CN101307829A - 自动化的机械式手动变速器换档装置 - Google Patents

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陈先典
朱林佳
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Shanghai Automobile Gear Works
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/3023Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by fluid pressure

Abstract

一种汽车工程技术领域的自动化机械式换档变速器换档装置,包括:三个相同的套缸换档装置、一个比例压力控制阀、六个相同的电磁阀、一个系统进油管和一个系统回游管,其中:每个套缸换档装置分别连接两个电磁阀,六个电磁阀的进油口同时连接比例压力控制阀的出油口,六个电磁阀的回油口同时连接系统回油管,比例压力控制阀的进油口连接系统进油管。本发明具备三个准确的运动行程功能。不仅可以准确实现5档AMT变速器进档和退空档操作,还能够有效降低换档冲击,提高换档性能和可靠性。

Description

自动化的机械式手动变速器换档装置
技术领域
本发明涉及的是一种汽车工程技术领域的装置,具体是一种自动化的机械 式手动变速器换档装置。
背景技术
现有汽车变速器主要有两大类, 一是手动变速器,俗称MT; 二是自动变速
器。其中自动变速器又分以液力变矩器、行星齿轮组为基本特征的液力自动变速
器,俗称AT;以金属钢带无极变速机构为主要代表的无极自动变速器,俗称CVT;
双离合器自动变速器,俗称DCT,其基本特征是具有两个离合器,通过离合器的 切换縮小换档时间和换档冲击;自动化的机械式手动变速器,俗称AMT。自动化 的机械式手动变速器相比其它自动变速器优点有: 一、保留原有手动变速器结构 不变,传动效率高;二、原有生产设备大部分通用,90X可以与MT共线生产, 具有成本优势;三、通过智能电脑控制,显著降低油耗和磨损。自动化的机械式 手动变速器通过换档与离合器执行机构取代原有的手动操纵装置,受控于TCU (变速箱电子控制器)进行换档。而TCU内设换档控制程序,根据车速、加速踏 板等信号决定变速箱工作状态,同时优化行驶过程中发动机、离合器等动力系统 各部件的工作参数,降低油耗,降低机械磨损。根据我国现有国情,在商用车领 域(如城市公交、城市货运、长途客车、货运卡车)装备自动化的机械式手动变 速器将有很大的现实意义,不仅可以降低燃油消耗,同时减轻驾驶员负担,提高 道路交通安全。
经过对现有技术的检索发现,中国发明专利申请号200610095250.3,公开 号CN1971098A的发明专利申请,该申请记载了一种"用于自动变速器的选、换 档执行机构",包括:本体、选档装置、换档装置、控制阀块,所述的选档装置 的选档油缸与所述的换档装置的换档油缸呈正交布置,所述的选档装置、换档装 置、控制阀块集成在所述本体上成一整体件,该装置通过系统油路与离合器机构、 动力源相连通。但是该现有技术以选档和换档分动为基础,由于需要机械选档,换档时间较长。 发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种自动化的机械式手动变 速器换档装置,通过并行排列的三个相同的对置两级套缸换档装置,配以比例压 力控制阀和两位三通电磁阀组成的换档液压控制系统,直接在原来机械式手动变 速器的手动选换档机构位置上取代手动选换档机构;换档操作由电控的比例压力 控制阀和两位三通电磁阀进行进档和退档的操作执行,本发明具有结构简单,位 置定位准确和换档冲击小的特点。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括:三个相同的套缸换档装 置、 一个比例压力控制阀、六个相同的电磁阀、系统回油管和系统进油管,其中: 第一套缸换档装置分别连接第一电磁阔和第二电磁阀的出油口,用于控制1档和 R档;第二套缸换档装置连接分别第三电磁阀和第四电磁阀的出油口,用于控制 2档禾卩3档;第三套缸换档装置分别连接第五电磁阀和第六电磁阀的出油口,用 于控制4档和5档;六个电磁阀的进油口同时连接比例压力控制阀的出油口,六
个电磁阀的回油口同时连接系统回油管,比例压力控制阀的进油口连接系统进油 管。
所述的电磁阀是常闭型两位三通电磁阀:在不得电的状态下,六个电磁阀 的出油口与回油口构成通路;在得电状态下,六个电磁阀的出油口和进油口构成 通路。
所述的套缸换档装置包括:外缸体、左外活塞、右外活塞、左内活塞、右 内活塞、换档轴和换档拨头,其中外缸体为一体式左右对称结构,外缸体内分别 对称设置左外活塞和右外活塞,左外活塞和右外活塞内部分别设置左内活塞和右 内活塞,换档轴设置于左内活塞和右内活塞之间,换档拨头通过弹性销连接置于 换档轴正中。
所述的外缸体在左腔和右腔分别对称设有一个油口,用于与电磁阀的出油 口相连接。
所述的外缸体在左外活塞和右外活塞对应的极限位置分别设有限位台阶。 所述的三个套缸换档装置共用一个铸件形成一体式外缸体。 所述的电磁阀集成于一个集成阀体内,该集成阀体通过螺钉与套缸换档装 置连接。技术效果
本发明通过并行排列的三组套缸换档装置、压力控制阀和电磁阀,具备三 个准确的运动行程功能。可以准确实现5档AMT变速器进档和退空档操作。
附图说明
图1本发明连接示意图
图2本发明实施应用于5档变速箱档位位置示意图 图3本发明实施例套缸换档装置立体图 图4本发明实施例第一套缸换档装置示意图 具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方 案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保 护范围不限于下述的实施例。
如图l、图2、图3和图4所示,本实施例包括:第一电磁阀l、第二电磁 阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五电磁阀5、第六电磁阀6、第一套缸换 档装置7、第二套缸换档装置8、第三套缸换档装置9、比例压力控制阀10、系 统进油管P以及系统回油管T,其中:第一套缸换档装置7分别连接第一电磁阀 1和第二电磁阀2的出油口,第二套缸换档装置8分别连接第三电磁阀3和第四 电磁阀4的出油口 ,第三套缸换档装置9分别连接第五电磁阀5和第六电磁阀6 的出油口,比例压力控制阀10的进油口连接系统进油管P;第一电磁阀l、第 二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五电磁阀5和第六电磁阀6的进 油口共同连接到比例压力控制阀10的出油口;第一电磁阀1、第二电磁阀2、 第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五电磁阀5和第六电磁阀6的回油口共同连接 系统回油管T;
所述的第一电磁阀1、第二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五
电磁阀5和第六电磁阀6是常闭型两位三通换档电磁阀。
所述的比例压力控制阀10是具有电子比例控制功能的压力控制电磁阀。 如图3所示,所述的第一套缸换档装置7、第二套缸换档装置8和第三套缸
换档装置9通过铸件集成于一体;所述的第一电磁阀l、第二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、第五电磁阀5、第六电磁阀6和比例压力控制阀10均安 装于集成阀体13内,集成阀体13通过螺钉与套缸换档装置连接。
由于所述的套缸换档装置为三组相同结构,仅列举说明其一:
如图4所示,所述的第一套缸换档装置7包括:外缸体14、左外活塞15、 左内活塞16、换档轴17、换档拨头18、右外活塞19、右内活塞20、位移传感 器21和限位台阶22,其中:外缸体14包括两个结构对称的左腔14a和右腔14b, 外缸体14内分别对称设置左外活塞15和右外活塞19,左外活塞15和右外活塞 19内部分别设置左内活塞16和右内活塞20,形成第二级油缸,换档轴17设置 于左内活塞16和右内活塞20之间,换档拨头18销接于换档轴17正中,外缸体 14在左外活塞15和右外活塞19对应的极限位置分别设有限位台阶22。
套缸换档装置运动特点是:左腔14a进压力油,右腔14b通回油路T时, 换档拨头将运动到右侧档位;左腔14a通回油路T,右腔14b进压力油时,换档 拨头将运动到左侧档位;左腔14a、右腔14b同时进压力油,油缸将准确停在中 间空档位置。
所述的外缸体14的左腔14a和右腔14b分别具有油口 23用于连接阔体上 的第一电磁阀1和第二电磁阀2;
所述的位移传感器21固定于外缸体14正中,位移传感器21的旋转部分通 过一个L'形叉与换档拨头18上的圆柱销相连接,把换档拨头18的直线位移转换 成传感器的旋转位移,从而实现对换档拨头位置的检测;
本实施例中采用通用的可编程逻辑控制器(PLC)即可实现对电磁阀和压力 控制阀的控制,由于有三个相同的套缸装置并行排列,为了防止同时挂入两个档 位,保留原来手动变速箱上的自锁与互锁机构,在挂入另外一个档位之前,必须 先从当前档位退到空档,否则互锁机构使之挂不进目标档位。同时在控制程序上 保证不挂入两个档位,即只有检测其它套缸换档装置处于中位空档的情况下,才 能进行挂目标档位的操作。
具体实现方式如下:
由空档挂入目标档,即1档至5档或R档:首先通过传感器器检测变速箱 是否处于空档,如果处于空档,通过可编程逻辑控制器调整比例压力控制阀,使 比例压力控制阀的出口压力达到预定压力,并打开目标档位所在套缸换档装置对 应的电磁阀,变速箱挂入目标档。由当前所处档位退空档:通过可编程逻辑控制器调整比例压力控制阀,使 比例压力控制阀的出口压力达到预定压力,并打开当前档位所在套缸换档装置对 应的电磁阀,当前档位所在的套缸换档装置的换档拨头回中位到空档。
由当前所处档位挂入目标档,即1档至5档或R档:通过可编程逻辑控制 器调整比例压力控制阀,使比例压力控制阀的出口压力达到预定压力,并打开当 前档位所在套缸换档装置对应的电磁阀,使得对应的套缸换档装置的换档拨头回 中位到空档,原变速箱机械互锁解除,接下来由控制器打开目标档位所在套缸换 档装置对应的电磁阀,变速箱挂入目标档。

Claims (9)

1、一种自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征在于,包括:三个相同的套缸换档装置、一个比例压力控制阀、六个相同的电磁阀、一个系统进油管和一个系统回油管,其中:第一套缸换档装置分别连接第一电磁阀和第二电磁阀的出油口,用于控制1档和R档;第二套缸换档装置连接分别第三电磁阀和第四电磁阀的出油口,用于控制2档和3档;第三套缸换档装置分别连接第五电磁阀和第六电磁阀的出油口,用于控制4档和5档;六个电磁阀的进油口同时连接比例压力控制阀的出油口,六个电磁阀的回油口同时连接系统回油管,比例压力控制阀的进油口连接系统进油管。
2、 根据权利要求1所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是, 所述的电磁阀是常闭型两位三通电磁阀:在不得电的状态下,六个电磁阀的出油 口与回油口构成通路;在得电状态下,六个电磁阀的出油口和进油口构成通路。
3、 根据权利要求1所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是, 所述的比例压力控制阀是出口压力可调的比例压力控制阀,用它来控制换档力。
4、 根据权利要求1所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是,所述的套缸换档装置包括:外缸体、左外活塞、右外活塞、左内活塞、右内活塞、 换档轴和换档拨头,其中外缸体为一体式左右对称结构,在同一壳体上加工而成, 外缸体的左右腔内分别对称设置左外活塞和右外活塞,左外活塞和右外活塞内部 分别设置左内活塞和右内活塞,换档轴设置于左内活塞和右内活塞之间,换档拨 头通过弹性销连接置于换档轴正中。
5、 根据权利要求4所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是,所述的外缸体在左腔和右腔分别对称设有一个油口 ,用于与电磁阀的出油口相连 接。
6、 根据权利要求4所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是,在外缸体的正中设有一个位移传感器与换档拨头相连接,该位移传感器用于监测 换档拨头的位置变化。
7、 根据权利要求4所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是,所述的外缸体在左外活塞和右外活塞对应的极限位置分别设有限位台阶。
8、 根据权利要求1所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是, 所述的三个相同的套缸换档装置共用一个铸件形成一体式外缸体。
9、 根据权利要求1所述的自动化的机械式手动变速器换档装置,其特征是, 所述的六个相同的电磁阀集成于一个集成阀体内,该集成阀体通过螺钉与套缸换 档装置连接。
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C10 Entry into substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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