Механизм управления раздаточной коробкой передач транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60K20/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам с ручным приводом для унравления трансмиссиями и их элементами для изменения числа ведущих колес.

Известен механизм управления раздаточной коробкой передач транспортного средства, содержащий корпус, расположенные в корпусе подпружиненный рычаг с основным элементом переключения, выполненный с возможностью осевого и углового перемещения, поводки с пазами, смонтированные на штоках, и устройство фиксации, причем нижний конец рычага снабжен дополнительным элементом переключения 1.

Недостатком известного механизма является то, что ширина основного элемента недостаточна для надежной работы механизма и быстрого переключения передач одновременно двух.

Целью изобретения является повышение надежности переключения.

Указанная цель достигается тем, что механизм управления раздаточной коробки передач транспортного средства, содержащий корпус, расположенные в корпусе подпружиненный рычаг с основным элементом переключения, выполненный с возможностью осевого и углового перемещений, поводки с пазами, смонтированные на штоках, и устройство фиксации, причем нижний конец рычага снабжен дополнительным элементом переключения, дополнительный элемент переключения выполнен цилиндрическим, ось которого расположена под углом к вертикальной оси рычага, и размешен над верхними кромками поводков при нейтральном положении рычага, а поперечный паз одного из двух соседних поводков выполнен ступенчатым, при этом длина цилиндрического элемента переключения равна поперечному размеру двух соседних пазов на поводках.

На фиг. 1 показан механизм управления автомобиля, вид сзади; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, механизм при нейтральном положении рычага управления; на фиг. 3- разрез Б-Б на фиг. 1, механизм при контакте сферической головки рычага с одним из штоков при включении высшей передачи соответственно приводов переднего или заднего мостов; на фиг. 4 -- разрез Б-Б на фиг. 1, механизм при контакте цилиндрического элемента рычага управления с обоими штоками; на фиг. 5- разрез В-В на фиг. 3, механизм при контакте сферической головки рычага управления со щтоком включения передачи привода .переднего моста; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4, взаимодействие цилиндрического элемента рычага с двумя штоками; на фиг. 7 - диаграмма положений рукоятки рычага управления при различных вариантах включения; па

фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 3, при нейтральном положении штоков (сечение крышки картера раздаточной коробки не показано) ; на фиг. 9 - положение деталей при включении высшей передачи привода перед него моста; на фиг. 10 - разрез Д-Д на фиг. 3, положение деталей механизма при включенной высшей нередаче привода соответственно заднего моста; на фиг. 11 - разрез Е-Е на фиг. 4, положение деталсч механизма в нейтрали; на фиг. 12 - разро:-; Е-Е на фиг. 4, при включенной высшей персдаче приводов обоих мостов; на фиг. 13 разрез Е-Е на фиг. 4, при включенной низшей передаче приводов обоих мостов; на фиг. 14 - разрез .Ж-Ж на фиг. 3, контакт рычага и направляющей чашки; на фиг. 15-разрез Ж-Ж на фиг. 3, контакт рычага управления и направляюшей чашки; на фиг 16 - разрез 3-3 на фиг. 4, контакт рычага управления и направляющей чашки при одновременном включении приводов обоих мостов; на фиг. 17 - разрез 3-3 на фиг. 4, опережающей взаимное расположение рычага управления и направляющей чашки при подъеме или утапливании рычага управления; на фиг. 18 - разрез И-И на фиг. 6, взаимное расположение контактирующих головок рычага управления и упорных площадок штока включения привода переднего моста в нейтрали и в крайних включенных позициях.

Механизм управления раздаточной коробкой передач содержит рычаг управления 1 с закрепленной на нем рукояткой 2 и запрессованным в его шаровую опору направляющим штифтом 3, находящимся в вертикальном направляющем пазу шаровой чашки 4 и не позволяющим рычагу управления проворачиваться вокруг собственной оси, шаровую щайбу 5, пружину сжатия 6 с упорным 7 и установочным 8 кольцами, удерживающую рычаг управления 1 в верхнем положении, направляющую чашку 9 оттяжную пружину 10, закрепленную одним концом к ушку рычага управления 1 и другим концом - к неподвижной опоре, выполненной, например, в виде болта 11 с отверстием для крепления пружины 10, упор 12, выполненный, например, в виде цилиндрического конца болта, щток 13 включения передач привода переднего моста и штока 14 включения передач привода заднего моста с жестко установленными поводками 15 и 16 с пазами, например, закрепленными каждая на своем штоке, фиксирующий механизм (не показап) для каждого из штоков 13 и 14, выполненный, например, в виде подпружиненных шариков, входящих в соответствующие лунки на штоках и фиксирующих требуемое положение последних, блокировочный механизм, состоящий из двух цилиндрических сухарей 17 и 18, входящих

в соответствующие лунки штоков 13 и 14 при переключениях передач раздаточной коробки.

На штоках 13 и 14 жестко закреплены вилки 19 и 20 включения передач приводов переднего 19 и заднего мостов соответственно, каждая на своем штоке, соединенные соответственно с шлицевыми муфтами 21 и 22. Механизм управления переключением передач размещается в картере раздаточной коробки 23 и в его крышке 24. На нижнем конце рычага управления 1 элемент 25 и дополнительный элемент 26 расположены под углом один над другим и предназначены для обеспечения контакта с поводками штоков 13 и 14 и их перемеш,ения при угловом изменении положения рычага управления.

Элемент 25 выполнен сферической формы с осью, перпендикулярной оси рычага, что позволяет улучшить контакт с поводками 15 и 16 штоков 13 и 14 в любом ее угловом положении.

Дополнительный элемент выполнен цилиндрической формы с осью отличной от перпендикуляра к оси рычага на величину равную углу наклона рычага. Такое расположение дополнительнрго элемента обеспечивает хороший контакт с колодками штоков и одновременность их перемешения, поскольку при угловом наклоне рычага ось дополнительного элемента всегда остается параллельной поперечным осям штоков 13 и 14.

С целью обеспечения свободного осевого перемешения рычага управления 1 в нейтральном положении при его утапливании и предотвраш,ения самопроизвольного выхода элементов рычага 25 и 26 из-за зацепления с поводками 15 и 16 штоков на рычаге управления выполнены на различных уровнях упоры 27 и 28, а в чашке 9 - вырезы для их свободного прохода в нейтральном положение. Упор 27 контролирует положение рычага при верхнем его положении, а упор 25 - положение рычага после его осевого смещения.

Механизм управления переключением передач работает следующим образом.

В соответствии с общей кинематической схемой раздаточной коробки (фиг. 2) крутящий момент двигателя, поступающий от коробки передач на ведущий вал 29, преобразуется посредством свободно вращающихся на шейках своих валов шестерен 30, 31-33, свободно установленных на валах привода переднего моста 34 и привода заднего моста 35.

Для передачи крутящего момента на указанные валы необходимо их соединить с щестернями 31, 33 или 32 при помощи шлицевых муфт 22 и 21, переместив их из нейтрали в переднюю или заднюю позицию, соединив тем самым шлицы шестерен со шлицами валов. Комбинируя варианты перемещений (нейтраль, передняя позиция и задняя позиция шлицевых муфт 21 и 22) при помоши механизма управления переключения передач создаются все требуемые в эксплуатации машины варианты включений раздаточной коробки, обозначенные следующими индексами.

Н - нейтраль: обе муфты 21 и 22, а соответственно и штоки 13 и 14 с вилками 19 и 20, находятся в среднем, нейтральном положении (фиг. 1, 2, 7, 8 и 11).

Включен привод переднего ведущего моста МНВ на высшей передаче раздаточной коробки: муфта 21 находится в передней позиции, а муфта 22 - в нейтральном положении (фиг. 9, 2 и 4).

Включен привод заднего ведущего моста МЗВ на высшей передаче раздаточной коробки: муфта 21 находится нейтральном положении, а муфта 22 - в передней позиции (фиг. 1, 2, 7 и 10).

Включены приводы обоих ведущих мостов 2MB на высшей передаче раздаточной коробки: обе муфты 21 и 22 находятся в передней позиции (фиг. 1).

Включены приводы обоих ведущих мостов 2МН на низшей передаче раздаточной коробки: обе муфты 21 и 22 находятся в задней позиции (фиг. 12).

Для обеспечения указанных вариантов включения раздаточной коробки водитель должен переместить рычаг управления 1 за рукоятку 2 в требуемые положения (фиг. 1 и 7).

Все варианты включения приводов ведущих муфт осуществляются путем перевода рычага управления из нейтрали непосредственно в требуемое положение.

Взаимодействие деталей механизма управления переключением передач при нейтральном положении рычага управления 1 отражено на фиг. 1, 2, 3, 5, 8 и 14.

В этом случае рычаг управления 1 под действием пружины 6 находится в верхнем положении и под действием пружины 10 прижат своим левым двухступенчатым выступом к направляющей чашке 9. Сферическая головка рычага 1 находится в контакте с поводком 15 штока 13. Штоки 13 и 14 и соответственно муфты 21 и 22 находятся в среднем нейтральном положении зафиксированном при помоши фиксирующего механизма.

Переводя рычаг управления 1 за рукоятку 2 из нейтрали назад в положение МПВ, водитель поворачивает рычаг 1 вокруг шаровой опоры и перемещает его элемент 25. Под усилием элемента 25 шток 13 посредством вилки 19 перемешает муфту 21 в переднее фиксированное положение.

Муфта 21, соединив шлицы шестерни 28 со шлицами вала 34, обеспечивает передачу крутящегс) момента с зубчатого венца ведуinero нала 29 через шестерню 30,только на привод порслнего ведущего моста при высшей передаме раздаточной коробки.

RoCvie окончания движения машины с вк.ноченным приводом переднего ведущего моста на высщей передаче раздаточной коробки водитель перемещает рычаг управлений 1 из положения МПВ в нейтраль и все детали механизма управления переключением передач занимают свое первоначальное нейтральное расположение. Упор 12, ограничивающий передвижение назад нижней части рычага управления 1 с контактирующими головками, не позволяет водителю перевести по ошибке рычаг управления 1 из нейтра.ти вперед и тем самым не позволяет включить только один привод переднего ведущего моста на нижней передаче раздаточной коробки, что исключает нежелательное нагружение трансмиссии машины повыщенным крутящим моментом.

Для включения привода заднего моста на высшей передаче раздаточной коробки водитель должен перевести рычаг управления 1 из нейтрали в положение МЗВ, т. е. сперва наклонить рычаг 1 влево до упора нижней частью его стержня в правую сторону направляющей чашки 9, тем самым изменив плоскость поворота рычага 1 вокруг шаровой опоры, в результате чего пружина 10 дополнительно растянется и эле.мент 25 войдет в контакт с поводками 16 штока 14 (фиг. 10 и 15), а затем водитель должен повернуть верхнюю часть рычага 1 назад, 5 результате чего элемент 25 переместится Biiepe.i и передвинет в переднее фиксирозапиоо положение посредством штока 14 с вилкой 20 шлмцевую муфту 22, которая с беспечит передачу крутяпхего момента с («едущего вала 26 непосредстве нш на вал привода заднего моста 35, соединив их

111.: ИЦЫ.

BKJHOMHB раздаточную коробку в положение МЗВ, водитель уберет руку с рукоятки 2 рычага 1 для последующего управления .мапшиой, рычаг управления 1 под усилием пружины 10 повернется на небольшой угол и упрется элементом 25 в боковую поверхность поводка 15 штока 13, в результате чего сферическая головка останется в контакте с поводками 16 штока 14, а сам рычаг управ.ле11ия будет удерживаться за элемент указанными площадками в требуемом положении.

В случае ослабления или гюломки фиксирующего механизма Н1тока 13 сухарь 18 блокировочного устройства не позво.чит указанному штоку 13, не удерживаемому фиксируюншм механизмом и рычагом управления 1, самоп()оизвольно переместиться из нейтрали в заднюю позицию и посредством муфты 21 включить привод переднего моста на низшей передаче при включенном

приводе заднего моста на высшей передаче (фиг. 10).

Таким образом, блокирорючное устройство предохранит раздаточную коробку и всю трансмиссию ма1пины в целом от аварийной ситуации.

Возвращение рычага управления 1 из положения МЗВ в нейтраль и, соответственно, всех деталей механизма управления переключением передач совершается в обратном норядке. Упор 12 препятствует передвижению назад нижней часги рычага управления 1 также и в том случае, когда рычаг 1 наклонен своей верхней частью влево, а поэтому не позволяет водителю по ошибке включить только один привод заднего ведущего моста на низшей передаче раздаточной коробки, что также исключает нежелательное нагружение трансмиссии машины повышенным крутящим моментом.

Одновременное включение обоих приводов переднего и заднего мостов на высшей или низшей передаче раздаточной коробки производится следующим образом.

Рычаг управления 1, направляемый щтифтом 3 но пазу шаровой чашки 4 (см. фиг. 4), усилием руки водителя перемещается вертикально вниз, сжимая пружину 6 до тех пор, пока нижняя ступенька двухступенчатого выстуна рычага 1 не опустится ниже направляющей чашки 9, и затем под действием

пружины 10, а также от усилия руки водителя рычаг 1 наклоняется вправо до упора верхней ступенькой двухступенчатого выступа в направляющую чащку, заняв таки.м образом требуемую плоскость поворота для включения ноложений 2MB и 2МН (фиг. 6).

Одноступенчатый выступ с правой стороны нижней части рычага управления 1 нри переменлении последнего строго вниз будет проходить через соответствуующий ему паз направляющей чашки 9 и при наклоне рычага 1 вправо выйдет из этого паза (фиг. 17), обеспечив этим возможность поворота рычага 1 вокруг шаровой опоры в плоскости включения положений 2MB и 2МН. Одновременно с этим при опускании рычага 1 вниз его элемент 26 выйдет из контакта с поводками 15 штока 13, а дополнительный цилиндрический элемент рычага управления 1 войдет в контакт с упорными площадками сразу обоих поводков 15 и 16 штоков 13 и 14. После наклона рычага 1

вправо до упора, как описано выше, ось дополнительного элемента цилиндрической головки будет нараллельна плоскости расположения штоков (фиг. 6 и 11), а упор 12. выйдя из зоны, занимаемой ниже частью рычага 1 при ее продольном перемещении

в плоскости включения патожений 2MB и 2МН, не будет препятствовать передвижению рычага управления 1 из нейтрали как назад, так и вперед. Благодаря тому, что при наклоненном вправо рычаге управления 1 ось цилиндра контактирующей головки становится параллельной плоскости расположения штоков, то при переводе рычага в положение 2MB или 2МН цилиндрическая головка движется вперед или назад поступательно, не перекашиваясь относительно поводков 15 и 16 штоков 13 и 14, и тем самым заставляет перемещаться эти штоки одновременно в одну сторону и одновременно приходить из нейтрали в требуемую переднюю или заднюю фиксированную позицию. При этом элемент 25, находясь на большем расстоянии с шаровой опорой рычага 1, чем цилиндрическая контактирующая головка, проходит больший путь при переключениях, но будучи выведена из контакта с поводками 15 штока 13, не заставит последний двигаться быстрее и проходить больший путь, чем щток 13 (см. фиг. 18). Переводя опущенный вниз рычаг управления из нейтрали в положение 2MB, водитель тем самым перемещает цилиндрическую контактирующую головку рычага 1 вперед. Под усилием дополнительного цилиндрического элемента 34 штоки 13 и 14 посредством вилок 19 и 20 одновременно перемещают муфты 21 и 22 в переднее фиксированное положение (фиг. 12). Муфта 21, соединив шлицы шестерни 31 со шлицами вала 34, и одновременно с нею муфта 22, соединив шлицы ведущего вала 20 со шлицами вала 35, обеспечат передачу крутящего момента на приводы переднего и заднего ведущих мостов на высшей передаче раздаточной коробки. Переводя опущенный рычаг управления 1 из нейтрали в положение 2МН, водитель тем самым перемещает дополнительный элемент рычага 1 назад. Под усилием дополнительного элемента щтоки 13 и 14 посредством вилок 19 и 20 одновременно перемещают муфты 21 н 22 Е заднее фиксированное положение (фиг. 13). Муфта 21, соединив шлицы шестерни 20 со шлицами вала 34, и одновременно с нею муфта 22, соединив шлицы щестерни 33 со шлицами вала 35, обеспечат передачу крутящего момента, трансформированного с помощью указанных шестерен и блока промежуточных шестерен 30 с ведущего вала на приводы переднего и заднего ведущих мостов на низщей передаче раздаточной коробки. После того, как водитель, включив раздаточную коробку в положение 2MB или 2МН уберет руку с рукоятки 2 рычага 1 для последующего управления машиной, рычаг управления 1 останется в требуемом включенном положении, так как будет удерживаться за цилиндрическую головку от продольного перемешения поводков 15 и 16 штоков 13 и 14, а от наклона влево - пружиной 10, прижимающей рычаг 1 верхней ступенькой двухступенчатого выступа к направляющей чащке 9, нижняя ступенька двухступенчатого выступа не позволяет рычагу 1 переместиться вверх под действием сжатой пружины 6. Одноступенчатый выступ нижней части рычага 1 упирается в правую сторону направляющей чащки 9 (фиг. 16) и не позволяет водителю по ошибке наклонить рычаг управления 1 влево, чтобы затем, переместив рычаг вверх, вывести его цилиндрическую головку из контакта с поводками 15 и 16 штоков 13 и 14. Одноступенчатый выступ предохраняет рычаги 1 от самопроизвольного подъема рычага 1 из-за действия вибраций машины. Поэтому возвращение рычага управления 1 из положения 2MB или 2МН в нейтраль под действием усилия водителя или самопроизвольно в случае поломки (ослабления) фиксирующего механизма может совершаться только в порядке, обратном включению указанных положений. Взаимодействие всех деталей механизма управления переключением передач в этом случае также будет происходить в обратном порядке. , Механизм переключения передач раздаточной коробки в трансмиссиях полноприводных автомобилей по предлагаемому техническому рещению упрощает устройство и управление транспортным средством. В сравнении с известными механизмами управления, применяемыми на автомобилях ГАЗ-69, УАЗ-469, ГАЗ-66, а также на автомобилях «Джип, «Остин (США) с классическим, двухрычажным с последовательным переключением передач в раздаточных коробках включением ведущих мостов колес, предложенный механизм позволяет кроме мгновенного и безощибочного нахождения рычага сразу включить требуемую передачу, не выполняя предварительных, предшествующих переключений, которые в базовых механизмах обязательны. Устройство с одним рычагом упрощает, облегчает автомобиль, устраняя лишние элементы управления, освобождая рабочую зону водителя.

22 20 i- 3 2« JJ

r . .,. , /ц : .Л.,-УУ-У-/Х n

21 15

В-6

,7/77Z 7Z

IT

В-Б

/У//////777А

l(iiA

S-6

1Г

11 Г-Г

7

фигЛ Е-5 (риг.п Фиг.15

МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий корпус, расположенные в корпусе подпружиненный рычаг с основным элементом переключения, выполненный с возможностью Н осевого и углового перемещений, поводки с пазами, смонтированные на штоках, и устройство фиксации, причем нижний конец рычага снабжен дополнительным элементом переключения, отличающийся тем, что, с. целью повышения надежности включения, дополнительный элемент переключения выполнен цилиндрическим, ось которого расположена под углом к вертикальной оси рычага, и размещен над верхними кромками поводков при нейтральном положении рычага, а поперечный паз одного из двух соседних поводков выполнен ступенчатым, при этом длина цилиндрического элемента переключения равна поперечному размеру двух соседних пазов на поводках. (Л О1 со СА:)

3-3

агМ

Y// /////7A Фиг.18