CN101659213B

CN101659213B - 一种换挡助力传感器总成

Info

Publication number: CN101659213B
Application number: CN2009101722201A
Authority: CN
Inventors: 杨长儒; 郭兰草; 庞媛媛; 杜万庆; 周喜; 杨钧; 杜庆丽
Original assignee: LUOYANG YELLOW RIVER FLEXIBLE SHAFT CONTROLLER CO Ltd
Current assignee: LUOYANG YELLOW RIVER FLEXIBLE SHAFT CONTROLLER CO Ltd
Priority date: 2009-09-10
Filing date: 2009-09-10
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2029-09-10
Also published as: CN101659213A

Abstract

一种换挡助力传感器总成，属于液压气动领域，所述在缸体(5)设有一侧气室、中心气室、另一侧气室共同形成传感器；传感器通过快速接口C(19)、空气管路C(25)连通外部高压气源；所述传感器分别通过对应一侧气室的快速接口B(18)，对应另一侧气室的快速接口D(20)连通执行气缸(28)；所述传感器的中心传动杆(2)通过连接球头(1)连接杠杆的一端；执行气缸一侧设置的执行气缸活塞(29)通过连接螺栓(30)与杠杆的一端连接；本发明利用传感器内部气室密封件的开启和关闭，控制压缩气体的排入和剩余废气的排出，通过所述动作可有效的减轻驾驶员的工作强度，提高操纵的舒适性，并具有较高的稳定性。

Description

一种换挡助力传感器总成

【技术领域】

本发明属于液压气动领域，涉及一种换挡助力总成的控制单元，尤其是涉及一种可根据驾驶员的操纵意图，时时控制压缩空气进入助力执行气缸的开启和关闭的换挡助力传感器总成。

【背景技术】

在现有技术中，乘用车伴随着旅游行业的增长和长途运输行业的不断发展，相对的大扭矩、重载荷的变速箱需求量也不断增多。公知的在商用车领域，车辆的承载能力在不断地加大；可是由于承载能力加大后大扭矩、重载荷的变速箱改进均离不开变速箱承载力、扭矩及速比的改进，在增加所述性能的基础上，带来了一个致命的弊端，就是挡位切换操纵沉重，稳定性差。而换挡的轻易程度直接影响着驾驶操纵的舒适性和安全性。虽然国内部分变速箱设计有同步器，改善了挡位切换过程中的顺畅性，但仍没有解决换挡沉重这一技术难题。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种换挡助力传感器总成，所述的换挡助力传感器总成是安装在操纵杆与变速箱操纵杠杆间的部件，利用传感器内部气室密封件的开启和关闭，控制压缩气体的排入和剩余废气的排出，带动与之相连的轻型执行气缸完成相应的助力动作，通过所述动作可有效的减轻驾驶员的工作强度，提高操纵的舒适性，并具有较高的稳定性。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种换挡助力传感器总成，包括用于控制机械连杆或软轴的传感器；用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构；用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸；用于连通执行气缸、传感器、空气管路；所述用于控制机械连杆或软轴的传感器，所述传感器包括缸体，缸体为一方形结构，在缸体内设有圆形空腔，并由缸体的圆形空腔形成的一侧气室、中心气室、另一侧气室，在缸体的其中一侧空腔壁间隔设有五个外联快速接口，所述快速接口C对应中心气室密封件内空腔所形成的中心气室，在所述中心气室密封件的一侧设有一侧开启活塞密封件，一侧开启活塞密封件内的空腔内设有一侧开启活塞，一侧开启活塞的大端顶在一侧开启活塞密封件内的限位内凸环上，所述一侧开启活塞回位弹簧的一端顶在一侧开启活塞的圆形凸起大端另一侧面上，一侧开启活塞回位弹簧的另一端与顶在所述中心气室密封件的内的限位内凸环的一侧面上，所述一侧开启活塞外缘通过密封胶条与一侧开启活塞密封件内壁滑配，在缸体的中心传动杆一侧设有一侧端盖形成所述一侧气室；所述中心气室密封件为两个相同的环形体，并在所述环形体内表面设有凸环，两个一侧气室密封件、另一侧气室密封件分别对应设在中心气室密封件的两个凸环内侧，中心气室密封件回位弹簧两端分别顶在两个一侧气室密封件、另一侧气室密封件的对应面上，所述一侧气室密封件、另一侧气室密封件与中心气室密封件两个凸环的接触面分别设有橡胶环形成所述中心气室；在所述两个中心气室密封件的另一侧设有另一侧开启活塞密封件，另一侧开启活塞设在另一侧开启活塞密封件内，所述另一侧开启活塞密封件内与一侧开启活塞结构相同，所述另一侧开启活塞回位弹簧两端分别顶在另一侧开启活塞内表面的环形凸起上及中心气室密封件另一侧内表面的环形凸起上，所述在缸体的另一端设有另一侧端盖对缸体的另一端封闭形成另一侧气室；所述中心传动杆分别穿过一侧气室、中心气室、另一侧气室的各部件后，安装在中心传动杆上的开槽螺母紧扣另一侧开启活塞密封件的外端面，所述一侧气室、中心气室、另一侧气室共同形成用于控制机械连杆或软轴的传感器；所述传感器通过快速接口C、空气管路C连通外部高压气源；所述传感器分别通过对应一侧气室的快速接口B、空气管路B，对应另一侧气室的快速接口D、空气管路D连通执行气缸；所述传感器的中心传动杆通过连接球头连接杠杆的一端；执行气缸一侧设置的执行气缸活塞通过连接螺栓与杠杆的一端连接。

所述的换挡助力传感器总成，在中心传动杆的一侧端盖外部壁上设置有一安装孔，所述限位销轴插在安装孔内。

所述的换挡助力传感器总成，所述一侧开启活塞呈圆形柱体结构，一侧开启活塞的一侧直径小于另一侧，其中一侧开启活塞的大端与小端连接处设有台阶。

所述的换挡助力传感器总成，所述用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构，在杠杆的两端分别通过执行气缸连接螺栓与连接球头连接、连接螺栓与执行气缸活塞连接，在杠杆的中部设有花键连接孔，所述花键连接孔为一叠加的折弯片折弯结构的双层孔，所述花键连接孔具有夹紧锁紧功能，所述杠杆的中部设有一控制执行气缸、传感器同步反向运动的延伸片形成控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构。

所述的换挡助力传感器总成，在所述折弯叠加的双层孔的折弯片处设有控制花键连接孔松紧的紧固螺母。

所述的换挡助力传感器总成，用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸，在执行气缸的一侧设有执行气缸活塞，所述执行气缸的外缘面两侧分别设有两个接头，所述空气管路B、空气管路D分别通过接头连通执行气缸形成所述依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸。

所述的换挡助力传感器总成，设置在所述缸体两侧的快速接口A、快速接口E分别通过空气管路A、空气管路E连通执行空气管路。

所述的换挡助力传感器总成，设置在缸体两端的一侧端盖、另一侧端盖通过螺丝与缸体连接。

所述的换挡助力传感器总成，连接缸体的一侧端盖、另一侧端盖分别为至少三条螺丝。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优越性；

本发明所述的换挡助力传感器总成，是安装在操纵杆与变速箱操纵杠杆间的部件，利用传感器内部气室密封件的开启和关闭，控制压缩气体的排入和剩余废气的排出，带动与之相连的轻型执行气缸完成相应的助力动作，减轻驾驶员的工作强度，提高操纵的舒适性；由于本发明采用的是一种时时动态控制原理，通过所述传感器的中心传动杆与变速箱杠杆相连，当操纵人员将操纵意图通过与传感器相连的机械连杆或软轴传递给传感器时，传感器将根据来自变速箱杠杆阻力的大小决定内部气阀的开启和关闭；也就是决定是否为执行气缸提供压缩气源，因传感器内设计的中心气室采用端面密封技术，因此开启时要求克服内部压强作用在有效截面上产生的压力，及两侧气室密封总成回位弹簧和两侧开启活塞复位弹簧的压缩阻力，该阻力的存在可以有效防止由于车辆振动，导致的手柄位移引起传感器误动，避免发生意外事故。

【附图说明】

图1是本发明的传感器结构示意图。

图2是图1的虚线框部分放大图。

图3是图1的A向视图。

图4是图1的B向视图。

图5是本发明的传感器与执行气缸的联通关系示意图。

在图中：1、连接球头；2、中心传动杆；3、限位销轴；4、一侧端盖；5、缸体；6、一侧开启活塞密封件；7、一侧开启活塞；8、一侧开启活塞回位弹簧；9、中心气室密封件；10、一侧气室密封件；11、中心气室密封件回位弹簧；12、另一侧气室密封件；13、另一侧开启活塞回位弹簧；14、另一侧开启活塞密封件；15、另一侧开启活塞；16、另一侧端盖；17、快速接口A；18、快速接口B；19、快速接口C；20、快速接口D；21、快速接口E；22、执行空气管路；23、空气管路E；24、空气管路D；25、空气管路C；26、空气管路B；27、接头；28、执行气缸；29、执行气缸活塞；30、连接螺栓；31、杠杆；32、花键连接孔；33、折弯片；34、紧固螺母；35、执行气缸连接螺栓；36、空气管路A。

【具体实施方式】

参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是应当指出的是本发明并不局限于下述实施例。

在图1～5中所述的换挡助力传感器总成，包括用于控制机械连杆或软轴的传感器；用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构；用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸；用于连通执行气缸、传感器、空气管路；所述用于控制机械连杆或软轴的传感器，所述传感器包括缸体5，缸体5为一方形结构，在缸体5内设有圆形空腔，并由缸体5的圆形空腔形成的一侧气室、中心气室、另一侧气室，在缸体5的其中一侧空腔壁间隔设有五个外联快速接口，所述快速接口C19对应中心气室密封件9内空腔所形成的中心气室，在所述中心气室密封件9的一侧设有一侧开启活塞密封件6，一侧开启活塞密封件6内的空腔内设有一侧开启活塞7，一侧开启活塞7的大端顶在一侧开启活塞密封件6内的限位内凸环上，所述一侧开启活塞回位弹簧8的一端顶在一侧开启活塞7的圆形凸起大端另一侧面上，一侧开启活塞回位弹簧8的另一端与顶在所述中心气室密封件9的内的限位内凸环的一侧面上，所述一侧开启活塞7外缘通过密封胶条与一侧开启活塞密封件6内壁滑配，在缸体5的中心传动杆2一侧设有一侧端盖4形成所述一侧气室；所述中心气室密封件9为两个相同的环形体，并在所述环形体内表面设有凸环，两个一侧气室密封件10、另一侧气室密封件12分别对应设在中心气室密封件9的两个凸环内侧，中心气室密封件回位弹簧11两端分别顶在两个一侧气室密封件10、另一侧气室密封件12的对应面上，所述一侧气室密封件10、另一侧气室密封件12与中心气室密封件9两个凸环的接触面分别设有橡胶环形成所述中心气室；在所述两个中心气室密封件9的另一侧设有另一侧开启活塞密封件14，另一侧开启活塞15设在另一侧开启活塞密封件14内，所述另一侧开启活塞密封件14内与一侧开启活塞7结构相同，所述另一侧开启活塞回位弹簧13两端分别顶在另一侧开启活塞15内表面的环形凸起上及中心气室密封件9另一侧内表面的环形凸起上，所述在缸体5的另一端设有另一侧端盖16对缸体5的另一端封闭形成另一侧气室；所述中心传动杆2分别穿过一侧气室、中心气室、另一侧气室的各部件后，安装在中心传动杆上的开槽螺母紧扣另一侧开启活塞密封件14的外端面，所述一侧气室、中心气室、另一侧气室共同形成用于控制机械连杆或软轴的传感器；所述传感器通过快速接口C19、空气管路C25连通外部高压气源；所述传感器分别通过对应一侧气室的快速接口B18、空气管路B26，对应另一侧气室的快速接口D20、空气管路D24连通执行气缸28；所述传感器的中心传动杆2通过连接球头1连接杠杆31的一端；执行气缸28一侧设置的执行气缸活塞29通过连接螺栓30与杠杆31的一端连接。

所述的换挡助力传感器总成，在中心传动杆2的一侧端盖4外部壁上设置有一安装孔，所述限位销轴3插在安装孔内；所述一侧开启活塞7呈圆形柱体结构，一侧开启活塞7的一侧直径小于另一侧，其中一侧开启活塞7的大端与小端连接处设有台阶。

所述的换挡助力传感器总成，所述用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构，在杠杆31的两端分别通过执行气缸连接螺栓35与连接球头1连接、连接螺栓30与执行气缸活塞29连接，在杠杆31的中部设有花键连接孔32，所述花键连接孔32为一叠加的折弯片33折弯结构的双层孔，所述花键连接孔32具有夹紧锁紧功能，所述杠杆31的中部设有一控制执行气缸28、传感器同步反向运动的延伸片形成控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构。

所述的换挡助力传感器总成，在所述折弯叠加的双层孔的折弯片33处设有控制花键连接孔32松紧的紧固螺母34；用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸，在执行气缸28的一侧设有执行气缸活塞26，所述执行气缸28的外缘面两侧分别设有两个接头27，所述空气管路B26、空气管路D24分别通过接头27连通执行气缸28形成所述依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸；设置在所述缸体5两侧的快速接口A17、快速接口E21分别通过空气管路A36、空气管路E23连通执行空气管路22；设置在缸体5两端的一侧端盖4、另一侧端盖16通过螺丝与缸体5连接；连接缸体5的一侧端盖4、另一侧端盖16分别为至少三条螺丝。

实施本发明所述的换挡助力传感器总成，本发明所述传感器的由以下几组成部分：连接球头1、中心传动杆2、限位销轴3、一侧端盖4、缸体5、一侧侧开启活塞密封件6、一侧开启活塞7、一侧开启活塞回位弹簧8、中心气室密封件9、一侧气室密封件10、中心气室密封件回位弹簧11、另一侧气室密封件12、另一侧开启活塞回位弹簧13、另一侧开启活塞密封件、另一侧开启活塞15、另一侧端盖16、快速接口A17、快速接口B18、快速接口C19、快速接口D20、快速接口E21构成；在不执行助力时，压缩空气由快速接口C19进入传感器，传感器内由中心传动杆2、缸体5、中心气室密封件9、一侧气室密封件10、一侧气室密封件12及多个“O”型密封胶条组成密闭环境，压缩气体不会进入到任何一个腔内；同时快速接口A17、快速接口B18时两个接头联通的，快速接口D20、快速接口E21两个接口是联通的，在该状态下执行气缸的两个强均通过气管与外界大气保持等压，处于静止状态。

本发明其中一侧端盖4与缸体5及另一侧端盖16通过螺钉连接为一体，与中心传动杆2存在相对运动，运动范围为正负可在2～4毫米，并通过通过限位销轴3实现在2～4毫米的可控范围内，优选3毫米；限位销轴3的作用；一、是防止内部气密部件的过渡开启；二、是在气源出现故障时可以正常进行换挡操纵。

本发明当传感器接收到拉力在载荷时，中心传动杆2相对壳体5产生分离动作，由此带动另一侧开启活塞15克服另一侧开启活塞回位弹簧13的阻力向一侧运动，在运动过程中另一侧气室密封件12与另一侧开启活塞15相结合，因该处通过另一侧端盖16端面密封，由此由中心传动杆2、缸体5、中心气室密封件9、一侧气室密封件10、另一侧气室密封件12、另一侧开启活塞密封件14、另一侧开启活塞15组成密闭环境，压缩气体经快速接口C19进入快速接口D20，同时关闭了快速接口D20、快速接口E21的贯通通道；执行气缸28在压缩空气的作用下产生辅助推力，带动连接杠杆31产生运动速度V，因气缸运动速度V大于手动速度，所以传感器与杠杆31相连的中心传动杆2运动速度大于缸体5的运动速度，造成缸体5与中心传动杆2间产生反向与操纵方向的速度，传感器内的动态密封同时被改变，气路连接恢复到初始状态，快速接口D20、快速接口E21两个接口便重新联通，气缸内的残余压缩空气经由快速接口D20、快速接口E21连通口排除；如果此时没有进入预定挡位，来自杠杆31的阻力仍大于传感器开启力度，将重复上述操纵，直至进入挡位为止，所以整个过程处于时时动态平衡阶段。

当传感器接收到推力在载荷时，中心传动杆2相对壳体产生合拢“也就是压缩”动作，由此带动一侧开启活塞7克服一侧开启活塞回位弹簧8的阻力向一侧运动，在运动过程中一侧侧一侧气室密封件10与一侧开启活塞7相结合，因该处采用端面密封，由此由中心传动杆2、缸体5、中心气室密封件9、一侧气室密封件10、另一侧气室密封件12、一侧开启活塞密封件6、一侧开启活塞7组成密闭环境，压缩气体经快速接口C19进入快速接口B18，同时关闭了快速接口A17与快速接口B18的贯通通道；执行气缸28在压缩空气的作用下产生辅助拉力，带动杠杆31产生运动速度V，因气缸运动速度V大于手动速度，所以传感器与杠杆31相连的中心传动2杆运动速度大于缸体5的运动速度，造成缸体5与中心传动杆2间产生反向与操纵方向的速度，传感器内的动态密封被改变，气路连接恢复到初始状态，快速接口A17与快速接口B18两个接口便重新联通，气缸内的残余压缩空气经由快速接口A17、快速接口B18连通口排除；如果此时没有进入预定挡位，来自杠杆31的阻力仍大于传感器开启力度，将重复上述操纵，直至进入挡位为止，整个过程处于时时动态平衡阶段。

由于传感器内设计有一侧开启活塞回位弹簧8和另一侧开启活塞回位弹簧13，在不执行工作室两个弹簧将保证中心传动杆2处于中间位置，确保两侧的贯通气路连接顺畅，避免在执行气缸内产生背压，造成操纵沉重。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和本发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims

1.一种换挡助力传感器总成，包括用于控制机械连杆或软轴的传感器；用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构；用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸；用于连通执行气缸、传感器和空气管路的快速接口，所述空气管路分别为：空气管路A(36)、空气管路B(26)、空气管路C(25)、空气管路D(24)和空气管路E(23)；其特征是：所述用于控制机械连杆或软轴的传感器，所述传感器包括缸体(5)，缸体(5)为一方形结构，在缸体(5)内设有圆形空腔，并由缸体(5)的圆形空腔形成的一侧气室、中心气室、另一侧气室，在缸体(5)的其中一侧空腔壁间隔设有五个外联快速接口，五个外联快速接口分别为快速接口A、B、C、D、E；所述快速接口C(19)对应中心气室密封件(9)内空腔所形成的中心气室，在所述中心气室密封件(9)的一侧设有一侧开启活塞密封件(6)，一侧开启活塞密封件(6)内的空腔内设有一侧开启活塞(7)，一侧开启活塞(7)的圆形凸起大端顶在一侧开启活塞密封件(6)内的限位内凸环上，一侧开启活塞回位弹簧(8)的一端顶在一侧开启活塞(7)的圆形凸起大端另一侧面上，一侧开启活塞回位弹簧(8)的另一端顶在所述中心气室密封件(9)内的限位内凸环的一侧面上，所述一侧开启活塞(7)外缘通过密封胶条与一侧开启活塞密封件(6)内壁滑配，在缸体(5)的一端设有一侧端盖(4)形成所述一侧气室；所述中心气室密封件(9)为两个相同的环形体，并在所述环形体内表面设有凸环，一侧气室密封件(10)和另一侧气室密封件(12)分别对应设在中心气室密封件(9)的两个凸环内侧，中心气室密封件回位弹簧(11)两端分别顶在一侧气室密封件(10)和另一侧气室密封件(12)的对应面上，所述一侧气室密封件(10)、另一侧气室密封件(12)与中心气室密封件(9)两个凸环的接触面分别设有橡胶环形成所述中心气室；在所述中心气室密封件(9)的另一侧设有另一侧开启活塞密封件(14)，另一侧开启活塞(15)设在另一侧开启活塞密封件(14)内，所述另一侧开启活塞密封件(14)与一侧开启活塞密封件(6)结构相同，另一侧开启活塞回位弹簧(13)两端分别顶在另一侧开启活塞(15)内表面的环形凸起上及中心气室密封件(9)另一侧内表面的环形凸起上，所述缸体(5)的另一端设有另一侧端盖(16)对缸体(5)的另一端封闭形成另一侧气室；中心传动杆(2)分别穿过一侧气室、中心气室、另一侧气室，安装在中心传动杆上的开槽螺母紧扣另一侧开启活塞密封件(14)的外端面，所述一侧气室、中心气室、另一侧气室共同形成用于控制机械连杆或软轴的传感器；所述传感器通过快速接口C(19)、空气管路C(25)连通外部高压气源；所述传感器分别通过对应一侧气室的快速接口B(18)、空气管路B(26)，对应另一侧气室的快速接口D(20)、空气管路D(24)连通执行气缸(28)；所述传感器的中心传动杆(2)通过连接球头(1)连接杠杆(31)的一端；执行气缸(28)一侧设置的执行气缸活塞(29)通过连接螺栓(30)与杠杆(31)的一端连接。

2.根据权利要求1所述的换挡助力传感器总成，其特征是：在缸体(5)的一侧端盖(4)外部壁上设置有一安装孔，限位销轴(3)插在安装孔内。

3.根据权利要求1所述的换挡助力传感器总成，其特征是：所述一侧开启活塞(7)呈圆形柱体结构，一侧开启活塞(7)的一侧直径小于另一侧，其中一侧开启活塞(7)的大端与小端连接处设有台阶。

4.根据权利要求1所述的换挡助力传感器总成，其特征是：所述用于控制执行气缸、传感器同步反向运动的杠杆机构，在杠杆(31)的两端分别通过执行气缸连接螺栓(35)与连接球头(1)连接、连接螺栓(30)与执行气缸活塞(29)连接，在杠杆(31)的中部设有花键连接孔(32)，所述花键连接孔(32)为一叠加的折弯片(33)折弯结构的双层孔，所述杠杆(31)的中部设有一控制执行气缸(28)、传感器同步反向运动的延伸片。

5.根据权利要求4所述的换挡助力传感器总成，其特征是：在所述折弯片(33)处设有控制花键连接孔(32)松紧的紧固螺母(34)。

6.根据权利要求1所述的换挡助力传感器总成，其特征是：所述用于依据传感器提供压缩气源而产生推拉力的执行气缸，在执行气缸(28)的一侧设有执行气缸活塞(26)，所述执行气缸(28)的外缘面两侧分别设有两个接头(27)，所述空气管路B(26)、空气管路D(24)分别通过接头(27)连通执行气缸(28)。

7.根据权利要求1所述的换挡助力传感器总成，其特征是：设置在缸体(5)两端的一侧端盖(4)、另一侧端盖(16)通过螺丝与缸体(5)连接。