коробка передач транспортного средства

Формула изобретения

1. Коробка передач транспортного средства, включающая корпус с размещенными в нем валами и шестернями, механизм выбора передач, содержащий вал выбора передач, соединенный с приводом управления и подвижно связанный своим рычагом выбора с рычагом переключения передач, жестко закрепленным на вале переключения передач, на котором свободно установлена блокирующая скоба, и содержащий вилки со штоками основных линий выбора передач с расположенными на них каретками, каждая из которых имеет возможность постоянного взаимодействия или с рычагом переключения передач или с блокирующей скобой, а также элемент привода дополнительной линии выбора передач, отличающаяся тем, что в механизм выбора передач введен делительный механизм, на оси блокировки которого, соединенной с дополнительным приводом управления, жестко закреплена его блокирующая скоба с возможностью только вращательного движения совместно с ней, и свободно установлена его подвижная каретка, первая головка которой расположена между щеками его блокирующей скобы, а вторая взаимодействует с головкой подвижной каретки, расположенной на штоке одной из основных линий выбора передач и имеющей возможность осевого перемещения относительно этого штока, на котором жестко закреплена и каретка этой основной линии выбора передач, причем первая головка подвижной каретки делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, а блокирующая скоба делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с тем же элементом привода дополнительной линии выбора передач или с той же кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, делительный механизм имеет устройство, определяющее положение первой головки его подвижной каретки и его блокирующей скобы относительно каретки основной линии выбора передач, жестко установленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, и относительно элемента привода дополнительной линии выбора передач.

2. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что элемент привода дополнительной линии выбора передач выполнен в виде вилки включения заднего хода.

3. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что элемент привода дополнительной линии выбора передач выполнен в виде вилки понижающей передачи.

4. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что элемент привода дополнительной линии выбора передач выполнен в виде вилки переключения демультипликатора.

5. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что устройство, определяющее положение первой головки подвижной каретки делительного механизма и его блокирующей скобы относительно каретки основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, и относительно элемента привода дополнительной линии выбора передач, установленного в делительном механизме, выполнено в виде штифта, неподвижно установленного в корпусе коробки и взаимодействующего с соответствующим вырезом блокирующей скобы делительного механизма.

6. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что вторая головка подвижной каретки делительного механизма взаимодействует с головкой подвижной каретки, расположенной на штоке одной из основных линий выбора передач, посредством выполненного в ней паза.

7. Коробка по п.1, отличающаяся тем, что первая головка подвижной каретки делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, посредством выполненного в ней паза, имеющего возможность попеременного взаимодействия с головкой выполненной на каретке основной линии выбора передач или с головкой выполненной на элементе привода дополнительной линии выбора передач.

8. Коробка по пп.1 и 7, отличающаяся тем, что блокирующая скоба делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с головкой элемента привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, или с головкой каретки основной линии выбора передач, жестко установленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, посредством пазов выполненных в ее щеках.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к коробкам перемены передач транспортных средств.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является коробка передач автомобиля FIAT "Punto", журнал RTA (Франция), октябрь 94 г., N566, ст.55,61, 62, включающая корпус с размещенными внутри него валами и шестернями, механизм выбора передач с тремя основными линиями выбора передач (линии 1- и 2-й передач, линии 3-й и 4-й передач, линии 5- и 6-й передач) и одной дополнительной линией выбора передачи (линии выбора передачи заднего хода) и активной блокировкой от случайного включения двух передач одновременно, и с дистанционно управляемой блокировкой дополнительной линии выбора передач - линии выбора передачи заднего хода.

Конкретней механизм выбора передач коробки содержит вал выбора передач, соединенный с приводом управления и подвижно связанный своим рычагом выбора с рычагом переключения передач, жестко закрепленным на вале переключения передач, на котором свободно установлена блокирующая скоба и две возвратные пружины, опирающиеся на упорные втулки, обеспечивающие хода выбора передач в механизме; фиксатор, фиксирующий включенную передачу, и одновременно являющийся также направляющей для блокирующей скобы; плунжер блокировки, установленный с возможностью взаимодействия с рычагом переключения передач и управляемый отдельным тросом, с помощью которого осуществляется разблокировка дополнительной линии выбора передач - линии включения передачи заднего хода; штоки, на которых жестко закреплены вилки и каретки; элемент привода дополнительной линии выбора передач (в частности - линии включения передачи заднего хода). В механизме выбора передач коробки каретка каждого штока, а также элемент привода дополнительной линии выбора передач постоянно взаимодействуют или с рычагом переключения передач или с блокирующей скобой.

К достоинству данной конструкции коробки передач с описанным механизмом выбора передач относится расположение блокировки выбора линии включения передачи заднего хода (плунжера блокировки) непосредственно в коробке, а точнее в механизме выбора передач, что в отличие от конструкций, имеющих блокировку в приводе управления (т.е. вне коробки), обеспечивает более четкие хода выбора передач в механизме выбора передач из-за исключения влияния эластичности (податливости) элементов привода управления переключением передач.

К недостаткам данного технического решения относится наличие широкой схемы линий выбора передач (четыре линии выбора передач три основных и одна дополнительная, которые выстроены как бы в один последовательный ряд), ухудшающей эргономические показатели транспортного средства, так как, чем больше линий выбора передач, тем больше рабочий ход установленного в салоне транспортного средства рычага управления приводом механизма выбора. Еще одним недостатком этого технического решения является высокая нагруженность плунжера блокировки в механизме выбора передач, так как на его рабочую часть воздействуют сравнительно большие изгибные усилия со стороны вала переключения передач.

Задача изобретения - улучшение эргономических показателей транспортного средства, а именно уменьшение рабочего хода установленного в салоне транспортного средства рычага управления механизмом выбора передач коробки за счет расположения дополнительной линии выбора передач на том же месте, на котором расположена одна из основных линий выбора передач путем введения в механизм выбора коробки делительного механизма.

Указанная задача достигается тем, что в коробке передач транспортного средства, включающей корпус с размещенными в нем валами и шестернями, механизм выбора передач, содержащий вал выбора передач, соединенный с приводом управления и подвижно связанный своим рычагом выбора с рычагом переключения передач, жестко закрепленным на вале переключения передач, на котором свободно установлена блокирующая скоба, и содержащий вилки со штоками основных линий выбора передач с расположенными на них каретками, каждая из которых имеет возможность постоянного взаимодействия или с рычагом переключения передач или с блокирующей скобой, согласно изобретению, в механизм выбора передач введен делительный механизм, на оси блокировки которого, соединенной с дополнительным приводом управления, жестко закреплена его блокирующая скоба с возможностью только вращательного движения совместно с ней, и свободно установлена его подвижная каретка, первая головка которой расположена между щеками его блокирующей скобы, а вторая взаимодействует с головкой подвижной каретки, расположенной на штоке одной из основных линий выбора передач и имеющей возможность осевого перемещения относительно этого штока, на котором жестко закреплена и каретка этой основной линии выбора передач, причем первая головка подвижной каретки делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, а блокирующая скоба делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с тем же элементом привода дополнительной линии выбора передач или с той же кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, к тому же, делительный механизм имеет устройство, определяющее положение первой головки его подвижной каретки и его блокирующей скобы относительно каретки основной линии выбора передач, жестко установленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, и относительно элемента привода дополнительной линии выбора передач.

В частных случаях исполнения элемент привода дополнительной линии выбора передач может быть выполнен в виде вилки включения заднего хода или в виде вилки понижающей передачи, или в виде вилки переключения демультипликатора.

В частном случае исполнения устройство, определяющее положение первой головки подвижной каретки делительного механизма и его блокирующей скобы относительно каретки основной линии выбора передач, жестко установленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, и относительно элемента привода дополнительной линии выбора передач, установленного в делительном механизме, выполнено в виде штифта, неподвижно установленного в корпусе коробки и взаимодействующего с соответствующим вырезом блокирующей скобы делительного механизма.

В частном случае исполнения вторая головка подвижной каретки делительного механизма взаимодействует с головкой подвижной каретки, расположенной на штоке одной из основных линий выбора передач посредством выполненного в ней паза.

В частном случае исполнения первая головка подвижной каретки делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с кареткой основной линии выбора передач, жестко закрепленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, посредством выполненного в ней паза, который имеет возможность попеременно взаимодействовать с головкой выполненной на каретке основной линии выбора передач или с головкой, выполненной на элементе привода дополнительной линии выбора передач.

В частном случае исполнения блокирующая скоба делительного механизма имеет возможность попеременного взаимодействия с головкой элемента привода дополнительной линии выбора передач, установленным в делительном механизме, или с головкой каретки основной линии выбора передач, жестко установленной на штоке, на котором расположена подвижная каретка посредством пазов выполненных в ее щеках.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное решение имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Сущность изобретения поясняется на чертежах:

На фиг. 1 - кинематическая схема коробки передач с механизмом выбора передач и делительным механизмом, в аксонометрии;

На фиг. 2 - коробка передач, вид А-А на фиг. 1, с выключенным делительным механизмом;

На фиг. 3 - коробка передач, вид А-А на фиг. 1, с включенным делительным механизмом;

На фиг. 4 - кинематическая схема делительного механизма со штоком механизма выбора передач коробки, в аксонометрии (вид сверху);

На фиг. 5 - кинематическая схема делительного механизма с частью механизма выбора передач коробки, в аксонометрии (вид снизу);

На фиг. 6 - кинематическая схема делительного механизма со штоком механизма выбора передач коробки, в аксонометрии (вид с боку);

На фиг. 7 - схемы переключения передач заявляемой коробки:

а) - в состоянии переключения передач на основных линиях, и

б) - в состоянии переключения передач на основных и дополнительной линиях при включенном делительном механизме;

На фиг. 8. - схемы переключения передач коробки прототипа:

а) - в состоянии переключения передач на основных линиях, и

б) - в состоянии переключения передач на основных и дополнительной линиях при разблокировке дополнительной линии;

На фиг. 8(b) - схема переключения передач коробки аналогичных решений, в которых включение передач дополнительной линии выбора передач обеспечивается на месте (на линии) расположения одной из основных линий выбора передач.

Коробка передач транспортного средства включает корпус 1 с размещенными в нем валами L и шестернями M, механизм выбора передач 2, взаимодействующий с делительным механизмом 3.

Механизм выбора передач 2 содержит вал выбора передач 4, соединенный с приводом управления (не показано) и подвижно связанный своим рычагом выбора 5 с рычагом переключения передач 6, жестко закрепленным на вале переключения передач 7, на котором свободно установлена блокирующая скоба 8, и содержит штоки 9, 10, 11 основных линий выбора передач с установленными на них вилками 12 и каретками 13, 14, 15 соответственно. Каждая из кареток 13, 14, 15 штоков 9, 10, 11 имеет возможность постоянного взаимодействия, в частном случае, своими головками 16, 17, 18 или с рычагом переключения передач 6 или с блокирующей скобой 8 (т.е., например, в какой-то момент времени, если головка 17 каретки 14 штока 10 взаимодействует с рычагом переключения передач 6, то головки 16 и 18 каретки 13 и 15 штоков 9 и 11 взаимодействуют с блокирующей скобой 8 (а именно блокируются ею). Вал выбора передач 4 подвижно связан своим рычагом выбора 5 с рычагом переключения передач 6 через сферический выступ 19 рычага выбора 5, расположенный между выступами 20 блокирующей скобы 8. Каретки 13 и 14 установлены на соответствующих штоках 9 и 10 неподвижно, а каретка 15 является подвижной в осевом направлении относительно штока 11, на котором расположена за счет в частном случае исполнения выполненного в ней паза 21, посредством которого она перемещается вдоль штифта 22, закрепленного в штоке 11.

В частном случае исполнения шток 11 является штоком одной из основных линий выбора передач, а именно 5-й (и возможной 6-й) передач, переключаемых жестко установленной на нем вилкой 12. На штоке 11, кроме расположенной на нем подвижной каретки 15, еще жестко (неподвижно) закреплена и каретка 23 этой основной линии выбора передач (5-й (и возможной 6-й) передач).

Делительный механизм 3 содержит ось блокировки 24, соединенную с дополнительным приводом управления, например соединенную посредством троса с рычажком, установленным на рукоятке рычага привода управления механизма выбора передач (не показано); блокирующую скобу 25 со щеками 26, жестко закрепленную на оси блокировки 24, которая совместно с последней может совершать только вращательные движения, в частном случае за счет стопорного болта 27, установленного в корпусе 1 коробки, конец которого установлен между выступами 28 блокирующей скобы 25, который допускает вращательные движения блокирующей скобы 25 совместно с осью блокировки 24 и не допускает их осевого перемещения; подвижную каретку 29, свободно установленную на оси блокировки 24 и имеющую первую 30 и вторую 31 головки, причем первая ее головка 30 расположена между щеками 26 блокирующей скобы 25, а вторая ее головка 31 взаимодействует в частном случае исполнения посредством выполненного в ней паза 32 с головкой 33 подвижной каретки 15, расположенной на штоке 11 одной из основных линий выбора передач, в частном случае линии выбора 5-й (и возможной 6-й) передач.

Первая головка 30 подвижной каретки 29 делительного механизма 3 имеет возможность попеременно взаимодействовать в частном случае исполнения посредством выполненного в ней паза 34 с головкой 35 каретки 23, жестко закрепленной на штоке 11 линии выбора 5-й (и возможной 6-й) передач, или с головкой 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач (в частном случае исполнения - линии включения заднего хода), установленного в делительном механизме 3, на шарнире, закрепленном в корпусе 1 коробки передач.

Блокирующая скоба 25 делительного механизма 3 имеет возможность попеременно взаимодействовать в частном случае исполнения посредством выполненных в ее щеках 26 пазов 38 с головкой 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач (в частном случае исполнения - линии включения заднего хода), или с головкой 35 каретки 23, жестко закрепленной на штоке 11 линии выбора 5-й (и возможной 6-й) передач.

В делительном механизме 3 имеется устройство, определяющее положение пазов 34 первой головки 30 его подвижной каретки 29 и пазов 38 щек 26 его блокирующей скобы 25 относительно головки 35 каретки 23, жестко закрепленной на штоке 11 линии выбора 5-й (и возможной 6-й) передач, и относительно головки 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач, которое состоит в частном случае исполнения из штифта 39, жестко (неподвижно) установленного в корпусе 1 коробки передач, взаимодействующего с овальным вырезом 40 блокирующей скобы 25 делительного механизма 3.

Исходная установка взаимодействующих элементов делительного механизма 3 такова, что в пазу 34 первой головки 30 его подвижной каретки 29 расположена головка 35 каретки 23, жестко закрепленной на штоке 11 выбора 5-й (и возможной 6-й) передач, а в пазу 38 одной из щек 26 его блокирующей скобы 25 расположена головка 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач (в частности - линии выбора передачи заднего хода). Такая исходная установка взаимодействующих элементов делительного механизма 3 обеспечивает штоку 11 выбора 5-й (и возможной 6-й) передач свободное осевое перемещение при перемещении рычага переключения передач 6 в паз (не обозначен) головки 18 подвижной каретки 15, а элементу привода 37 дополнительной линии выбора передач - надежную блокировку от случайного перемещения. Конкретней, когда от привода управления передается воздействие на рычаг переключения передач 6, который при взаимодействии с пазом головки 18 подвижной каретки 15, расположенной на штоке 11, воздействует на нее, она же через другую свою головку 33 передает усилие на вторую головку 31 подвижной каретки 29 делительного механизма 3. Дальше усилие с подвижной каретки 29 делительного механизма 3 передается через паз 34 первой ее головки 30 на головку 35 каретки 23, а с нее на шток 11, т.к. она на нем жестко закреплена. Со штока 11 усилие передается на жестко закрепленную на нем вилку 12, включающую 5-ю передачу (или возможную 6-ю передачу).

Для выбора дополнительной линии выбора передач (в частности - линии выбора передачи заднего хода) дистанционно поворачивается дополнительным приводом управления (например, тросом, соединенным с рычажком, установленным на рукоятке рычага привода управления механизмом выбора передач) ось блокировки 24 делительного механизма 3 совместно с его блокирующей скобой 25 и его подвижной кареткой 29, в результате благодаря штифту 39 и овальному вырезу 40 в блокирующей скобе 25 они выставляются таким образом, что в пазу 34 первой головки 30 подвижной каретки 29 делительного механизма 3 оказывается головка 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач (в частности - элемент привода линии выбора передачи заднего хода), а в пазу 38 одной из щек 26 блокирующей скобы 25 делительного механизма 3 оказывается головка 35 каретки 23, жестко установленной на штоке 11 выбора 5-й (и возможной 6-й) передач. При передаче от привода управления воздействия на рычаг переключения передач 6 последний, взаимодействуя с пазом головки 18 подвижной каретки 15, перемещает ее благодаря выполненному в ней пазу 21 и штифту 22 относительно штока 11 - в сторону закрепленной на нем вилки 12. Подвижная каретка 15, перемещаясь по штоку 11 в сторону его вилки 12, увлекает посредством своей головки 33 подвижную каретку 29 делительного механизма 3 через паз 32 в ее второй головке 31, которая увлекает за собой посредством паза 34 в своей первой головке 30 головку 36 элемента привода 37 дополнительной линии выбора передач (в частном случае исполнения - линии выбора передачи заднего хода).

Таким образом:

- в случае исходной установки взаимодействующих элементов делительного механизма 3, который описан выше по тексту, в работе механизма выбора передач 2 и делительного механизма 3 коробки передач участвуют только основные линии выбора передач, а именно линии выбора передач переднего хода (схема включения передач на основных линиях выбора передач изображена на фиг.7а), что совершенно исключает случайное преодоление блокировки дополнительной линии выбора передач (в частности, линии выбора передачи заднего хода), присущее ряду конструкций механизмов выбора передач коробок, в том числе конструкции коробки, взятой за прототип (ее схема переключения передач на основных линиях выбора передач изображена на фиг. 8а.), т.к. рабочий элемент его плунжера блокировки дополнительной линии выбора передач (линии выбора передачи заднего хода) конструктивно является высоконагруженным со стороны вала переключения передач, и из-за этого не исключен выход его из строя, и как следствие несанкционированная разблокировка дополнительной линии выбора передач (линии выбора передачи заднего хода);

- в случае выбора дополнительной линии выбора передач (в частном случае исполнения - линии выбора передачи заднего хода), который описан выше по тексту, в работе механизма выбора передач 2 и делительного механизма 3 коробки передач участвуют две основные линии выбора передач, а именно линии выбора передач переднего хода, и вместо третьей основной линии выбора передач (в частности, линии включения 5-й (и возможной 6-й) передач) появляется дополнительная линия выбора передач, в частном случае - линия выбора передачи заднего хода (схема переключения передач на основных и дополнительной линиях выбора передач см. фиг. 7б). При этом несмотря на субъективное ощущение расположения дополнительной линии выбора передачи (в частном случае исполнения - линии выбора передачи заднего хода), как бы на месте расположения одной из основных линий выбора передач (в частном случае исполнения - линии выбора 5-й (и возможной 6-й) передач), полностью исключается возможность случайного включения передачи основной линии выбора передач (5-й или возможной 6-й) при включении передачи дополнительной линии выбора передач (передачи заднего хода), что присуще ряду конструкций, обеспечивающих включение передачи дополнительной линии выбора передач на месте расположения одной из основных линий выбора передач (см. фиг. 8в).

В заявленном техническом решении в случае выбора в коробке дополнительной линии выбора передач (т.е. при включении делительного механизма) происходит замена одной из основных линий выбора передач (в частности 5-й (и возможной 6-й) передач) - дополнительной, а в прототипе в случае выбора в коробке дополнительной линии выбора передач происходит добавление этой дополнительной линии выбора передач к общему ряду основных линий выбора передач (см. фиг. 8б).

В итоге:

- в состоянии работы коробки на передачах, расположенных на основных линиях выбора передач (в частном случае работы коробки на передачах переднего хода) в предложенном техническом решении (схема на фиг.7а) и в прототипе (схема на фиг.8а), участвуют три основные линии выбора передач, на которых размещены 5 или с возможной 6-й передачей 6 передач;

- в состоянии работы коробки на передачах, расположенных на основных и дополнительной линиях выбора передач (в частном случае работы коробки на передачах переднего хода и передаче заднего хода), в предложенном техническом решении (схема на фиг. 7б) участвуют две основные линии выбора передач (в частном случае линия, на которой размещены 1- и 2-я передачи, и вторая линия, на которой размещены 3- и 4-я передачи) и одна дополнительная линия выбора передач вместо третьей основной линии выбора передач (в частном случае на дополнительной линии выбора передач размещена передача заднего хода вместо 5-й (и возможной 6-й) передач, размещенных на третьей основной линии выбора передач), т.е. на трех линиях выбора передач в сумме размещено шесть или семь передач (семь передач - если коробка шестиступенчатая), а в прототипе (схема на фиг.8б) участвуют три основных линии выбора передач (в частном случае на первой линии - 1- и 2-я передачи, на второй - 3- и 4-я передачи, на третьей - 5-я передача (и возможная 6-я передача)) и одна дополнительная линия выбора передач (в частном случае на которой расположена передача заднего хода), т.е. у прототипа на четырех линиях в сумме размещено шесть или семь передач (семь передач - если коробка прототипа будет выполнена шестиступенчатой).

Из выше описанного следует, что в предложенном техническом решении схема переключения передач коробки уже (меньше) на одну линию выбора передач, чем схема переключения передач коробки прототипа, при одинаковом количестве передач, за счет этого в предложенном техническом решении по сравнению с прототипом улучшаются эргономические показатели транспортного средства, т.к. уменьшается рабочий ход установленного в его салоне (или кабине) рычага управления механизмом выбора передач коробки.