ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПОДДЕРЖКИ УСИЛИЯ ВКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК F16H61/30 

Данное изобретение относится к пневматическому устройству поддержки усилия включения для коробки передач, которое содержит корпусную конструкцию, имеющую входное отверстие для сжатого воздуха и выпуск для воздуха, а также содержит управляющий стержень, расположенный со стороны входа и выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси, и выходной блок, который окружает управляющий стержень, выполнен с возможностью параллельного перемещения к указанному стержню и содержит рабочий поршень, проходящий с уплотнением в корпусной конструкции и ограничивающий два пневматических рабочих пространства, причем функционально между управляющим стержнем и выходным блоком и гидравлически между входным отверстием для сжатого воздуха и пневматическими рабочими пространствами расположен клапанный узел, который обеспечивает пневматическое последовательное управление от выходного блока к управляющему стержню путем соответствующего воздействия на оба пневматических рабочих пространства.

Пневматические устройства поддержки усилия включения вышеуказанного типа применяются, в частности, в грузовых автомобилях. Они уменьшают нагрузку на водителя путем существенного уменьшения усилия, прикладываемого водителем к рычагу переключения передач при включении или переключении передачи. На практике существуют различные устройства поддержки усилия включения такого типа.

К устройствам поддержки усилия включения указанного типа предъявляются различные требования, которые частично противоречат друг другу. К обычным требованиям, предъявляемым к оснащению грузовых автомобилей (низкая стоимость, легкость, компактность, производительность, надежность, низкие эксплуатационные расходы, долговечность), добавляются особенные, специфические требования, связанные с изменяющимися пограничными условиями в одной и той же среде использования. Так, например, в отношении коробки передач, при включении различных передач необходимо различное усилие. Если задача состоит в том, чтобы водитель при включении всех передач прилагал по существу одно и то же усилие к рычагу переключения передач, то соответственно при включении некоторых передач усиление указанного усилия должно быть больше, чем при включении других передач. Устройства поддержки усилия включения, предложенные к настоящему времени для решения данной проблемы, являются чрезвычайно сложными и дорогостоящими. Другой ряд проблем связан с динамическими требованиями к такому устройству. Эти проблемы связаны не только с тем, что различные водители воздействуют на рычаг переключения передач динамически различным образом, причем каждый водитель ожидает оптимальное для него содействие со стороны устройства поддержки усилия включения. Различные дорожные ситуации также требуют различных динамических процессов переключения. В частности, на подъемах необходимо особенно быстрое переключение передач для минимизации отката автомобиля (уменьшения скорости) при переключении. Однако в случае с устройствами поддержки усилия включения, предназначенными соответственно для быстрой динамики переключения, существует опасность, что при воздействии на рычаг переключения передач с меньшей динамикой они будут подвержены чрезмерному отклонению и тем самым вызовут внутренние удары или вибрации и/или удары или вибрации на рычаге переключения передач.

Ввиду вышеуказанных проблем целью данного изобретения является создание устройства поддержки усилия включения вышеуказанного типа, которое (при выполнении прочих вышеперечисленных требований) отличается особенно оптимальными свойствами в различных условиях эксплуатации.

Указанная цель достигается согласно данному изобретению благодаря тому, что устройство поддержки усилия включения вышеуказанного типа содержит два клапанных поршня, соединенных с управляющим стержнем и расположенных с возможностью перемещения с уплотнением на выходном блоке, и две кольцеобразные уплотнительные кромки, соединенные с управляющим стержнем и взаимодействующие с соответствующим клапанным золотником, проходящим с возможностью перемещения в продольном направлении относительно управляющего стержня и выходного блока, причем каждый клапанный золотник также взаимодействует соответственно с клапанным седлом, относящимся к выходному блоку, при этом к по меньшей мере одному клапанному поршню, предпочтительно к обоим клапанным поршням присоединена соответствующая дроссельная заслонка, выполненная с возможностью перемещения относительно указанного клапанного поршня, имеющая закрывающую кромку, взаимодействующую с соответствующим клапанным седлом, и ограничивающая по меньшей мере один дроссельный канал, площадь поперечного сечения которого зависит от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня. Таким образом, одна из особенностей, существенная с точки зрения синергетически-функционального взаимодействия с остальными конструктивными особенностями предложенного устройства, заключается в том, что к по меньшей мере одному клапанному поршню, предпочтительно к каждому из двух клапанных поршней, соединенных с управляющим стержнем и расположенных с возможностью перемещения с уплотнением на выходном блоке, функционально и пространственно присоединена дроссельная заслонка, выполненная с возможностью перемещения относительно указанного клапанного поршня, причем в зависимости от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня устанавливается определенная площадь поперечного сечения дроссельного канала, ограниченного, в том числе, дроссельной заслонкой. Указанный по меньшей мере один дроссельный канал расположен в проточном тракте от входного отверстия для сжатого воздуха к соответствующему пневматическому рабочему пространству. Таким образом, указанный канал обеспечивает зависимость степени подачи (потока сжатого воздуха) в соответствующий пневматический рабочий объем от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня. Чем больше площадь поперечного сечения дроссельного канала (в зависимости от соответствующего положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня), тем быстрее осуществляется подача сжатого воздуха в соответствующий пневматический рабочий объем с соответствующим воздействием на динамику включения передачи, в частности, с точки зрения динамики возникновения максимального усилия включения передачи.

Для простоты дальнейшее описание изобретения ограничено (если не указано иное) рассмотренным ниже предпочтительным, но не ограничивающим вариантом выполнения, в котором как оба клапанных поршня, так и обе кольцеобразные уплотнительные кромки жестко соединены с управляющим стержнем, а к каждому из двух клапанных поршней присоединена дроссельная заслонка, выполненная с возможностью перемещения относительно указанного поршня. При этом отсюда не следует ограничение изобретения данным вариантом выполнения.

Вследствие того, что каждая дроссельная заслонка взаимодействует через уплотнительную кромку с соответствующим клапанным седлом, жестко расположенным относительно выходного блока, степень, с которой управляющий стержень опережает выходной блок или указанный блок отстает от управляющего стержня, может использоваться непосредственно для управления площадями поперечного сечения дроссельных каналов, обычно таким образом, что площадь поперечного сечения (без обязательного наличия линейной связи) при возрастающем опережении управляющего стержня увеличивается относительно выходного блока. Поскольку в обратном случае это вызывает то, что площадь поперечного сечения указанного по меньшей мере одного дроссельного канала, относящегося к рабочему пространству, на которое осуществляется подача, уменьшается при приближении выходного блока к заданному положению, определяемому положением управляющего стержня, и тем самым увеличивается дросселирование в указанном дроссельном канале, то опасность чрезмерного отклонения устройства поддержки усилия включения мала даже тогда, когда это устройство предназначено для высокодинамичной поддержки усилия включения. В результате данное изобретение обеспечивает устройство поддержки усилия включения, которое, в частности, имеет превосходные свойства в отношении динамики включения передачи и в отношении функции поддержки при различных требованиях и пограничных условиях, в частности в отношении повышенного удобства включения передач, причем дополнительно путем предотвращения внутренних ударов или вибраций и соответствующего увеличения ресурса материалов может обеспечиваться увеличение надежности и срока службы.

В типичных случаях применения данного изобретения, в частности в нерегулируемых устройствах поддержки усилия включения, оба клапанных поршня предпочтительно жестко соединены с управляющим стержнем. То же самое относится к кольцеобразным уплотнительным кромкам, которые, в частности, могут быть выполнены соответственно на том же конструктивном элементе, что и соответствующий клапанный поршень. В случае многоступенчатых устройств поддержки усилия включения, то есть устройств с внутренним управляемым уменьшением давления, выполненных согласно изобретению, данная конструкция отличается тем, что оба клапанных поршня и соответствующие указанным поршням кольцеобразные уплотнительные кромки могут быть соединены с управляющим стержнем с возможностью перемещения в его аксиальном направлении, а именно предварительно поджаты к упору с помощью пружины.

Удобство включения может быть дополнительно улучшено путем индивидуального выполнения дроссельных каналов с точки зрения их дроссельной характеристики в соответствии с конкретной коробкой передач. В этом смысле при соответствующих условиях возможно отклонение от линейной дроссельной характеристики, при которой площадь поперечного сечения дроссельного канала изменяется линейно вдоль его аксиальной протяженности, таким образом, что дроссельный канал имеет прогрессивную характеристику, то есть площадь его поперечного сечения увеличивается прогрессивно вдоль своей аксиальной протяженности, или дегрессивную характеристику, то есть площадь его поперечного сечения увеличивается дегрессивно вдоль своей аксиальной протяженности. В количественном отношении в случае прогрессивной дроссельной характеристики градиент скорости увеличения давления в пневматическом рабочем пространстве, на которое оказывается воздействие, возрастает с увеличением относительного перемещения управляющего стержня относительно выходного блока, а в случае дегрессивной дроссельной характеристики уменьшается.

Если имеется несколько дроссельных каналов, взаимодействующих с дроссельной заслонкой, то указанные каналы не обязательно имеют одинаковую аксиальную протяженность. Более того, отдельные дроссельные каналы могут быть разблокированы последовательно друг за другом, то есть открыты для прохождения, например, путем соответствующего аксиального перемещения кромок отверстий дроссельных каналов при постоянном аксиальном перемещении дроссельной заслонки. В этом конкретном случае может быть обеспечено генерирование непостоянных дроссельных характеристик, например, характеристик со скачкообразными увеличениями общего проходного поперечного сечения. В этом случае, например, каждый отдельный дроссельный канал также может иметь постоянное поперечное сечение на всем его протяжении, так что для каждого отдельного канала обеспечивается (скачкообразное) изменение площади поперечного сечения от 0% до 100% при достижении дроссельной заслонкой кромки отверстия соответствующего дроссельного канала или перекрывании заслонкой указанного отверстия. Кроме того, разумеется, не все дроссельные каналы должны иметь одинаковое поперечное сечение. Так, например, первый открытый дроссельный канал может иметь меньшее поперечное сечение, чем второй открытый дроссельный канал, и так далее.

Согласно первому предпочтительному варианту выполнения изобретения, являющемуся наиболее оптимальным с точки зрения затрат на изготовление, оба клапанных поршня представляют собой соответственно часть расположенной на управляющем стержне поршневой конструкции, которая также имеет цилиндрический выступ, ограничивающий по меньшей мере один дроссельный канал, в дополнение к дроссельной заслонке. Дроссельная заслонка может быть, в частности, выполнена в виде гильзы и проходит по соответствующему выступу указанной поршневой конструкции с возможностью продольного перемещения. В еще одном предпочтительном варианте выполнения указанный по меньшей мере один канал имеет паз, выполненный в соответствующем выступе поршневой конструкции (также содержащей клапанный поршень), причем радиальная глубина и/или измеренная в окружном направлении ширина паза изменяются в аксиальном направлении управляющего стержня. При помощи обеспечиваемого таким образом профиля изменения поперечного сечения в зависимости от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня можно управлять характеристикой дросселирования.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения, для обеспечения по возможности равномерного аэродинамического воздействия потока сжатого воздуха на обе дроссельные заслонки в случае выполнения дроссельных заслонок в виде гильз, как указано выше, предпочтительным является выполнение по меньшей мере двух или более дроссельных каналов, которые равномерно распределены по оси, поскольку таким путем уменьшается опасность перекоса дроссельной заслонки.

Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения на обе дроссельные заслонки действует соответствующая пружина предварительного натяжения, опирающаяся на соответствующий клапанный поршень (или на другой элемент, жестко соединенный с управляющим стержнем). В частности, с помощью такой пружины дроссельная заслонка предварительно поджата в положение, в котором через закрывающую кромку, взаимодействующую с соответствующим клапанным седлом, обеспечивается уплотнение дроссельной заслонки относительно клапанного седла. Сжатый воздух, который благодаря соответствующему положению управляющего стержня относительно выходного блока выходит на соответствующей стороне клапанного узла между клапанным золотником и клапанным седлом, вынужден проходить (благодаря уплотняющему контакту закрывающей кромки дроссельной заслонки с клапанным седлом) через дроссельный канал, выполненный согласно изобретению, описанный выше и имеющий изменяющуюся площадь поперечного сечения, то есть обход дроссельного канала предотвращен или существенно ограничен. В этой связи следует отметить, что выражение «закрывающая кромка» не должно пониматься в том смысле, что при прилегании закрывающей кромки к клапанному седлу в этом месте обеспечивается полное уплотнение (что технически возможно). Напротив, в рамках данного изобретения также возможно использование (только) обычного уплотнения между закрывающей кромкой дроссельной заслонки и клапанным седлом. Такое уплотнение, в котором, в частности, предусмотрена намеренная негерметичность (например, обусловленная наличием паза), может быть даже желательным для обеспечения независимой основной подачи от дроссельного канала каждого пневматического рабочего пространства, в которое соответственно подается сжатый воздух.

Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения изобретения оба клапанных седла жестко расположены непосредственно на выходном блоке. Особенно предпочтительно, между обоими клапанными седлами находится распорная втулка. При этом пространство со сжатым воздухом, ограниченное с обеих сторон клапанными седлами, может быть постоянно соединено со впускным отверстием для сжатого воздуха. Особенно предпочтительно, указанное пространство для сжатого воздуха ограничено в радиально внутреннем направлении указанными двумя клапанными золотниками, так что золотники особенно предпочтительно уплотнены относительно друг друга. В конструктивном отношении оба клапанных золотника могут быть выполнены, в частности, из полимерного материала, причем на одном из золотников может быть расположено выполненное из эластомера уплотнение, проходящее со скольжением и уплотнением по соответствующей цилиндрической уплотняющей поверхности другого клапанного золотника. Как указано выше, клапанные золотники выполнены с возможностью перемещения как относительно управляющего стержня, так и относительно выходного отверстия. При этом в конструктивном отношении особенно предпочтительным является их прохождение с перемещением в продольном направлении непосредственно на управляющем стержне.

В еще одном предпочтительном варианте выполнения изобретения между указанными двумя клапанными золотниками действует нажимное пружинное устройство, обеспечивающее предварительное поджатие клапанных золотников к соответствующему клапанному седлу. При этом отвод одного и другого золотника от соответствующего клапанного седла обеспечивается (в зависимости от отклонения управляющего стержня из нейтрального положения относительно выходного блока) указанной уплотнительной кромкой, которая соединена с управляющим стержнем и, в частности, может быть расположена на поршневом узле (также содержащем соответствующий клапанный поршень), причем в этом случае уплотнительная кромка прилегает с уплотнением к соответствующему клапанному золотнику, так что сжатый воздух, выходящий через соответственно открытый клапан между клапанным седлом и клапанным золотником неизбежно подается к указанному по меньшей мере одному дроссельному каналу.

Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения изобретения каждый клапанный поршень ограничивает управляющее пространство, сообщающееся через канал, входящий в указанное пространство и расположенный в выходном блоке, с соответствующим пневматическим рабочим пространством, а также сообщающееся с выпуском для воздуха, когда уплотнительная кромка клапанного поршня отведена от соответствующего клапанного золотника, через вытяжной канал, выполненный в управляющем стержне. Для обеспечения стабильного нейтрального положения управляющего стержня и выходного блока относительно друг друга во всех случаях, в указанном блоке на обеих сторонах клапанного узла уплотнительная кромка (поршневого блока) отведена от клапанного золотника так, что оба управляющих пространства соединены с выпуском для воздуха, благодаря чему оба пневматических рабочих пространства также находятся не под давлением.

В особенно предпочтительном варианте выполнения изобретения на внешней окружности рабочего поршня образовано кольцевое пространство, постоянно соединенное с входным отверстием для сжатого воздуха и ограниченное корпусом. При этом указанное кольцевое пространство постоянно соединено с вышеописанным пространством для сжатого воздуха через канал для сжатого воздуха, выполненный в выходном блоке. Таким образом, обеспечивается надежное пневматическое сообщение между неподвижным корпусом и выходным блоком, выполненным с возможностью перемещения относительно корпуса, и, соответственно, надежная подача сжатого воздуха в клапанный узел.

Несмотря на то что выполнение выходного блока в виде единого элемента технически возможно, в конструктивном отношении особенно предпочтительным является выполнение выходного блока из нескольких частей, при этом выходной блок содержит соединитель, несущую часть и зажимную трубу, причем между зажимной трубой и несущей частью зажат рабочий поршень. Такое выполнение выходного блока из нескольких частей особенно эффективно обеспечивает возможность конструктивной интеграции клапанного узла и прочих элементов устройства поддержки усилия включения с выходным блоком. При этом управляющий стержень может, в частности, проходить в соединителе, представляющем собой фактический выход к коробке передач, независимо от того, расположены ли вход в устройство поддержки усилия включения и выход из указанного устройства на одной стороне или на разных сторонах.

В еще одном предпочтительном варианте конструктивного выполнения изобретения между управляющим золотником и выходным блоком действует центрирующее пружинное устройство. Указанное устройство задает нейтральное положение управляющего золотника относительно выходного блока. Кроме того, с помощью центрирующего пружинного устройства обеспечивается эластически упругое (в отношении упругого усилия) соединение управляющего стержня с выходным блоком, так что усилие, прилагаемое водителем к рычагу переключения передач, передается от управляющего стержня, механически соединенного с рычагом переключения передач, через центрирующее пружинное устройство к выходному блоку. Таким образом, усилие переключения, имеющееся на выходном блоке, складывается из двух частей, а именно, с одной стороны, усилия, прилагаемого водителем к рычагу переключения передач, и, с другой стороны, усилия, создаваемого в пневматическом рабочем пространстве, в которое подается сжатый воздух. Центрирующее пружинное устройство может иметь механические выступы, которые действуют между управляющим стержнем и выходным блоком при заданном максимальном отклонении указанных двух элементов относительно друг друга и обеспечивают (путем непосредственного механического соединения управляющего стержня и выходного блока) чисто механическое приведение в действие коробки передач с помощью рычага переключения передач.

Согласно еще одному предпочтительному варианту конструктивного выполнения корпус также содержит блок, крышку и профильную трубу, причем выходной блок проходит к крышке. В частности, указанный выпуск для воздуха может быть выполнен в крышке, а впускное отверстие для воздуха может быть выполнено, в частности, в профильной трубе, во внутреннем цилиндрическом канале которой проходит с уплотнением рабочий поршень выходного блока.

Наконец, предложенное устройство поддержки усилия включения может содержать фиксирующее средство, действующее между корпусом и выходным блоком и/или между корпусом и управляющим блоком, для обеспечения надлежащего положения выходного блока или управляющего блока относительно корпуса путем соответствующей фиксации. Такое фиксирующее средство может, в частности, обеспечивать подавление или по меньшей мере уменьшение резонансных эффектов.

Ниже приведено более подробное описание данного изобретения на примере предпочтительного варианта выполнения, показанного на чертежах, на которых:

фиг.1 изображает продольный разрез области пневматического устройства поддержки усилия включения, выполненного согласно изобретению,

фиг.2 изображает увеличенный вид области клапанного узла в устройстве поддержки усилия включения, которое по существу соответствует устройству, показанному на фиг.1, и отличается от него лишь отдельными элементами,

фиг.3 изображает область клапанного узла, показанного на фиг.2, в еще более увеличенном виде.

Изображенное на чертежах устройство усиления усилия включения содержит три основных функциональных узла, а именно корпусную конструкцию 1, входной узел 2 и выходной узел 3, окружающий указанный входной узел. Входной узел 2 и выходной узел 3 выполнены с возможностью перемещения вдоль оси 4 относительно друг друга и относительно корпусной конструкции 1.

Конструкция 1 по существу образована тремя элементами, а именно корпусным блоком 5, профильной трубой 6 и крышкой 7. Профильная труба 6 расположена с уплотнением между блоком 5 и крышкой 7, для чего к трубе 6 с обеих торцевых сторон прижаты уплотнительные кольца 8.

Выходной узел 3 также образован несколькими элементами, а именно по существу соединителем 9, несущей частью 10, зажимной трубой 11 и рабочим поршнем 12. При этом соединитель 9 по существу представляет собой выходной блок, выполненный с возможностью соединения со входом штока вилки переключения передач в коробке передач. Несущая часть 10 навинчена на соединитель 9. В свою очередь, на несущую часть 10 навинчена зажимная труба 11, а рабочий поршень 12 зажат между зажимной трубой 11 и несущей частью 10. Рабочий поршень 12 введен с уплотнением в цилиндрический внутренний канал 13 профильной трубы 6 и ограничивает два пневматических рабочих пространства 14, 15. Для уплотнения торцевого пространства 14 зажимная труба 11 проходит с уплотнением и с возможностью перемещения в цилиндрическом выступе 16 крышки 7.

Входной блок 2 по существу содержит управляющий стержень 17, выполненный с возможностью соединения с рычагом переключения передач и, таким образом, по существу представляющий собой вход устройства поддержки усилия включения, и две поршневые конструкции 18, 19, жестко соединенные с рычагом переключения передач. Каждая конструкция 18, 19 содержит клапанный поршень 20 или 21, расположенный с возможностью перемещения с уплотнением в цилиндрическом канале выходного блока 3 для ограничения соответствующего управляющего пространства 22, а именно торцевой клапанный поршень 20 в зажимной трубе 11 и другой клапанный поршень 21 в несущей части 10.

Указанные поршневые конструкции 18, 19, таким образом, образуют функциональный элемент клапанного узла 23 (см. фиг.2), выполненного функционально между управляющим стержнем 17 и выходным блоком 3, а гидравлически - между входным отверстием 24 для сжатого воздуха, расположенным на конструкции 1, а именно на трубе 6, и обоими рабочими пространствами 14, 15. Клапанный узел 23 обеспечивает пневматическое последовательное управление от выходного блока 3 к управляющему стержню 17 путем соответствующего воздействия на оба пространства 14, 15. Клапанный узел 23 выполнен так, как подробно описано ниже. Во входном блоке 3, а именно в несущей части 10, жестко расположены два клапанных гнезда 26, 27, отнесенные друг от друга на определенное расстояние, ограниченное и поддерживаемое распорной втулкой 25. Фиксирование положения обеспечивается с одной стороны при помощи выступа 28, а с другой стороны -при помощи стопорного кольца 29. В пространстве между двумя клапанными седлами 26, 27 находятся два клапанных золотника 30, 31, которые расположены с возможностью перемещения на управляющем стержне 17 и примыкают друг к другу с образованием уплотнения. Для обеспечения уплотнения к золотнику 30 присоединен эластомерный уплотнительный элемент 32, имеющий радиальную кольцеобразную уплотнительную кромку 33, перемещающуюся с уплотнением по цилиндрической уплотнительной поверхности 34 другого клапанного поршня 31. Кроме того, оба золотника 30, 31 имеют торцевую сторону и эластомерную уплотнительную поверхность 35 или 36, взаимодействующую с уплотнительной кромкой 37 соответствующего клапанного седла 26 или 27. Золотники 30, 31 предварительно поджаты к соответствующему клапанному седлу 26 или 27 с помощью нажимного пружинного устройства 38, расположенного между золотниками 30, 31.

Обе поршневые конструкции 18 или 19, жестко расположенные соответственно между уплотнительным кольцом 39 и стопорным кольцом 40 на управляющем стержне 17, помимо соответствующего клапанного поршня 20 или 21, содержащего уплотнительное кольцо 41, перемещающееся с уплотнением на выходном блоке 3, соответственно имеют цилиндрический выступ 42. На каждом из указанных выступов с торцевой стороны выполнена кольцеобразная кромка 43, которая может взаимодействовать с соответствующим клапанным золотником 30 или 31 для его отвода от соответствующего клапанного седла 26 или 27. Для этого кольцеобразная кромка 43 расположена в радиальном направлении напротив эластомерной уплотнительной поверхности 35 или 36 соответствующего золотника 30 или 31 внутри соответствующего клапанного седла 26 или 27. Однако в нейтральном положении, показанном на чертеже, обе кромки 43 находятся соответственно на заданном расстоянии от золотников 30 или 31, так что между соответствующей кромкой 43 и соответствующим золотником 30 или 31 имеется кольцевой зазор 44, который сообщается с выпуском 48 для воздуха, расположенным с торцевой стороны на корпусной конструкции 1, а именно на крышке 8, через вытяжной канал 45, имеющий отдельный радиальный канал 46 и общий аксиальный канал 47, выполненные в управляющем стержне 17.

Кроме того, на обеих поршневых конструкциях 18, 19, а именно на их цилиндрических выступах 42, выполнено по три дроссельных канала 49, равномерно распределенных по оси. Дроссельные каналы 49 образованы выемкой 50, которая выполнена в соответствующем выступе 42 конструкции 18 или 19 и радиальная глубина которой изменяется в аксиальном направлении управляющего стержня 17, а именно увеличивается в направлении к соответствующему клапанному поршню 20 или 21. Кроме того, на цилиндрическом выступе 42 каждой поршневой конструкции 18 или 19 расположена с возможностью продольного перемещения дроссельная заслонка 51, выполненная в виде гильзы. Дроссельная заслонка предварительно поджата в аксиальном направлении с помощью поджимающей пружины 52, опирающейся на соответствующий поршень 20 или 21, к стопорному кольцу 53, образующему упор. В этом смысле заслонка 51 представляет собой ограничитель для соответствующих дроссельных каналов 49, когда проточный тракт между расположенной перед поршнем 20 или 21 частью 54 управляющего пространства 55 и расположенной смежно с клапанным седлом 26 или 27 частью 56 пространства 55 по существу определяется взаимодействием юбки 57 соответствующей заслонки 51 и паза 50, образованного в выступе 42 соответствующей поршневой конструкции 18 или 19. Наименьшее поперечное сечение указанного проточного тракта и, следовательно, эффективное дросселирование в дроссельном канале в значительной степени зависят от местоположения, в котором находится заслонка 51 относительно соответствующей поршневой конструкции 18 или 19.

Каждая заслонка 51 имеет на передней стороне закрывающую кромку 58, которая взаимодействует с соответствующим клапанным седлом 26 или 27. При перемещении управляющего стержня 17 относительно выходного блока 3 уплотнительная кромка 43 одной из поршневых конструкций 18 и 19 обеспечивает уплотнение на уплотнительной поверхности 35 или 36 соответствующего клапанного золотника 30 или 31 и отделяет указанный золотник от соответствующего клапанного седла 26 или 27 при непрерывно продолжающемся перемещении стержня 17. Таким образом, обеспечивается соединение пневматического пространства 59 для сжатого воздуха, расположенного между двумя клапанными седлами 26 и 27 и ограниченного в радиально внутреннем направлении золотниками 30 и 31, с частью 56 управляющего пространства 55, смежной с соответствующим седлом 26 или 27. Одновременно с этим, вследствие контакта закрывающей кромки 58 заслонки 51 с клапанным седлом 26 или 27 при перемещении стержня 17 заслонка 51 перемещается относительно поршневой конструкции 18 или 19 (с преодолением усилия пружины 52), так что дроссельный канал 49 открывается (еще больше). Напротив, с противоположной стороны клапанного узла 23 управляющее пространство 55 остается соединенным с вытяжным каналом 45.

Каждое из двух управляющих пространств 55 постоянно сообщается с соответствующим пневматическим рабочим пространством 14 или 15 через канал 60, выходящий в указанное пространство и расположенный в выходном блоке 3. Кроме того, пространство 59 для сжатого воздуха постоянно соединено с входным отверстием 24 для сжатого воздуха. Для этого на внешней окружности рабочего поршня 12 образовано кольцевое пространство 61, соединенное с входным отверстием 24 для сжатого воздуха и ограниченное профильной трубой 6 корпусной конструкции 1. Указанное пространство 61 постоянно соединено с пространством 59 для сжатого воздуха через канал 62 для сжатого воздуха, выполненный в выходном блоке 3, и через сквозное отверстие 63, выполненное в распорной втулке 25.

Между управляющим стержнем 17 и выходным блоком 3 действует центрирующее пружинное устройство 64, задающее нейтральное положение указанных двух элементов относительно друг друга, в котором, как указано выше, оба пневматических рабочих пространства 14 и 15 сообщаются с выпуском 48 для воздуха.

Изобретение относится к механизму переключения передач с сервомеханизмом. Пневматическое устройство поддержки усилия включения коробки передач содержит корпус (1), имеющий входное отверстие (24) для сжатого воздуха и выпуск (48) для воздуха. Пневматическое устройство также содержит управляющий стержень (17) и выходной блок (3), содержащий рабочий поршень (12), который ограничивает два пневматических рабочих пространства (14, 15). При этом между управляющим стержнем и выходным блоком расположен клапанный узел (23), причем указанное пневматическое устройство содержит два клапанных поршня (20, 21), две кольцеобразные уплотнительные кромки (43), два взаимодействующих с указанными кромками клапанных золотника (30, 31) и два клапанных седла (26, 27). К одному из указанных клапанных поршней присоединена дроссельная заслонка (51), выполненная с возможностью перемещения относительно указанного поршня, имеющая закрывающую кромку (58), взаимодействующую с соответствующим клапанным седлом, и ограничивающая по меньшей мере один дроссельный канал (49), площадь поперечного сечения которого зависит от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня. Достигается повышение надежности устройства. 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Пневматическое устройство поддержки усилия включения для коробки передач, содержащее корпусную конструкцию (1), имеющую входное отверстие (24) для сжатого воздуха и выпуск (48) для воздуха, управляющий стержень (17), расположенный со стороны входа и выполненный с возможностью перемещения вдоль своей оси (4), и выходной блок (3), который окружает управляющий стержень, выполнен с возможностью параллельного перемещения к указанному стержню и содержит рабочий поршень (12), проходящий с уплотнением в корпусной конструкции и ограничивающий два пневматических рабочих пространства (14, 15), причем функционально между управляющим стержнем и выходным блоком и гидравлически между входным отверстием для сжатого воздуха и пневматическими рабочими пространствами расположен клапанный узел (23), который обеспечивает пневматическое последовательное управление от выходного блока к управляющему стержню путем соответствующего воздействия на оба пневматических рабочих пространства, при этом указанное пневматическое устройство содержит два клапанных поршня (20, 21), соединенных с управляющим стержнем и расположенных с возможностью перемещения с уплотнением на выходном блоке, и две кольцеобразные уплотнительные кромки (43), соединенные с управляющим стержнем и взаимодействующие с соответствующим клапанным золотником (30, 31), проходящим с возможностью перемещения в продольном направлении относительно управляющего стержня и выходного блока, причем каждый из указанных клапанных золотников также взаимодействует с соответствующим клапанным седлом (26, 27), относящимся к выходному блоку, при этом по меньшей мере к одному клапанному поршню, предпочтительно к обоим клапанным поршням, присоединена соответствующая дроссельная заслонка (51), выполненная с возможностью перемещения относительно указанного клапанного поршня, имеющая закрывающую кромку (58), взаимодействующую с соответствующим клапанным седлом, и ограничивающая по меньшей мере один дроссельный канал (49), площадь поперечного сечения которого зависит от положения дроссельной заслонки относительно соответствующего клапанного поршня.

2. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что клапанные поршни (20, 21) жестко соединены с управляющим стержнем (17).

3. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что клапанные поршни (20, 21) соединены с управляющим стержнем (17) с возможностью перемещения в его аксиальном направлении.

4. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцеобразные уплотнительные кромки (43) жестко соединены с управляющим стержнем (17).

5. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцеобразные уплотнительные кромки (43) соединены с управляющим стержнем (17) с возможностью перемещения в аксиальном направлении.

6. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дроссельный канал (49) имеет линейную характеристику, то есть площадь его поперечного сечения изменяется линейно вдоль его аксиальной протяженности.

7. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дроссельный канал (49) имеет прогрессивную характеристику, то есть площадь его поперечного сечения увеличивается прогрессивно вдоль его аксиальной протяженности.

8. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дроссельный канал (49) имеет дегрессивную характеристику, то есть площадь его поперечного сечения увеличивается дегрессивно вдоль его аксиальной протяженности.

9. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что клапанные поршни (20, 21) являются частью соответствующей поршневой конструкции (18, 19), которая также имеет цилиндрический выступ (42), ограничивающий указанный по меньшей мере один дроссельный канал (49).

10. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что дроссельная заслонка (51) выполнена в виде гильзы и проходит по соответствующему выступу (42) поршневой конструкции (18, 19) с возможностью продольного перемещения.

11. Пневматическое устройство по п.10, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один канал (49) имеет паз (50), выполненный в соответствующем выступе (42) поршневой конструкции (18, 19), причем радиальная глубина и/или измеренная в окружном направлении ширина паза изменяются в аксиальном направлении управляющего стержня (17).

12. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет по меньшей мере два дроссельных канала (49), которые предпочтительно равномерно распределены по оси (4) управляющего стержня (17).

13. Пневматическое устройство по п.12, отличающееся тем, что дроссельные каналы (49) имеют разную аксиальную протяженность.

14. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что на обе дроссельные заслонки (51) действует соответствующая пружина (52) предварительного натяжения, опирающаяся на соответствующий клапанный поршень (20, 21).

15. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый клапанный поршень (20, 21) ограничивает управляющее пространство (55), которое сообщается через канал (60), входящий в указанное пространство и расположенный в выходном блоке (3) с соответствующим пневматическим рабочим пространством (14, 15), и сообщается с выпуском (48) для воздуха, когда уплотнительная кромка (43) отведена от соответствующего клапанного золотника (30, 31) через вытяжной канал (45), выполненный в управляющем стержне (17).

16. Пневматическое устройство по п.1, отличающееся тем, что в выходном блоке (3) между двумя клапанными седлами (26, 27) расположено пространство (59) для сжатого воздуха, постоянно соединенное с входным отверстием (24) для сжатого воздуха.

17. Пневматическое устройство по одному из пп.1-16, отличающееся тем, что закрывающие кромки (58) дроссельной заслонки (51) обеспечивают полное уплотнение относительно соответствующего клапанного седла (26, 27).

18. Пневматическое устройство по одному из пп.1-16, отличающееся тем, что закрывающие кромки (58) дроссельной заслонки (51) обеспечивают существенное уплотнение относительно соответствующего клапанного седла (26, 27) с поддержанием определенной негерметичности.