RU2304245C2

RU2304245C2 - Gearbox automatic control device

Info

Publication number: RU2304245C2
Application number: RU2003112435/11A
Authority: RU
Inventors: лков Аркадий Петрович Нед (RU); Аркадий Петрович Недялков; Владимир Георгиевич Выборнов (RU); Владимир Георгиевич Выборнов; гин Владимир Александрович Серм (RU); Владимир Александрович Сермягин
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2007-08-10

Abstract

FIELD: transport engineering; self-propelled vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to automatic control of step gearboxes used in transmissions of vehicles. Proposed device for automatic control of gearbox has rotor 2 installed in housing with fitted-on bellcranks 7 and 8 with flyweights engaging with rods of drive of electric switches 51. Rods are arranged on rotor 2 from outside. Bowl 31 carrying ring 45 with radial holes is installed on outer rod 22. Pins located on switch drive lever are fitted in said radial holes.

EFFECT: simplified design of device.

8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к самоходным транспортным машинам, в частности к автомобилям и автобусам. Оно касается автоматического управления ступенчатыми коробками передач, используемыми в трансмиссиях транспортных машин.The invention relates to self-propelled transport vehicles, in particular to cars and buses. It concerns the automatic control of step gearboxes used in transmissions of transport vehicles.

В системах автоматического управления коробками передач используются центробежные регуляторы, подающие электрические сигналы к средствам управления исполнительными механизмами, служащими для изменения передаточного числа в коробке передач (см. описание к патенту США №3472100, НКИ 74-859).In automatic transmission control systems, centrifugal regulators are used that provide electrical signals to actuator controls that change the gear ratio in the gearbox (see US Patent No. 3472100, NKI 74-859).

В качестве прототипа принято устройство для автоматического управления коробкой передач, содержащее размещенный в корпусе ротор, на котором установлены двуплечие рычаги с грузами, контактирующие свободными плечами с торцами коаксиально расположенных штоков привода электрических выключателей (см. описание к авторскому свидетельству СССР №164208, МПК F16H 59/10, 1963 г.). Упомянутые штоки размещены внутри вала ротора и на их свободных концевых участках установлены шариковые подшипники качения, размещенные в обоймах, взаимодействующих с ползунами, замыкающими электрические контакты. Такое устройство имеет сложную конструкцию с множеством мелких деталей.As a prototype, a device for automatic control of a gearbox containing a rotor located in the housing, on which two-arm levers with loads are placed, contacting the free shoulders with the ends of the coaxially located electric drive rods (see description to the USSR author's certificate No. 164208, IPC F16H 59 / 10, 1963). Mentioned rods are placed inside the rotor shaft and at their free end sections there are installed ball bearings placed in cages interacting with sliders that close electrical contacts. Such a device has a complex structure with many small parts.

Решаемой задачей является упрощение устройства управления коробкой передач.The task at hand is to simplify the gearbox control device.

Решение этой задачи обеспечено тем, что в устройстве автоматического управления ступенчатой коробкой передач, содержащем размещенный в корпусе ротор, двуплечие рычаги с грузами, контактирующие с штоками привода электрических включателей, упомянутые штоки размещены на роторе снаружи его. При размещении снаружи ротора коаксиально расположенных штоков, взаимодействующих с рычагами, несущими центробежные грузы, обеспечено упрощение устройства автоматического управления коробкой передач благодаря возможности использования простых средств воздействия вращающихся штоков на электрические включатели, расположенные в корпусе устройства.The solution to this problem is provided by the fact that in the device for automatic control of a step gearbox containing a rotor located in the housing, two-arm levers with weights in contact with the actuator rods of the electrical switches, said rods are placed on the rotor outside it. When coaxially located rods are placed outside the rotor and interacting with levers carrying centrifugal loads, the automatic transmission control device is simplified due to the possibility of using simple means of rotating rods acting on electric switches located in the device case.

На внешнем штоке соосно с ним установлена чаша, на которой расположено кольцо с радиальными отверстиями, в которых размещены шипы, расположенные на вилках привода электрических включателей. С помощью этой чаши, несущей кольцо с радиальными отверстиями, обеспечено последовательное совместное воздействие штоков на электрические включатели, что упрощает конструкцию устройства.A bowl is mounted coaxially with the outer rod, on which a ring with radial holes is located, in which spikes are located, located on the forks of the electric switch actuator. With the help of this bowl, bearing a ring with radial holes, a consistent joint action of the rods on the electrical switches is ensured, which simplifies the design of the device.

На внешнем штоке расположено внутреннее кольцо подшипника качения, наружное кольцо которого установлено в подпружиненной обойме с глухим дном и буртиком на периферии, при этом в обойме подшипника и в корпусе закреплена диафрагма, отделяющая полость, в которой расположены рычаги с грузами, от полости, сообщаемой с источником переменного давления воздуха, регулируемого педалью управления подачей топлива двигателю.On the outer rod there is an inner ring of a rolling bearing, the outer ring of which is mounted in a spring-loaded cage with a blind bottom and a shoulder on the periphery, while a diaphragm is fixed in the bearing cage and in the housing separating the cavity in which the levers with loads are located from the cavity in communication with a source of variable air pressure regulated by the pedal to control the fuel supply to the engine.

На обойме подшипника расположена гайка, прижимающая диафрагму к буртику и имеющая радиальные выступы, между которыми расположен хвостовик фиксирующего болта, закрепленного в крышке корпуса.A nut is located on the bearing cage, which presses the diaphragm against the shoulder and has radial protrusions, between which there is a shank of a fixing bolt fixed in the housing cover.

В обойме подшипника на ее дне выполнен цилиндрический полый выступ, в котором расположен цилиндрический хвостовик опорного болта, имеющего с крышкой корпуса резьбовое соединение. Этот опорный болт выполнен полым и в нем установлена пружина сжатия, контактирующая с дном полого выступа. Упомянутые болты имеют шестигранные головки, зафиксированные от поворота общей проволокой.A cylindrical hollow protrusion is made in the bearing race at its bottom, in which there is a cylindrical shank of the support bolt having a threaded connection with the housing cover. This supporting bolt is hollow and has a compression spring in contact with the bottom of the hollow protrusion. Said bolts have hexagonal heads fixed from rotation by a common wire.

На плечах рычагов, несущих грузы, со стороны внешнего штока выполнены поперечные пазы, в которых расположены штифты, вставленные в грузы, при этом между грузами и рычагами размещены пластинчатые пружины. Пластинчатые пружины выполнены с крючками на концах, примыкающими к противоположным торцам грузов.On the shoulders of the levers carrying the loads, transverse grooves are made from the side of the external rod, in which the pins are inserted in the loads, and leaf springs are placed between the loads and the levers. Leaf springs are made with hooks at the ends adjacent to the opposite ends of the cargo.

На фигуре 1 представлено устройство для автоматического управления коробкой передач, продольный разрез.The figure 1 shows a device for automatic control of the gearbox, a longitudinal section.

На фиг.2 показан узел устройства автоматического управления коробкой передач.Figure 2 shows the node of the automatic transmission control device.

На фиг.3 изображено упомянутое устройство, продольный разрез по А-А фиг.2.Figure 3 shows the aforementioned device, a longitudinal section along aa of figure 2.

На фиг.4 показано упомянутое устройство, продольный разрез по Б-Б фиг.2.FIG. 4 shows the aforementioned device, a longitudinal section along BB of FIG. 2.

На фиг.5 показано разрезное кольцо.5 shows a split ring.

На фиг.6 изображен узел электрических включателей.Figure 6 shows the node electrical switches.

Устройство для автоматического управления ступенчатой коробкой передач содержит размещенный в корпусе 1 (фиг.1) ротор 2 центробежного регулятора, установленный на шариковом подшипнике качения 3, расположенном в крышке 4 корпуса. Ротор 2 имеет зубчатый привод от выходного вала коробки передач посредством зубчатого колеса 5. На роторе 2 в держателе 6 шарнирно установлены двуплечие рычаги 7,8 с грузами 9, контактирующие свободными плечами 10 с торцом штока 11, расположенного снаружи на роторе 2 на его цилиндрическом участке 12. На штоке 11 в держателе 13 шарнирно установлены двуплечие рычаги 14, 15 с грузами 16, контактирующие свободными плечами с торцом промежуточного штока 17, охватывающего внутренний шток 11. На штоке 17 в держателе 18 шарнирно установлены двуплечие рычаги 19, 20 с грузами 21, контактирующие свободными плечами с торцом внешнего штока 22, охватывающего шток 17. Упомянутые рычаги расположены в держателях в продольных пазах. Ротор 2 с держателем 6 и штоки 11, 17 с держателями 13, 18 имеют Т-образную форму. Держатель 6 рычагов 7, 8 размещен внутри центрального отверстия в зубчатом колесе 5, с которым он имеет постоянную связь.A device for automatically controlling a step gearbox comprises a rotor 2 of a centrifugal regulator located in the housing 1 (Fig. 1) mounted on a ball bearing 3 located in the housing cover 4. The rotor 2 has a gear drive from the output shaft of the gearbox by means of a gear wheel 5. On the rotor 2 in the holder 6 two-arm levers 7.8 are pivotally mounted with weights 9 in contact with free shoulders 10 with the end face of the rod 11 located outside on the rotor 2 in its cylindrical section 12. On the rod 11 in the holder 13 two-arm levers 14, 15 are pivotally mounted with weights 16, which contact their free shoulders with the end face of the intermediate rod 17 covering the inner rod 11. On the rod 17 in the holder 18 two-arm levers 19, 20 are mounted pivotally ties 21, in contact with the free shoulders with the end face of the outer rod 22, covering the rod 17. These levers are located in the holders in the longitudinal grooves. The rotor 2 with the holder 6 and the rods 11, 17 with the holders 13, 18 are T-shaped. The holder 6 of the levers 7, 8 is placed inside the Central hole in the gear 5, with which it is in constant communication.

На плечах рычагов, несущих грузы, со стороны внешнего штока 22 выполнены поперечные пазы 23, в которых расположены штифты 24, вставленные в грузы. Между грузами и рычагами размещены пластинчатые пружины 25. Пластинчатые пружины 25 выполнены с крючками 26 на концах, примыкающими к противоположным торцам грузов.On the shoulders of the levers carrying the loads, from the side of the outer rod 22 there are transverse grooves 23 in which the pins 24 are inserted into the loads. Between the loads and levers are placed leaf springs 25. The leaf springs 25 are made with hooks 26 at the ends adjacent to the opposite ends of the goods.

Полость 27, в которой расположены рычаги с грузами, отделена от полости 28, в которой расположено зубчатое колесо 5, перегородкой 29, имеющей на торце цилиндрический выступ 30, расположенный в нише, сделанной в зубчатом колесе 5.The cavity 27, in which the levers with loads are located, is separated from the cavity 28 in which the gear 5 is located, by a partition 29 having a cylindrical protrusion 30 at the end located in a niche made in the gear 5.

На внешнем штоке 22 соосно с ним у выполненного на нем кольцевого буртика установлена чаша 31 со сквозными продольными окнами 32. В чаше 31 между ее ступицей 33 и ободом 34 имеются радиальные ребра 35-40, в которых на части их длины выполнены замкнутые радиальные пазы 41, 42, 43. В этих пазах размещены концы плеч рычагов, несущих грузы. В ребрах 35, 38, 39 и 40 чаши 31 на некотором расстоянии от ее оси расположены стержни 44 с головкой 45, образующие упоры для концевых участков рычагов 7, 15, 19, 20 при их перемещении в сторону обода 34 чаши 31.A cup 31 with through longitudinal windows 32 is coaxially aligned with the outer stem 22 in alignment with the annular collar formed thereon. In the cup 31 there are radial ribs 35-40 between its hub 33 and the rim 34, in which closed radial grooves 41 are made over part of their length , 42, 43. The ends of the shoulders of the levers carrying loads are placed in these grooves. In the ribs 35, 38, 39 and 40 of the bowl 31, rods 44 with a head 45 are located at some distance from its axis, which form the stops for the end sections of the levers 7, 15, 19, 20 when they are moved toward the rim 34 of the bowl 31.

На чаше 31 в кольцевой канавке 46 расположено разрезное пружинное кольцо 47 с радиальными отверстиями 48, в которых размещены шипы 49 (фиг.6), расположенные на рычаге 50 привода электрических включателей 51. Рычаг 50 установлен на цилиндрической направляющей 52.On the bowl 31 in the annular groove 46 there is a split spring ring 47 with radial holes 48 in which the spikes 49 are located (Fig. 6) located on the lever 50 of the drive of the electrical switches 51. The lever 50 is mounted on a cylindrical guide 52.

На внешнем штоке 22 у чаши 31 расположено внутреннее кольцо 53 подшипника качения 54, наружное кольцо 55 которого установлено в подпружиненной обойме 56. Обойма 56 выполнена в виде стакана с глухим дном и буртиком на периферии. В обойме 56 подшипника 54 и в корпусе у его крышки 57 закреплена диафрагма 58, отделяющая полость 27, в которой расположены рычаги с грузами, от полости 59, сообщаемой через трубопровод 60 с источником переменного давления воздуха, например, с впускным газопроводом карбюраторного двигателя внутреннего сгорания. На обойме 56 подшипника 54 расположена фигурная гайка 61, прижимающая диафрагму 58 к упомянутому буртику. На гайке 61 выполнены радиальные выступы 62, между которыми расположен хвостовик фиксирующего болта 63 с шестигранной головкой 64, закрепленного в крышке 57 корпуса. В обойме 56 на ее дне выполнен цилиндрический полый выступ 65, в котором расположен цилиндрический хвостовик опорного болта 66 с шестигранной головкой 67, имеющего резьбовое соединение с крышкой 57. Опорный болт 66 выполнен полым и в нем установлена пружина сжатия 68, контактирующая с дном полого выступа 65. Фиксирующий болт 63 и опорный болт 66 зафиксированы от самопроизвольного поворота общей проволокой 69, пропущенной через отверстия в их шестигранных головках.On the outer stem 22 of the bowl 31, an inner ring 53 of the rolling bearing 54 is located, the outer ring 55 of which is installed in the spring-loaded cage 56. The cage 56 is made in the form of a glass with a blank bottom and a shoulder on the periphery. A diaphragm 58 is fixed in the cage 56 of the bearing 54 and in the housing near its cover 57, which separates the cavity 27, in which the levers with weights are located, from the cavity 59, which communicates through a pipe 60 with a source of variable air pressure, for example, with an inlet gas line of a carburetor internal combustion engine . On the cage 56 of the bearing 54 is a figured nut 61, which presses the diaphragm 58 to said shoulder. The nut 61 is made of radial protrusions 62, between which there is a shank of the fixing bolt 63 with a hex head 64, mounted in the cover 57 of the housing. In the ferrule 56, a cylindrical hollow protrusion 65 is made at its bottom, in which a cylindrical shank of the support bolt 66 with a hex head 67 having a threaded connection to the cover 57 is located. The support bolt 66 is hollow and has a compression spring 68 in contact with the bottom of the hollow protrusion 65. The fixing bolt 63 and the support bolt 66 are fixed from spontaneous rotation by a common wire 69, passed through the holes in their hexagonal heads.

При малой частоте вращения ротора 2 внешний шток 22 пружиной 68 прижат торцом к свободным плечам рычагов 19, 20, расположенных на держателе 18, принадлежащем штоку 17. Торец промежуточного штока 17 прижат к свободным плечам рычагов 14, 15, находящихся на держателе 13, имеющемся на штоке 11. Внутренний шток 11 прижат к свободным плечам 10 рычагов 7, 8, расположенных на роторе 2. Под действием пружины 68 упомянутые рычаги размещаются вдоль оси ротора 2 у внешнего штока 22, упираясь в него в сделанный на нем у чаши 31 кольцевой буртик. Величина силы прижатия штоков к рычагам зависит не только от пружины 68, но и от величины регулируемого педалью подачи топлива давления газообразной текучей среды на диафрагму 58 со стороны полости 59.At a low rotational speed of the rotor 2, the outer rod 22 is pressed by the spring 68 against the free shoulders of the levers 19, 20 located on the holder 18 belonging to the rod 17. The end of the intermediate rod 17 is pressed against the free shoulders of the levers 14, 15 located on the holder 13, which is located on rod 11. The inner rod 11 is pressed against the free shoulders 10 of the levers 7, 8 located on the rotor 2. Under the action of the spring 68, the said levers are placed along the axis of the rotor 2 at the outer rod 22, resting against it in an annular collar made on it at the bowl 31. The magnitude of the pressure force of the rods to the levers depends not only on the spring 68, but also on the size of the pressure of the gaseous fluid regulated by the fuel pedal to the diaphragm 58 from the side of the cavity 59.

При увеличении частоты вращения ротора 2, когда центробежная сила, действующая на грузы 9, становится достаточной, чтобы преодолеть противодействие пружины 68, рычаги 7 и 8 поворачиваются, отскакивая от внешнего штока 22. При повороте рычагов 7, 8 в пазах 41 чаши 31 рычаг 7 упирается в стержень 44, а вместе с ним останавливается и рычаг 8, так как он в одиночку при небольшой частоте вращения ротора 2 не может преодолеть сопротивление его повороту со стороны пружины 68. Свободные плечи 10 рычагов 7, 8 при их повороте перемещают шток 11, а вместе с ним расположенные на нем штоки 17, 22 и, следовательно, чашу 31 в сторону крышки 57. При перемещении чаша 31 по направляющей 52 с помощью кольца 45 сдвигает рычаг 53, который при каждом его ходе воздействует на один из электрических включателей 51, посылающих сигналы в электрическую систему управления переключением ступеней в коробке передач.When the rotor 2 rotational speed increases, when the centrifugal force acting on the loads 9 becomes sufficient to overcome the resistance of the spring 68, the levers 7 and 8 turn, bouncing off the outer rod 22. When the levers 7, 8 are turned in the grooves 41 of the bowl 31, the lever 7 rests against the rod 44, and with it the lever 8 stops, since it alone, at a low rotational speed of the rotor 2, cannot overcome the resistance to its rotation from the side of the spring 68. The free shoulders 10 of the levers 7, 8 move the rod 11 when they are rotated, and with it located rods 17, 22 located on it and, therefore, the bowl 31 towards the cover 57. When moving the bowl 31 along the guide 52 with the help of the ring 45, it moves the lever 53, which during each stroke acts on one of the electrical switches 51 that send signals to the electric gear shift control system.

При дальнейшем увеличении частоты вращения ротора 2, когда центробежная сила, действующая на грузы 9, расположенные на рычаге 8, становится достаточной для преодоления силы сопротивления повороту рычага 8 со стороны пружины 68, рычаг 8 скачком поворачивается до упора в чашу 31 у ее обода 34, перемещая в одиночку штоки 17, 22 и чашу 31, сдвигающую дальше рычаг 50.With a further increase in the rotor speed 2, when the centrifugal force acting on the loads 9 located on the lever 8 becomes sufficient to overcome the resistance to the rotation of the lever 8 from the side of the spring 68, the lever 8 jumps abruptly against the stop in the bowl 31 at its rim 34, moving the rods 17, 22 and the bowl 31 alone, further shifting the lever 50.

При еще большем возрастании частоты вращения ротора 2 поворачиваются скачком рычаги 14, 15 под действием центробежной силы, действующей на грузы 16. При этом сначала поворачиваются оба рычага до упора одного из них, а затем при увеличении частоты вращения ротора поворачивается только рычаг 15. При повороте рычаги 14, 15 перемещают промежуточный шток 17 и внешний шток 22 с чашей 31, сдвигающей еще дальше рычаг 50 привода электрических включателей 51.With an even greater increase in the rotor 2 rotational speed, the levers 14, 15 turn abruptly under the action of the centrifugal force acting on the loads 16. In this case, both levers are first rotated until one of them stops, and then only 15 is rotated when the rotor speed increases. When turning the levers 14, 15 move the intermediate rod 17 and the outer rod 22 with a bowl 31, further shifting the lever 50 of the drive of the electrical switches 51.

Когда частота вращения ротора 2 становится еще больше, скачком поворачиваются рычаги 19 и 20 под действием центробежной силы, действующей на грузы 21. Поворачиваясь, рычаги 19, 20 перемещают скачком внешний шток 22, а вместе с ним чашу 31. Чаша 31, как указано выше, сдвигает рычаг 50, который при своем ходе воздействует на очередной электрический включатель.When the rotational speed of the rotor 2 becomes even larger, levers 19 and 20 turn abruptly under the action of a centrifugal force acting on loads 21. Turning, levers 19, 20 abruptly move the outer rod 22, and with it the bowl 31. Bowl 31, as described above , moves the lever 50, which during its course acts on the next electrical switch.

При снижении частоты вращения ротора 2, при котором центробежная сила, действующая на грузы, уменьшается, упомянутые рычаги 7 и 8, 14 и 15, 19 и 20 в обратной последовательности поочередно скачком поворачиваются в сторону внешнего штока 22, укладываясь вдоль него. При поворотах упомянутых рычагов в сторону оси ротора 2 чаша 31 передвигается в сторону крышки 4, сдвигая в обратную сторону с помощью кольца 45 рычаг 50, взаимодействующий с электрическими включателями 51.With a decrease in the rotational speed of the rotor 2, at which the centrifugal force acting on the loads decreases, the said levers 7 and 8, 14 and 15, 19 and 20 in the reverse sequence alternately jump in the direction of the outer rod 22, laying along it. When the said levers are turned in the direction of the axis of the rotor 2, the bowl 31 moves towards the cover 4, shifting in the opposite direction with the help of the ring 45, the lever 50 interacting with the electric switches 51.

Такой центробежный регулятор устройства автоматического управления коробкой передач, состоящий из ротора и размещенных на нем снаружи ротора коаксиально расположенных штоков, взаимодействующих с рычагами, несущими грузы, имеет достаточно простую и надежную конструкцию, обеспечивая возможность автоматически управлять многоступенчатой коробкой передач простыми механическими средствами с помощью расположенной на внешнем штоке чаши, передвигающей посредством установленного на ней кольца рычаг, взаимодействующий с электрическими включателями. При этом с помощью всего лишь одной диафрагмы, связанной с обоймой подшипника качения, установленного на внешнем штоке, обеспечен учет нагрузки двигателя, задаваемой педалью подачи топлива, путем образования сзади диафрагмы и упомянутой обоймы изолированной полости с регулируемым давлением газообразной текучей среды.Such a centrifugal regulator of the automatic transmission control device, consisting of a rotor and coaxially located rods placed on it outside the rotor, interacting with levers carrying loads, has a fairly simple and reliable design, making it possible to automatically control a multi-stage gearbox by simple mechanical means using external stock of the bowl, moving by means of a ring mounted on it, a lever interacting with electrical yuchatelyami. At the same time, with just one diaphragm associated with a cage of a rolling bearing mounted on an external rod, the engine load specified by the fuel pedal is taken into account by forming behind the diaphragm and the casing of the insulated cavity with adjustable pressure of gaseous fluid.

Claims

1. A device for automatically controlling a step gearbox, comprising a rotor located in the housing, on which two-arm levers with weights are mounted, interacting with the actuator rods of the electric switches, characterized in that the rods are placed on the rotor outside it.

2. The device according to claim 1, characterized in that on the outer rod there is a bowl carrying a ring with radial holes in which spikes are located located on a lever interacting with electrical switches.

3. The device according to claim 2, characterized in that on the outer rod there is an inner ring of the rolling bearing, the outer ring of which is installed in a spring-loaded cage having a blind bottom and a flange on the periphery, while the diaphragm separating the cavity is fixed in the bearing cage and in the housing , in which levers with loads are located, from the cavity in communication with a source of variable air pressure regulated by the fuel supply control pedal to the engine.

4. The device according to claim 3, characterized in that a nut is located on the bearing race that presses the diaphragm against said shoulder and has radial protrusions, between which there is a shank of a fixing bolt fixed in the housing cover.

5. The device according to claim 4, characterized in that a cylindrical hollow protrusion is made inside the bearing race at its bottom, in which there is a support bolt having a threaded connection to the housing cover.

6. The device according to claim 5, characterized in that the support bolt is made hollow and a compression spring is installed in it, which contacts the bottom of the hollow protrusion.

7. The device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that on the shoulders of the levers carrying the loads, transverse grooves are made on the side of the outer rod, in which the pins are inserted inserted into the loads, and leaf springs are placed between the loads and the levers.

8. The device according to claim 7, characterized in that the leaf springs are made with hooks at the ends adjacent to the opposite ends of the cargo.