устройство для автоматического управления коробкой передач

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического управления ступенчатой коробкой передач, содержащее размещенный в корпусе ротор, на котором установлены двуплечие рычаги с грузами, взаимодействующие со штоками привода электрических включателей, отличающееся тем, что штоки размещены на роторе снаружи его.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на внешнем штоке установлена чаша, несущая кольцо с радиальными отверстиями, в которых размещены шипы, расположенные на рычаге, взаимодействующем с электрическими включателями.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на внешнем штоке расположено внутреннее кольцо подшипника качения, наружное кольцо которого установлено в подпружиненной обойме, имеющей глухое дно и буртик на периферии, при этом в обойме подшипника и в корпусе закреплена диафрагма, отделяющая полость, в которой расположены рычаги с грузами, от полости, сообщаемой с источником переменного давления воздуха, регулируемого педалью управления подачи топлива двигателю.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на обойме подшипника расположена гайка, прижимающая диафрагму к упомянутому буртику и имеющая радиальные выступы, между которыми расположен хвостовик фиксирующего болта, закрепленного в крышке корпуса.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что внутри обоймы подшипника на ее дне выполнен цилиндрический полый выступ, в котором расположен опорный болт, имеющий резьбовое соединение с крышкой корпуса.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что опорный болт выполнен полым и в нем установлена пружина сжатия, контактирующая с дном полого выступа.

7. Устройство по любому из пп.2-6, отличающееся тем, что на плечах рычагов, несущих грузы, со стороны внешнего штока выполнены поперечные пазы, в которых расположены штифты, вставленные в грузы, при этом между грузами и рычагами размещены пластинчатые пружины.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что пластинчатые пружины выполнены с крючками на концах, примыкающими к противоположным торцам грузов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к самоходным транспортным машинам, в частности к автомобилям и автобусам. Оно касается автоматического управления ступенчатыми коробками передач, используемыми в трансмиссиях транспортных машин.

В системах автоматического управления коробками передач используются центробежные регуляторы, подающие электрические сигналы к средствам управления исполнительными механизмами, служащими для изменения передаточного числа в коробке передач (см. описание к патенту США №3472100, НКИ 74-859).

В качестве прототипа принято устройство для автоматического управления коробкой передач, содержащее размещенный в корпусе ротор, на котором установлены двуплечие рычаги с грузами, контактирующие свободными плечами с торцами коаксиально расположенных штоков привода электрических выключателей (см. описание к авторскому свидетельству СССР №164208, МПК F16H 59/10, 1963 г.). Упомянутые штоки размещены внутри вала ротора и на их свободных концевых участках установлены шариковые подшипники качения, размещенные в обоймах, взаимодействующих с ползунами, замыкающими электрические контакты. Такое устройство имеет сложную конструкцию с множеством мелких деталей.

Решаемой задачей является упрощение устройства управления коробкой передач.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в устройстве автоматического управления ступенчатой коробкой передач, содержащем размещенный в корпусе ротор, двуплечие рычаги с грузами, контактирующие с штоками привода электрических включателей, упомянутые штоки размещены на роторе снаружи его. При размещении снаружи ротора коаксиально расположенных штоков, взаимодействующих с рычагами, несущими центробежные грузы, обеспечено упрощение устройства автоматического управления коробкой передач благодаря возможности использования простых средств воздействия вращающихся штоков на электрические включатели, расположенные в корпусе устройства.

На внешнем штоке соосно с ним установлена чаша, на которой расположено кольцо с радиальными отверстиями, в которых размещены шипы, расположенные на вилках привода электрических включателей. С помощью этой чаши, несущей кольцо с радиальными отверстиями, обеспечено последовательное совместное воздействие штоков на электрические включатели, что упрощает конструкцию устройства.

На внешнем штоке расположено внутреннее кольцо подшипника качения, наружное кольцо которого установлено в подпружиненной обойме с глухим дном и буртиком на периферии, при этом в обойме подшипника и в корпусе закреплена диафрагма, отделяющая полость, в которой расположены рычаги с грузами, от полости, сообщаемой с источником переменного давления воздуха, регулируемого педалью управления подачей топлива двигателю.

На обойме подшипника расположена гайка, прижимающая диафрагму к буртику и имеющая радиальные выступы, между которыми расположен хвостовик фиксирующего болта, закрепленного в крышке корпуса.

В обойме подшипника на ее дне выполнен цилиндрический полый выступ, в котором расположен цилиндрический хвостовик опорного болта, имеющего с крышкой корпуса резьбовое соединение. Этот опорный болт выполнен полым и в нем установлена пружина сжатия, контактирующая с дном полого выступа. Упомянутые болты имеют шестигранные головки, зафиксированные от поворота общей проволокой.

На плечах рычагов, несущих грузы, со стороны внешнего штока выполнены поперечные пазы, в которых расположены штифты, вставленные в грузы, при этом между грузами и рычагами размещены пластинчатые пружины. Пластинчатые пружины выполнены с крючками на концах, примыкающими к противоположным торцам грузов.

На фигуре 1 представлено устройство для автоматического управления коробкой передач, продольный разрез.

На фиг.2 показан узел устройства автоматического управления коробкой передач.

На фиг.3 изображено упомянутое устройство, продольный разрез по А-А фиг.2.

На фиг.4 показано упомянутое устройство, продольный разрез по Б-Б фиг.2.

На фиг.5 показано разрезное кольцо.

На фиг.6 изображен узел электрических включателей.

Устройство для автоматического управления ступенчатой коробкой передач содержит размещенный в корпусе 1 (фиг.1) ротор 2 центробежного регулятора, установленный на шариковом подшипнике качения 3, расположенном в крышке 4 корпуса. Ротор 2 имеет зубчатый привод от выходного вала коробки передач посредством зубчатого колеса 5. На роторе 2 в держателе 6 шарнирно установлены двуплечие рычаги 7,8 с грузами 9, контактирующие свободными плечами 10 с торцом штока 11, расположенного снаружи на роторе 2 на его цилиндрическом участке 12. На штоке 11 в держателе 13 шарнирно установлены двуплечие рычаги 14, 15 с грузами 16, контактирующие свободными плечами с торцом промежуточного штока 17, охватывающего внутренний шток 11. На штоке 17 в держателе 18 шарнирно установлены двуплечие рычаги 19, 20 с грузами 21, контактирующие свободными плечами с торцом внешнего штока 22, охватывающего шток 17. Упомянутые рычаги расположены в держателях в продольных пазах. Ротор 2 с держателем 6 и штоки 11, 17 с держателями 13, 18 имеют Т-образную форму. Держатель 6 рычагов 7, 8 размещен внутри центрального отверстия в зубчатом колесе 5, с которым он имеет постоянную связь.

На плечах рычагов, несущих грузы, со стороны внешнего штока 22 выполнены поперечные пазы 23, в которых расположены штифты 24, вставленные в грузы. Между грузами и рычагами размещены пластинчатые пружины 25. Пластинчатые пружины 25 выполнены с крючками 26 на концах, примыкающими к противоположным торцам грузов.

Полость 27, в которой расположены рычаги с грузами, отделена от полости 28, в которой расположено зубчатое колесо 5, перегородкой 29, имеющей на торце цилиндрический выступ 30, расположенный в нише, сделанной в зубчатом колесе 5.

На внешнем штоке 22 соосно с ним у выполненного на нем кольцевого буртика установлена чаша 31 со сквозными продольными окнами 32. В чаше 31 между ее ступицей 33 и ободом 34 имеются радиальные ребра 35-40, в которых на части их длины выполнены замкнутые радиальные пазы 41, 42, 43. В этих пазах размещены концы плеч рычагов, несущих грузы. В ребрах 35, 38, 39 и 40 чаши 31 на некотором расстоянии от ее оси расположены стержни 44 с головкой 45, образующие упоры для концевых участков рычагов 7, 15, 19, 20 при их перемещении в сторону обода 34 чаши 31.

На чаше 31 в кольцевой канавке 46 расположено разрезное пружинное кольцо 47 с радиальными отверстиями 48, в которых размещены шипы 49 (фиг.6), расположенные на рычаге 50 привода электрических включателей 51. Рычаг 50 установлен на цилиндрической направляющей 52.

На внешнем штоке 22 у чаши 31 расположено внутреннее кольцо 53 подшипника качения 54, наружное кольцо 55 которого установлено в подпружиненной обойме 56. Обойма 56 выполнена в виде стакана с глухим дном и буртиком на периферии. В обойме 56 подшипника 54 и в корпусе у его крышки 57 закреплена диафрагма 58, отделяющая полость 27, в которой расположены рычаги с грузами, от полости 59, сообщаемой через трубопровод 60 с источником переменного давления воздуха, например, с впускным газопроводом карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. На обойме 56 подшипника 54 расположена фигурная гайка 61, прижимающая диафрагму 58 к упомянутому буртику. На гайке 61 выполнены радиальные выступы 62, между которыми расположен хвостовик фиксирующего болта 63 с шестигранной головкой 64, закрепленного в крышке 57 корпуса. В обойме 56 на ее дне выполнен цилиндрический полый выступ 65, в котором расположен цилиндрический хвостовик опорного болта 66 с шестигранной головкой 67, имеющего резьбовое соединение с крышкой 57. Опорный болт 66 выполнен полым и в нем установлена пружина сжатия 68, контактирующая с дном полого выступа 65. Фиксирующий болт 63 и опорный болт 66 зафиксированы от самопроизвольного поворота общей проволокой 69, пропущенной через отверстия в их шестигранных головках.

При малой частоте вращения ротора 2 внешний шток 22 пружиной 68 прижат торцом к свободным плечам рычагов 19, 20, расположенных на держателе 18, принадлежащем штоку 17. Торец промежуточного штока 17 прижат к свободным плечам рычагов 14, 15, находящихся на держателе 13, имеющемся на штоке 11. Внутренний шток 11 прижат к свободным плечам 10 рычагов 7, 8, расположенных на роторе 2. Под действием пружины 68 упомянутые рычаги размещаются вдоль оси ротора 2 у внешнего штока 22, упираясь в него в сделанный на нем у чаши 31 кольцевой буртик. Величина силы прижатия штоков к рычагам зависит не только от пружины 68, но и от величины регулируемого педалью подачи топлива давления газообразной текучей среды на диафрагму 58 со стороны полости 59.

При увеличении частоты вращения ротора 2, когда центробежная сила, действующая на грузы 9, становится достаточной, чтобы преодолеть противодействие пружины 68, рычаги 7 и 8 поворачиваются, отскакивая от внешнего штока 22. При повороте рычагов 7, 8 в пазах 41 чаши 31 рычаг 7 упирается в стержень 44, а вместе с ним останавливается и рычаг 8, так как он в одиночку при небольшой частоте вращения ротора 2 не может преодолеть сопротивление его повороту со стороны пружины 68. Свободные плечи 10 рычагов 7, 8 при их повороте перемещают шток 11, а вместе с ним расположенные на нем штоки 17, 22 и, следовательно, чашу 31 в сторону крышки 57. При перемещении чаша 31 по направляющей 52 с помощью кольца 45 сдвигает рычаг 53, который при каждом его ходе воздействует на один из электрических включателей 51, посылающих сигналы в электрическую систему управления переключением ступеней в коробке передач.

При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора 2, когда центробежная сила, действующая на грузы 9, расположенные на рычаге 8, становится достаточной для преодоления силы сопротивления повороту рычага 8 со стороны пружины 68, рычаг 8 скачком поворачивается до упора в чашу 31 у ее обода 34, перемещая в одиночку штоки 17, 22 и чашу 31, сдвигающую дальше рычаг 50.

При еще большем возрастании частоты вращения ротора 2 поворачиваются скачком рычаги 14, 15 под действием центробежной силы, действующей на грузы 16. При этом сначала поворачиваются оба рычага до упора одного из них, а затем при увеличении частоты вращения ротора поворачивается только рычаг 15. При повороте рычаги 14, 15 перемещают промежуточный шток 17 и внешний шток 22 с чашей 31, сдвигающей еще дальше рычаг 50 привода электрических включателей 51.

Когда частота вращения ротора 2 становится еще больше, скачком поворачиваются рычаги 19 и 20 под действием центробежной силы, действующей на грузы 21. Поворачиваясь, рычаги 19, 20 перемещают скачком внешний шток 22, а вместе с ним чашу 31. Чаша 31, как указано выше, сдвигает рычаг 50, который при своем ходе воздействует на очередной электрический включатель.

При снижении частоты вращения ротора 2, при котором центробежная сила, действующая на грузы, уменьшается, упомянутые рычаги 7 и 8, 14 и 15, 19 и 20 в обратной последовательности поочередно скачком поворачиваются в сторону внешнего штока 22, укладываясь вдоль него. При поворотах упомянутых рычагов в сторону оси ротора 2 чаша 31 передвигается в сторону крышки 4, сдвигая в обратную сторону с помощью кольца 45 рычаг 50, взаимодействующий с электрическими включателями 51.

Такой центробежный регулятор устройства автоматического управления коробкой передач, состоящий из ротора и размещенных на нем снаружи ротора коаксиально расположенных штоков, взаимодействующих с рычагами, несущими грузы, имеет достаточно простую и надежную конструкцию, обеспечивая возможность автоматически управлять многоступенчатой коробкой передач простыми механическими средствами с помощью расположенной на внешнем штоке чаши, передвигающей посредством установленного на ней кольца рычаг, взаимодействующий с электрическими включателями. При этом с помощью всего лишь одной диафрагмы, связанной с обоймой подшипника качения, установленного на внешнем штоке, обеспечен учет нагрузки двигателя, задаваемой педалью подачи топлива, путем образования сзади диафрагмы и упомянутой обоймы изолированной полости с регулируемым давлением газообразной текучей среды.