182919. lajstromszámú szabadalom • Nyomatékváltómű gépjárművekhez, a mozgás közbeni sebességváltások részben vagy teljesen önműködő megvalósítására
1 182 919 2 A találmány tárgya olyan nyomatékváltómű, melynek alkalmazásával automatizálható a mozgás közbeni sebességváltás különböző szinten, azaz oly módon is, hogy a sebességváltás teljesen önműködően megy végbe, s oly módon is, hogy a sebességváltás végrehajtását a mechanizmus csak kezelői utasítás esetén végzi el. A közúti közlekedés feltételei közötti járművezetés sokrétű, összetett műveleti rendszer. Bonyolultsága napjainkban is jelentős mértékben nehezíti — a műveletek elvégzésének optimális összehangolását, — a kellő időben végzett, kellően körültekintő döntéselőkészítést, — a döntés megfelelő ütemű, egyértelmű és pontos, hibátlan végrehajtását. Ez pedig jelentősen növeli a balesetveszélyt, terheli a járművezető szervezetét fizikai és különösen pszichikai szempontból és így e feltételek javításának mind társadalmi, mind élettani jelentősége igen nagy. A tehermentesítés kézenfekvő útja az automatizálás; ez ugyanakkor az automatizált műveletek végrehajtásának megbízhatóságát és optimalizálását is javíthatja. Éppen ezért a sebességváltás automatizálására is régóta törekszenek és különböző automatikus és félautomatikus nyomatékváltó berendezéseket is fejlesztettek ki. Az ilyen rendszerek azonban mindenkor csak kompromiszszumok lehetnek, mert a lehetséges sebességfokozatok közül (melyek korlátozott száma maga is az ideális illesztéshez képest kompromisszum) az adott pillanatban optimális fokozatnak a kiválasztása, a végrehajtás legalkalmasabb pillanatának megválasztása és a végrehajtás lebonyolításának konkrét időzítése olyan sokváltozós feltételrendszertől függ, hogy önműködő szabályozás - esetén a független változók közül csak a domináns változók vehetők figyelembe. További korlátozó tényező, hogy a műszakilag már megoldható színvonal és a gazdaságilag elviselhető színvonal között sincs összhang, ami újabb kompromisszumot kényszerít ki. Éppen ezért az automatikus rendszerek kialakításánál sorrendben először a megoldás biztonságtechnikai megbízhatóságát, azután a nyújtandó szolgáltatást kell tekinteni és csak ezeknek alárendelve vizsgálható a rendszer kihatása az üzemeltetési költségre. Emiatt a ráfordított üzemanyag 10, 15, esetleg 20%-a az automatizálás okozta többlet, mely részben abból adódik, hogy az automatika maga is energiaigényes, részben abból, hogy az automatikus szabályozási folyamat növeli a tranziens üresjárási veszteséget, részben pedig abból, hogy az automatika ugyan jobban — és megbízhatóbban — optimalizál, mint a kevésbé jártas vezető, de a figyelembe vett független változók korlátozott száma miatt nem tud olyan optimálisan illeszkedni a sokváltozós üzemi helyzethez, mint a gyakorlott, jó reflexekkel rendelkező vezető. Ezek a megfontolások indokolttá teszik a különféle félautomata rendszerek keresését is, melyek célja lehet — a döntéselőkészítés és a végrehajtás automatizálása mellett magát a döntést a járművezetődnek fenntartani, — a kezeléstechnikai igényt a legkellemetlenebb műveletek kiváltásával csökkenteni. így pl. nagyon fontos feladat a mozgás közbeni műveleti bonyolultság csökkentése, míg az álló jármű első sebességbe kapcsolása elvégezhető anélkül, hogy az a kezelő figyelmét mástól elvonná vagy megnövelt élettani terheléssel járna. Hasonlóképpen mozgásszervi sérüléssel vezetők részére a tengelykapcsoló kezelésének mellőzése nem pusztán könnyebbséget jelent, de a vezetés elengedhetetlen feltétele. A mozgás közbeni tengelykapcsolás részleges automatizálása a dinamikai viszonyok és a fogyasztás szempontjából is módot nyújt eltérő típusú optimalizálásokra. A nyomatékváltás automatizálása tehát a különböző igények eltérő összehangolása folytán különböző irányokban fejlődhet, s ezek nem egymás helyett, hanem egymás mellett lehetnek forgalmi és műszaki szempontból kedvezők és haladók. Szükség van pl. olyan automatikus rendszer kialakítására, mely csökkenti az automatizálásból eredő üzemeltetési költségnövekedést és mely ezt az előnyt úgy biztosítja, hogy az automatizáltság szintje eltérően választható. A találmány a mozgás közbeni sebességváltás automatizálására irányul oly módon, hogy az ilyen sebességváltás történhet teljesen önműködően, s történhet úgy, hogy a döntéselőkészítés és a végrehajtás önműködő, a döntést pedig a járművezető hozza meg, aki az általa választott pillanatban működteti a végrehajtó mechanizmust indító kezelőszervet. Ilyenformán a találmány szerint a járművezető terhelése félautomata üzemmódban is csak annyi, hogy figyeli a döntéselőkészítő rendszer kijelzőkészülékét és egyetlen — kézi vagy láb - mozdulattal kiváltja a végrehajtást. A működtető mozdulat lehet a megszokott sebességváltó mozdulat is, mert a kezelőszerv — a manuális oldalon — a szokásos sebességváltó kar mintájára is készíthető, mimellett természetesen a karnak az automatikával csatolt oldala újszerűén van kialakítva. Az ismert automatikáknál az üzemanyagveszteség tekintélyes részét a hajtott és a meghajtó rendszer közötti kényszerkapcsolat átmeneti oldásának sajátos feltételei okozzák. Az egyébként korszerű és megbízható Borg— Warner féle bolygó fogaskerekes nyomatékváltónál pl. a két sebesség közötti váltás egy szabadonfutó fogaskerék hosszantartó lefékezésével történik. A teljes lefékezésig nincs szoros kapcsolat a hajtó és a meghajtott fogaskerék között. Közepes teljesítményű gépkocsiknál ennek folytán mintegy 1 — 1,5 liternyi többletfogyasztás léphet fel 100 km-ként. (A bolygómű gyártása amellett költséges, így a beszerzési ár is magasabb). A találmány alapja az a felismerés, hogy ez a veszteség elkerülhető, ha a hagyományos váltási metodika feltételeit a mechanikus leképezés során jobban megközelítjük. Az átváltást itt is eltérő áttételi viszonyú fogaskerékpárok közötti átváltásként, a szokásos elmozdító művelettel végezzük, de villamosán vezérelt mozgatómű alkalkazásával, a tengelykapcsolást pedig úgy oldjuk meg, hogy minden fogaskerékpárnál az egyik fogaskereket rögzítetten ágyazzuk az ahhoz tartozó tengelyen, a másik fogaskereket pedig szabadonfutóan rögzítjük az ahhoz tartozó tengelyen és e tengely és a szabadonfutóan ágyazott fogaskerék közötti kapcsolást villamos vezérléssel működtethető dörzskapcsoló elemmel biztosítjuk. Az átváltás lefolyása így a kézi sebességváltási folyamat lefutásához messzemenően hasonlóvá válik. A nyomatékváltási utasítás hatására megszüntetjük a kapcsolatot a szabadonfutóan ágyazott fogaskerék és az ahhoz tartozó tengely között (mintha benyomtuk volna a hagyományos tengelykapcsoló pedált), a választott fokozathoz tartozó fogaskerékhez pedig az automatikusan vezérelt mozgatószerv akkor szorítja hozzá a dörzskapcsoló elemet, amikor a hajtott és a hajtó tengelyek közötti fordulat5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
