ТЕНДЕНЦИИ В ПРОЕКТИРОВАНИИ ТРАНСМИССИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

В настоящее время существуют самые разнообразные конструкции автоматических трансмиссий транспортных средств, в основе которых преимущественно используются дифференциальные механизмы и трансформаторы вращающего момента. [1].

Самыми распространенными автоматическими передачами являются  гидродинамические передачи. Основой таких передач является гидродинамический трансформатор крутящего момента, сочлененный с 5-8-ми ступенчатыми автоматизированными коробками передач, конструкция которых, в основном, базируется на использовании планетарных передач, различные звенья которых включаются либо блокируются с помощью гидравлических муфт и механизмов свободного хода. [2]. Не менее популярны трансмиссии на базе вариаторов, которые обеспечивают бесступенчатое регулирование вращающего момента на выходном валу силового агрегата в зависимости от изменяющейся в процессе его движения нагрузки, максимальный комфорт и безопасность, в том числе при эксплуатации АТС людьми с физическими недостатками. [3, 4].

Еще одна тенденция, которая так же имеет перспективы, – это совершенствование конструкции многоступенчатых механических коробок передач. Очевидно, что перед проектировщиками многоступенчатых коробок передач в этом случае ставятся следующие задачи:

- создание надежной и жесткой конструкции коробки передач с меньшими габаритными размерами и весом;

-   повышение быстродействия и плавности переключения диапазона передач делителя без разрыва потока мощности и без выключения сцепления;

-    обеспечение возможности испытания отдельно узлов коробки передач, что повышает качество общей сборки коробки передач в условиях крупносерийного производства.

В лаборатории Набережночелнинского института КФУ разработана и запатентована новая конструкция автомобильной многоступенчатой коробки передач, основа которой – дифференциальные механизмы. [5]

При реализации данного изобретения могут быть получены следующие технические результаты:

-    исключение из конструкции основного редуктора зубчатых передач  и синхронизатора, образующих делитель коробки передач в прототипах, за счет применения дифференциального делителя приводит к значительному уменьшению осевых размеров и веса вторичного и промежуточного валов, что обуславливает уменьшение веса коробки передач;

-   исключение из конструкции основного редуктора дополнительного ряда зубчатых шестерен заднего хода за счет применения дифференциального демультипликатора с интегрированной задней передачей дополнительно уменьшает осевые размеры и вес вторичного и промежуточного валов;

-   увеличение жесткости промежуточного и вторичного валов основного редуктора за счет уменьшения их осевых размеров при одновременном уменьшении крутильных колебаний и моментов инерции способствует более быстрому выравниванию угловых скоростей вращающихся масс и меньшему износу блокирующих колец синхронизаторов основного редуктора при переключении передач;

-    использование дифференциального делителя в конструкции коробки передач позволяет осуществлять переключение диапазона делителя без выключения сцепления, плавно и без разрыва потока мощности, что обеспечивает уменьшение износа трущихся деталей сцепления, повышение коэффициента использования мощности и повышение топливной экономичности двигателя, так как в моменты переключения диапазона делителя, которые происходят в четыре раза чаще, чем переключение передач основного редуктора, двигатель не переходит в режимы частичных нагрузок;

-      управление дифференциальным делителем осуществляется гидроприводом, включаемым только с помощью кнопки, расположенной на рычаге переключения передач без выключения сцепления, что облегчает управление при движении автомобиля, повышает комфорт и снижает физическую нагрузку на водителя;

-    использование дифференциального демультипликатора с интегрированной задней передачей позволяет передавать полную мощность двигателя в случае необходимости при эксплуатации автомобиля на различных скоростях его движения задним ходом, что особенно важно для автомобилей специального назначения;

-     повышение надежности коробки передач, так как технологический процесс еѐ сборки может быть осуществлен после предварительных стендовых испытаний отдельных еѐ узлов, а именно, дифференциального делителя, основного редуктора и дифференциального демультипликатора, что в свою очередь создает предпосылки для автоматизации процесса общей сборки коробки передач.

Поставленная задача решается тем, что автомобильная многоступенчатая коробка передач состоит из дифференциального делителя, основного четырехскоростного редуктора и дифференциального демультипликатора с интегрированной задней передачей. На Рисунке 1 представлена кинематическая схема предлагаемой коробки передач.

При управлении движением автомобиля происходит последовательное переключение диапазона дифференциального демультипликатора, передач основного редуктора и диапазона дифференциального делителя. Небольшая разница передаточных отношений соседних передач коробки позволяет выбрать оптимальный режим движения в экономичном диапазоне числа оборотов двигателя. Кроме того, это облегчает управление коробкой передач и снижает уровень шума.

В отличие от прототипа, у которого переключение диапазона делителя осуществляется с помощью синхронизатора, в предлагаемой коробке передач для включения ускоряющей передачи осуществляется торможением водила дифференциального делителя ленточными тормозами, для включения прямой передачи ленточные тормоза освобождаются, и происходит автоматическая блокировка водила дифференциального делителя через муфту свободного хода на выходной вал дифференциального делителя.

Список литературы

1.     Волошко В.В., Мавлеев И.Р., Салахов И.И., Галимянов И.Д. Автоматическая коробка передач с дифференциальным гидромеханическим трансформатором [Текст] // Новый университет. Серия: Технические науки. – 2013. – №10. – С.33-36.

2.     Волошко В.В., Галимянов И.Д., Мавлеев И.Р., Салахов И.И. Конструирование и проектирование планетарной коробки передач [Текст] // Новый университет – научный журнал. Серия «Технические науки». – 2012. –№3. – С.58-62.

3.     Волошко В.В., Мавлеев И.Р. Автоматические трансмиссии с динамическими связями на базе дифференциальных гидромеханичексих вариаторов [Текст] // Справочник. Инженерный журнал. – 2012. –№9. – С. 50-55.

4.     Волошко В.В., Мавлеев И.Р. Высокомоментный дифференциальный гидромеханический вариатор [Текст]. Патент №2298125 РФ // «Бюллетень изобретений». – 2009. – №6.

5.     Волошко В.В., Мавлеев И.Р., Салахов И.И. Автомобильная многоступенчатая коробка передач [Текст]. Патент №2508486 РФ // «Бюллетень изобретений». – 2014. – №6.