механизм переключения передач раздаточной коробки

Формула изобретения

1. Механизм переключения передач, содержащий пневмоцилиндр, шток, на одном конце которого установлен поршень, а на другом выполнена лыска для взаимодействия с датчиком включения передач, вилку переключения передач, зафиксированную на штоке, отличающийся тем, что пневмоцилиндр установлен в корпусе, выполненном за одно целое с крышкой раздаточной коробки, картер которой выполнен с хвостовиком, в отверстии которого установлен конец штока с лыской, при этом в хвостовике установлены подпружиненный фиксатор и датчик нейтрали, взаимодействующие соответственно с канавками и углублениями, выполненными на штоке, внутренняя полость пневмоцилиндра выполнена ступенчатой, а на поршне штока установлен второй поршень, причем оба поршня выполнены с фланцами, с соотношением диаметров d₁>d₃, a d₃>d₂ , где d₁ - диаметр фланца второго поршня; d₃ - диаметр фланца первого поршня; d₂ - наружный диаметр первого поршня, кроме того, на корпусе пневмоцилиндра закреплена крышка, при этом в крышке и в корпусе выполнены резьбовые отверстия для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра, а отверстие в хвостовике закрыто пробкой.

2. Механизм переключения передач по п.1, отличающийся тем, что вилка переключения передач зафиксирована на штоке посредством двойного разрезного штифта.

3. Механизм переключения передач по п.1, отличающийся тем, что в штоке со стороны пробки выполнено резьбовое отверстие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях колесных транспортных средств.

Известен механизм переключения передач раздаточной коробки, содержащий пневматическую камеру, имеющую поршень, закрепленный на подпружиненном штоке, вилки переключения низшей и высшей передач, установленные и закрепленные винтами на штоке. Рабочие поверхности вилок взаимодействуют с зубчатыми муфтами, установленными на разных валах (см. патент РФ № 2297338, МПК В60К 17/346, опубл. 20.04.2007).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является двухступенчатая раздаточная коробка, в которой механизм переключения передач содержит пневмоцилиндр, закрепленный на картере раздаточной коробки, подвижный шток с закрепленным на нем поршнем, возвратную пружину, выводящую механизм в нейтральное положение, вилку переключения передач, закрепленную на штоке при помощи стопорного болта, два регулировочных болта, посредством которых производится регулировка хода штока в обоих направлениях, и электрический датчик включения низшей передачи (см. патент РФ № 100163, МПК F16H 57/02, F16H 57/04, опубл. 10.12.2010).

Известные механизмы переключения передач имеют недостаточную надежность при эксплуатации и недостаточную долговечность конструкции, обусловленные необходимостью поддержания постоянного давления воздуха при работе раздаточной коробки, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины, что приводит к уменьшению срока службы деталей механизма переключения и раздаточной коробки в целом, а также невозможностью однозначного определения положения штока и его фиксации при переключении передач.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности и долговечности механизма переключения передач при его эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в механизме переключения передач, содержащем пневмоцилиндр, шток, на одном конце которого установлен поршень, а на другом выполнена лыска для взаимодействия с датчиком включения передач, вилку переключения передач, зафиксированную на штоке, пневмоцилиндр установлен в корпусе, выполненном за одно целое с крышкой раздаточной коробки, картер которой выполнен с хвостовиком, в отверстии которого установлен конец штока с лыской, при этом в хвостовике установлены подпружиненный фиксатор и датчик нейтрального положения штока, взаимодействующие соответственно с канавками и углублениями, выполненными на штоке, внутренняя полость пневмоцилиндра выполнена ступенчатой, а на поршне штока установлен второй поршень, причем оба поршня выполнены с фланцами, с соотношением диаметров d ₁>d₃, а d₃>d₂, где d₁ - диаметр фланца второго поршня; d₃ - диаметр фланца первого поршня; d₂ - наружный диаметр первого поршня, кроме того, на корпусе пневмоцилиндра закреплена крышка, при этом в крышке и в корпусе выполнены резьбовые отверстия для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра, а отверстие в хвостовике закрыто пробкой.

Вилка переключения передач может быть зафиксирована на штоке посредством двойного разрезного штифта, а в штоке со стороны пробки может быть выполнено резьбовое отверстие.

Установка пневмоцилипдра в корпусе, выполненном за одно целое с крышкой раздаточной коробки, позволяет предохранить пневмоцилиндр от поломок, а выполнение картера с хвостовиком, в отверстии которого установлен конец штока с лыской, позволяет обеспечить установку фиксатора и датчиков, взаимодействующих со штоком и обеспечивающих стабильную работу механизма переключения передач. В совокупности данные признаки направлены на достижение указанного технического результата, а именно повышение надежности и долговечности механизма переключения передач при его эксплуатации.

Наличие в хвостовике подпружиненного фиксатора, взаимодействующего с канавками, выполненными на штоке, позволяет фиксировать шток во всех трех положениях (нейтральном, высшей и низшей передач) и предотвратить его самовыключение, а наличие датчика нейтрального положения штока в совокупности с датчиком высшей передачи, взаимодействующих с углублениями, выполненными на штоке, позволяет получить информацию о включенной передаче в механизме, при этом если оба датчика не подают сигнал, это свидетельствует о том, что включена низшая передача. В совокупности указанные признаки позволяют повысить надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что внутренняя полость пневмоцилиндра выполнена ступенчатой, а на поршне штока установлен второй поршень, причем оба поршня выполнены с фланцами, с соотношением диаметров d₁>d₃, а d₃>d ₂, где d₁ - диаметр фланца второго поршня; d ₃ - диаметр фланца первого поршня; d₂ - наружный диаметр первого поршня, позволяют обеспечить нейтральное положение штока с образованием двух полостей в пневмоцилиндре без применения возвратной пружины (как в прототипе), при этом исключается необходимость поддержания постоянного давления воздуха для преодоления сопротивления возвратной пружины при работе раздаточной коробки, в результате чего меньше изнашиваются детали механизма переключения передач и раздаточной коробки в целом и, как следствие, повышается надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

Наличие в корпусе и в закрепленной на корпусе крышке резьбовых отверстий для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра, наличие пробки, закрывающей отверстие в хвостовике, а также фиксация вилки переключения передач на штоке посредством двойного разрезного штифта позволяют обеспечить стабильную и надежную работу механизма переключения передач, кроме того, наличие пробки, закрывающей отверстие в хвостовике, позволяет обеспечить возможность аварийного принудительного переключения передач в случае отсутствия воздуха в пневмосистеме, а наличие в штоке со стороны пробки резьбового отверстия позволяет получить дополнительный технический результат, заключающийся в удобстве ручного переключения передач при отсутствии воздуха в пневмосистеме. В совокупности указанные признаки позволяют повысить надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

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».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен механизм переключения передач раздаточной коробки, в исходном положении, в разрезе;

на фиг.2 показан конец штока с резьбовым отверстием для ручного переключения передач.

Механизм переключения передач раздаточной коробки содержит корпус 1, который выполнен за одно целое с крышкой картера раздаточной коробки и закреплен на картере 2. На корпусе 1 закреплена крышка 3 посредством болтов 4. В корпусе 1 установлен пневмоцилиндр 5, внутренняя полость которого выполнена ступенчатой. Картер 2 выполнен с хвостовиком 6. В направляющих отверстиях корпуса 1 и картера 2 установлен шток 7, имеющий направляющую втулку 8.

На одном конце штока 7 при помощи болта 9 закреплен поршень 10 высшей передачи, на котором установлен второй поршень 11 низшей передачи. Поршни 10 и 11 выполнены с фланцами с соотношением диаметров d₁>d₃, а d₃>d ₂, где d₁ - диаметр фланца поршня 11; d ₃ - диаметр фланца поршня 10; d₂ - наружный диаметр поршня 10.

Другой конец штока 7 расположен в хвостовике 6, в котором установлены подпружиненный фиксатор 12, закрытый крышкой 13, датчик 14 нейтрального положения штока и датчик 15 высшей передачи.

Для взаимодействия с фиксатором 12 в штоке выполнены три канавки 16, средняя из которых предназначена для фиксации штока в нейтральном положении, правая канавка для фиксации низшей передачи, а левая - высшей передачи, при этом расстояние между осями канавок соответствует ходу штока.

На штоке 7 выполнены углубления 17 и лыска 18, необходимые для работы соответственно датчика 14 нейтрального положения и датчика 15 высшей передачи, предназначенных для однозначного определения положения штока 7.

В крышке 3 выполнено резьбовое отверстие 19 для подвода воздуха от пневмосистемы автомобиля в полость 20 пневмонилиндра 5, а для подвода воздуха в полость 21 выполнены резьбовое отверстие 22 в корпусе 1 и отверстие 23 в пневмоцилиндре 5.

В центральной части штока 7 установлена вилка 24 переключения передач, закрепленная на штоке 7 при помощи двойного разрезного штифта 25.

Отверстие в хвостовике 6 закрыто пробкой 26, а на конце штока 7 может быть выполнено резьбовое отверстие 27.

Работа механизма переключения передач осуществляется следующим образом.

В исходном положении механизма (см. фиг.1) в раздаточной коробке включена так называемая «нейтраль». При этом вилка 24 переключения передач находится в среднем положении, фиксатор 12 упирается в среднюю канавку 16, а датчик 14 сигнализирует о включении нейтрального положения штока 7.

При подаче воздуха через отверстия 22 и 23 в полость 21 пневмоцилиндра 5 поршень 10 высшей передачи совместно с поршнем 11 низшей передачи перемещает шток 7 в крайнее левое положение, при этом фиксатор 12 перемещается в правую канавку 16, фиксируя это положение штока 7. В раздаточной коробке включена низшая передача. В этом случае никаких сигналов от датчиков не поступает.

При подаче воздуха через отверстие 19 в полость 20 поршень 10 перемещает шток 7 в крайнее правое положение, а фиксатор 12 перемещается в левую канавку 16. В раздаточной коробке включена высшая передача. При этом датчик 15 сигнализирует о включении высшей передачи.

Для включения нейтрали необходимо подать воздух в отверстия 19 и 22 одновременно. Так как d₁>d ₃, то поршень 11 низшей передачи занимает правое крайнее положение, упираясь фланцем в ступень внутренней полости пневмоцилиндра 5, а вследствие того что d₃>d₂, поршень 10 высшей передачи занимает промежуточное положение, упираясь фланцем в поршень 11, при этом фиксатор 12 перемещается в среднюю канавку 16, а датчик 14 сигнализирует о включении нейтрального положения штока 7.

В случае отсутствия воздуха в пневмосистеме необходимо выкрутить пробку 26 и нажатием на шток 7 переместить его влево, а для перемещения штока 7 вправо нужно воспользоваться отверстием 19.

Для более удобного ручного переключения передачи (при отсутствии воздуха в пневмосистеме) необходимо выкрутить пробку 26, ввернуть в отверстие 27 длинный болт и с его помощью переместить шток 7 в нужное положение.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и долговечность механизма переключения передач при его эксплуатации.

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