойным сцеплением, содержащим входную часть и соответствующую выходную часть, жестко соединенную с возможностью вращения с входным валом коробки передач, при этом соответствующее устройство выключения приводит в действие кольцевую часть, установленную с возможностью перемещения в осевом направлении, жестко соединенную с возможностью вращения с входной частью.

3. Трансмиссия по п.2, отличающаяся тем, что оба устройства выключения снабжены соответствующим устройством сброса давления.

4. Трансмиссия по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что устройство сброса давления приводится в действие водителем посредством исполнительного механизма.

5. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, что два устройства сброса давления выполнены с возможностью приведения их в действие посредством одного единственного исполнительного механизма.

6. Трансмиссия по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что два устройства сброса давления для двойного сцепления размещены в одном корпусе.

7. Трансмиссия по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно устройство сброса давления интегрировано в задающий цилиндр или в приемный цилиндр.

8. Трансмиссия по п.4, отличающаяся тем, что исполнительный механизм является соединенным с устройством сброса давления рычагом для выбора водителем рабочей программы коробки передач.

9. Трансмиссия по п.8, отличающаяся тем, что устройство сброса давления приводится в действие в зависимости от положения рычага выбора.

10. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что приведение в действие устройства сброса давления осуществляется в выбранном положении – нейтральная передача (N) или запирание трансмиссии на стоянке (Р).

11. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что приведение в действие устройства сброса давления не осуществляется в выбранном положении движения вперед (D) или назад (R) или в положении программы ручного управления (+, -).

12. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что устройство сброса давления имеет входной приемный канал и выходной канал и между ними расположена камера с мертвым объемом, который можно увеличивать посредством перемещаемого в осевом направлении, уплотненного относительно камеры поршня против действия аккумулятора энергии, когда воздействующая на поршень вследствие давления в магистрали сила больше действующей на поршень осевой силы аккумулятора энергии и поршень освобожден от функционального соединения относительно его перемещения в осевом направлении.

13. Трансмиссия по любому из пп.8-12, отличающаяся тем, что функциональное соединение является тросом Боудена, соединенным с исполнительным механизмом.

14. Трансмиссия по любому из пп.8-12, отличающаяся тем, что функциональное соединение является электрическим функциональным соединением, приводимым в действие штифтом, который соединен с приводимым в действие электрически переключателем, установленным на исполнительном механизме.

15. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что электрическое функциональное соединение выполнено с возможностью воздействия на приводимый в действие электрически штифт, который соединен с предусмотренным на исполнительном механизме переключателем.

16. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что функциональное соединение выполнено с возможностью воздействия на приводимый в действие электрический клапан, который соединен с установленным на исполнительном механизме переключателем.

17. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что электрическое функциональное соединение воздействует на электрический клапан, который непосредственно образует устройство сброса давления.

18. Трансмиссия по п.14, отличающаяся тем, что электрическое функциональное соединение выполнено с возможностью приведения в действие устройства сброса давления в обесточенном состоянии.

19. Трансмиссия по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что приведение в действие устройства сброса давления не осуществляется при быстрой смене рабочих программ движения вперед (D) и движения назад (R) с прохождением положения рычага выбора для рабочей программы нейтральное положение (N).

20. Трансмиссия по любому из пп.9-12, отличающаяся тем, что при приведении в действие устройства сброса давления, после выбора рабочей программы, нейтральное положение (N) задерживается на заданное время задержки.

21. Трансмиссия по п.20, отличающаяся тем, что время задержки находится в диапазоне между 0,1 и 1 с.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 03.03.2009

Извещение опубликовано: 20.07.2010 БИ: 20/2010