Система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства
Полезная модель предназначена для автоматизации работы фрикционной муфты сцепления при переключении механической трансмиссии. Задача полезной модели - упрощение конструкции системы переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства и повышение эффективности управления механической коробкой передач на уже существующих транспортных средствах без каких-либо конструктивных изменений последних, при максимальном использовании стандартных узлов, промышленно выпускаемых и поставляемых в запасные части. Технический результат достигается тем, что система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства, содержащая рычаг переключения передач, концевой датчик рычага переключения передач, реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, червячное колесо, датчик скорости транспортного средства выходы которого подсоединены к первому и второму входам электронного блока, датчик положений рычага коробки переключения передач, дополнительно содержит реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, а выходы подсоединены к третьему и четвертому входам электронного блока, вал червячного колеса соединен с барабаном, с намотанным на нем тросиком, предназначенным для подсоединения к штатной тяге дроссельной заслонки карбюратора, червячное колесо соединено с кривошипом, шарнирно соединенным со штоком толкателя гидроцилиндра, предназначенного для подсоединения к гидропроводу штатного рабочего цилиндра муфты сцепления и взаимодействующим со вторым и третьим концевыми датчиками, выходы которых подсоединены к пятому и шестому входам электронного блока, седьмой, восьмой, девятый, десятый входы электронного блока подсоединены к соответствующим выходам датчика положений рычага коробки переключения передач, четвертый и пятый концевые датчики, взаимодействующие с муфтой сцепления, выходы которых подсоединены к одиннадцатому и двенадцатому входам электронного блока,
шестой концевой датчик, взаимодействующий с педалью тормоза, выход которого подсоединен к тринадцатому входу электронного блока, блок информационного обеспечения, входы-выходы которого соединены со свободными входами-выходами электронного блока. Датчик положений рычага коробки переключения передач содержит корпус, накладываемый на штатный рычаг переключения передач, с жестко закрепленными внутри него концевыми датчиками текущей передачи. Датчик скорости транспортного средства содержит корпус с расположенной внутри него двухступенчатой зубчатой передачей, ведущая шестерня которой соединена со стандартным штуцером, предназначенным для подключения штатного тросика спидометра, а ведомая шестерня соединена с валом тахогенератора. Блок информационного обеспечения содержит корпус с расположенными в нем светодиодами и тумблером включения - выключения автоматического режима работы системы. При этом достигается автоматическое плавное трогание автомобиля с места, после включения первой передачи, а также автоматическая работа органов трансмиссии в ходе дальнейшего разгона. Необходимость переключения передач при этом сохраняется, однако исчезает необходимость работы педалями сцепления и газа, что серьезно упрощает действия водителя, особенно в городском цикле движения.
Полезная модель предназначена для автоматизации работы фрикционной муфты сцепления при переключении механической трансмиссии.
Известно устройство для автоматического управления ступенчатой коробкой передач, содержащее размещенный в корпусе ротор, на котором установлены двуплечие рычаги с грузами, взаимодействующие со штоками привода электрических включателей, штоки размещены на роторе снаружи его, на внешнем штоке установлена чаша, несущая кольцо с радиальными отверстиями, в которых размещены шипы, расположенные на рычаге, взаимодействующем с электрическими включателями, также на внешнем штоке расположено внутреннее кольцо подшипника качения, наружное кольцо которого установлено в подпружиненной обойме, имеющей глухое дно и буртик 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 подачи топлива двигателю (заявка RU №2003112435 В 60 К 41/06, 2004.10.20)
Недостатком данной системы является сложность устройства, а при промышленном изготовлении - необходимость большого количества оригинальных деталей.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является система автоматического переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства, содержащая механизм переключения передач, корпус для его расположения, рычаг переключения передач, установленный на корпусе электромагнит блокировки включения пониженных передач, снабженный штоком для поворота подпружиненной собачки, взаимодействующей при блокировке включения пониженных передач с подпружиненной защелкой одностороннего стопорения, установленной на вильчатом рычаге выходного вала механизма переключения передач, упомянутый механизм содержит реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, червячное колесо с профильным торцевым
кулачком и ведущим пальцем, потенциометрический датчик цикла переключения передачи, установленный на валу червячного колеса, делительный диск с радиальными пазами, имеющими входные фаски, для взаимодействия с ведущим пальцем червячного колеса, потенциометрический датчик номера включенной передачи, установленный на валу делительного диска, шестерню, установленную на валу делительного диска и находящуюся в постоянном зацеплении с зубчатым сектором, установленным на подпружиненном валу, имеющим возможность осевого перемещения, двуплечий вильчатый рычаг, взаимодействующий вилкой с подпружиненным валом, шарнирно закрепленный в опорной вилке, установленной в корпусе упомянутого механизма, ролик двуплечего вильчатого рычага, взаимодействующий с профильным торцевым кулачком червячного колеса, поводок, установленный на подпружиненном валу, ось поводка, установленную в вилке рычага переключения передач, который одним концом фиксируется в фиксирующих пазах гребенки, а вильчатым концом установлен на поперечной оси выходного вала, установленного соосно с подпружиненным валом, конечный выключатель вывода рычага переключения передач из фиксирующих пазов гребенки, установленный на вильчатом рычаге и взаимодействующий с рычагом переключения передач, продольную тягу коробки передач с вилкой, шарнирно закрепленной на рычаге, установленном на выходном валу, датчик скорости транспортного средства, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя транспортного средства, датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя транспортного средства, потенциометрический датчик положения педали подачи топлива, электромагнит управления давлением масла, конечные выключатели исходного положения правого и левого рычагов поворота, тумблер включения автоматического режима переключения передач, электронный блок системы автоматического переключения передач, суммирующий сигналы всех датчиков и управляющий реверсивным электродвигателем постоянного тока с последовательным возбуждением, электронный блок системы автоматического переключения передач выполнен в виде двух взаимосвязанных функциональных электронных узлов - электронного узла формирования команд включения высшей и низшей передач и электронного узла автоматического управления позиционированием реверсивного электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением (заявка RU 2003135647, F 16 H 59/02, В 60 К 41/06, 2005.05.20).
Приведенное техническое решение предназначено для промышленного внедрения на вновь изготавливаемых транспортных средствах, также, как и аналог, содержит большое количество специализированных деталей.
Задача полезной модели - упрощение конструкции системы переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства и повышение эффективности управления механической коробкой передач на уже существующих транспортных средствах без каких-либо конструктивных изменений последних, при максимальном использовании стандартных узлов, промышленно выпускаемых и поставляемых в запасные части.
Технический результат достигается тем, что система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства, содержащая рычаг переключения передач, концевой датчик рычага переключения передач, реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, червячное колесо, датчик скорости транспортного средства выходы которого подсоединены к первому и второму входам электронного блока, датчик положений рычага коробки переключения передач, дополнительно содержит реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, а выходы подсоединены к третьему и четвертому входам электронного блока, вал червячного колеса соединен с барабаном, с намотанным на нем тросиком, предназначенным для подсоединения к штатной тяге дроссельной заслонки карбюратора, червячное колесо соединено с кривошипом, шарнирно соединенным со штоком толкателя гидроцилиндра, предназначенного для подсоединения к гидропроводу штатного рабочего цилиндра муфты сцепления и взаимодействующим со вторым и третьим концевыми датчиками, выходы которых подсоединены к пятому и шестому входам электронного блока, седьмой, восьмой, девятый, десятый входы электронного блока подсоединены к соответствующим выходам датчика положений рычага коробки переключения передач, четвертый и пятый концевые датчики, взаимодействующие с муфтой сцепления, выходы которых подсоединены к одиннадцатому и двенадцатому входам электронного блока, шестой концевой датчик, взаимодействующий с педалью тормоза, выход которого подсоединен к тринадцатому входу электронного блока, блок информационного обеспечения, входы-выходы которого соединены со свободными входами-выходами электронного блока.
Датчик положений рычага коробки переключения передач содержит корпус, накладываемый на штатный рычаг переключения передач, с жестко закрепленными внутри него концевыми датчиками текущей передачи.
Датчик скорости транспортного средства содержит корпус с расположенной внутри него двухступенчатой зубчатой передачей, ведущая шестерня которой соединена со стандартным штуцером, предназначенным для подключения штатного тросика спидометра, а ведомая шестерня соединена с валом тахогенератора.
Блок информационного обеспечения содержит корпус с расположенными в нем светодиодами и тумблером включения - выключения автоматического режима работы системы.
При этом достигается автоматическое плавное трогание автомобиля с места, после включения первой передачи, а также автоматическая работа органов трансмиссии в ходе дальнейшего разгона. Необходимость переключения передач при этом сохраняется, однако исчезает необходимость работы педалями сцепления и газа, что серьезно упрощает действия водителя, особенно в городском цикле движения.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - общая схема системы;
на фиг.2 - общий вид блока информационного обеспечения;
на фиг.3 - принципиальная схема системы управления муфтой сцепления электронного блока;
на фиг.4 - принципиальная схема системы управления дроссельной заслонкой карбюратора электронного блока;
на фиг.5 - схема датчика скорости транспортного средства.
Система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства, содержащая рычаг переключения передач 1 (Фиг.1), концевой датчик рычага переключения передач 2, выход которого подсоединен к первому входу электронного блока 3, реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением 4, вал которого соединен с червяком 5, червячное колесо 6, соединенное с кривошипом 7, шарнирно соединенным со штоком 8 толкателя гидроцилиндра 9, предназначенного для подсоединения к гидропроводу 10 штатного рабочего цилиндра 11 муфты сцепления 12 и взаимодействующим с концевыми датчиками 13 и 14, выходы которых подсоединены ко второму и третьему входам электронного блока 3, датчик скорости транспортного средства 15, выходы которого подсоединены к четвертому и пятому входам электронного блока 3, датчик положений рычага коробки переключения передач 16, содержащий корпус, с жестко закрепленными на нем датчиками 17, 18, 19, 20, 21 и 22 положений рычага переключения передач 1, выходы которых подсоединены к шестому, седьмому, восьмому, девятому, десятому и одиннадцатому входам электронного блока 3, концевые датчики 23 и 24, взаимодействующие с муфтой сцепления 12, выходы которых подсоединены к двенадцатому и тринадцатому входам электронного блока 3, концевой датчик 25, взаимодействующий с педалью тормоза 26, выход которого подсоединен к четырнадцатому входу электронного блока 3, блок информационного обеспечения 27, входы-выходы которого соединены со свободными входами-выходами электронного блока 3, дополнительный реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением 28, вал которого соединен с червяком 29, а выходы подсоединены к пятнадцатому и шестнадцатому входам электронного блока 3, червячное колесо 30, вал которого соединен с барабаном 31, с намотанным на нем тросиком 32, предназначенным для подсоединения к штатной тяге 33 дроссельной заслонки карбюратора 34, тумблер включения автоматического режима работы системы 35.
Электронный блок 3 выполнен в корпусе, содержащем электронную схему, состоящую из параллельно функционирующих схемы системы управления электродвигателем 4 муфты сцепления 12 (Фиг.3) и схемы системы управления электродвигателем 28 дроссельной заслонки карбюратора 34 (Фиг.4).
Система управления муфтой сцепления электронного блока (Фиг.3): первый выход электродвигателя 4 соединен с коллекторами транзисторов 36 и 37, эмиттеры которых объединены с эмиттерами транзисторов 38 и 39, коллекторы которых объединены и соединены со вторым входом электродвигателя 4. База транзистора 36 соединена с выводами резисторов 40 и 41, второй вывод резистора 40 соединен с катодами диодов 42, 43, 44, 45 и первым выводом обмотки реле 46, второй вывод резистора 41 соединен с анодом диода 47, катод которого соединен с первым выводом нормально - разомкнутого контакта 48 реле 46, второй вывод которого соединен со вторым выводом обмотки реле 46 и эмиттерами транзисторов 37 и 39, а также с отрицательным полюсом аккумуляторной батареи 49. База транзистора 37 соединена с первыми выводами резисторов 50, 51, 52, 53 и 54, причем второй вывод резистора 50 соединен с анодом диода 55, катод которого соединен с катодом диода 47, второй вывод резистора 51 соединен с анодом диода 42 и первым выходом концевого датчика первой передачи 22.1, второй выход которого соединен с первым выходом концевого датчика муфты сцепления 24, второй выход которого соединен с первым выходом концевого датчика 13, второй выход которого соединен с положительным полюсом аккумуляторной батареи 49, а также с эмиттерами транзисторов 36 и 38 и первым выходом концевого датчика 23, второй выход которого соединен с первым выходом концевого датчика 14, второй выход которого соединен с первыми выходами концевых датчиков 2 и 25, а также с анодом светодиода 56, катод которого соединен с отрицательным полюсом батареи 49, вывод резистора 52 соединен с анодом диода 43 и первым выходом концевого датчика второй передачи 17.1, второй выход которого соединен со вторым выходом концевого датчика первой передачи 22.1, второй вывод резистора 53 соединен с анодом диода 44 и первым выходом концевого датчика третьей передачи 21.1, второй выход которого соединен со вторым выходом концевого датчика 22.1, второй вывод резистора 54 соединен с анодом диода 45 и первым выходом концевого датчика четвертой передачи 18.1, второй выход которого соединен со вторым выходом концевого датчика 22.1. Концевой датчик 19.1 передачи заднего хода подсоединен параллельно концевому датчику 22.1, концевой датчик пятой передачи 20.1 подсоединен параллельно концевому датчику 18.1. Анод светодиода 57 соединен со вторым выходом концевого датчика 22.1, а катод соединен с отрицательным полюсом батареи 49. База транзистора 38 соединена с первыми выводами резисторов 58 и 59, причем второй вывод
резистора 58 соединен со вторыми выходами концевых датчиков 2 и 25, а также с первым выводом резистора 60, второй вывод которого соединен с базой транзистора 39, а также с первым выводом резистора 61, второй вывод которого соединен с анодом диода 62, катод которого соединен с катодом диода 63 и первыми выходами концевых датчиков 2 и 25, вторые выходы которых соединены с отрицательным полюсом батареи 49. Первый вывод резистора 59 соединен с анодом диода 63.
Система управления дроссельной заслонкой карбюратора электронного блока (Фиг.4): первый выход электродвигателя 28 соединен с коллекторами транзисторов 64 и 65, причем эмиттер транзистора 64 объединен с эмиттером транзистора 66, коллектор которого объединен с коллектором транзистора 67 и соединен со вторым выходом электродвигателя 28, эмиттер транзистора 65 соединен с анодами диодов 68 и 69, эмиттер транзистора 67 соединен с анодами диодов 70 и 71, катоды диодов 68 и 70 соединены с отрицательным полюсом батареи 49, база транзистора 64 соединена с первыми выводами резисторов 72 и 73, база транзистора 65 соединена с первыми выводами резисторов 74 и 75, база транзистора 66 соединена с первыми выводами резисторов 76 и 77, база транзистора 67 соединена с первыми выводами резисторов 78 и 79, вторые выходы резисторов 72 и 75 соединены с катодом диода 71 и коллектором транзистора 80, второй вывод резистора 73 соединен с анодом диода 81, катод которого соединен с отрицательным полюсом батареи 49, второй вывод резистора 74 соединен с анодом диода 82, катод которого соединен с отрицательным полюсом батареи 49, второй вывод резистора 76 соединен со вторым выводом резистора 79, а также с катодом диода 69, анодом светодиода 83, общей точкой концевых датчиков переключения передач 17.2, 18.2, 19.2, 20.2, 21.2, 22.2 и положительным выводом тахогенератора ДВС 84, второй вывод резистора 77 соединен с анодом диода 85, катод которого соединен с катодом диода 86 и отрицательным полюсом батареи 49, второй вывод резистора 78 соединен с анодом диода 86, эмиттеры транзисторов 64 и 66 соединены с первым выходом концевого датчика 13, второй выход которого соединен с первым выходом концевого датчика 24, второй выход которого соединен с положительным полюсом батареи 49, выход концевого датчика 22.2 соединен с выходом концевого датчика 19.2 и первым выводом резистора 87, выход концевого датчика 17.2 соединен с первым выводом резистора 88, выход концевого датчика 21.2
соединен с первым выводом резистора 89, выход концевого датчика 18.2 соединен с первым выводом резистора 90, выход концевого датчика 20.2 соединен с первым выводом резистора 91, причем вторые выводы резисторов 87, 88, 89, 90 и 91 соединены с первым выводом подстроечного резистора 92, второй вывод которого соединен с анодом диода 93, катод которого соединен с отрицательным выводом тахогенератора 15, положительный вывод которого соединен с катодом стабилитрона 94 и анодом диода 95, катод которого соединен с коллектором транзистора 80 и входом резистора 96, выход которого соединен с анодом диода 97, катод которого соединен с отрицательным выводом тахогенератора ДВС 84, анод стабилитрона 94 соединен с первым выводом резистора 98, эмиттер транзистора 80 соединен с первым выводом резистора 101, второй вывод которого соединен с положительным полюсом батареи 49, база транзистора 80 соединена со вторыми выводами резисторов 98 и 99, причем первый вывод резистора 99 соединен с анодом диода 100, катод которого соединен с отрицательным полюсом батареи 49, катод светодиода 83 соединен с коллектором транзистора 80.
Датчик скорости транспортного средства (Фиг.5): содержит корпус 102 с расположенной внутри него двухступенчатой зубчатой передачей, ведущая шестерня 103 которой соединена со стандартным штуцером 104, предназначенным для подключения штатного тросика спидометра, а ведомая шестерня 105 соединена с валом тахогенератора 15.
Система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства приводится в действие при работающем двигателе внутреннего сгорания включением тумблера 35, расположенного в корпусе блока информационного обеспечения 27 (Фиг.1). При попытке включения первой передачи для трогания с места, рычаг переключения передач 1 взаимодействует с концевым датчиком 2 и концевым датчиком первой передачи 22. По сигналу с датчика электронный блок 5 включает электродвигатель 4, который посредством червяка 5, соединенного с червячным колесом 6, через кривошип 7, толкатель 8 и гидроцилиндр 9 разрывает фрикционную муфту сцепления 12, создавая условия для включения передачи. Одновременно, электронный блок 3 управляя электродвигателем 28 приводит тягу 33 дроссельной заслонки карбюратора 34 в положение, соответствующее диапазону числа оборотов двигателя 1200...1400 об/мин, создавая условия для трогания с места. Через 2...3 с после активации
датчика 22 электронный блок 3 включает электродвигатель 2 в обратном направлении на пониженной скорости, обеспечивая плавное включение муфты сцепления 12 и трогание автомобиля с места. Переключение передач в ходе дальнейшего разгона производится аналогично, при последовательной активации концевых датчиков 17...21 рычагом переключения передач 1, причем муфта сцепления 12 и дроссельная заслонка карбюратора 34 управляются автоматически. Присутствующая в электронном блоке 3 мостовая схема сравнения на основании сопоставления данных, получаемых со штатного тахогенератора 84 двигателя внутреннего сгорания и дополнительного тахогенератора 15 датчика скорости транспортного средства 102 определяет управление дроссельной заслонкой карбюратора 34 (осуществляемое системой посредством электродвигателя 28), устанавливая обороты двигателя внутреннего сгорания в оптимальном для включения той или иной передачи скоростном диапазоне как при переходе на повышающую, так и при переходе на понижающую передачу, что упрощает работу синхронизаторов самой коробки переключения передач и облегчает включение передач. Таким образом, водитель в процессе движения манипулирует только рычагом переключения передач, педалью газа и педалью тормоза, что существенно упрощает управление автомобилем, особенно в городском цикле движения.
1. Система переключения передач ступенчатой трансмиссии транспортного средства, содержащая рычаг переключения передач, концевой датчик рычага переключения передач, реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, червячное колесо, датчик скорости транспортного средства, выходы которого подсоединены к первому и второму входам электронного блока, датчик положений рычага коробки переключения передач, дополнительно содержит реверсивный электродвигатель постоянного тока с последовательным возбуждением, вал которого соединен с червяком, а выходы подсоединены к третьему и четвертому входам электронного блока, вал червячного колеса соединен с барабаном, с намотанным на нем тросиком, предназначенным для подсоединения к штатной тяге дроссельной заслонки карбюратора, червячное колесо соединено с кривошипом, шарнирно соединенным со штоком толкателя гидроцилиндра, предназначенного для подсоединения к гидропроводу штатного рабочего цилиндра муфты сцепления и взаимодействующим со вторым и третьим концевыми датчиками, выходы которых подсоединены к пятому и шестому входам электронного блока, седьмой, восьмой, девятый, десятый входы электронного блока подсоединены к соответствующим выходам датчика положений рычага коробки переключения передач, четвертый и пятый концевые датчики, взаимодействующие с муфтой сцепления, выходы которых подсоединены к одиннадцатому и двенадцатому входам электронного блока, шестой концевой датчик, взаимодействующий с педалью тормоза, выход которого подсоединен к тринадцатому входу электронного блока, блок информационного обеспечения, входы-выходы которого соединены со свободными входами-выходами электронного блока.
2. Система переключения передач по п.1, отличающаяся тем, что датчик положений рычага коробки переключения передач содержит корпус, накладываемый на штатный рычаг переключения передач, с жестко закрепленными внутри него концевыми датчиками текущей передачи.
3. Система переключения передач по п.1, отличающаяся тем, что датчик скорости транспортного средства содержит корпус с расположенной внутри него двухступенчатой зубчатой передачей, ведущая шестерня которой соединена со стандартным штуцером, предназначенным для подключения штатного тросика спидометра, а ведомая шестерня соединена с валом тахогенератора.
4. Система переключения передач по п.1, отличающаяся тем, что блок информационного обеспечения содержит корпус с расположенными в нем светодиодами и тумблером включения - выключения автоматического режима работы системы.
