PL233348B1 - Motocyklowa przekładnia zębata o bezpośrednim przełączaniu biegów - Google Patents

Abstract

Przekładnia zawiera wał zdawczy o budowie teleskopowej, napędzany przez dwa, sterowane hydraulicznie sprzęgła: sprzęgło wielotarczowe (26, 28, 29, 30) i jednokierunkowe sprzęgło cierne, połączone kanałami doprowadzającymi i przewodami zasilającymi z zespołem zaworów sterujących (111) i elektroniczną jednostką sterującą (112). Wał zdawczy połączony jest z wałem wyjściowym (107) przez pozostające w ciągłym zazębieniu pary kół zębatych zdawczych (91) i kół zębatych odbiorczych (102, 103, 104, 105, 106) poszczególnych biegów. Każde koło zębate zdawcze (91) oprócz koła biegu ostatniego, łączone jest z wałem zdawczym przez dwa zakończenia kłowe, z których jedno wykonane jest na końcu wału zewnętrznego - połączonego z piastą sprzęgła wielotarczowego (38), a drugie zakończenie kłowe usytuowane jest na wale wewnętrznym końcowym - połączonym przez hydraulicznie zaciskane jednokierunkowe sprzęgło cierne z piastą czołową sprzęgła wielotarczowego (32). Sprzęgła kłowe załączane są sygnałami z elektronicznej jednostki sterującej (112).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest motocyklowa przekładnia zębata o bezpośrednim przełączaniu biegów, w której podczas zmiany biegów - przenoszenie napędu z silnika spalinowego na wał wyjściowy i koło motocykla następuje bez przerw w transferze momentu obrotowego.

Klasyczny układ napędowy z manualną skrzynią biegów jest najczęściej wyposażony w jedno cierne sprzęgło wielotarczowe, które musi zostać rozłączone, aby możliwą była zmiana biegu. W prostych, tradycyjnych rozwiązaniach szczególnie w trakcie dynamicznego przyspieszania skutkuje to nieprzyjemnymi szarpnięciami motocykla, co wynika z przerwy w przenoszeniu momentu obrotowego na koło jezdne. Znane są rozwiązania przekładni motocyklowych z manualną skrzynią biegów, w których niekorzystne efekty przełączania zostały złagodzone przez wprowadzenie jednostki elektronicznej, sterującej pracą sprzęgła wielotarczowego z uwzględnieniem sygnałów: aktualnie wybranego biegu, szybkości obrotowej silnika, szybkości jazdy, położenia przepustnicy, danych z urządzenia zapłonowego, wtrysku paliwa. Przykładowo, rozwiązania takich motocyklowych przekładni przedstawione są w opisach patentowych nr EP 3 220 015, EP 1 826 087 i EP 1 669 270, które zawierają napędzany przez sprzęgło wielotarczowe wał zdawczy połączony z wałem wyjściowym przez pozostające w ciągłym zazębieniu pary kół zębatych poszczególnych biegów. Sprzężenie z wałem wyjściowym dokonywane jest przez sprzęgła kłowe załączane krzywkowo-wodzikowym mechanizmem przełączającym. Sprzęgło wielotarczowe sterowane jest siłownikiem hydraulicznym lub elektromechanicznym przez sygnały z elektronicznej jednostki sterującej, obliczone z uwzględnieniem powyżej wymienionych parametrów.

Znane są również, stosowane w pojazdach samochodowych, dwusprzęgłowe przekładnie o bezpośrednim przełączaniu biegów, w których koła zębate zdawcze biegów nieparzystych osadzone są na wale pośrednim połączonym z jednym ciernym sprzęgłem wielotarczowym, a koła zębate zdawcze biegów parzystych osadzone są na drugim wale pośrednim, który połączony jest z drugim sprzęgłem wielotarczowym. Każde ze sprzęgieł odbiera napęd z koła zamachowego silnika spalinowego. Podczas pracy przekładni na wybranym biegu, bieg wyższy lub niższy jest załączony na drugim wale obsługiwanym przez drugie sprzęgło będące w położeniu rozłączonym, a sama zmiana biegu polega na rozłączeniu sprzęgła wału na którym załączony jest aktualny bieg i jednoczesnym załączeniu sprzęgła wału na którym następny bieg został już wcześniej załączony z wyprzedzeniem. Konstrukcyjnie skrzynie tego typu mają nieskomplikowaną budowę, problemem jest natomiast odpowiednie sterowanie pracą dwóch sprzęgieł. Rozłączanie jednego sprzęgła musi być ściśle skorelowane z załączaniem drugiego sprzęgła. Biorąc pod uwagę nieliniową charakterystykę układów dźwigniowych wywierających siłę na tarcze sprzęgłowe i rozcięte sprężyny talerzowe przy sprzęgłach suchych oraz zjawisko zużywania się tarcz sprzęgłowych, to algorytm sterujący musi być bardzo skomplikowany, a jakiekolwiek zaburzenia jego pracy skutkują szarpnięciami przy zmianie biegów. Rozwiązania takie znane są między innymi z opisów patentowych EP 2 864 675 i US 2011139 563.

Z opisu wynalazku EP 2 990 277 znana jest również motocyklowa przekładnia wyposażona w podwójne sterowane hydraulicznie mokre sprzęgło wielotarczowe napędzające wał zdawczy połączony z wałem wyjściowym przez pozostające w ciągłym zazębieniu pary kół zębatych zdawczych i odbiorczych poszczególnych biegów, oraz które sprzęgane są z wałem zdawczym przez sprzęgła kłowe załączane przez wodziki krzywkami bębna przełączającego, który napędzany jest silnikiem krokowym, sterowanym z elektronicznej jednostki sterującej.

W przedstawionych rozwiązaniach motocyklowych przekładni o bezpośrednim przełączaniu biegów stosowane mechanizmy przełączania wodzikowego sprzęgieł kłowych wymuszają niekorzystne zwiększenie wymiarów gabarytowych przekładni.

Motocyklowa przekładnia zębata o bezpośrednim przełączaniu biegów według niniejszego wynalazku, zawiera podobnie jak w znanych przekładniach wał zdawczy napędzany silnikiem przez dwa niezależnie sterowane hydraulicznie sprzęgła, połączone kanałami doprowadzającymi i przewodami zasilającymi z zespołem zaworów sterujących i elektroniczną jednostkę sterującą. Wał zdawczy połączony jest z wałem wyjściowym również przez pozostające w ciągłym zazębieniu pary kół zębatych, które sprzęgane są z wałem zdawczym przez sprzęgła kłowe załączane sygnałami z elektronicznej jednostki sterującej. Istota wynalazku polega na tym, że każde koło zębate zdawcze łączone jest z wałem zdawczym, mającym budowę teleskopową, przez dwa zakończenia kłowe, z których jedno wykonane jest na końcu wału zewnętrznego, połączonego z piastą sprzęgła wielotarczoweg o a drugie

PL 233 348 B1 zakończenie kłowe usytuowane jest na wale wewnętrznym końcowym, który łączony jest przez hydraulicznie zaciskane jednokierunkowe sprzęgło cierne z piastą czołową sprzęgła wielotarczowego.

Korzystnym rozwiązaniem jest, gdy wał zdawczy złożony jest z połączonych teleskopowo na wielowypustach: wału zewnętrznego oraz wału wewnętrznego zasadniczego i wału wewnętrznego końcowego, z których wał wewnętrzny zasadniczy łożyskowany jest w piaście czołowej sprzęgła wielotarczowego i połączony z nią przez hydraulicznie zaciskane jednokierunkowe sprzęgło cierne. Wał wewnętrzny końcowy osadzony jest suwliwie na tulei prowadzącej mocowanej do ściany lewej przekładni. Zakończenia kłowe mają kołnierze z kłami o takich samych wymiarach i w rozstawieniu równych kątów środkowych. Każde koło zębate zdawcze łożyskowane jest w obejmujących je z obu stron i prostopadłych do osi obrotu ściankach separacyjnych. W otworach osiowych kół zębatych zdawczych wykonane są kły przystosowane do współpracy z kłami zakończeń kłowych wału zewnętrznego i wału wewnętrznego końcowego. Między wałem zewnętrznym i kołnierzem zakończenia kłowego wału wewnętrznego końcowego osadzona jest naciskowa sprężyna separacyjna wałów. Między wałem zewnętrznym, wałem wewnętrznym zasadniczym, wałem wewnętrznym końcowym i tuleją prowadzącą wydzielone są komory hydrauliczne połączone kanałami doprowadzającymi i przewodem zasilającym z zespołem zaworów sterujących i sygnałami jednostki elektronicznej sterującej.

Korzystnym jest również, gdy koło zębate zdawcze biegu 1-go usytuowane jest najdalej od sprzęgła wielotarczowego a koła biegów o kolejno malejącym przełożeniu zabudowane są w położeniach następujących po sobie w kierunku tego sprzęgła.

Korzystnym jest gdy, szerokość kłów w zakończeniach kłowych jest nie większa od połowy szerokości otworu centralnego w kołach zębatych zdawczych oraz jest mniejsza od odstępu między tymi kołami na wysokości ich otworów centralnych.

Korzystnym jest gdy, wał zewnętrzny prowadzony jest na tulei zewnętrznej wału wewnętrznego końcowego.

Korzystnym jest, gdy w komorze hydraulicznej wału wewnętrznego zasadniczego pole powierzchni czołowej tłoczka jest równe powierzchni czołowej odsądzenia w otworze wału zewnętrznego, które ogranicza komorę hydrauliczną między wałem zewnętrznym a wałem wewnętrznym końcowym.

Korzystnym jest, gdy w pokrywie tulei prowadzącej zamocowany jest czujnik odległości skierowany w stronę tłoka wału wewnętrznego końcowego i którego sygnał doprowadzony jest do zespołu zaworów sterujących.

W przedstawionym rozwiązaniu motocyklowej przekładni ciągłość przenoszenia momentu obrotowego podczas zmiany biegów została uzyskana przez zastosowanie dwóch, niezależnie sterowanych sprzęgieł zakończeń kłowych, których współpraca z kołem zębatym zdawczym wybranego biegu sterowana jest przez wbudowane w teleskopowy wał zdawczy siłowniki hydrauliczne. W wyniku wyeliminowania mechanizmu przełączającego z bębnem krzywkowym, wybierakami i widełkami, uzyskano możliwość istotnego zmniejszenia wymiarów gabarytowych przekładni.

Motocyklowa przekładnia według wynalazku wyjaśniona jest opisem przykładowego wykonania skrzyni 5-biegowej pokazanego na rysunku, którego poszczególne figury przedstawiają w przekrojach osiowych:

Fig. 1 - przekładnię połączoną z silnikiem.

Fig. 2 - przekładnię z szczegółowym oznaczeniem elementów.

Fig. 3 - złożenie wału wewnętrznego.

Fig. 4 - złożenie wału zewnętrznego.

Fig. 5 - złożenie wału wewnętrznego, zewnętrznego i tulei prowadzącej.

Fig. 6 - sprzęgło wielotarczowe w położeniu rozłączonym.

Fig. 7 - sprzęgło wielotarczowe w położeniu załączonym. Fig. 8 - sprzęgło wielotarczowe w położeniu poślizgu.

Fig. 9 - przekrój poprzeczny sprzęgła jednokierunkowego, według linii A-A z Fig. 6, w położeniu rozłączonym.

Na kolejnych trzech figurach górne połowy przekroju poprzecznego sprzęgła jednokierunkowego:

Fig. 10 - według linii A-A z Fig. 7, w położeniu załączonym, gdy sprzęgło nie przenosi momentu obrotowego.

Fig. 11 - według linii A-A z Fig. 7, w położeniu załączonym, gdy sprzęgło przenosi moment obrotowy. Fig. 12 - według linii A-A z Fig. 8, w położeniu załączonym i poślizgu, na Fig. 13 - koło zębate zdawcze biegu 1 w przekroju osiowym i w widoku z boku.

PL 233 348 B1

Natomiast na następnych figurach przedstawione są przekroje osiowe przez przekładnię w położeniach odpowiadających kolejnym etapom jazdy po ruszeniu:

Fig. 14 - w stanie spoczynkowym przy braku ciśnienia w układzie hydraulicznym.

Fig. 15 - przy załączonym biegu 1-szym i przygotowaniu do ruszania.

Fig. 16 - przy załączonym biegu 1-szym, sprzęgło wielotarczowe pracuje w poślizgu.

Fig. 17 - przy załączonym biegu 1-szym, podczas jazdy na biegu 1-szym, sprzęgło wielotarczowe załączone, sprzęgło jednokierunkowe załączone.

Fig. 18 - podczas jazdy na biegu 1-szym, sprzęgło wielotarczowe rozłączone i przełączenie wału zewnętrznego na bieg 2-gi.

Fig. 19 - podczas jazdy na biegu 2-gim, sprzęgło wielotarczowe załączone, sprzęgło jednokierunkowe w poślizgu.

Fig. 20 - podczas jazdy na biegu 2-gim, rozłączenie sprzęgła jednokierunkowego i przesunięcie wału wewnętrznego końcowego.

Przekładnia według niniejszego wynalazku zblokowana jest z korpusem silnika spalinowego 1, którego moc przekazywana jest z układu korbowo-tłokowego złożonego z tłoków 2, korbowodów 3 i wału korbowego 4 do przekładni. Moment obrotowy jest przekazywany za pośrednictwem koła zębatego zdawczego silnika 5, zintegrowanego z przeciwmasą wykorbienia trzeciego cylindra, na koło zębate odbiorcze 8 zintegrowane z oprawą sprzęgła wielotarczowego 26. W oprawie sprzęgła wielotarczowego 26 są nacięte rowki osiowe oprawy 27, w których przesuwają się tarcze cierne zewnętrzne 28 sprzęgła wielotarczowego. Są one ułożone osiowo naprzemiennie z tarczami ciernymi wewnętrznymi 29, na których są przyklejone okładziny cierne 30. Tarcze cierne wewnętrzne 29 mają wycięcia, zazębiające się z rowkami piasty 39, umożliwiające przesuw wzdłużny i przenoszenie momentu obrotowego na piastę sprzęgła wielotarczowego 38. Na piaście sprzęgła wielotarczowego 38 od strony wewnętrznej nacięty jest wielowypust wewnętrzny 40 przenoszący dalej napęd na wielowypust zewnętrzny 42 wału zewnętrznego 41. Na zakończeniu wału zewnętrznego 41 znajduje się zakończenie kłowe 43 z kłami 44, które swoim kształtem odpowiadają wszystkim, takim samym kłom 92, 94, 96, 98 i 100 w kołach zębatych zdawczych 91, 93, 95, 97 i 99 - co zostało przedstawione na Fig. 13 przykładowo koła zębatego zdawcze biegu 1-go 91. Zatem przy odpowiednim położeniu osiowym wału zewnętrznego 41, mającego możliwość osiowego przesuwu, jego kły 44 przenoszą napęd na koło zębate zdawcze jednego z biegów: 1-go 91, 2-go 93, 3-go 95, 4-go 97 lub 5-go 99.

Koło zębate odbiorcze 8 wraz z oprawą sprzęgła wielotarczowego 26 jest osadzone obrotowo w ścianie prawej 12 przekładni za pomocą łożyska 9, osadzonego nieruchomo za pomocą sprężynujących pierścieni osadczych 10 i 11. Do prawej strony oprawy sprzęgła wielotarczowego 26 jest przykręcona piasta czołowa sprzęgła wielotarczowego 32 za pomocą śrub piasty czołowej 35. W piaście czołowej 32 osadzone są hydrauliczne tłoki sprzęgła wielotarczowego 31, ściskające pakiet tarcz ciernych 28, 29, 30 oraz hydrauliczne kanały doprowadzające 33 płyn hydrauliczny do tłoków 31 z nieruchomej głowicy hydraulicznej 85. Głowica hydrauliczna 85 przykręcona jest śrubami 90 do pokrywy sprzęgła wielotarczowego 36 połączonej z ścianą prawą 12 przekładni, za pomocą śrub pokrywy sprzęgła 37. Wewnątrz piasty sprzęgła wielotarczowego 38 i piasty czołowej sprzęgła wielotarczowego 32 usytuowany jest wał wewnętrzny składający się z wału wewnętrznego zasadniczego 48 oraz wału wewnętrznego końcowego 58. Wał wewnętrzny końcowy 58 może się przesuwać osiowo w wyniku oddziaływania ciśnienia płynu w komorach hydraulicznych 50 i 74, działających odpowiednio na powierzchnię czołową tłoczka 68 oraz powierzchnię czołową tłoka 66. Tłoki 65 i tłoczek 67 połączone są tłoczyskiem 63 w którego wnętrzu znajduje się kanał 64 łączący komorę hydrauliczną 50 z komorą hydrauliczną 77. Wał wewnętrzny końcowy 58, z naciętym wielowypustem wewnętrznym 59 współpracującym z wielowypustem zewnętrznym 49 wału wewnętrznego zasadniczego 48, jest trwale połączony z tłokiem 65 oraz tuleją zewnętrzną 70. Ponieważ tłok 65 jest połączony tłoczyskiem 63 z tłoczkiem 67, a zatem ruch tłoczka 67 w wyniku działania ciśnienia w komorze hydraulicznej 50 jest przenoszony na wał wewnętrzny końcowy 58 z zakończeniem kłowym 60 z kłami 61.

Po prawej stronie wału wewnętrznego zasadniczego 48 znajduje się zintegrowany z nim korpus sprzęgła jednokierunkowego 53, w którym na sworzniach 55 osadzone są elementy blokujące 54 utrzymywane w położeniu spoczynkowym za pomocą sprężyn powrotnych 56, a aktywowane za pomocą tłoków 57, które dociskają elementy blokujące 54 do bieżni sprzęgła jednokierunkowego 34 zintegrowanej z piastą czołową sprzęgła wielotarczowego 32. Po lewej stronie wału wewnętrznego końcowego 58 znajduje się zakończenie kłowe 60 z kłami 61, które mają taki sam zarys jak kły 92, 94, 96, 98,100 każdego z kół zębatych zdawczych 91,93, 95, 97, 99, co na Fig. 13 zostało przedstawione

PL 233 348 B1 przykładowo dla koła zębatego zdawczego biegu 1-go 91. Zakończenie kłowe 60 może się zazębiać z każdym z kół zębatych zdawczych, poza ostatnim - w tym wykonaniu biegiem 5-tym. Wał wewnętrzny zasadniczy 48 jest osadzony z prawej strony na łożyskach 80, oddzielonych tuleją dystansową 81, w piaście czołowej sprzęgła wielotarczowego 32 oraz w głowicy hydraulicznej 85 za pomocą łożyska wału wewnętrznego zasadniczego 84. Z kolei z lewej strony wał wewnętrzny końcowy 58 jest usytuowany na tulei prowadzącej 73 przykręconej śrubami 79 do ściany lewej 13 przekładni.

W głowicy hydraulicznej 85 znajdują się kanały hydrauliczne prowadzące olej do wału wewnętrznego zasadniczego 48 i do piasty czołowej sprzęgła wielotarczowego 32. Odpowiednia szczelność jest zapewniona przez uszczelnienia typu O-ring 89. Przewód zasilający sprzęgła wielotarczowego 115 prowadzi do kanału doprowadzającego 33, a przewód zasilający sprzęgła jednokierunkowego 116 prowadzi do kanału doprowadzającego 52, natomiast przewód zasilający komory hydraulicznej wału wewnętrznego zasadniczego 117 prowadzi olej do kanału doprowadzającego 51 komory hydraulicznej 50.

Koła zębate zdawcze 91, 93, 95, 97 i 99 mają po wewnętrznej stronie w otworach centralnych kły 92, 94, 96, 98 i 100, przez które odbierany jest napęd z silnika poprzez kły 44 zakończenia kłowego 43 wału zewnętrznego 41, lub przez kły 61 zakończenia kłowego 60 wału wewnętrznego końcowego 58. Kły w kołach zębatych zdawczych wszystkich biegów mają taki sam kształt, wymiary i rozstawienie kątów środkowych. Wszystkie koła zębate zdawcze 91, 93, 95, 97 i 99 są osadzone obrotowo w ściankach separacyjnych 16, 17, 18, 19, 20 za pomocą łożysk tocznych 101. Ścianki separacyjne są przytwierdzone do ściany lewej 13 lub przedniej 14 za pomocą śrub 22 i 21. Koła zębate odbiorcze biegów 1-go 102, 2-go 103, 3-go 104, 4-go 105 i 5-go 106 są trwale osadzone na wale wyjściowym 107 osadzonym w obudowie przekładni na łożyskach 108. Napęd z wału wyjściowego 107 jest przekazywany na koło zdawcze przekładni łańcuchowej 109 i dalej na tylne koło motocykla za pomocą łańcucha 110.

Ciśnienie w układzie hydraulicznym wywoływane jest przez pompę hydrauliczną 6 wysokiego ciśnienia, napędzaną z wału korbowego 4 poprzez przekładnię 7. Olej pod wysokim ciśnieniem jest tłoczony przewodem zasilającym 114 do zespołu zaworów sterujących 111, które kierują olej do odpowiednich sprzęgieł i komór hydraulicznych. Nadmiar oleju z układu wraca przewodem powrotnym 118 do zbiornika wyrównawczego 113. Pracą zespołu zaworów sterujących 111 steruje elektroniczna jednostka sterująca 112, w której zapisane są charakterystyki pracy układu napędowego wpływające na momenty otwierania i zamykania kolejnych zaworów w zależności od zapotrzebowania na moc sterowaną przez kierowcę otwarciem przepustnicy.

Opis działania przekładni.

Gdy w układzie hydraulicznym nie ma ciśnienia wał wewnętrzny końcowy 58 i wał zewnętrzny 41 są od siebie odsuwane przez sprężynę separacyjną 75. Położenie wałów pokazane jest na Fig. 14. Do tłoka sprzęgła wielotarczowego 31 nie jest doprowadzane ciśnienie oleju, zatem zarówno sprzęgło wielotarczowe 26, 28, 29, 30 jak i jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57 pozostają rozłączone odpowiednio jak na Fig. 6 i Fig. 9. Moment obrotowy silnika nie jest przenoszony na koła. Przygotowanie do ruszenia przebiega następująco (Fig. 15): w zespole zaworów sterujących 111 następuje otwarcie zaworu kierującego przepływ oleju przez przewód zasilający 117, a następnie kanał doprowadzający 51 do komory hydraulicznej wału wewnętrznego 50. Wzrost ciśnienia w komorze 50 oddziałuje na powierzchnię czołową tłoczka 68 co powoduje przesunięcie tłoczka 67 do skrajnego lewego położenia. Następuje przesunięcie zakończenia kłowego 60 wału wewnętrznego końcowego 58 do położenia, w którym kły 61 zazębiają się z kłami koła biegu 1 -go 92 koła zębatego zdawczego biegu 1-go 91. Jednocześnie olej dostaje się kanałem tłoczyska 64 do komory hydraulicznej 77 powodując ściśnięcie sprężyny separacyjnej 75 i przesunięcie wału zewnętrznego 41 do skrajnego lewego położenia. Wtedy zakończenie kłowe 43 wału zewnętrznego 41 dotyka odsadzenia zakończenia kłowego 62 na zakończeniu kłowym 60 wału wewnętrznego końcowego 58. Zarówno kły 61 wału wewnętrznego 58 i kły 44 wału zewnętrznego 41 są zazębione z kłami koła biegu 1-go 92. W komorze hydraulicznej 74 znajduje się olej, jednak nie jest on pod ciśnieniem. Ciśnienie wywierane na powierzchnię czołową tłoka 66 jest małe i nie powoduje przesunięcia w prawo. W ten sposób załączony został bieg 1-szy. Następnie zespół zaworów sterujących 111 kieruje olej przewodem zasilającym 115 i dalej kanałem doprowadzającym 33 do komór tłoków sprzęgła wielotarczowego 31, które przesuwając się w lewo zaciskają płytki cierne wewnętrzne 29 i zewnętrzne 28. Sytuację tę przedstawia Fig. 16. Sprzęgło wielotarczowe 26, 28, 29, 30 pracuje w poślizgu (Fig. 8) i motocykl rusza z miejsca. Sprzęgło jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57 pozostaje rozłączone (Fig. 9). Po całkowitym załączeniu

PL 233 348 B1 sprzęgła wielotarczowego (Fig. 7) następuje wyrównanie prędkości obrotowej oprawy sprzęgła 26 z piastą sprzęgła wielotarczowego 38, a co za tym z wałem zewnętrznym 41. Wtedy zespół zaworów sterujących 111 kieruje olej przewodem zasilającym 116 do kanału doprowadzającego 52 i do tłoków elementu blokującego 57 obracając elementy blokujące 54 sprzęgła jednokierunkowego w stronę bieżni 34 i załączając w ten sposób sprzęgło jednokierunkowe (Fig. 10). Motocykl przyspiesza na biegu 1-szym (Fig. 17), cały moment obrotowy jest wciąż przenoszony przez sprzęgło wielotarczowe 26, 28, 29, 30.

Następnie zespół zaworów sterujących 111 otwiera zawór odpowiedzialny za ciśnienie w przewodzie zasilającym sprzęgła wielotarczowego 115. Spadek ciśnienia oddziałującego na tłoki 31 powoduje rozłączenie sprzęgła wielotarczowego 26, 28, 29, 30 (Fig. 18). W tym momencie cały moment obrotowy silnika jest przeniesiony na załączone wcześniej sprzęgło jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57 (Fig. 11) i dalej za pomocą wału wewnętrznego końcowego 58 na koło zębate zdawcze biegu

1- go 91. Następnie zespół zaworów sterujących 111 zmniejsza ciśnienie w komorze hydraulicznej wału wewnętrznego 50, co powoduje, że siła pochodząca od ściśniętej sprężyny separacyjnej 75 jest większa od siły na tłoczku 67 pochodzącej od parcia ciśnienia oleju w komorze hydraulicznej wału wewnętrznego 50. W wyniku następuje przesunięcie wału zewnętrznego 41 w prawo do pozycji w której kły 44 zakończenia kłowego 43 zazębiają się z kłami 94 koła zębatego zdawczego biegu

2- go 93. Bieg 2-gi ma mniejszą wartość przełożenia niż bieg 1-szy dlatego wał zewnętrzny 41 w chwili załączenia z biegiem 2-gim zmniejsza swoją prędkość obrotową. Położenie zakończenia wału wewnętrznego końcowego 58 nie zmienia się, a moment obrotowy jest dalej przenoszony przez sprzęgło jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57, wał wewnętrzny końcowy 58 i zakończenie kłowe 60 na koło zębate zdawcze biegu 1-go 91. Motocykl dalej równomiernie zwiększa prędkość na biegu 1-szym. Następnie zostaje zwiększone ciśnienie w przewodzie zasilającym 115 i siła nacisku tłoków sprzęgła wielotarczowego 31. Sprzęgło wielotarczowe 26, 28, 29, 30 zostaje załączone (Fig. 19). Ponieważ przełożenie biegu 2-go ma mniejszą wartość niż przełożenie biegu 1-go, dlatego następuje nagłe zmniejszenie prędkości obrotowej silnika, a co za tym oprawy sprzęgła wielotarczowego 26. W tym samym momencie sprzęgło jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57 zaczyna się ślizgać (Fig. 12), gdyż prędkość obrotowa wału wewnętrznego końcowego 58 i elementów blokujących 54 jest większa niż prędkość obrotowa bieżni sprzęgła jednokierunkowego 34 będącej częścią piasty czołowej sprzęgła wielotarczowego 32 połączonej z jego oprawą 26. Motocykl porusza się na 2-gim biegu. Sprzęgło jednokierunkowe zostaje rozłączone (Fig. 20). Następnie zespół zaworów sterujących 111 blokuje przepływ do komory hydraulicznej wału wewnętrznego 50, jednocześnie zwiększa ciśnienie w komorze hydraulicznej 74, które oddziałując na powierzchnię czołową tłoka 66 przesuwa tłok 65 wraz z wałem wewnętrznym końcowym 58 w prawo. Ciśnienie w komorze hydraulicznej 74 oddziałuje na większą powierzchnię niż ciśnienie w komorze hydraulicznej wału wewnętrznego 50 co powoduje przesunięcie go w prawo. Tłoczek 67 przesuwając się w prawo wypycha określoną objętość oleju z komory 50 do kanału tłoczyska 64 i dalej do komory hydraulicznej 77 separacyjnej wałów. Ponieważ pole powierzchni czołowej odsadzenia 47 wału zewnętrznego 41 jest równe polu powierzchni czołowej tłoczka 68, to przesunięcie się wału wewnętrznego końcowego 58 w prawo nie spowoduje przesunięcia osiowego wału zewnętrznego 41, który zachowuje stałe położenie przenosząc cały czas moment na koło zębate zdawcze biegu 2-go 93. Ruch liniowy wału wewnętrznego końcowego 58 w prawo trwa do momentu kiedy odsadzenie zakończenia kłowego 62 na zakończeniu kłowym 60 nie dotknie zakończenia kłowego 43 wału zewnętrznego 41. Wtedy zakończenia kłowe 43 i 60 obu wałów są zazębione z kłami 94 koła zębatego zdawczego biegu 2-go 93, a sprzęgło jednokierunkowe 34, 53, 54, 55, 56, 57 zostaje ponownie załączone. Zespół zaworów sterujących 111 zamyka przepływ cieczy hydraulicznej do komory hydraulicznej 74 i pojazd porusza się na biegu 2-gim. Jeśli proces rozpędzana trwa dalej, to zmiana biegów z 2-go na 3-ci i kolejne wyższe przebiega analogicznie do zmiany biegu z 1-go na 2-gi, co zostało opisane powyżej.

W przypadku, gdy bieg ma zostać zredukowany, przykładowo z 2-go na 1-szy, zmiana będzie przebiegać następująco:

Zespół zaworów sterujących 111 blokuje przepływ przez przewód zasilający 117 do komory hydraulicznej 50, natomiast zmniejsza się ciśnienie w komorze hydraulicznej 74 i w wyniku działania siły sprężyny separacyjnej wałów 75, wał wewnętrzny końcowy 58 zostaje przesunięty w lewo. Jednocześnie płyn hydrauliczny z komory hydraulicznej 77 jest przetłaczany kanałem tłoczyska 64 do komory hydraulicznej wału wewnętrznego 50, dzięki czemu położenie osiowe wału zewnętrznego 41 nie ulega zmianie. Gdy zostaje osiągnięte położenie, w którym zakończenie kłowe 60 wału wewnętrznego koń

PL 233 348 B1 cowego 58 zazębia się z kłami koła biegu 1-go 92 koła zębatego zdawczego biegu 1-go 91 - co zostaje wykryte przez czujnik odległości 78. Przepływ przez kanał doprowadzający 76 zostaje zablokowany i ilość cieczy hydraulicznej w komorze hydraulicznej 74 pozostaje stała. Zespół zaworów sterujących 111 kieruje następnie ciśnienie oleju do kanału doprowadzającego 52, powodując załąc zenie sprzęgła jednokierunkowego. Następnie zmniejsza się ciśnienie w cylindrach tłoków 31 sprzęgła wielotarczowego 26, 28, 29, 30 co powoduje poślizg tarcz sprzęgłowych 28, 29 a prędkość obrotowa silnika zwiększa się. Po osiągnięciu prędkości obrotowej odpowiadającej biegowi 1-mu następuje zablokowanie sprzęgła jednokierunkowego, a pojazd jest napędzany przez wał wewnętrzny końcowy 58. W tym czasie sprzęgło cierne wielotarczowe zostaje całkowicie rozłączone, a zespół zaworów sterujących 111 kieruje ciśnienie do komory hydraulicznej 50. Ponieważ przepływ w komorze hydraulicznej 74 jest zatrzymany, dlatego wzrost ciśnienia w komorze 50 prowadzi do wtłaczania cieczy hydraulicznej przez kanał tłoczyska 64 do komory hydraulicznej 77 między wałem wewnętrznym końcowym 58 i wałem zewnętrznym 41. Prowadzi to do ściśnięcia sprężyny separacyjnej 75, przesunięcia wału zewnętrznego 41 w lewo i zazębienia kłów 44 zakończenia kłowego 43 wału zewnętrznego 41 z kłami 92 koła zębatego zdawczego 1-go biegu 91. Prędkość obrotowa wału zewnętrznego 41 zostaje zrównana z prędkością obrotową wału wewnętrznego końcowego 58 i jednocześnie przekładni redukcyjnej. Ciśnienie w kanale doprowadzającym 33 wzrasta, a tłoki sprzęgła wielotarczowego 31 dociskają tarcze sprzęgłowe 28, 29. Od tego chwili moment obrotowy jest przenoszony za pośrednictwem sprzęgła wielotarczowego i pojazd porusza się na biegu 1-szym.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

- korpus silnika spalinowego

- tłok

- korbowód

- wał korbowy

- koło zębate zdawcze silnika

- pompa układu hydraulicznego

- przekładnia napędzająca pompę

- koło zębate odbiorcze

- łożysko koła zębatego odbiorczego

- pierścień osadczy zewnętrzny

- pierścień osadczy wewnętrzny

- ściana prawa

- ściana lewa

- ściana przednia

- ściana tylna

- ścianka separacyjna lewa koła biegu 1

- ścianka separacyjna biegów 1 i 2

- ścianka separacyjna biegów 2 i 3

- ścianka separacyjna biegów 3 i 4

- ścianka separacyjna biegów 4 i 5

- śruba przedniej ścianki separacyjnej biegu 1

- śruba ścianki separacyjnej biegu 1

- śruba ściany lewej korpusu

- śruba ściany lewej i tylnej

- śruba ściany prawej i tylnej

- oprawa sprzęgła wielotarczowego

- rowki osiowe oprawy

- tarcze cierne zewnętrzne

- tarcze cierne wewnętrzne

- okładziny cierne

- tłok sprzęgła wielotarczowego

- piasta czołowa sprzęgła wielotarczowego

- kanał doprowadzający

- bieżnia sprzęgła jednokierunkowego

- śruba piasty czołowej

PL 233 348 B1

- pokrywa sprzęgła wielotarczowego

- śruba pokrywy sprzęgła

- piasta sprzęgła wielotarczowego

- rowki piasty

- wielowypust wewnętrzny piasty

- wał zewnętrzny

- wielowypust zewnętrzny

- zakończenie kłowe

- kły

- uszczelnienie

- odsadzenie

- powierzchnia czołowa odsadzenia

- wał wewnętrzny zasadniczy

- wielowypust zewnętrzny

- komora hydrauliczna wału wewnętrznego

- kanał doprowadzający do komory hydraulicznej

- kanał doprowadzający do tłoka sprzęgła jednokierunkowego

- korpus sprzęgła jednokierunkowego

- element blokujący

- sworzeń

- sprężyna powrotna

- tłok elementu blokującego

- wał wewnętrzny końcowy

- wielowypust wewnętrzny

- zakończenie kłowe

- kły

- odsadzenie zakończenia kłowego

- tłoczysko

- kanał tłoczyska

- tłok

- powierzchnia czołowa tłoka

- tłoczek

- powierzchnia czołowa tłoczka

- uszczelnienie tłoczka

- tuleja zewnętrzna

- kołek

- uszczelnienie tulei zewnętrznej

- tuleja prowadząca

- komora hydrauliczna

- sprężyna separacyjna wałów

- kanał doprowadzający

- komora hydrauliczna

- czujnik odległości

- śruby tulei prowadzącej

- łożysko wału wewnętrznego zasadniczego

- tuleja dystansowa

- pierścień osadczy zewnętrzny

- pierścień osadczy wewnętrzny

- łożysko wału wewnętrznego zasadniczego

- głowica hydrauliczna

- kanał doprowadzający do tłoków sprzęgła wielotarczowego

- kanał doprowadzający do tłoków sprzęgła jednokierunkowego

- kanał doprowadzający do komory hydraulicznej

- uszczelnienia typu O-ring

- śruba głowicy hydraulicznej

- koło zębate zdawcze biegu 1-go

PL 233 348 B1

- kły koła biegu 1-go

- koło zębate zdawcze biegu 2-go

- kły koła biegu 2-go

- koło zębate zdawcze biegu 3-go

- kły koła biegu 3-go

- koło zębate zdawcze biegu 4-go

- kły koła biegu 4-go

- koło zębate zdawcze biegu 5-go

100 - kły koła biegu 5-go

101 - łożysko kół zębatych zdawczych

102 - koło zębate odbiorcze biegu 1-go

103 - koło zębate odbiorcze biegu 2-go

104 - koło zębate odbiorcze biegu 3-go

105 - koło zębate odbiorcze biegu 4-go

106 - koło zębate odbiorcze biegu 5-go

107 - wał wyjściowy

108 - łożysko wału

109 - koło zdawcze przekładni łańcuchowej

110 - łańcuch

111 - zespół zaworów sterujących

112 - elektroniczna jednostka sterująca

113 - zbiornik wyrównawczy

114 - przewód zasilający zespół zaworów

115 - przewód zasilający sprzęgła wielotarczowego

116 - przewód zasilający sprzęgła jednokierunkowego

117 - przewód zasilający komory hydraulicznej wału wewnętrznego zasadniczego

118 - przewód powrotny

Mps - moment obrotowy piasty sprzęgła

Mwalu - moment obrotowy wału wewnętrznego nps - prędkość obrotowa piasty sprzęgła nwalu - prędkość obrotowa wału wewnętrznego

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Motocyklowa przekładnia zębata o bezpośrednim przełączaniu biegów, zawierająca wał zdawczy (41, 48, 58, 60) napędzany przez dwa sterowane hydraulicznie sprzęgła (26, 28, 29, 31,32, 38, 54, 55, 56, 57), połączone kanałami doprowadzającymi (33, 52) i przewodami zasilającymi (115, 116) z zespołem zaworów sterujących (111) i elektroniczną jednostką sterującą (112), przy czym wał zdawczy (41, 48, 58, 60) połączony jest z wałem wyjściowym (107) przez pozostające w ciągłym zazębieniu pary kół zębatych zdawczych (91, 93,

   95, 97, 99) i kół zębatych odbiorczych (102, 103, 104, 105, 106) poszczególnych biegów, i które sprzęgane są z wałem zdawczym (41, 43, 48, 58, 60) przez sprzęgła kłowe (44, 61,

   92, 94, 96, 98, 100) załączane sygnałami z elektronicznej jednostki sterującej (112), znamienna tym, że każde koło zębate zdawcze (91, 93, 95, 97), oprócz koła biegu ostatniego (99), łączone jest z wałem zdawczym (41, 48, 58, 60), o budowie teleskopowej, przez dwa zakończenia kłowe (44, 60), z których jedno (44) wykonane jest na końcu wału zewnętrznego (41), połączonego z piastą sprzęgła wielotarczowego (38) a drugie zakończenie kłowe (60) usytuowane jest na wale wewnętrznym końcowym (58), który łączony jest przez hydraulicznie zaciskane jednokierunkowe sprzęgło cierne (54, 55, 56, 57) z piastą czołową sprzęgła wielotarczowego (32).
2. 2. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że

   - wał zdawczy (41, 43, 48, 58, 60) złożony jest z połączonych teleskopowo na wielowypustach (40, 42, 49, 59): wału zewnętrznego (41) oraz wału wewnętrznego zasadniczego (48) i wału wewnętrznego końcowego (58), z których wał wewnętrzny zasadniczy (48)

   PL 233 348 B1 łożyskowany jest w piaście czołowej sprzęgła wielotarczowego (32) i połączony z nią przez hydraulicznie zaciskane jednokierunkowe sprzęgło cierne (54, 55, 56, 57), a wał wewnętrzny końcowy (58), osadzony jest suwliwie na tulei prowadzącej (73) mocowanej do ściany lewej (13) przekładni, przy czym zakończenia kłowe (44, 60) mają kołnierze z kłami (44, 61) o takich samych wymiarach i w rozstawieniu równych kątów środkowych, natomiast

   - każde koło zębate zdawcze (91, 93, 95, 97, 99) łożyskowane (101) jest w obejmujących je z obu stron i prostopadłych do osi obrotu ściankach separacyjnych (16, 17, 18, 19, 20), a w otworach osiowych tych kół wykonane są kły (92, 94, 96, 98, 100), przystosowane do współpracy z kłami (44, 61) zakończeń kłowych (44, 60) wału zewnętrznego (41) i wału wewnętrznego końcowego (58), ponad to

   - między wałem zewnętrznym (41) i kołnierzem zakończenia kłowego (60) wału wewnętrznego końcowego (58) osadzona jest naciskowa sprężyna separacyjna wałów (75), oraz że

   - między wałem zewnętrznym (41), wałem wewnętrznym zasadniczym (48), wałem wewnętrznym końcowymi (58) i tuleją prowadzącą (73) wydzielone są komory hydrauliczne (50, 77, 74) połączone kanałami doprowadzającymi (51, 64, 76) i przewodami zasilającymi (76, 117) z zespołem zaworów sterujących (111) i elektroniczną jednostką sterującą (112).
3. 3. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że koło zębate zdawcze biegu 1-go (91) usytuowane jest najdalej od sprzęgła wielotarczowego (26, 28, 29, 31, 32, 33, 38) a koła biegów o kolejno malejącym przełożeniu (93, 95, 97, 99) zabudowane są w położeniach następujących po sobie w kierunku tego sprzęgła.
4. 4. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że szerokość kłów (44, 61) w zakończeniach kłowych (43, 60) jest nie większa od połowy szerokości otworu centralnego w kołach zębatych zdawczych (91, 93, 95, 97, 99) oraz jest mniejsza od odstępu między tymi kołami na wysokości ich otworów centralnych.
5. 5. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że wał zewnętrzny (41) prowadzony jest na tulei zewnętrznej (70) wału wewnętrznego końcowego (58).
6. 6. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że w komorze hydraulicznej wału wewnętrznego (50) pole powierzchni czołowej tłoczka (68) jest równe powierzchni czołowej odsadzenia (47) w otworze wału zewnętrznego (41), które ogranicza komorę hydrauliczną (77) między wałem zewnętrznym (41) a wałem wewnętrznym końcowym (58).
7. 7. Przekładnia według zastrz. 1, znamienna tym, że w pokrywie tulei prowadzącej (73) zamocowany jest czujnik odległości (78) skierowany w stronę tłoka (65) wału wewnętrznego końcowego (58) i z którego sygnał doprowadzony jest do zespołu zaworów sterujących (111).