CN100441918C - 一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸,包括油缸缸体(4)、活塞(11),并通过两端各一个油缸端盖(2)构成两个油腔,在所述的油缸缸体(4)上设有缸体开口(23),发动机变速器上的换档轴(22)上设换档臂(18)并通过缸体开口(23)与活塞(11)连接。本发明的换档机构与液压传动系统采用新的连接方式,提高了连接的灵敏性和柔性,降低了连接的机械阻力;液压部分采用活塞、缸体、中间衬套及密封圈等多层密封方式,密封性能好;采用换档位置传感器,可以方便进行换档行程的检测,以便变速控制单元对选、换档的状况进行判断和做出指令。上述措施使得本发明的结构简单、可靠性增加。

Description

一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸
技术领域
本发明涉及汽车变速系统,更具体地说,本发明涉及一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸。
背景技术
目前,汽车电控机械式自动变速器的控制方式都是采用电机或液压控制。电机控制可靠性差,其控制机构对机械式变速器改动很大,需要将选换档轴、选换档零件等元件集成到换档控制机构上。液压控制结构复杂,控制元件多。液压控制采用的换档方式多为螺栓连接方式,连接性能差,强度无法保证,且不够灵活。螺栓连接方式的机械磨损非常严重,极易导致整个机构的失效。同时,对换档位置的不能准确判断,所以变速控制单元不能很好地对选换档进行精确控制。中国专利号为CN01140543.0的专利说明书公开了一种变速箱变档模块用油缸的技术,在技术上有所进步和创新,但仍未能完全克服上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其目的是提高自动变速器换档的可靠性并简化换档控制机构。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
所提供的这种汽车电控机械式自动变速器换档油缸,包括同轴线的油缸缸体、活塞,并通过两端各一个油缸端盖构成两个油腔,两个油腔分别与两个油孔、连通,油缸端盖与油缸缸体之间,设油缸端盖O型密封圈,在所述的油缸缸体上设有缸体开口,发动机变速器上的换档轴上设换档臂并穿过缸体开口与活塞为滑块式连接。所述的油缸缸体的轴线与发动机变速器的换档轴的轴线垂直,换档轴的轴线在油缸缸体之外、油缸缸体的轴向中间位置,所述的缸体开口设在油缸缸体轴向的中间位置,在活塞轴线方向中部位置设一个缺口即活塞换档指卡槽,并且当活塞居于油缸缸体轴向正中位置时,所述的活塞换档指卡槽与所述的缸体开口对准,所述的换档臂紧固在换档轴上,换档臂与活塞的连接方式为:换档臂上设换档指,所述的换档指穿过所述的缸体开口,插在活塞换档指卡槽内。所述的油缸缸体在其轴向的中部与缸体开口在圆周方向不同的位置,设有在换档位置传感器安装孔,该孔的轴线与油缸缸体轴线垂直,所述的活塞在换档位置传感器安装孔的位置设活塞位置指示棒并与活塞紧固,在换档位置传感器安装孔的孔口,设换档位置传感器并与油缸缸体紧固,活塞位置指示棒与换档位置传感器的感应元件连接。
所述的油缸缸体两端的两个油腔均设有双层密封装置,其结构为:在所述的油缸缸体的内腔中间的一段轴向长度上,其内径小于内腔轴向相邻两部分的内径,并形成两个缸体小内台阶面,所述的油缸端盖的内孔尺寸与油缸缸体较大的两部分内径相等,油缸缸体在与油缸端盖的孔口端面相对的位置,形成两个缸体大内台阶面,在活塞外圆与两段较大直径的油缸缸体的内壁及油缸端盖的内孔之间,各设一个密封衬套。
所述的密封衬套与活塞外圆、油缸缸体内腔和油缸端盖的内孔三者均为间隙配合,所述的密封衬套为金属材料。
所述的密封衬套长度小于油缸端盖的内端面到缸体小内台阶面的距离。
所述的油缸端盖的孔口端面与油缸缸体的缸体大内台阶面之间设油缸缸体密封圈,所述的密封衬套与活塞之间,两端处各设一个活塞O型密封圈,在两个活塞O型密封圈的附近、朝向活塞轴向中间的方向上,各设一个轴向长度长于活塞O型密封圈的活塞套型密封圈。
所述的油缸端盖O型密封圈嵌入设在油缸端盖上的油缸端盖密封环槽内,所述的油缸缸体密封圈嵌入设在油缸缸体上的油缸缸体密封环槽内,所述的活塞O型密封圈嵌入设在活塞上的活塞O型密封圈环槽内,所述的活塞套型密封圈嵌入设在活塞上的活塞套型密封圈环槽内。
所述的油缸端盖O型密封圈、活塞O型密封圈和活塞套型密封圈均为具体弹性密封性能的橡胶材料;所述的油缸缸体密封圈的内圈为金属材料,外圈为具有弹性密封性能的橡胶材料。
所述的油缸缸体两端的两个油腔均设有缓冲装置,其结构为:在油缸端盖的内端面上,设有孔径小于活塞外圆并且与活塞为同轴线的缓冲沉孔。
本发明采用上述技术方案,换档机构与液压传动系统采用滑动式连接方式,克服了螺栓的刚性连接缺陷,提高了连接的灵敏性和柔性,降低了连接的机械阻力;液压部分采用活塞、缸体、中间衬套及密封圈等多层密封方式,密封性能好;采用换档位置传感器,可以方便进行换档行程的检测,以便变速控制单元对选、换档的状况进行判断和做出指令。上述措施使得本发明的结构简单、可靠性增加。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1为本发明的结构沿缸体轴线的剖切示意图。
图中标号为:1、油缸端盖卡环,2、油缸端盖,3、油缸端盖O型密封圈,4、油缸缸体,5、油缸缸体密封圈,6、活塞O型密封圈,7、密封衬套,8、活塞套型密封圈,9、换档位置传感器安装孔,10、活塞位置指示棒,11、活塞,12、油缸缸体密封环槽,13、活塞O型密封圈环槽,14、活塞套型密封圈环槽,15、缸体内台阶,16、油孔,17、油孔,18、换档臂,19、活塞换档指卡槽,20、换档指,21、油缸端盖密封环槽,22、换档轴,23、缸体开口,24、缓冲沉孔。
具体实施方式
如图1所表达的本发明的结构,本发明为一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸,包括同轴线的油缸缸体4、活塞11,油缸缸体4的内部是是通孔,与活塞11为间隙配合,其油缸缸体4、活塞11并通过油缸缸体4两端各一个油缸端盖2构成两个油腔,两个油腔分别与油孔16和油孔17连通,油孔16和油孔17设置在油缸缸体4靠近油缸端盖2的两端。油缸端盖2的轴线方向的位置,通过油缸端盖卡环1限制,油缸端盖卡环1卡在油缸缸体4内孔的环槽内,油缸端盖卡环1是一个弹性内挡圈,油缸端盖卡环1卡入油缸缸体4内孔后,油缸端盖卡环1形成的内径小于该处的油缸缸体4内孔孔径,油缸端盖卡环1的内端面与油缸端盖2的外端面紧密接触。油缸缸体4与油缸端盖2之间的密封结构为:油缸端盖2与油缸缸体4之间,设油缸端盖O型密封圈3。油孔16和油孔17通过油路分别由两个换档电磁阀控制,并接入液压传动系统,其动力源为油泵。液压油通过电磁阀的控制分别进入油孔16和油孔17,推动活塞11的作复直线运动。一般公知的变速器换档时的换档方法是活塞与换档轴的连接采用螺栓连接。正如前面所述,上述方法存在着较大的缺陷。
为了克服这种方式带来的缺陷,本发明的构思是将活塞与换档轴之间采用连杆机构当中的一种曲柄导杆机构来进行传动,并且还要做到结构尽量简单,整个传动机构的受力状况要合理,因此,本发明提出了下面的技术方案:
在所述的油缸缸体4上设有缸体开口23,发动机变速器上的换档轴22上设换档臂18并穿过缸体开口23与活塞11为滑块式连接。这是后面所述的各实施例的基本结构。
为实现上述发明构思及技术方案,本发明提供了如下具体实施示例的结构,作为第一个实施例,:
油缸缸体4的轴线与发动机变速器的换档轴22的轴线垂直,换档轴22的轴线在油缸缸体4之外、油缸缸体4的轴向中间位置,所述的缸体开口23设在油缸缸体4轴向的中间位置,在活塞11轴线方向中部位置设一个缺口即活塞换档指卡槽19,并且当活塞11居于油缸缸体4轴向正中位置时,所述的活塞换档指卡槽19与所述的缸体开口23对准,所述的换档臂18紧固在换档轴22上,换档臂18与活塞11的连接方式为:换档臂18上设换档指20,所述的换档指20穿过所述的缸体开口23,插在活塞换档指卡槽19内。
活塞11中部设计有一开口槽即上述的活塞换档指卡槽19,此开口槽与换档指20连接,这种连接为连杆机构中的滑块式连接,即在运动过程中,换档指20绕换档轴22的轴线旋转,同时,换档指20在活塞换档指卡槽19还有一个横向的相对移动。通过液压油作用活塞11进行往复直线运动,带动换档指20绕换档轴22的轴线作旋转运动,通过换档臂18带动换档轴22作摆动运动,实现变速器的换档功能。
为实现本发明的新颖性和创造性,在汽车变速系统中实现换档位置的实时监控,并由变速控制单元作出决策和发出动作指令,本发明还提供了下面的实施方式,即在换档油缸采用换档位置传感器作为第二个实施例:
油缸缸体4在其轴向的中部与缸体开口23圆周方向不同的位置,设有在换档位置传感器安装孔9,该孔的轴线与油缸缸体4轴线垂直,所述的活塞11在换档位置传感器安装孔9的位置设活塞位置指示棒10并与活塞11紧固,在换档位置传感器安装孔9的孔口,设换档位置传感器并与油缸缸体4紧固,活塞位置指示棒10与换档位置传感器的感应元件连接。活塞位置指示棒10为金属材料,其随活塞11运动的不同位置,在换档位置传感器的感应元件产生电信号的变化并反馈给变速控制单元,变速控制单元在对这些信号进行分析、判断和处理后,对选、换档的动作作出决策并向电磁阀发出指令,进行所需要的选、档换动作。
为进一步提高本发明的性能,解决结构变化可能来带的密封问题,本发明提出了如下的实施方式,作为第三个实施例,其基本结构与第一个或第二个实施例相同:
油缸缸体4两端的两个油腔均设有双层密封装置,其结构为:在所述的油缸缸体4的内腔中间的一段轴向长度上,其内径小于内腔轴向相邻两部分的内径,并形成两个缸体小内台阶面15,所述的油缸端盖2的内孔尺寸与油缸缸体4较大的两部分内径相等,油缸缸体4在与油缸端盖2的孔口端面相对的位置,形成两个缸体大内台阶面,在活塞11外圆与两段较大直径的油缸缸体4的内壁及油缸端盖2的内孔之间,各设一个密封衬套7。
密封套7在活塞11左右运动的过程中,可能会随活塞11左右运动,缸体内台阶15可以在油缸缸体4派轴线方向实现密封套7的定位,使其不会滑脱。
下面是对本发明的结构作出的进一步扩展的实施方式,其主要目的是提高换档油缸的密封效果,并且运动灵活,提高灵敏性和可靠性,其基本结构仍然是建立在上述各实施例的基础上的:
密封衬套7与活塞11外圆、油缸缸体4内腔和油缸端盖2的内孔,均为间隙配合,所述的密封衬套7为金属材料。采用金属材料,目的是保证其强度和刚性,并具有一定的耐磨性。
密封衬套7长度小于油缸端盖2的内端面到缸体小内台阶面15的距离。这种结构是为了让密封衬套7在轴向可随活塞11一道进行轴向运动,
密封衬套7在活塞11往复直线运动的过程中,可能会随活塞11一道往复运动,台阶16可以在左右方向实现密封套7的定位,使其不会滑脱。
油缸端盖2的孔口端面与油缸缸体4的缸体大内台阶面之间设油缸缸体密封圈5,实现了油缸端盖2的轴向的定位,又可以实现密封作用。
所述的密封衬套7与活塞11之间,两端处各设一个活塞O型密封圈6,在两个活塞O型密封圈6的附近、朝向活塞11轴向中间的方向上,各设一个轴向长度长于活塞O型密封圈6的活塞套型密封圈8。
油缸端盖O型密封圈3嵌入设在油缸端盖2上的油缸端盖密封环槽21内,实现油缸端盖2与油缸缸体4之间的密封;所述的油缸缸体密封圈5嵌入设在油缸缸体4上的油缸缸体密封环槽12内,实现油缸缸体4与密封衬套7之间的密封;所述的活塞O型密封圈6嵌入设在活塞11上的活塞O型密封圈环槽13内,所述的活塞套型密封圈8嵌入设在活塞11上的活塞套型密封圈环槽14内,实现密封衬套7与活塞之间的密封。上述密封件尺寸都必须保证将相互配合的元件之间的间隙胀紧,起到良好的密封作用。
油缸端盖O型密封圈3、活塞O型密封圈6和活塞套型密封圈8均为具体弹性密封性能的橡胶材料;所述的油缸缸体密封圈5的内圈为金属材料,外圈为具有弹性密封性能的橡胶材料。这些措施,同样是为了实现良好的密封,同时,要具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、耐压性、耐高低温性及其它工作性能。
为了防止活塞11的运动速过大且在运动到油缸缸体4两端的油缸端盖2的位置未能停止,本发明提出了活塞11缓冲的实施方式,并作为本发明的一个实施例,当然,其基本结构仍然是建立在上述各实施例基础上的:
油缸缸体4两端的两个油腔均设有缓冲装置,其结构为:在油缸端盖2的内端面上,设有孔径小于活塞11外圆并且与活塞11为同轴线的缓冲沉孔24。在活塞运动到接近于油缸端盖2的位置时,如果活塞11仍未停止,但是缓冲沉孔24内的液压油压力升高,起到阻止活塞运动的作用,使活塞11与油缸端盖2不会发生刚性碰撞,保证在发生误动作时的安全性。
本发明采用上述技术方案,换档机构与液压传动系统采用新的连接方式,取消了螺栓连接,提高了连接的灵敏性和柔性,降低了连接的机械阻力;液压部分采用活塞、缸体、中间衬套及密封圈等多层密封方式,密封性能好;采用换档位置传感器,可以方便进行换档行程的检测,以便变速控制单元对选、换档的状况进行判断和做出指令。上述措施使得本发明的结构简单、可靠性增加。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种汽车电控机械式自动变速器换档油缸,包括同轴线的油缸缸体(4)、活塞(11),并通过两端各一个油缸端盖(2)构成两个油腔,两个油腔分别与两个油孔(16、17)连通,油缸端盖(2)与油缸缸体(4)之间,设油缸端盖O型密封圈(3),在所述的油缸缸体(4)上设有缸体开口(23),发动机变速器上的换档轴(22)上设换档臂(18)并穿过缸体开口(23)与活塞(11)为滑块式连接,所述的油缸缸体(4)的轴线与发动机变速器的换档轴(22)的轴线垂直,换档轴(22)的轴线在油缸缸体(4)之外、油缸缸体(4)的轴向中间位置,所述的缸体开口(23)设在油缸缸体(4)轴向的中间位置,在活塞(11)轴线方向中部位置设一个缺口即活塞换档指卡槽(19),并且当活塞(11)居于油缸缸体(4)轴向正中位置时,所述的活塞换档指卡槽(19)与所述的缸体开口(23)对准,所述的换档臂(18)紧固在换档轴(22)上,换档臂(18)与活塞(11)的连接方式为:换档臂(18)上设换档指(20),所述的换档指(20)穿过所述的缸体开口(23),插在活塞换档指卡槽(19)内,其特征在于:所述的油缸缸体(4)在其轴向的中部与缸体开口(23)在圆周方向不同的位置,设有在换档位置传感器安装孔(9),该孔的轴线与油缸缸体(4)轴线垂直,所述的活塞(11)在换档位置传感器安装孔(9)的位置设活塞位置指示棒(10)并与活塞(11)紧固,在换档位置传感器安装孔(9)的孔口,设换档位置传感器并与油缸缸体(4)紧固,活塞位置指示棒(10)与换档位置传感器的感应元件连接。
2、按照权利要求1所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的油缸缸体(4)两端的两个油腔均设有双层密封装置,其结构为:在所述的油缸缸体(4)的内腔中间的一段轴向长度上,其内径小于内腔轴向相邻两部分的内径,并形成两个缸体小内台阶面(15),所述的油缸端盖(2)的内孔尺寸与油缸缸体(4)较大的两部分内径相等,油缸缸体(4)在与油缸端盖(2)的孔口端面相对的位置,形成两个缸体大内台阶面,在活塞(11)外圆与两段较大直径的油缸缸体(4)的内壁及油缸端盖(2)的内孔之间,各设一个密封衬套(7)。
3、按照权利要求2所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的密封衬套(7)与活塞(11)外圆、油缸缸体(4)内腔和油缸端盖(2)的内孔三者均为间隙配合,所述的密封衬套(7)为金属材料。
4、按照权利要求3所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的密封衬套(7)长度小于油缸端盖(2)的内端面到缸体小内台阶面(15)的距离。
5、按照权利要求4所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的油缸端盖(2)的孔口端面与油缸缸体(4)的缸体大内台阶面之间设油缸缸体密封圈(5),所述的密封衬套(7)与活塞(11)之间,两端处各设一个活塞O型密封圈(6),在两个活塞O型密封圈(6)的附近、朝向活塞(11)轴向中间的方向上,各设一个轴向长度长于活塞O型密封圈(6)的活塞套型密封圈(8)。
6、按照权利要求5所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的油缸端盖O型密封圈(3)嵌入设在油缸端盖(2)上的油缸端盖密封环槽(21)内,所述的油缸缸体密封圈(5)嵌入设在油缸缸体(4)上的油缸缸体密封环槽(12)内,所述的活塞O型密封圈(6)嵌入设在活塞(11)上的活塞O型密封圈环槽(13)内,所述的活塞套型密封圈(8)嵌入设在活塞(11)上的活塞套型密封圈环槽(14)内。
7、按照权利要求6所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的油缸端盖O型密封圈(3)、活塞O型密封圈(6)和活塞套型密封圈(8)均为具体弹性密封性能的橡胶材料;所述的油缸缸体密封圈(5)的内圈为金属材料,外圈为具有弹性密封性能的橡胶材料。
8、按照权利要求5所述的汽车电控机械式自动变速器换档油缸,其特征在于:所述的油缸缸体(4)两端的两个油腔均设有缓冲装置,其结构为:在油缸端盖(2)的内端面上,设有孔径小于活塞(11)外圆并且与活塞(11)为同轴线的缓冲沉孔(24)。
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