CN108331692B - 一种同步换向拖拉机安全启动系统 - Google Patents

一种同步换向拖拉机安全启动系统 Download PDF

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Abstract

一种同步换向拖拉机安全启动系统，包括发动机起动电气系统、机械操纵装置、变速箱壳体、换向同步器和离合器踏板轴支架。发动机起动电气系统中的同步换向空挡开关和主离合器开关通过螺纹分别紧固在变速箱壳体和离合器踏板轴支架上，机械操纵装置支撑固定在变速箱壳体上，机械操纵装置与换向同步器上的啮合套相配合。本发明通过将主离合器开关和同步换向空挡开关串联在起动电气系统中，实现联合控制继电器线圈的作用，在主离合器开关和同步换向空挡开关都接通的情况下，将电锁开关转至启动位置后，起动继电器才会得电闭合，实现拖拉机的安全启动。既达到了拖拉机安全启动的要求又减小了起动机的负载，安全可靠，操作方便，有效地提高了工作效率。

Description

一种同步换向拖拉机安全启动系统
技术领域
本发明属于拖拉机领域，涉及一种同步换向拖拉机安全启动系统。
背景技术
目前，大功率拖拉机的发展方兴未艾，成为全球拖拉机工业发展的主要趋势。随着拖拉机功率的不断增加，大功率拖拉机启动时的安全性越来越受到重视。然而，我国拖拉机市场上依然有很多拖拉机缺少安全启动保护系统。这样，在实际启动发动机时，由于驾驶员的疏忽很容易出现拖拉机在挂挡状态下启动的状况，导致拖拉机突然窜动，对驾驶员及周围人员的安全带来极大的隐患，容易引发安全事故。
为了实现拖拉机的安全启动，现有技术中采用的技术手段不乏其例：
1.采用以副变速杆控制动力输出的变速箱安全启动操纵装置。如：国家知识产权局于2015年01月07日授权公布的实用新型专利“一种变速箱安全启动操纵装置”（申请号：201420413744.1，申请日：2014.07.24），系通过副变速杆在副变速滑槽内的运动，带动启动控制臂转动，进而依靠启动控制臂的凸台与空挡开关的相互触碰作用，实现对空挡开关的接通和断开，完成拖拉机的安全启动。
2、采用在拖拉机变速箱操纵机构中设置空挡启动和换挡的联锁机构。如：国家知识产权局于2011年01月05日公布的发明专利“拖拉机起动和换挡安全保护机构”（申请号：201010261713.5，申请日：2010.08.25），系通过扭簧对限位凸块作用的弹簧力，将限位凸块定位在限位板的空挡定位槽内，使操纵杆不能前后移动，从而起到对操纵杆的锁定作用；当驾驶员用力将操纵杆向下压克服扭簧的阻力时，限位凸块离开空挡定位槽，操纵杆能前后正常换挡。由于操纵杆与定位板固连为一体，进而依靠定位板上的球坑与空挡开关的相互触碰作用，实现对空挡开关的接通和断开，完成拖拉机起动和换挡的安全保护作用。
对于拖拉机的安全启动而言，上述两种方式都可以实现，且只需要一个空挡启动开关，尤其是后一种方式，在实现拖拉机安全启动的同时，对操纵杆又具有空挡限位作用，具有双重保护效果。但上述两种方式均要对操纵装置增加额外的辅助零部件，依靠操纵杆带动控制件转动的方法实现空挡启动开关的接通和断开。其次，在拖拉机安全启动系统中，驾驶员在起动发动机时，缺少强制规范驾驶员先将离合器踏板踩下、切断发动机与传动系统动力连接的措施。
发明内容
为克服上述不足，本发明提供了一种同步换向拖拉机安全启动系统，
为了实现本发明所述的目的，本发明采用以下技术方案：
一种同步换向拖拉机安全启动系统，包括：发动机起动电气系统、机械操纵装置、变速箱壳体、换向同步器、离合器踏板轴支架；发动机起动电气系统的同步换向空挡开关和主离合器开关通过螺纹分别紧固在变速箱壳体和离合器踏板轴支架上，机械操纵装置支撑固定在变速箱壳体上，机械操纵装置与换向同步器上的啮合套相配合。
所述发动机起动电气系统，包括：电源总开关、蓄电池、电锁开关、同步换向空挡开关、主离合器开关、起动继电器、起动机；电源总开关一接头通过线束与蓄电池正极相连接，蓄电池负极接地，电源总开关另一接头通过线束与电锁开关一接头相连接，电锁开关另一接头与同步换向空挡开关、主离合器开关和起动继电器一接头通过线束依次连接，起动继电器另一接头通过线束连接至电源总开关接头上，起动继电器连接起动机。
所述机械操纵装置，包括：同步换向操纵总成、变速箱上盖合件、换向滑杆合件；所述同步换向操纵总成包括换向变速杆并用卷簧销相互连接；所述变速箱上盖合件包括拨头固定螺钉、软轴支架合件、换向摇臂合件、摇臂固定销、换向拨头、换向转轴；所述换向摇臂合件通过摇臂固定销与换向转轴固连在一起，所述换向拨头通过拨头固定螺钉与换向转轴固连在一起，换向转轴支撑在变速箱上盖壳体上，换向摇臂合件与换向拨头一起绕换向转轴摆动，软轴支架合件通过螺栓紧固在变速箱上盖壳体上。
所述换向滑杆合件，包括：换向拨块滑座、换向滑杆、换向拨叉；所述换向拨块滑座通过螺栓紧固在换向滑杆上，所述换向拨叉通过螺栓紧固在换向滑杆上，实现换向滑杆合件整体运动。
所述同步换向操纵总成，一部分通过螺纹紧固在变速箱上盖合件中的软轴支架合件上，另一部分通过螺栓与变速箱上盖合件中的换向摇臂合件连接在一起，变速箱上盖合件通过换向拨头与换向滑杆合件中的换向拨块滑座上的凹槽配合，换向拨叉与换向同步器上的啮合套相配合。
由于采用以上所述的技术方案，本发明可达到以下有益效果：
1、本发明充分利用同步换向变速箱的零部件，无需额外的辅助零部件设计，将换向拨块滑座零件实现换向和启动的双重功能。通过将同步换向空挡开关巧妙的布置在换向拨块滑座处，利用换向滑杆合件在换挡时的直线运动来同时控制换向同步器的接合、分离和同步换向空挡开关的断开、接通，保证在起动拖拉机时，发动机与传动系是断开的，实现拖拉机的安全启动要求，提高了人机的安全性、可靠性。
2、本发明通过将主离合器开关和同步换向空挡开关串联在起动电气系统中，实现联合控制继电器线圈的作用，在主离合器开关和同步换向空挡开关都接通的情况下，将电锁开关转至启动位置后，起动继电器才会得电闭合，起动机瞬时小电流缓慢运转，短暂延时后大电流快速运转带动发动机起动，实现拖拉机的安全启动，否则，起动继电器线圈不得电，无法起动发动机。这样，在启动拖拉机时达到了强制规范驾驶员需先将换向变速杆置于空挡和将主离合器踏板踩到位的启动方式，既实现了拖拉机安全启动的要求又减小了起动机的负载，方便起动。
附图说明
图1为本发明一种同步换向拖拉机安全启动系统结构示意图；
图2为本发明一种同步换向拖拉机安全启动系统的发动机起动电气系统接线示意图；
图3为本发明一种同步换向拖拉机安全启动系统的机械操纵装置结构示意图；
图4为本发明一种同步换向拖拉机的变速箱上盖合件结构示意图；
图5为本发明一种同步换向拖拉机的换向滑杆合件结构示意图；
图6为本发明一种同步换向拖拉机的前进挡状态结构示意图；
图7为本发明一种同步换向拖拉机的后退挡状态结构示意图；
图8为本发明一种同步换向拖拉机的空挡状态结构示意图；
图9为本发明一种同步换向拖拉机安全启动系统的电路控制原理图；
图中：1、发动机起动电气系统；1.1、电源总开关；1.2、蓄电池；1.3、电锁开关；1.4、同步换向空挡开关；1.5、主离合器开关；1.6、起动继电器；1.7、起动机；2、机械操纵装置；2.1、同步换向操纵总成；2.1.1、换向变速杆；2.2、变速箱上盖合件；2.2.1、拨头固定螺钉；2.2.2、软轴支架合件；2.2.3、换向摇臂合件；2.2.4、摇臂固定销；2.2.5、换向拨头；2.2.6、换向转轴；2.3、换向滑杆合件；2.3.1、换向拨块滑座； 2.3.2、换向滑杆；2.3.3、换向拨叉；3、变速箱壳体；4、换向同步器；5、离合器踏板轴支架。
具体实施方式
通过附图和实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进。
图1～9所示，一种同步换向拖拉机安全启动系统，包括：发动机起动电气系统1、机械操纵装置2、变速箱壳体3、换向同步器4和离合器踏板轴支架5；所述发动机起动电气系统1的同步换向空挡开关和主离合器开关通过螺纹分别紧固在变速箱壳体3和离合器踏板轴支架5上，所述机械操纵装置2支撑固定在变速箱壳体3上，机械操纵装置2与换向同步器4上的啮合套相配合。
如图2所示，所述发动机起动电气系统1，包括：电源总开关1.1、蓄电池1.2、电锁开关1.3、同步换向空挡开关1.4、主离合器开关1.5、起动继电器1.6、起动机1.7；电源总开关1.1一接头通过线束与蓄电池1.2正极相连接，蓄电池1.2负极接地，电源总开关1.1另一接头通过线束与电锁开关1.3一接头相连接，电锁开关1.3另一接头与同步换向空挡开关1.4、主离合器开关1.5和起动继电器1.6一接头通过线束依次连接，起动继电器1.6另一接头通过线束连接至电源总开关1.1接头上，起动继电器1.6控制起动机1.7运转。
如图3～5所示，所述机械操纵装置2，包括：同步换向操纵总成2.1、变速箱上盖合件2.2、换向滑杆合件2.3；所述同步换向操纵总成2.1，包括换向变速杆2.1.1并用卷簧销相互连接；所述变速箱上盖合件2.2包括拨头固定螺钉2.2.1、软轴支架合件2.2.2、换向摇臂合件2.2.3、摇臂固定销2.2.4、换向拨头2.2.5、换向转轴2.2.6；所述换向滑杆合件2.3包括换向拨块滑座2.3.1、换向滑杆2.3.2、换向拨叉2.3.3。
所述换向拨块滑座2.3.1通过螺纹用螺栓紧固在换向滑杆2.3.2上，所述换向拨叉2.3.3通过螺栓紧固在换向滑杆2.3.2上，实现换向滑杆合件2.3整体运动。
所述换向摇臂合件2.2.3通过摇臂固定销2.2.4与换向转轴2.2.6固连在一起，所述换向拨头2.2.5通过拨头固定螺钉2.2.1与换向转轴2.2.6固连在一起，换向转轴2.2.6支撑在变速箱上盖壳体上，这样，换向摇臂合件2.2.3与换向拨头2.2.5一起绕换向转轴2.2.6摆动，软轴支架合件2.2.2通过螺栓紧固在变速箱上盖壳体上。
所述同步换向操纵总成2.1一部分通过螺纹紧固在软轴支架合件2.2.2上，另一部分通过螺栓与换向摇臂合件2.2.3连接在一起，实现同步换向操纵总成2.1与变速箱上盖合件2.2的运动传递；所述变速箱上盖合件2.2通过换向拨头2.2.5与换向拨块滑座2.3.1上的凹槽配合，实现变速箱上盖合件2.2与换向滑杆合件2.3的运动传递，由此将换向变速杆2.1.1换挡时的摆动转化为换向滑杆合件2.3的整体直线运动；换向拨叉2.3.3与换向同步器4上的啮合套凹槽相配合，换向滑杆合件2.3的前后直线运动控制换向同步器4的接合和断开，实现拖拉机前进挡、后退挡和空挡的挂接。
下面结合图1～9，进一步说明本发明一种同步换向拖拉机安全启动系统的具体工作情况。
同步换向拖拉机安全启动系统电路控制过程如下：
如图2、图9所示，驾驶员先将拖拉机电源总开关1.1闭合，当主离合器开关1.5、同步换向空挡开关1.4的触头处于压缩状态时，主离合器开关1.5、同步换向空挡开关1.4处于接通状态；当主离合器开关1.5、同步换向空挡开关1.4的触头处于放松状态时，主离合器开关1.5、同步换向空挡开关1.4处于断开状态；电锁开关1.3设置有“断开、工作、启动”三个功能位置，当电锁开关1.3在“断开”初始位置时，其上的“B、ON、ST”三个接线柱均断开，此时发动机起动电气系统不能工作；将电锁开关1.3转至“工作”位置时，其上的“B、ON”两个接线柱接通，拖拉机仪表指示灯等开始工作，但此时发动机起动电气系统依然不能工作；将电锁开关1.3继续转至“启动”位置后，其上的“B、ON、ST”三个接线柱均接通，若此时主离合器开关1.5、同步换向空挡开关1.4也处于接通状态，发动机起动电气系统控制电路才会形成一个完整的回路，起动继电器1.6线圈得电，起动机瞬时小电流缓慢运转，短暂延时后大电流快速运转带动发动机起动。
驾驶员在启动拖拉机时，首先应将主离合器踏板踩到位，主离合器踏板上的碰块压缩主离合器开关1.5，主离合器开关1.5处在接通状态；
1）如图3、图4所示，当将换向变速杆2.1.1挂接至前进挡时，同步换向操纵总成2.1通过软轴带动换向摇臂合件2.2.3和换向拨头2.2.5绕换向转轴2.2.6顺时针旋转一定角度，同时换向拨头2.2.5拨动换向滑杆合件2.3向后直线运动至换向同步器4的换挡行程；如图6所示，实现换向同步器4前进挡的挂接，此时，同步换向空挡开关1.4的触头落入换向拨块滑座2.3.1的平面内，同步换向空挡开关1.4处于放松状态，此时发动机起动电气系统控制电路处于断开状态，拖拉机无法启动；
2）如图3、图4所示，当将换向变速杆2.1.1挂接至后退挡时，同步换向操纵总成2.1通过软轴带动换向摇臂合件2.2.3和换向拨头2.2.5绕换向转轴2.2.6逆时针旋转一定角度，同时换向拨头2.2.5拨动换向滑杆合件2.3向前直线运动至换向同步器4的换挡行程，如图7所示，实现换向同步器4后退挡的挂接，此时，同步换向空挡开关1.4的触头落入换向拨块滑座2.3.1的平面内，同步换向空挡开关1.4处于放松状态，此时，发动机起动电气系统控制电路处于断开状态，拖拉机无法启动；
3）如图3、图8所示，当换向变速杆2.1.1在空挡位置时，换向滑杆合件2.3将处在中间位置，换向拨块滑座2.3.1的凸台压缩同步换向空挡开关1.4的触头，同步换向空挡开关1.4处于接通状态，此时发动机起动电气系统控制电路处于闭合状态，拖拉机可以启动。
总而言之，本发明所提供的一种同步换向拖拉机安全启动系统，包括发动机起动电气系统、机械操纵装置、变速箱壳体、换向同步器和离合器踏板轴支架。发动机起动电气系统包括蓄电池、电源总开关、电锁开关、主离合器开关、同步换向空挡开关、起动继电器和起动机。主离合器开关和同步换向空挡开关一起串联在起动电气系统中。机械操纵装置包括同步换向操纵总成、变速箱上盖合件、换向滑杆合件。本发明通过将同步换向空挡开关巧妙的布置在换向拨块滑座处，对换向拨块滑座进行改进设计，利用换向滑杆合件在换挡时的直线运动触碰同步换向空挡开关的触头，实现空挡开关的接通和断开。主离合器开关布置在驾驶室离合器踏板轴支架处，利用主离合器踏板合件的转动，触碰主离合器开关的触头，实现主离合器开关的接通和断开。
通过将主离合器开关和同步换向空挡开关串联在起动电气系统中，实现联合控制继电器线圈的作用。在启动拖拉机时，只有先将换向变速杆置于空挡，换向拨块滑座上的凸台才会将同步换向空挡开关接通、将主离合器踏板踩到位，踏板上的碰块才会将主离合器开关接通，在主离合器开关和同步换向空档开关都接通的情况下，将电锁开关转至启动位置后，起动继电器才会得电闭合，起动机瞬时小电流缓慢运转，短暂延时后大电流快速运转带动发动机起动，实现拖拉机的安全启动，否则，起动继电器线圈不得电，无法起动发动机。这样，在启动拖拉机时，达到了强制规范驾驶员需先将换向变速杆置于空挡和将主离合器踏板踩到位的启动方式，既实现了拖拉机安全启动的要求又减小了起动机的负载，方便起动。
本发明充分利用同步换向变速箱的零部件，将换向拨块滑座零件实现换向和启动的双重功能。换向滑杆合件上的换向拨块滑座与换向同步器的动作一致，通过操纵换向变速杆来同时控制换向同步器的接合、分离和同步换向空挡开关的断开、接通，保证在起动拖拉机时，发动机与传动系是断开的，实现拖拉机的安全启动要求，提高了人机的安全性、可靠性。该安全启动系统构思巧妙、装置结构紧凑、充分利用其他零件，无需额外的辅助零部件设计，易于制作安装，具有很好的使用价值，适应于拖拉机安全性和舒适性的发展需求。
最后，需要说明的是，为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (3)

1. 一种同步换向拖拉机安全启动系统，包括：发动机起动电气系统（1）、机械操纵装置（2）、变速箱壳体（3）、换向同步器（4）、离合器踏板轴支架（5）；其特征在于：发动机起动电气系统（1）的同步换向空挡开关和主离合器开关通过螺纹分别紧固在变速箱壳体（3）和离合器踏板轴支架（5）上，机械操纵装置（2）支撑固定在变速箱壳体（3）上，机械操纵装置（2）与换向同步器（4）上的啮合套相配合；所述机械操纵装置(2)，包括：同步换向操纵总成(2.1)、变速箱上盖合件(2.2)、换向滑杆合件(2.3)；所述同步换向操纵总成(2.1)包括换向变速杆(2.1.1)并用卷簧销相互连接；所述变速箱上盖合件(2.2)包括拨头固定螺钉(2.2.1)、软轴支架合件(2.2.2)、换向摇臂合件(2.2.3)、摇臂固定销(2.2.4)、换向拨头(2.2.5)、换向转轴(2.2.6)；所述换向摇臂合件(2.2.3)通过摇臂固定销(2.2.4)与换向转轴(2.2.6)固连在一起，所述换向拨头(2.2.5)通过拨头固定螺钉(2.2.1)与换向转轴(2.2.6)固连在一起，换向转轴(2.2.6)支撑在变速箱上盖壳体上，换向摇臂合件(2.2.3)与换向拨头(2.2.5)一起绕换向转轴(2.2.6)摆动，软轴支架合件(2.2.2)通过螺栓紧固在变速箱上盖壳体上 ；所述换向滑杆合件(2.3) ，包括 ：换向拨块滑座(2.3.1)、换向滑杆(2.3.2)、换向拨叉(2.3.3)；所述换向拨块滑座(2.3.1)通过螺栓紧固在换向滑杆(2.3.2)上，所述换向拨叉(2.3.3)通过螺栓紧固在换向滑杆(2.3.2)上。
2.根据权利要求1所述的一种同步换向拖拉机安全启动系统，其特征在于：所述发动机起动电气系统（1），包括：电源总开关（1.1）、蓄电池（1.2）、电锁开关（1.3）、同步换向空挡开关（1.4）、主离合器开关（1.5）、起动继电器（1.6）、起动机(1.7)；电源总开关(1.1)一接头通过线束与蓄电池(1.2)正极相连接，蓄电池(1.2)负极接地，电源总开关(1.1)另一接头通过线束与电锁开关(1.3)一接头相连接，电锁开关(1.3)另一接头与同步换向空挡开关(1.4)、
主离合器开关(1.5)和起动继电器(1.6)一接头通过线束依次连接，起动继电器(1.6)另一接头通过线束连接至电源总开关(1.1)接头上，起动继电器(1.6)连接起动机(1.7)。
3. 根据权利要求1所述的一种同步换向拖拉机安全启动系统，其特征在于： 所述同步换向操纵总成(2 .1)，一部分通过螺纹紧固在变速箱上盖合件(2 .2)中的软轴支架合件(2.2.2)上，另一部分通过螺栓与变速箱上盖合件(2.2)中的换向摇臂合件(2.2.3)连接在一起，变速箱上盖合件(2.2)通过换向拨头(2.2.5)与换向滑杆合件(2.3)中的换向拨块滑座(2.3.1)上的凹槽配合，换向拨叉(2.3.3)与换向同步器(4)上的啮合套相配合。
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