Механизм сцепления с его приводом для управления преселективной коробкой передач автомобиля Советский патент 1985 года по МПК B60K17/08 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механизмам управления преселективными коробками передач транспортных машин, служащих для поочередного смыкания и размыкания двух кинематических цепей коробки передач с валом двигателя.

Известен механизм сцепления и его привод для управления преселективной коробкой передач автомобиля, содержащий соединенный с валом двигателя ведущий элемент с двумя опорными поверхностями, два

ведомых диска, соединенных с двумя первичными валами коробки передач, два подви-жно соединенных с ведущим элементом нажимных диска с нажимными пружинами, выжимной подшипник, вилку и рабочий цилиндр 1.

В этих случаях для управления коробкой передач применяются два механизма сцепления, каждый из которых содержит соединенный с валом двигателя опорный диск, соединенный с одним из первичных валов коробки передач ведомый диск, нажимной диск с приводом от силового гидроцилиндра включения сцепления.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, так как кроме необходимости иметь два отдельных механизма сцепления значительно усложняется система управления ими, которая должна обеспечить четкую последовательность отключения одного из них и включения другого в заданном интервале времени, чтобы не получилось излишнего перекрытия или разрыва потока мощности при переключении, что затрудняет обеспечение плавности переключения, а кроме того повыщается расход мощности на управление в связи с применением силовых цилиндров для смыкания муфт сцеплений.

Цель изобретения - упрощение конструкции механизма сцепления и его привода.

Цель достигается тем, что в механизме сцепления, содержащем соединенный с валом двигателя ведущий элемент с двумя опорными поверхностями, два ведомых диска, соединенных с двумя первичными валами коробки передач, два подвижно соединенных с ведущим элементом нажимных диска с нажимными пружинами, выжимной подшипник, вилку и рабочий цилиндр, нажимные диски жестко связаны между собой, а нажимные пружины установлены во встречном направлении и выполнены различной жесткости, шток рабочего цилиндра, связанный через вилку и выжимной подшипник с одной из пружин, выполнен с двумя поршнями разного диаметра, образующими между собой и с корпусом рабочего цилиндра две рабочие полости, входные каналы которых соединены с гидролиниями управления сцеплением и переключением ступеней коробки передач, причем поршень большего диаметра установлен на штоке подвижно с возможностью ограниченного перемещения по штоку и в корпусе рабочего цилиндра.

При этом для повышения быстродействия и плавности переключения передач, поршень меньшего диаметра подпружинен относительно штока с ограничением хода на величину, пропорциональную . деформации нажимной пружины при создании нажимного усилия, на поршне выполнена кольцевая проточка, с которой сопряжен входной канал корпуса рабочего цилиндра, соединенный с гидролинией управления переключением ступеней коробки передач, а упомянутая кольцевая проточка на поршне соединена отверстиями на его торце с полостью между торцами поршня и корпуса рабочего цилиндра.

На чертеже приведена конструктивная схема предлагаемого механизма сцепления и его привода.

В соединенном с валом двигателя опорном барабане 1 жестко закреплен опорный диск 2 с двумя опорными поверхностями 3 и 4, с которыми сопряжены фрикционные поверхности двух ведомых дисков 5 и б, ступицы которых 7 и 8 сидят на концентричных первичных валах 9 и 10 коробки передач. Нажимные диски 11 и 12 жестко соединены между собой шпильками 13 и зажаты между диафрагменной

0 пружиной 14, опирающейся через опорные кольца 15 и 16 на внутреннюю торцовую поверхность опорного барабана 1 и нажимного диска 11, и диафрагменной пружиной 17, опирающейся через опорные кольца 18 и 19 и стяжные пальцы 20 на внутреннюю поверхность кожуха 21, соединенного с опорны.м барабаном 1. С диафрагменной пружиной 17 взаимодействует выжимной подшипник 22 который перемещается по направляющей 23 и соединен с вилкой 24, взаимодействующей со щтоком 25 рабочего гидроцилиндра 26, имеющего две полости 27 и 28 разного диаметра, с поршнями 29 и 30. Цоршень 30 сидит на штоке свободно и перемещение его ограничено на штоке упорным кольцом 31 и в гидроцилиндре 26 - упорным кольцом 32.

5 Поршень 29 подпружинен относительно штока 25 пружиной 33 с образованием зазора 34 между его торцом и торцом штока 25, а перемещение его относительно штока 25 ограничено упорным кольцом 35. На поршне 29 выполнена кольцевая проточка 36, соединенная отверстиями 37 в торце поршня 29 с полостью 27. Проточка 36 образует на поршне внутренние торцы 38 и 39. Зазор 34 между торцами порщня 29 и штока 25 примерно пропорционален величине той части хода выжимного подшипника 22, ко5торая соответствует деформации пружины 17 при создании нажимного усилия. Канал 40 гидроцилиндра 26 соединен гидролинией

41 с системой управления переключением ступеней коробки передач. Канал 42 гидроциЛиндра 26 соединен гидролинией 43 с главным цили 1дром 44 механизма сцепления, управляемом педалью 45. При автоматизации механизма сцепления педаль 45 и главный цилиндр 44 отсутствуют, а гидролиния 43 соединяется с регулятором, 46, создающим давление в полости 28 в функции оборотов двигателя. Вместо диафрагменной пружины 14 могут быть установлены цилиндрические пружины 14 как показано на чертеже. Вместо диафрагменной пружины 17 также могут быть применены цилиндрические пружины, но в этом случае нажимной диск 12 должен через расцепляющие рычаги взаимодействовать с выжимным подшипником 22 (не показано). Пружина 47 служит для возвращения вилки механизма сцепления в исходное состояние. На конструктивной схеме показан механизм сцепления и его привод в состоянии, когда оба ведомых диска разъединены с валом двигателя (нейтраль).

Механизм сцепления и его привод работают следующим образом.

При отсутствии давления в полостях рабочего гидроцилиндра 26 диафрагменная пружина 17 зажимает ведомый диск 6 между нажимным диском 12 и опорным диском 2, при этом благодаря жесткой связи нажимных дисков 11 и 12 нажимной диск 11 отводится от опорного диска 2, обеспечивая зазоры между ведомым диском 5 и поверхностями нажимного 11 и опорного 2 дисков, поскольку усилие пружины 14 значительно меньше усилия пружины 17. При нажатии на педаль 45 возрастает давление в полости 28 рабочего гидроциликлра 26, в результате чего поршень 30 перемещается до упора в кольцо 32, перемещая тем самым через упорное кольцо 31 шток 25. Поскольку давление в полости 28 действует на пор1пни 29 и 30, перемещая их в противоположных направлениях, а площади их различны, то это обеспечивает фиксированное положение штока 25. В этом положении штока 25 выжимной подшипник 22 через вилку 24 получает ограниченное и стабильное перемещение, при котором, воздействуя на внутреннюю центральную часть диафрагменной пружины 17, он отводит ее внешнюю периферийную часть от нажимного диска ,12 на такую величину, при которой жестко связанные нажимные диски 11 и 12 перемещаются под действием пружины 14 на величину, при которой обеспечиваются зазоры между поверхностями ведомых дисков 5 и 6 и поверхностями нажимных дисков 11 и 12 и поверхностями 3 и 4 опорного 2 диска. Механизм сцепления выжат (нейтраль). При медленном отпускании педали 45 сцепления, т.е. при падении давления в полости 28, происходит плавное замыкание ведомого диска 6

между нажимными 12 и опорными 2 дисками под действием пружины 17, которая обеспечивает необходимое усилие сжатия с учетом противодавления пружины 14. Таким образом, процесс трогания обеспечивается 5 сцеплением через его ведомый диск 6 и первичный вал 10 коробки передач. В положении включения ведомого диска 6 канал 40 частично перекрыт торцом 39 проточки 36 порщня 29.

0 В процессе переключения коробки передач поток мощности должен переходить с одного ведомого диска на другой и обратно. При подаче давления по гидролинии 41 (от системы управления переключением коробки передач) в канал 40 гидроцилиндра 26 рабочая жидкость через проточку 36 порщня 29 и отверстия 37 поступает в полость 27 и создает в ней небольшое давление, которое, действуя на торец поршня 29, перемещает его, сжимая пружину 33, на величину

0 зазора 34 до упора в торец штока 25. Тем самым полностью открывается канал 40, и в полости 27 быстро поднимается давление рабочей жидкости. В результате этого поршень 29 со штоком 25 быстро перемец1аются на такую величину, что, воздействуя через

5 вилку 24 и выжимной подшипник 22 на диафрагменную пружину 17, отводят ее от нажимного диска 12. Пружина 17 более не действует на нажимной диск 12 и поэтому пружина 14 прижимает нажимной диск 11 и ведомый диск 5 к опорному диску 2. Переключение происходит очень быстро, практически без разрыва потока, , а плавность переключения обеспечивается тем,-что в конце хода штока 25, когда выбираются зазоры между ведомым диском 5, нажимным

11 и поверхностью 3 опорного диска 2, поршень 29 находится в положении, когда торец 38 проточки 36 начинает перекрыватьканал 40. Поэтому дальнейший ход щтока 25 на окончательный отвод пружины 17 при создании нажимного усилия пружиной 14 в

0 связи с дросселированием жидкости в канале 40 постепенно замедляется, что обеспечивает постепенное нарастание усилия сжатия пружины 14 и плавность включения. Мощность передается через ведомый диск 5

5 и первичный вал 9. При снятии давления в канале 40 гидроцилиндра 26 падает давление в проточке 36 и полости 27. Поэтому пружина 33 отводит поршень 29 от торца штока на величину зазора 34 и тем самым полностью открывается канал 40, обеспечивая свободный слив жидкости из полости 27 через каналы отверстия 37. Поэтому поршень 29 со штоком 25 быстро отводится пружиной 47 в исходное положение на сжатие пружиной 17 ведомого диска 6 между нажимным диском 12 и опорным диском

2 и отвод нажимного диска 11 с пружиной 14 от ведомого диска 5. Переключение происходит так же быстро, практически без

1. МЕХАНИЗМ СЦЕПЛЕНИЯ С ЕГО ПРИВОДОМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕСЕЛЕКТИВНОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ АВТОМОБИЛЯ, содержащий соединенный с валом двигателя ведущий элемент с двумя опорными поверхностями, два ведомых диска, соединенных с двумя первичными валами коробки передач, два подвижно соединенных с ведущим элементом нажимных диска с нажимными пружинами, выжимной подщипник, вилку и рабочий цилиндр, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции механизма сцепления и его привода, нажимные диски жестко связаны между собой, а нажимные пружины установлены во встречном направлении и выполнены различной жесткости, шток рабочего цилиндра, связанный через вилку и выжимной подщипник с одной из пружин, выполнен с двумя порщнями разного диаметра, образующими между собой и с корпусом рабочего цилиндра две рабочие полости, входные каналы которых соединены с гидролиниями управления сцеплением и переключением ступеней коробки передач, причем порщень больщего диаметра установлен на щтоке подвижно с возможностью ограниченного перемещения по щтоку и в корпусе рабочего цилиндра. 2. Механизм сцепления с его приводом по п. 1, отличающийся тем, что для повыщения быстродействия и плавности переключения передач, порщень меньщего диаметра подпружинен относительно щтока с ограничением хода на величину, пропорциональную I деформации нажимной пружины при создании нажимного усилия, на поршне вы(Л полнена кольцевая проточка, с которой сопряжен входной канал корпуса рабочего цилиндра, соединенный с гидролинией управления переключением ступеней коробки передач, а упомянутая кольцевая проточка на порщне соединена отверстиями на его торце с полостью между торцами поршня и корпуса рабочего цилиндра. сд сд 4; 4