RU77213U1

RU77213U1 - SYSTEM OF THE COMBINED MANAGEMENT OF THE GEARBOX AND THE CLUTCH OF THE VEHICLE

Info

Publication number: RU77213U1
Application number: RU2008118518/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Михайлович Козлов; Галия Абдрахмановна Залялутдинова; Алексей Николаевич Мусолин; Эльза Закиевна Сайфуллина
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2008-10-20

Abstract

Система комбинированного управления коробкой передач и сцеплением транспортного средства, содержит пневмоцилиндр (6) переключения передач, полости которого сообщены с воздухораспределителем (7), соединенным через кран управления (8) с источником давления, усилитель (3) привода сцепления следящего действия, соединенный с источником давления и имеющий, расположенные соосно друг другу гидроцилиндр (11) и пневмоцилиндр (14), в корпусе которого размещен подпружиненный поршень (15). Вход воздухораспределителя (7) соединен с полостью пневмоцилиндра (14) магистралью (19) через воздушный клапан (17), установленный на корпусе пневмоцилиндра (14), а следящая система усилителя (3) расположена в нижней части гидроцилиндра (11) перпендикулярно оси усилителя (3). Технический результат заключается в обеспечении надежности конструкции и в удобстве при эксплуатации. 2 ил.The system of combined control of the gearbox and the vehicle’s clutch comprises a pneumatic cylinder (6) for gear shifting, the cavities of which are communicated with an air distributor (7) connected via a control valve (8) to a pressure source, an amplifier (3) of a follow-up clutch actuator connected to a source pressure and having, located coaxially to each other, a hydraulic cylinder (11) and a pneumatic cylinder (14), in the housing of which a spring-loaded piston (15) is placed. The inlet of the air distributor (7) is connected to the cavity of the pneumatic cylinder (14) by a line (19) through an air valve (17) mounted on the housing of the pneumatic cylinder (14), and the servo system of the amplifier (3) is located at the bottom of the hydraulic cylinder (11) perpendicular to the axis of the amplifier ( 3). The technical result is to ensure the reliability of the design and ease of use. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к управлению коробкой передач и сцеплением автомобиля.The utility model relates to the field of transport engineering, namely to control the gearbox and clutch of a car.

Известна система комбинированного управления коробкой передач и сцеплением транспортного средства, содержащая пневмоцилиндр переключения передач, полости которого сообщены с воздухораспределителем, соединенным через кран управления с источником давления, усилитель привода сцепления следящего действия с постоянным подводом сжатого воздуха от внешнего источника, имеющий расположенные соосно друг другу гидроцилиндр и пневмоцилиндр, поршень которого имеет уплотнительный элемент. Вход воздухораспределителя соединен с полостью пневмоцилиндра магистралью через отверстие, выполненное в корпусе пневмоцилиндра со смещением относительно кромки уплотнительного элемента поршня в сторону его движения на величину, равную ходу поршня до полного выключения сцепления, кроме того, следящая система усилителя расположена в верхней части его пневмоцилиндра (см. патент SU №1389170, МПК⁶ В60К 41/22, опубл. 27.09.1995).A known system of combined control of a gearbox and a vehicle clutch, comprising a gear shift pneumatic cylinder whose cavities are connected to an air distributor connected via a control valve to a pressure source, a follow-up clutch drive amplifier with a constant supply of compressed air from an external source, having a hydraulic cylinder located coaxially to each other and a pneumatic cylinder, the piston of which has a sealing element. The inlet of the air distributor is connected to the cavity of the pneumatic cylinder by a line through an opening made in the body of the pneumatic cylinder with a shift relative to the edge of the piston sealing element in the direction of its movement by an amount equal to the stroke of the piston until the clutch is completely turned off, in addition, the servo amplifier system is located in the upper part of its pneumatic cylinder (see Patent SU No. 1389170, IPC ⁶ BK 41/22, publ. 09/27/1995).

Недостатком известного технического решения является ненадежность конструкции и неудобство при эксплуатации из-за того, что отбор воздуха для воздухораспределителя рассчитан на определенный ход поршня пневмоцилиндра усилителя, а износ фрикционных накладок компенсируется установкой и постоянной регулировкой зазора между штоком усилителя привода сцепления и рычагом выключения сцепления.A disadvantage of the known technical solution is the unreliability of the design and the inconvenience during operation due to the fact that the air intake for the air distributor is designed for a certain piston stroke of the amplifier’s pneumatic cylinder, and the wear of the friction linings is compensated by the installation and constant adjustment of the clearance between the clutch drive amplifier rod and the clutch release lever.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является обеспечение надежности конструкции и удобства при эксплуатации.The task to which the claimed technical solution is directed is to ensure the reliability of the design and ease of use.

Для решения поставленной задачи в системе комбинированного управления коробкой передач и сцеплением транспортного средства, To solve the problem in the system of combined control of the gearbox and vehicle clutch,

содержащей пневмоцилиндр переключения передач, полости которого сообщены с воздухораспределителем, соединенным через кран управления с источником давления, усилитель привода сцепления следящего действия, соединенный с источником давления и имеющий, расположенные соосно друг другу гидроцилиндр и пневмоцилиндр, магистраль, соединяющую вход воздухораспределителя с полостью пневмоцилиндра усилителя, магистраль соединяет вход воздухораспределителя с полостью пневмоцилиндра усилителя через воздушный клапан, установленный на корпусе упомянутого пневмоцилиндра, при этом поршень последнего подпружинен, а следящая система усилителя расположена в нижней части его гидроцилиндра перпендикулярно оси усилителя.comprising a gear shift pneumatic cylinder, the cavities of which are connected to an air distributor connected via a control valve to a pressure source, a follow-up clutch drive amplifier connected to a pressure source and having a hydraulic cylinder and a pneumatic cylinder located coaxially to one another, a line connecting the air distributor inlet to the amplifier pneumatic cylinder cavity, the line connects the inlet of the air distributor with the cavity of the pneumatic cylinder of the amplifier through an air valve mounted on the housing the aforementioned air cylinder, wherein the piston is spring-loaded last and the servo amplifier system is located at the bottom of its cylinder axis perpendicular to the amplifier.

Такая совокупность существенных признаков позволяет обеспечить надежность конструкции и удобство при эксплуатации за счет применения беззазорного привода, в котором компенсация износа фрикционных накладок сцепления обеспечивается посредством подпружиненного (плавающего) поршня пневмоцилиндра усилителя, кроме того, в данной конструкции посредством воздушного клапана обеспечивается подача сжатого воздуха в воздухораспределитель только после полного выключения сцепления.This set of essential features allows to ensure the reliability of the design and ease of operation due to the use of a backlash-free drive, in which the wear of the friction clutch linings is compensated by the spring-loaded (floating) piston of the amplifier’s pneumatic cylinder, and in addition, the compressed air is supplied to the air distributor in this design only after the clutch is fully disengaged.

Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Analysis of known technical solutions for scientific, technical and patent documentation showed that the set of essential features of the proposed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

фиг.1 - система комбинированного управления коробкой передач и сцеплением транспортного средства, общий вид;figure 1 - system of combined control of the gearbox and clutch of the vehicle, a General view;

фиг.2 - изображены усилитель привода сцеплении и воздухораспределитель в увеличенном масштабе.figure 2 - shows the drive clutch amplifier and air distributor on an enlarged scale.

Система комбинированного управления коробкой передач и сцеплением транспортного средства содержит педаль 1 сцепления, главный цилиндр 2 сцепления, усилитель 3 привода сцепления, шток 4 усилителя, The combined transmission and clutch control system of a vehicle comprises a clutch pedal 1, a clutch master cylinder 2, a clutch drive amplifier 3, an amplifier rod 4,

взаимодействующий с рычагом 5 выключения сцепления, пневмоцилиндр 6 переключения передач, воздухораспределитель 7, кран управления 8, рычаг 9 переключения передач, сферический конец которого размещен в пазу штока поршня 10 пневмоцилиндра 6 переключения передач. Рычаг 5 выключения сцепления кинематически связан с муфтой выключения сцепления, а рычаг 9 переключения передач связан с синхронизатором дополнительной двухступенчатой коробки передач (на чертеже не показано).interacting with the clutch lever 5, the gear change cylinder 6, the air distributor 7, the control valve 8, the gear lever 9, the spherical end of which is located in the groove of the piston rod 10 of the gear shift cylinder 6. The clutch release lever 5 is kinematically connected to the clutch release clutch, and the shift lever 9 is connected to the synchronizer of an additional two-stage gearbox (not shown in the drawing).

Усилитель 3 имеет гидроцилиндр 11 с поршнем 12, соединенный с главным цилиндром 2 магистралью 13. Соосно гидроцилиндру 11 в корпусе усилителя 3 расположен пневмоцилиндр 14, поршень 15 которого подпружинен пружиной 16 и упирается в шток 4 усилителя. На наружной поверхности поршня 15 установлен уплотнительный элемент.The amplifier 3 has a hydraulic cylinder 11 with a piston 12 connected to the main cylinder 2 by a line 13. A pneumatic cylinder 14 is located coaxially with the hydraulic cylinder 11, the piston 15 of which is spring loaded 16 and abuts against the rod 4 of the amplifier. A sealing element is installed on the outer surface of the piston 15.

На корпусе пневмоцилиндра 14 расположен клапан 17 с пружиной 18, который является началом магистрали 19, соединяющей полость пневмоцилиндра 14 и вход воздухораспределителя 7.On the body of the pneumatic cylinder 14 is a valve 17 with a spring 18, which is the beginning of the line 19 connecting the cavity of the pneumatic cylinder 14 and the inlet of the air distributor 7.

В нижней части гидроцилиндра 11 расположена следящая система усилителя, клапан 20 которой закрывает доступ сжатого воздуха от внешнего источника при помощи пружины 21. Жидкость в гидравлической полости 23 гидроцилиндра 11 может воздействовать на следящий поршнь 22. Расположенная под поршнем 22 рабочая полость сообщается с полостью пневмоцилиндра 14. Через зазор между клапаном 20 и поршнем 22 сообщаются между собой полость пневмоцилиндра 14 и атмосфера. В нижней части гидроцилиндра 11 выполнены сообщающиеся между собой полости 24 и 25, при этом полость 25 сообщена с атмосферой. В полость 26 подведен сжатый воздух от внешнего источника через магистраль 27.An amplifier tracking system is located in the lower part of the hydraulic cylinder 11, the valve 20 of which closes the compressed air from an external source by means of a spring 21. The fluid in the hydraulic cavity 23 of the hydraulic cylinder 11 can act on the tracking piston 22. The working cavity located under the piston 22 communicates with the cavity of the pneumatic cylinder 14 Through the gap between the valve 20 and the piston 22, the cavity of the pneumatic cylinder 14 and the atmosphere communicate with each other. In the lower part of the hydraulic cylinder 11 are made interconnected cavity 24 and 25, while the cavity 25 is in communication with the atmosphere. Compressed air is supplied to cavity 26 from an external source through line 27.

Воздухораспределитель 7 имеет золотник 28 и предназначенные для его перемещения пневмоцилиндры 29 и 30 с поршнями 31 и 32 соответственно. Выходы 33 и 34 воздухораспределителя 7 соединены соответственно с правой и левой относительно поршня 10 полостями пневмоцилиндра 6 переключения передач. Кран управления 8 имеет золотник 35, связанный The air distributor 7 has a spool 28 and pneumatic cylinders 29 and 30 intended for its movement with pistons 31 and 32, respectively. The outputs 33 and 34 of the air distributor 7 are connected respectively to the right and left relative to the piston 10 by the cavities of the pneumatic cylinder 6 of the gear shift. The control valve 8 has a spool 35 connected

тросовым приводом 36 с переключателем 37, размещенным в рукоятке 38 рычага переключения основной коробки передач. Вход крана 8 связан с внешним источником сжатого воздуха магистралью 39, а его выходы магистралями 40 и 41 с пневмоцилиндрами 29 и 30 воздухораспределителя 7.cable drive 36 with a switch 37 located in the handle 38 of the shift lever of the main gearbox. The inlet of the valve 8 is connected to an external source of compressed air by a line 39, and its outputs by lines 40 and 41 with pneumatic cylinders 29 and 30 of the air distributor 7.

Система комбинированного управления работает следующим образом.The combined control system operates as follows.

В исходном положении переключатель 37 опущен вниз, и включена соответствующая этому положению переключателя ступень в коробке передач. Золотник 35 крана управления 8 занимает положение, при котором магистраль 40 сообщается с магистралью 39 подвода сжатого воздуха от внешнего источника, а магистраль 41 с атмосферой. При этом полость пневмоцилиндра 29 воздухораспределителя 7 заполнена сжатым воздухом, который фиксирует поршень 31 и через него золотник 28 воздухораспределителя 7 в крайнем левом положении. В исходном положении правая и левая от поршня 15 полости пневмоцилиндра 14 и полости 24 и 25 следящей системы усилителя 3 сообщены между собой и через полость 20 с атмосферой. Правая и левая относительно поршня 10 полости пневмоцилиндра 6 переключения передач также соединены с атмосферой, причем правая через воздухораспределитель 7, а левая через магистраль 19, правую от поршня 15 полость пневмоцилиндра 14 усилителя и полость 20 следящей системы усилителя 3.In the initial position, the switch 37 is lowered down, and the corresponding gear position in the gearbox is engaged. The spool 35 of the control valve 8 occupies a position in which the line 40 communicates with the line 39 for supplying compressed air from an external source, and the line 41 with the atmosphere. The cavity of the pneumatic cylinder 29 of the air distributor 7 is filled with compressed air, which fixes the piston 31 and through it the spool 28 of the air distributor 7 in the leftmost position. In the initial position, the right and left from the piston 15 of the cavity of the pneumatic cylinder 14 and the cavity 24 and 25 of the servo system of the amplifier 3 are communicated with each other and through the cavity 20 with the atmosphere. The right and left relative to the piston 10 of the cavity of the pneumatic cylinder 6 of the gear shifting are also connected to the atmosphere, the right through the air distributor 7, and the left through the highway 19, the cavity of the pneumatic cylinder 14 of the amplifier and the cavity 20 of the tracking system of the amplifier 3 from the piston 15.

При перемещении переключателя 37 в верхнее положение, что соответствует другой передаче, золотник 35 тросовым приводом 36 передвигается в нижнее положение. В этом случае с магистралью 39 сообщается магистраль 41, а с атмосферой магистраль 40. Сжатый воздух от внешнего источника через магистраль 39, кран управления 8 и магистраль 41 поступает в пневмоцилиндр 30 воздухораспределителя 7 и смещает его поршень 32, а вместе с ним и золотник 28 в крайнее правое положение. При этом правая относительно поршня 10 полость пневмоцилиндра 6 имеет сообщение с магистралью 19, а левая через воздухораспределитель 7 с атмосферой.When the switch 37 is moved to the upper position, which corresponds to another gear, the spool 35 with the cable drive 36 moves to the lower position. In this case, line 41 communicates with line 39, and line 40 with atmosphere. Compressed air from an external source through line 39, control valve 8 and line 41 enters the pneumatic cylinder 30 of the air distributor 7 and displaces its piston 32, and with it the spool 28 to the far right. In this case, the cavity of the pneumatic cylinder 6, which is right relative to the piston 10, has a message with the highway 19, and the left through the air distributor 7 with the atmosphere.

Для того чтобы переключить передачи, в коробке передач необходимо полностью выключить сцепление.In order to shift gears, the clutch must be completely disengaged in the gearbox.

При нажатии на педаль 1 сцепления давление жидкости из главного цилиндра 2 передается через магистраль 13 в полость 23 гидроцилиндра 11 и воздействует на следящий поршень 22, создавая осевые усилия на поршне 12 гидроцилиндра 11 и следящем поршне 22.When you press the clutch pedal 1, the fluid pressure from the main cylinder 2 is transmitted through the line 13 into the cavity 23 of the hydraulic cylinder 11 and acts on the follower piston 22, creating axial forces on the piston 12 of the hydraulic cylinder 11 and the follower piston 22.

Под действием указанного усилия следящий поршень 22 перемещается вниз и передвигает клапан 20. В процессе этого перемещения сначала поршень 22 запирает центральное отверстие в седле клапана 20, разобщая полости 24 и 25, а затем открывается клапан 20 и сжатый воздух поступает в полость 24, а далее в рабочую полость пневмоцилиндра 14. В результате на рычаг 5 выключения сцепления через шток 4 действует сила, равная сумме сил, создаваемых соответственно давлением воздуха на поршень 15 и давлением жидкости на поршень 12. С этого момента начинает осуществляться следящее действие усилителя 3, которое заключается в поддержании постоянного соотношения между давлением жидкости в гидравлической части усилителя 3, а, следовательно, и усилием на педаль, и давлением воздуха в пневмоцилиндре 14.Under the action of this force, the follower piston 22 moves down and moves the valve 20. During this movement, first the piston 22 closes the central hole in the seat of the valve 20, separating the cavities 24 and 25, and then the valve 20 opens and the compressed air enters the cavity 24, and then into the working cavity of the pneumatic cylinder 14. As a result, the force 5 equal to the sum of the forces created by the air pressure on the piston 15 and the fluid pressure on the piston 12 acts on the clutch release lever 5 through the rod 4. sya follower operation amplifier 3, which consists in maintaining a constant ratio between the fluid pressure in the hydraulic amplifier part 3, and hence the force on the pedal and the air pressure in the air cylinder 14.

После прохождения поршнем 15 пневмоцилиндра расстояния, необходимого для полного выключения сцепления, водитель продолжая удерживать педаль сцепление в нажатом положении воздействует на поршень 22 следящей системы, при этом давление в рабочей полости пневмоцилиндра 14 продолжает нарастать до тех пор пока не откроется клапан 17. После открытия клапана 17 сжатый воздух из рабочей полости пневмоцилиндра 14 через трубопроводы подается на вход воздухораспределителя 7 и далее в полости пневмоцилиндра 6 переключения передач 6, производя переключение передач в зависимости от выбранного положения переключателя 37.After the piston 15 of the pneumatic cylinder passes the distance necessary for the clutch to be completely turned off, the driver, while continuing to hold the clutch pedal in the pressed position, acts on the piston 22 of the follower system, while the pressure in the working cavity of the pneumatic cylinder 14 continues to increase until valve 17 opens. After opening the valve 17 compressed air from the working cavity of the pneumatic cylinder 14 is supplied through pipelines to the inlet of the air distributor 7 and then into the cavity of the pneumatic cylinder 6 of the gear shift 6, s transmission depending on the position of the switch 37.

Педаль 1 сцепления удерживается в выключенном положении до завершения процесса переключения передач, в коробке передач.The clutch pedal 1 is held off until the gear shifting process is completed in the gearbox.

Так как усилие, необходимое для полного выключения сцепления, величина постоянная, поскольку определяется его неизменными конструктивными параметрами, в рабочей полости пневмоцилиндра 14 в момент полного выключения сцепления с помощью следящей системы устанавливается всегда одно и тоже давление воздуха.Since the force required to completely deactivate the clutch is constant, since it is determined by its constant structural parameters, the air pressure is always set in the working cavity of the pneumatic cylinder 14 at the time of the complete disengagement of the clutch using a servo system.

Как показано выше, с этого момента, при неизменном положении педали 1 сцепления, сжатый воздух из рабочей полости пневмоцилиндра 14 через клапан 17 подается в полость пневмоцилиндра 6 переключения передач, причем в соответствии со своими функциями следящая система усилителя 3 будет стремиться поддерживать указанное давление воздуха в течение всего процесса переключения передач в коробке передач.As shown above, from this moment on, with the clutch pedal 1 unchanged, compressed air from the working cavity of the pneumatic cylinder 14 is supplied through the valve 17 to the cavity of the gear shift cylinder 6, and in accordance with its functions, the tracking system of the amplifier 3 will tend to maintain the indicated air pressure in during the entire gear shift process in the gearbox.

Чтобы получить требуемое усилие на синхронизатор коробки передач, обеспечивающее правильную его работу (без "пробоев", при оптимальном уровне нагруженности его элементов, с необходимым временем переключения), размеры пневмоцилиндра 6 и рычага 9 выбраны с учетом именно этого давления.In order to obtain the required effort on the gearbox synchronizer, ensuring its correct operation (without "breakdowns", with an optimal level of loading of its elements, with the necessary switching time), the sizes of the pneumatic cylinder 6 and the lever 9 are selected taking into account precisely this pressure.

После завершения процесса переключения передач в коробке передач снимается усилие с педали 1 сцепления, давление жидкости в системе исчезает, под действием давления воздуха в полости 24 поршень 22 поднимается вверх, седло клапана 20 под действием пружины 21 также поднимается вверх.After completion of the gearshift process in the gearbox, the force is removed from the clutch pedal 1, the fluid pressure in the system disappears, under the influence of air pressure in the cavity 24, the piston 22 rises, the valve seat 20 also rises under the action of the spring 21.

В результате полость пневмоцилиндра 14 связывается с атмосферой. Одновременно с указанными процессами происходит включение сцепления и под действием усилия его нажимных элементов рычаг 5 поворачивается в исходное положение и через шток 4 возвращает в крайнее правое положение поршень 12 гидроцилиндра 11 и поршень 15 пневмоцилиндра 14. При этом правая от поршня 10 полость пневмоцилиндра 6 переключения передач, через воздухораспределитель 7, магистраль 19, правую от поршня 15 полость пневмоцилиндра 14 и полость 25 соединяется атмосферой.As a result, the cavity of the pneumatic cylinder 14 is associated with the atmosphere. Simultaneously with the indicated processes, the clutch engages and, under the action of the pressure of its pressing elements, the lever 5 rotates to its original position and returns the piston 12 of the hydraulic cylinder 11 and the piston 15 of the pneumatic cylinder 14 to the extreme right position. At the same time, the cavity of the pneumatic cylinder 6 of the gearbox 6 through the air distributor 7, line 19, the cavity of the pneumatic cylinder 14 and the cavity 25 connected to the atmosphere to the right of the piston 15.

Чтобы включить другую передачу (которая была включена в исходном положении), необходимо перевести переключатель 37 вниз. В результате золотники 35 и 28 крана 8 управления и воздухораспределителя 7 займут исходное положение. После полного выключения сцепления сжатый воздух из полости пневмоцилиндра 14 поступает через магистраль 19, воздухораспределитель 7 и его выход 34 в левую от поршня 10 полость пневмоцилиндра 6 переключения передач и сдвигает его до упора вправо, что сопровождается поворотом рычага 9 и включением выбранной передачи в коробке передач. Все остальные процессы в системе комбинированного управления не отличаются от тех, что имели место при переключении предыдущей передачи.To engage another gear (which was engaged in the starting position), the switch 37 must be turned down. As a result, the spools 35 and 28 of the control valve 8 and the air distributor 7 will occupy the starting position. After the clutch is completely turned off, compressed air from the cavity of the pneumatic cylinder 14 enters through the highway 19, the air distributor 7 and its outlet 34 to the gear shift cylinder cavity 6 left of the piston 10 and shifts it to the right to the stop, which is accompanied by the rotation of the lever 9 and the inclusion of the selected gear in the gearbox . All other processes in the combined control system do not differ from those that occurred when switching the previous gear.

Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить надежность конструкции и удобство при эксплуатации.The claimed technical solution allows to ensure the reliability of the design and ease of use.

Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution meets the requirement of industrial applicability and is possible for implementation on standard processing equipment.

Claims

A system for combined control of a gearbox and a vehicle clutch, comprising a gear shift pneumatic cylinder, the cavities of which are connected to an air distributor connected via a control valve to a pressure source, a servo-driven clutch actuator connected to a pressure source and having a hydraulic cylinder and a pneumatic cylinder located coaxially to each other, the housing of which contains a piston, a line connecting the inlet of the air distributor with the cavity of the pneumatic cylinder of the amplifier, I distinguish ayasya in that the line connecting the diffuser entrance from cavity pneumatic amplifier through an air valve mounted on the housing of said pneumatic cylinder, wherein the piston is spring-loaded last and the servo amplifier system is located at the bottom of its cylinder axis perpendicular to the amplifier.