Привод управления коробкой передач транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к автомобильным коробкам передач с дистанционным приводом управления, имеющим блокирующее устройство против ошибочного включения передачи заднего хода. Сущность изобретения: привод управления коробкой передач транспортного средства содержит рычажный механизм с блокируемым включением передачи заднего хода элементом, установленный в упругой опоре и подпружиненный с возможностью утапливания, жесткую перемычку, размещенную под упругой опорой, соединенную с полом транспортного средства элементами крепления и образующую с полом полость для размещения упругой опоры, установленный на полу блокирующий включение передачи заднего хода элемент с упорной поверхностью, наклоненной к рычажному механизму по ходу утапливания во взаимодействии с ответной поверхностью на блокируемом включение передачи заднего хода элементе, и фиксатор конца хода утапливания рычажного механизма в виде выступа, установленного под блокирующим включение передачи заднего хода элементом, образующим паз под блокируемый включение передачи заднего хода элемент. На жесткой перемычке со стороны, противоположной основному блокирующему включение передачи заднего хода элементу, выполнен дополнительный блокирующей включение передачи заднего хода элемент, а на упругой опоре соответственно - дополнительный блокируемый включение передачи заднего хода элемент. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к автомобильным коробкам передач с дистанционным приводом управления, имеющим блокирующее устройство против ошибочного включения заднего хода.

Известна конструкция привода управления переключением передач с блокировкой включения заднего хода [1] В такой конструкции включение задней передачи невозможно без предварительного подъема собачки на рычаге переключения, осуществляемого водителем.

К недостаткам такого устройства относится сложность привода "собачка-тросик" (тяга), идущий от рукоятки к собачке через весь рычаг, а иногда внутри рычага, для чего он обязательно должен быть трубчатым. А если приводные элементы располагаются не внутри, а снаружи рычага, то требуется их декоративное оформление, так как они вместе с рычагом находятся в салоне автомобиля.

Известны другие конструкции приводов управления, в которых разблокирование для включения передачи заднего хода осуществляется путем притапливания рычага внутри корпуса и освобождения блокирующих выступов на рычаге и на любом жестком блокирующем элементе. Блокирующие выступы контактируют на линии раздела передач переднего и заднего хода. Выбор и включение передачи заднего хода можно осуществить только выведя из контакта боковые поверхности выступов, что и достигается притапливанием рычага. При этом блокирующий элемент и рычаг с принадлежащим ему выступом размещены в одном корпусе, закрепленном на жестком основании, например на полу кузова. Такие конструкции нашли широкое применение на автомобилях моделей "Golf", "Passat", "Sinohoro", "Сorrado" фирмы Volkswagen [2,3 и 4] Эти конструкции проще по устройству, чем описанные выше с собачкой. К их недостаткам следует отнести размещение блокирующего элемента и рычага управления в одном корпусе. В случае установки этого корпуса на эластичных элементах, что широко распространено в приводах управления с реактивной тягой, при срабатывании блокировки, когда упор на рычаге с усилием прижимается к блокирующему элементу, в месте контакта создается точка опоры, вокруг которой происходит перемещение рычага вместе с корпусом. Это перемещение тем больше, чем выше эластичность элемента (высокая эластичность необходима для лучшей виброизоляции и свободных колебаний рычага вместе с реактивной тягой) и чем меньше жесткость взаимодействующих блокирующих элементов, или упругая закрутка привода носит нежелательный характер, так как передается на исполнительные элементы механизма переключения внутри коробки передач и вызывает их смещение от нужного положения, соответствующего определенной лини включения передач. В итоге снижаются точность и четкость процесса переключения.

Наиболее близким аналогом к изобретению является конструкция привода [5] состоящая из рычага управления, шарнирно связанного с тягой управления и установленного на реактивной тяге, которая элементами крепления через подпружиненный упругий элемент связана с полом кузова, причем элементы крепления соединены жесткой перемычкой. Соединенная с рычагом реактивная тяга имеет упор, контактирующий с блокирующим элементом, жестко закрепленным на полу кузова на линии раздела передач переднего и заднего хода. Включение передачи заднего хода возможно только после предварительного притапливания рычага, чем блокирующие элементы выводятся из контакта.

К достоинствам конструкции относится то, что при блокировке включения передачи заднего хода (упоре выступа в блокирующий элемент) упругая деформация реактивной тяги (из-за наличия упругого элемента) и связанного с ней рычага не сопровождается такой же деформацией жестко установленного на кузове блокирующего элемента, что снижает паразитную закрутку в системе управления и повышает точность переключения. Этому же способствует наличие жесткой перемычки, стягивающей элементы крепления упругого элемента к полу кузова и снижающей упругие деформации пола при восприятии реакции от усилий выбора передач в момент упора блокирующих элементов друг в друга. Из-за значительных размеров отверстия под реактивную тягу, выполненного в полу кузова, ослабление жесткости пола в зоне рычага может быть значительным.

К недостаткам конструкции следует отнести отсутствие четких ограничителей по притапливанию рычага (наличие упругого элемента), что в условиях повышенной податливости системы в вертикальном направлении (направлении притапливания) ухудшает четкость восприятия действий, совершаемых водителем. Субъективно возможны недопритапливание рычага или неполная разблокировка передачи заднего хода, излишнее приложение усилия, что вызывает рост сопротивления пружин механизма включения. Все это приводит к затруднениям, снижению точности и четкости при включении передачи заднего хода. К тому же при малых перекрытиях блокирующих элементов в вертикальном направлении (разброс допусков в связи с наличием упругого элемента может быть значительным), износах контактирующих поверхностей блокировки, особенно при быстром и резком характере процесса включения, возможны проскакивание блокирующих элементов друг под другом и непроизвольное включение передачи заднего хода вместо передачи переднего хода. Это связано с тем, что усилие выбора, прилагаемого водителем к верхней части рычага, в месте упора блокирующих элементов из-за соотношения плеч достигает большого значения. Учитывая вертикальную податливость системы, неоптимальность формы взаимодействия блокирующих элементов и упомянутые малые или изношенные их перекрытия, можно получить в месте контакта упоров составляющую усилия, которая как бы затянет один выступ под другой. Вертикальная составляющая, направленная вниз, всегда присутствует при выборе передач из-за положения руки водителя на рычаге сверху. Этого недостатка можно избежать, если искусственно сделать значительным перекрытием блокирующих выступов. Но это приведет к повышенным усилиям притапливания, что неудобно эргономически.

Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности переключения передач.

Поставленная задача решается тем, что в известной конструкции привода управления переключением передач, содержащей рычажный механизм с блокируемым включением передачи заднего хода элементом, установленный в упругой опоре и подпружиненный с возможностью утапливания, жесткую перемычку, соединенную с полом транспортного средства элементами крепления и установленный на полу блокирующий включение передачи заднего хода элемент с упорной поверхностью во взаимодействии с ответной поверхностью на блокируемом включение передачи заднего хода элементе, и фиксатор конца хода утапливания рычажного механизма, жесткая перемычка размещена под упругой опорой, фиксатор конца хода утапливания рычажного механизма выполнен в виде выступа, установленного под блокирующим включение передачи заднего хода элементом, образующим паз под блокируемый включение передачи заднего хода элемент, при этом упорная поверхность блокирующего элемента наклонена к рычажному механизму по ходу утапливания. Кроме того, оси элементов крепления жесткой перемычки и центр опоры рычажного механизма расположены в плоскости выбора передач.

Кроме того, на жесткой перемычке со стороны, противоположной основному блокирующему включение передачи заднего хода элементу, выполнен дополнительный блокирующий включение передачи заднего хода элемент, а на упругой опоре дополнительный блокирующий включение передачи заднего хода элемент.

На основных блокирующем и блокируемом включение передачи заднего хода элементах выполнены расположенные во взаимодействии при включении передачи заднего хода зацепы.

Расположение жесткой перемычки под упругой опорой ограничивает перемещение рычажного механизма при приложении осевого усилия притапливания, что дает водителю более четкое ощущение окончания фазы притапливания. Наличие выступа на блокирующем элементе также повышает информативность обратной связи рычаг-водитель в процессе переключения. Все это повышает точность и четкость включения передачи заднего хода.

Наклон упорной поверхности блокирующего элемента к рычажному механизму по ходу утопливания образует осевую составляющую от взаимодействия с упором в момент выбора линии передачи, направленную вверх. Это составляющая предотвращает притапливание механизма при резких переключениях, когда водитель недостаточно хорошо контролирует усилия, прикладываемые к механизму и возможны случайные смещения рычажного механизма вниз.

На фиг.1 показан привод управления, вид в плане; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 работа привода управления; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг. 3.

Привод управления переключением передач транспортного средства состоит из рычага 1 управления (фиг.1), шарнирно связанного с тягой 2 управления через ось 3 (фиг.2) и установленного на реактивной тяге 4 с помощью сферического шарнира 5, подпружиненного пружиной 6 внутри обоймы 7 с возможностью осевого перемещения в ней. Реактивная тяга жестко болтами 8 соединена с наружной обоймой 9, завулканизированной в эластичный элемент 10 (фиг.1 и 2), который через элементы крепления болты 11 соединен с полом 12 кузова, имеющим отверстие для размещения в нем рычага 1 и тяги 2 управления. Болты 11 стянуты перемычкой 13, установленной под эластичным элементом 10 с зазором "а" относительно него (фиг.2). К полу кузова приварен кронштейн 14 с закрепленным на нем блокирующим элементом 15, имеющим окно, в которое имеет возможность входить упор 16 рычага, жестко установленный на оси 3. При выборе линии передач переднего хода (1п-2п по схеме, фиг.2) упорная поверхность блокирующего элемента контактирует с ответной упорной поверхностью упора рычага (фиг.3), не позволяя случайно перейти на линию заднего хода и ошибочно включить заднюю передачу. Упорная поверхность имеет наклон α, направленный против притапливания рычага. На блокирующем элементе имеется выступ 17, ограничивающий перемещение упора 16 и связанного с ним рычага 1 вниз (фиг.2 и 3). Кроме того, блокирующий элемент 15 и упор 16 рычага имеют зацепы 18 и 19 соответственно, взаимодействующие при включении передачи заднего хода. Перемычка 13 имеет окно, в которое входит отбортовка 20 наружной обоймы 9, размещенная в окне с зазором "б" в статическом положении.

Привод работает следующим образом.

Включение передач осуществляется продольным перемещением тяги 2, а предварительный их выбор поперечным ее вращением (на фиг.1,2 стрелками). Тяга 2 приводится в движение рычагом 1 и передает его перемещение на исполнительные механизмы внутри коробки передач (не показана). Реактивная тяга 4 соединена с силовым агрегатом (не показан) и через эластичный элемент 10 с рычагом 1, обеспечивая его свободные колебания вместе с силовым агрегатом. Колебания рычага 1 и тяги 2 происходят внутри отверстия, размеры которого довольно значительны для обеспечения колебаний, монтажных зазоров, функциональных перемещений тяги 2 и рычага 1 переключения передач. Конструкция и материал (чаще всего резина) эластичного элемента 10 таковы, что позволяют совершать тяге 4 и соединенным с ней обоймам 7 и 9 необходимые колебания. Эластичный элемент должен обладать высокой упругостью, которая необходима еще и для виброгашения.

При сборе передачи заднего хода рычаг 1 отклоняется водителем влево до контакта упора 16 и блокирующего элемента 15 по поверхностям, соответствующим линии раздела 1-2-й передач и передачи заднего хода (фиг.3). Этот контакт сигнализирует водителю об окончании фазы выбора 1-2-й передачи. Теперь для включения заднего хода водитель притапливает вниз рычаг 1 вдоль его оси. Рычаг перемещается за счет свободного хода шарнира 5 в обойме 7 до контакта ограничительного выступа 17 и упора 16 (фиг.3, положение I). При этом упор 16 становится напротив окна и при дальнейшем выборе передачи заднего хода проходит внутрь него (фиг.3, положение II). Дальнейшим продольным перемещением вперед рычага 1 беспрепятственно включается передача заднего хода, при этом упор перемещается в окне вдоль выступа (фиг.4, пунктир). Зацепы 18 и 19 имеют зазоры друг относительно друга (фиг.3, пунктир, фиг.4), что позволяет свободно выбирать и включать заднюю передачу. При включенной же задней передаче они перекрывают друг друга в плоскости выбора и препятствуют случайному боковому выбросу рычага, а также уменьшают боковой люфт рычага, что способствует повышению точности и надежности включения передач. Ограничение хода притапливания выступом 17 дает водителю четкое представление об окончании фазы притапливания и необходимости проводить дальнейшую манипуляцию выбор передачи заднего хода. Нейтрализуется нежелательная вертикальная податливость эластичного элемента 10, которая "смазывает" обратную связь от рычага к водителю об окончании фазы притапливания. Упор ощущается достаточно уверенно, поскольку выступ есть часть блокирующего элемента, жестко связанного через кронштейн 14 с полом 12 кузова. Таким образом повышается точность включения передачи заднего хода. Зацепы имеют перекрытие относительно друг друга "в" в вертикальной плоскости (фиг.4), которое не позволяет включить заднюю передачу в случае ошибочного недовыбора (отсутствие зазора "г", фиг. 4). Поскольку выступ 17 выполнен на том же блокирующем элементе, что и зацеп 18, величина этого перекрытия имеет очень маленький разброс по допускам и всегда стабильна: не зависит от вертикальных упругих перемещений рычага 1 вместе с упругими элементом 10, что было бы в случае отсутствия выступа.

Таким образом, исключается проскакивание зацепа 18 под зацепом 19 в случае маленьких перекрытий, усугубляющихся еще и износами в процессе эксплуатации, что исключает ошибочное включение передач при случайном недовыборе передачи заднего хода. Тем самым повышается надежность переключения передач.

В случае притапливания водителем рычага 1 из нейтрального положения без предварительного выбора до упора поверхностей блокирующего элемента и упора рычага ограничение хода притапливания происходит за счет упора шарнира 5 в дно обоймы 7 (фиг.3, пунктир). Затем выбирается зазор "а" между эластичным элементом 10 и перемычкой (фиг.3, пунктир), расположенной под ним и ограничивающей вертикальное перемещение последнего, поскольку перемычка жестко связана болтами с полом кузова. Зазор "а" выбирается минимально возможным, исходя из условий обеспечения его по технологическим допускам в исходном положении. Он необходим для уменьшения передачи вибраций от пола кузова через болты 11 и перемычку на обойму 7 и рычаг 1. После притапливания рычага и упора эластичного элемента 10 в перемычку рычаг с упором встает напротив окна 17 и при выборе передачи заднего хода проходит внутрь него (в положение II, фиг. 3). Дальнейший процесс включения передачи заднего хода аналогичен описанному выше. Таким образом, расположение перемычки под эластичным элементом, благодаря чему ограничивается его вертикальная податливость при притапливании, способствует более четкому ощущению водителем окончания фазы притапливания, что повышает точность переключения.

Выбор линии 1-2-й передач происходит до упора поверхностей блокирующего элемента и упора рычага друг в друга. Благодаря углу α наклона поверхности блокирующего элемента по отношению к вертикали образуется составляющая Р (фиг. 3), направленная против силы притапливания рычага, которая в случае малых перекрытий "д" упора 16 и блокирующего элемента 15 по допускам, при износе их в эксплуатации в процессе быстрых и резких переключений, когда водитель кратковременного непроизвольно придавливает рычаг 1 вниз с какой-то cилой Р (что позволяет сделать пружина 6 и эластичный элемент 10), предохраняет от случайных проваливаний рычага и попадания упора 16 в окно и тем самым от ошибочного включения заднего хода вместо I-й передачи. Угол α подбирается близким к наклону оси рычага при выборе 1-2-й передачи, чтобы не возникало ощутимых препятствий уже создательному притапливанию рычага водителем при включении передачи заднего хода.

Кронштейн с блокирующим элементом при упоре поверхностей блокирующего элемента и упора рычага является как бы опорой, вокруг которой происходит упругая закрутка рычага 1 с тягой 2. Она тем больше, чем ниже жесткость системы кронштейн под кузова упругий элемент. Такая закрутка нежелательна, поскольку поворот тяги сопровождается перемещением исполнительных элементов внутри коробки передач, что при больших упругих деформациях может вызвать переход этих элементов на линию заднего хода вместо линии 1-2-й передач и ошибочно включение передач. Целям снижения упругих деформаций служат перемычка, стягивающая элементы крепления эластичного элемента по обе стороны отверстия в полу кузова (повышается жесткость кузова в месте установки рычага); крепление кронштейна блокировки на полу кузова независимо от обоймы, в которую помещен рычаг, а также взаимодействие отбортовки 20, связанной через тягу и болты 8 с обоймой 9 (фиг.1) с краем окна перемычки. Дальнейшее перемещение обоймы 9 ограничено жестким упором отбортовки в перемычку. Тем самым ограничивается и упругая закрутка обоймы с помещенным в ней рычагом. Расположение центра сферического шарнира "0" и точек крепления эластичного элемента болтов 11 в плоскости выбора передач (плоскость А-А на фиг.1) также способствует повышению боковой жесткости эластичного элемента 10. Последний армируется ими в направлении восприятия реакций от усилий выбора.

Все перечисленные факторы способствуют повышению надежности переключения передач.

Выполнение упора 16 за одно целое с осью 3 (фиг.2) способствует повышению точности расположения упора относительно блокирующего элемента, так как ось является частью шарнирного звена рычага, которые, как правило, выполняются с высокой технологической точностью. Тем самым более стабильной становится величина перекрытия "д" упора и блокирующего элемента. Наличие зацепов на упоре и блокирующем элементе, взаимодействующих при включении передачи заднего хода, также способствует повышению точности и надежности переключения, так как препятствует боковому выбросу и большим люфтам рычага в положении включенной передачи заднего хода и ошибочному включению первой передачи вместо задней при случайном недовыборе заднего хода в уже притопленном положении рычага.

Формула изобретения

1. ПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий рычажный механизм с блокируемым включение передачи заднего хода элементом, установленный в упругой опоре и подпружиненный с возможностью утапливания, жесткую перемычку, соединенную с полом транспортного средства элементами крепления, пропущенными через фланцевую поверхность упругой опоры, и образующую с полом полость для размещения упругой опоры, установленный на полу блокирующий включение передачи заднего хода элемент с упорной поверхностью во взаимодействии с ответной поверхностью на блокируемом включение передачи заднего хода элементе, и фиксатор конца хода утапливания рычажного механизма, отличающийся тем, что жесткая перемычка размещена под упругой опорой, фиксатор конца хода утапливания рычажного механизма выполнен в виде выступа, установленного под блокирующим включение передачи заднего хода элементом, образующим паз под блокируемый включение передачи заднего хода элемент, при этом упорная поверхность блокирующего включение передачи заднего хода элемента наклонена к рычажному механизму по ходу утапливания.

2. Привод управления по п.1, отличающийся тем, что оси элементов крепления жесткой перемычки и центр опоры рычажного механизма расположены в плоскости выбора передач.

3. Привод управления по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на жесткой перемычке со стороны, противоположной основному блокирующему включение передачи заднего хода элементу, выполнен дополнительный блокирующий включение передачи заднего хода элемент, а на упругой опоре соответственно дополнительный блокируемый включение передачи заднего хода элемент.

4. Привод управления по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что на основных блокирующем и блокируемом включение передачи заднего хода элементах выполнены расположенные во взаимодействии при включении передачи заднего хода зацепы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4