CN102221080B - 汽车手动变速器的操纵机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车手动变速器的操纵机构，它包括换挡轴、选挡互锁块、弹性销、换挡拨块、换挡互锁板、壳体、选挡定位座和换挡定位座，所述选挡互锁块、换挡拨块分别经弹性销与换挡轴固定联接并分别位于壳体的外侧，选换互锁块、换挡拨与换挡轴间无相对运动；选挡定位座、换挡定位座分别与变速器的壳体固定联接。本发明将选挡感力块和互锁拨块以及限位机构集中设计到同一个零件上，结构紧凑，设计合理，易于装配，降低了零件加工成本，节约原材料，选挡手感较好、舒适性高，实现了空挡定位、选挡回位、产生选挡力和产生换挡力（增强换挡吸入感）等功能。本发明适用作各种车辆的手动变速器的操纵机构。

Description

汽车手动变速器的操纵机构

技术领域

本发明涉及一种车辆换挡装置，具体地说是一种汽车手动变速器的操纵机构。

背景技术

目前，在汽车手动变速器选换挡机构中，为使选挡能正确回空挡位，并保证空挡位置的准确性，必须使用空挡定位装置。此外，为了提高换挡操作时的手感，提高换挡舒适性，在选换挡操作过程中，需要大小适中，手感舒适的选挡力和换挡力，选、换挡力太大，频繁的进行换挡操作会使驾驶者疲劳，选、换挡力太小，换挡操作时无手感，选换挡回位性差（回位性即摘挡后自动回空挡位的能力），易出现误操作。

基于手动变速器所应有的以上功能，大部分换挡机构均采用螺旋弹簧，弹簧座及卡环结构加以解决（具体结构见图2），该结构装配至变速器壳体后，弹簧座141的左端和弹簧座142的右端分别用壳体限位，变速器的空挡位置取决于两个螺旋弹簧13和27弹力大小，因弹簧制造公差控制难度大，很容易发生空挡不对中问题，空挡位置不准确将直接影响变速器的换挡性能。选1/2挡时，换挡轴10向右运动，弹簧座141右端固定，压缩螺旋弹簧13，产生选挡力，选挡力释放后，因弹簧力的作用可自动回位；选5/倒挡时，换挡轴10向左运动，弹簧座142右端固定，压缩弹簧33，产生选挡力。图2中卡环21用于限制弹簧座142在选5R挡（向左运动）时自由运动。

在实际装配中，有如下两个方面的问题：一是装配的零件较多，安装不便，换挡轴上需要设计卡环槽，增加了换挡轴的加工成本，降低了换挡轴的刚度；二是出于螺旋弹簧形式的结构限制为保证空挡的准确性必须一端的选挡力大于另一端，导致换挡手柄上1/2挡和5/R挡的选挡力大小不一致，选挡操作时有力差感觉，选挡舒适性差。

总之，现有汽车手动变速器存在如下不足：

(1)装配的零件较多，安装不便，换挡轴上需要设计卡环槽，增加了换挡轴的加工成本，降低了换挡轴的刚度，为保证强度，换挡轴需要加粗，材料消耗多；

(2)由于螺旋弹簧式结构设计限制，为保证空挡的准确性必须一端的选挡力大于另一端，导致换挡手柄上1/2挡和5/R挡的选挡力大小不一致，选挡操作时手感差，选挡舒适性较差。

(3)大部分选换挡机构均采用壳体卡环限位方法来控制选挡行程，由于弹簧、弹簧座及卡环结构制造公差控制难度较大、制造一致性差，选挡行程和选挡力不易控制，容易发生选挡舒适性差以及换挡过程卡涩现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种汽车手动变速器的操纵机构，其结构简单、紧凑，设计合理，易于装配，节省安装空间，能保证准确空挡位及良好的回位功能的选换挡感力装置。本发明克服了现有技术中存在的上述不足之处，简化了零件设计，降低了零件加工成本，节约了原材料，选挡手感较好、舒适性高，实现了空挡定位、选挡回位、产生选挡力和产生换挡力（增强换挡吸入感）等功能。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种汽车手动变速器的操纵机构，它包括换挡轴、选挡互锁块、弹性销、换挡拨块、换挡互锁板、壳体、选挡定位座和换挡定位座，其中

所述选挡互锁块、换挡拨块分别经弹性销与换挡轴固定联接，选挡互锁块、换挡拨块与换挡轴间无相对运动；

选挡定位座、换挡定位座分别与变速器的壳体固定联接并分别位于壳体的外侧。

以上为本发明的基本结构，将选挡感力块和互锁拨块以及限位机构集中设计到同一个零件上，结构紧凑，节省成本；选挡定位座和换挡定位座均匀布置在了壳体的外侧，大大节省了产品的安装空间，且易于安装拆卸。

作为本发明的限定，所述选挡定位座和换挡定位座分别包括座体、弹簧、钢球，所述选挡定位座和换挡定位座的座体的底部分别位于选择挡互锁块、换挡拨块的顶部，两座体的底部均带有半球形上陷的中空凹槽，选挡定位座的钢球、换挡定位座的钢球分别与所述凹槽间有间隙配合，并能够于所述凹槽内自如滚动；所述凹槽的半径分别与选挡定位座的钢球、换挡定位座的钢球相匹配，所述凹槽的高度大于相应的钢球的半径；座体上相应的所述凹槽竖向中心轴延长线位置设有弹簧孔，弹簧设于其中。

作为本发明的另一种限定，所述选挡互锁块上设有两弧形曲面和一个倒挡互锁拨头；所述两弧形曲面曲率相同且二者间呈“V”字形对称分布；选挡定位座的钢球在选挡互锁块的两弧形曲面间的空间范围内沿弧形面滚动并随着起伏而压缩选挡定位座的内部弹簧。

本发明还有一种限定，所述换挡拨块上设有由两部分曲面对称设置所成的“M”字形的整体曲面，其左右两侧的夹角为钝角；所述换挡定位座的钢球在整体曲面之上滚动，随着起伏而压缩换挡定位座的内部弹簧。

上述内容为对选挡定位座、换挡定位座、选挡互锁块、换挡拨块具体结构的限定，可以保证它们之间的配合关系，进一步地保证本发明的操纵功能的实现。其工作原理如下：选挡互锁块上“V”字形曲面的中部凹处，选挡定位座的钢球同时与两个直线相切，此处为变速器选挡的中位，即空挡位置，空挡位时，换挡定位座的钢球也正好处于“W”形面的中部，也同时与两个曲面相切；驾驶员进行选挡操作时换挡轴带动选挡互锁块和换挡拨块轴向移动，选挡定位座的钢球在选挡互锁块的“V”形面上滚动，换挡定位座的钢球在“W”形面中央槽部直线滚动，V形面给钢球一个沿着切点和钢球中心连线方向的力，该力分解为沿换挡轴的力和压缩定位座内部弹簧的力，沿换挡轴的力即为选挡力。图3表示选挡定位座的钢球在“V”字形面上处于空挡位时和选至某一挡位时的状态，从而可以得到：“V”字形曲面左右两边圆弧曲率大小变化决定选挡力的大小的变化，合理的设计可以解决两个螺旋弹簧结构空挡不准确及选1/2挡时和选5/R挡时选挡力不对称问题；驾驶员进行换挡操作时（见图4），换挡轴带动换挡拨块绕换挡轴轴线旋转，选挡定位座的钢球在选换挡互锁块的“V”字形曲面上滚动，不压缩弹簧，即选挡到位后，选挡力不再增加；换挡定位座的钢球在“M”形面上沿“M”形状滚动，一开始压缩定位座内部弹簧而产生换挡力，越过曲面最高点后，产生一个反向力，即出现换挡吸入感。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：利用选挡定位座和换挡定位座实现了空挡定位、选挡回位、产生选挡力和换挡力（增强换挡吸入感）等功能，使空挡位置更加准确，回位良好，选挡力大小易于控制，选挡手感好，换挡舒适性大大提高，同时简化了零件设计，结构紧凑，易于装配。使用本结构可使换挡轴的结构简化，换挡轴的制造成本降低；把选挡感力块和互锁拨块以及限位机构集中设计到同一个零件上，结构紧凑，节省成本；互锁拨块采用“V”字形结构设计，保证空挡位置准确可靠，并通过设计限位机构，防止发生选挡过位；选挡定位座和换挡定位座均匀布置在了壳体的外侧，大大节省了产品的安装空间，且易于安装拆卸。本发明适用作各种车辆的手动变速器的操纵机构。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是现有技术中产品的整体结构示意图；

图3、图4分别是图1所示实施例选挡过程、换挡过程的示意图；

图5为图1所示实施例中换挡定位座7、选挡定位座8的结构示意图。

图中：1、壳体，2、选挡互锁块，3、换挡拨块，4、换挡拨叉，5、感力块，6、换挡互锁板，7、换挡定位座，8、选挡定位座，9、弹性销，10、换挡轴，13、弹簧（5/R），141与142、弹簧座（5/R挡与1/2挡），21、卡环，31、壳体，32、弹簧，33、直线轴承，34、活塞柱，35、钢珠，36、钢球。

具体实施方式

实施例

图1所示为一种汽车手动变速器的操纵机构，它包括换挡轴10、选挡互锁块2、弹性销9、换挡拨块3、换挡互锁板6、壳体1、选挡定位座8和换挡定位座7。

选挡互锁块2、换挡拨块3分别通过弹性销9与换挡轴10固定联接。选挡互锁块2、换挡拨块3与换挡轴10间无相对运动，即：选挡互锁块2和换挡拨块3随着换挡轴10的移动或转动而相应的移动或转动。

选挡互锁块2上设有两弧形曲面和一个倒挡互锁拨头；两弧形曲面曲率相同且二者间呈“V”字形对称分布；换挡拨块3上设有由两部分曲面对称设置所成的“M”字形的整体曲面，其左右两侧的夹角为钝角。

选挡定位座8、换挡定位座分别经螺纹部位与变速器的壳体1固定联接并分别位于壳体的外侧。

选挡定位座8和换挡定位座7结构相同或相似，根据安装方式及弹力大小它们的外形和性能可以不同，它们各自都包括座体、弹簧、钢球。

选挡定位座8和换挡定位座7的基本结构，以换挡定位座7为例如图5所示，它包括壳体31、弹簧32、直线轴承33、活塞柱34、钢珠35与钢球36等。它的工作原理如下：在换挡过程中换挡拨块3旋转推动钢球66，钢球36推动活塞柱34向里面运动，进而压缩弹簧32，从而产生换挡力。其中钢球36和钢珠35接触，钢珠35保证了钢球36自由转动，直线轴承33起到减小活塞柱34在换挡过程中的力的作用，壳体31限制直线轴承33向外移动，直线轴承33限制活塞柱34向外移动。

选挡定位座8和换挡定位座7的座体的底部分别位于选挡互锁块2、换挡拨块3的顶部，两座体的底部均带有半球形上陷的中空凹槽，选挡定位座8的钢球、换挡定位座7的钢球分别与凹槽间有间隙配合，并能够于凹槽内自如滚动。凹槽的半径分别与选挡定位座8的钢球、换挡定位座7的钢球相匹配，凹槽的高度大于相应的钢球的半径；座体上相应的凹槽竖向中心轴延长线位置设有弹簧孔，弹簧设于其中。选挡定位座8的钢球在选挡互锁块2的两弧形曲面间的空间范围内沿弧形面滚动并随着起伏而压缩选挡定位座8的内部弹簧；换挡定位座7的钢球在的整体曲面之上滚动，随着起伏而压缩换挡定位座7的内部弹簧。

Claims (3)

1.一种汽车手动变速器的操纵机构，它包括换挡轴(10)、选挡互锁块(2)、弹性销(9)、换挡拨块(3)、换挡互锁板(6)、壳体(1)、选挡定位座(8)和换挡定位座(7)，其特征在于：所述选挡互锁块(2)、换挡拨块(3)分别经弹性销(9)与换挡轴(10)固定联接，选挡互锁块(2)、换挡拨块(3)与换挡轴(10)间无相对运动；

选挡定位座(8)、换挡定位座(7)分别与壳体(1)固定联接并分别位于壳体的外侧；

所述选挡定位座(8)和换挡定位座(7)分别包括座体、弹簧、钢球，所述选挡定位座(8)和换挡定位座(7)的座体的底部分别位于选挡互锁块(2)、换挡拨块(3)的顶部，两座体的底部均带有半球形上陷的中空凹槽，选挡定位座(8)的钢球、换挡定位座(7)的钢球分别与凹槽间有间隙配合，并能够于所述凹槽内自如滚动；所述凹槽的半径分别与选挡定位座(8)的钢球、换挡定位座(7)的钢球相匹配，凹槽的高度大于相应的钢球的半径；座体上相应的所述凹槽竖向中心轴延长线位置设有弹簧孔，弹簧设于其中。

2.根据权利要求1所述的汽车手动变速器的操纵机构，其特征在于：所述选挡互锁块(2)上设有两弧形曲面和一个倒挡互锁拨头；所述两弧形曲面曲率相同且二者间呈“V”字形对称分布；选挡定位座(8)的钢球在选挡互锁块(2)的两弧形曲面间的空间范围内沿弧形面滚动并随着起伏而压缩选挡定位座(8)的内部弹簧。

3.根据权利要求1所述的汽车手动变速器的操纵机构，其特征在于：所述换挡拨块(3)上设有由两部分曲面对称设置所成的“M”字形的整体曲面，其左右两侧的夹角为钝角；所述换挡定位座(7)的钢球在整体曲面之上滚动，随着起伏而压缩换挡定位座(7)的内部弹簧。