Способ включения зубчатых муфт ступенчатых трансмиссий

(12) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ 54 сносов включения ЗУБЧАТЫХ муфт(57) 1. Способ включения зубчатых муфт ступен чатых трансмиссий, путем отключения ведущей зубчатой полумуфты от двигателя,синхронизации угловых скоростей полумуфт,замыкания последних и последующего соединения упомянутой полумуфты с двигателем,причем при синхронизации угловую скорость ведущей полумуфты на включаемой ступени поддерживают близкой, но Не равной угловой скорости ведомой полумуфты, отличающийся тем, что процесс синхронизации угловых скоростей полумуфт осуществляют путем дополнительной связи ведомого и ведущего валов посредством регулируемых гидромашин.2. Способ по п.1 отличающийся тем, что максимальную величину рассогласования угловых скоростей устанавливают в пределах 3-5(71) Заявитель Могилевский машиностроительный институт (В)(73) Патентообладатель Могилевский маши ностроительный институт (В)Изобретение относится к трансмиссиям транспортных средств, в частности к способам включения зубчатых муфт механизмов трансмиссий.Известен способ включения зубчатых муфт,реализуемый в инерционных синхронизаторахступенчатых коробок передач 1, Процесс включения ступени в этом случае состоит из двух этапов, На первом этапе под действием момента трения, возникающего при взаимодействии фрикционных элементов синхронизатора, связанных с ведущим и ведомым ва 3 ВУ 1498 С 1 4лами трансмиссии, осуществляется синхронизация угловых скоростей включаемых полумуфт и блокировка перемещения включаемой полумуфты на время процесса синхронизации. На втором этапе, после потной синхронизации угловых скоростей полумуфт в период разблокировки зубчатой муфты вновь возникает отпостельное угловое перемещение полумуфт,наступает десинхронизацпя системы, позволяющая соединить муфту п включить ступень трансмиссии. График этого процесса при включении высшей ступени изображен на фиг. 1. Из него видно, что на первом этапе продолжительностью 1. происходит процесс синхронизации, когда угловые скорости ведущей ад и ш ведомой полумуфт сближаются до момента полною равенства этих скоростей в точке пересечения наклонных прямых. На втором этапе, обозначенном соответственно тд, происходит десинхронизация системы, после чего возможно включение зубчатой муфты. Причем процесс бесшумного и безударного включения зубчатой муфты наблюдается только в Начальной фазе дисинхронизации, когда относительная угловая скорость полумуфт невелика.Длительность процесса синхронизации тд зависит от величины синхронизирующего момента, моментов инерции и угловых скоростей деталей, связанных с ведущей и ведомой полумуфтами, а также сил сопротивления движении в момент переключения. Очевидно, что в многоприводных автомобилях, гусеничных машинах при движении по хорошей дороге наклонные прязчые 601 и со будут пологими. Время синхронизации та, а следовательно и время включения Ев Ступени в этом случае будет большим. При большом сопротивлении движению наклонная прямая (Н будет более крутой, поэтому, чтобы успеть произвести синхронизацию угловых скоростей полумуфт и их включение до полной остановки ведомой полумуфты (602 0), необходимо погасить ту же кинетическую энергию вращающихся масс,связанных с ведущей полумуфтой за более короткое время. Поэтому на таких машинах иногда применяют многодисковые инерционные синхронизаторы, обеспечивающие более высокий синхронизирующий момент, хотя это значительно усложняет конструкцию коробки передач.Как видно, время подключения зубчатых муфт зависит от дорожных условий, а это существенно затрудняет автоматизацию переключения передач таких трансмиссий.Известен также способ переключения скоростей штогоступенчатых зубчатых передач преимущественно металлорежущих станков, в котором команда на включение муфты подается при снижении скорости ведомого элемента на 3-5 И, 2. Для автомобильных коробок пе 10редач реализовать такой способ довольно сложно, так. сопротивление движению, влияющее на интенсивность снижения скорости ведомого элемента муфты, изменяется в больших пределах. В некоторых случаях за время прохождения команды на включение зубчатые муфты вообще останавливаются и включить их, в случае несовпадения зубьев одной со впадинами другой, проблематично.Задачей изобретения является разработка способа быстрого и надежного, без шума и ударов включения зубчатых муфт ступенчатых трансмиссий, позволяющего сократить длительность процесса синхронизации и обеспечить требуемую для безударного включения величину рассогласования угловых скоростей полумуфт в процессе десинхронизации и поддерживать ее до полной остановки машины или до включения зубчатой муфты. Реализация такого способа включения зубчатых муфт обеспечит широкие возможности автоматизации трансмиссий с переключением ступеней и диапазонов зубчатыми муфтами.Решение указанной задачи достигается тем,что на время переключения ступени в коробке передач ведущий и ведомый валы охватываются постоянной ища регулируемой связью,обеспечивающей передаточное отношение их угловых скоростей на включаемой ступени близкое, но не равное передаточному отношению при включенной ступени и последующее ее исключение после замыкания муфты.Сущность изобретения поясняется схемой и графиками. На фиг.1 представлен график измения параметров процесса включения зубчатой муфты при переключении на высшую ступень в обычной коробке передач. На фиг.2 представлена схема вальной ступенчатой коробки передач, реализующей предлагаемый способ безударного включения зубчатых муфт. На фит.3 представлен трафик изменения параметров процесса включения зубчатой муфты предложенным способом.Пример возможной реализации предложенного способа безударного включения зубчатых муфт представлен на фит.2. В обычной вальной ступенчатой коробке передач, отделяемой от двигателя муфтой сцепления 1, ведущий вал 2 связан с регулируемой гидромащиной 3, которая в свою очередь, гтщролиниямгт 4 и 5 связаны с такой же гидромашиной 6, но установленной на ведомом валу 7, на котором расположены ведущие зубчатые полумуфты 8 и 9, взаимодействующие с полумуфтами 10, 11 и 12, 13, связанными с шестернями ступеней коробки передач. Регулирующее устройство 14 управляет гидромашинами 3 и 6 при переключении ступеней в движении, а при остановках и в процессе движения оно их отключает. Предохранительный 15 И обратный 16 клапаныпозволяют обеспечить нормальную работу гидросистемы и защитить ее от перегрузок.При начале движения и при переключении ступеней на остановленной машине регулирующее устройство 14 отключает гидромашины 3, б, т.е. выводит их на нулевую подачу и они не препятствуют вращению валов 2 и 7. Включение зубчатых муфт осуществляется как обычно. В этом же состоянии находятся гидромашины И при ДВИЖЕНИИ, ЧТОБЫ НЕ ЯБЛЯЛИСЬ дополнительными потребителями мощности ДВИГЗТБЛШ.При переключении ступени в движении после вывода зубчатой полумуфты, например, 8 из зацепления с полумуфтой 10 предыдущей ступенъд регулирующее устройство 14 устанавливает подачу ШДРОМаШИН 3 И 6 ТЗКИМ Образом, чтобы угловая скорость вала 7 и связанной с ним зубчатой полумуфты 8 была близка,но не равна угловой скорости зубчатой полумуфты 11 включаемой ступени, связанной с ведущим валом 2 и гидромашиной 3. Максимальную величину рассогласования угловых скоростей устанавливают в пределах 35 рад с в зависимости от числа зубьев, модуля и конфигурации их заходных кромок. При такой величине рассогласования происходит бесшумное и безударное замыкание зубчатыхполумуфт 8 и 11. Последующая степень вклю чена.График протекания процесса при реализации предложенного способа безударного включения зубчатых муфт изображен на фиг.З. Из него ВИДНО, ЧТО ОН ПОЗВОЛЯЕТ ПВРВРВСПРВДЛИТЬ ПОдлительности фазы синхронизации т и деснихроннзации тд в пользу последней, причем длительность фазы синхронизации 1. при любых условиях движения остается практически одинаковой, что очень важно для автоматизации процесса переключения, т.к. разная величина кинетической энергии при выравнивании угловых скоростей полумуфт будет сказываться не на длительности фазы тс, как это наблюдается в обычной коробке передач, а на величину КруТЯЩСТП МОМЕНТЕ. на валах ГИДРОмашин 3 и 6. Фаза рассогласования тд, в течение которой производится включение зубчатой муфты, в предложенном способе значительно продолжительнее, чем в обычной коробке передач, что также важно при автоматизации процесса переключения, т.к. СНИЖЗЕТ ТРСБОВЭННЯ К ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ механизмам включения зубчатых муфт. Длительность фазы рассогласования поддерживается за счет кинетической Энергии движущегося транспортного средства, поскольку ведущий 2 и ведомый 7 валы связаны гидромашинами 3 И б, И ЗНКЭНЧИВЗТСЯ В МОМЕНТ ОСТЗНОВКИ транспортного средства.Таким образом, предлагаемый способ включения зубчатых муфт ступенчатых трансмиссий позволяет обеспечить быстрое н надежное их соединение в широком диапазоне изменения внешних условий при стабильном протекании процесса, что дает хорошие возможности создания автоматических коробок передач с переключением ступеней зубчатыми муфтами.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь, 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.