ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
GEARBOX PNEUMOELECTRIC DRIVE

Изобретение относится к автомобилестроению, к приводам переключения передач в механических ступенчатых коробках передач транспортных средств.
Известен механизм автоматизированного переключения передач в механической ступенчатой коробке передач [патент РФ на изобретение №2015936]. Механизм содержит выполненные перекрестно в одном корпусе цилиндр включения передач и размещенный выше последнего цилиндр выбора передач. Штоки цилиндров соединены вне рабочих полостей с рычагом переключения передач, имеющим ось качания, совпадающую с осью цилиндра включения передач. Один конец рычага выполнен в виде хвостовика со сферическими рабочими поверхностями с возможностью соединения с одним из штоков коробки передач, а другой подвижно соединен с осью-штоком цилиндра выбора передач. На штоке цилиндра выбора передач выполнена зубчатая рейка, соединенная с рычагом посредством зубчатого венца.
Известный механизм является приводом, предназначенным для управления переключением передач в коробках с трехштоковым механизмом переключения передач. Конструкция привода не позволяет использовать его на коробках передач с большим числом штоков.
Известна также электропневматическая система управления коробкой передач [Руководство по технической эксплуатации СВИТ.421447.002РЭ. http://www.remkam.ru]. Система содержит выполненные перекрестно в одном корпусе цилиндр включения передач и размещенный выше последнего цилиндр выбора передач. Штоки цилиндров соединены вне рабочих полостей с рычагом переключения передач. Верхний конец рычага жестко соединен со штоком включения передач с возможностью качания относительно оси штока и подвижно соединен с осью-штоком цилиндра выбора передач посредством зубчатого зацепления с возможностью фиксированных остановок оси-штока по заданной программе на позициях включения передач или нейтрали. Нижний конец рычага выполнен в виде хвостовика, имеющего возможность скользящего соединения с одним из штоков коробки передач
Система предназначена для обеспечения дистанционного переключения передач в коробках передач автомобилей с силовым агрегатом КамАЗ. Во всех модификациях упомянутых коробок передач применяется трехштоковый механизм переключения передач. Соответственно, рассматриваемая электропневматическая система обеспечивает включение тех передач, на которые рассчитан трехштоковый механизм переключения, а именно: положения нейтрали и шести фиксированных положений включенных передач - пяти передач для движения вперед и одной передачи заднего хода. Водитель переключает передачи с помощью рукоятки, перемещая ее в нужное положение. При установке рукоятки в положение, соответствующее выбранной передаче, срабатывают датчики Холла, от которых сигнал поступает на ключи, управляющие по заданному алгоритму электропневматическими клапанами. Клапаны подают воздух в соответствующие пневмоцилиндры, происходит включение выбранной передачи.
Применение вышеописанной системы ограничено тем, что она может использоваться для управления переключением передач только на коробках передач с трехштоковым механизмом переключения, а на коробках с четырехштоковым механизмом ее применение невозможно.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в усовершенствовании конструкции электропневматического привода переключения передач, позволяющем расширить его функциональные возможности.
Технический результат заключается в увеличении модельного ряда коробок передач, включающего коробки с трех- и четырехштоковыми механизмами переключения передач, и соответствующем увеличении общего количества коробок, на которых может применяться заявляемое устройство.
Технический результат достигается электропневматическим приводом коробки передач, содержащим электропневматический исполнительный механизм. В исполнительный механизм входят два трехпозиционных пневмоцилиндра для выбора и включения передач, выполненных перекрестно в одном корпусе, управляемых нормально закрытыми электромагнитными пневматическими клапанами. Штоки цилиндров соединены вне рабочих полостей с рычагом переключения передач. Верхний конец рычага жестко соединен со штоком цилиндра включения передач с возможностью качания относительно оси штока и подвижно соединен с осью-штоком цилиндра выбора передач посредством зубчатого зацепления с возможностью фиксированных остановок оси-штока по заданной программе на позициях включения передач или нейтрали. Нижний конец рычага выполнен в виде хвостовика, имеющего возможность скользящего соединения с одним из штоков коробки передач.
Новое заключается в том, что цилиндр выбора передач, содержащийся в приводе трехштокового механизма переключения передач, снабжен управляемым упором для его оси-штока. Упор выполнен в виде двухпозиционного пневмоцилиндра и соединен с цилиндром выбора передач так, что оси обоих цилиндров параллельны. Двухпозиционный пневмоцилиндр может быть соединен с цилиндром выбора передач соосно.
На чертежах представлен заявляемый электропневматический привод.
Фиг.1 - установка управляемого упора на пневмоцилиндр выбора передач.
Фиг.2 - прототип заявляемого привода.
Рычаг переключения передач 1 жестко соединен со штоком 2 цилиндра включения передач и подвижно соединен с осью-штоком 3 цилиндра выбора передач 4 посредством зубчатого зацепления. Цилиндр выбора передач 4 соединен с управляемым упором 5. Упор 5 выполнен в виде двухпозиционного пневмоцилиндра с поршнем 6, который может занимать положения I и II. В рассматриваемом примере упор 5 соединен с цилиндром 4 соосно.
Устройство работает следующим образом.
При выборе передач ось-шток 3 смещается влево или вправо на заданную величину. Перемещения штока 3 задает электронный блок управления, по командам от которого срабатывают соответствующие электропневмоклапаны (на чертеже не показаны), подающие сжатый воздух в рабочие полости пневмоцилиндров. Соответственно перемещениям оси-штока 3 рычаг 1 отклоняется на определенный угол и его нижний конец - хвостовик 7 занимает одно из положений - а, b, с или d.
Для взаимодействия хвостовика 7 со штоками трехштокового механизма переключения передач рычаг 2 отклоняется осью-штоком 3 в одну из трех позиций, которые соответствуют положениям b, с или d хвостовика 7. Отклонение хвостовика 7 в положение b происходит в результате перемещения оси-штока 3 вправо до упора в поршень 6, находящийся в положении I. Поршень 6 приходит в положение I благодаря команде от электронного блока управления на открытие соответствующего электропневмоклапана и заполнению сжатым воздухом полости А. Таким образом осуществляется выбор передач в коробке с трехштоковым механизмом переключения передач.
В случае установки заявляемого электропневматического привода на коробку передач с четырехштоковым механизмом переключения все перемещения элементов привода происходят аналогично вышеописанному процессу выбора передач, происходящему в коробке с трехштоковым механизмом. Для взаимодействия хвостовика 7 с четвертым штоком его необходимо выставить в положение а. В этом случае ось-шток 3 смещается вправо дальше благодаря тому, что из полости А сбрасывается сжатый воздух и поршень 6 уходит в крайнее правое положение II, не препятствуя смещению оси-штока 3 вправо.
В прототипе (фиг.2) ось-шток 3 и, соответственно, хвостовик 7 рычага 2 могут занимать только три положения для взаимодействия с тремя штоками механизма переключения передач - среднее и симметрично два крайних.
Таким образом, благодаря наличию управляемого упора 5 заявляемый электропневматический привод коробки передач приобрел универсальные свойства, может использоваться на коробках передач с трехштоковыми и четырехштоковыми механизмами переключения передач.
Опытные образцы устройства проверены в эксплуатации, в результате подтвердились надежность и универсальность привода.