Содержание

Коробка передач ГАЗ-52


Техническая характеристика коробки передач ГАЗ-52

Размеры подшипников в мм:

— переднего (150209К) первичного вала — 85 х 45 х 19
— заднего (150307К) вторичного и промежуточного вала — 80 х 35 х 21
— переднего роликового цилиндрического (6Н-42207К) промежуточного вала — 72 X 35 х 17

Размеры шлицев заднего конца вторичного вала КПП 52-1700010 в мм:

наружный диаметр — 35
внутренний диаметр — 26,9

Ширина шлицев — 5

Толщина прокладки крышки в мм:

— первичного вала — 0,3 ±0,4
— задней крышки вторичного вала — 0,3 ±0,1
— задней крышки промежуточного вала — 0,4 ±0,1

Радиальный зазор в соединении шеек вторичного вала с шестернями постоянного сцепления — 0,025—0,077

Осевые зазоры шестерен постоянного зацепления в мм:

— третьей передачи — от 0,1 до
— второй передачи — от 0,12 до 0,24

Масса коробки передач в кг — 52,8

Устройство КПП ГАЗ-52

Коробка передач ГАЗ-52 трехходовая, имеет четыре скорости для движения вперед и одну для движения назад. Механизм коробки передач вмонтирован в литой чугунный картер, который крепится к картеру сцепления при помощи четырех шпилек, ввернутых в картер сцепления. Центрирование коробки относительно сцепления обеспечивается фланцем крышки первичного вала.

На картере с правой стороны имеется люк, который закрывается штампованной крышкой, привернутой шестью болтами диаметром 10 мм. Под крышку ставится паронитовая прокладка толщиной 0,8 мм.

Первичный вал 39 (рис. 18) коробки 52-1700010 установлен на двух подшипниках: передний подшипник смонтирован в гнезде коленчатого вала двигателя, задний 36 — в передней стенке картера коробки передач. Последний закрепляется гайкой 37, навернутой на резьбу вала. Первичный вал посредством шлицев соединяется с ведомым диском сцепления.

На заднем конце первичного вала расположены конус и два зубчатых венца: один с косыми зубьями, находящимися в постоянном зацеплении с зубьями большого венца блока шестерен 27 промежуточного вала 31, и другой венец с прямыми зубьями, которые при включении прямой передачи сцепляются с муфтой синхронизатора.

Такой же прямозубый венец и конус имеются на шестерне 4 третьей передачи; конические поверхности этих шестерен притираются на заводе с блокирующими кольцами и в узел устанавливаются в комплекте.

На конусе и прямозубом венце первичного вала имеется выемка радиусной формы. Эта выемка при сборке коробки передач позволяет установить на место собранный первичный вал после того, как в картере уже установлен блок шестерен промежуточного вала.

От осевого перемещения вперед первичный вал стопорится крышкой 38, а от перемещения назад — упорным кольцом, вставленным в канавку шарикоподшипника 36.

Рис.18. КПП ГАЗ-52

1 — рычаг переключения; 2 — колпак; 3 и 29 — пружины; 4 и 24 — шестерни третьей передачи; 5 — распорная втулка; 6 и 40 — упорные шайбы; 7 и 23 — шестерни второй передачи; 8 и 19 — шестерни первой передачи; 9, 17 и 36 — шарикоподшипники; 10 — задняя крышка; 11 — сальник; 12 — фланец;
13 — вторичный вал; 14 и 15 — шестерни привода спидометра; 16 — крышка заднего подшипника промежуточного вала; 18, 34 и 37 — гайки; 20 — стопорная пластина; 21 — блок шестерен заднего хода; 22 — ось блока шестерен заднего хода; 25 — картер; 26 — грязеуловитель; 27 — шестерня постоянного зацеплении; 28 — предохранитель; 30 — заглушка; 31 — промежуточный вал; 32 и 35 — роликоподшипники; 33 — синхронизатор; 38 — крышка первичного вала; 39 — первичный вал; 41 — стопорное кольцо; 42 — шестерня первичного вала; 43 — фиксатор; 44 — переводная головка штока заднего хода; 45 — переводная головка штока первой и второй передач

Вторичный вал 13 установлен на двух подшипниках: на цилиндрическом роликоподшипнике 35, расположенном в гнезде первичного вала, и на шарикоподшипнике 9, установленном в задней стенке картера. Роликоподшипник состоит из свободных роликов (без сепаратора), которые самозамыкаются.

В осевом направлении передние концы роликов фиксируются буртиком первичного вала, а задние — упорной плоской шайбой 40, свободно вставленной в гнездо подшипника и застопоренной разрезным пружинным кольцом 41, которое установлено в полукруглой канавке. На части автопогрузчиков, выпущенных заводом до января 1967 г., шайба 40 и кольцо 41 не устанавливались.

На заднем конце вала за шарикоподшипником установлены и затянуты гайкой ведущая шестерня 14 привода спидометра, фланец 12 карданного шарнира и шайба. Гайка кернится над пазом вала.

В средней части вала имеются эвольвентные шлицы, по внутренней шлифованной поверхности которых центрируется шестерня 8.

На гладкой шейке вторичного вала свободно посажена шестерня 7 второй передачи, которая имеет два зубчатых венца: один косозубый для постоянного зацепления с
соответствующим венцом промежуточного вала и второй прямозубый для зацепления с шестерней 8 при включении второй передачи.

На переднем конце вторичного вала установлены и затянуты гайкой: ступица синхронизатора, соединенная с валом посредством шлицев, стальная каленая распорная втулка 5 и упорная шайба 6, упирающаяся в торец шейки, на которой вращается шестерня второй передачи.

Распорная втулка посажена на вал плотно и стопорится от проворачивания стопорным штифтом, один конец которого запрессован во втулку, а второй утоплен в шлицевой паз вторичного вала; на распорной втулке свободно установлена шестерня 4 третьей передачи.

Для смазки трущихся поверхностей на шестерне коробки передач ГАЗ-52 имеются радиальные сверления и канавки на торцах, а на наружной поверхности распорной втулки нарезаны спиральные канавки. Для предотвращения задиров шестерни третьей и второй передач снабжены бронзовыми втулками. Втулки растачиваются в сборе с шестернями.

От осевого перемещения вторичный вал по аналогии с первичным стопорится задней крышкой 10 и упорным кольцом, установленным в канавку шарикоподшипника 9. Промежуточный вал 31, выполненный в виде блока четырех шестерен, вращается на цилиндрическом роликоподшипнике и шарикоподшипнике 17.

Шестерни 27, 24 и 23 косозубые, находятся в постоянном зацеплении с шестернями 42 (первичного), 4 и 7 вторичного валов. Шестерня 8 прямозубая, зацепляется с шестерней 19 при включении первой передачи и с малой шестерней блока 21 при включении заднего хода. Промежуточный вал фиксируется от перемещения крышкой 16 и упорным кольцом шарикоподшипника, который на валу закреплен гайкой 18.

Передний подшипник промежуточного вала закрывается заглушкой 30, запрессованной в гнездо заподлицо с передней стенкой картера. Для снятия внутреннего кольца этого подшипника на торце большого венца имеются цековки.

Осевое и радиальное отверстия в задней части прмежуточного вала служат для технологических целей. Гайки на первичном, вторичном и промежуточном валах кернятся над расположенными на валах пазами.

Ось 22 блока шестерен заднего хода КПП ГАЗ-52 передним концом свободно вставляется в отверстие внутреннего прилива картера, а задний конец запрессовывается в его заднюю стенку.

Ось стопорится штампованной пластиной 20, закрепленной болтом, а также краем прилива на задней крышке промежуточного вала, закрывающим часть торца оси. Резьбовое отверстие в заднем торце оси может быть использовано для вынимания ее из картера.

На оси свободно вращается двухвенцовый блок 21 шестерен, снабженный бронзовой втулкой. Между зубчатыми венцами находится кольцевая канавка, в которую входит вилка включения заднего хода.

Внутри картера в нижней части с левой стороны отлиты два прилива с выемками, в которые вставляется штампованный из листовой стали грязеуловитель 26 и закрепляется болтом с правой стороны.

В грязеуловителе имеются наклонные пазы, которые обеспечивают удержание на дне картера продуктов износа и отстоя. Маслозаливная (она же контрольная) пробка расположена на левой стенке картера, а маслосливная — внизу, в задней стенке.

Для удержания масла в КПП ГАЗ-52 в ее задней крышке установлен сальник 11. Кроме того, на внутренней поверхности задней крышки нарезана маслосгонная канавка, которая, сопрягаясь с шейкой фланца вторичного вала, гонит масло от сальника.

Аналогичная маслосгонная канавка имеется на внутренней поверхности крышки первичного вала.

На фланце этой крышки с внутренней стороны отлит масляный канал, по которому масло отводится из полости крышки к сточному отверстию в передней стенке картера и далее в картер.

В задней крышке 10 вверху установлен сапун, предотвращающий образование внутри картера избыточного давления, которое вызывает вытекание масла из коробки.

Шестерни коробки передач на заводе подбирают по шуму, контакту и боковому зазору, который должен находиться в пределах 0,1—0,2 мм и комплектуют. Однако это не исключает возможности замены одной, преждевременно вышедшей из строя шестерни новой, взятой из комплекта.

При такой замене в коробке передач ГАЗ-52 может появиться несколько завышенный шум, который не опасен. Шестерня 8 перемещается по шлицам вторичного вала и служит для включения первой и второй передач.

Для включения второй передачи на прямозубом венце шестерни 7 нарезаны такие же шлицы, как и на вторичном валу под шестерню 8. Поэтому при передвижении шестерни 8 вперед ее шлицы сцепляются с прямозубым венцом шестерни 7, что обеспечивает включение второй передачи; с ее венцом также сцепляется малый венец блока 21 при включении заднего хода.

Муфта, передвигаясь по шлицам ступицы синхронизатора, включает третью и четвертую передачи. При перемещении скользящей шестерни и муфты первичный вал через блок шестерен промежуточного вала соединяется с вторичным валом, что обеспечивает передачу вращения от коленчатого вала двигателя к карданному валу.

Например, при движении шестерни 8 (рис. 18) назад она войдет в зацепление с малым венцом шестерни 19 промежуточного вала, и вращение на вторичный вал будет передаваться через шестерни 42, 27, 19 при передвижении шестерни 8 вперед вращение будет передаваться через венцы шестерен 42, 27, 23, 7, 8 и т. д.

Перемещением вперед блока 21 включается задний ход. Передачи переключаются посредством рычага 1 качающегося типа, нижний конец которого входит в пазы вилок и переводных головок, установленных на штоках.

Схема положений рычага переключения передач КПП ГАЗ-52 показана на рис. 29. Шаровая опора рычага расположена в сфере штампованного колпака 2 (см. рис. 18) и прижата к его сферической поверхности конической пружиной 3. Для повышения износостойкости колпак цианируется, закаляется и фосфатируется.

В крышке он удерживается при помощи запрессованых в горловину двух цилиндрических штифтов, свободные концы которых входят в канавки шаровой опоры рычага и удерживают его от проворачивания вокруг оси.

Для повышения жесткости рычага и увеличения износостойкости его нижнего конца и шаровой опоры рычаг подвергают термической обработке до высокой твердости.

Для переключения передач в верхней крышке смонтированы три штока. На штоках включения первой и второй передач, а также заднего хода в средней части установлены переводные головки соответственно 45 и 44, а на задних концах — вилки. На штоке включения третьей и четвертой передач в середине установлена вилка.

Вилка включения заднего хода и переводные головки на штоках закреплены штифтами, а вилки включения первой, второй, третьей и четвертой передач — винтами. На коробках передач, выпущенных заводом до июля 1966 г. крепление вилок на штоках посредством винтов не применялось.

Рис. 19. Фиксаторы и замок коробки передач ГАЗ-52

1, 3 и 5 — штоки; 2 и 4 — плунжеры; 6 — штифт — шток заднего хода; 2 и 5 — плунжеры; 3

Для фиксации штоков при включенных передачах и в нейтральных положениях служат шарики, которые входят в углубление на штоках и прижимаются к ним пружинами.

Штоки первой и второй, а также третьей и четвертой передач имеют по три углубления: среднее служит для фиксации шестерен в нейтральном положении, крайнее — для фиксации шестерен в положении, соответствующем включенной передаче в коробке передач.

Шток заднего хода имеет только два углубления: одно для фиксации блока шестерен заднего хода в нейтральном положении, а другое — для фиксирования блока шестерен при включенном заднем ходе.

Для предотвращения возможности одновременного включения двух передач применен замок, устройство которого показано на рис. 19. Между штоками помещены два плунжера 2 и 5 и в горизонтальном сверлении среднего штока установлен штифт. При перемещении среднего штока 3 (положение I) плунжеры 2 и 4 выходят из его углублений, входят в углубление штоков 1 и 5 и запирают их.

Если же перемещается один из крайних штоков, например шток 1 (положение II), то плунжер выходит из углубления штока 1 и входит в углубление штока 3.

Одновременно плунжер 2, действуя на штифт 6, перемещает его и заставляет плунжер 4 войти в углубление штока 5. Таким образом, штоки 3 и 5 оказываются запертыми в нейтральном положении. При перемещении штока 5 запираются штоки 1 и 3 (положение III).

Для передвижения рычага переключения передач в положение, соответствующее включенному заднему ходу, необходимо дополнительно преодолеть сопротивление пружины 29 (см. рис. 18) предохранителя 23. Это устраняет возможность случайного включения заднего хода при движении автопогрузчика.

Переключение передач

Сцепление ГАЗ-52 и его привод должны быть правильно отрегулированы. Для того чтобы в этом убедиться, необходимо при работающем двигателе выжать педаль сцепления и медленно включить первую передачу или задний ход. При исправном и правильно отрегулированном сцеплении передача должна включаться без шума и скрежета.

Все переключения передач должны осуществляться плавным перемещением рычага только после сброса числа оборотов двигателя и полного выключения сцепления. Не допускается переключение передач с неполностью выключенным сцеплением, а также одновременное действие педалью и рычагом.

При трогании с места на ровном горизонтальном участке дороги с твердым покрытием следует проехать с включенной первой передачей всего лишь несколько метров до достижения небольшой скорости, так как при повышенных скоростях двигатель будет иметь повышенные числа оборотов, которые могут вызвать шумное включение второй передачи.

Переключение с первой передачи на вторую при указанных условиях надо выполнять плавным переводом рычага с выдержкой его в нейтральном положении.

При движении по тяжелой дороге или на подъеме, где автопогрузчик быстро теряет скорость, необходимо разгонять его на первой передаче до значительно более высоких скоростей, чем при трогании с места на ровном горизонтальном участке.

В этих условиях рекомендуется при переключении на вторую передачу применять двойной выжим сцепления, т. е. дополнительное кратковременное включение сцепления ГАЗ-52 в тот момент, когда рычаг находится в нейтральном положении.

Переключать передачу со второй скорости на третью и с третьей на четвертую следует плавным движением рычага с небольшой выдержкой в нейтральном положении. Время выдержки зависит от дорожных условий, но должно быть минимально возможным для сохранения скорости, полученной во время разгона.

Наиболее трудно переключать передачи с больших скоростей на меньшие, так как это требует определенных навыков. Переключение с четвертой передачи на третью выполняется плавным переводом рычага.

Переключение передачи с третьей скорости на вторую и со второй на первую необходимо производить с учетом скорости движения автомобиля, применяя двойное выключение сцепления с промежуточным повышением чисел оборотов двигателя следующим способом: выжать педаль сцепления, поставить рычаг в нейтральное положение, отпустив педаль; увеличить числа оборотов двигателя, затем снова быстро выжать педаль и поставить рычаг в положение включаемой передачи, после чего плавно отпустить педаль.

Переключение с третьей на вторую и особенно со второй на первую передачу без промежуточного повышения чисел оборотов двигателя недопустимо.

Степень увеличения чисел оборотов двигателя при двойном выключении сцепления определяется практически, в зависимости от скорости движения автопогрузчика, по легкости включения и отсутствию скрежета включаемых шестерен.

Переключать передачу со второй скорости на первую желательно при полной остановке; задний ход включать только после полной остановки. Не допускается включение сцепления при неполностью включенных передачах.

Уход за коробкой передач в процессе эксплуатации заключается в проверке состояния крепежа, поддержании требуемого уровня смазки и в проведении периодической смены масла в картере, а также в выявлении и устранении неисправностей.

________________________________________________________________________________

Отгрузка запчастей на львовские погрузчики 4014, 40814, 40810, 4081, 41030 производится во все города России: Кемерово, Екатеринбург, Челябинск, Новосибирск, Улан-Удэ, Киров, Пермь, Красноярск, Иркутск, Омск, Барнаул, Томск, Братск, Тюмень, Лысьва, Новокузнецк, Миасс, Серов, Чита, Берёзовский, Междуреченск, Нижний Тагил, Бийск, Минусинск, Сатка, Курган, Новый Уренгой, Норильск, Ноябрьск, Октябрьский, Оренбург, Орск, Прокопьевск, Прохладный, Псков, Рубцовск, Рыбинск, Рязань, Салават, Саранск, Сарапул, Северодвинск, Сибай, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стерлитамак, Сургут, Сызрань, Таганрог, Тамбов, Тобольск, Усть-Илимск, Ухта, Хабаровск, Ханты-Мансийск, Чистополь, Чусовой, Шадринск, Шахты, Шелехов, Электросталь, Элиста, Энгельс, Якутск, Вологда, Нижний Новгород, Санкт-Петербург, Белгород, Орёл, Казань, Ростов-на-Дону, Воронеж, Брянск, Краснодар, Саратов, Мурманск, Тула, Ногинск, Волгоград, Иваново, Пенза, Чебоксары, Волжский, Ярославль, Сыктывкар, Ижевск, Самара, Махачкала, Волжск, Йошкар-Ола, Сокол, Уфа, Архангельск, Тверь, Подольск, Ульяновск, Смоленск, Тольятти, Владикавказ, Петрозаводск, Курск, Владимир, Череповец, Набережные Челны и др.

Коробка передач Газ-52

Коробка передач Газ-52

Коробка передач Газ-52

Коробка передач в сборе БВ3-972168
Подшипник роликовый (АА-7118-А2) 64905
Втулка распорная АА-7155-А2
Блок шестерен 51-1701050
Вал вторичный в сборе 51-7060-Б
Шестерня 3-й и 4-й передач 51-1701114
Блок шестерен 1-й и 2-й передач 51-1701112
Фланец с отражателем 51-1701240-Д
Шайба 51-2402064
Шплинт 4х36 258055-П
Гайка М22х2 292940-П8
Картер 51-1701015-В
Прокладка АА-7166-А
Крышка АА-7165
Шайба 10 252136-П2
Болт М10х20 201495-П8
Кольцо стопорное АА-7070
Кольцо упорное АА-7062
Маслоотражатель АА-7080
Подшипник (АА-7065, АА-7565-01) 150307К
Втулка 40П-1701076
Прокладка 63-1701203-Б
Болт М10х28 63-1701203-Б
Крышка задняя в сборе БВ3-972175
Сальник в сборе 51-1701210
Крышка задняя 51-1701205-Б
Подшипник роликовый (АА-7120-А2) 864904
Кольцо установочное АА-7063
Вал вторичный 51-7061-Б
Ось блока шестерен 51-7111-А
Стопор АА-7140-А
Пробка К 3/4″ 262513-П
Ось вилки АА-7244
Прокладка 51-7051
Крышка 51-7050-Б
Скоба 51-1601190-А
Шайба 8 252155-П2
Болт М8х25 201458-П8
Шплинт 3х30 258041-П
Кольцо стопорное АА-7030
Вал ведущий в сборе 51-7015
Маслоотражатель АА-7043
Подшипник 150209К
Кольцо упорное АА-7045
Вал ведущий 51-7017

Чем Советский грузовик ГАЗ 53 отличается от ГАЗ 52 | Техника времен СССР

Грузовики Советского Союза славятся и по сегодняшний день, ещё не прошло столько времени, что про их существование забудут напрочь, к тому же их можно легко встретить и сейчас на просторах нашей страны. По сути в СССР, что не грузовик то была легенда ЗИЛ, ГАЗ, КРАЗ и многие другие. В этой статье мы поговорим о легендарный грязовиках ГАЗ, а именно ГАЗ-52 и ГАЗ-53, сравним их технические характеристики и посмотрим есть ли у них отличия. Первый грузовик, о котором пойдёт речь это ГАЗ-53. Его выпуск был налажен в 1961 на Горьковском автомобильном заводе.

Инженеры установили на него бензиновый восьмицилиндровый четырехтактный двигатель объёмом 4250 кубических сантиметров, мощностью 115 л.с. Коробка передач механическая четырехступенчатая, переключение осуществлялось с помощью рычага в полу. Изначально грузоподъемность была 3 тонны, затем уже появились грузовики с большими показателями 3.5, 4 и 4.5 тонны. Максимально допустимая скорость составляет 90 км/ч. Расход горючего не маленький, около 24 литров на 100 километров при скорости в 40 км/ч. Топливо рекомендуемое производителем марки А-76. Объём топливного бака 90 литров. На базе ГАЗ-53 было сконструировано множество модификаций различных грузовиков. Закончился выпуск ГАЗ-53 в 1993 году.

Что же касаемо грузовика ГАЗ-52, его начали производить с 1964 года на все том же автозаводе. Двигатель немного слабее чем у 53-го, объём его 3485 кубических сантиметров, а мощность 75 л.с. и он был шестицилиндровый. Трансмиссия не отличается, такая же механическая с четырьмя передачами.

Максимальная скорость ГАЗ-52 90 км/ч. Расход горючего такой же как у ГАЗ-53, 24 литра на 100 километров. Объём бака тоже не отличается, он составляет 90 литров. Грузоподъемность грузовика 2.5 тонны. Марка бензина на котором ездил ГАЗ-52 такая же как и у 53-го, А-76. К внешним отличиям этих двух грузовиков можно отнести разные размеры дисков колёс. У ГАЗ-52 они были немного меньше и имели шесть отверстии для вентиляции, а на ГАЗ-53 соответственно больше по размеру, а вот отверстий было только три. Ещё, если встать перед передком грузовиков, то можно заметить разную ширину радиатора, который скрывается на решеткой. У ГАЗ-52 он более узкий чем у ГАЗ-53. Не сложно отличить эти две машины и по расположению глушителя, у 52-го он он находится с правой стороны.

Если Вам знакомы эти грузовики и хотите поделиться своим мнением, можете сделать это в комментариях под статьёй.

Читайте также:
Зарубежные двойники Советских автомобилей или кто с кого копировал
Сравнним легенды, мотоцикл Чезет-350 и ИЖ Планета 5
Подводная лодка Курск последний поход
Один из лучших мотоциклов СССР, Восход-3М
Завод АЗЛК, почему развалилось одно из мощнейших предприятий СССР, причины кража.
Если статья Вам понравилась подписывайтесь на канал и поставьте лайк.
Заходите на канал Техника времён СССР, там много всего интересного.

Шум в коробке передач ГАЗ-52. Знаете все возможные причины этого?

Если эту коробку не «изнасиловать» во время обкатки — она наверно и 100 лет прослужит! Помню, отец мой (царствие небесное ему, помер в 1970 году) более 10 лет отработал в колхозе на ГАЗ-51, каково ездить по бездорожью и буксовать в снежных заносах, думаю многие представляют! «Капиталку» на движке делали чуть ли не ежегодно, корзины сцепления — еще чаше менялись, а коробке хоть бы хны, ох и живучая!

Почему зашумела? Я просил Автора назвать характер этого шума — можно было бы наиболее точно назвать вероятную причину, но поскольку ответа не последовало, рискну предположить. Завывание в расчет брать не будем — это «грех» всех подобных коробок. А вот всё, кроме завывание, уже не есть хорошо и это явный сигнал на «хирургическое вмешательство» в коробку.

Вероятные причины шумов:

  • недостаточное количество негрола в картере коробки передач — то, что не должно шуметь, будучи в обильной смазке, в ее отсутствии начинает звенеть, дребезжать, гудеть.
  • износ подшипников валов — это наиболее отчетливо слышно при движении на прямой передаче (когда нет завывания вторичного вала).
  • износ «цементирующего» слоя поверхности шестерен — будет отчетливо слышен скрежет при резком увеличении нагрузки, например — переключившись на более низкую передачу, начать движение в гору. Можно определить — шестерня какой передачи шумит и чем скорее заменить ее, т.к. при поломке хотя бы одного зуба под нагрузкой можно вообще «порвать» коробку и затем выбросить ее в сборе!
  • значительный износ роликовых подшипников промежуточного вала — только замена.
  • износ шариков, пружин и углублений на ползунах механизма переключения передач — будут трудности в включением какой-либо передачи.

Если какую-либо передачу начинает «выбивать» на ходу, тут вероятны две причины: — значительный износ шестеренки «вылетаемой» передачи, а если выбивает прямую (4-ю) — «халтура» при установки корзины сцепления, что привело к перекосу первичного вала — могла попасть грязь или еще чего, на поверхности торцов могли появиться забоины и не стало параллельности.

Вот в принципе и все. Я не беру в расчет неисправности элементов карданного вала, которые тоже могут резонансом передаваться на коробку и определить это может только опытный специалист.

Коробка передач(КПП ГАЗ-52)

  БВ3-972168 Коробка передач в сборе (КПП ГАЗ-52)
1 64905 (АА-7118-А2) Подшипник роликовый
2 АА-7155-А2 Втулка распорная
3 51-1701050 Блок шестерен
4 51-7060-Б Вал вторичный в сборе
5 51-1701114 Шестерня 3-й и 4-й передач
6 51-1701112 Блок шестерен 1-й и 2-й передач
7 51-1701240-Д Фланец с отражателем
8 51-2402064 Шайба
9 258055-П Шплинт
10 292940-П8 Гайка М22х2
11 51-1701015-В Картер
12 АА-7166-А Прокладка
13 АА-7165 Крышка
14 252136-П2 Шайба 10
15 201495-П8 Болт М10х20
16 АА-7070 Кольцо стопорное
17 АА-7062 Кольцо упорное
18 АА-7080 Маслоотражатель
19 150307К (АА-7065, АА-7065-01) Подшипник
20 40П1701076 Втулка
21 63-1701203-Б Прокладка
22 201283-П8 Болт М10х28
23 БВ3-972175 Крышка задняя в сборе
24 51-1701210-А Сальник в сборе
25 БВ3-972176 Крышка задняя
26 864904 (АА-7120-А2) Подшипник роликовый
27 АА-7063 Кольцо установочное
28 51-7061-Б Вал вторичный
29 51-7111-А Ось блока шестерен
30 АА-7155 Стопор
31 АА-7140-А Ось блока шестерен
32 262513-П Пробка К 3/4″
33 АА-7244 Ось вилки
34 51-7051 Прокладка
35 51-7050-Б Крышка
36 51-1601190-А Скоба
37 252155-П2 Шайба 8
38 201458-П8 Болт М8х25
39 258041-П Шплинт 3х30
40 АА-7030 Кольцо стопорное
41 51-7015 Вал ведущий в сборе
42 АА-7043 Маслоотражатель
43 150209К Подшипник
44 АА-7045 Кольцо упорное
45 51-7017 Вал ведущий

Коробка переключения передач | УралМобиле

 

 

1. Первичный вал.
2. Крышка подшипника первичного вала.
3. Синхронизатор 4ой и 5ой передач.
4. Верхняя крышка коробки передач со штоками и вилками переключения передач.
5. Шестерня 5ой передачи вторичного вала.
6. Шестерня Зой передачи вторичного вала.
7. Синхронизатор 2ой и 3ей передач.
8. Шестерня 2ой передачи вторичного вала.
9. Шестерня 1ой передачи и заднего хода вторичного вала.
10. Задний шариковый подшипник вторичного вала.
11. Картер коробки.
12. Втулка распорная.
13. Крышка подшипника вторичного вала.
14. Фланец крепления карданного вала.
15. Вторичный вал.
16. Крышка подшипника промежуточного вала.
17. Задний роликовый подшипник промежуточного вала.

 

18. Промежуточный вал с венцом шестерни первой передачи.
19. Шестерня 2ой передачи промежуточного вала.
20. Крышка заборника насоса с сеткой.
21. Шестерня 3ой передачи промежуточного вала.
22. Шестерня 5ой передачи промежуточного вала.
23. Пробка сливная с магнитом.
24. Шестерня отбора мощности.
25. Шестерня постоянного зацепления промежуточного вала.
26. Передний роликовый подшипник промежуточного вала.
27. Масляный насос.
28. Передний роликовый подшипник вторичного вала.
29. Шариковый подшипник первичного вала.
30. Блок шестерен заднего хода.
31. Ось блока шестерен заднего хода.
32. Шайба упорная.
33. Верхняя крышка коробки передач.
34. Опора рычага переключения передач.
35. Чехол опоры рычага переключения передач.


36. Рычаг переключения передач.
37. Пружина рычага.
38. Пружина стопорного шарика.
39. Сапун коробки передач.
40. Шток вилки переключения 1ой передачи и заднего хода.
41. Вилка переключения 1ой передачи и заднего хода.
42. Шток вилки переключения 2ой и Зой передач.
43. Пробка заливного отверстия для масла.
44. Вилка переключения 2ой и Зой передач.
45. Шарики стопорные.
46. Вилка переключения 4ой и 5ой передач.
47. Шток вилки переключения 4ой и 5ой передач.
48. Предохранители включения 1ой передачи и заднего хода.
49. Пружина предохранительная.
50. Установочные винты.
51. Вал ведомой шестерни.
52. Корпус масляного насоса.
53. Ведомая шестерня масляного насоса.

 

54. Ведущая шестерня масляного насоса.
55. Вал ведущей шестерни масляного насоса.
56,65,73. Крышки.
57. Ось ведущей шестерни.
58. Картер.
59. Шестерня ведущая.
60. Крышка картера.
61. Шестерня ведомого вала.
62. Диафрагма камеры включения.
63. Крышка камеры включения.
64,68,79. Прокладки уплотнительные.
66. Вилка включения.
67. Шток вилки включения.
69. Пружина.

 

70. Выключатель.
71. Прокладка регулировочная.
72. Кольцо стопорное.
74. Фланец.
75. Гайка.
76. Шайба.
77. Манжета.
78. Шарикоподшипник.
80. Вал ведомый.
81. Кольцо распорное подшипников.
82. Роликоподшипник.
83. Болт стопорный с шайбой.
84. Заглушка.
85. Насос.

 

 

     В нашем каталоге можно сделать выбор и заказ любых деталей для обслуживания и ремонта коробок передач всех модификаций и любого исполнения. В случае отсутствия какой-либо из деталей можно оформить заявку на автозапчасти Урал и получить выполненный заказ в самые кратчайшие сроки.

Патент США на газотурбинный двигатель с коробкой передач. Патент (Патент № 10 995 675, выдан 4 мая 2021 г.)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявка в целом относится к газотурбинным двигателям и, в частности, к вспомогательным коробкам передач газотурбинных двигателей.

ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Редуктор агрегатов газотурбинных двигателей имеет механические приводные колодки для агрегатов самолетов. Приводные колодки используются для надежного крепления вращающегося вала каждого вспомогательного устройства к валу редуктора вспомогательного оборудования.Положение и форма приводных колодок должны соответствовать спецификациям аксессуара, которые часто требуют минимального расстояния между колодками и пространства для обслуживания аксессуара. Спецификации и ориентация некоторых принадлежностей самолета могут увеличить объем, занимаемый коробкой передач принадлежностей.

РЕЗЮМЕ

В одном аспекте предложен газотурбинный двигатель, содержащий: приводной вал двигателя; и редуктор вспомогательного оборудования, соединенный с возможностью вращения с приводным валом двигателя, причем редуктор имеет вал-шестерню, вращающийся вокруг оси вала-шестерни, причем вал-шестерня имеет первый конец, приводимый в зацепление с первым вспомогательным устройством, и второй конец, приводимый в зацепление со вторым вспомогательным устройством.

В другом аспекте предусмотрена дополнительная коробка передач, содержащая: первую монтажную площадку и вторую монтажную площадку; вал-шестерня, первый конец которого прикреплен к первой опорной площадке, а второй конец прикреплен ко второй опорной площадке, при этом вал-шестерня может вращаться вокруг оси вала-шестерни; и первый аксессуар, установленный на первой монтажной площадке и имеющий первый вспомогательный вал, соединенный с возможностью вращения с первым концом зубчатого вала, и второй аксессуар, установленный на второй монтажной площадке и имеющий второй вспомогательный вал, соединенный с возможностью вращения со вторым концом зубчатого вала. вал шестерни.

В другом аспекте предложен способ привода первого и второго агрегатов газотурбинного двигателя, включающий вращение одного зубчатого вала, проходящего между первым и вторым агрегатами, вокруг оси зубчатого вала для одновременного привода первого и второго агрегатов. аксессуары.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь делается ссылка на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. 1 представляет собой схематический вид газотурбинного двигателя в разрезе;

РИС.2А представляет собой увеличенный вид в перспективе части газотурбинного двигателя по фиг. 1, показывающий вспомогательный редуктор;

РИС. 2В представляет собой вид в поперечном сечении части редуктора агрегатов по фиг. 2А, показывающий вал шестерни между двумя монтажными площадками; и

РИС. 3 представляет собой увеличенный вид в перспективе части газотурбинного двигателя по фиг. 1, показывающий другую вспомогательную коробку передач.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

РИС. 1 показан газотурбинный двигатель 10 типа, предпочтительно предназначенного для использования в дозвуковых полетах, обычно содержащий в последовательном сообщении воздухозаборник 11 , секцию компрессора 12 для нагнетания воздуха из воздухозаборника 11 . , камеру сгорания 13 , в которой сжатый воздух смешивается с топливом и воспламеняется для создания кольцевого потока горячих дымовых газов, секцию турбины 14 для извлечения энергии из дымовых газов и выпускное отверстие 15 , через которое продукты сгорания выходят из газотурбинного двигателя 10 .Двигатель 10 на фиг. 1 включает воздушный винт 16 , обеспечивающий тягу для полета и руления. Газотурбинный двигатель 10 имеет продольную центральную ось 17 .

Газотурбинный двигатель 10 (иногда называемый здесь просто «двигатель 10 ») имеет центральный сердечник 18 , определяющий газовый тракт, по которому проходят газы, как показано стрелками потока на фиг. 1. Приведенный в качестве примера двигатель 10 представляет собой двигатель 10 с «обратным потоком», поскольку газы проходят через сердечник 18 от воздухозаборника 11 в его задней части к выпускному отверстию 15 на его передняя часть.Это отличается от «проточных» газотурбинных двигателей, в которых газы проходят через сердечник двигателя от передней части к задней части. Направление потока газов через сердечник 18 двигателя 10 , раскрытого здесь, можно лучше оценить, если учесть, что газы проходят через сердечник 18 в том же направлении D, что и двигатель . 10 путешествует во время полета. Иными словами, газы проходят через двигатель 10 от его задней части к гребному винту 16 .В альтернативных вариантах осуществления двигатель 10 представляет собой «проточный» двигатель 10 , в котором газы проходят через двигатель 10 от передней части в направлении, противоположном направлению D от воздушного винта 16 . В альтернативных вариантах осуществления двигатель 10 представляет собой турбовальный или турбореактивный двигатель.

Таким образом, понятно, что используемые здесь выражения «вперед» и «назад» относятся к относительному расположению компонентов двигателя 10 в соответствии с направлениями «вперед» и «назад» двигателя 10 и воздушное судно, включая двигатель 10 , как определено в отношении направления движения.В показанном варианте осуществления компонент двигателя 10 , который находится «впереди» другого компонента, расположен внутри двигателя 10 таким образом, что он расположен ближе к гребному винту 16 . Точно так же компонент двигателя 10 , который находится «позади» другого компонента, расположен внутри двигателя 10 таким образом, что он находится дальше от гребного винта 16 .

Все еще ссылаясь на РИС. 1, двигатель 10 имеет несколько золотников, которые выполняют сжатие для повышения давления воздуха, поступающего через воздухозаборник 11 , и которые извлекают энергию из продуктов сгорания до того, как они выйдут из активной зоны 18 через выпускное отверстие 15 .В соответствии с проиллюстрированным примером двигатель 10 выполнен в виде многоконтурного двигателя, имеющего золотник низкого давления (НД) 20 и золотник высокого давления (ВД) 40 , независимо вращающиеся вокруг центральной оси. 17 . Однако понятно, что многозолотниковый двигатель может иметь более двух золотников. Понятно, что используемый здесь термин «золотник» предназначен для широкого обозначения соединенных с приводом роторов турбины и компрессора и, таким образом, не ограничивается узлом компрессора и турбины на одном валу и включает, например, узел вращения с несколько валов, соединенных вместе. Один или оба из золотника НД 20 и золотника ВД 40 приводят в действие приводной вал двигателя 23 , который вращается вокруг центральной оси 17 .

По-прежнему ссылаясь на вариант осуществления, показанный на РИС. 1, двигатель 10 также включает коробку передач (AGB) 50 . AGB 50 представляет собой набор зубчатых колес и валов, который получает крутящий момент от ведущего вала двигателя 23 и, в свою очередь, приводит в движение аксессуары 52 , которые обеспечивают работу двигателя 10 .ИНЖИР. 1 показаны следующие принадлежности: блок управления подачей топлива (FCU) 52 ′, генератор переменного тока с постоянными магнитами (PMA) 52 ″ и масляный насос 52 ″. Следует иметь в виду, что AGB 50 также может включать в себя другие принадлежности 52 , такие как следующие неограничивающие примеры: встроенный приводной генератор (IDG), гидравлический насос, резервный генератор переменной частоты (VFG). ), стартер воздушной турбины, топливный насос и маслоотделитель. Во время работы двигателя 10 вращательный момент передается на AGB 50 от приводного вала двигателя 23 для приведения в действие вспомогательного оборудования 52 .В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, AGB 50 установлен на задней части двигателя 10 . AGB 50 — самый задний компонент двигателя 10 . AGB 50 расположен позади воздухозаборника 11 . Возможны и другие места для AGB 50 , и одно такое возможное альтернативное место более подробно описано ниже.

Принадлежности 52 AGB 50 приводятся в движение вспомогательным приводным валом 25 .Вал привода вспомогательного оборудования 25 соединен с возможностью вращения с приводным валом двигателя 23 для передачи вращательного привода от приводного вала двигателя 23 к одному или нескольким вспомогательным устройствам 52 . Возможно множество конфигураций этой муфты для передачи вращательного привода на принадлежности 52 . В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, вал привода вспомогательных агрегатов 25 опосредованно соединен с тяговым валом двигателя 23 . Приводной вал 25 вспомогательного оборудования соединен с возможностью вращения с валом 27 опоры через набор шестерен 24 , который может включать конические шестерни.Вал башни 27 непосредственно соединен с приводным валом двигателя 23 и приводится в движение им. В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, вал привода вспомогательных агрегатов 25 вращается вокруг оси 25 A приводного вала вспомогательных агрегатов. Ось 25 A приводного вала параллельна центральной оси 17 двигателя 10 , вокруг которой вращается двигатель. приводной вал 23 вращается. Ось 25 A приводного вала вспомогательных агрегатов радиально разнесена от центральной оси 17 двигателя 10 .Приводной вал вспомогательных агрегатов 25 соединен с возможностью вращения с входным валом 54 , который поддерживается AGB 50 . Входной вал 54 обеспечивает привод вращения для различных аксессуаров 52 AGB 50 , как более подробно описано ниже.

AGB 50 более подробно описан со ссылкой на фиг. 2А и 2В. AGB 50 имеет множество монтажных площадок 56 .Каждая монтажная площадка 56 прикреплена к статической или фиксированной конструкции AGB 50 , такой как его корпус 51 , или является ее частью. Монтажные площадки 56 представляют собой статические конструкции. Каждая монтажная площадка 56 используется для надежного крепления одного из аксессуаров 52 к AGB 50 , как более подробно описано ниже.

AGB 50 также имеет шестерню 58 . Ссылаясь на фиг. 2B, вал-шестерня 58 представляет собой удлиненный корпус, который проходит между первым концом 58 A и противоположным вторым концом 58 B.Вал-шестерня 58 выполнен с возможностью вращения вокруг оси вала-шестерни 58 C для привода двух принадлежностей 52 , расположенных на противоположных концах 58 A, 58 B вала-шестерни 58 . Вал шестерни 58 устанавливается между двумя монтажными площадками 56 . Как лучше всего показано на фиг. 2B, первый конец 58 A вала-шестерни 58 установлен на первой монтажной площадке 56 A, а второй конец 58 B установлен на второй монтажной площадке 56 B. Первый и второй концы 58 A, 58 B вала-шестерни 58 опираются на подходящие подшипники 53 первой и второй опорных подушек 56 A, 56 B. Первая и вторая монтажные площадки 56 А, 56 Б расположены на противоположных концах 58 А, 58 Б вала-шестерни 58 и вдоль оси вала-шестерни 58 С. Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B разнесены друг от друга в осевом направлении вдоль оси вала-редуктора 58 C.Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B имеют центральную ось 56 C площадки, коаксиальную оси 58 C зубчатого вала.

На фиг. 2B, вал-шестерня 58 соединен и приводит в движение первый аксессуар 52 A и второй аксессуар 52 B. Первый и второй аксессуары 52 A, 52 B являются единственными двумя аксессуарами. 52 в показанном варианте осуществления, которые соединены с возможностью вращения с зубчатым валом 58 и приводятся в движение им.Первый аксессуар 52 A установлен на первой монтажной площадке 56 A и имеет первый вспомогательный вал 55 A, который соединен с возможностью вращения с первым концом 58 A зубчатого вала 58 . Конец первого вспомогательного вала 55 А примыкает в осевом направлении к первому концу 58 А зубчатого вала 58 . Первый вспомогательный вал 55 А соединен с возможностью вращения с первым концом 58 А любым подходящим способом для передачи вращательного движения от зубчатого вала 58 к первому вспомогательному устройству 52 А и, при необходимости, наоборот. Первый вспомогательный вал 55 A соосен с осью 58 C зубчатого вала и может вращаться вокруг нее. На фиг. 2B, первый вспомогательный вал 55 A отделен от зубчатого вала 58 .

Все еще ссылаясь на РИС. 2B, второй аксессуар 52 B установлен на второй монтажной площадке 56 B и имеет второй вспомогательный вал 55 B, который соединен с возможностью вращения со вторым концом 58 B зубчатого вала 58 .Конец второго вспомогательного вала 55 B аксиально примыкает ко второму концу 58 B вала 58 шестерни. Второй вспомогательный вал 55 B соединен с возможностью вращения со вторым концом 58 B любым подходящим способом для передачи вращательного привода от зубчатого вала 58 ко второму вспомогательному устройству 52 B, и наоборот, если необходимо. Второй вспомогательный вал 55 B соосен с осью зубчатого вала 58 C и может вращаться вокруг нее.На фиг. 2B, второй вспомогательный вал 55 B отделен от зубчатого вала 58 . На фиг. 2B, вал-шестерня 58 является единственным вращающимся валом, установленным на первом и втором аксессуарах 52 A, 52 B, и единственным валом, обеспечивающим вращательный привод на первом и втором аксессуарах 52 A, 52 B.

Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B имеют любую форму, подходящую для поддержки с возможностью вращения вала-шестерни 58 , а также первого и второго вспомогательных валов 55 A, 590 Б.Пример конструкции первой и второй монтажных площадок 56 A, 56 B представлен на фиг. 2А и 2В. Каждая из первой и второй монтажных площадок 56 A, 56 B имеет фланец 56 D, выступающий из прилегающей поверхности корпуса 51 AGB 50 . Фланцы 56 D образуют часть внешней поверхности корпуса 51 . Ссылаясь на фиг. 2B, каждая из первой и второй монтажных площадок 56 A, 56 B имеет корпусную часть 56 E, которая является полой и проходит внутрь корпуса от фланца 56 D.Корпусная часть 56 E определяет центральную ось колодки 56 C. Корпусные части 56 E имеют такую ​​форму и размер, чтобы принимать по меньшей мере часть первого и второго концов 58 A, 58 B вал шестерни 58 и/или часть первого и второго вспомогательных валов 55 A, 55 B. Сегменты частей корпуса 56 E крепятся к другой статической конструкции корпуса 51 или AGB 50 .Фланцы 56 D могут быть снабжены отверстиями и соответствующими крепежными элементами для крепления к ним первого и второго аксессуаров 52 A, 52 B. Таким образом, первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B помогают надежно закрепить первый и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B на валу шестерни 58 AGB 50 . Возможны другие конструкции и формы монтажных площадок 56 .

В показанном варианте первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B расположены на противоположных боковых сторонах корпуса 51 AGB 50 .Ссылаясь на фиг. 2А, корпус 51 имеет боковые стенки 51 А (одна из боковых стенок 51 А скрыта от глаз), которые разнесены друг от друга и определяют ширину корпуса 51 , и, таким образом, ширина AGB 50 . На фиг. 2А, ширина кожуха 51 может быть меньше диаметра воздухозаборника 11 . Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B расположены на боковых стенках 51 A и, таким образом, разнесены по ширине AGB 50 .

На фиг. 2A, центральная ось , 56, C колодки перпендикулярна плоскости P, в которой лежит центральная ось , 17, двигателя , 10, . Плоскость P параллельна центральной оси 17 . Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B смещены друг относительно друга в поперечном направлении по ширине AGB 50 . Таким образом, первая и вторая принадлежности 52 A, 52 B также смещены друг от друга в поперечном направлении по ширине AGB 50 .Первая и вторая монтажные площадки 56 A, 56 B ориентированы по бокам двигателя 10 , в отличие от ведущих опор некоторых обычных AGB, которые имеют ориентацию вперед или назад (т.е. ориентацию, параллельную центральной оси двигателя).

Таким образом, AGB 50 имеет такое расположение монтажных площадок 56 A, 56 B, которое позволяет одному зубчатому валу 58 одновременно приводить в противоположные концы 58 A, 58 B вала-шестерни 58 . Эта конфигурация вала-шестерни 58 и первого и второго вспомогательного оборудования 52 A, 52 B помогает обеспечить компактное расположение приводных колодок для AGB 50 , что может, таким образом, уменьшить объем двигателя . 10 занят AGB 50 .

На фиг. 2В, зубчатый вал 58 соединен с возможностью вращения с входным валом 54 AGB 50 . На фиг. 2В, вал 58 шестерни, таким образом, опосредованно соединен с возможностью вращения с приводным валом 23 двигателя.В альтернативном варианте осуществления вал-шестерня 58 непосредственно соединен с возможностью вращения с приводным валом 23 . В альтернативном варианте осуществления вал 58 шестерни непосредственно соединен с возможностью вращения с валом 25 привода вспомогательных агрегатов. Входной вал 54 имеет выходную шестерню 54 A, которая входит в зацепление с входной шестерней 58 D вала шестерни 58 . Таким образом, привод вращения от входного вала 54 может передаваться на зубчатый вал 58 и, таким образом, на первое и второе приспособления 52 A, 52 B.Вал шестерни 58 имеет выходную шестерню 58 E, которая может использоваться для привода других компонентов AGB 50 или приводиться ими.

Как показано на РИС. 2A, вал 27 башни и набор шестерен 24 расположены в осевом направлении на расстоянии от вала шестерни 58 в направлении центральной оси 17 и в направлении оси 25 вала привода вспомогательных агрегатов. A вала привода вспомогательных агрегатов 25 . Ось , 25, A приводного вала вспомогательных устройств проходит поперек оси , 58, C вала шестерни. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2В, первый и второй концы 58 А, 58 В вала-шестерни 58 полые. Вал-шестерня 58 является полым практически по всей своей длине вдоль оси вала-шестерни 58 C.

Оси вращения первой и второй оснастки 52 A, 52 B и вала-шестерни 58 имеют другую ориентацию, чем центральная ось 17 двигателя 10 .Ссылаясь на фиг. 2A, ось 58 C вала шестерни проходит поперек центральной оси 17 . Ось 58 C вала-шестерни перпендикулярна первой плоскости, а центральная ось 17 перпендикулярна второй плоскости. Первая и вторая плоскости пересекаются. Первая и вторая плоскости поперечны друг другу. Первая и вторая плоскости не параллельны. Ориентация первого и второго аксессуаров 52 A, 52 B, таким образом, перпендикулярна центральной оси 17 , что может помочь уменьшить объем, занимаемый AGB 50 , когда AGB 50 расположен на заднем конце двигателя 10 , как показано на фиг.2А. Таким образом, аксиальная длина AGB 50 и расположение аксессуаров 52 могут быть уменьшены по сравнению с обычными AGB, которые имеют аксиально ориентированные аксессуары. Принадлежности, которые имеют ориентацию вперед/назад (т.е. ориентацию параллельны центральной оси двигателя) и которые смещены друг от друга в продольном направлении по длине некоторых обычных AGB, могут вносить вклад в общую длину двигателя, когда AGB расположен на его задний конец.

На фиг. 2В, первый вспомогательный вал 55 А может вращаться с первой скоростью вращения, а второй вспомогательный вал 55 В может вращаться со второй скоростью вращения. Первая и вторая скорости вращения одинаковы. Вал-шестерня 58 , таким образом, приводит в движение первый и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B при той же скорости вращения вала 58 шестерни. В альтернативном варианте осуществления вал-шестерня 58 приводит в движение первый и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B с разными скоростями вращения, где один или оба из первого и второго вспомогательных устройств 52 A, 52 B использует подходящий редуктор.Первый вспомогательный вал 55 A выполнен с возможностью вращения в первом направлении вращения R 1 , а второй вспомогательный вал 55 B выполнен с возможностью вращения во втором направлении вращения R 2 , противоположном первому направлению вращения R 1 . Поскольку и первый, и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B в изображенном варианте осуществления непосредственно приводятся в движение одним и тем же зубчатым валом 58 , первый и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B вращаются во противоположные направления. В альтернативном варианте осуществления первый и второй вспомогательные валы 55 A, 55 B вращаются в одном направлении, при этом один или оба из первого и второго вспомогательных устройств 52 A, 52 B используют подходящую передачу для достижения это.

В показанном варианте осуществления первая принадлежность 52 A работает в диапазоне скоростей вращения, называемом здесь первым диапазоном скорости вращения, а вторая принадлежность 52 B работает в диапазоне скоростей вращения, указанном здесь как второй диапазон скорости вращения.Первый и второй диапазоны скорости вращения включают верхние и нижние предельные значения скорости вращения, при которых приспособление 52 A, 52 B предназначено для работы. Первая и вторая скорости вращения находятся между верхним и нижним предельными значениями как первого, так и второго диапазонов скорости вращения. В изображенном варианте осуществления имеется перекрытие между первым диапазоном скоростей вращения первого аксессуара 52 A и вторым диапазоном скоростей вращения второго аксессуара 52 B.Это позволяет приводить в движение один и тот же вал-шестерню 58 двумя разными аксессуарами с двумя разными диапазонами скорости вращения. Например, первая и вторая скорости вращения могут быть ближе к верхнему пределу первого диапазона скоростей вращения, а первая и вторая скорости вращения могут быть ближе к нижнему пределу второго диапазона скоростей вращения. Альтернативно, первая и вторая скорости вращения могут быть ближе к нижнему пределу первого диапазона скоростей вращения, а первая и вторая скорости вращения могут быть ближе к верхнему пределу второго диапазона скоростей вращения.В варианте осуществления по фиг. 2B, первая принадлежность 52 A представляет собой блок управления подачей топлива (FCU), а вторая принадлежность 52 B представляет собой стартер/генератор. FCU может иметь первый диапазон скорости вращения, например, от 6000 до 11000 об/мин, тогда как стартер/генератор может иметь второй диапазон скорости вращения, например, от 9000 до 14000 об/мин. Если скорость вала шестерни 58 и, следовательно, первая и вторая скорости вращения составляют, например, 10 000 об/мин, то первая и вторая скорости вращения ближе к верхнему пределу первого диапазона скоростей вращения и ближе к нижнему пределу. второго диапазона частоты вращения.Таким образом, первое вспомогательное устройство 52 A, приводимое в движение валом-шестерней 58 , может быть выбрано так, чтобы обеспечить наилучшую компромиссную рабочую скорость для второго вспомогательного устройства 52 B, приводимого в движение тем же валом-шестерней 58 , и наоборот.

Расстояние между первой и второй насадкой 52 A, 52 B на валу редуктора 58 может подходить для установки «сухих» насадок 52 на одном из первого и второго концов 58 A , 58 B вала-шестерни 58 , и «мокрые» принадлежности 52 с другой стороны первого и второго концов 58 A, 58 B. Сухими аксессуарами 52 могут считаться те, которые остаются свободными от жидкости во время работы, такие как аксессуары 52 , использующие или производящие электричество (например, стартер/генератор, PMA 52 ″, IDG, резервный ВФГ, стартер воздушной турбины и др.). Влажные аксессуары 52 могут считаться такими, которые используют или передают жидкость во время работы (например, FCU, масляный насос 52 ‘″, гидравлический насос, топливный насос, маслоотделитель и т. д.).Расстояние между аксессуарами 52 на противоположных концах 58 A, 58 B зубчатого вала 58 может помочь избежать потенциальных утечек из влажных аксессуаров 52 , которые могут нарушить работу сухих аксессуаров 52 . На фиг. 2B, первый аксессуар 52 A представляет собой жидкостный или влажный аксессуар, такой как FCU, масляный насос 52 ″, гидравлический насос, топливный насос, маслоотделитель и т. д., а второй аксессуар 52 B — электрическое или сухое вспомогательное оборудование, такое как стартер/генератор, PMA 52 ″, IDG, резервный VFG, стартер воздушной турбины и т. д.

На фиг. 2B, AGB 50 имеет один или несколько шлицов 35 , соединенных с возможностью вращения с одним из первого и второго концов 58 A, 58 B зубчатого вала 58 и с соответствующим одним из первых и вторые вспомогательные валы 55 A, 55 B. Таким образом, шлиц 35 представляет собой муфту между зубчатым валом 58 и одним или обоими из первого и вспомогательного валов 55 A, 55 B.Шлиц 35 выполнен с возможностью вращения вокруг оси вала шестерни 58 C. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2В, один шлиц 35 соединен с первым вспомогательным валом 55 А и с первым концом 58 А зубчатого вала 58 , а другой шлиц 35 соединен со вторым вспомогательным валом 55. B и ко второму концу 58 B вала-шестерни 58 . Шпонка 35 полностью или частично изготовлена ​​из полимерного материала, такого как пластик или полиимид, и это лишь некоторые примеры.Шлиц 35 представляет собой переходник, рассчитанный на износ и легко заменяемый. В обычном AGB соединение вала с вспомогательным валом должно быть смазано маслом, но это может быть трудно сделать в конфигурации с одним зубчатым валом 58 , описанной здесь, поскольку первое и второе вспомогательное оборудование 52 A, 52 B расположены и установлены на противоположных концах 58 A, 58 B вала-шестерни 58 .Шлицу 35 можно не смазывать.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 3, AGB 150 установлен на кожухе 10 A двигателя 10 . AGB 150 также может быть установлен сбоку от кожуха 10 A двигателя 10 или в любом желаемом угловом положении. В таком варианте осуществления ось 158 C вала-шестерни может быть параллельна центральной оси 17 газотурбинного двигателя 10 .Таким образом, оси вращения первой и второй принадлежностей 52 A, 52 B и вала 158 имеют ту же ориентацию, что и центральная ось 17 двигателя 10 . Иными словами, ось , 158, C вала-шестерни в показанном варианте осуществления перпендикулярна первой плоскости, а центральная ось , 17, перпендикулярна второй плоскости. Первая и вторая плоскости параллельны. Первая и вторая плоскости не поперечны друг другу.Вал-шестерня 158 AGB 150 может быть соединен с возможностью вращения с радиальным валом 27 опоры, при этом вал 27 опоры непосредственно соединен с приводным валом 23 двигателя и приводится в движение им. Коробка передач 150 в изображенном варианте осуществления может быть установлена ​​рядом с сердцевиной двигателя 10 и окружена гондолой сердцевины, окружающей сердцевину двигателя 10 .

Ссылаясь на ФИГ. 2А и 2В также раскрыт способ привода первого и второго вспомогательных устройств , 52, А, , 52, В.Способ включает вращение одного вала 58 , проходящего между первым и вторым аксессуарами 52 A, 52 B, вокруг оси вала 58 C для одновременного привода первого и второго аксессуаров 52 A, . 52 B.

Вышеприведенное описание предназначено только для примера, и специалист в данной области поймет, что в описанные варианты осуществления могут быть внесены изменения, не выходя за рамки раскрытого изобретения.Например, хотя AGB 50 , 150 описан с одним зубчатым валом 58 , 158 , следует понимать, что AGB 50 , 150 5 может иметь более одного зубчатого вала 90. , 158 , расположенные параллельно друг другу и проходящие между разнесенными в осевом направлении монтажными площадками 56 . Другие модификации, подпадающие под объем настоящего изобретения, будут очевидны специалистам в данной области техники в свете обзора настоящего раскрытия, и предполагается, что такие модификации подпадают под прилагаемую формулу изобретения.

Патент США на коробку передач для газотурбинного двигателя. Патент (Патент № 11,015,522, выдан 25 мая 2021 г.)

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка является продолжением заявки США Сер. № 15/351,611, поданной 15 ноября 2016 г., содержание этой заявки включено сюда посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявка в целом относится к передаче мощности в авиационных двигателях и, в частности, к редукторам, через которые вал авиационного двигателя может приводить в движение нагрузку.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ТЕХНИКИ

В газотурбинных двигателях известен привод гребного винта или ротора вентилятора через редуктор, определяющий одно соотношение между входной и выходной скоростями вращения редуктора; это соотношение обычно определяет снижение скорости от входной скорости до выходной скорости. Это соотношение может быть выбрано на основе заранее определенных условий полета, но, тем не менее, может быть не оптимальным для других условий полета.

РЕЗЮМЕ

В одном аспекте предложена коробка передач для газотурбинного двигателя, коробка передач содержит: узел шестерни, включающий в себя первую и вторую шестерни, находящиеся в ведущем зацеплении через планетарные шестерни, причем планетарные шестерни могут вращаться вокруг соответствующей центральной оси и поддерживаются с помощью держателя узел, соединенный с входным и выходным валами и включающий по меньшей мере один вращающийся промежуточный компонент; тормоз, выполненный с возможностью избирательно препятствовать вращению промежуточного компонента; и блокирующий элемент, выполненный с возможностью выборочного препятствования вращению планетарных шестерен вокруг центральных осей; при этом коробка передач выборочно конфигурируется между: конфигурацией изменения скорости, в которой тормоз сконфигурирован так, чтобы препятствовать вращению промежуточного компонента, а блокирующий элемент сконфигурирован, чтобы позволить вращение планетарных шестерен вокруг центральных осей для определения передаточного числа, отличного от 1 между частотами вращения входного и выходного валов; и конфигурация с прямым приводом, в которой тормоз сконфигурирован так, чтобы обеспечивать вращение промежуточного компонента, а блокирующий элемент сконфигурирован так, чтобы препятствовать вращению планетарных шестерен вокруг центральных осей, так что входной и выходной валы могут вращаться вместе с одинаковой скоростью вращения. скорость.

В другом аспекте предложен газотурбинный двигатель, содержащий: входной вал, приводимый в зацепление с ротором турбины; выходной вал, приводимый в зацепление с приводным ротором; и коробку передач, включающую в себя первую и вторую шестерни, находящиеся в ведущем зацеплении через планетарные шестерни, при этом планетарные шестерни могут вращаться вокруг соответствующей центральной оси и опираются на водило, при этом: одна из первой шестерни, второй шестерни и водила соединена с входным валом, другая одна из первой шестерни, второй шестерни и водила соединена с выходным валом, а оставшаяся одна из первой шестерни, второй шестерни и водила является промежуточным компонентом, причем коробка передач дополнительно включает тормоз и блокирующий элемент, тормоз по выбору перемещается между положением торможения, препятствующим вращению промежуточного компонента, и положением расцепления, допускающим вращение промежуточного компонента, при этом блокирующий элемент выборочно перемещается между положением зацепления, препятствующим вращению планетарных шестерен вокруг центральных осей, и положением расцепления, допускающим вращение планетарных шестерен о центральных осях; при этом коробка передач выборочно настраивается между: конфигурацией прямого привода, в которой тормоз находится в положении отпускания, а блокирующий элемент находится в зацепленном положении, и конфигурацией изменения скорости, в которой тормоз находится в положении торможения, а блокирующий элемент находится в положении отключенное положение.

В еще одном аспекте предложен способ вращения ротора газотурбинного двигателя через коробку передач, включающую первую и вторую шестерни, соединенные с приводом с помощью вращающихся планетарных шестерен, поддерживаемых водилом, причем способ включает: вращение входного вала с турбинная часть газотурбинного двигателя; вращая одну из первой шестерни, второй шестерни и водила с входным валом, в то время как другая из первой шестерни, второй шестерни и водила соединена с выходным валом, а оставшаяся часть из первой шестерни, второй шестерни и носитель является промежуточным компонентом; настройка коробки передач в выбранной конфигурации с прямым приводом и конфигурацией изменения скорости, в том числе: когда выбрана конфигурация с прямым приводом, предотвращение вращения планетарных шестерен при разрешении вращения промежуточного компонента, чтобы входной и выходной валы вращались вместе как единый вал с той же скоростью вращения, а когда выбрана вторая конфигурация, предотвращение вращения промежуточного компонента, но возможность вращения планетарных шестерен, так что входной и выходной валы вращаются с разными скоростями вращения; и привод выходного вала входным валом через коробку передач и вращение ротора выходным валом.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Теперь делается ссылка на прилагаемые чертежи, на которых:

РИС. 1 представляет собой схематический вид газотурбинного двигателя в разрезе;

РИС. 2 a представляет собой схематический вид сбоку редуктора в соответствии с конкретным вариантом осуществления, который может использоваться в газотурбинном двигателе, таком как показанный на фиг. 1, коробка передач показана в конфигурации переключения скоростей;

РИС. 2 b представляет собой схематический вид сбоку редуктора по фиг.2 и в конфигурации с прямым приводом;

РИС. 3 представляет собой схематический вид спереди коробки передач, показанной на фиг. 2 а 2 б;

РИС. 4 a представляет собой схематический вид сбоку редуктора в соответствии с другим конкретным вариантом осуществления, который может использоваться в газотурбинном двигателе, таком как показанный на фиг. 1, коробка передач показана в конфигурации переключения скоростей;

РИС. 4 b представляет собой схематический вид сбоку редуктора по фиг.4 и в конфигурации с прямым приводом;

РИС. 5 представляет собой схематический вид спереди коробки передач, показанной на фиг. 4 а 4 б;

РИС. 6 a представляет собой схематический вид сбоку редуктора в соответствии с еще одним конкретным вариантом осуществления, который может использоваться в газотурбинном двигателе, таком как показанный на фиг. 1, коробка передач показана в конфигурации переключения скоростей;

РИС. 6 b представляет собой схематический вид сбоку редуктора по фиг.6 и в конфигурации с прямым приводом;

РИС. 7 a представляет собой схематический вид сбоку коробки передач в соответствии с еще одним конкретным вариантом осуществления, который может использоваться в газотурбинном двигателе, таком как показанный на фиг. 1, коробка передач показана в конфигурации переключения скоростей;

РИС. 7 b представляет собой схематический вид сбоку редуктора по фиг. 7 и в конфигурации с прямым приводом;

РИС. 8 представляет собой схематический вид спереди коробки передач, показанной на фиг.7 а -7 б ; и

РИС. 9 представляет собой схематический вид в поперечном сечении другого газотурбинного двигателя, в котором редукторы, показанные на фиг. Можно использовать 2-8.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

РИС. 1 показан газотурбинный двигатель 10 типа, предпочтительно предназначенного для использования в дозвуковых полетах, обычно содержащий в соединении с последовательным потоком вентилятор 12 , через который прогоняется окружающий воздух, компрессорную секцию 14 для повышения давления воздуха, камера сгорания 16 , в которой сжатый воздух смешивается с топливом и воспламеняется для создания кольцевого потока горячих дымовых газов, и турбинная секция 18 для извлечения энергии из дымовых газов.

Газотурбинный двигатель включает валы низкого и высокого давления 20 , 22 , которые могут вращаться независимо друг от друга. Два вала 20 , 22 соосны, а вал низкого давления 20 проходит внутри вала 22 высокого давления. Вал высокого давления 22 соединен с ротором(ами) 24 части высокого давления секции 18 турбины, чтобы приводиться в движение ротором(ами) 24 турбины высокого давления.Вал низкого давления 20 соединен с ротором (роторами) 26 части низкого давления секции турбины 18 таким образом, чтобы приводиться в движение ротором (роторами) 26 турбины низкого давления, расположенными ниже по потоку от ротор(ы) турбины высокого давления 24 .

Вал высокого давления 22 приводится в зацепление с одним или несколькими роторами 28 части высокого давления секции компрессора 14 ; в варианте осуществления, показанном сплошными линиями, роторы , 28, компрессора высокого давления непосредственно соединены с валом высокого давления , 22, , чтобы вращаться с той же скоростью вращения. Вал низкого давления 20 приводится в зацепление с вентилятором 12 и с одним или несколькими роторами 30 части низкого давления компрессорной секции 14 , например, ротор(ы) компрессора наддува, расположенный перед ротором(ами) компрессора высокого давления 28 и после вентилятора 12 .

газовой турбинный двигатель включает в себя коробку передач 40 , 140 , 240 , 340 , через который один из валов 20 , 22 двигателя газовых турбин 10 задействует на вращающаяся нагрузка, такая как приводной ротор.Как будет дополнительно описано ниже, редуктор 40 , 140 , 240 , 340 имеет две конфигурации, позволяющие валу приводить в движение вращающуюся нагрузку либо через прямой привод (т. е. передаточное число 1), либо через привод, имеющий передаточное отношение, отличное от 1, т.е. обеспечивающий увеличение или уменьшение скорости.

В варианте, показанном сплошными линиями, редуктор 40 , 140 , 240 , 340 обеспечивает приводное зацепление между валом низкого давления 20 и ротором компрессора низкого давления или дожимного компрессора 2 900 30 9002 900 .Понятно, что редуктор 40 , 140 , 240 , 340 может дополнительно или альтернативно обеспечивать приводное зацепление между валом низкого давления 20 и любым другим подходящим приводным ротором или вращающимся элементом газовой турбины. двигатель, включая, помимо прочего, вентилятор 12 . Редуктор 40 , 140 , 240 , 340 может в качестве альтернативы обеспечивать приводное зацепление между валом высокого давления 22 и любым подходящим приводным ротором или вращающимся элементом, включая, помимо прочего, один или несколько ротор(ы) компрессора высокого давления 28 (показаны пунктирными линиями) и принадлежности 32 . Двигатель может включать более двух вращающихся валов, а коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 может использоваться, например, для обеспечения приводного зацепления между промежуточным валом и ведомым ротором или другим вращающимся элементом. газотурбинного двигателя 10 .

в определенном варианте осуществления, где коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 используется для привода повышенного компрессора ротора 30 от вала низкого давления 20 , коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 обеспечивает доступ к повышенной мощности газотурбинного двигателя 10 за счет увеличения частоты вращения ротора дожимного компрессора 30 в определенных условиях, например.г., работа одного двигателя, высокая температура, работа на большой высоте. Редуктор 40 , 140 , 240 , 340 может быть переключен с прямого привода на конфигурацию увеличения скорости для обеспечения повышенной скорости вращения ротора дожимного компрессора 30 .

Хотя газотурбинный двигатель 10 показан как турбовентиляторный двигатель, следует понимать, что газотурбинный двигатель 10 может иметь любую другую подходящую конфигурацию, включая, помимо прочего, турбовинтовую и турбовальную конфигурации.Коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 может быть использована в таких двигателях аналогично тому, как показано на фиг. 1. Для турбовинтового двигателя, где редуктор 40 , 140 , 240 , 340 используется для привода ротора дожимного компрессора 30 , переключение с прямого привода на конфигурацию увеличения скорости позволяет использовать воздушный винт снижение скорости на определенных режимах полета (т. е. снижение частоты вращения вала низкого давления и соответственно входного вала) при сохранении частоты вращения или минимизации снижения скорости вращения ротора дожимного компрессора 30 .

Кроме того, для турбовинтового двигателя 100 и, как показано на фиг. 9, редуктор 40 , 140 , 240 , 340 может использоваться в приводном зацеплении между валом низкого давления/привода 20 и гребным винтом 112 , например, последовательно с редуктором. коробка передач 34 . В таком варианте осуществления редуктор 40 , 140 , 240 , 340 может использоваться для изменения скорости воздушного винта в определенных режимах полета без изменения скорости вращения ротора(ов) приводной силовой турбины 26 , например, для снижения шума.

Обращаясь теперь к ФИГ. 2 a , 2 b и 3 в целом показан конкретный вариант редуктора 40 , который приводит в зацепление входной и выходной валы 46 , 48 . Входной вал 46 соединен с ведущим валом газотурбинного двигателя 10 , например валом низкого давления 20 (фиг. 1). Входной вал 46 может быть соединен с ведущим валом любым подходящим способом, включая съемные соединения (например,грамм. шлицевое соединение, болтовое соединение) и неразъемные соединения (например, выполненные за одно целое с ними).

Выходной вал 48 соединен с приводным ротором или другой вращающейся нагрузкой, например, с ротором компрессора низкого давления или наддува 30 (РИС. 1). Выходной вал 48 может быть соединен с приводным ротором или другой вращающейся нагрузкой любым подходящим способом, включая съемные соединения (например, шлицевое соединение, болтовое соединение) и неразъемные соединения (например,грамм. образует с ним единое целое).

Редуктор 40 представляет собой планетарную передачу и имеет редуктор в сборе, включающий зубчатый венец 50 и солнечную шестерню 52 , находящиеся в приводном зацеплении друг с другом через планетарные шестерни 54 , 56 , поддерживаемые поворотный держатель 58 . В показанном конкретном варианте осуществления зубчатый венец 50 является входным компонентом и соединен с входным валом 46 , солнечная шестерня 52 является выходным компонентом и соединен с выходным валом 48 , а носитель 58 является промежуточным компонентом.Возможны и другие конфигурации, как будет подробно описано ниже.

Показанный конкретный вариант редуктора 40 выборочно конфигурируется между конфигурацией изменения скорости, в которой выходной вал 48 вращается быстрее, чем входной вал 46 , и конфигурацией с прямым приводом, в которой входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал.

Как лучше всего видно на РИС. 3, чтобы входной и выходной валы 46 , 48 (коронная и солнечная шестерня 50 , 52 ) имели одинаковое направление вращения, планетарные шестерни включают первый набор планетарных шестерен 54 в зацеплении с солнечной шестерней 52 и вторым комплектом сателлитов 56 в зацеплении с зубчатым венцом 50 , с соответствующими сателлитами 54 , 56 первого и второго комплектов сцеплены вместе.Хотя каждый набор планетарных шестерен 54 , 56 показан как включающий три планетарных шестерни, понятно, что может быть предусмотрено попеременно большее или меньшее количество планетарных шестерен.

Возвращаясь к фиг. 2 a -2 b редуктор 40 дополнительно содержит блокирующий элемент 60 , который во включенном положении (фиг. 2 b ) препятствует (т.е. предотвращает) вращению планетарных шестерен 54 , 56 относительно их центральной оси C.В показанном варианте блокирующий элемент 60 представляет собой муфту, которая во включенном положении соединяет водило 58 (т. е. промежуточный компонент) с выходным валом 48 , так что они могут вращаться вместе с одинаковой скоростью вращения. . В показанном варианте осуществления муфта 60 соединяет водило 58 и выходной вал 48 , зацепляя вал водила 58 и выходной вал 48 . В качестве альтернативы муфта 60 может соединять водило 58 и выходной вал 48 посредством зацепления или любого другого элемента, соединенного с водилом 58 и способного вращаться с ним с той же скоростью вращения, и/или любого другого элемента, соединенного с выходной вал 48 и способный вращаться вместе с ним с той же частотой вращения (включая, помимо прочего, солнечную шестерню 52 ). Заставляя водило 58 и выходной вал 48 вращаться с одинаковой скоростью, муфта 60 предотвращает вращение планетарных шестерен 54 , 56 вокруг своих осей C. Муфта 60 3 имеет расцепленное положение (фиг. 2 и ), в котором он расцеплен с одним или обоими из держателя 58 и выходного вала 48 , так что они могут вращаться относительно друг друга.

Коробка передач также включает тормоз 62 , который в положении тормоза (РИС.2 a ) входит в зацепление с валом водила 58 (т. е. промежуточного компонента), чтобы препятствовать (т. е. предотвращать) его вращению. Тормоз 62 также имеет положение отпускания (РИС. 2 b ), в котором он отсоединяется от держателя 58 , чтобы обеспечить его вращение.

Следует ли понимать, что в настоящем описании, включая формулу изобретения, термин «муфта» включает любой механизм для выборочного сцепления двух вращающихся компонентов друг с другом, чтобы они могли вращаться вместе как единый компонент с одинаковой скоростью вращения, в то время как термин «тормоз» предназначен для включения любого механизма для выборочного включения вращающегося компонента, чтобы воспрепятствовать его вращению. Оба термина предназначены для включения механизмов, которые могут включаться автоматически, и механизмов, для включения которых требуется приведение в действие. Например, сцепление 60 и тормоз 62 могут быть похожими или идентичными механизмами, отличающимися тем, что они соединяются между собой: два вращающихся компонента для сцепления 60 и вращающийся компонент для неподвижной конструкции для тормоза 62. .

Как показано на РИС. 2 и , в конфигурации с переключением скоростей муфта 60 находится в выключенном положении, чтобы позволить выходному валу 48 и водилу 58 вращаться относительно друг друга.Тормоз 62 находится в положении торможения и зацеплен с валом водила 58 для предотвращения вращения водила 58 . Входной вал 46 вращает зубчатый венец 50 , который приводит во вращение планетарные шестерни 54 , 56 вокруг их соответствующих осей. Оси сателлитов 54 , 56 остаются неподвижными, так как водило 58 не вращается. Вращающиеся планетарные шестерни 54 , 56 приводят вращение солнечной шестерни 52 и соответственно вторичного вала 48 .В этой конфигурации коробка передач 40 определяет передаточное число, отличное от 1, между скоростями вращения входного и выходного валов 46 , 48 ; как упоминалось выше, в показанном конкретном варианте осуществления коробка передач 40 обеспечивает увеличение скорости между входным и выходным валами 46 , 48 . Другими словами, отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω ВХ ВЫХ меньше 1.

Как показано на РИС. 2 b , в конфигурации с прямым приводом тормоз 62 находится в положении отпускания, отсоединен от водила 58 и, таким образом, позволяет водилу 58 вращаться. Когда крутящий момент передается на зубчатый венец 50 входным валом 46 , водило 58 и солнечная шестерня 52 начинают вращаться вокруг своей центральной оси. Поскольку солнечная шестерня 52 соединена с нагрузкой, а водило 58 — нет, водило 58 , если оно свободно, будет ускоряться быстрее, чем солнечная шестерня 52 .Муфта 60 , которая в конкретном варианте осуществления представляет собой муфту свободного хода, находится во включенном положении и соединяет выходной вал 48 с водилом 58 , так что они могут вместе вращаться с одинаковой скоростью вращения. Поскольку солнечная шестерня 52 и водило 58 соединены с выходным валом 48 и вместе вращаются с одинаковой частотой вращения благодаря включенной муфте 60 , планетарные шестерни 54 , 56 не вращаются вокруг своей оси. Зубчатый венец 50 , водило 58 и солнечная шестерня 52 , таким образом, вращаются с одинаковой частотой вращения, образуя прямую передачу между входным и выходным валами 46 , 48 — входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал. Другими словами, отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω ВХ ВЫХ равно 1.

Обращаясь теперь к ФИГ. 4 a , 4 b и 5 в целом показан другой конкретный вариант коробки передач 140 , где элементы, аналогичные элементам коробки передач 40 на фиг. 2 a , 2 b и 3 обозначены одинаковыми ссылочными номерами. Аналогично редуктору 40 первичный вал 46 соединен с зубчатым венцом 50 . Однако в этом варианте выходной вал 48 соединен с водилой 58 .Таким образом, солнечная шестерня 52 является промежуточным компонентом, который избирательно зацепляется с помощью тормоза 162 либо напрямую, либо (как показано здесь) за счет включения тормоза 162 в зацепление с валом, соединенным с солнечной шестерней 52 . Блокирующий элемент 60 представляет собой муфту, которая во включенном положении соединяет вал солнечной шестерни 58 (т. е. промежуточный компонент) с выходным валом 48 , так что солнечная шестерня 58 и выходной вал 48 могут вращаться вместе с одинаковой скоростью вращения.Понятно, что муфта 60 может попеременно зацеплять солнечную шестерню 52 напрямую или любой другой компонент, соединенный с солнечной шестерней 52 и вращающийся с ней, и/или любой другой компонент, соединенный с выходным валом 48 и с возможностью вращения (включая, помимо прочего, держатель 58 ).

Этот редуктор 140 также выборочно конфигурируется между конфигурацией изменения скорости, когда выходной вал 48 вращается быстрее, чем входной вал 46 , и конфигурацией с прямым приводом, где входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал.Как лучше всего видно на фиг. 5, чтобы входной и выходной валы 46 , 48 (зубчатый венец 50 и водило 58 ) имели одинаковое направление вращения, планетарные шестерни 154 находятся в зацеплении с обеими солнечная шестерня 52 и зубчатый венец 50 . Хотя показаны три планетарные шестерни , 154, , понятно, что может быть предусмотрено попеременно большее или меньшее количество планетарных шестерен.

Как показано на РИС.4 и , в конфигурации переключения скоростей муфта 60 находится в выключенном положении, что позволяет выходному валу 48 и солнечной шестерне 52 вращаться относительно друг друга. Тормоз 162 находится в положении торможения, зацеплен с валом солнечной шестерни 52 , препятствуя ее вращению. Входной вал 46 вращает зубчатый венец 50 , который приводит во вращение планетарные шестерни 154 вокруг их соответствующих осей.Вращающиеся планетарные шестерни 154 приводят во вращение водило 58 и, соответственно, выходной вал 48 . В этой конфигурации коробка передач 140 определяет передаточное число, отличное от 1, между скоростями вращения входного и выходного валов 46 , 48 ; как упоминалось выше, в показанном конкретном варианте осуществления коробка передач 40 обеспечивает увеличение скорости между входным и выходным валами 46 , 48 , т.е.е., отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω ВХ ВЫХ меньше 1.

Как показано на фиг. 4 b , в конфигурации с прямым приводом тормоз 162 находится в положении отпускания, отсоединен от вала солнечной шестерни 52 и, таким образом, позволяет солнечной шестерне 52 вращаться. Когда крутящий момент передается на зубчатый венец 50 входным валом 46 , водило 58 и солнечная шестерня 52 начинают вращаться вокруг своей центральной оси.Поскольку водило 58 соединено с нагрузкой, а солнечная шестерня 52 — нет, солнечная шестерня 52 , если она свободна, будет ускоряться быстрее, чем водило 58 . Муфта 60 находится во включенном положении и соединяет выходной вал 48 с валом солнечной шестерни 52 , так что они вместе могут вращаться с одинаковой скоростью вращения. Поскольку солнечная шестерня 52 и водило 58 соединены с выходным валом 48 и вместе вращаются с одинаковой частотой вращения благодаря включенной муфте 60 , планетарные шестерни 154 не вращаются вокруг своей оси. соответствующую ось.Зубчатый венец 50 , водило 58 и солнечная шестерня 52 , таким образом, вращаются с одинаковой частотой вращения, образуя прямой привод между входным и выходным валами 46 , 48 . Входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал, т.е. отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω В ВЫХОД равен 1.

Обращаясь теперь к ФИГ. 6 a и 6 b в целом показан другой частный вариант коробки передач 240 , где элементы, аналогичные элементам коробок передач 40 , 140 , обозначены теми же ссылочными позициями. Аналогично коробке передач 140 выходной вал 48 соединен с водилой 58 . Однако в этом варианте входной вал 46 соединен с солнечной шестерней 52 . Таким образом, зубчатый венец 50 является промежуточным компонентом, который выборочно зацепляется тормозом 262 . Блокирующий элемент , 260, содержит второй тормоз, зацепляющий планетарные шестерни , 154, , чтобы непосредственно воспрепятствовать их вращению вокруг соответствующей оси.

Этот редуктор 240 выборочно конфигурируется между конфигурацией изменения скорости, когда выходной вал 48 вращается медленнее, чем входной вал 46 , и конфигурацией с прямым приводом, где входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал.Подобно коробке передач , 140, и как показано на фиг. 5, чтобы входной и выходной валы 46 , 48 (солнечная шестерня 52 и водило 58 ) имели одинаковое направление вращения, планетарные шестерни 154 находятся в зацеплении с обеими солнечная шестерня 52 и зубчатый венец 50 .

Как показано на РИС. 6 и , в конфигурации с переключением скоростей планетарный тормоз 260 находится в положении выключения, что позволяет планетарным шестерням 154 вращаться вокруг соответствующих осей.Тормоз зубчатого венца 162 находится в положении торможения, зацеплен с зубчатым венцом 50 , чтобы препятствовать его вращению. Входной вал 46 вращает солнечную шестерню 52 , которая приводит во вращение планетарные шестерни 154 вокруг их соответствующих осей. Вращающиеся планетарные шестерни 154 приводят во вращение водило 58 и, соответственно, выходной вал 48 . В этой конфигурации коробка передач 240 определяет передаточное число, отличное от 1, между скоростями вращения входного и выходного валов 46 , 48 ; как упоминалось выше, в показанном конкретном варианте осуществления коробка передач 40 обеспечивает уменьшение скорости между входным и выходным валами 46 , 48 , т. е.е. отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω В ВЫХ больше 1.

Как показано на фиг. 6 b , в конфигурации с прямым приводом тормоз зубчатого венца 262 находится в положении отпускания, позволяя зубчатому венцу 50 вращаться. Когда крутящий момент передается на солнечную шестерню 52 входным валом 46 , водило 58 и зубчатый венец 50 начинают вращаться вокруг своей центральной оси.Поскольку водило 58 соединено с нагрузкой, а зубчатый венец 50 — нет, солнечная шестерня 50 , если она свободна, будет ускоряться быстрее, чем водило 58 . Планетарный тормоз , 260, в зацепленном положении блокирует вращение планетарных шестерен , 154, вокруг их соответствующих осей, тем самым заставляя водило 58 и зубчатый венец 50 вращаться вместе с одинаковой скоростью вращения. Зубчатый венец 50 , водило 58 и солнечная шестерня 52 , таким образом, вращаются с одинаковой частотой вращения, образуя прямой привод между входным и выходным валами 46 , 48 .Входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал, т.е. отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω В OUT равно 1.

Понятно, что показанные варианты осуществления являются только примерными и что возможны изменения. В конкретном варианте осуществления различные конфигурации могут быть получены путем использования одного из зубчатого венца 50 , солнечного зубчатого колеса 52 и водила 58 в качестве входного компонента, соединенного с входным валом 46 , другого зубчатого венца. 50 , солнечная шестерня 52 и водило 58 в качестве выходного компонента, соединенного с выходным валом 48 , и оставшаяся часть зубчатого венца 50 , солнечная шестерня 52 и водило 3 0 как промежуточный компонент, задействованный тормозом 62 , 162 , 262 в конфигурации изменения скорости. Блокирующий элемент (например, муфта 60 , тормоз 260 ) препятствует вращению планетарных шестерен вокруг их соответствующих осей в конфигурации с прямым приводом либо путем непосредственного зацепления планетарных шестерен для предотвращения их вращения, либо путем соединения промежуточного компонента с выходным валом 48 так, чтобы они вместе вращались с одинаковой скоростью. Примеры таких конфигураций проиллюстрированы в таблице ниже (где конфигурация 1 представляет собой конфигурацию по фиг. 2 a — 2 b , конфигурация 2 представляет собой конфигурацию по фиг.4 a -4 b , а конфигурация 3 представляет собой конфигурацию, показанную на фиг. 6 + -6 + б ):

+

член InputOutputIntermediatecomponentcomponentcomponentBlocking 1Ring gearSun gearCarrierClutch к connectintermediate andoutput components2Ring gearCarrierSun gearClutch к connectintermediate andoutput components3Sun gearCarrierRing gearBrake engageableto планеты gears4Sun gearRing gearCarrierBrake engageableto планеты gears5CarrierSun gearRing gearBrake engageableto планеты gears6CarrierRing gearSun gearBrake, зацепляемый с планетарными шестернями

Другие варианты также возможны, включая, помимо прочего, конфигурацию блокирующего элемента в качестве тормоза, зацепляемого с планетарными шестернями для конфигураций 1-2, и в качестве муфты для соединения промежуточного и выходного компонентов для конфигураций 3-6. Один набор планетарных шестерен, как показано на фиг. 5 или двойной набор планетарных шестерен, как показано на фиг. 3 можно использовать с любой из конфигураций для получения желаемого относительного направления вращения входного и выходного валов 46 , 48 .

В показанном варианте осуществления входной и выходной валы 46 , 48 являются соосными, а редуктор 40 сконфигурирован для использования соосно с осевой линией газотурбинного двигателя 10 .Возможны и другие конфигурации.

Обращаясь теперь к ФИГ. 7 a , 7 b и 8 , в целом показан другой конкретный вариант коробки передач 340 , которая приводит в зацепление входной и выходной валы 46 , 48 . В этом варианте осуществления коробка передач 340 включает в себя первую и вторую солнечные шестерни 350 , 352 , находящиеся в приводном зацеплении друг с другом через планетарные шестерни 354 , 356 , поддерживаемые вращающимся водилом 038 . В показанном конкретном варианте осуществления первая солнечная шестерня 350 является входным компонентом и соединена с входным валом 46 , вторая солнечная шестерня 352 является выходным компонентом и соединена с выходным валом 48 , а носитель 358 является промежуточным компонентом. Возможны и другие конфигурации, как будет подробно описано ниже.

Как лучше всего видно на РИС. 8, для того, чтобы входной и выходной валы 46 , 48 (солнечная шестерня 350 , 352 ) имели одинаковое направление вращения, планетарные шестерни включают пары взаимосвязанных планетарных шестерен 354

2,

356
вращаются вместе вокруг общей оси.Каждая пара соединенных планетарных шестерен 354 , 356 включает меньшую планетарную шестерню 356 , находящуюся в зацеплении с входной солнечной шестерней 350 , и большую планетарную шестерню 354 , находящуюся в зацеплении с выходной солнечной шестерней , и 032 050 3503. входная солнечная шестерня 150 больше выходной солнечной шестерни 152 . Эта конфигурация позволяет конфигурации изменения скорости определять увеличение скорости между входным и выходным валами 46 , 48 ; понятно, что пропорции шестерен 350 , 352 , 354 , 356 могут быть изменены, чтобы иметь вариант, в котором конфигурация изменения скорости позволяет выходному валу 48 вращаться медленнее, чем входному вал 46 .Хотя показаны три пары планетарных шестерен , 354, , 356 , понятно, что может быть предусмотрено попеременно большее или меньшее количество пар планетарных шестерен.

Возвращаясь к РИС. 7 a -7 b редуктор 340 дополнительно содержит блокирующий элемент 360 , который во включенном положении (фиг. 7 b ) препятствует вращению планетарных шестерен 359 0 60 354

3 , 0

вокруг их соответствующей центральной оси C. В показанном варианте осуществления блокирующий элемент , 360, представляет собой муфту, которая во включенном положении соединяет водило , 358, (т.е.например, промежуточный компонент) к выходному валу 48 , чтобы они вместе могли вращаться с одинаковой скоростью вращения. В показанном варианте осуществления муфта 360 соединяет водило 358 и выходной вал 48 , зацепляя вал водила 358 и выходной вал 48 . В качестве альтернативы муфта 360 может зацеплять любой другой элемент, соединенный с водилом 358 и вращающийся с ним с той же скоростью вращения, и/или любой другой элемент, соединенный с выходным валом 48 и вращающийся с ним с той же скоростью вращения ( включая, помимо прочего, выходную солнечную шестерню 352 ). Заставляя водило 358 и выходной вал 48 вращаться с одинаковой частотой вращения, муфта 360 предотвращает вращение сателлитов 354 , 354 , 356 вокруг своих осей C. Муфта 030 также имеет расцепленное положение (фиг. 7 и ), в котором он расцеплен с одним или обоими из держателя 358 и выходного вала 48 , так что они могут вращаться относительно друг друга.

Коробка передач также включает тормоз 362 , который в положении тормоза (РИС.7 a ) входит в зацепление с валом водила 358 (т. е. с промежуточным компонентом), препятствуя его вращению. Тормоз 362 также имеет положение отпускания (ФИГ. 7 b ), в котором он отсоединяется от держателя 358 , чтобы обеспечить его вращение.

Как показано на РИС. 7 и , в конфигурации с переключением скоростей муфта 360 находится в выключенном положении, что позволяет выходному валу 48 и водилу 358 вращаться относительно друг друга. Тормоз 362 находится в положении торможения и зацеплен с валом водила 358 для предотвращения вращения водила 358 . Входной вал 46 вращает входную солнечную шестерню 350 , которая приводит во вращение планетарные шестерни 354 , 356 вокруг их соответствующих осей. Оси сателлитов 354 , 356 остаются неподвижными, так как водило 358 не вращается. Вращающиеся планетарные шестерни 354 , 356 приводят во вращение выходную солнечную шестерню 352 и соответственно выходного вала 48 .В этой конфигурации отношение скорости вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω ВХ ВЫХ отличается от 1.

Как показано на фиг. 7 b , в конфигурации с прямым приводом тормоз 362 находится в положении отпускания, отсоединен от водила 358 и, таким образом, позволяет водилу 358 вращаться. Когда входной вал 46 прикладывает крутящий момент к входной солнечной шестерне 350 , водило 358 и выходная солнечная шестерня 352 начинают вращаться вокруг своей центральной оси.Поскольку выходная солнечная шестерня 352 подключена к нагрузке, а водило 358 — нет, водило 358 , если оно будет свободным, будет ускоряться быстрее, чем выходная солнечная шестерня 352 . Муфта 360 находится во включенном положении и соединяет выходной вал 48 с водилой 358 , так что они вместе могут вращаться с одинаковой скоростью вращения. Поскольку выходная солнечная шестерня 352 и водило 358 соединены с выходным валом 48 и вместе вращаются с одинаковой скоростью благодаря включенной муфте 360 , планетарные шестерни 354 , 036 356 . не вращаются вокруг своей оси.Зубчатый венец 350 , водило 358 и солнечная шестерня 352 , таким образом, вращаются с одинаковой частотой вращения, образуя прямую передачу между входным и выходным валами 46 , 48 — входной и выходной валы 46 , 48 вращаются вместе как единый вал, причем отношение частоты вращения входного вала 46 к частоте вращения выходного вала 48 ω IN OUT равно 1.

В конкретном варианте осуществления различные конфигурации могут быть получены путем использования одной из солнечных шестерен 350 , 352 и водила 358 в качестве входного компонента, соединенного с входным валом 46 , другой солнечной шестерни 350 , 352 и водило 358 в качестве выходного компонента, соединенного с выходным валом 48 , а оставшаяся часть солнечной шестерни 350 , 352 в качестве промежуточного компонента 90 и водила 9003 включается тормозом 362 в конфигурации изменения скорости. Блокирующий элемент (например, муфта 360 ) препятствует вращению планетарных шестерен вокруг их соответствующих осей в конфигурации с прямым приводом либо путем непосредственного зацепления планетарных шестерен, препятствующего их вращению, либо путем соединения промежуточного компонента с выходным валом . 48 , чтобы они вращались вместе с одинаковой скоростью. Аналогичные конфигурации можно получить, заменив две солнечные шестерни 350 , 352 двумя зубчатыми венцами. Примеры двух конфигураций солнечной шестерни и двух конфигураций зубчатого венца проиллюстрированы в таблице ниже (где конфигурация 7 представляет собой конфигурацию на ФИГ.7 -7 б):

член InputOutputIntermediatecomponentcomponentcomponentBlocking 7Sun шестерни 1Sun шестерни 2CarrierClutch к connectintermediate andoutput components8Ring шестерни 1Ring шестерни 2CarrierClutch к connectintermediate andoutput components9Sun шестерни 1CarrierSun шестерни 2Clutch к connectintermediate andoutput components10Ring шестерни 1CarrierRing передач 2Clutch для соединения промежуточных и выходных компонентов

Также возможны другие конфигурации, включая, но не ограничиваясь этим, наличие блокирующего элемента, выполненного в виде тормоза, зацепляемого с планетарными шестернями для конфигураций, изложенных выше. Для конфигураций, в которых необходимо изменить относительное направление вращения входного и выходного валов 46 , 48 , каждая планетарная шестерня может быть заменена двумя планетарными шестернями с зацеплением, каждая из которых находится в зацеплении с соответствующей солнечной / кольцевой шестерней, аналогичным образом. к варианту осуществления, показанному на фиг. 3.

В конкретном варианте отказ, неисправность или износ тормозов 62 , 162 , 262 , 362 могут быть обнаружены системой управления двигателем 10 (электронный контроллер двигателя EEC) путем обнаружения возникающего в результате этого увеличения частоты вращения выходного вала 48 .Неисправность или износ блокирующего элемента (например, сцепления 60 , 360 , тормоза 260 ) могут быть обнаружены EEC путем обнаружения результирующих несоответствий между скоростью вращения входного вала 46 и скоростями вращения. выходного вала 48 .

В конкретном варианте осуществления и при использовании ротор (например, ротор 30 дожимного компрессора, воздушный винт 112 ) газотурбинного двигателя 10 , таким образом, вращается в соответствии со следующим.Входной вал 46 вращается вместе с турбинной секцией 18 газотурбинного двигателя 10 , например, посредством прямого соединения между одним или несколькими роторами турбинной секции 18 и валом газовой турбины. (например, ротор(ы) турбины низкого давления 26 и вал 20 ) и прямое соединение между валом газовой турбины и входным валом. Один компонент между солнечными / зубчатыми венцами 50 , 52 , 350 , 352 и водилом 58 , 358 вращается вместе с солнечным кольцом входного вала 3 / Gears 50 , 52 , 350 , 350 , 352 и носитель 58 , 358 , 358 подключен к выходному валу 48 и оставшиеся одно из шестерни Sun / Ring 50 , 52 , 350 , 352 и носитель 58 , 358 определяют промежуточный компонент.

Когда выбрана конфигурация с прямым приводом, вращение сателлитов 54 , 56 , 154 , 354 , 356 затруднено, что позволяет вращение входного и выходного компонентов валы 48 вращаются вместе как единый вал с одинаковой скоростью вращения. При выборе второй конфигурации вращение промежуточного компонента препятствует вращению планетарных шестерен 54 , 56 , 154 , 354 , 356 , так что входной и выходной валы 4 4 , 48 вращаются с разной скоростью вращения.Затем выходной вал 48 приводится в движение входным валом 46 через редуктор 40 , 140 , 240 , 340 в выбранной конфигурации, а ротор 402 80 вращается с выходной мощностью. .

Хотя коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 , 340 была описана как часть газотурбинного двигателя 10 , понимается, что коробка передач 40 , 140 , 240 , 340 могут попеременно использоваться в других подходящих приложениях, где выгоден альтернативный привод с прямым приводом/переключением скорости.

Вышеприведенное описание предназначено только для примера, и специалист в данной области поймет, что в описанные варианты осуществления могут быть внесены изменения, не выходя за рамки раскрытого изобретения. Модификации, подпадающие под объем настоящего изобретения, будут очевидны специалистам в данной области техники в свете обзора этого раскрытия, и предполагается, что такие модификации подпадают под прилагаемую формулу изобретения.

Конструкция многоступенчатой ​​коробки передач и оптимизация управления переключением для минимизации расхода топлива, выбросов выхлопных газов и механических потерь в трансмиссии

Загрязнение воздуха в настоящее время представляет собой серьезную угрозу для здоровья человека и окружающей среды [1], [2]. В связи с этим во многих странах приняты законы и правила, ограничивающие выбросы выхлопных газов двигателя [3]. В 2016 году в Парижском соглашении [4], [5] были предложены устойчивые цели, чтобы многие страны во всем мире могли реализовать ряд инициатив в области экологической политики для борьбы с последствиями изменения климата. В то же время ограниченные источники на основе ископаемого топлива быстро сокращаются из-за растущего глобального уровня спроса на энергию, что указывает на необходимость жесткой политики, направленной на энергетическую безопасность [6].В этом сценарии низкоуглеродный и энергоэффективный сектор мобильности играет решающую роль в соблюдении строгих современных государственных норм, направленных на сокращение выбросов выхлопных газов и повышение экономии топлива. Усовершенствования двигателей внутреннего сгорания [7], [8] и возобновляемые виды топлива [9], [10], [11], [12] недавно обсуждались в исследовательском сообществе как потенциальные краткосрочные решения для экологически чистых и неэффективных автомобильных перевозок. .

Хотя постепенное устранение обычных транспортных средств с дорог может быть текущей тенденцией, ученые [13], [14], [15] утверждают, что усовершенствование транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания (ICEV) является практичным, быстрым и выполнимым подходом. для решения вышеупомянутых экологических проблем.С другой стороны, двигатели внутреннего сгорания имеют нелинейные карты с несовпадающими областями минимального удельного расхода топлива и выбросов, что затрудняет определение идеального режима двигателя [16]. Более того, автомобили, работающие на ископаемом топливе, по-прежнему составляют более 90 % автомобильного европейского рынка [17], [18], в то время как около 95 % мирового спроса на транспортную энергию в основном обеспечивается нефтепродуктами [19].

Опубликованные исследования показали, что оптимизация коробки передач может быть эффективной альтернативой для получения соответствующих улучшений в области энергосбережения [20], [21], [22], индексов выбросов газов [23] и производительности автомобиля [24], [25]. Караоглан и соавт. [26] оценили наиболее подходящие комбинации передаточных чисел для параллельных компонентов трансмиссии гибридного автомобиля (узел муфты крутящего момента, который механически соединяет ДВС и ЭМ, трехступенчатую коробку передач и дифференциальную систему) для эффективного снижения выбросов выхлопных газов и максимальной экономии топлива. Кроме того, Квон и соавт. [27] предложили многоцелевую оптимизацию для выбора передаточных чисел и распределения мощности двухмоторной и двухскоростной электрифицированной трансмиссии, чтобы одновременно максимизировать производительность автомобиля и минимизировать потребление энергии.

В предыдущем исследовании Eckert et al. [23] представили метод оптимизации для определения оптимальной комбинации для 5-7-ступенчатых коробок передач на основе 12 заранее выбранных зубчатых пар, 6 передаточных чисел дифференциала и 7 размеров шин. Применяемая процедура оптимизации также определила карты переключения передач, которые были скорректированы в соответствии с температурой двигателя, чтобы уменьшить выбросы выхлопных газов. Оптимизация позволила увеличить экономию топлива на 14,53% при сокращении выбросов CO на 0,68% 23.68% NOx и 2,45% HC по сравнению со стандартным транспортным средством при сочетании ездовых циклов FTP-75, HWFET и US06. Тем не менее, в этой работе при оптимизации не учитывалось влияние геометрии зубчатого ряда на механический КПД редуктора.

На эффективность трансмиссии транспортного средства влияет несколько факторов, таких как геометрия шестерен [28], [29], передаточные числа [30], смазка [31], приложенные нагрузки [32], [33], [34], уплотнения [35] и потери мощности в подшипниках [34], [36].Исследователи широко внедрили подробные модели механической эффективности зубчатых передач для различных типов зубчатых колес, таких как прямозубые [37], [38], [39], косозубые [40], [41], двойные косозубые [42], гипоидные [43], [44], червь [45] и т. д. Кроме того, Tang et al. [46] предложил новый подход к расчету жесткости зацепления прямозубых и косозубых колес на основе математической модели, которая может повысить точность и снизить вычислительную нагрузку по сравнению с методом конечных элементов. В работе Милера и соавт.[47] была использована многокритериальная оптимизация, основанная на подходе NSGA-II, для получения оптимальных параметров пары цилиндрических зубчатых колес, что позволило уменьшить объем системы трансмиссии и потери механической мощности. Ким и др. [29] представили дизайн оптимизации геометрии косозубого зубчатого колеса с использованием метода NSGA-III, чтобы минимизировать вес и шум системы, а также максимизировать эффективность зубчатого колеса. В другом подходе Habermehl et al. [34] предложили новую модель эффективности зубчатой ​​передачи в переходном режиме, чтобы можно было исследовать общие потери мощности при переключении передач.Чтобы исследовать потери во время переходных процессов, авторы применили модель эффективности в трансмиссии транспортного средства, оснащенного шестиступенчатой ​​коробкой передач с двойным сцеплением, при различных режимах движения. Кроме того, Pennestri et al. [30] описали модель механической эффективности планетарных зубчатых передач, используемых для параллельной архитектуры трансмиссии гибридного автомобиля в качестве системы трансмиссии с разделением мощности.

В этом исследовании эффективность трансмиссии рассчитывается аналитически в данный момент времени в соответствии с геометрическими параметрами зацепленных зубчатых пар (количество зубьев, коэффициент контакта, угол наклона винтовой линии и угол давления) [48], [49], которые определяются как проектные переменные в процессе многокритериальной оптимизации.Кроме того, повышение общей эффективности зубчатой ​​передачи также рассматривается как один из критериев оптимизации, применяемых в текущем исследовании.

Еще одной альтернативой снижению выбросов и экономии топлива является использование нескольких подходов к управлению для усовершенствования стратегии переключения передач. Рузегар и Анхелес [50] разработали двухфазный алгоритм, основанный на методах проб и ошибок и генетических алгоритмах, для настройки независимых ПИД-регуляторов, используемых для достижения оптимизированного графика переключения предлагаемой конфигурации многоскоростной трансмиссии (MST) для электромобилей (электромобилей). ).В другом исследовании ученые [51] представили линейно-квадратичный интегральный регулятор для разработки стратегии переключения передач, применяемой к MST, разработанному для транспортных средств с электрическим приводом. В исследовании Meng et al. [52], оптимальная стратегия управления переключением передач разработана для автоматической трансмиссии с использованием надежного ПИД-регулятора с двумя степенями свободы на основе динамической модели, чтобы улучшить условия переключения и производительность системы во время фазы инерции. Кроме того, Чжоу и соавт. [53] использовали подход к управлению на основе линейно-квадратичного регулятора для разработки графика переключения передач для трансмиссии гидравлического гибридного транспортного средства (HHV), оснащенного автоматизированной механической коробкой передач (AMT).В своей работе контроллер преследовал цель повысить комфортность вождения, учитывая динамические характеристики автомобиля и расход топлива двигателя при разработке стратегии управления переключением передач. Комфорт при езде также обсуждается в исследовании Tang et al. [54], в которой динамическая модель трансмиссии гибридного электромобиля с несколькими телами разработана с использованием совместного моделирования между средами Adams™ и Matlab/Simulink™, чтобы можно было смягчить вибрации во время запуска-остановки двигателя.

Кроме того, оптимальное управление на основе нечеткой логики считается эффективным решением для улучшения процесса переключения передач.Концепция оптимизированного контроллера с нечеткой логикой была применена в предыдущей работе [55], что позволило снизить выбросы выхлопных газов на 29,20% CO, 17,02% NOx и 12,90% HC, что связано с экономией топлива на 19,72% по сравнению с обычным транспортным средством. , только при ездовом цикле ФПЦ-75. Важно подчеркнуть, что в этой предыдущей работе трансмиссия автомобиля не модифицировалась/оптимизировалась. Перечисленные выигрыши были получены только за счет использования оптимизированного управления нечетким переключением.

В опубликованных работах также показано, что сочетание оптимальной конструкции коробки передач и управления графиком переключения обеспечивает существенное снижение стоимости поездки [56], времени разгона [57], [58], выбросов выхлопных газов [23], [ 59] и увеличивает дальность пробега [60] в случае транспортных средств с электрическим приводом.В работе Gao et al. [61] была предложена двухскоростная инверсная АМТ (заднее сцепление) для полностью электрических транспортных средств, а также была разработана стратегия управления переключением передач для улучшения характеристик автомобиля за счет предотвращения разрыва крутящего момента при плавном переключении передач. В их исследовании использовалась процедура оптимизации динамического программирования для достижения оптимальных передаточных чисел, чтобы можно было повысить энергоэффективность в различных условиях вождения. Кроме того, Ритари и соавт. [62] представили новую двухуровневую оптимизацию стратегии переключения передач и конструкцию двухскоростной трансмиссии для электрических городских автобусов с целью снижения энергопотребления транспортного средства. В исследовании Oh et al. [63] процедура нелинейной оптимизации используется для поиска оптимизированных передаточных чисел и стратегий переключения передач конфигураций трансмиссии колесных погрузчиков, оснащенных автоматизированной механической коробкой передач (АМТ) и коробкой передач с двойным сцеплением (DCT), с целью минимизации расхода топлива. Ахсан и соавт. [64] реализовали многокритериальную оптимизацию передаточного отношения и стратегии переключения на основе методов градиентного спуска и поиска шаблонов для двухскоростной системы трансмиссии электромобилей, чтобы максимизировать экономию энергии.

Основываясь на предоставленном обзоре литературы, нет аналогичных исследований, в которых рассматривалась бы оптимизация трансмиссии транспортного средства с точки зрения геометрических ограничений, механического КПД и количества доступных передаточных чисел, связанных с оптимальным управлением переключением передач с помощью нечеткой логики. Таким образом, эта статья направлена ​​на восполнение этого пробела в литературе, стремясь объединить процедуру оптимизации трансмиссии транспортного средства и управление переключением передач с помощью нечеткой логики. Передаточные числа коробки передач и дифференциала полностью оптимизированы с точки зрения их механического КПД в соответствии с используемой геометрией зубчатых пар, которая больше не ограничивается фиксированным набором доступных шестерен.Процедура оптимизации трансмиссии объединена в многокритериальном подходе, который также оптимизирует функции принадлежности управления переключением нечеткой логики, метод дефаззификации, правила и их соответствующие веса для достижения наилучшей компромиссной конфигурации для минимизации расхода топлива двигателем и выбросов выхлопных газов. , а также снижение энергии, рассеиваемой потерями в зубчатой ​​передаче, что повышает общую эффективность системы. Следовательно, основным вкладом этой работы является многоцелевая оптимизация конструкции многоступенчатой ​​трансмиссии и управления переключением передач, чтобы обеспечить повышенную механическую и топливную эффективность трансмиссии ICEV, а также более низкие уровни выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.

Таким образом, основной целью данного исследования является достижение наилучшего сочетания передаточных чисел трансмиссии и управления переключением с помощью многоцелевого метода оптимизации Interactive Adaptive-Weight Genetic Algorithm (i-AWGA) [65]. Оптимизация основана на городском ездовом цикле (FTP-75), применяемом в качестве экспериментальной процедуры для оценки выбросов транспортных средств в нескольких странах, за которым следуют дорожный цикл (HWFET) и цикл высокой скорости и потребления мощности (US06) для достижения надежная трансмиссия/управление транспортным средством в широком диапазоне условий вождения.Эта комбинация ездовых циклов применялась в ранее опубликованных работах, посвященных обычным [23], гибридным [66] и электрическим [67] транспортным средствам, что всегда приводило к оптимальным решениям, устойчивым к изменению стиля вождения. Моделирование основано на усовершенствованной модели продольной динамики транспортного средства, состоящей из уравнений, представленных Гиллеспи [68], связанных с моделями сцепления, проскальзывания шин и предела сцепления. Блок преобразователя топлива ADVISOR™ [69] (Advanced Vehicle Simulator) используется для моделирования расхода топлива двигателем и выбросов выхлопных газов в зависимости от эффективности катализатора.

Контактный телефон

  • Нидерланды – региональная штаб-квартира, центр распределения запчастей, офис продаж

    Allison Transmission Europe B.V.
    Baanhoek 188
    3361 GN Sliedrecht
    Нидерланды

    ПО Box 1225
    3360 BE Sliedrecht
    Нидерланды

    Тел.: +31-78-6422-100
    Факс: +31-78-6422-167

  • Австрия

    Allison Transmission Almrauschweg 14
    A-4400 Steyr
    Австрия

    Тел.: +43-7252-46843
    Факс: +43-7252-46872

  • Франция

    Allison Transmission Europe Parc Les Algorithmes
    Immeuble Sophocle — 1er étage
    9, Avenue du Marais
    95100, Argenteuil
    Франция

    Тел: +33 (0)1-34-34-14-32
    Факс: +33 ( 0)1-34-34-14-35

  • Германия

    Allison Transmission
    Robert-Koch Strasse 50
    D-55129 Майнц
    Германия

    Телефон: 49-6131-5767010
    Факс: 49-3131-57670-17

  • Венгрия — Центр настройки + производственное предприятие

    Центр настройки
    Allison Transmission Венгрия, KFT 
    9970 Szentgotthárd
    Felsöliget utca 6.
    Венгрия

    Тел.: +36-94-815-003
    Факс: +36-94-815-051

    Офис продаж
    Allison Transmission Kalman Imre u. 1.
    H-1054 Будапешт
    Венгрия

    Тел.: +36-1-475-1355
    Факс: +36-1-475-1466

  • Италия

    Allison Transmission
    Corso Giovanni Lanza, 100
    10133 Torino (TO)
    Италия

    Тел.: +39-011-5363-160
    Факс: +39-011-5363-164

  • Россия

    Москва Представитель
    Allison Transmission Europe B.V.
    (Нидерланды)
    корп. ул. Лодочная, д. 3,
    , Москва, 125363, Россия,

    Телефон: 7-495-926-48-38
    Факс: 7-495-926-48-39

  • Испания

    Allison Transmission Испания
    C/o Transdiesel
    Calle Copernico, 26
    E-28820 Coslada (Мадрид)
    Испания

    Телефон: 34-91-673-7012 доб. 110
    Факс: 34-91-6737-412

  • Швеция

    Allison Transmission Nordic
    Fabriksgatan 7
    3-й этаж
    412 50 Göteborg
    Швеция

    Тел.: +46-31-799-01-42
    Факс: +46-31-799-02-99

  • Турция

    Барбарос Мах.Акзамбак Сок.
    Варьяп Меридиан Блок А 2/40
    Аташехир / Стамбул

    Тел.: +90 216 420 87 40
    Факс: +90 216 314 87 00

  • Соединенное Королевство + Республика Ирландия

    Allison Transmission Europe BV
    Doolittle Mill
    12 Froghall Road
    Ampthill
    Bedfordshire MK45 2ND
    Соединенное Королевство

    Тел.: +44 1525 305120
    Факс: +44 1525
    3

  • Объединенные Арабские Эмираты — Управляемый дистрибьютор ATI, офис продаж

    Allison Transmission Middle East FZE
    B1 SR 01 и B1 SR 02
    Джебель-Али Южная свободная зона
    Дубай, ОАЭ

    Allison Transmission
    P. O. Box 29619
    Дубай
    Объединенные Арабские Эмираты

    Тел.: +971 (0)4 8153600
    Электронная почта: [email protected]

  • Южная Африка

    Allison Transmission
    Первый этаж Southdowns Ridge Office Park,
    Cnr John Vorster & Nellmapius Drive,
    Irene, Centurion, 0149, Южная Африка

    Почтовый адрес:
    Postnet Suite 148,
    Private Bag X32,
    Highveld Park, Centurion,
    0157, Южная Африка

    Отдел продаж Тел: +27 60 965 8270
    Послепродажный отдел Тел: +27 (0) 60 965 7454
    Факс: +27-11-655-7011

  • Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка браузера на прием файлов cookie

    Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

    Советы по вождению, как экономить бензин

    В дополнение к этим экономичным методам вождения обязательно поддерживайте правильное давление в шинах.Часто проверяйте давление и заполняйте их, когда загорается сигнальная лампа давления в шинах .

    Если вы не уверены, сколько воздуха требуется вашим шинам, проверьте дверь со стороны водителя. На многих новых автомобилях есть наклейка, на которой указан правильный PSI для вашего автомобиля. «А как насчет информации о самой шине?» Это хороший вопрос!

    Производители шин любят размещать на шинах полезную информацию, например, сколько фунтов на квадратный дюйм они могут выдержать. Однако важно отметить, что вы никогда не должны превышать эту сумму.

    На это есть несколько причин. Первый связан с износом. Если вы перекачаете шины, протектор скруглится. Это приводит к более быстрому износу средней части протектора. В среднем вы можете сократить срок службы шин вдвое.

    Вторая причина связана с потерей тяги. Чем больше вы накачаете, тем больше вероятность того, что ваши шины потеряют контакт с дорогой. Это может привести к раскручиванию или даже к сбою. Это особенно актуально в зимние месяцы, когда дороги могут быть скользкими.

    Третья причина связана с вашей поездкой. С перекачанными шинами вы почувствуете каждую неровность и провал во время вождения. То, что раньше было плавным, теперь будет неровным.

    Наиболее важной причиной для обслуживания шин является то, что во время движения давление в шинах увеличивается. Предположим, что 44 фунта на квадратный дюйм — это максимальное значение, которое могут выдержать ваши шины. Если вы проверяете шины после поездки, давление может быть намного меньше 44 фунтов на квадратный дюйм. Это потому, что PSI снижается, когда машина остывает.

    На самом деле, PSI, рекомендуемый производителем вашего автомобиля, — это PSI, который вы должны получить, когда автомобиль остынет. PSI, который отмечает производитель шин, — это PSI, которое шины могут иметь во время движения.

    Если вам нужна дополнительная информация, обязательно обратитесь к руководству по эксплуатации вашего автомобиля.

    Подробнее Читать меньше

    Планетарные редукторы для самых высоких крутящих моментов

    Благодаря своей прочной конструкции металлические планетарные редукторы FAULHABER в сочетании с двигателями постоянного тока FAULHABER идеально подходят для приложений, требующих самого высокого крутящего момента.

    Но FAULHABER также предлагает подходящие продукты для умеренных выходных крутящих моментов – пластиковые планетарные редукторы.Они характеризуются исключительным сочетанием материалов и оптимальным соотношением цены и качества.

    Поскольку планетарные редукторы особенно эффективны, они подходят для непрерывной, прерывистой и переменной работы, а также для вращения по часовой стрелке и против часовой стрелки. Их использование приводит к повышению производительности всей трансмиссии, поскольку правильный выбор коробки передач позволяет использовать двигатель меньшего размера и тем самым повышает экономическую эффективность всей трансмиссии.

    Металлический планетарный редуктор

    Металлические планетарные редукторы FAULHABER рассчитаны на устойчивость к прерывистым или внезапным изменениям нагрузки. В зависимости от размера диаметра эти редукторы могут поддерживать входную скорость до 20 000 мин -1 или выходной крутящий момент до 25 Нм при работе в прерывистых циклах. Благодаря низкому люфту и, как следствие, высокой точности, металлические планетарные редукторы также идеально подходят для задач точного позиционирования.

    Планетарные редукторы можно комбинировать с широкой линейкой двигателей постоянного тока или бесщеточных двигателей, а также предлагать ряд конфигураций валов для дальнейшей настройки. Они идеально подходят для различных типов роботов — инспекционных, сборочных, реабилитационных или экзоскелетов, — а также для автоматизации производства и лабораторий, для упаковочных машин, измерительного и испытательного оборудования или для работы с полупроводниками.