МЕХАНИЗМ ВЫБОРА ПЕРЕДАЧ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ КОРОБКИ

Механизм выбора передач для механической коробки
Настоящее изобретение относится к изделиям машиностроения, точнее, к устройствам управления коробкой передач транспортного средства.
Известен механизм автоматизированного переключения передач в механической ступенчатой коробке передач (патент RU № 2192973). Данный механизм содержит установленные с перекрещивающимися под прямым углом осями шток включения передач и шток выбора передач, пневмополости с закрепленными на концах штоков диафрагмами. Штоки в средней части соединены с симметрично расположенным относительно штоков рычагом, при этом рычаг на штоке выбора передач установлен с возможностью поворота на необходимый угол вдоль оси штока включения передач. Возврат в нейтральное положение механизма обеспечивается при помощи пружин. Механизм выбора в данной конструкции является трехпозиционным, в качестве силового поршня используется диафрагма, кроме того, он выполнен в одном корпусе с механизмом включения передач.
К недостатку данной конструкции можно отнести невозможность использования данной схемы для выбора четырех положений.
Также известен исполнительный механизм пневматического управления коробкой передач (патент RU № 39861). Данный механизм представляет собой трехпозиционный пневмоцилиндр внутри которого установлен шток с поршнем, на котором в свою очередь смонтирован поршень-наездник с кольцами из фрикционного материала. Перевод штока в крайнее правое положение осуществляется путем подачи сжатого воздуха в область слева от поршня, а перевод в крайнее левое положение осуществляется путем подачи сжатого воздуха в область справа от поршня. Среднее положение штока обеспечивается за счет поршня-наездника с кольцами. Шток пневмоцилиндра связан с рычагом выбора и включения передач. В механизме предусмотрено вращения штока механизма выбора передач вокруг собственной оси для осуществления включения передач посредством поворота штока.
Недостатком данного механизма является, что он не позволяет обеспечить схему выбора четырех положений.
В качестве прототипа был выбран наиболее близкий к предлагаемой конструкции механизм выбора передач в электропневматическом приводе коробки передач (патент RU № 2486072). Электропневматический исполнительный механизм содержит два пневмоцилиндра для выбора и включения передач. Пневмоцилиндры выполнены перекрестно в одном корпусе и управляются нормально закрытыми электромагнитными пневматическими клапанами. Штоки цилиндров соединены вне рабочих полостей с рычагом переключения передач. В данной конструкции механизм выбора может работать в режиме четырехпозиционного, в котором используется дополнительный пневматический цилиндр - упор. Воздействия от штока выбора передач к рычагу выбора передач осуществляется посредством зубчатой передачи.
Одним из недостатков данного устройства является то, что в случае аварийной ситуации, при которой отсутствует возможность подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндры шток остается в последнем рабочем положении, которое может не соответствовать положению передачи для трогания транспортного средства с места. В этом случае транспортное средство теряет возможность начать движение. Кроме того, что шток поршня может остаться в промежуточном положении исключающим возможность включения какой-либо передачи.
Кроме того, для коробок передач, в которых по конструктивным соображениям разнесены механизмы выбора и включения передач, например, в случае автоматизации механических ступенчатых коробок передач с дистанционным управлением, данный электропневматический привод использовать затруднительно, так как его конструкция подразумевает исполнение механизмов выбора и включения в одном корпусе. Более того, конструкция с единым корпусом механизмов конструктивно и технологически сложнее, по сравнению с разнесенными корпусами, и поэтому дороже.
Решаемой задачей является повышение надежности конструкции механизма выбора передач, а также расширения диапазона механических коробок передач для автоматизации.
Технический результат заключается в использовании конструкции четырехпозиционного пневмоцилиндра с фиксатором первоначального положения пружинного типа для механизма выбора передач, а также использование микропереключателей для регистрации положения штока цилиндра.
Технический результат достигается использованием механизма выбора передач для механической коробки, который состоит из пневмоцилиндра управляемого нормально закрытыми электромагнитными пневматическими клапанами. Шток цилиндра соединен вне рабочей полости с рычагом переключения передач, а сам цилиндр снабжен управляемым упором для его оси штока. Упор штока выполнен в виде двухпозиционного поршня.
Отличие заключается в том, что упор расположен со штоком цилиндра в одном пневмоцилиндре.  На штоке цилиндра выполнен один продольный паз, в который входит фиксатор, закрепленный на корпусе. Данный фиксатор исключает поворот штока цилиндра вокруг своей оси. Также на штоке выполнены четыре поперечных паза, которые при перемещении штока цилиндра воздействуют соответственно на четыре микропереключателя, закрепленные на корпусе пружины. Корпус пружины расположен соосно пневмоцилиндру.
Конструкция механизма представлена на фиг. 1.
Принципиальная схема механизма выбора передач для механической коробки представлена на фиг.2.
На фиг. 3 изображен боковой вид механизма выбора передач для механической коробки.
Механизм состоит из пневмоцилиндра 1 в котором размещены шток цилиндра 2 с поршнем 3, упор 4 с поршнем 5. К пневмоцилиндру 1 соосно прикреплен корпус 6 пружины 7, которая фиксируется на штоке цилиндра 2 при помощи чашек 8 между выступом 9 и стопорным кольцом 10. Выходной конец штока цилиндра 2 крепится к рычагу переключения передач 11. На пневмоцилиндре 1 установлены электромагнитные клапаны 12, 13, 14 которые, через каналы 15, 16, 17 подключены к ресиверу со сжатым воздухом 18. На корпусе 6 установлены микропереключатели 19, 20, 21, 22 каждый из которых регистрирует одно из четырех положений штока цилиндра 2, посредством воздействия выточек 23, 24, 25, 26 на штоке цилиндра 2 однозначно соответствующих одному из четырех положений рычага переключения передач 11. На штоке цилиндра 2 также выполнен продольный паз 27, в который помещен фиксатор 28, закрепленный на корпусе 6 исключающий поворот штока цилиндра 2 вокруг своей оси.
Первоначальное положение штока цилиндра 2 обеспечивается при помощи пружины 7, которая через чашки 8 удерживаемых стопорным кольцом 10 с одной стороны и выступом 9 штока цилиндра 2 фиксируется в полости пневмоцилиндра 1 в первоначальном положении, данное положение устанавливается за счет упругой силы пружины 7 в случае, когда на электромагнитные клапаны 12, 13, 14 не подается напряжение. В данном положении выточка 23 на штоке цилиндра 2 воздействует на микропереключатель 19, который регистрирует первое положение штока цилиндра. Для установки штока цилиндра 2 во второе положение подается напряжение на электромагнитный клапана 14, который через канал 17 подает сжатый воздух из ресивера 18 в полость 29 перемещая поршень 3 со штоком цилиндра 2 влево, одновременно с этим подается напряжение на электромагнитный клапан 12, который через канал 15 подает сжатый воздух из ресивера 18 в полость 30, тем самым перемещая упор 4 с поршнем 5 вправо. Таким образом, упор 4 не позволяет поршню 3 переместиться в крайнее левое положение полости 31 при этом шток цилиндра 2 устанавливается во второе положение. В данном положении выточка 24 на штоке цилиндра 2 воздействует на микропереключатели 20, который регистрирует второе положение штока цилиндра. Для установки штока цилиндра 2 в третье положение необходимо отключить напряжение от электромагнитного клапана 12, в этом случае сжатый воздух из полости 30 стравливается в атмосферу через электромагнитный клапан 12, при этом электромагнитный клапан 14 остается под напряжением, таким образом, поршень 5 с упором 4 перемещаются в крайнее левое положение полости 30 позволяя поршню 3 со штоком цилиндра 2 сместиться влево, переводя шток цилиндра 2 в третье положение. В данном положении выточка 25 на штоке цилиндра 2 воздействует на микропереключатели 21, который регистрирует третье положение штока цилиндра. Для установки штока цилиндра в четвертое положение от электромагнитного клапана 14 отключается напряжение и подается напряжение на электромагнитные клапаны 12 и 13, которые подают сжатый воздух из ресивера 18 через каналы 15 и 16 в полости 30 и 31 соответственно, перемещая поршень 3 со штоком цилиндра 2  и поршень 5 с упором 4 в крайнее правое положение, тем самым переводя шток цилиндра 2 в четвёртое положение. В данном положении выточка 26 на штоке цилиндра 2 воздействует на микропереключатели 22, который регистрирует четвертое положение штока цилиндра.