коробка передач транспортного средства

Формула изобретения

1. Коробка передач транспортного средства, включающая корпус с размещенными в нем валами и шестернями, механизм выбора передач, содержащий рычаг переключения передач, связанный с приводом управления и жестко закрепленный на валу переключения передач, на котором свободно установлена блокирующая скоба, и содержащий штоки с вилками и каретками трех основных линий выбора передач, делительный механизм, имеющий возможность попеременного взаимодействия первой головкой своей подвижной каретки с кареткой третьей основной линии выбора передач, жестко закрепленной на своем штоке, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, кроме того, механизм выбора передач содержит подвижную каретку управления делительным механизмом, установленную на штоке одной из основных линий выбора передач, взаимодействующую управляющей головкой со второй головкой подвижной каретки делительного механизма и имеющую возможность, как и каретки первой и второй линий выбора передач, постоянного взаимодействия рабочей головкой или с рычагом переключения передач, или с блокирующей скобой, и содержит ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора передач, на одной из которых располагается первая основная линия выбора передач, а на другой третья основная линия выбора передач и дополнительная линия выбора передач, отличающаяся тем, что подвижная каретка управления делительным механизмом установлена на штоке второй основной линии выбора передач и взаимосвязана с кареткой первой основной линии выбора передач с взаимным ограничением их вращения относительно осей штоков, на которых они расположены, а каретка второй основной линии выбора передач также ограничена от вращения относительно оси своего штока посредством расположения своей рабочей головки со скользящей посадкой между рабочими головками каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом, причем вилка и каретка каждой из первой и второй основных линий выбора передач установлены на соответствующем штоке с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга, ограничительные же элементы ходов выбора крайних линий выбора передач выполнены в виде боковых упоров рабочих головок каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом, которые расположены на этих рабочих головках с возможностью упора в них рычага переключения передач.

2. Коробка передач транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что взаимосвязь между подвижной кареткой управления делительным механизмом и кареткой первой основной линии выбора передач механизма выбора передач осуществлена посредством выполненных на этих каретках соответственно выступа и паза, взаимодействующих друг с другом.

3. Коробка передач транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что вилка и каретка каждой из первой и второй основных линий выбора передач механизма выбора передач установлены на соответствующем штоке с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга посредством жесткого соединения вилки со штоком и посредством свободного расположения каретки между расположенными в канавках штока стопорными кольцами.

4. Коробка передач транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что выполненные в виде боковых упоров рабочих головок каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора передач механизма выбора передач образованы пластинами рабочих головок этих кареток, приваренными к наружным бокам этих рабочих головок с полными перекрытиями их рабочих пазов по этим бокам.

Описание изобретения к патенту

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

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является коробка передач транспортного средства, патент РФ №2162797, В 60 К 17/08, опубл. 10.10.2000 г., включающая корпус с размещенными в нем валами и шестернями, механизм выбора передач, содержащий делительный механизм. Механизм выбора передач 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 содержит штоки трех основных линий выбора передач с установленными на них вилками и каретками.

Каждая из кареток первой и второй основных линий выбора передач имеет возможность постоянного взаимодействия головкой или с рычагом переключения передач, или с блокирующей скобой. Взаимодействующие головками или с рычагом переключения передач, или с блокирующей скобой каретки первой основной линии выбора 1-ой и 2-ой передач и второй основной линии выбора 3-ей и 4-ой передач установлены на своих штоках неподвижно (жестко), как и каретка третьей основной линии выбора 5-ой (и возможной 6-ой) передач, не взаимодействующая, в отличии от кареток первой и второй основных линий выбора передач, ни с рычагом переключения передач, ни с блокирующей скобой, а каретка, расположенная на штоке последней основной линии выбора передач (5-ой (и возможной 6-ой)), между ее вилкой и кареткой, попеременно взаимодействующая своей головкой или с рычагом переключения передач, или с блокирующей скобой и взаимодействующая другой своей головкой с второй головкой делительного механизма, установлена с возможностью осевого перемещения и по сути является "подвижной кареткой управления делительным механизмом".

Делительный механизм содержит ось блокировки, блокирующую скобу со щеками, подвижную каретку, которая свободно установлена на оси блокировки и имеет первую и вторую головки, последняя из которых, как уже было показано выше по тексту, взаимодействует с подвижной кареткой ("подвижной кареткой управления делительным механизмом), расположенной на штоке третьей линии выбора 5-ой (и возможной 6-ой) передач, тогда как первая головка расположена между щеками блокирующей скобы делительного механизма. Первая головка подвижной каретки делительного механизма имеет возможность попеременно взаимодействовать с жестко закрепленной на штоке кареткой третьей основной линии выбора 5-ой (и возможной 6-ой) передач или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, на которой в данной конструкции расположена передача "заднего хода", а блокирующая скоба делительного механизма при этом имеет возможность попеременно взаимодействовать с элементом привода дополнительной линии выбора передач или с жестко закрепленной на штоке кареткой третьей основной линии выбора 5-ой (и возможной 6-ой) передач.

В механизме выбора передач введены ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора передач, на одной из которых располагается только одна линия выбора передач (в частности, первая основная линия выбора 1-ой и 2-ой передач), а на другой крайней линии выбора передач располагается одна из основных (оставшихся) линий выбора передач и дополнительная линия выбора передач, в частности, третья основная линия выбора 5-ой (и возможной 6-ой) передач и дополнительная линия выбора с передачей "заднего хода". Ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора передач выполнены в верхней части механизма выбора передач и взаимодействуют с валом переключения передач, т.е. ограничивается ход самого вала переключения передач (в частности, ход вала переключения передач ограничивается втулками).

Недостатками данного технического решения являются недостаточно четкий выбор в механизме выбора передач линий выбора (переключения) передач, особенно крайних линий выбора передач, обусловленный необходимостью технологической точности изготовления отдельных деталей механизма выбора передач и ограничением ходов выбора линий выбора (переключения) передач в верхней части механизма, что вынуждает разносить между собой головки кареток линий выбора передач, вследствие чего нарушается "диагональность" схемы переключения передач, находящихся на разных линиях выбора (переключения) передач, что субъективно ощущается водителем как нечеткость переключения передач.

Задача изобретения: улучшение эргономических показателей коробки передач, а именно обеспечение в ее механизме выбора передач наилучшей диагональности схемы выбора (переключения) передач, находящихся на разных линиях выбора передач, обеспечение в ее механизме выбора передач четкости выбора линий выбора передач, особенно крайних, и повышение информативности ее механизма выбора передач.

Указанная задача решается тем, что в коробке передач транспортного средства, включающей корпус с размещенными в нем валами и шестернями, механизм выбора передач, содержащий рычаг переключения передач, связанный с приводом управления и жестко закрепленный на вале переключения передач, на котором свободно установлена блокирующая скоба, и содержащий штоки с вилками и каретками трех основных линий выбора передач, делительный механизм, имеющий возможность попеременного взаимодействия первой головкой своей подвижной каретки с кареткой третьей основной линии выбора передач, жестко закрепленной на своем штоке, или с элементом привода дополнительной линии выбора передач, кроме того, механизм выбора передач содержит подвижную каретку управления делительным механизмом, установленную на штоке одной из основных линий выбора передач, взаимодействующую управляющей головкой с второй головкой подвижной каретки делительного механизма и имеющую возможность, как и каретки первой и второй линий выбора передач, постоянного взаимодействия рабочей головкой или с рычагом переключения передач, или с блокирующей скобой, и содержит ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора передач, на одной из которых располагается первая основная линия выбора передач, а на другой третья основная линия выбора передач и дополнительная линия выбора передач, согласно изобретения, подвижная каретка управления делительным механизмом установлена на штоке второй основной линии выбора передач и взаимосвязана с кареткой первой основной линии выбора передач с взаимным ограничением их вращения относительно осей штоков, на которых они расположены, а каретка второй основной линии выбора передач также ограничена от вращения относительно оси своего штока посредством расположения своей рабочей головки со скользящей посадкой между рабочими головками каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом, причем вилка и каретка каждой из первой и второй основных линий выбора передач установлены на соответствующем штоке с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга, ограничительные же элементы ходов выбора крайних линий выбора передач выполнены в виде боковых упоров рабочих головок каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом, которые расположены на этих рабочих головках с возможностью упора в них рычага переключения передач.

В частном случае, взаимосвязь между подвижной кареткой управления делительным механизмом и кареткой первой основной линии выбора передач механизма выбора передач осуществлена посредством выполненных на этих каретках соответственно выступа и паза, взаимодействующих друг с другом.

В частном случае, вилка и каретка каждой из первой и второй основных линий выбора передач механизма выбора передач установлены на соответствующем штоке с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга посредством жесткого соединения вилки со штоком и посредством свободного расположения каретки между расположенными в канавках штока стопорными кольцами.

В частном случае, выполненные в виде боковых упоров рабочих головок каретки первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления делительным механизмом ограничительные элементы ходов выбора крайних линий выбора механизма выбора передач образованы пластинами рабочих головок этих кареток, приваренными к наружным бокам этих рабочих головок с полными перекрытиями их рабочих пазов по этим бокам.

Сравнение заявленного 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 предлагаемое решение имеет признаки, отсутствующие в известных решениях, а их использование в заявляемой 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:

Фиг.1 - коробка передач транспортного средства, общий вид (рычаг переключения передач механизма выбора передач расположен в положении выбора второй основной линии выбора передач);

Фиг.2 - коробка передач транспортного средства в положении выбора одной из крайних линий выбора передач (на которой расположена первая основная линия выбора передач) рычагом переключения передач механизма выбора передач;

Фиг.3 - коробка передач транспортного средства в положении выбора другой из крайних линий выбора передач (на которой расположена третья основная линия выбора передач) рычагом переключения передач механизма выбора передач;

Фиг.4 - коробка передач транспортного средства в положении выбора другой из крайних линий выбора передач (на которой расположена дополнительная линия выбора передач) рычагом переключения передач механизма выбора передач;

Фиг.5 - вынесенный вид части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, частичный разрез А-А на фиг.1;

Фиг.6 - вынесенный вид части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, а именно штоки с вилками, каретками основных линий выбора передач, элемент привода дополнительной линии выбора передач, части делительного механизма;

Фиг.7 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, вид в аксонометрии спереди;

Фиг.8 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, вид в аксонометрии сверху;

Фиг.9 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, вид в аксонометрии сбоку;

Фиг.10 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства, вид в аксонометрии сзади;

Фиг.11 - схема траекторий перемещения рычага переключения передач механизма выбора передач прототипа;

Фиг.12 - схема траекторий перемещения рычага переключения передач механизма выбора передач заявляемой коробки передач транспортного средства;

Фиг.13 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства при включении дополнительной линии выбора передач (а именно включении передачи " заднего хода", расположенной на этой линии), вид в аксонометрии сбоку;

Фиг.14 - кинематическая схема вынесенной части механизма выбора передач коробки передач транспортного средства при включении третьей основной линии выбора передач (а именно включении 5-ой (и возможной 6-ой) передачи, расположенных на этой линии), вид в аксонометрии сзади.

Коробка передач транспортного средства включает корпус 1 с размещенными в нем валами "L" и шестернями "М", механизм выбора передач 2, содержащий делительный механизм 3.

Механизм выбора передач 2 содержит рычаг переключения передач 4, связанный с приводом управления (на фигурах не показан) и жестко закрепленный на вале переключения передач 5, на котором свободно установлена блокирующая скоба 6; штоки 7, 8, 9 с соответствующими вилками 10, 11, 12 и соответствующими каретками 13, 14, 15 соответствующих первой, второй и третьей основных линий выбора передач; делительный механизм 3, содержащий ось блокировки 16, соединенную через рычаг 17 с дополнительным приводом управления (на фигурах не показан), блокирующую скобу 18 со щеками 19, жестко закрепленную на оси блокировки 16, подвижную каретку 20, свободно установленную на оси блокировки 16 и имеющую первую 21 и вторую 22 головки, первая головка 21 из которых имеет возможность попеременного взаимодействия с головкой 23 каретки 15 третьей основной линии выбора передач, жестко закрепленной на своем штоке 9, или с элементом привода 24 дополнительной линии передач (в частности - линии выбора передачи "заднего хода"); подвижную каретку управления 25 делительным механизмом 3, установленную на штоке 8 второй основной линии выбора передач между ее вилкой 11 и кареткой 14 с постоянным взаимодействием управляющей своей головкой 26 с второй головкой 22 подвижной каретки 20 делительного механизма 3 и имеющую возможность, как и каретки 13, 14 соответственно первой и второй линий выбора передач, постоянного взаимодействия своей рабочей головкой 27 или с рычагом переключения передач 4, или с блокирующей скобой 6 механизма выбора передач 2; ограничительные элементы 28 ходов выбора крайних линий выбора передач, на одной из которых располагается первая основная линия выбора передач, а на другой - третья основная линия выбора передач и дополнительная линия выбора передач.

Установленная на штоке 8 второй основной линии выбора передач подвижная каретка управления 25 делительным механизмом 3 взаимосвязана с кареткой 13 первой основной линии выбора передач с взаимным ограничением их (каретки 25 и каретки 13) вращения относительно осей "N" штоков 7, 8, на которых они расположены. В частности взаимосвязь между подвижной кареткой управления 25 делительным механизмом 3 и кареткой 13 первой основной линии выбора передач механизма выбора передач 2 осуществлена посредством выполненных на этих каретках соответственно выступа 29 и паза 30, взаимодействующих друг с другом.

Каретка 14 второй основной линии выбора передач также ограничена от вращения относительно оси "N" своего штока 8 посредством расположения своей рабочей головки 31 со скользящей посадкой между рабочими головками 32 и 27 каретки 13 первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления 25 делительным механизмом 3.

Вилка 10 и каретка 13 первой основной линии выбора передач установлены на соответствующем штоке 7 с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга, также как и вилка 11 с кареткой 14 второй основной линии выбора передач. В частном случае, показанном на фигурах, вилка 10 и каретка 13 первой основных линий выбора передач механизма выбора передач 2 установлены на соответствующем штоке 7 с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга посредством жесткого соединения вилки 10 со штоком 7 посредством болта 33 и посредством свободного расположения каретки 13 между расположенными в канавках штока 7 стопорными кольцами 34, а вилка 11 и каретка 14 второй основных линий выбора передач механизма выбора передач 2 установлены на соответствующем штоке 8 с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга посредством жесткого соединения вилки 11 со штоком 8 посредством болта 35 и посредством свободного расположения каретки 14 между расположенными в канавках штока 8 стопорными кольцами 36.

Ограничительные элементы 28 ходов выбора крайних линий выбора передач выполнены в виде боковых упоров рабочих головок 32 и 27 каретки 13 первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления 25 делительным механизмом 3, которые расположены на этих рабочих головках 32 и 27 с возможностью упора в них рычага переключения передач 4. В частном случае, показанном на фигурах, выполненные в виде боковых упоров рабочих головок 32 и 27 каретки 13 первой основной линии выбора передач и подвижной каретки управления 25 делительным механизмом 3 ограничительные элементы 20 ходов выбора крайних линий выбора механизма выбора передач 2 образованы пластинами рабочих головок 32 и 27 этих кареток 13 и 25, приваренными к наружным бокам этих рабочих головок 32 и 27 с полными перекрытиями их рабочих пазов 37 по этим бокам.

Работа коробки передач транспортного средства.

В зависимости от включения (выбора) той или иной передачи, расположенной на одной из основных линий ее выбора, в коробке передач взаимодействуют между собой определенные шестерни, передавая на вторичный (выходной) ее вал определенный момент, зависящий от передаточного числа взаимодействующих шестерен.

При выборе, например, первой основной линии выбора передач рычаг переключения передач 4 попадает в рабочий паз 37 рабочей головки 32 каретки 13 и далее при повороте в одном или другом направлении вала переключения передач 5 рычаг переключения передач 4 включает (выбирает) одну из расположенных на этой линии передач, в частности или 1-ую передачу или 2-ую передачу.

Тоже самое происходит при включении (выборе) одной из передач (в частности или 3-ей передачи или 4-ой передачи) второй основной линии выбора передач, лишь с разницей, что рычаг переключения передач 4 взаимодействует с рабочей головкой 31 каретки 14.

При включении (выборе) одной из передач третьей основной линии выбора передач, в частности 5-ой или возможной 6-ой, рычаг переключения передач 4 попадает в рабочий паз 37 рабочей головки 27 подвижной каретки управления 27 делительным механизмом 3 и далее при повороте в одном или другом направлении вала переключения передач 5, при условии взаимодействия первой головки 21 подвижной каретки 20 делительного механизма 3 с головкой 23 каретки 15 третьей основной линии выбора передач и с одновременной блокировкой блокирующей скобой 18 делительного механизма 3 головки "Р" элемента привода 24 дополнительной линии выбора передач, рычаг переключения передач 4 включает (выбирает) одну из расположенных на этой линии передач, в частности или 5-ую передачу, или возможную 6-ую передачу.

В случае включения (выбора) передачи дополнительной линии выбора передач, в частности передачи "заднего хода", как и в случае включения (выбора) одной из передач третьей основной линии выбора передач, рычаг переключения передач 4 попадает в рабочий паз 37 рабочей головки 27 подвижной каретки управления 25 делительным механизмом 3 и далее при повороте в необходимом направлении вала переключения передач 5 при условии взаимодействия первой головки 21 подвижной каретки 20 делительного механизма 3 с головкой "Р" элемента привода 24 дополнительной линии выбора передач (в частности на которой расположена передача "заднего хода"), что достигается поворотом оси блокировки 16 через рычаг 17 дистанционно дополнительным приводом управления, и с одновременной блокировкой блокирующей скобой 18 делительного механизма 3 головки 23 каретки 15 третьей основной линии выбора передач рычаг переключения передач 4 включает (выбирает) передачу дополнительной линии передач, в частности передачу "заднего хода".

При выборе одной из крайних линий выбора передач ход рычага переключения передач 4 ограничивается ограничительными элементами 28, в которые последний упирается поочередно - в зависимости от выбора той или иной крайней линии выбора передач.

Таким образом, с целью обеспечения наилучшей диагональности схемы выбора (переключения) находящихся на разных линиях выбора передач механизма выбора передач коробки и с целью повышения ее информативности, близкого расположения друг с другом рабочих головок 32, 31, 27, даже со скользящим контактом боковыми поверхностями рабочей головки 31 с прилегающими боковыми поверхностями рабочих головок 32 и 27 соответствующих кареток, а именно каретки 13 одной из крайних линий выбора передач (на которой расположена первая основная линия выбора передач), каретки 14 второй основной линии выбора передач, каретки 25 другой крайней линии выбора передач (на которой расположена вторая основная линия выбора передач и дополнительная линия выбора передач), в механизме выбора передач 2 заявляемого технического решении коробки передач транспортного средства достигнуто в результате следующих конструктивных мер: установки подвижной каретки управления 25 делительным механизмом 3 на штоке 8 второй основной линии выбора передач с взаимосвязью с кареткой 13 первой основной линии выбора передач, ограничивающей их (каретки 25 и каретки 13) вращение относительно осей "N" штоков 7, 8, на которых они расположены; установки вилки 10 и каретки 13 первой основной линии выбора передач на соответствующем штоке 7 с фиксацией от осевого перемещения по нему и с возможностью поворота относительно друг друга, также как и установки вилки 11 с кареткой 14 второй основной линии выбора передач на соответствующем штоке 8 с фиксацией от осевого перемещения по нему с возможностью поворота относительно друг друга.

В сравнении с прототипом (см. схему траектории перемещения рычага переключения передач прототипа на фиг.11), где отклонение от линии диагональности переключения передач велико в результате расположения головок (условно обозначив их такими же позициями, как и в заявляемом техническом решении, - 27, 31, 32) кареток линий выбора передач между собой на некотором расстоянии, что приводит к появлению в траектории перемещения рычага переключения передач (условно обозначив его такой же позицией 4, как и в заявляемом техническом решении) с одной линии выбора передач на другую смежную линию выбора передач значительной поперечной составляющей (т.е. наличие дополнительного бокового движения рычага переключения 4), в заявляемом техническом решении коробки передач транспортного средства отклонение от линии диагональности переключения передач значительно уменьшено за счет сближения головок 27, 31, 32 кареток 25, 14, 13 линий выбора передач, в результате чего фактическая траектория перемещения рычага переключения передач максимально приближена к теоретической траектории перемещения рычага выбора передач

За счет того, что в предложенном техническом решении коробки передач транспортного средства, а именно в ее механизме выбора передач 2, рабочие головки 32, 31, 27 кареток 13, 14, 25 расположены так близко друг к другу, что рабочая головка 31 каретки 14 второй основной линии выбора передач расположена между рабочими головками 32 и 27 соответствующих кареток 13 и 25 со скользящим контактом, и за счет того, что ограничительные элементы 28 ходов выбора крайних линий выбора передач выполнены непосредственно на рабочих головках 32 и 27 соответствующих кареток 13 и 25 (являющихся каретками этих крайних линий выбора передач), по сравнению с прототипом, в заявляемом техническом решении улучшаются эргономические показатели коробки передач транспортного средства, а именно в ее механизме выбора передач обеспечивается наилучшая диагональность схемы выбора (переключения) передач, находящихся на разных линиях выбора передач, а также обеспечивается четкость выбора линий выбора передач, особенно крайних, и повышается информативность ее механизма выбора передач.