Система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини

1. Система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини, що складається з п'ятиступінчастої триходової коробки передач, обладнаної рухомими на валах блоками шестірень і синхронізаторами, механізму вимиканнявмикання зчеплення і гальмової системи, яка містить насосну установку з комбінованим клапаном, що включає запобіжний і перепускний клапани з дросельним обмежником витрати робочої рідини в напірній лінії насоса, гідропідсилювач руля із двома гідроциліндрами і клапаном керування золотникового типу, головний гідроциліндр приводу зчеплення, механічно зв'язаний з педаллю зчеплення і гідравлічно - з робочим гідроциліндром вимикання зчеплення, поршень якого кінематично зв'язаний через штовхач із механізмом вимиканнявмикання зчеплення, гідравлічний гальмовий двоконтурний привід, механізм переключення передач, що складається з трьох вилок, установлених на штоках і кінематично зв'язаних із приводом переключення передач, які складаються із установленого на кульовій опорі двоплечого важеля керування, кінематично зв'язаного з механізмом переключення передач за допомогою керуючої тяги, шарнірно з'єднаної з важелем керування, яка відрізняє ться тим, що на коробці передач установлений кінематично зв'язаний через важільнозубчасту передачу з керуючою тягою трикулачковий розподільний вал, зв'язаний своїми кулачками з трьома згаданими вилками механізму переключення передач через штоки трьох диференційних гідроциліндрів, у поршні яких убудо вані автономні двохщілінні відслідковуючі золотники, кінематично зв'язаних через важелі з кулачками розподільного валу і гідравлічно зв'язані через штокові порожни 2 (19) 1 3 20740 4 5. Система за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що шток кожного диференційного гідроциліндра виконаний із двох частин, перша з яких вставлена в розточки другої частини і з'єднана за допомогою шти фта з установленим на штоку згаданим штовхачем, на другій частині штока виконані подовжні пази, а на її хвосто вику розміщена різьбова втулка, що охоплює хвостовик, передбачений на першій частині штока, і поміщена між торцем першої частини штока і гайкою. 6. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що на робочій поверхні кожного кулачка розподільного вала виконані пази змінної кривизни, що розташовані на торцовій поверхні кулачка і мають ширину, що дорівнює діаметру сполученого з ним ролика, передбаченого на кінці кінематично зв'язаного з кулачком двоплечого важеля, другим кінцем шарнірно зв'язаного із згаданим штовхачем відслідковуючого золотника. Корисна модель відноситься до транспортного машинобудування, зокрема, до пристроїв і систем для керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини. Відома система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини [див. «БТР-94Б. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 94Б.00.000 ТО», изд. КП ХКБМ г. Харьков, 2000 р., стор. 169-173, 176, 179-181, 241, 243, 245, 253; мал. 8.1-8.6; 8.12-8.16; 11.3; 11.7; 11.9; 12.1], що складається з п'ятиступінчатої триходової коробки передач, яка забезпечує одержання 5-ти передач переднього ходу, задній хід і нейтраль, механізму вмикання-вимикання зчеплення і робочої гальмової системи, що містить насосну установку з комбінованим клапаном і включає в себе запобіжний і пропускний клапани з дросельним обмежником витрати робочої рідини в напірній лінії насоса, гідропідсилювач руля із двома гідроциліндрами і клапаном керування золотникового типу, головний гідроциліндр привода зчеплення, механічно зв'язаний з педаллю зчеплення і гідравлічно - з робочим гідроциліндром вимикання зчеплення, поршень якого кінематично зв'язаний через штовхач із механізмом вмиканнявимикання зчеплення, гідравлічний двоконтурний привод гальмової системи, механізм переключення передач, що складається з трьох вилок, установлених на штоках з кульковими фіксаторами і кінематично зв'язаних із приводом переключення передач. Цей привід складається із двуплечого важеля керування, встановленого на кульовій опорі і кінематично зв'язаного з механізмом переключення за допомогою керуючої тяги, шарнірно з'єднаної з важелем керування з можливістю поступального і зворотно-обертального рухів. Відома механічна трансмісія являє собою сукупність агрегатів і механізмів, які передають і перетворюють по величині і напрямку обертовий момент від двигуна до ведучи х коліс. Привод переключення передач служить для дистанційного переключення передач із місця механіка-водія. У встановленій на кришці коробки передач опорі умонтований поворотний, рухливий в осьовому напрямку шток, жорстко з'єднаний із проміжним штоком і рухливою рамкою. Передній валик з'єднаний з рухливою рамкою тягами з трьома карданними шарнірами і трьома опорами. Для включення передачі необхідно хитним важе лем керування перемістити і повернути передній валик, який через систему тяг привода і поворотний шток опори впливає на встановлений на згаданому рухливому штоку поворотний важіль. Останній входить своїм хвостовиком у паз голівки відповідного штока механізму переключення передач, потім переводить цей шток разом із закріпленої на ньому вилкою в нове положення, вводячи в зачеплення шестірні включеної передачі. Перша передача і ЗХ включаються зубчастою муфтою, 2-а, 3-я, 4-а і 5-а - рухливими зубчастими блоками через синхронізатори. Переключення передач здійснюється переміщенням важеля керування в одне із шести положень включених передач, розташованих у два ряди: в одному ряді знаходяться 1, 2 і 4 передачі, у др угому - ЗХ, 3 і 5 передачі. Між цими рядами мається додатковий ряд із трьох нейтральних положень. Переключення передачі здійснюється шляхом попереднього переміщення важеля керування з положення раніше включеної передачі, шляхом переміщення в подовжньому по ходу машини напрямку, у відповідне нейтральне положення. Потім необхідно перемістити в поперечному напрямку в нове нейтральне положення, після чого наступним подовжнім рухом перевести важіль керування в необхідне нове робоче положення, що відповідає включенню нової передачі. Ме ханізм вимикання-вмикання зчеплення забезпечує відключення двигуна від трансмісії, а також плавно їх з'єднує. Відключення здійснюється при зупинці і різкому гальмуванні машини, при переключенні передач. Плавність включення зчеплення необхідна, щоб уникнути різких навантажень на агрегати трансмісії і на двигун. Зчеплення забезпечує передачу обертового моменту двигуна до агрегатів трансмісії при русі машини і захищає деталі трансмісії від поломок при різкій зміні частоти обертання колінчатого вала двигуна при раптовій зміні швидкості руху машини. Зчеплення складається з відтяжного важеля і вилки вимикання зчеплення, умонтованих в коробку передач. При натисканні водієм педалі зчеплення штовхач головного гідроциліндра привода зчеплення пересуває його поршень, який перекриває компенсаційний отвір бачка і витісняє рідину під тиском по трубопроводу до робочого гідроциліндра вимикання зчеплення, поршень якого переміщається і через штовхач давить на 5 20740 важіль вилки вимикання зчеплення. При відпусканні педалі повернення у ви хідне положення здійснюється пружиною. Робоча гальмова система містить вісім двохколодочних гальмових механізмів з колісними циліндрами на кожному колесі, поршні яких штовхачами з'єднані з колодками. Гідравлічний двохконтурний привод системи складається з гальмової педалі, двох паралельно розташованих головних гідроциліндрів із пневмопідсилювачем, гальмового крана, зрівнювача тисків у контурах колісних циліндрів, трубопроводів, шлангів. Від лівого головного циліндра приводяться в дію гальмові механізми перших і треті х коліс машини (контур І), від правого - других і четвертих (контур II). Пневмоустаткування привода підключено до повітряного балона системи централізованого регулювання тиску повітря в шинах через кран обмеження тиску. Рульовий пристрій складається з кермового механізму і кермового привода з гідропідсилювачем. Перепускний клапан насосної установки забезпечує постійний перепад тиску на дроселі, у будованому в напірну лінію насоса, тим самим стабілізує й обмежує поступаючу до гідропідсилювача робочу рідину. Крім того перепускний клапан автоматично підстроюється на тиск, пропорційний подоланої штоками гідроциліндрів руля робочому навантаженню, чим забезпечується економічність гідроприводу. Описана система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини має наступні недоліки: 1. Відсутня можливість використання тиску робочої рідини напірної лінії насоса гідросистеми для приведення в дію механізму переключення передач і робочого гідроциліндра вимикання зчеплення. Наслідком цього є наявність значних зусиль на важелі керування і на педалі зчеплення при переключенні передач. 2. Відсутнє автоматичне вимикання - вмикання зчеплення при переключенні передач, що знижує швидкодію, надійність і повноту вимиканнявмикання зчеплення і погіршує умови водіння машини. 3. Складність керування і порівняно великий час переключення передач, тому що необхідно маніпулювати важелем керування по складній траєкторії, прикладаючи значні зусилля. 4. Через складність маніпулювання важелем керування не виключені помилкові переключення, що знижує безпеку водіння. 5. Привод керування зчепленням не забезпечує керування плавним вимикання - вмикання зчеплення при початковому русі. 6. Через порівняно значні зусилля на педалі зчеплення не забезпечується плавність і повнота включення зчеплення, надійність і повнота вимикання зчеплення в процесі переключення передач. 7. Відсутнє дубльоване керування переключенням передач і зчепленням. В основу корисної моделі поставлена задача розробити систему керування механічною ступінчастою трансмісією колісною машиною, у 6 якій би були відсутні вище перераховані недоліки. Поставлена задача досягається тим, що в системі керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини, що складається з п'ятиступінчатої триходової коробки передач, споряджена рухливими на валах блоками шестірень і синхронізаторами, що забезпечують одержання п'яти передач переднього ходу, задній хід і нейтраль, механізму вимикання - вмикання зчеплення і робочої гальмової системи, що містить насосну установку з комбінованим клапаном і включає запобіжний і перепускний клапани з дросельним обмежником витрати робочої рідини в напірній лінії насоса, гідропідсилювач руля із двома гідроциліндрами і клапаном керування золотникового типу, головний гідроциліндр привода зчеплення, механічно зв'язаний з педаллю зчеплення і гідравлічно з'єднаний з робочим гідроциліндром вимикання зчеплення, поршень якого кінематично зв'язаний через штовхач із механізмом вимикання - вмикання зчеплення, гідравлічний двоконтурний привод робочої гальмової системи, механізм переключення передач, що складається з трьох вилок, установлених на обладнаних кульковими фіксаторами штоках і кінематично зв'язаних із приводом переключення передач, що складається із установленого на кульовій опорі двуплечого важеля керування, кінематично зв'язаного з механізмом переключення передач за допомогою керуючої тяги, шарнірно з'єднаної з важелем керування з можливістю поступальних і зворотнообертових рухів, відповідно до передбачуваної корисної моделі, на коробки передач установлений кінематично зв'язаний через важільно-зубчату передачу з керуючою тягою трьохкулачковий розподільчий вал, зв'язаний своїми кулачками з трьома згаданими вилками механізма переключення передач через штоки трьох диференційних гідроциліндрів, у поршні яких убудовані автономні двохщілеві слідкуючі золотники, кінематично зв'язаних через важелі з кулачками розподільчого валу і гідравлично зв'язані за допомогою штокових порожнин диференційних гідроциліндрів через редукційний клапан з напірною лінією насоса, а поршневі порожнини гідроциліндрів зв'язані зі штоковими порожнинами за допомогою слідкуючих золотників, причому шток кожного гідроциліндра через установлений на ньому штовхач кінематично зв'язаний з однією з трьох вилок механізму переключення передач. Таке рішення забезпечує використання тиску робочої рідини напірної лінії насоса гідросистеми для приведення в дію механізму переключення передач, внаслідок чого зменшується зусилля, що прикладається водієм при переключенні передач, спрощується керування і скорочується час на переключення передач, поліпшуються умови водіння машини, виключається імовірність помилкових переключень і підвищується безпека водіння, оскільки спрощена траєкторія маніпулювання важелем керування. У напірну лінію насоса перед входом у гідропідсилювач руля установлений перепускний клапан, налагоджений на менший тиск, чим тиск налагодження комбінованого клапана. Паралель 7 20740 но перепускному клапану підключений двоходовий двохпозиційний механічно керований блокуючий клапан, у гідроциліндр вимикання зчеплення опозитно його поршню убудований додатковий поршень, причому порожнина між згаданими поршнями гідравлічно зв'язана з виходом двокаскадного механічно керованого редукційного клапана, вхід якого зв'язаний з напірною лінією насоса, а перший каскад механічно зв'язаний через підпружинений важіль з блокуючим клапаном і з блокуючим гідроциліндром зчеплення, який має два співвісних поршні, поршнева порожнина якого зв'язана із одним з гідравлічних контурів гальмової системи, а міжпоршнева порожнина зв'язана з другим її контуром, причому підпружинений важіль кінематично зв'язаний з важелем керування через утворюючий з керуючої тягою рухливу поступальну пару додатковий поворотній керуючий важіль. Цим рішенням додатково забезпечено: - автоматичне вимикання і наступне вмикання зчеплення при переключенні передач, починаючи з 1-ї до 5-ї , а також ЗХ; - використання як рушійної сили тиску робочої рідини з напірної лінії насоса для вимикання зчеплення; - дубльоване механічне керування від педалі зчеплення; - зменшення кількості органів керування, оскільки важіль керування забезпечує керування як переключенням передач, так і керування зчепленням; - швидкодія, надійність і повне вимикання зчеплення, плавність і повнота вмикання зчеплення в процесі переключення передач; - забезпечене блокування гідроциліндра вимикання зчеплення, тобто реалізоване автоматичне роз'єднання зчеплення від гальмової педалі за умови її повного натискання до упора з включеним зчепленням при її неповному (50%) натисканні; - дубльоване ручне керування плавним вимиканням-вмиканням зчеплення при початковому русі поворотом важеля керування поперек фіксуючої гребінки. Усе перераховане вище поліпшує умови водіння машини і підвищення експлуатаційних характеристик. Поршень кожного диференційного гідроциліндра зв'язаний зі штоком за допомогою виконаних на торцях згаданих поршня і штока зубів, що входять у відповідні пази поршня і штоку. Завдяки такому рішенню дешевіє і спрощується процес виготовлення і зборки гідроциліндра, оскільки знижуються вимоги до співвісності розточок у корпусній деталі, у яких установлюються поршень і шток кожного гідроциліндра. У поршневу порожнину кожного диференційного гідроциліндра уведений штовхач, шарнірно зв'язаний з важелем згаданої кулачкововажільної передачі і з'єднаний із слідкуючим золотником і з поршнем за допомогою. Т-подібних рознімних з'єднань. Таке рішення, як і попереднє знижує вимоги до точності виготовлення корпусної деталі гідроциліндрів, спрощує виготовлення і зборку 8 механізму. На зовнішній поверхні кожного поршня диференційного гідроциліндра виконана широка проточка, що перевищує по довжині величину робочого ходу поршня і гідравлічно зв'язана через свердління в корпусі із зливною лінією, а через свердління в поршні зв'язана з підторцовою частиною розточки в корпусі, у якій розташований золотник. Таке рішення забезпечує просте конструктивне виконання поршневої пари гідроциліндра і золотникової пари слідкуючого золотника, спрощує їхнє виготовлення і зборку. Шток кожного гідроциліндра, виконаний із двох частин, перша з яких вставлена в розточку другої частини і з'єднана через штифт із установленим на штоку штовхачем. Для проходження штифта на другій частині штока виконані подовжні пази, а на її хвостовику виконана внутрішня різьба, в яку вставлена різьбова втулка, що охоплює різьбовий хвостовик, передбачений на першій частині штока, і розташована між торцем першої частини штока і гайкою, нагвинченої на згаданий її різьбовий хвостовик. Таке рішення забезпечує регулювання, первісну виставку положення трьох згаданих вилок механізму переключення передач, чим знижуються вимоги до точності виготовлення механізму і гідроциліндрів. Робоча поверхня кожного кулачка розподільчого валу, перетворюючи обертовий рух кулачка в поступальний рух слідкуючи х золотників по заданому закону, виконана у вигляді замкнутого паза змінної кривизни, розташованого на торцевій поверхні кулачка і маючого ширину рівну діаметру сполученого з ним ролика, передбаченого на кінці кінематично зв'язаного з кулачком двуплечого важеля, другим кінцем шарнірно зв'язаного зі згаданим штовхачем слідкуючого золотника. Таке конструктивне рішення забезпечує найбільш простий і надійний спосіб керування за допомогою кулачкової передачі слідкуючим золотником, як при ході поршня гідроциліндра уперед, так і при ході назад. Система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини, зображена на кресленнях, де: На фіг. 1 приведена спрощена принципова гідрокінематична схема системи керування; На фіг. 2 - кінематична схема керування коробкою передач; На фіг. 3 - показано в розрізі конструктивне виконання одного з трьох диференційних гідроциліндрів з автономним двохцільовим слідкуючим золотником і кулачково-важільним приводом; На фіг. 4 - розгорнення профілів кулачків розподільчого валу. Система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини, зображена на принциповій гідрокінематичній схемі (фіг. 1), де показані п'ятиступінчата триходова коробка передач 1, обладнана рухливими на валах блоками шестірень і синхронізаторами (не показані), що забезпечують одержання 5-ти передач переднього ходу, задній хід (ЗХ) і нейтраль (Н), механізм вимикання - вмикання зчеплення 2 і робоча гальмова 9 20740 система 3. Система містить насосну установку 4 з комбінованим клапаном 5, що включає в себе запобіжний 6 і перепускний 7 клапани з дросельним обмежником витрати робочої рідини 8 у напірній лінії насоса 9, гідропідсилювач руля 10 із двома гідроциліндрами 11 і 12, і клапаном керування 13 золотникового типу, головний гідроциліндр привода зчеплення 14, механічно зв'язаний з педаллю зчеплення 15 і гідравлічно з'єднаний трубопроводом 16 з робочим гідроциліндром привода зчеплення 17, поршень 18 якого кінематично зв'язаний через штовхач 19 із механізмом 2, гідравлічний двоконтурний привод 20 гальмовій системі з гальмовою педаллю 21, механізм переключення передач 22, що складається з трьох вилок 23, 24, 25 (фіг. 2, 3), установлених на обладнаних кульковими фіксаторами 26 (фіг. 3) штоках 27 (на фіг. 3 як приклад показаний один із трьох штоків які конструктивно однакові) і кінематично зв'язаних із приводом переключення передач 28, складеного із установленого на кульовій опорі 29 (фіг. 2) двуплечого важеля керування 30, кінематично зв'язаного з механізмом переключення передач 22 за допомогою керуючої тяги 31, шарнірно з'єднаної з важелем керування 30 з можливістю поступальних і зворотно-обертальних рухів. Важіль 30 обладнаний фіксуючою гребінкою 32 (фіг. 2) з фіксаційними гніздами 33, число яких дорівнює числу передач, включаючи ЗХ і Н. На коробці передач 1 установлений, кінематично зв'язаний через важільно-зубчату передачу, поворотний важіль 34, вал 35, зубчатий сектор 36, зубчасте колесо 37, керуюча тяга 31, трьохкулачковий розподільчий вал 38 (фіг. 2, 3). Розподільчий вал 38 зв'язаний своїми кулачками 39, 40, 41 із трьома згаданими вилками 23, 24, 25 механізму переключення передач 22 через штоки 42, 43, 44 трьох диференційних гідроциліндрів 45, 46, 47 (фіг. 1, 2, 3). Оскільки всі три гідроціліндра конструктивно однакові, подальший опис їх здійснюємо на прикладі зображеного в розрізі (на фіг. 3) диференційного гідроциліндра 47 разом з убудованими в нього елементами. У поршні 48 диференційних гідроциліндрів 45, 46, 47 убудовані автономні двохщільові слідкуючі золотники 49 з «нульовим» перекриттям розподільчих дроселюючих щілин у поршні, кінематично зв'язані через важелі 50, 51, 52 (фіг. 2, 3) з кулачками 39, 40, 41 розподільчого валу 38 і гідравлічно зв'язані через штокові порожнини 53 гідроциліндрів 45, 46, 47 (фіг. 3) з напірною лінією 54 (фіг. 1) насоса 9. Штокові порожнини 53 постійно сполучені через редукційний клапан 55 (фіг. 1) з напірною лінією 54 насоса 9 за допомогою каналів 56, 57, 58, 59, а поршневі порожнини 60 (фіг. 1, 2, 3) через слідкуючи золотники 49 сполучені із штоковими порожнинами 53 за допомогою каналів 61, 63 у поршні 48 і кільцеву проточку 64 у поршні 48 у випадку її відкриття шийкою 65 золотника 49. Шток 42, 43, 44 кожного гідроціліндра 45, 46, 47 через установлении на ньому штовхач 66, 67, 68 (фіг. 2, 3) кінематично зв'язаний з однієї з трьох вилок 23, 24, 25 механізму переключення передач 22. У напірну лінію 54 насоса 9 перед входом у 10 підсилювач руля 10 установлений перепускний клапан 69 (фіг. 1), настроєний на тиск, менший чим тиск настроювання комбінованого клапана 5. Паралельно клапана 69 підключений двоходовий двохпозиційний механічно керований блокувальний клапан 70 за допомогою каналів 71, 72, 58, 59. У гідроціліндрі привода зчеплення 17 опозитно його поршню 18 убудований додатковий поршень 73. Порожнина 74 між поршнями 18 і 73 гідравлічно зв'язана з виходом 75 передбаченого двокаскадного механічно керованого редукційного клапана 76, вхід 77 якого сполучений з напірною лінією 54 насоса 9 за допомогою каналу 59, а перший каскад 78 механічно зв'язаний через підпружинений важіль 79 із блокуючим клапаном 70 і з блокувальним гідроциліндром зчеплення 80, що має два співвісних поршні 81 і 82. Поршнева порожнина 83 гідроциліндра 80 сполучена з одним з гідравлічних контурів 84 гальмової системи 3, а міжпоршнева порожнина 85 сполучена з другим її контуром 86. Важіль 79 (фіг. 1), кінематично зв'язаний з важелем керування 30 (фіг. 2) через утворюючий з керуючій тягою 31 р ухливе поступальне з'єднання додатковий поворотний керуючий важіль 87 (фіг. 1, 2), зв'язаний із важелем 79 через проміжну кулачково-важільну передачу 88 (фіг. 1). Поршень 48 кожного диференційного гідроциліндра 45, 46, 47 зв'язаний зі штоком 42, 43, 44 за допомогою зубів 89 і 90, виконаних на торцях згаданих поршня і штока, вхідних у відповідні западини, виконаних на поршні і штоку. У поршневу порожнину 60 (фіг. 1, 2, 3) кожного диференційного гідроциліндру 45, 46, 47 уведений штовхач 91, 92, 93, шарнірно зв'язаний за допомогою пальця 94 з важелем 50, 51, 52 згаданої кулачково-важільної передачі і з'єднаний із слідкуючим золотником 49 і з поршнем 48 за допомогою Т-подібних рознімних з'єднань, утворених виступами 95, 96 на штовхача х і золотниках і відповідних западинах 97, 98 на поршнях і штовхача х, причому між виступами 95 і відповідними западинами 97 передбачені невеликі (0,5-1 мм) торцеві зазори «а» (фіг. 3). На зовнішній поверхні кожного поршня 48 виконана широка проточка 99, що перевищує по довжині величину робочого ходу поршня 48 і гідравлічно з'єднана через свердління 100 у гідроциліндру і канали 101 і 102 зі зливальною лінією 103, а через свердління 104 у поршні 48 зв'язана з подторцевою частиною 105 розточки в поршні 48, у якій розташований золотник 49. Шток 44 кожного гідроциліндру 45, 46, 47 виконаний із двох частин, з яких перша 106 вставлена в розточку другої частини і з'єднана через штифт 107 із установленим на штоку 44 згаданим штовхачем 68. Для проходження штифта 107 на другій частині штока 44 виконані подовжні пази 108. На її хвостовику виконана внутрішня різьба, у яку угвинчена різьбова втулка 109, що охоплює різьбовий витончений хвостовик 110, передбачений на першій частині 106 штока, і поміщена між торцем першої частини 106 штока і гайкою 111, нагвинченої на згаданий її різьбовий хвостовик 110. Робоча поверхня кожного кулачка 39, 40, 41 розподільчого валу 38, який перетворює обертальний рух кулачка в поступальний рух 11 20740 слідкуючих золотників 49 по заданому закону, виконана у виді замкнутого паза перемінної кривизни 112, 113, 114, розташованого на торцевій поверхні кулачків 39, 40, 41, які мають ширину, рівну діаметру сполученого з ними роликів 115, 116, 117, передбачених на кінці кінематично зв'язаного з кулачками 39, 40, 41 двуплечих важелів 50, 51, 52 (фіг. 2, 3), др угим кінцем шарнірно зв'язаного зі згаданим штовхачами 91, 92, 93 слідкуючого золотника. Розгортка профілів згаданих замкнутих криволінійних пазів 112, 113, 114, за допомогою яких запрограмовані шлях і черговість переміщення слідкуючих золотників, показані на фіг. 4 у виді трьох горизонтальних ліній, позначених цифрами 39, 40 і 41, що відповідають позначенням кулачків на фіг. 2. Виступи 1, 2, 4 і западини ЗХ, 3, 5 на цих горизонтальних лініях відповідають включенню позначених тими ж номерами передач. Горизонтальні ділянки відповідають нейтральному, середньому розташуванню рухливих блоків шестірень коробки передач, тобто виключеній передачі. З фіг. 4 видно, що виступам і западинам якого-небудь одного кулачка відповідають горизонтальні ділянки інших кулачків, тобто при включенні передач яким-небудь одним блоком шестірень, інші блоки знаходяться в нейтральному положенні. На механізмі переключення передач 22 установлена плита 130, змонтовані гідроциліндри 45, 46, 47 і кронштейни 131, на осях 132 установлені важелі 50, 51, 52 (фіг. 2, 3). На штоках 27 (фіг. 3) є фіксаційні гнізда 133 під кулькові фіксатори 26. Керуюча тяга 31 виконана складеною: одна її частина (фіг. 2), зв'язана з важелем керування 30 і сполучена з поворотним керуючим важелем 87, за допомогою шарніра 134 і з'єднана з другою частиною 135, яка знаходиться в зачепленні через стакан 136 з важелем 34. Поршень 137 головного гідроциліндра привода зчеплення 14 (фіг. 1) кінематично зв'язаний з педаллю 15, а порожнини 138 і 139 головного 14 і робочого гідроциліндрів зчеплення 17, зв'язані каналом 16, а також порожнина 74 обладнана клапанами 140 і 141 для випуску повітря. Також для випуску повітря порожнини 83 і 85 блокуючого гідроциліндра зчеплення 80 обладнані клапанами 142. Штовхач 19 гідроциліндра 17 кінематично зв'язаний через важільні передачі 143 вимикання і 144 вмикання зчеплення з механізмом зчеплення 145 (на фіг. 1 показаний умовно). На вході в запобіжний клапан 6 (фіг. 1) є діафрагма 146. Клапан керування 13 каналом 147 сполучений з каналом 71, а каналом 148 сполучений через фільтр 149 зі зливом у бак насосної установки 4. Другий каскад 150 редукційного клапана 76 (фіг. 1) зв'язаний каналом 151 з порожниною першого каскаду 78, у якій розташований підпружинений клапан 152. Ця порожнина, а також другий каскад - клапан 150 каналами 153, 154, 155 зв'язані із зливальним каналом 103. Вхід клапана 150 каналом 156 сполучений з каналом 77, а на вході в перший каскад 78 установлена діафрагма 157. 12 Перепускний клапан 69 (фіг. 1) призначений для підтримки тиску на рівні 5-5,5 МПа в гідросистемі в момент вимикання зчеплення і переключення передач на прямолінійній ділянці шляху. Система керування трансмісією забезпечує: 1. Багаторазове зменшення зусилля, що прикладається водієм до важеля керування при гідромеханічному переключенні передач; воно не перевищує 2...3 кг замість 70...80 кг у описаного вище аналога; 2. Швидкодія гідромеханічного переключення передач і вимикання-вмикання зчеплення (не більше 0,5-1 сек). 3. Поліпшення керування машиною, оскільки спрощується траєкторія маніпулювання важелем у процесі переключення передач. 4. Виключається або істотно зменшується імовірність помилкового переключення передач. 5. Використовується наявне у трансмісії джерело тиску робочої рідини для приведення в дію механізмів переключення передач і керування зчепленням. 6. Автоматичне вимикання і наступне вмикання зчеплення при переключенні передач. 7. Забезпечення, поряд з автоматичним, дубльованого резервного ножного керування зчепленням. 8. Дубльоване, поряд з ножним, ручне керування плавним вимикання - вмикання зчеплення при зрушенні машини з місця шляхом переміщення важеля керування поперек «гребінки». 9. Плавність і надійність і повноту вимикання зчеплення в процесі переключення передач. 10. Автоматичне вимикання зчеплення від гальмової педалі при її повному натисканні до упора. 11. Зменшена кількість штатних органів керування, тому що орган керування зчепленням сполучений з важелем переключення передач. 12. Можливе керування зчепленням і переключенням передач на прямолінійній ділянці шляху, а також з будь-яким радіусом повороту. 13. Аварійне механічне переключення всіх передач, при непрацюючій гідравліці. 14. Поліпшено умови і безпека водіння, а також експлуатаційні характеристики трансмісії. Система керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини, працює таким чином: Запобіжний клапан 6 обмежує тиск робочої рідини напірної лінії 54 (фіг. 1) у межах 8,5...9 МПа, а перепускний клапан 7 разом із дроселем 8 обмежує кількість рідини, яку подає насос 9 до гідропідсилювачу руля 10 при підвищенні частоти обертання двигуна. При мінімальній частоті клапан 7 закритий, і рідина через дросель 8 надходить у лінію нагнітання 54. Порожнина над клапаном 7 з'єднується через діафрагму 146 з цією лінією. Із збільшенням подачі рідини в систему в результаті підвищення частоти обертання двигуна, різниця тисків до дроселя 8 і після нього - у лінії 54, за рахунок опору дроселя 8 зростає, а, отже, і збільшується різниця тисків на торцях перепускного клапана 7 у залежності тільки від витрати рідини. При визначеній різниці тисків зусилля, що 13 20740 прагне зрушити клапан 7, зростає настільки, що його пружина стискується, клапан відкривається і перепускає надлишки рідини з порожнини нагнітання 54 у бак. Таким чином, подальше збільшення надходження рідини в систему майже припиняється. Робота перепускного клапана 7 при спрацьовуванні запобіжного клапана 6 здійснюється аналогічно. Відкриваючись, кульковий клапан 6 пропускає невеликий потік рідини в бак. Дросель 146 створює перепад тиску, завдяки якому відкривається перепускний клапан 7. З напірної лінії 54 рідина надходить до гідропідсилювача руля 10 по каналах 59, 58, 72, відкритий у даний момент блокуючий клапан 70 (фіг. 1), канали 71, 147. У режимі повороту машини в любу сторону клапан керування 13 зміщений із середнього положення в одне із своїх крайніх робочих положень, при цьому рідина через нього надходить до гідроциліндрів 11 і 12. Тиск рідини в напірній лінії 54 при цьому обмежується запобіжним клапаном 6. У випадку прямолінійного руху машини клапан керування 13 установлюється рульовим механізмом (не показаний) у нейтральне, середнє положення, при якому з'єднує всі порожнини гідроциліндрів 11 і 12 зі зливом у бак через фільтр 149, і в напірній лінії 54 установлюється мінімальний, не більше 0,1...0,2 МПа тиск. Але різке падіння тиску в гідросистемі неприпустимо, якщо в даний момент потрібно виключити зчеплення, чи переключити передачу, оскільки для виконання цих операцій зазначеної мінімальної величини тиску, рівної 0,1...0,2 МПа, недостатньо, так як для вимикання зчеплення потрібно тиск 5...5,5 МПа, а для переключення передач - 1,4...1,6 МПа. Цей тиск необхідно підтримувати протягом невеликого проміжку часу, на момент вимикання зчеплення і переключення передач, що тривають 1...2 сек. Описаний режим керування тиском здійснюється в процесі переключення передач, здійснюється автоматично за допомогою двох апаратів - блокуючого клапану 70, перепускного клапана 69 і важеля 79. При переключенні передачі важіль 79 повертається, розтягує пружину 124 і закриває блокуючий клапан 70. При цьому припиняється вільний злив у бак рідини з напірної лінії 54 через клапан 70, згадані вище канали 59, 58, 72, 71, 147 і встановлений у середнє положення клапан керування 13. У результаті рідина продовжує надходити до гідропідсилювача руля 10 через налагоджений на тиск 5...5,5 МПа клапан 69, що запобігає падіння тиску в напірній лінії 54 на прямій ділянці шляху в момент переключення передач і вимикання зчеплення. По закінченні переключення передач і вмиканні зчеплення клапан 70 повертається автоматично в колишній відкритий стан, і рідина до гідропідсилювача 10 надходить минаючи клапан 69, тобто знову відновлюється на прямій ділянці шляху режим «розвантаження» насоса на бак з мінімальним тиском через відкритий клапан 70 і встановлений у проміжне, середнє положення клапан керування 13. До диференційних гідроциліндрів 45, 46, 47 рідина надходить з напірної лінії 54 через ре 14 дукційний клапан 55, який має властивість підтримувати високий тиск на вході і знижувати цей тиск до потрібної величини, рівної 1,4...1,6 МПа після себе, тобто в лінії 57. Такий тиск достатній для спрацювання гідроциліндрів 45, 46, 47 і переключення передач. Гідромеханічне переключення всіх передач, з 1-ої до 5-ї, а також «ЗХ» і «Н» із зусиллям на важелі керування 30 (фіг. 2), що не перевищує 2...3 кгс, і супутнє цій операції автоматичне вимикання зчеплення і наступне автоматичне його вмикання здійснюється таким чином: При русі машини важіль 30 (фіг. 2) знаходиться у фіксованому гнізді гребінки 32, що відповідає включеній передачі, а важелі 87 і 79 розташовані так, як це зображено на фіг. 1. При цьому блокуючий клапан 70 відкритий, і забезпечується сполучення насоса 9 з гідропідсилювачем руля 10 із зазначеним вище мінімальним перепадом тиску, що не перевищує 0,1-0,2 МПа, минаючи клапан 69. Пружина 180 (фіг. 1) при цьому вільна. У результаті цього рідина, що надходить до клапана 152 від насоса 9 по каналах 54, 59, 77 і через діафрагму 157, вільно зливається в бак через клапан 152 по каналах 153, 155, 103. Тиск у керуючій торцевій порожнині другої ступені 150 редукційного клапана 76 близький до нуля і на виході з неї, тобто в каналі 75 і в порожнині 74 гідроциліндру 17 тиск теж практично дорівнює нулю. Зчеплення при цьому включене, оскільки зусилля, передане штовхачу 19 від поршня 18 дорівнює нулю. Діафрагма 157 має дуже малий діаметр прохідного перетину, рівний 0,6-0,8 мм і розрахований на перепуск через нього незначної витрати рідини на сервокерування клапаном 150, рівного 0,6-0,8 л/хв. При нульовій величині тиску в каналі 151 клапан 150 закритий і на його виході, у каналі 75 тиск дорівнює нулю. Якщо ж у каналі 151 тиск за допомогою клапана 78 буде підвищено до необхідної величини, то до такої ж величини зросте тиск на виході клапана 150, тобто в каналі 75. На вході в клапан 150, тобто в каналі 156 тиск завжди дорівнює тиску в каналі 54, незалежно від тиску в каналі 151. Для того, щоб переключити передачу, необхідно вивести важіль керування 30 з фіксованого гнізда, перемістити його уздовж гребінки 32 (фіг. 2) і ввести в нове фіксоване гніздо, що відповідає новій передачі. У процесі переключення передачі здійснюється автоматично попереднє вимикання зчеплення, а по завершенні переключення передачі відбувається наступне автоматичне вмикання зчеплення. Відбувається це таким чином. При виведенні важеля 30 з фіксованого гнізда гребінки 32 важіль своїм нижнім кінцем (фіг. 2) повертає керуючу тягу 31 разом із установленим на ній поворотним керуючим важелем 87, який через кулачково-важільну передачу 88 (фіг. 1) повертає підпружинений важіль 79, розтягуючи пружину 124, важіль 79 при цьому впливає на блокуючий клапан 70, закриваючи його. У результаті цього припиняється вільне сполучення насоса 9 з гідропідсилювачем руля 10. Насос буде при цьому з'єднуватись з гідропідсилювачем 10 через перепускний клапан 69 (фіг. 1). Завдяки 15 20740 цьому забезпечується, як це було зазначено раніше, підтримка тиску за допомогою клапана 69 у лінії керування зчепленням, на рівні 5-5,5 МПа. У заключній стадії повороту важеля 79, останній «вибирає» зазор «5» (фіг. 1) і натискає на штовхач 128, плавно стискаючи при цьому пружину 180, що впливає на сервоклапан 152. При цьому збільшується тиск у керуючому каналі 151, в результаті чого другий каскад 150 плавно збільшує тиск, що надходить у порожнину 74 гідроциліндра привода зчеплення 17 (фіг. 1), поршень 18 якого переміщується і через штовхач 19, важільні системи 143 і 144 відключає зчеплення. Рідина під тиском надходить від насоса 9 по каналах (фіг. 1) 54, 59, 77, 156 у клапан 150 і, редукуючи, надходить під зниженим тиском у канал 75. Рівність тиску у порожнині клапана 150 і каналі 151 визначає рівновага золотника клапана 150 і величину тиску після 2-ї ступіні редукційного клапана 176, тобто в каналі 75. Величина цього тиску визначається зусиллям стиску пружини 180 під впливом важеля 79. Чим більше це зусилля, тим більший редукуючий тиск. Якщо цей тиск за якихось причин перевищить задану величину, рівновага золотника клапана 150 порушується під впливом підвищеного тиску. Золотник зміщається і з'єднує канал 75 із зливальним каналом 154 і тримає на виході з редукційного клапана 76, тобто, у каналі 75 тиск, поки воно не відновиться до величини, заданої зусиллям стиску пружини 180. При наступному переміщенні важеля керування 30 (фіг. 2) уздовж гребінки 32 нижній його кінець переміщає керуючу тягу 31 в осьовому напрямку щодо нерухомого в даний момент поворотнокеруючого важеля 87 і через шарнір 134, другу частину тяги 135 і стакан 136 повертає важіль 34 і сектор 36 разом з валом 35. Обертання від сектора 36 передається зубчастому колесу 37 і розподільчому валу 38 з кулачками 39, 40, 41. Кулачки 39, 40, 41 впливають своїми криволінійними пазами 112, 113, 114 через ролики 115, 116, 117 на поворотні важелі 50, 51, 52, які знаходяться в зачепленні через пальці 94 зі штовхачами 91, 92, 93 (фіг. 2). Профілі кулачків (фіг. 4) виконані і взаємно розташовані відносно один одного так, що при переключенні передач одним з кулачків інші кулачки в переключенні передач не беруть участь і утримують відповідні їм рухливі зубча ті блоки коробки передач у середньому виключеному положенні. Оскільки всі три диференційних гідроциліндрів з убудованими в них слідкуючими золотниками і кулачково-важільними передачами конструктивно однакові, подальший опис розглянемо на прикладі конструкції, зображеної на фіг. 3. Рідина під тиском 1,4-1,6 МПа від редукційного клапана 55 надходить по каналах (фіг. 1) 57, 56 у штокову порожнину 53 диференційного гідроциліндру. У канал 72 (фіг. 1) рідина надходить від насоса по каналах 54, 59, 58, і у канал 57 під зниженим відрегульованим тиском, обумовленим налагодженням пружини редукційного клапана 55, зусилля якої відрегульовано гвинтом. Рідина надходить також у підторцову керуючу порожнину клапана 55. Рівність сили тиску рідини на торець золотника клапана 55 силі стиснення пружини 16 клапана визначає величину робочого тиску на виході з клапана 55, тобто в каналі 57. Якщо під впливом важеля 52 (фіг. 3) штовхач переміщається вправо, то золотник 49 також зміститься незначно вправо разом зі штовхачем 93. При цьому його шийка 65 відкриє прохід рідини із поршневої порожнини 60 через канал 61 у порожнину 105 і далі через канал 104 у зливальну порожнину 99 і зливальний канал 100. Поршень 48 при цьому під впливом різниці тисків на його торці буде також переміщатися вправо доти, поки переміщається штовхач 93. Після припинення руху што вхача поршень 48, продовжуючи рухатися на незначну величину, рівну 0,1-0,2 мм, закриває прохід рідини з проточки 64 у порожнину 105 і зупиняється. При русі штовхача 93 вліво шийка 65 золотника відкриває прохід рідини із штокової порожнини 53 у поршневу порожнину 60 через канали 63, 62, 61. Оскільки робоча площа поршня в порожнині 60 більше, ніж у порожнині 53, поршень 48 буде переміщатися теж уліво доти, поки переміщається вліво штовхач 93. Разом з поршнем 48 в ту чи іншу сторону переміщається шток 44 разом із штовхачем 68, за допомогою якого переміщається в потрібному напрямку вилка 25 разом зі штоком 27, переключаючи, при цьому, зв'язаний з ним рухливий блок шестірень коробки передач (не показаний) і, тим самим, включаючи потрібну передачу. При непрацюючій гідравліці шток 27 фіксується кулькою 26, що входить у фіксаційні гнізда 133. При аварійній ситуації можливе резервне, аварійне переключення передач від того ж важеля керування 30, за допомогою тих же керуючої тяги 31 і описаної вище кінематичної схеми, включаючи кулачково-важільну передачу і штовхач 93. Відмінність цього режиму від раніше описаного механо-гідравлічного режиму полягає в тім, що штовхач на початку свого р уху під дією важеля 52 вліво чи вправо «вибирає» зазор «а» між виступом 95 штовхача і відповідним пазом 97 поршня (фіг. 3), а потім механічним зусиллям переміщає поршень 48 разом зі штоком 44, штовхачем 68 і вилкою 25. При цьому зусилля, прикладене до важеля 30 буде перевищувати зусилля при механогідравлічному режимі переключення передач. На 1-й передачі і ЗХ воно буде дорівнювати 7-8 кгс, а на інших передачах не перевищить 20-25 кгс. Аварійне резервне керування зчепленням може бути здійснене за допомогою педалі 15 (фіг. 1). При відпущеній педалі 15 поршень 137 під впливом пружини знаходиться в крайньому правом по кресленню (фіг. 1) положенні, а резервуар з робочою рідиною через компенсаційний отвір (не показані) зв'язаний з робочою порожниною 138 і через пропускний отвір (не показаний) - з неробочою порожниною головного гідроциліндра привода зчеплення 14. Зчеплення при цьому включено. При натисканні на педаль 15 поршень 137, пересуваючись, перекриває компенсаційний отвір і витісняє рідину під тиском з порожнини 138 по каналу 16 у порожнину 139 робочого гідроциліндра вимикання зчеплення 17. Під дією тиску рідини поршень 73 переміщується разом з поршнем 18 і через штовхач 19 діє на важіль 143 вимикання 17 20740 зчеплення. В результаті передача обертового моменту від двигуна на первинний вал КП припиняється, тобто зчеплення виключене. При відпусканні педалі зчеплення 15 під дією пружин усі деталі повертаються у вихідне положення, а рідина з порожнини 17 витісняється в порожнину 138. Поршень 137 повертається у ви хідне положення. Вимикання зчеплення може також здійснюватися автоматично при натисканні на педаль 21 робочої гальмової системи 3 від його контурів І і II, з яких рідина під тиском подається під плунжер 81 чи 82, тобто в порожнину 85 чи 83 по каналах 86 або 84 в момент натискання на педаль гальма 21. Ручне керування зчепленням можна здійснювати за допомогою важеля керування 30, переміщаючи його поперек гребінки 32. Зчеплення виключається-включається при цьому так, як це було описано вище. Гальмування машини забезпечується такими способами: 1. При русі: - двигуном, зменшуючи подачу палива в двигун машини з включеними передачами і зчепленням; - робочою гальмовою системою 3 при виключеній передачі і (або) зчепленні; 18 - комбінованим способом - двигуном і гальмовою системою 3. 2. На стоянці: - стояночною гальмовою системою. На слизькій дорозі гальмування комбінованим способом повинно виконуватись плавно і без вимикання зчеплення, тому що різке гальмування в цих умовах з виключеними зчепленням і передачею може викликати занос і привести до аварії. В усі х випадках руху гальмувати треба плавно, без ривків, не допускати ковзання коліс «юзом». Таким чином, зчеплення повинне виключатися при повному натисканні на педалі гальма 21 і залишатися включеним у проміжних положеннях цієї педалі. Перевагою описаної системи керування механічною ступінчастою трансмісією колісної машини у порівнянні з зазначеним вище найближчим аналогом, є те, що вона поліпшує умови водіння машини підвищує безпеку водіння, спрощує керування, забезпечує механо-гідравлічне керування переключення передач і автоматичне вимикання вмикання зчеплення в процесі переключення передач, а також дубльоване аварійне механічне переключення передач і вимикання - вмикання зчеплення, що поліпшує експлуатаційні характеристики машини. 19 20740 20 21 Комп’ютерна в ерстка Д. Шев ерун 20740 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601