механизм переключения коробки передач с демультипликатором (два варианта)

Формула изобретения

1. Механизм переключения коробки передач с демультипликатором, содержащий расположенную на корпусе коробки передач крышку с фланцем, в которой установлен с возможностью осевого перемещения валик, связанный с приводом переключения передач, вильчатый рычаг, закрепленный на валике для связи с поводками штоков коробки передач, устройство включения передач демультипликатора, выполненное в виде связанных с цилиндром переключения передач подпружиненных клапанов с толкателями, отличающийся тем, что на вильчатом рычаге выполнен паз со скосами для взаимодействия с толкателями, а часть валика, расположенная во фланце крышки, выполнена с кольцевой проточкой, имеющей скосы, при этом во фланце крышки установлены фиксатор с подпружиненным штоком и четыре шариковых фиксатора, расположенных попарно с двух сторон валика, кроме того, в крышке с фланцем установлен фиксатор блокировки переключения передач, связанный с краном пневматическим, при этом шток-поршень фиксатора блокировки переключения передач взаимодействует с выполненным на вильчатом рычаге пазом, а подпружиненный отслеживающий стержень крана пневматического взаимодействует с канавками, выполненными на валике демультипликатора.

2. Механизм переключения коробки передач с демультипликатором, содержащий расположенную на корпусе коробки передач крышку с фланцем, в которой установлен с возможностью осевого перемещения валик, связанный с приводом переключения передач, вильчатый рычаг, закрепленный на валике для связи с поводками штоков коробки передач, устройство включения передач демультипликатора, выполненное в виде связанных с цилиндром переключения передач подпружиненных клапанов с толкателями, отличающийся тем, что на вильчатом рычаге выполнен паз со скосами для взаимодействия с толкателями, а часть валика, расположенная во фланце крышки, выполнена с кольцевой проточкой, имеющей скосы, при этом во фланце крышки установлены четыре шариковых фиксатора, расположенных попарно с двух сторон валика, а в корпусе коробки передач установлен фиксатор с подпружиненным штоком, взаимодействующим с установленным в поводке штока заднего хода для связи с вильчатым рычагом пальцем, кроме того, в крышке с фланцем установлен фиксатор блокировки переключения передач, связанный с краном пневматическим, при этом шток-поршень фиксатора блокировки переключения передач взаимодействует с выполненным на вильчатом рычаге пазом, а подпружиненный отслеживающий стержень крана пневматического взаимодействует с канавками, выполненными на валике демультипликатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для переключения передач многоступенчатых редукторов с задним дополнительным редуктором, в частности коробок передач автомобилей и автобусов.

Известен механизм переключения передач четырехступенчатой основной коробки передач с демультипликатором, содержащий установленный на крышке коробки передач картер дистанционного механизма управления основной коробкой передач, в котором расположен шток переключения передач с неподвижно закрепленным на нем рычагом. В приливах верхней крышки установлены штоки включения передач, которые перемещаются в направляющих опорах с помощью рычага переключения передач. Демультипликатор (ДМ) управляется переключателем диапазонов, расположенным на рукоятке рычага. Механизм переключения ДМ состоит из воздухораспределителя, пневматического крана, редукционного клапана, рабочего цилиндра. Пневматический кран осуществляет управление воздухораспределителем. При опущенном вниз переключателе золотник воздухораспределителя занимает положение, соответствующее прямой передаче, а при поднятом переключателе - понижающей передаче. Механизм переключения передач ДМ расположен в верхней крышке его картера (см. Магистральные автопоезда МАЗ, М.С.Высоцкий, И.Ф.Демидович, Л.Х.Гилелес и др. - М.: Машиностроение, 1988, стр.56-61, рис.33-36).

Недостатком известного технического решения является возможность совершения ошибок водителем при переключении передач демультипликатора с помощью переключателя на рукоятке рычага переключения передач.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату к заявляемому техническому решению является механизм управления составной коробкой передач транспортного средства, содержащий установленный в корпусе основной коробки передач с возможностью осевого перемещения и поворота валик, связанный с приводом переключения передач, вильчатый рычаг, закрепленный на валике для связи с поводками штоков основной коробки передач, и устройство переключения передач дополнительной коробки передач, представляющее собой связанные с цилиндром переключения передач подпружиненные клапаны с толкателями, взаимодействующими с противоположно направленными скосами и прямолинейными участками, выполненными на валике (см. а.с. СССР №1030214, МКИ³ В 60 К 20/00).

Недостатком известного технического решения является нечеткое определение положения рычага переключения передач в кабине при выборе передач, так как для фиксации положения штока при выборе передач используются только пружины, которые имеют большой разброс по усилию и другим характеристикам, что приводит к большой разнице в усилиях на рычаге переключения передач в кабине. Кроме того, возможна ситуация, когда в связи с задержкой срабатывания воздушной системы передача в дополнительной коробке еще не переключилась, а в основной коробке уже включена. Возникающая при этом большая разница в оборотах валов приведет к выходу из строя деталей коробки передач, сцепления, двигателя и созданию аварийной ситуации на дороге.

Была поставлена задача повысить надежность и четкость выбора требующейся передачи в коробке передач, предохранить ее от поломок и увеличить безопасность движения автомобиля на дороге.

Поставленная задача решается за счет того, что в механизме управления коробкой передач с демультипликатором, содержащем расположенную на корпусе коробки передач крышку с фланцем, в которой установлен с возможностью осевого перемещения валик, связанный с приводом переключения передач, вильчатый рычаг, закрепленный на валике для связи с поводками штоков коробки передач, устройство включения передач демультипликатора, выполненное в виде связанных с цилиндром переключения передач подпружиненных клапанов с толкателями, на вильчатом рычаге выполнен паз со скосами для взаимодействия с толкателями, а часть валика, расположенная во фланце крышки, выполнена с кольцевой проточкой, при этом во фланце крышки установлены фиксатор с подпружиненным штоком и четыре шариковых фиксатора, расположенных попарно с двух сторон валика, кроме того, в крышке установлен фиксатор блокировки переключения передач, связанный с краном пневматическим, при этом шток-поршень упомянутого фиксатора взаимодействует с выполненным на вильчатом рычаге пазом, а отслеживающий стержень крана пневматического взаимодействует с канавками, выполненными на валике демультипликатора.

По второму варианту фиксатор с подпружиненным штоком установлен в корпусе коробки передач с возможностью взаимодействия с установленным в поводке штока заднего хода пальцем для связи с вильчатым рычагом.

Отличительные признаки, заключающиеся в наличии во фланце крышки фиксатора с подпружиненным штоком и четырех шариковых фиксаторов, расположенных в одной плоскости попарно с двух сторон валика, позволяют четко определить положение рычага включения передач при выборе передач и исключить ошибки водителя, при этом создаваемое указанными фиксаторами усилие стабильно по величине.

Наличие кольцевой проточки со скосами на части валика, расположенной во фланце крышки, обеспечивает срабатывание вышеуказанных фиксаторов, а расположение шариковых фиксаторов в одной плоскости попарно с двух сторон валика позволяет исключить перекос и заклинивание валика, обеспечивая надежное и легкое переключение рычага переключения передач.

Отличительные признаки, заключающиеся в наличии связанного с краном пневматическим фиксатора блокировки переключения передач, шток-поршень которого взаимодействует с выполненным на вильчатом рычаге пазом, а отслеживающий стержень крана пневматического взаимодействует с канавками, выполненными на валике демультипликатора, позволяют обеспечить блокировку переключения передач в основной коробке передач при переключении демультипликатора, тем самым предохранить ее от поломок и обеспечить безопасность движения автомобиля на дороге.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности "новизна" и "изобретательский уровень".

Заявляемый механизм переключения коробки передач с демультипликатором поясняется чертежами:

фиг.1 - механизм переключения коробки передач с демультипликатором, общий вид в разрезе;

фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, вариант 1;

фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2;

фиг.4 - схема переключения передач;

фиг.5 - сечение А-А на фиг.1, вариант 2.

Механизм переключения коробки передач с демультипликатором состоит из установленной на коробке передач крышки 1 с фланцами 2 и 3, устройства 4 включения демультипликатора, соединенного воздухопроводами 5 и 6 с цилиндром 7 включения демультипликатора, фиксатора 8 блокировки переключения передач, соединенного воздухопроводом 9 с пневматическим краном 10, установленным в корпусе демультипликатора.

В крышке 1 и фланце 2 запрессованы втулки 11, в которых перемещается валик 12. На валике 12 закреплен рычаг 13 переключения передач, нижний конец которого выполнен вильчатым с ушками 14 и 15, которые расположены друг от друга на определенном расстоянии так, что в любом положении рычага 13 в зацеплении находится только одно ушко 14 или 15 с только одним поводком штоков 16, 17 или 18.

Фланец 3 закрыт крышкой 19 и имеет ступенчатое отверстие. Во фланце 3 установлены шайбы 20 и 21, которые свободно перемещаются по валику 12 с возможностью упора в ступень 22 и крышку 19 соответственно. Между шайбами 20 и 21 расположена пружина 23 для возврата рычага 13 в одно из двух нейтральных положений. Часть валика 12, расположенная во фланце 3, выполнена большего диаметра, образуя ступень 24, служащую упором для шайбы 20, и ступень 25 для упора в крышку 1, а также имеет кольцевую проточку со скосами 26 и 27. На конце валика 12 установлено стопорное кольцо 28, служащее упором для шайбы 21.

Во фланце 3 установлен фиксатор 29 с подпружиненным штоком, взаимодействующим с кольцевой проточкой и скосами 26 и 27, а также установлены четыре шариковых фиксатора 30 и 31, которые расположены в одной плоскости попарно с двух сторон валика 12 и взаимодействуют с кольцевой проточкой и скосами 26 и 27 соответственно.

Устройство 4 включения передач демультипликатора установлено в крышке 1 и состоит из корпуса с крышкой, в котором установлены подпружиненные клапаны 32 и 33 с толкателями 34 и 35. Полости 36 и 37 соединены соответственно воздуховодами 5 и 6 с цилиндром 7 включения демультипликатора. Толкатели 34 и 35 взаимодействуют со скосами 38, 39 и с прямолинейным участком паза 40, выполненного на поверхности рычага 13.

Фиксатор 8 блокировки переключения передач в коробке передач установлен в крышке 1 и состоит из корпуса с крышкой, в котором установлены шток-поршень 41 и пружина 42. Шток-поршень 41 взаимодействует с пазом 43, выполненным на рычаге 13. Фиксатор 8 соединен воздуховодом 9 с пневматическим краном 10.

Валик 44 демультипликатора выполнен с канавками 45 и выемками 46, с которыми взаимодействуют соответственно подпружиненный отслеживающий стержень 47 крана 10 и стержень 48 фиксатора 49, установленного в корпусе демультипликатора.

По второму варианту фиксатор 29 установлен в корпусе коробки передач, а в поводке штока 16 заднего хода установлен палец 50, взаимодействующий с ушком 15 рычага 13. Палец 50 выполнен с удлиненной головкой, с которой взаимодействует подпружиненный шток фиксатора 29.

Механизм переключения коробки передач с демультипликатором работает следующим образом. Рычаг 13 переключения передач имеет два фиксированных нейтральных положения.

Первое нейтральное положение определяется шариковым фиксатором 30, который упирается в скос 27 валика 12, в этот момент пружина 23 раздвигает шайбы 20 и 21 до упора в ступень 24 валика 12 и стопорное кольцо 28 соответственно, а в устройстве 4 толкатель 35 утоплен в паз 40 рычага 13, открывая доступ воздуха по каналу в клапане 33 в полость 37 и далее по воздухопроводу 6 в полость цилиндра 7, управляющую включением понижающей передачи в демультипликаторе, а толкатель 34 воздействует на клапан 32, открывая доступ воздуха в полость для сброса в атмосферу.

Второе нейтральное положение определяется шариковым фиксатором 31, который упирается в скос 26 валика 12. В этот момент пружина 23 раздвигает шайбы 20 и 21 до упора в ступень 22 фланца 3 и стопорное кольцо 28 соответственно, а в устройстве 4 толкатель 34 утоплен в паз 40 рычага 13, открывая доступ воздуха по каналу в клапане 32 в полость 36 и далее по воздухопроводу 5 в полость цилиндра 7, управляющую включением прямой передачи в демультипликаторе, а толкатель 35 воздействует на клапан 33, открывая доступ воздуха в полость для сброса в атмосферу.

При выборе первой и второй передачи валик 12 с рычагом 13 перемещается вправо до упора скоса 26 кольцевой проточки в шток фиксатора 29, пружина 23 сжимается до упора шайб 20 и 21 в ступень 24 и крышку 19 соответственно. В этот момент ушко 14 входит в зацепление с поводком штока 17 и при повороте рычага 13 включается первая или вторая передача, а чтобы включить задний ход, необходимо преодолеть сопротивление фиксатора 29 и пружины 23. Выключается первая или вторая передача обратным поворотом рычага 13 и при выходе рычага 13 на линию выбора передач пружина 23 устанавливает его в положение третьей и четвертой передачи, соответствующее первому нейтральному положению, т.е. шариковый фиксатор 30 упирается в скос 27, а пружина 23 раздвигает шайбы 20 и 21 до упора в ступень 24 и стопорное кольцо 28 соответственно. В этот момент ушко 14 входит в зацепление с поводком штока 18 и при повороте рычага 13 включается третья или четвертая передача. Выключается передача обратным поворотом рычага 13 и при выходе рычага 13 на линию выбора передач пружина 23 и шариковый фиксатор 30 удерживают его в положении третьей-четвертой передачи.

При положении рычага 13 в положениях заднего хода, первой-второй передачи и третьей-четвертой передачи толкатель 35 утоплен в паз 40 и по каналу в клапане 33 воздух подается в полость 37 и далее по воздухопроводу 6 в полость цилиндра 7, управляющую включением понижающей передачи в демультипликаторе.

При выборе пятой и шестой передачи рычаг 13 находится в положении, соответствующем второму нейтральному положению, т.е. шариковый фиксатор 31 упирается в скос 26 валика 12, а пружина 23 раздвигает шайбы 20 и 21 до упора в ступень 22 фланца 3 и стопорное кольцо 28 соответственно. В этот момент ушко 15 входит в зацепление с поводком штока 17 и при повороте рычага 13 включается пятая или шестая передача. Выключается передача обратным поворотом рычага 13, и при выходе рычага 13 на линию выбора передач пружина 23 и шариковый фиксатор 31 удерживают его в положении пятой-шестой передачи.

При выборе седьмой-восьмой передачи валик 12 с рычагом 13 перемещается влево до упора скоса 27 в шток фиксатора 29, пружина 23 сжимается, шайбы 20 и 21 упираются в ступень 22 фланца 3 и стопорное кольцо 28 соответственно. В этот момент ушко 15 входит в зацепление с поводком штока 18 и при повороте рычага 13 включается седьмая или восьмая передача. Выключается передача обратным поворотом рычага 13 и при выходе рычага 13 на линию выбора передач пружина 23 выставляет его во второе нейтральное положение.

Во время перехода рычага 13 из первого нейтрального положения во второе толкатель 34 попадает в паз 40, при этом клапан 32 закрывает полость сброса воздуха и по открывшемуся в клапане 32 каналу воздух поступает в полость 36 и далее по воздухопроводу 5 в полость цилиндра 7, управляющую включением прямой передачи в демультипликаторе. В это же время толкатель 35 воздействует на клапан 33, открывая полость сброса воздуха в атмосферу.

При переключении демультипликатора блокировка переключения передач в коробке передач при помощи фиксатора 8 происходит следующим образом. Во время переключения демультипликатора валик 44 перемещается и отслеживающий стержень 47 крана 10 выходит из канавки 45 и нажимает на шток крана 10, открывая канал подачи воздуха из пневмосистемы. Воздух по воздухопроводу 9 поступает в полость фиксатора 8, перемещает шток-поршень 41, который входит в паз 43 на рычаге 13 и блокирует его от поворота, т.е. от включения передачи в коробке передач. Когда демультипликатор переключился, отслеживающий стержень 47 входит в канавку 45, освобождает шток крана 10, и кран 10 закрывается. Воздух из полости фиксатора 8 по воздухопроводу 9 поступает к крану 10 и далее в атмосферу. Пружина 42 перемещает шток-поршень 41 внутрь корпуса фиксатора 8 и рычаг 13 разблокируется. Положение валика 44 демультипликатора определяется фиксатором 49, стержень 48 которого входит в выемки 46 на валике 44 в момент нахождения отслеживающего стержня 47 в канавках 45 валика 44.

По второму варианту при выборе первой и второй передачи палец 50 под воздействием фиксатора 29 нажимает на ушко 15, обеспечивая зацепление ушка 14 с поводком штока 17, и предохраняет от случайного включения заднего хода, а при выборе седьмой и восьмой передачи валик 12 с рычагом 13 перемещается влево до упора ступени 25 валика 12 в правый торец крышки 1, пружина 23 сжимается, шайбы 20 и 21 упираются в ступень 22 фланца 3 и стопорное кольцо 28 соответственно. В этот момент ушко 15 входит в зацепление с поводком штока 18 и при повороте рычага 13 включается седьмая или восьмая передача. Выключается передача обратным поворотом рычага 13 и при выходе рычага 13 на линию выбора передач пружина 23 выставляет его во второе нейтральное положение.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и четкость включения требующейся передачи в коробке передач, предохранить ее от поломок и увеличить безопасность движения автомобиля на дороге.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных технологий.