механизм переключения коробки передач транспортного средства

Формула изобретения

1. Механизм переключения коробки передач транспортного средства, содержащий вилки и штоки переключения, шток выбора, установленный в картерной детали с возможностью вращения и осевого перемещения, с закрепленным на нем ведущим рычагом, ведомый рычаг, установленный на оси с возможностью вращения и осевого перемещения, а элементы обоих рычагов выполнены в виде пластин с переключающими головками с возможностью взаимодействия одна другой, блокировочные скобы, охватывающие пластину ведомого рычага с двух сторон вдоль оси и жестко связанные между собой с возможностью контакта с ведомым рычагом посредством упоров на последнем, отличающийся тем, что блокировочная скоба, пртиволежащая пластине ведомого рычага, снабжена площадкой для взаимодействия с переключающей головкой ведущего рычага при выборе передач, а переключающая головка ведомого рычага выполнена в виде вилки для охвата пластины ведущего рычага.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что один из упоров ведомого рычага образован его пластиной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к автомобильным коробкам передач с дистанционным приводом управления механизмом переключения передач.

Известны механизмы переключения, описанные в патентах Японии N 61-248944, МКИ F 16 H 5/04, 1986; ФРГ N 3331236, B 60 K 20/02, 1984; США N 4297910, 1979 4377093, 1980, кл. 74-473 Р. В таких механизмах рычажная система внутри коробки передач выполнена с элементами универсального шарнира, чаще всего сферического, обеспечивающего передачу движения от ведущего рычага к ведомому как в направлении выбора, сопровождающегося вращением штока выбора, так и в направлении переключения передач, сопровождающегося возвратно-поступательным движением штока. При этом оба движения передаются одной парой взаимодействующих переключающих элементов (они же элементы шарнира) с одинаковой длиной плеч в обоих направлениях. Для ведомого рычага движения преобразуется шарниром в поступательное при выборе передач и во вращательное при включении-выключении передач. Такое преобразование специфично для поперечно расположенных коробок передач передне-приводных автомобилей с нижним размещением механизма переключения в картерах коробок. Эти конструкции достаточно просты (каждый рычаг, как правило, состоит из одной детали) и использованы в таких автомобилях как ВАЗ-IIII "Ока" (Россия); "Хонда-Сивик", "Сузуки-Свифт", "Мазда-323" (все Япония); "Фольксваген-Гольф-1", "Ауди-50", в моделях семейства "Опель" (все Германия).

К основному недостатку такой рычажной системы относится зависимость друг от друга передаточных отношений в направлениях выбора и переключения. При заданной линейной величине хода выбора ведомого рычага, определяемой компоновкой исполнительных элементов механизма (вилок и штоков переключателя), угол поворота ведущего рычага со штоком тем больше, чем меньше длина его плеча. Большой угол поворота нежелателен, так как приводит к аналогичным большим углам поворота управляющего рычага, на который воздействует водитель, что вызывает большие хода выбора и отрицательно сказывается на эргономике управления переключением передач. Для компенсации этого недостатка в систему управления вводят промежуточные звенья (как правило вне коробки передач), позволяющие уменьшить углы поворота рычага управления, однако усложняющие ее конструкции. Такой метод применен в конструкциях автомобилей семейства "Опель", на "Фольксваген-Гольф-1", "Ауди-50". Другим методом удлиняется плечо ведущего рычага, например, в коробке передач "Мазда-121". Но это приводит к увеличению межцентрового расстояния между штоком выбора и осью ведомого рычага, что увеличивает габариты корпусных деталей коробки передач. Кроме того, на большой длине плеча образуется и больший изгибающий момент при возвратно-поступательном движении штока от усилий переключения передач, приложенных в точке контакта рычагов. Изгибающий момент вызывает перекос штока в опорах и повышенные усилия при переключении. Наконец, если по компановочным соображениям приходится делать длинное переключающее звено ведомого рычага, то также возникает повышенный перекачивающий момент, затрудняющий перемещение последнего вдоль оси и затрудняющий выбор передач.

Известны и достаточно широко распространены рычаги с автономными системами выбора и переключения, обеспечивающими каждая свое передаточное отношение, что позволяет легко варьировать длинами плеч рычагов, а значит, и габаритами картерных деталей коробок передач, в которых они расположены. При этом оба рычага имеют две пары взаимодействующих переключающих элемента со своей длиной плеч, каждая из которых работает только в одном направлении выбора или переключения. Неработающая пара совершает холостой ход. Как правило, рычаги выполняются в виде ступиц и закрепленных на них пластин с переключающими головками, каждая из которых размещена между пластинами сопряженного рычага. Такие конструкции использованы в автомобилях ВАЗ-2108(09), Россия; "Хонда Аккорд", "Хонда Прелюд", Япония; "Форд Эскорт", "Форд Фиеста", США; ФИАТ Ритмо", Италия и описаны в патентах ФРГ N 3409804, B 06 K 20/12, 1984; Великобритания N 149733, НКИ 2Д, 1978, США N 4381682, кл. 74-476,а 1980.

К недостаткам этой конструкции относится ее технологическая сложность (рычаги состоят из нескольких деталей), большая массивность и габариты рычагов, а значит, механизма переключения и всей коробки передач в целом, что нежелательно в случае размещения механизма в нижней части коробки в зоне дорожного просвета.

Наиболее близким по отношению к заявляемому техническому решению является механизм переключения передач включающий вилки и штоки переключения передач, шток выбора, установленный в опорах картерной детали коробки передач с возможностью вращения и осевого перемещения, закрепленный на штоке выбора ведущий рычаг, выполненный в виде ступицы и двух параллельных пластин, одна из которых имеет переключающую головку, и расположенных перпендикулярно оси штока; ведомый рычаг, также состоящий из двух параллельных пластин, закрепленных перпендикулярно на своей ступице, скользящей и поворачивающейся на оси, перпендикулярной штоку выбора, и расположенной на определенном межцентровом расстоянии от последнего, причем одна из пластин имеет переключающую головку. Переключающаяся головка ведущего рычага размещена между пластинами ведомого, а переключающая головка ведомого рычага между пластинами ведущего. В качестве элементов, блокирующих штоки от одновременного включения двух передач, использованы блокировочные скобы, установленные по обе стороны от пластин ведомого рычага на его ступице и жестко соединенные между собой вдоль оси рычага. Соединение скоб с рычагом выполнено подвижным в направлении его вращения и неподвижным в осевом направлении. Блокировочные скобы от поворота зафиксированы неподвижной осью, параллельной оси рычага. Весь пакет рычага и скоб с осями и другими деталями помещен в отдельный корпус и представляет собой узел, монтируемый на картере сцепления.

К недостаткам такой конструкции относится сложность и большие габариты самих рычагов, вызывающих увеличение габаритов картерных деталей коробки, что приводит к нежелательному уменьшению дорожного просвета, особенно при нижнем размещении механизма переключения в коробке передач.

Задачей изобретения является уменьшение габаритов и упрощение конструкции механизма переключения.

Техническим результатом является изменение конструкции одной из блокировочных скоб и ведомого рычага, заключающееся в обеспечении элементов взаимодействия и передачи усилий для упомянутой скобы в направлении выбора передач, позволяет исключить одну пластину из конструкции ведомого рычага, возложив ее функции на блокировочную скобу, и тем самым упростить рычаг, сократить его осевые габариты. Последнее позволяет уменьшить габариты механизма в целом и участков картерных деталей коробки передач, связанных с его установкой, что особенно важно при нижнем расположении механизма в коробке передач в зоне дорожного просвета.

Выполнение переключающей головки ведомого рычага в виде вилки, охватывающей пластину ведущего рычага, позволяет исключить одну пластину из конструкции последнего, так как лапки вилки воздействуют на ту или иную поверхность одной пластины в обоих направлениях. Исключение пластины упрощает конструкцию ведущего рычага и уменьшает его осевые габариты. В случае же установки ведущего рычага на конце штока позволяет уменьшить длину штока и габариты картерной детали, связанной с его установкой.

Целесообразно, чтобы один из упоров ведомого рычага был образован его пластиной, что позволяет исключить одну деталь (упор) из конструкции рычага, а значит сократить габариты рычага и всего механизма в целом.

Это достигается тем, что в механизме переключения передач, содержащем вилки и штоки переключения, шток выбора, установленный в картерной детали с возможностью вращения и осевого перемещения, с закрепленным на нем ведущим рычагом, ведомый рычаг, установленный на оси с возможностью вращения для переключения передач и осевого перемещения для выбора передач, причем взаимодействующие элементы обоих рычагов выполнены в виде пластин с переключающими головками, блокировочные скобы, охватывающие пластину ведомого рычага с двух сторон вдоль его оси и жестко связанные между собой, а также же контактирующие с ведомым рычагом посредством упоров на последнем, согласно изобретению блокировочная скоба, противолежащая пластине ведомого рычага, снабжена площадкой, взаимодействующей с переключающей головкой ведущего рычага при выборе передач, а переключающая головка ведомого рычага выполнена в виде вилки, охватывающей пластину ведущего рычага.

На фиг. 1 изображен предлагаемый механизм поперечный разрез, и работа в направлении выбора передач (пунктиром); на фиг. 2 то же, продольный разрез, и работа в направлении переключения передач; на фиг. 3 то же, вид в плане.

Предлагаемый механизм состоит из штока 1 выбора, установленного в опорах картера 2 сцепления с возможностью вращения при выборе передач и осевого перемещения при переключении передач. Ведущий рычаг 3 содержит пластину 4 с переключающей головкой 5, жестко соединенной со ступицей 6, которая неподвижно закреплена на штоке 1 винтом (не показан) (фиг. 1). Ведомый рычаг 7 включает пластину 8 с переключающей головкой с лапками 9 и 10 и прорезью 11, в которой размещено тело пластины 4. Ступица 12 ведомого рычага жестко соединена с пластиной 8 и выполнена с возможностью скольжения вдоль оси 13 при выборе передач и вращения вокруг этой же оси при переключении передач. Ось 13 перпендикулярна оси штока 1. Пластина 8 имеет вторую переключающую головку 14, контактирующую со штоками 15, 16, 17 и вилкой (остальные условно не показаны, (фиг. 2 и 3). Поверхность пластины 4 достаточна по размерам, чтобы не выходить из контакта с лапками 9 и 10 на протяжении всего хода выбора (фиг. 1 пунктиром). Блокировочные скобы 19 и 20 склепаны между собой втулкой 21 вдоль оси 22, параллельной оси 13 и фиксирующей скобы от проворота. Скобы установлены на ступице 12 по обе стороны от пластины 8 с возможностью вращения вокруг оси 13. В осевом направлении скобы зафиксированы относительно ведомого рычага 7 за счет упоров 23 и 24. Скоба 20, противолежащая пластине 8, имеет специальную площадку 25, параллельную пластине 8, причем вместе они охватывают переключающую головку 5 рычага 4. Площадка 25 имеет развитую поверхность, контактирующую с головкой 5 при выборе одной из линий передач. При выборе другой линии головка 5 взаимодействует с пластиной 8. При переключении передач головка 5 проходит между пластиной 8 и площадкой 25, не взаимодействуя с ними, но и не выходя из перекрытия поверхностей на протяжении всего хода переключения (фиг. 2, пунктиром), для чего размеры площадки и ширина пластины выполнены соответствующими. Ведомый рычаг 12 со скобами 19 и 20, осями 13 и 22, возвратными пружинами (не показан) собраны в корпусе 26 в отдельный узел механизм выбора 27, закрепленный на картере 2 сцепления таким образом, что головка рычага 14 и скобы 19 и 20 входят внутрь пазов штоков 15, 16, 17 и вилок 18 переключения. Механизм выбора, вилки, штоки и ведущий рычаг размещены в нижней части коробки передач в картере 2 сцепления и в картере 28 коробки передач.

Механизм работает следующим образом. При выборе передач штока 1 вращается в опорах картера 2 сцепления вместе с закрепленным на нем ведущим рычагом 3 в направлениях, указанных стрелками. Переключающая головка 5 пластины 4 воздействует на пластину 8 ведомого рычага 7, если происходит выбор вправо (фиг. 1), перемещая его вместе со ступицей 12 вдоль оси 13 (фиг. 1, пунктиром) до окончания фазы выбора (упора ступицы 12 в стенку корпуса 26). Пластина 4 ведущего рычага 3 при этом скользит в прорези 11 переключающей головки пластины 8 на протяжении всего хода выбора, не контактируя с лапками 9 и 10, но и не выходя из перекрытия с ними вдоль оси штока 1, в направлении переключения (фиг. 1, пунктиром). При этом вторая переключающая головка 14 ведомого рычага 7 переходит из паза штока 15 в паз вилки 18 штока 17 (фиг. 3, пунктиром). Блокировочные скобы 19 и 20 перемещаются вдоль оси 13 вместе со ступицей 12 за счет жесткого соединения втулкой 21 и упоров 23 и 24 на ступице. При этом скоба 19 выходит из паза вилки 18, разблокируя ее (фиг. 3, пунктиром). Скоба же 20 входит в паз штока 15, оставаясь внутри паза штока 16, таким образом не позволяя перемещаться этим штокам вдоль своих осей, исключая тем самым случайное включение нескольких передач. Блокировка осуществляется за счет того, что ось 22 фиксирует скобы от проворота в направлении включения передач (фиг. 2). При выборе передач влево переключающая головка 5 воздействует на площадку 25 скобы 20. Через втулку 21 и скобу 19 происходит силовое замыкание на упор 23 и через него передача усилия выбора и перемещение ведомого рычага 7 вдоль оси 13 также влево (фиг. 1, пунктиром). Упор 23 при этом является силовым, т.е. служит не только для передачи движения и восприятия усилий от возвратной пружины, но и для восприятия динамической нагрузки, возникающей при выборе передач и зависящей от действия водителя. Последняя может быть значительно выше обычных усилий выбора, определяемых характеристиками возвратных пружин в механизме. В связи с этим упор 23 целесообразно делать с развитой поверхностью контакта со скобой. В предлагаемой конструкции изображен наиболее оптимальный вариант, когда поверхность пластины 8 и является силовым упором. Данное условие не является обязательным, если по технологическим соображениям способа соединения пластины 8 и ступицы 12 необходим зазор между ними. Поведение остальных элементов механизма при выборе влево (скольжение пластины прорези 11, переход головки 14 в паз штока 16, разблокирование скобой 20 этого штока) аналогично процессу при выборе передач вправо, описанному выше (фиг. 1, 3, пунктиром).

Таким образом, возложение на одну из блокирующих скоб функций ведомого рычага вместо специально предназначенной для этого пластины, что стало возможным благодаря выполнению на поверхности скобы 20 площадки 25 и ее взаимодействию с переключающей головкой 5 ведущего рычага при выборе передач, силовому упору для скоб на ведомом рычаге, позволяет упростить последний за счет исключения из его конструкции упомянутой пластины, уменьшить осевые габариты рычага на величину толщины этой пластины, а значит, и габариты всего механизма выбора 27. В случае установки последнего в нижней части коробки передач более компактный узел позволяет увеличить дорожный просвет, уменьшить полости в картерах сцепления 2 и коробки передач 28, занимаемые механизмом и заполняемые маслом, т.е. уменьшить объем масляной ванны агрегата.

При переключении передач шток 1 движется возвратно-поступательно в картере 2 сцепления. При этом рычаг 3 своей пластиной 4 воздействует на одну из охватывающих ее лапок 7а или 10, заставляя пластину 8 вместе со ступицей 12 вращаться вокруг оси 13. При этом вокруг этой же оси вращается и головка 7 г в направлениях, указанных стрелками, перемещая штоки 15, 11, 12 и вилки 13 в зависимости от ранее произведенного выбора для включения нужной передачи (фиг. 2, пунктиром). Головка 5 пластины 4 проходит внутрь зоны, ограниченной площадкой 25 скобы и пластиной 8, не задевая их. При этом благодаря специально развитой поверхности площадки 25 и ширине пластины 8 с учетом ее поворота головка 4а остается в перекрытии с площадкой и пластиной. Поскольку скоба 20 не вращается, фиксируясь осью 22, то площадка выполняется вытянутой вдоль оси штока 1 (в направлении перемещения рычага 3) на величину, достаточную для обеспечения перекрытия с головкой 4а при холостом ходе последней (фиг. 2).