УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ В ТРАНСМИССИИ Российский патент 2024 года по МПК B60K20/02 F16H63/02 

Изобретение относится к трансмиссиям автотранспорта, преимущественно к пневматическим устройствам управления процессом переключения передач в автоматических трансмиссиях.

Известно устройство управления одной коробкой передач в трансмиссии (RU 2800743 С1, опуб. 27.07.2023), особенностью устройства является наличие элемента конструкции, преобразующего прямолинейное движение пневматического цилиндра в угловое перемещение исполнительного элемента. Угловое отклонение исполнительного элемента обеспечивает перемещение ползуна КПП, переключающего передачу. Таким элементом в конструкции является винтовая проточка в поршне. Также особенностью описанного в RU 2800743 механизма является соосное расположение двух пневматических цилиндров, отвечающих за переключение во взаимно перпендикулярных плоскостях. В случае размещения этих цилиндров по одну сторону от монтажного элемента необходимо решить задачу передачи усилия от дальнего цилиндра на исполнительный элемент, независимо от состояния ближнего к монтажному элементу цилиндра. При этом поступательное движение поршня пневматического цилиндра переключения передач находится в плоскости, перпендикулярной плоскости углового перемещения исполнительного элемента. Это значительно усложняет конструкцию механизма, требует дополнительных элементов конструкции. Также, данное техническое решение имеет элементы со сложной геометрической формой, что предъявляет к обрабатывающему оборудованию повышенные требования, а также высокие требования к точности изготовления элементов устройства. Высокая плотность монтажа, направленная на достижение максимальной компактности, усложняет доступ к внутренним элементам, что не всегда оправданно.

Задачей изобретения является создание устройства управления, имеющего технологичную в изготовлении конструкцию, высокую ремонтопригодность с малым нормативным временем на ремонт, не требующего высокой квалификации обслуживающего персонала и специального оборудования для обслуживания.

Техническим результатом является расположение точки приложения усилия пневматического цилиндра между осью вращения исполнительного элемента и точкой контакта с ползуном, что дает возможность уменьшить величину хода пневматического цилиндра, тем самым сократить время выбора соответствующего ползуна переключаемой скорости. Блочный характер конструкции позволяет при производстве распараллелить сборочные операции. В эксплуатации обеспечивается легкий доступ к нужному узлу для его обслуживания, тем самым повышая ремонтопригодность и снижая время на обслуживание.

Достижение заявленного технического результата обеспечивает конструкция устройства управления, по меньшей мере, одной коробкой передач в трансмиссии, состоящего из трех узлов: пневматический цилиндр выбора ползуна управления (1), пневматический цилиндр переключения передач КПП (2), исполнительный механизм (3), обеспечивающий передачу усилия от пневматических цилиндров (1, 2) к ползунам КПП для переключения передач, причем исполнительный механизм (3) содержит корпус (6), который имеет на стороне присоединения к коробке передач монтажный элемент (7) для присоединения устройства управления к управляемой коробке передач, исполнительный элемент (5) и устройство выбора ползуна переключения передач - селектор (8), при этом через корпус (6) проходит шток (10) пневматического цилиндра переключения передач КПП (2), на котором установлен исполнительный элемент (5), выполненный с возможностью перемещения вместе со штоком (10) на соответствующую величину L1 или L2 в зависимости от направления перемещения, шток (11) пневматического цилиндра выбора ползуна (1) прикреплен к селектору (8), выполненному с возможностью перемещения по направляющим (16), селектор (8) содержит ось (9), проходящую через паз в исполнительном элементе (5) и выполненную с возможностью углового отклонения исполнительного элемента (5) относительно штока (10), причем перемещению штока (11) на величину L3 соответствует отклонение исполнительного элемента (5) в селекторе (8) на величину «А», соответственно перемещению штока (11) на величину L4 соответствует отклонение исполнительного элемента (5) на величину «Б».

Предпочтительный вариант характеризуется тем, что селектор (8) содержит элементы блокировки (9), выполненные с возможностью предотвращения одновременного перемещения более одного ползуна включения передачи КПП.

Предпочтительный вариант характеризуется тем, что пневматические цилиндры (1, 2) содержат по меньшей мере два фиксированных положения, соответствующих заданным положениям исполнительного элемента (5) и селектора (8).

Предпочтительный вариант характеризуется тем, что оснащено пневматическими клапанами (17) для возможности управления пневматическими цилиндрами (1, 2).

Предпочтительный вариант характеризуется тем, что оснащено датчиками положения (13) для возможности контроля положения исполнительного элемента (5).

Предпочтительный вариант характеризуется тем, что внутри исполнительного элемента (5) установлен подпружиненный фиксатор (15).

Изобретение поясняется чертежами, где

Фиг. 1 - Устройство управления одной коробкой передач в трансмиссии;

Фиг. 2 - Принцип работы механизма включения/выключения передачи КПП;

Фиг. 3 - Принцип работы селектора;

Фиг.4 - Угловое смещение исполнительного элемента;

Фиг. 5 - Устройство переключения передач.

Устройство управления одной коробкой передач в трансмиссии состоит из трех основных узлов: пневматического цилиндра выбора ползуна управления (1), пневматического цилиндра переключения передач КПП (2), исполнительного механизма (3), обеспечивающего передачу усилия от пневматических цилиндров (1, 2) к ползунам КПП для переключения передач.

Особенностью конструкции является реализация кинематической схемы, при которой направление перемещения поршней пневматических цилиндров (1, 2) и исполнительного элемента (5) находятся в одной плоскости. Пневматические цилиндры (1, 2) при этом располагаются по разные стороны от исполнительного элемента (5) и не создают препятствий друг-другу для передачи усилия на исполнительный элемент (5).

При этом исполнительный элемент (5) имеет в одной плоскости угловой характер перемещения и линейный в другой плоскости. Угловое перемещение исполнительного элемента (5) предназначено для выбора ползуна (канала управления). К этому перемещению предъявляются меньшие требования по точности и усилию, что дает возможность использования пневматического цилиндра с меньшим усилием. Особенностью кинематической схемы является расположение точки приложения усилия пневматического цилиндра (1) между осью вращения исполнительного элемента (5) и точкой контакта с ползуном, что дает возможность уменьшить величину хода пневматического цилиндра (1), тем самым сократить время выбора соответствующего ползуна переключаемой скорости.

Блочный характер конструкции позволяет при производстве распараллелить сборочные операции. В эксплуатации обеспечивается легкий доступ к нужному узлу для его обслуживания, тем самым повышая ремонтопригодность и снижая время на обслуживание.

Для переключения передач исполнительный элемент (5) осуществляет линейное перемещение, соответствующее линейному перемещению штока пневматического цилиндра (2) на величину L1 и L2 от центрального положения соответственно (Фиг. 2). Такое решение позволяет повысить стабильность и повторяемость процесса переключения передач за счет минимизации конструктивных люфтов и минимального количества деталей в кинематической связи. Движение исполнительного элемента (5) повторяет линейное перемещение штока (10) пневматического цилиндра (2) и не требует перерасчета углового перемещения в линейное перемещение штока (10), что упрощает позиционирование и отслеживание положение исполнительного элемента (5) в реальном времени при помощи датчика положения (13).

Устройство управления, по меньшей мере, одной коробкой передач в трансмиссии, содержащее корпус (6), который имеет на стороне присоединения к коробке передач монтажный элемент (7) для присоединения устройства управления к управляемой коробке передач, исполнительный элемент (5) с возможностью перемещения для включения передачи, устройство выбора ползуна переключения передачи - селектор (8). На селекторе (8) выполнены элементы блокировки (9), предотвращающие одновременное перемещение более одного ползуна включения передачи КПП. Через корпус (6) проходит шток (10) пневматического цилиндра (2), на котором установлен исполнительный элемент (5). Исполнительный элемент имеет степень свободы, что позволяет ему отклоняться на угол, требуемый для перехода между ползунами переключения передач - величину «А» и «Б» (Фиг. 4).

Перемещение исполнительного элемента (5) и селектора (8) осуществляется при помощи пневматических цилиндров (2) и (1) соответственно. Пневматические цилиндры (1, 2) имеют несколько фиксированных положений (как минимум 2) соответствующих заданным положениям исполнительного элемента (5) и селектора (8).

Принцип работы селектора (8) (выбор ползуна КПП). Усилие поршня пневматического цилиндра выбора ползуна (1) передается на шток (11), к которому прикреплен селектор (8), способный перемещаться по направляющим (16). В селекторе (8) имеется ось (9) проходящая через паз в исполнительном элементе (5). При перемещении селектора (8) ось (9) воздействует на исполнительный элемент (5) сообщая ему угловое отклонение относительно штока (10) пневматического цилиндра переключения передач (2). При этом перемещению штока (11) на величину L3 соответствует отклонение исполнительного элемента в селекторе на величину «А», соответственно перемещению «L4» соответствует отклонение исполнительного элемента на величину «Б».

Принцип переключения передач. При включении/выключении передач поршень, закрепленный на штоке (10) пневматического цилиндра (2) перемещается под воздействием рабочей среды. Исполнительный элемент (5), закрепленный на штоке (10) перемещается вместе с ним на соответствующую величину L1 или L2 в зависимости от направления перемещения.

Перемещаясь, исполнительный элемент (5) перемещает соответствующий ползун включения передачи КПП, в зацеплении с которым он находится в момент поступления команды на переключение.

Устройство переключения оснащено пневматическими клапанами (17) для возможности управлять пневматическими цилиндрами (1, 2). Расположение клапанов (17) непосредственно на механизме переключения передач минимизирует паразитные полости тем самым сокращая время переключения и обеспечивая экономное расходование рабочего тела - сжатого воздуха. Для возможности контроля положения исполнительного элемента (5) в реальном времени механизм переключения оборудован датчиками положения (13). Датчик положения (13) в зависимости от положения чувствительного элемента (14), неподвижно закрепленном на штоке (10) пневматического цилиндра (2) и штоке (11) пневматического цилиндра (1), изменяет свои характеристики, которые могут интерпретироваться контроллером в координату положения исполнительного элемента (5).

На оси (9) селектора (8) выполнены углубления для реализации дополнительной фиксации положения исполнительного элемента (5) в определенных координатах. Подпружиненный фиксатор (15) размещен внутри самого исполнительного элемента (5), что уменьшает количество деталей в конструкции. Подпружиненный фиксатор (15) предотвращает перемещение исполнительного элемента (5) при отсутствии давления воздуха в полостях пневматического цилиндра (2), тем самым исключая самопроизвольное включение/выключение передачи КПП.

Изобретение относится к трансмиссиям. Устройство управления коробкой передач в трансмиссии состоит из пневмоцилиндра выбора ползуна управления, пневмоцилиндра переключения передач и исполнительного механизма. Исполнительный механизм содержит корпус, монтажный элемент, исполнительный элемент и селектор. Через корпус проходит шток пневмоцилиндра переключения передач, на котором установлен исполнительный элемент. Шток пневмоцилиндра выбора ползуна прикреплен к селектору. Селектор содержит ось, проходящую через паз в исполнительном элементе. Перемещению штока соответствует отклонение исполнительного элемента в селекторе. Повышается ремонтопригодность. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство управления, по меньшей мере, одной коробкой передач в трансмиссии, состоящее из трех узлов: пневматический цилиндр выбора ползуна управления (1), пневматический цилиндр переключения передач КПП (2), исполнительный механизм (3), обеспечивающий передачу усилия от пневматических цилиндров (1, 2) к ползунам КПП для переключения передач, причем исполнительный механизм (3) содержит корпус (6), который имеет на стороне присоединения к коробке передач монтажный элемент (7) для присоединения устройства управления к управляемой коробке передач, исполнительный элемент (5) и устройство выбора ползуна переключения передач - селектор (8), при этом через корпус (6) проходит шток (10) пневматического цилиндра переключения передач КПП (2), на котором установлен исполнительный элемент (5), выполненный с возможностью перемещения вместе со штоком (10) на соответствующую величину L1 или L2 в зависимости от направления перемещения, шток (11) пневматического цилиндра выбора ползуна (1) прикреплен к селектору (8), выполненному с возможностью перемещения по направляющим (16), селектор (8) содержит ось (9), проходящую через паз в исполнительном элементе (5) и выполненную с возможностью углового отклонения исполнительного элемента (5) относительно штока (10), причем перемещению штока (11) на величину L3 соответствует отклонение исполнительного элемента (5) в селекторе (8) на величину «А», соответственно перемещению штока (11) на величину L4 соответствует отклонение исполнительного элемента (5) на величину «Б».

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что селектор (8) содержит элементы блокировки (9), выполненные с возможностью предотвращения одновременного перемещения более одного ползуна включения передачи КПП.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пневматические цилиндры (1, 2) содержат по меньшей мере два фиксированных положения, соответствующих заданным положениям исполнительного элемента (5) и селектора (8).

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оснащено пневматическими клапанами (17) для возможности управления пневматическими цилиндрами (1, 2).

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оснащено датчиками положения (13) для возможности контроля положения исполнительного элемента (5).

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внутри исполнительного элемента (5) установлен подпружиненный фиксатор (15).