Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия на основе двух дифференциальных механизмов

Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия на основе двух дифференциальных механизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники. Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве бесступенчатой механической трансмиссии как стационарных, так и транспортных машин, в том числе с гибридными силовыми установками.

Уровень техники. Известны многочисленные варианты трехпоточных трансмиссий, содержащие по две электрические машины и по два элементарных дифференциальных механизма, соединенные по одной из возможных 144 схем (YUAN Shi-hua и др. Analysis of the compound split transmission based on the four-port power split device. Journal of Beijing Institute of Technology, 2012, vol. 21, №1., c.50-57). Недостатком всех указанных схем является то, что на основе двух элементарных дифференциальных механизмов невозможно реализовать более двух бесступенчатых диапазонов, которые могут переключаться при синхронных скоростях соединяемых и разъединяемых звеньев.

Известны сложные планетарные механизмы с четырьмя и более основными звеньями (Н.В. Филичкин. АНАЛИЗ ПЛАНЕТАРНЫХ КОРОБОК ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНЫХ И ТЯГОВЫХ МАШИН. ЮУрГУ, Челябинск, 2008, с.13-14). Один многозвенный планетарный механизм, содержащий многовенцовые и(или) сцепленные сателлиты, способен заменить два соединенных между собой элементарных механизма; общее количество деталей при этом уменьшается.

Известна многопоточная трансмиссия по патенту US 8371983, содержащая входной вал, выходной вал, две электрические машины, один четырехзвенный планетарный механизм, один трехзвенный планетарный механизм и управляющие механизмы (муфты, тормоза), причем два звена четырехзвенного планетарного механизма постоянно попарно соединены с двумя звеньями трехзвенного планетарного механизма. Это устройство принято за аналог предлагаемого изобретения. Недостатком указанного устройства является то, что его выходной вал постоянно непосредственно соединен с одним из звеньев четырехзвенного дифференциального механизма, что делает возможным реализацию только одного диапазона передачи мощности между входным и выходным валами с бесступенчатым регулированием по трехпоточной схеме.

Известна также многодиапазонная многопоточная объемная гидромеханическая передача (патент RU №2269707), содержащая входной и выходной валы, две гидравлически связанные обратимые регулируемые гидромашины, четырехзвенный дифференциал и четыре переключающих механизма. Это устройство также является аналогом предлагаемого изобретения. Недостатком указанного устройства является то, что на низшем диапазоне в нем реализуется двухпоточная схема с входным дифференциалом, а на высшем диапазоне - двухпоточная схема с выходным дифференциалом.

Известна также многодиапазонная многопоточная бесступенчатая трансмиссия (US 20080171625), включающая две электрические машины, механизмы переключения и четыре планетарных механизма, один из которых в части вариантов устройства выполнен четырехзвенным. Это устройство также является аналогом предлагаемого изобретения. Его недостатком также является то, что низший и высший диапазоны выполнены по двухпоточной схеме с одним дифференциалом.

Касательно приведенных аналогов предлагаемого изобретения следует заметить, что двухпоточные схемы по сравнению с трехпоточными не позволяют эффективно использовать установленную мощность бесступенчато-регулируемого звена (электрической, гидрообъемной или фрикционной передачи), поскольку при остановке одного из подвижных звеньев бесступенчато-регулируемого звена останавливается или входной (в схемах с выходным дифференциалом) или выходной (в схемах с входным дифференциалом) валы. По этой причине ширина диапазона двухпоточной передачи в области оптимальных режимов бесступенчато-регулируемого звена всегда оказывается завышенной (вплоть до бесконечности) в направлении повышения, либо понижения передаточного отношения. При одинаковой ширине диапазона установленная мощность бесступенчато-регулируемого звена в двухпоточных трансмиссиях всегда оказывается выше, чем в трехпоточных трансмиссиях, а КПД трансмиссии, наоборот, ниже.

Известны несколько многодиапазонных трехпоточных трансмиссий (патенты РФ №2460918, №2460919, №2460921), включающих бесступенчато-регулируемое звено, элементарный дифференциальный механизм первого разделения постоянного зацепления, два элементарных дифференциальных механизма второго разделения (прямых и обратных режимов) постоянного зацепления и переключаемую согласующую коробку передач. Их общим недостатком является большое количество планетарных механизмов в дифференциальном блоке и сопряженные с этим большое количество деталей, значительные габариты дифференциального блока и высокие постоянные потери на трение (не зависящие от нагрузки).

Одно из устройств, описанное в патенте №2460921 и включающее корпус, входной и выходной валы, варьирующее звено, дифференциальную передачу первого разделения, дифференциальную передачу второго разделения и согласующую передачу, характеризуется тем, что дифференциальная передача первого разделения состоит из одного дифференциального механизма, дифференциальная передача второго разделения состоит из двух дифференциальных механизмов - прямых и обратных режимов, а согласующая передача выполнена по трехвальной схеме с, как минимум, одним промежуточным валом, закрепленным в опорах вращения в корпусе, причем входной вал бесступенчатой коробки передач соединен с входными звеньями дифференциальных передач первого и второго разделения, а промежуточный вал выполнен с возможностью периодического кинематического соединения с выходными звеньями дифференциальных механизмов прямых и обратных режимов второго разделения, а также с выходным валом согласующей передачи, выполняющим роль выходного вала всей коробки передачи. Это устройство имеет наибольшее количество общих признаков с предлагаемым изобретением и принято за прототип.

Задача изобретения. Задачей изобретения является упрощение конструкции многодиапазонной трехпоточной трансмиссии, снижение массы и уменьшение потерь на трение в ней за счет уменьшения количества дифференциальных механизмов.

Указанная задача решается тем, что предложена многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия, включающая корпус, входной вал, выходной вал, бесступенчато-регулируемое звено, дифференциальный блок и многодиапазонную согласующую коробку передач, характеризующаяся тем, что дифференциальный блок состоит из одного четырехзвенного планетарного механизма и одного трехзвенного планетарного механизма, причем два звена четырехзвенного планетарного механизма постоянно попарно соединены с двумя звеньями трехзвенного планетарного механизма, входной вал соединен с любым одним входным звеном дифференциального блока, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с любыми двумя другими выходными звеньями дифференциального блока и с выходным валом, бесступенчато-регулируемое звено соединено с корпусом и двумя звеньями дифференциального блока, свободными от связи с входным валом и многодиапазонной согласующей коробкой передач, многодиапазонная согласующая коробка передач также соединена с корпусом и содержит управляющие элементы, подключающие выходные звенья дифференциального блока к выходному валу с различными передаточными отношениями, а передаточное отношение от одного выходного звена дифференциального блока к другому выходному звену дифференциального блока при остановленном входном валу имеет отрицательный знак.

Другим отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с двумя свободными звеньями четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с общими звеньями трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с двумя свободными звеньями четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном трехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним свободным звеном трехзвенного планетарного механизма, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов и с одним свободным звеном четырехзвенного планетарного механизма, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Еще одним отличием предложенного изобретения является то, что входной вал многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии соединен с одним общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов, многодиапазонная согласующая коробка передач соединена с одним свободным звеном трехзвенного и одним свободным звеном четырехзвенного планетарных механизмов, а бесступенчато-регулируемое звено соединено с одним свободным звеном четырехзвенного и с другим общим звеном трехзвенного и четырехзвенного планетарных механизмов.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет сцепленные одновенцовые сателлиты.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет многовенцовые сателлиты.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что четырехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет сцепленные многовенцовые сателлиты.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что трехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет одновенцовые сателлиты.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что трехзвенный планетарный механизм дифференциального блока многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии имеет многовенцовые сателлиты.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде фрикционной передачи.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде последовательной электрической передачи, а электрические машины передачи энергетически соединены между собой.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнено в виде последовательной гидрообъемной передачи, а гидравлические машины передачи энергетически соединены между собой.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что бесступенчато-регулируемое звено многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии включает, по меньшей мере, один редуктор с постоянным передаточным отношением.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия содержит управляющий элемент, непосредственно подключающий входной вал к выходному валу.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что управляющие элементы многодиапазонной согласующей коробки передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии допускают одновременное подключение выходных звеньев дифференциального блока к выходному валу с различными передаточными отношениями.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии содержит, по меньшей мере, два диапазона переднего хода и, по меньшей мере, один диапазон заднего хода.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по двухвальной кинематической схеме.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по трехвальной кинематической схеме таким образом, что на одном из диапазонов одно из выходных звеньев дифференциального блока может непосредственно подключаться к выходному валу.

Следующим отличием предложенного изобретения является то, что многодиапазонная согласующая коробка передач многодиапазонной трехпоточной бесступенчатой трансмиссии выполнена по планетарной кинематической схеме таким образом, что на одном из диапазонов одно из выходных звеньев дифференциального блока может непосредственно подключаться к выходному валу.

Описание фигур. Устройство представлено на 36 фигурах.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого изобретения.

На фиг.2-10 изображены восемь возможных вариантов обобщенных структурных схем дифференциального блока предлагаемого изобретения.

На фиг.11 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.2.

На фиг.12 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.11, при остановленном входном валу 1.

На фиг.13 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.3.

На фиг.14 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.13, при остановленном входном валу 1.

На фиг.15 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.4.

На фиг.16 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.15, при остановленном входном валу 1.

На фиг.17 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.5.

На фиг.18 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.17, при остановленном входном валу 1.

На фиг.19 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.6.

На фиг.20 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.19, при остановленном входном валу 1.

На фиг.21 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.7.

На фиг.22 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.21, при остановленном входном валу 1.

На фиг.23 изображен другой пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.7.

На фиг.24 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.23, при остановленном входном валу 1.

На фиг.25 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.8.

На фиг.26 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.25, при остановленном входном валу 1.

На фиг.27 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.9.

На фиг.28 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.27, при остановленном входном валу 1.

На фиг.29 изображен пример кинематической схемы дифференциального блока, соответствующей обобщенной структурной схеме, изображенной на фиг.10.

На фиг.30 изображен план скоростей звеньев кинематической схемы, изображенной на фиг.29, при остановленном входном валу 1.

На фиг.31 изображен пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач двухвального исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед и одним бесступенчатым диапазоном движения назад.

На фиг.32 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач двухвального исполнения по фиг.31.

На фиг.33 изображен пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач трехвального исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед и одним бесступенчатым диапазоном движения назад.

На фиг.34 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач трехвального исполнения по фиг.33.

На фиг.35 изображен, в виде половинного сечения, пример кинематической схемы многодиапазонной согласующей коробки передач планетарного исполнения с четырьмя бесступенчатыми диапазонами движения вперед, одним бесступенчатым диапазоном движения назад и прямой передачей.

На фиг.36 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач планетарного исполнения по фиг.35.

Осуществление изобретения. Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия (фиг.1) включает входной вал 1, выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4, бесступенчато-регулируемое звено 5, которое соединено валами 6 и 7 с дифференциальным блоком 4 и имеет реакцию опоры (соединение с неподвижным корпусом) 8, а также согласующую коробку передач 9 и выходной вал 10. Входной вал 1 связан с дифференциальным блоком 4, выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4 связаны с согласующей коробкой передач 9, а согласующая коробка передач 9 также связана с корпусом 8 и выходным валом 10. Многодиапазонная трехпоточная бесступенчатая трансмиссия также содержит управляющий механизм (муфту) 11 прямого соединения входного вала 1 и выходного вала 10. В любом варианте выполнения структурной схемы (фиг.2-10) дифференциальный блок 4 содержит один трехзвенный дифференциальный механизм D1 (12) и один четырехзвенный дифференциальный механизм D2 (13). Во всех вариантах выполнения устройства звенья 14 и 15 являются общими для обоих дифференциальных механизмов.

Варианты кинематических схем, представленные на фиг.11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27 и 29, включают бесступенчато-регулируемое звено в виде двух регулируемых электрических машин E1 и E2, состоящих из роторов 16, 17 и статоров 18, 19. Ротор 16 соединен с валом 6, ротор 17 соединен с валом 7. В одном из вариантов осуществления изобретения между ротором (16 или 17) и соответствующим ему валом (6 или 7) может быть размещен понижающий редуктор (на фигурах не показан). Электрические машины энергетически соединены между собой посредством, например, двух автономных инверторов напряжения с промежуточным звеном постоянного тока (на фигурах не показаны).

Трехзвенный дифференциальный механизм D1 (12) включает центральные колеса 20 и 21, водило 22 и ряд сателлитов 23. Сателлиты 23 могут быть как одновенцовыми (фиг.11, 15, 21, 23, 27, 29), так и двухвенцовыми (фиг.13, 17, 19, 25).

Четырехзвенный дифференциальный механизм D2 (13) включает центральные колеса 24, 25 и 26, водило 27 и один ряд многовенцовых сателлитов 28 (фиг.19, 27) либо два ряда сцепленных сателлитов 28 и 29 (фиг.11, 13, 15, 17, 21, 23, 25, 29).

Выходные звенья 2 и 3 дифференциального блока 4 могут либо выходить соосно, со стороны, противоположной входному валу 1 (фиг.13, 15, 17, 21, 25, 29), либо одно из звеньев (фиг.11, 27) или оба звена (фиг.19, 23) выходят в пространство между электрических машин. Крутящий момент от выведенных в пространство между электрических машин звеньев 2 и 3 отбирается посредством зубчатых венцов 30 и 31 цилиндрических передач (остальные детали передач не показаны).

Согласующая коробка передач 9 (фиг.1) имеет несколько возможных вариантов устройства, каждый из которых не меняет сущности изобретения и ведет к получению заявленного результата.

На фиг.31 изображена согласующая коробка передач двухвального типа с четырьмя диапазонами движения вперед и одним диапазоном движения назад. Она включает два соосных первичных вала - внешний 32 и внутренний 33, соединенных соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4 непосредственно либо кинематически, например, посредством промежуточных зубчатых передач с постоянным передаточным отношением. На внешнем первичном валу 32 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса заднего диапазона 34, первого диапазона 35 и третьего диапазона 36. При увеличении числа диапазонов на внешнем первичном валу 32 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих нечетных диапазонов. Колеса 34, 35 и 36 могут жестко соединяться с валом 32 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 37 (M1), 38 (M2) и 39 (M3) кулачкового или фрикционного типа. На внутреннем первичном валу 33 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса второго диапазона 40 и четвертого диапазона 41. При увеличении числа диапазонов на внутреннем первичном валу 33 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих четных диапазонов. Колеса 40 и 41 могут жестко соединяться с валом 33 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 42 (M4) и 43 (M5), также кулачкового или фрикционного типа. Ведущее зубчатое колесо заднего диапазона 34 входит с ведомым колесом 44 посредством паразитного вала-шестерни 45 либо в постоянное зацепление (на фиг.31), либо паразитный вал-шестерню вводят в зацепление отдельным приводом (на фигурах не показано). В этом случае муфта 37 (M1) отсутствует, а колесо 34 жестко соединено с валом 32. Ведущие зубчатые колеса диапазонов переднего хода 35, 36, 40 и 41 входят в постоянное зацепление с колесами 46, 47, 48 и 49 соответственно. Колеса 44, 46, 47, 48 и 49 жестко закреплены на вторичном валу 50, который является выходным валом 10 всей трансмиссии. Реакции сил в зацеплениях, передающиеся на валы 32, 33, 45 и 50, воспринимаются корпусом 8.

На фиг.32 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач двухвального типа по фиг.31, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 10 состояний управляющих механизмов. При разомкнутом состоянии всех муфт реализуется состояние “нейтрали” в трансмиссии. При замкнутой муфте 37 (M1) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 34 заднего диапазона, паразитного колеса 45 и ведомого колеса 44 связан с выходным валом 10, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых одновременно двух муфтах 37 (M1) и 38 (M2) выходной вал 10 и одно из звеньев дифференциального блока 4, соединенное с валом 32, блокируются за счет избыточной кинематической связи. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (P). При замкнутой муфте 38 (M2) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 35 первого диапазона и ведомого колеса 46 связан с выходным валом 10, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутой муфте 42 (M4) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 второго диапазона и ведомого колеса 47 связан с выходным валом 10, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутой муфте 39 (M3) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 третьего диапазона и ведомого колеса 47 связан с выходным валом 10, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнутой муфте 43 (M5) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 41 четвертого диапазона и ведомого колеса 49 связан с выходным валом 10, что реализует четвертый бесступенчатый диапазон переднего хода (IV). Помимо бесступенчатых диапазонов движения вперед согласующая коробка передач по фиг.31 обеспечивает три режима переднего хода с фиксированным передаточным отношением, при которых одновременно замыкаются две муфты смежных диапазонов. При одновременном замыкании муфт 38 (M2) и 42 (M4) реализуется первая фиксированная передача (I+II). При одновременном замыкании муфт 42 (M4) и 39 (M3) реализуется вторая фиксированная передача (II+III). При одновременном замыкании муфт 39 (M3) и 43 (M5) реализуется третья фиксированная передача (III+IV).

На фиг.33 изображена согласующая коробка передач трехвального типа с четырьмя диапазонами движения вперед и одним диапазоном движения назад. Она включает два соосных первичных вала - внешний 32 и внутренний 33, соединенных соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4 непосредственно либо кинематически, например, посредством промежуточных зубчатых передач с постоянным передаточным отношением. На внешнем первичном валу 32 установлены с возможностью свободного вращения ведущие зубчатые колеса заднего диапазона 34, первого диапазона 35 и третьего диапазона 36. При увеличении числа диапазонов на внешнем первичном валу 32 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих нечетных диапазонов. Колеса 34, 35 и 36 могут жестко соединяться с валом 32 соответственно посредством управляющих механизмов (муфт) 37 (M1), 38 (M2) и 39 (M3) кулачкового или фрикционного типа. На внутреннем первичном валу 33 установлено с возможностью свободного вращения ведущее зубчатое колесо второго диапазона 40. При увеличении числа диапазонов на внутреннем первичном валу 33 устанавливают ведущие зубчатые колеса всех последующих четных диапазонов. Колесо 40 может жестко соединяться с валом 33 посредством управляющего механизма (муфты) 42 (M4), кулачкового или фрикционного типа. Вал 33 может жестко соединяться с выходным валом 10 посредством управляющего механизма (муфты) 43 (M5) также кулачкового или фрикционного типа. Ведущее зубчатое колесо заднего диапазона 34 входит с ведомым колесом 44 посредством паразитного вала-шестерни 45 либо в постоянное зацепление (на фиг.31), либо паразитный вал-шестерню вводят в зацепление отдельным приводом (на фигурах не показано). В этом случае муфта 37 (M1) отсутствует, а колесо 34 жестко соединено с валом 32. Ведущие зубчатые колеса диапазонов переднего хода 35, 36 и 40 входят в постоянное зацепление с колесами 46, 47 и 49 соответственно. Колеса 44, 46, 47, и 48 жестко закреплены на промежуточном валу 51. На этом же валу жестко закреплено зубчатое колесо 52, находящееся в постоянном зацеплении с зубчатым колесом 53, жестко закрепленным на выходном валу 10. Валы 32, 33 и 10 в согласующей коробке передач трехвального типа соосны. Реакции сил в зацеплениях, передающиеся на валы 32, 33, 45, 51 и 10, воспринимаются корпусом 8.

На фиг.34 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач трехвального типа по фиг.33, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 10 состояний управляющих механизмов. При разомкнутом состоянии всех муфт реализуется состояние “нейтрали” в трансмиссии. При замкнутой муфте 37 (M1) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 34 заднего диапазона, паразитного колеса 45, ведомого колеса 44 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых одновременно двух муфтах 37 (М1) и 38 (M2) выходной вал 10 и одно из звеньев дифференциального блока 4, соединенное с валом 32, блокируются за счет избыточной кинематической связи. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (P). При замкнутой муфте 38 (M2) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 35 первого диапазона, ведомого колеса 46 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутой муфте 42 (M4) внутренний первичный вал 33 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 второго диапазона, ведомого колеса 47 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутой муфте 39 (M3) внешний первичный вал 32 посредством зацепления ведущего зубчатого колеса 36 третьего диапазона, ведомого колеса 47 промежуточного вала 51, ведущего колеса 52 промежуточного вала 51 и ведомого колеса 53 связан с выходным валом 10, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнутой муфте 43 (M5) внутренний первичный вал 33 непосредственно связан с выходным валом 10, что реализует четвертый бесступенчатый диапазон переднего хода (IV). Помимо бесступенчатых диапазонов движения вперед согласующая коробка передач по фиг.33 обеспечивает три режима переднего хода с фиксированным передаточным отношением, при которых одновременно замыкаются две муфты смежных диапазонов. При одновременном замыкании муфт 38 (M2) и 42 (M4) реализуется первая фиксированная передача (I+II). При одновременном замыкании муфт 42 (M4) и 39 (M3) реализуется вторая фиксированная передача (II+III). При одновременном замыкании муфт 39 (M3) и 43 (M5) реализуется третья фиксированная передача (III+IV).

На фиг.35 изображена согласующая коробка передач планетарного типа с четырьмя диапазонами движения вперед, одним диапазоном движения назад и прямой передачей. Она включает три соосных первичных вала - внутренний ведущий вал 1, внешний вал 32 и средний вал 33. Валы 32 и 33 непосредственно соединены соответственно с выходными звеньями 2 и 3 дифференциального блока 4. Вал 1 может непосредственно подсоединяться к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 11 (M7) кулачкового или фрикционного типа. Вал 32 жестко связан с центральным колесом 54 планетарного редуктора заднего, первого и третьего диапазонов (R, I, III), в состав которого входят также центральное колесо 55, жестко связанное с корпусом 8 и водило 56 с сателлитами 57. Водило 56 может подсоединяться к солнечному колесу 58 планетарного редуктора заднего, первого и второго диапазонов (R, I, II) посредством управляющего механизма (муфты) 59 (M3) и к водилу 60 упомянутого редуктора посредством управляющего механизма (муфты) 61 (M1). Вал 32 может подсоединяться к солнечному колесу 58 планетарного редуктора заднего, первого и второго диапазонов посредством управляющего механизма (муфты) 62 (M4). Солнечное колесо 58 входит в постоянное зацепление с сателлитом 63, ось которого закреплена в водиле 60. Водило 60 может подсоединяться к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 64 (M5), к солнечному колесу 58 посредством управляющего механизма (блокировочной муфты) 65 (M2), а также к корпусу 8 посредством управляющего механизма (тормоза) 66 (T1). Сателлит 63 также находится в постоянном зацеплении с коронным колесом 67, которое может подсоединяться к корпусу 8 посредством управляющего механизма (тормоза) 68 (T2) и к выходному валу 10 посредством управляющего механизма (муфты) 69 (M6).

На фиг.36 изображена таблица состояний управляющих элементов согласующей коробки передач планетарного типа по фиг.35, а также области передаточных отношений для каждого режима работы трансмиссии, соответствующие приведенному примеру реализации согласующей коробки передач. Практический смысл представляют 11 состояний управляющих механизмов. При замкнутой муфте 59 (М3) реализуется состояние “нейтрали”. Замыкание муфты 59 (М3) необходимо для того, чтобы избежать лишних степеней свободы в трансмиссии и облегчить переход на смежные режимы работы за счет предварительной синхронизации скоростей сцепляющихся звеньев. При замкнутых муфтах 59 (М3), 69 (М6) и тормозе 66 (Т1) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом и планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным водилом, что реализует бесступенчатый диапазон заднего хода (реверс, R). При замкнутых муфтах 59 (М3), 69 (М6) и тормозе 68 (Т2) выходной вал 10 связан с корпусом 8 трансмиссии. В этом режиме возможна стоянка транспортного средства (Р). При замкнутых муфтах 59 (М3), 64 (М5) и тормозе 68 (Т2) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом и планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным коронным колесом, что реализует первый бесступенчатый диапазон переднего хода (I). При замкнутых муфтах 62 (М4), 64 (М5) и тормозе 68 (Т2) внутренний первичный вал 33 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, II) с заторможенным коронным колесом, что реализует второй бесступенчатый диапазон переднего хода (II). При замкнутых муфтах 61 (M1), 62 (М4), 64 (М5) внешний первичный вал 32 связан с выходным валом 10 посредством планетарного редуктора (R, I, III) с заторможенным коронным колесом, что реализует третий бесступенчатый диапазон переднего хода (III). При замкнуты