CN101025229B - 用于换档系统的液压伺服机构 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于换档系统的液压伺服机构(1)，该液压伺服机构(1)设置有控制轴(2)；该伺服机构(1)具有：框架(4)；第一液压致动器(5)，其由框架(4)承载并具有两个第一室(7)，所述两个第一室(7)交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴(2)；两个第一电磁阀(26)，其控制对所述两个第一室(7)的填充；第二液压致动器(6)，其由框架(4)承载并具有至少一个第二室(14)，所述至少一个第二室(14)填充有加压流体，用于绕控制轴(2)的中心轴线(3)转动控制轴(2)；第二电磁阀(27)，其控制对所述第二室(14)的填充；以及支撑体(25)，其固定到框架(4)，容纳所述电磁阀(26，27)，并在其内具有一系列液压回路(31，40)，所述液压回路(31，40)将电磁阀(26，27)连接到所述致动器(5，6)的室(7，14)和加压流体的供应源。

Description

用于换档系统的液压伺服机构
技术领域
本发明涉及一种用于换档系统的液压伺服机构。
背景技术
伺服辅助换档系统逐渐得到广泛的使用，它在结构上类似于传统类型的手动换档系统，除了由驾驶员操作的离合器踏板和变速杆被相应的电或液伺服机构所代替。使用手动伺服辅助换档系统，驾驶员仅需要将高速档等转换到低速档的指令发送到变速控制单元，且变速控制单元通过在发动机和与离合器及换档系统有关的伺服机构上作用来自动地实现换档。
用于换档的指令能够手动地产生，即遵从驾驶员所发出的指令，或自动地产生，即与驾驶员的动作无关。当产生用于执行换档的指令时，变速控制单元驱动离合器伺服机构，用于分离离合器，从而将换档系统的主轴和发动机轴机械地分离。同时，变速控制单元作用在发动机控制单元上，以暂时减小发动机所提供的驱动扭矩。
一旦变速控制单元确认离合器分离，则它驱动换档系统伺服机构以脱开当前接合的齿轮。当变速控制单元确认齿轮脱开时，则它驱动换档系统伺服机构，以移动换档系统控制轴，以便能够接合新的齿轮。一旦变速控制单元确认换档系统控制轴到达所期望位置，则它驱动换档系统伺服机构以接合新的齿轮。
最后，当变速控制单元确认新的齿轮接合时，则它驱动离合器伺服机构以闭合离合器，从而使得换档系统的主轴和发动机轴彼此有角度地固定。同时，变速控制单元作用在发动机控制单元上，用于恢复由发动机所提供的驱动扭矩。
通常，换档系统伺服机构是液压类型，并作用在换档系统控制轴上，以在控制轴上施加沿着对称轴线的轴向移动和绕对称轴线的转动，轴向移动用于选择齿轮范围，转动用于接合和脱开各个齿轮。因此，换档系统伺服机构包括：第一液压致动器，其机械地耦连到控制轴，用于沿控制轴的中心轴线轴向地移动控制轴；和第二液压致动器，其机械地耦连到控制轴，用于绕中心轴线转动控制轴。
第一液压致动器包括两个室，所述两个室交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴。对第一液压致动器的所述两个室的填充由两个电磁阀进行控制。同样，第二液压致动器包括一个或两个室，所述室交替地填充有加压流体，用于绕中心轴线转动控制轴。对第二液压致动器的所述两个室的填充由另外两个电磁阀进行控制。
已经提出使用支撑体，支撑体被螺纹连接到伺服机构的框架，容纳全部的电磁阀，并在其内设有一系列液压回路，所述液压回路将电磁阀连接到致动器的所述室和加压流体的供应源。所述支撑体的功能是使电磁阀的拆卸操作快速简单，以有助于电磁阀的检查、清洁和可能的替换。但是，在已知伺服机构中，支撑体的制造相对复杂，需要制造大量的孔和随后插入各种球塞，所述球塞以流体密封的方式封闭所述孔的开向外部的开口部分。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于换档系统的液压伺服机构，其不存在上述缺点，且尤其是制造容易且廉价，并且非常紧凑。
依据本发明，一种用于换档系统的液压伺服机构，该换档系统设置有控制轴；该伺服机构包括：
框架，其具有第一平面连接壁；
第一液压致动器，其由所述框架承载并包括两个第一室，所述第一室交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴；
两个第一电磁阀，其控制对所述第一液压致动器的两个第一室的填充；
第二液压致动器，其由所述框架承载并包括至少一个第二室，所述第二室填充有加压流体，用于绕控制轴的中心轴线转动控制轴；
第二电磁阀，其控制对所述第二液压致动器的第二室的填充；以及
支撑体，其固定到所述框架，具有设置为接触所述框架的所述第一连接壁的第二平面连接壁，容纳所述电磁阀，并在其内具有一系列液压回路，所述液压回路将所述电磁阀连接到所述致动器的所述室和所述加压流体的供应源；
所述伺服机构的特征在于：
一对致动管穿过所述支撑体的所述第二连接壁，所述致动管的每个均将所述第一电磁阀连接到所述第一液压致动器的第一室；
在与所述支撑体的所述第二连接壁对应的位置给出很多排出管，所述排出管的每个均起源于处于环境压力下的排出流体歧管；以及
在与所述第二连接壁对应的位置所制造的是回收通道，所述回收通道横穿并接合所述排出管，且至少部分地绕所述致动管延伸。
附图说明
现将参照附图描述本发明，附图示出本发明非限制性实施方式，其中：
图1是根据本发明的伺服机构的示意截面图，为了清楚去掉某些部件；
图2是图1伺服机构的第一液压致动器的放大视图；
图3是图1伺服机构的第二液压致动器的放大视图；
图4是图1伺服机构的电磁阀的支撑体的示意性前视图，为了清楚省去某些部件；
图5是图4电磁阀的支撑体的立体图，为了清楚省去其他部件；
图6和图7是图4电磁阀的支撑体的两个俯视图，其中突出了某些内部管；以及
图8是图4电磁阀的支撑体的另一前视图，其中突出了某些内部管。
具体实施方式
在图1中，附图标记1总体上代表用于换档系统的伺服机构，该换档系统设置有控制轴2。伺服机构1作用在换档系统的控制轴2上，以在控制轴2上施加沿着中心轴线3的轴向移动和绕中心轴线3的转动，轴向移动用于选择齿轮范围，转动用于接合与脱开各个齿轮。换档系统的伺服机构1包括：固定框架4，其由控制轴2横穿并支撑第一液压致动器5和第二液压致动器6，该第一液压致动器5机械地耦连到控制轴2，用以轴向地移动该控制轴2，该第二液压致动器6机械地耦连到该控制轴2，用于绕中心轴线3转动控制轴2。
如图2所示，第一致动器5设置在与控制轴2的中间部分对应的位置，并具有两个室7，这两个室7交替地填充有加压流体，用于在两个方向上轴向地移动控制轴2。特别地，室7由控制轴2横穿，沿着控制轴2连续地设置，且由凸缘8彼此隔开，凸缘8固定到控制轴2并构成第一液压致动器5的活塞。凸缘8包括容纳有环形密封垫圈10的中央环形腔9。
如图3所示，第二液压致动器6设置在与控制轴2的设有销11的一个端部相对应的位置，销11从控制轴2径向地突出并接合由与控制轴2共轴的圆筒形管状元件13所承载的凸轮12。凸轮12，也就是承载凸轮12的管状元件13，通常不受任何限制地绕着中心轴线3自由转动，且第二液压致动器6使凸轮12，也就是承载凸轮12的管状元件13，有角度地固定到固定框架4，致使控制轴2在轴向移动过程中绕其自身的中心轴线3转动。换言之，当第二液压致动器6不启动时，即当凸轮12相对固定框架4自由转动时，控制轴2的轴向移动使得凸轮12绕中心轴线3转动，且控制轴2不进行绕中心轴线3的任何转动。相反，当第二液压致动器6启动时，即当凸轮12有角度地固定到固定框架4时，控制轴2的轴向移动迫使控制轴2在凸轮12的推力作用下绕中心轴线3转动。
管状元件13在其内容纳控制轴2的端部，并被第二致动器6轴向推靠于固定框架4，从而将管状元件13有角度地支靠于固定框架4。第二致动器6具有室14，该室14填充有加压流体，用于在电磁阀(未图示)的控制下轴向地移动管状元件13。该室14限定于内凸室15和外凸室16之间，内凸室15以中心轴线3为轴线，可轴向地移动，部分地围绕管状元件13、并支撑在管状元件13上，外凸室16固定到固定框架4，以中心轴线3为轴线，并部分地围绕内凸室15。
管状元件13具有凸缘17，凸缘17在其一侧构成用于内凸室15的支撑元件，并在另一侧被压靠于固定框架4，以使管状元件13有角度地固定到固定框架4。设置在凸缘17和固定框架4之间的是弹性体18，特别是贝氏弹簧垫圈(Belleville washer)，其将管状元件13的凸缘17与固定框架4保持一定距离。凸缘17具有锥形形状，并由第二液压致动器6推靠于锥形承座19，锥形承座19具有互补形状并由固定框架4所承载。
根据优选实施方式，固定框架4由第一材料制成并包括对比(contrast)嵌入件20，对比嵌入件20由不同于第一材料的第二材料制成，设置在与管状元件13的凸缘17的对比区域相对应的位置，并且限定锥形承座19。对比嵌入件20由提供针对管状元件13的凸缘17高摩擦系数的第二材料制成，以保证管状元件13和框架4之间的高张紧力。另外，对比嵌入件20由固定销21机械地连接到固定框架4。
为防止第二液压致动器6所用的流体泄漏，设置有围绕外凸室16设置的环形密封垫圈22、围绕内凸室15设置的环形密封垫圈23、及围绕控制轴2设置的环形密封垫圈24。
如图1所示，伺服机构1包括支撑体25，支撑体25具有大致为平行六面体的形状，并容纳用于调节第一致动器5的两个室7的填充的两个电磁阀26以及用于调节第二致动器6的室14的填充的电磁阀27。特别地，支撑体25由四个螺钉28固定到框架4，以提供其与框架4的对应平面连接壁30接触的平面连接壁29。
如图4所示，一对致动管31穿过支撑体25连接壁29，各个致动管31将电磁阀26和第一液压致动器5的室7连接。在与连接壁29对应的位置，提供多个排出管32，各个排出管32起源于用于环境压力下的流体的排出歧管33(图示于图7和图8)。另外，回收通道34形成在与连接壁29对应的位置，其与排出管32相交并接合，并且至少部分地绕致动管31延伸。
设置在与支撑体25的连接壁29对应的位置并围绕各致动管31的是环形密封垫圈35，其被容纳在通过支撑体25的连接壁29制造的对应沟槽内。另外，设置在与支撑体25的连接壁29对应的位置并且围绕回收通道34和围绕致动管31的是密封垫圈36，其被容纳在通过支撑体25的连接壁29制造的对应沟槽内。
几乎完全围绕致动管31的回收通道34的功能是，回收可从密封垫圈35泄漏的加压流体。根据不同的实施方式(未图示)，回收通道34完全围绕致动管31。
如图6所示，支撑体25设有用于各电磁阀26或27的容置盲孔37，其通过垂直于连接壁29的壁38制造。穿过支撑体25的连接壁29的致动管31源自第一致动器5的电磁阀26的各个容置盲孔37。而另一致动管31源自第二致动器6的电磁阀27的容置盲孔37，该致动管31连续于连接到第二致动器6的室14的柔性管39。
支撑体25具有供应孔40，该供应孔40通过垂直于连接壁29和壁38的壁41制造，与各个容置盲孔37相关联并连接到加压流体的供应源。特别地，供应孔40对称地设置于容置盲孔37之间，以重叠各容置盲孔37。供应孔40是通孔，并在一侧连接到加压流体供应源，且在相对侧连接到最大压力阀42，最大压力阀42限制供应孔40内的流体的压力最大值。
如图7和图8所示，排出歧管33由形成在与壁41平行并相对的壁43内的盲孔限定，并连接到用于回收环境压力下的流体的通道。供应孔40在壁41和壁43之间延伸，且最大压力阀42设置在与壁41对应并位于排出歧管33附近的位置。
排出管32由辅助盲孔44连接到排出歧管33，每个辅助盲孔44能够关联于多个彼此对准的排出管32，辅助盲孔44通过与壁38平行并相对的壁45制造，并在与壁45对应的位置处由球塞46以流体密封的方式封闭。
根据优选实施方式，围绕支撑体25的连接壁29具有边缘47，通过该边缘47制造有四个通孔48，通孔48容纳螺钉28用于将支撑体25固定到框架4。
根据不同的实施方式(未图示)，第二致动器6设有由两个电磁阀27所控制的两个室14。因此，支撑体25容纳两个电磁阀26和两个电磁阀27。
上述的支撑体25具有很多优点，例如能够使电磁阀的拆卸操作快速和简单进行，而且制造廉价。特别地，上述的支撑体25制造廉价，它需要制造有限数量的孔并随后仅接合少数个球塞46，这些球塞以流体密封的方式密封所述孔的开向外部的开口部分。特别地，球塞46的使用仅受限于将排出管32连接到排出歧管33的辅助盲孔44。

Claims (12)

1.一种用于换档系统的液压伺服机构(1)，该换档系统设置有控制轴(2)；所述伺服机构(1)包括：
框架(4)，其具有第一平面连接壁(30)；
第一液压致动器(5)，其由所述框架(4)承载并包括两个第一室(7)，所述两个第一室(7)交替地填充有加压流体，用于沿两个方向轴向地移动所述控制轴(2)；
两个第一电磁阀(26)，其控制对所述第一液压致动器(5)的所述两个第一室(7)的填充；
第二液压致动器(6)，其由所述框架(4)承载并包括至少一个第二室(14)，所述至少一个第二室(14)填充有加压流体，用于绕所述控制轴(2)的中心轴线(3)转动所述控制轴(2)；
第二电磁阀(27)，其控制对所述第二液压致动器(6)的所述第二室(14)的填充；以及
支撑体(25)，其固定到所述框架(4)，具有设置为接触所述框架(4)的所述第一连接壁(30)的第二平面连接壁(29)，容纳所述电磁阀(26，27)，并在其内具有一系列液压回路(31，40)，所述液压回路(31，40)将所述电磁阀(26，27)连接到所述致动器(5，6)的所述室(7，14)和所述加压流体的供应源；
所述伺服机构(1)的特征在于：
一对致动管(31)穿过所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)，每个所述致动管(31)将第一电磁阀(26)连接到所述第一液压致动器(5)的第一室(7)；
在与所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)对应的位置处设置有多个排出管(32)，每个所述排出管(32)源自处于环境压力下的流体的排出歧管(33)；以及
在与所述第二连接壁(29)对应的位置处形成有回收通道(34)，所述回收通道(34)与所述排出管(32)相交并接合，且至少部分地围绕所述致动管(31)延伸。
2.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，第一环形密封垫圈(35)设置在与所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)对应并围绕每个所述致动管(31)的位置处。
3.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，第二密封垫圈(36)设置在与所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)对应并围绕所述回收通道(34)和所述致动管(31)的位置处。
4.根据权利要求3所述的伺服机构(1)，其中，所述第二密封垫圈(36)容纳在通过所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)制成的沟槽内。
5.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，在所述支撑体(25)的所述第二连接壁(29)周围具有边缘(47)，边缘(47)中制有四个通孔(48)，所述通孔(48)容纳螺钉(28)用于将所述支撑体(25)固定到所述框架(4)。
6.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，所述支撑体(25)具有用于各个电磁阀(26，27)的容置盲孔(37)，所述容置盲孔(37)通过垂直于所述第二连接壁(29)的第三壁(38)制成。
7.根据权利要求6所述的伺服机构(1)，其中，所述支撑体(25)具有供应孔(40)，所述供应孔(40)通过垂直于所述第二连接壁(29)和所述第三壁(38)的第四壁(41)制成，所述供应孔(40)与每个所述容置盲孔(37)相关联并连接到所述加压流体的供应源。
8.根据权利要求7所述的伺服机构(1)，其中，所述供应孔(40)是通孔，在一侧连接到所述加压流体的供应源，且在相对侧连接到最大压力阀(42)，所述最大压力阀(42)限制所述供应孔(40)内的流体压力的最大值。
9.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，所述排出管(32)由辅助盲孔(44)连接到所述排出歧管(33)，每个所述辅助盲孔(44)通过第四壁(45)制成，并在与所述第四壁(45)对应的位置处由球塞(46)以流体密封的方式封闭。
10.根据权利要求9所述的伺服机构(1)，其中，至少一个辅助盲孔(44)与多个彼此对准的排出管(32)相关联。
11.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，设置有柔性管(39)，所述柔性管(39)将所述第二电磁阀(27)连接到所述第二液压致动器(6)的所述第二室(14)。
12.根据权利要求1所述的伺服机构(1)，其中，所述第一致动器(5)设置在与所述控制轴(2)中间部分对应的位置；并且所述两个第二室(7)由所述控制轴(2)横穿，沿所述控制轴(2)连续设置，并由第一凸缘彼此隔开，所述第一凸缘固定到所述控制轴(2)并构成所述第一致动器(5)的活塞。
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