УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ И СЦЕПЛЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК B60K41/22 

Изобретение относится к области транспортной техники и может быть использовано для комбинированного управления передачами и сцеплением, то есть автоматизации процесса управления фрикционными сцеплениями.

Известно устройство для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства, содержащее источник гидравлической энергии, клапан управления, гидроцилиндр выключения и регулятор темпа включения сцепления, а также рычаг переключения передач, оснащенный подвижной рукояткой (П. Маллинз. Автоматические сцепления (двухпедальное управление автомобилем) - Автомобильная промышленность США, 1988, N 1, с. 7 - 9).

Наличие в данном устройстве электронного блока управления, многочисленных датчиков, реле и других потребителей электроэнергии существенно снижает надежность его работы. Под воздействием быстрых нейтронов оно полностью утрачивает свою работоспособность. Необходимость изменения внешних характеристик электроэнергетических устройств и обслуживающих их приборов в зависимости от многих факторов (например, от параметров источника энергии бортовой электросети), а также сведение широкого спектра разновидностей рабочих тел к одному виду (рабочей жидкости) значительно ограничивают возможности унификации рассматриваемого устройства.

Известно устройство для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства, содержащее источник пневматической энергии, пневмоцилиндр выключения и регулятор темпа включения сцепления, клапан предварительного сброса давления, клапанную коробку управления с впускным и выпускным клапанами, седло последнего установлено с возможностью осевого перемещения, а также рычаг переключения передач, оснащенный подвижной рукояткой (см. авторское свидетельство СССР N 765040, кл. B 60 K 23/02, 11.10.78).

Составные части этого устройства обладают большими возможностями автономного функционирования, и по количеству существенных и косвенных признаков оно имеет наибольшее сходство с предлагаемой конструкцией.

Тем не менее, применение в устройстве потребителей электрического тока и существенные различия внешних характеристик бортовых источников электроэнергии транспортных средств (например, по напряжению - 6, 12, 24 В и т.п.) ограничивают возможности унификации и снижают его (устройства) надежность (унификация изделий - приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа их разновидностей, см. ГОСТ 23945.0-80). Наличие в клапанной коробке управления клапана диафрагменного типа предполагает использовать в качестве рабочего тела только газообразное вещество, что также сдерживает унификацию.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является унификация устройства для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства при обеспечении его высокой надежности.

Для достижения указанного технического результата в корпусе клапанной коробки размещен ускорительный поршень, жестко связанный с затвором впускного клапана, седло выпускного клапана оснащено пружиной нажимного действия и в нем (седле) выполнены осевом и радиальное отверстия, через которые сообщаются друг с другом рабочие полости сервоцилиндра, клапана предварительного сброса давления, регулятора темпа включения сцепления и цилиндра ускорительного поршня. Кроме того, седло выпускного клапана имеет механическую связь (например, с использованием троса в оплетке) с подвижной тарелью возвратной пружины рукоятки рычага переключения передач. Усилие этой пружины больше усилия пружины нажимного действия выпускного клапана, а усилие пружины, упомянутой последней, превышает усилие прижимной пружины впускного клапана.

Указанные изменения в конструктивном исполнении устройства для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства являются отличительными признаками предлагаемого технического решения.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства.

Устройство содержит источник 1 энергии рабочего тела, сервоцилиндр (или камеру) 2 выключения и регулятор 3 темпа включения сцепления, клапан предварительного сброса давления 4, клапанную коробку 5 управления, а также рычаг 6 переключения передач, оснащенный подвижной рукояткой 7. В корпусе клапанной коробки 5 размещен ускорительный поршень 8, жестко связанный с затвором 9 впускного клапана. Седло 10 выпускного клапана оснащено пружиной 11 нажимного действия и в нем (седле) выполнены осевое и радиальное отверстия, через которые сообщаются рабочие полости сервоцилиндра 2, клапана 4, регулятора 3 и цилиндра ускорительного поршня 8. Седло 10 связано тросом 12 с подвижной тарелью 13 возвратной пружины 14 рукоятки 7 рычага 6. Усилие пружины 14 подбирается так, чтобы оно было больше усилия пружины 11 нажимного действия, и в то же время оно должно позволять рукоятке 7 перемещаться вдоль рычага 6 под весом руки водителя (20 H). Усилие прижимной пружины 15 должно быть меньше усилия пружины 11, но достаточным для предотвращения самопроизвольного перемещения затвора 9 из исходного положения (закрытого состояния впускного клапана).

Работа устройства для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства
На чертеже показано исходное положение управляющих деталей названного устройства. Усилием возвратной пружины 14 подвижная тарель 13 и связанное с ней тросом 12 седло 10 выпускного клапана находится в верхних положениях (усилие пружины 14 больше усилия пружины 11), то есть через выполненные в нем осевое и радиальные отверстия сообщаются друг с другом (и, фактически, с атмосферой) рабочие полости сервоцилиндра 2, клапана 4 предварительного сброса давления, регулятора 3 темпа включения сцепления и цилиндра ускорительного поршня 8. Впускной клапан закрыт (затвор 9 - в крайнем верхнем положении). Это соответствует включенному состоянию фрикционного сцепления (например, для постоянно включенных сцеплений).

Выключение сцепления. Под воздействием веса руки водителя рукоятка 7 рычага 6 вместе с тарелью 13 опускается, сжимая пружину 14 и освобождая пружину 11. Пружина 11 перемещает седло 10 вниз. При его соприкосновении с затвором 9 сервоцилиндр 2 разобщается от других пневмоаппаратов и атмосферы. Дальнейшее перемещение седла 10 приводит к открытию впускного клапана (затвор 9 находится в нижнем или промежуточном положении). Рабочее тело из его источника 1 энергии поступает в сервоцилиндр 2 и сцепление выключается.

Включение сцепления. После снятия руки с рукоятки 7 усилием пружины 14 тарель 13 поднимается вверх и через трос увлекает за собой седло 10. В момент отрыва его от затвора 9 рабочее тело из сервоцилиндра 2 устремляется к аппаратам 4, 3 и в полость под поршнем 8. Усилия давления рабочего тела и пружины 15 складываются на поршне 8, что обеспечивает быстрое движение затвора 9 и закрытие впускного клапана, благодаря чему ускоряется вступление в нормальный режим работы аппаратов 4 и 3, через которое рабочее тело из сервоцилиндра 2 выпускается в атмосферу (вливается в бочок), и сцепление включается.

Выполнение клапанной коробки в виде автономного аппарата не ограничивает место ее расположения крепежной поверхностью крышки коробки передач (как у аналога) и, тем самым, расширяет компоновочные возможности предлагаемого устройства, то есть повышается уровень его унификации.

Исключение из устройства источников электроэнергии, электрических и электронных приборов не только повышает его надежность, но и увеличивает номенклатуру транспортных средств, в которых оно может использоваться, то есть в свою очередь повышая его унификацию.

Предлагаемое устройство допускает применение в нем в качестве рабочего тела жидкости и сжатого воздуха, что тоже благоприятно сказывается на его унификации.

В прототипе для непосредственного управления клапанной коробкой используется закрепленный на ее корпусе электромагнит, увеличивающий габариты и массу этой составной части изделия. Отсутствие электромагнита в предлагаемой конструкции позволяет закрепить клапанную коробку непосредственно на сервоцилиндре или регуляторе темпа включения сцепления, то есть сократить общую длину соединительных магистралей и повысить быстродействие заявляемого объекта, а также его надежность.

Таким образом, размещение в корпусе клапанной коробки ускорительного поршня, жестко связанного с затвором впускного клапана, оснащение седла выпускного клапана пружиной нажимного действия и выполнение в нем (седле) осевого и радиального отверстий, через которые сообщаются рабочие полости сервоцилиндра (камеры), клапана предварительного сброса давления, регулятора темпа включения сцепления и цилиндра ускорительного поршня, снабжение седла выпускного клапана связью (например, с использованием троса в оплетке) с подвижной тарелью возвратной пружины рукоятки рычага переключения передач, соответствующий подбор усилий названных выше пружин и прижимной пружины впускного клапана придает устройству для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства новые конструктивные особенности, не известные из других технических решений. Эти особенности состоят в том, что из названного устройства исключены источники и потребители электроэнергии, ползуны, шариковые фиксаторы и качающиеся рычаги, а это в свою очередь изменило форму и расположение основных деталей клапанной коробки и связь рукоятки рычага переключения передач с седлом выпускного клапана упомянутой коробки, что, в целом, дало возможность добиться унификации предлагаемого устройства при обеспечении его высокой надежности и позволило достичь технического результата изобретения.

Устройство для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства содержит источник рабочего тела, сервоцилиндр или камеру выключения, клапан предварительного сброса давления и регулятор темпа включения сцепления. Указанные элементы соединены через клапанную коробку управления. Клапанная коробка содержит впускной и выпускной клапаны. В корпусе клапанной коробки управления размещен ускорительный поршень, жестко связанный с затвором впускного клапана. Седло выпускного клапана оснащено пружиной нажимного действия. В седле выполнены осевое и радиальное отверстия, через которые сообщаются рабочие полости сервоцилиндра (камеры), клапана предварительного сброса давления, регулятора темпа включения сцепления и цилиндра ускорительного поршня. Седло выпускного клапана связано с подвижной тарелью возвратной пружины подвижной рукоятки рычага переключения передач. Техническим результатом, достигаемым при реализации изобретения, является унификация устройства для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства при обеспечении его высокой надежности. 1 ил.

Устройство для комбинированного управления передачей и сцеплением транспортного средства, содержащее источник энергии рабочего тела, сервоцилиндр (или камеру) выключения и регулятор темпа включения сцепления, клапан предварительного сброса давления, соединенные друг с другом через клапанную коробку управления, оснащенную впускным и выпускным клапанами, причем седло последнего установлено с возможностью осевого перемещения, а также рычаг переключения передач, снабженный подвижной рукояткой, отличающееся тем, что в корпусе клапанной коробки размещен ускорительный поршень, жестко связанный с затвором впускного клапана, седло выпускного клапана оснащено пружиной нажимного действия и в нем (седле) выполнены осевое и радиальное отверстия, через которые сообщаются рабочие полости сервоцилиндра (камеры), клапана предварительного сброса давления регулятора темпа включения сцепления и цилиндра ускорительного поршня, кроме того, седло выпускного клапана связано (например, с использованием троса в оплетке) с подвижной тарелью возвратной пружины рукоятки рычага переключения передач, причем усилие этой пружины больше усилия пружины нажимного действия, а усилие пружины, упомянутой последней, превышает усилие прижимной пружины впускного клапана.