Результат интеллектуальной деятельности: МЕХАНИЗМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях колесных транспортных средств.

Известен механизм переключения передач раздаточной коробки, содержащий пневматическую камеру, имеющую поршень, закрепленный на подпружиненном штоке, вилки переключения низшей и высшей передач, установленные и закрепленные винтами на штоке. Рабочие поверхности вилок взаимодействуют с зубчатыми муфтами, установленными на разных валах (см. патент РФ №2297338, МПК В60К 17/346, опубл. 20.04.2007).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является двухступенчатая раздаточная коробка, в которой механизм переключения передач содержит пневмоцилиндр, закрепленный на картере раздаточной коробки, подвижный шток с закрепленным на нем поршнем, возвратную пружину, выводящую механизм в нейтральное положение, вилку переключения передач, закрепленную на штоке при помощи стопорного болта, два регулировочных болта, посредством которых производится регулировка хода штока в обоих направлениях, и электрический датчик включения низшей передачи (см. патент РФ №100163, МПК F16H 57/02, F16H 57/04, опубл. 10.12.2010).

Известные механизмы переключения передач имеют недостаточную надежность при эксплуатации и недостаточную долговечность конструкции, обусловленные необходимостью поддержания постоянного давления воздуха при работе раздаточной коробки, чтобы преодолеть сопротивление возвратной пружины, что приводит к уменьшению срока службы деталей механизма переключения и раздаточной коробки в целом, а также невозможностью однозначного определения положения штока и его фиксации при переключении передач.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности и долговечности механизма переключения передач при его эксплуатации.

Для решения поставленной задачи в механизме переключения передач, содержащем пневмоцилиндр, шток, на одном конце которого установлен поршень, а на другом выполнена лыска для взаимодействия с датчиком включения передач, вилку переключения передач, зафиксированную на штоке, пневмоцилиндр установлен в корпусе, выполненном за одно целое с крышкой раздаточной коробки, картер которой выполнен с хвостовиком, в отверстии которого установлен конец штока с лыской, при этом в хвостовике установлены подпружиненный фиксатор и датчик нейтрального положения штока, взаимодействующие соответственно с канавками и углублениями, выполненными на штоке, внутренняя полость пневмоцилиндра выполнена ступенчатой, а на поршне штока установлен второй поршень, причем оба поршня выполнены с фланцами, с соотношением диаметров d₁>d₃, а d₃>d₂, где d₁ - диаметр фланца второго поршня; d₃ - диаметр фланца первого поршня; d₂ - наружный диаметр первого поршня, кроме того, на корпусе пневмоцилиндра закреплена крышка, при этом в крышке и в корпусе выполнены резьбовые отверстия для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра, а отверстие в хвостовике закрыто пробкой.

Вилка переключения передач может быть зафиксирована на штоке посредством двойного разрезного штифта, а в штоке со стороны пробки может быть выполнено резьбовое отверстие.

Установка пневмоцилипдра в корпусе, выполненном за одно целое с крышкой раздаточной коробки, позволяет предохранить пневмоцилиндр от поломок, а выполнение картера с хвостовиком, в отверстии которого установлен конец штока с лыской, позволяет обеспечить установку фиксатора и датчиков, взаимодействующих со штоком и обеспечивающих стабильную работу механизма переключения передач. В совокупности данные признаки направлены на достижение указанного технического результата, а именно повышение надежности и долговечности механизма переключения передач при его эксплуатации.

Наличие в хвостовике подпружиненного фиксатора, взаимодействующего с канавками, выполненными на штоке, позволяет фиксировать шток во всех трех положениях (нейтральном, высшей и низшей передач) и предотвратить его самовыключение, а наличие датчика нейтрального положения штока в совокупности с датчиком высшей передачи, взаимодействующих с углублениями, выполненными на штоке, позволяет получить информацию о включенной передаче в механизме, при этом если оба датчика не подают сигнал, это свидетельствует о том, что включена низшая передача. В совокупности указанные признаки позволяют повысить надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

Отличительные признаки, заключающиеся в том, что внутренняя полость пневмоцилиндра выполнена ступенчатой, а на поршне штока установлен второй поршень, причем оба поршня выполнены с фланцами, с соотношением диаметров d₁>d₃, а d₃>d₂, где d₁ - диаметр фланца второго поршня; d₃ - диаметр фланца первого поршня; d₂ - наружный диаметр первого поршня, позволяют обеспечить нейтральное положение штока с образованием двух полостей в пневмоцилиндре без применения возвратной пружины (как в прототипе), при этом исключается необходимость поддержания постоянного давления воздуха для преодоления сопротивления возвратной пружины при работе раздаточной коробки, в результате чего меньше изнашиваются детали механизма переключения передач и раздаточной коробки в целом и, как следствие, повышается надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

Наличие в корпусе и в закрепленной на корпусе крышке резьбовых отверстий для подвода воздуха в полости пневмоцилиндра, наличие пробки, закрывающей отверстие в хвостовике, а также фиксация вилки переключения передач на штоке посредством двойного разрезного штифта позволяют обеспечить стабильную и надежную работу механизма переключения передач, кроме того, наличие пробки, закрывающей отверстие в хвостовике, позволяет обеспечить возможность аварийного принудительного переключения передач в случае отсутствия воздуха в пневмосистеме, а наличие в штоке со стороны пробки резьбового отверстия позволяет получить дополнительный технический результат, заключающийся в удобстве ручного переключения передач при отсутствии воздуха в пневмосистеме. В совокупности указанные признаки позволяют повысить надежность и долговечность конструкции при эксплуатации.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что заявляемое техническое решение имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат, следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен механизм переключения передач раздаточной коробки, в исходном положении, в разрезе;

на фиг.2 показан конец штока с резьбовым отверстием для ручного переключения передач.

Механизм переключения передач раздаточной коробки содержит корпус 1, который выполнен за одно целое с крышкой картера раздаточной коробки и закреплен на картере 2. На корпусе 1 закреплена крышка 3 посредством болтов 4. В корпусе 1 установлен пневмоцилиндр 5, внутренняя полость которого выполнена ступенчатой. Картер 2 выполнен с хвостовиком 6. В направляющих отверстиях корпуса 1 и картера 2 установлен шток 7, имеющий направляющую втулку 8.

На одном конце штока 7 при помощи болта 9 закреплен поршень 10 высшей передачи, на котором установлен второй поршень 11 низшей передачи. Поршни 10 и 11 выполнены с фланцами с соотношением диаметров d₁>d₃, а d₃>d₂, где d₁ - диаметр фланца поршня 11; d₃ - диаметр фланца поршня 10; d₂ - наружный диаметр поршня 10.

Другой конец штока 7 расположен в хвостовике 6, в котором установлены подпружиненный фиксатор 12, закрытый крышкой 13, датчик 14 нейтрального положения штока и датчик 15 высшей передачи.

Для взаимодействия с фиксатором 12 в штоке выполнены три канавки 16, средняя из которых предназначена для фиксации штока в нейтральном положении, правая канавка для фиксации низшей передачи, а левая - высшей передачи, при этом расстояние между осями канавок соответствует ходу штока.

На штоке 7 выполнены углубления 17 и лыска 18, необходимые для работы соответственно датчика 14 нейтрального положения и датчика 15 высшей передачи, предназначенных для однозначного определения положения штока 7.

В крышке 3 выполнено резьбовое отверстие 19 для подвода воздуха от пневмосистемы автомобиля в полость 20 пневмонилиндра 5, а для подвода воздуха в полость 21 выполнены резьбовое отверстие 22 в корпусе 1 и отверстие 23 в пневмоцилиндре 5.

В центральной части штока 7 установлена вилка 24 переключения передач, закрепленная на штоке 7 при помощи двойного разрезного штифта 25.

Отверстие в хвостовике 6 закрыто пробкой 26, а на конце штока 7 может быть выполнено резьбовое отверстие 27.

Работа механизма переключения передач осуществляется следующим образом.

В исходном положении механизма (см. фиг.1) в раздаточной коробке включена так называемая «нейтраль». При этом вилка 24 переключения передач находится в среднем положении, фиксатор 12 упирается в среднюю канавку 16, а датчик 14 сигнализирует о включении нейтрального положения штока 7.

При подаче воздуха через отверстия 22 и 23 в полость 21 пневмоцилиндра 5 поршень 10 высшей передачи совместно с поршнем 11 низшей передачи перемещает шток 7 в крайнее левое положение, при этом фиксатор 12 перемещается в правую канавку 16, фиксируя это положение штока 7. В раздаточной коробке включена низшая передача. В этом случае никаких сигналов от датчиков не поступает.

При подаче воздуха через отверстие 19 в полость 20 поршень 10 перемещает шток 7 в крайнее правое положение, а фиксатор 12 перемещается в левую канавку 16. В раздаточной коробке включена высшая передача. При этом датчик 15 сигнализирует о включении высшей передачи.

Для включения нейтрали необходимо подать воздух в отверстия 19 и 22 одновременно. Так как d₁>d₃, то поршень 11 низшей передачи занимает правое крайнее положение, упираясь фланцем в ступень внутренней полости пневмоцилиндра 5, а вследствие того что d₃>d₂, поршень 10 высшей передачи занимает промежуточное положение, упираясь фланцем в поршень 11, при этом фиксатор 12 перемещается в среднюю канавку 16, а датчик 14 сигнализирует о включении нейтрального положения штока 7.

В случае отсутствия воздуха в пневмосистеме необходимо выкрутить пробку 26 и нажатием на шток 7 переместить его влево, а для перемещения штока 7 вправо нужно воспользоваться отверстием 19.

Для более удобного ручного переключения передачи (при отсутствии воздуха в пневмосистеме) необходимо выкрутить пробку 26, ввернуть в отверстие 27 длинный болт и с его помощью переместить шток 7 в нужное положение.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и долговечность механизма переключения передач при его эксплуатации.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.