CN102644735A - 一种汽车变速器的选换挡装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车变速器的选换挡装置，属于汽车技术领域。它解决了现有的汽车变速器的选换挡装置结构不紧凑和换挡软轴会出现摆角的问题。本汽车变速器的选换挡装置，包括选挡轴和换挡拨叉，选挡轴上套设有换挡套筒，选挡轴上设置有选挡摇臂，换挡套筒上设置有换挡摇臂，选挡轴上固连有互锁块，且互锁块与换挡套筒周向定位，换挡套筒上具有换挡指，变速器壳体和互锁块之间设置有选挡定位摘挡回位机构，变速器壳体和换挡套筒之间设置有换挡导向保持机构和换挡自锁机构。本汽车变速器的选换挡装置的换挡套筒套设在选挡轴上，通过选挡轴转动实现选挡，通过换挡套筒沿选挡轴滑动实现换挡，避免了换挡摇臂出现摆角的问题，提高汽车选换挡的准确性。

Description

一种汽车变速器的选换挡装置

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车变速器，特别是一种汽车变速器的选换挡装置。

背景技术

手动变速器又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。目前，轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，而部分重型载货汽车用的组合式变速器中，则有更多的挡位。

选换挡机构是汽车变速器的重要部件，在传统手动变速器中，选换挡机构包括选换挡轴和选换挡拨叉，在选换挡轴上固定有可以拨动选换挡拨叉的选换挡拨头，选换挡轴上固定有带定位槽的凸轮，凸轮与选换挡轴靠弹性销来固定，还包括一个固定安装的定排销与定位槽相配合，并且选换挡轴可随选挡摇臂及换挡摇臂做轴向移动及周向旋转。例如，中国专利【申请号200910047008.2；公开号 CN101504073A】一种手动变速器选换挡机构，还包括一个套在选换挡轴上的选换挡套筒，和一个固定安装的选挡回位销，选换挡套筒的外表面上设有V形槽，选挡回位销的端部与V形槽的表面弹性接触，换挡拨头与选换挡套筒固定连接。利用选换挡套筒外表面上设的V形槽与选挡回位销配合，当选换挡套筒轴向移动选挡后，选挡回位销会对V形槽的斜面产生推力，使选换挡套筒自动回归中位，以方便下一次选换挡操作。

为了保证变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，还应设有自锁装置、互锁装置，为了提高手动换挡的便利性，选换挡装置最好能在换挡后自动回复中间的空挡位，因而造成选换挡机构的零件种类较多，结构比较复杂。并且采用选换挡机构传动系垂直布置的方式会造成换挡拨叉与换挡机构配合出现造型异形，变速器空间布置不够紧凑；同时因为换挡机构轴向移动不同位置决定不同空挡位，造成换挡软轴因为选挡不得不出现摆角。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种汽车变速器的选换挡装置，本发明解决的技术问题是使选换挡装置的布置更合理，使变速器的结构更紧凑，提高选换挡的准确性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车变速器的选换挡装置，包括设置在变速器壳体内的选挡轴和若干个换挡拨叉，所述的选挡轴上套设有换挡套筒，所述的选挡轴上设置有能够带动选挡轴转动的选挡摇臂，所述的换挡套筒上设置有能够带动换挡套筒沿选挡轴的轴向滑动的换挡摇臂，所述的选挡轴上固连有互锁块，且上述的互锁块与所述的换挡套筒周向定位，所述的换挡套筒上具有能够分别与所述的换挡拨叉配合并带动换挡拨叉滑动的换挡指，所述的变速器壳体和互锁块之间设置有选挡定位摘挡回位机构，所述的变速器壳体和换挡套筒之间设置有换挡导向保持机构和换挡自锁机构。

本汽车变速器的选换挡装置设置在变速器壳体内，用于实现汽车的手动换挡过程。本汽车变速器的选换挡装置的工作原理是：驾驶员需要换挡时，通过拉动换挡把手，使选挡摇臂带动选挡轴转动；固连在选挡轴上的互锁块带动换挡套筒转动，使换挡套筒上的换挡指转动一定的角度并与对应的换挡拨叉配合；在选挡过程中，选挡定位摘挡回位机构对互锁块施加回位力和选挡阻力的作用；当换挡把手位于所需的空挡位时，驾驶员将换挡把手挂入对应挡位，换挡摇臂带动换挡套筒沿选挡轴滑动，换挡指带动对应的换挡拨叉实现换挡；换挡自锁机构对换挡套筒进行定位，换挡导向保持机构在整个换挡的过程中对换挡套筒进行导向。本汽车变速器的选换挡装置的布置合理，并且零部件的结构紧凑，节省了变速器壳体内部的空间；驾驶员换挡的准确性更高。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的换挡指呈长条形并沿周向分布在所述的换挡套筒的侧壁上，所述的互锁块上具有与所述的换挡指的位置和形状一一对应的开口槽，所述的换挡指位于上述的开口槽内并能相对于开口槽滑动。

在选挡过程中，互锁块能够带动换挡套筒转动；在换挡过程中，换挡套筒能够相对于选挡轴滑动。这样设置省去了换挡套筒和互锁块之间的周向定位结构，使换挡套筒和互锁块的结构更加紧凑。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的互锁块和换挡套筒通过花键周向定位，所述的换挡指沿周向分布在所述的换挡套筒的侧壁上，且所述的换挡指相对于换挡套筒径向的长度大于所述的互锁块的半径。换挡指能够与对应的换挡拨叉接合，并且能够避免换挡指与互锁块发生干涉。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的选挡定位摘挡回位机构包括设置在互锁块上的若干个支撑面和设置在变速器壳体上的弹簧定位组件，所述的弹簧定位组件能够分别抵靠在上述的支撑面上。

选挡定位摘挡回位机构的工作原理是：当互锁块转动一定的角度时，弹簧定位组件和互锁块上的支撑面的相对位置发生变化，弹簧定位组件施加在互锁块上的力随之变化，驾驶员能够根据选挡阻力的变化判断选挡轴处于哪个空挡位，进而便于驾驶员进行换挡，并且弹簧定位组件使选挡轴具有回到常处空挡位置的回位趋势。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的支撑面包括平面一、平面二、平面三和圆弧面，所述的平面一和平面二相交，所述的平面三通过圆弧面与平面二相连接，且所述的平面一和平面二的交界处与所述的互锁块的中心线距离最短。当选挡轴依次转过各个空挡位时，弹簧定位组件能够依次沿平面一、平面二、圆弧面和平面三与互锁块相对运动；当弹簧定位组件位于平面一与平面二交界处时，作用在选挡轴上回位力为零，选挡轴处于常处空挡位。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的换挡导向保持机构包括设置在换挡套筒上的交叉沟槽和设置在变速器壳体上的导向件，所述的导向件的一端通过螺纹与变速器壳体相固连，另一端具有能够沿所述的交叉沟槽滑动的导向部。交叉沟槽能够对换挡套筒的滑动起到导向的作用，并且能够限制换挡套筒滑动的极限位置，换挡套筒上的换挡指能够带动换挡拨叉滑动相应的距离，实现准确换挡。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的换挡自锁机构包括设置在换挡套筒上的自锁沟槽和设置在变速器壳体上的弹簧定位组件，所述的自锁沟槽呈波浪形的凹槽部，所述的弹簧定位组件能够分别卡入上述的凹槽部内。对换挡套筒起到自锁作用，使换挡套筒能够保持在挂入的挡位上。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的凹槽部具三段相邻的凹陷处。位于中间的凹陷处对应换挡套筒的空挡位，位于两边的凹陷处分别对应两个挂入的挡位。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的弹簧定位组件包括壳体、弹簧和钢球，所述的壳体内具有一滑套，所述的钢球设置在滑套的外端，所述的弹簧一端抵靠在滑套的内端面上，另一端抵靠在壳体的内壁上。钢球的外表面能作用在互锁块的支撑面上，滑套能够沿壳体内壁滑动并压缩弹簧，并对通过钢球与支撑面的接触对互锁块施加力的作用。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的换挡摇臂上具有一呈杆状的拨动部，所述的换挡套筒上具有卡槽，所述的拨动卡接在上述的卡槽内。选挡摇臂能够通过拨动部与卡槽的配合带动换挡套筒沿选挡轴滑动。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的换挡套筒和选挡轴之间设置有自润滑轴承。自润滑轴承能够减少换挡套筒相对于选挡轴滑动过程中的阻力，提高驾驶员换挡的舒适性。

在上述的汽车变速器的选换挡装置中，所述的互锁块通过弹性圆柱销与所述的选挡轴相固连。互锁块与选挡轴的连接可靠。

与现有技术相比，本汽车变速器的选换挡装置的优点在于：

1、本汽车变速器的选换挡装置的换挡套筒套设在选挡轴上，通过选挡轴转动实现选挡，通过换挡套筒沿选挡轴滑动实现换挡，避免了换挡摇臂出现摆角的问题，提高汽车选换挡的准确性。

2、本汽车变速器的选换挡装置的互锁块固连在选挡轴上，互锁块通过换挡指和开口槽的配合与换挡套筒周向定位，本变速器的选换挡装置的布置合理、结构紧凑。

3、本汽车变速器的选换挡装置的选挡定位摘挡回位机构通过弹簧定位组件和互锁块上的支撑面接触位置的变化，使的选挡轴上具有不同的选挡阻力，驾驶员能够通过选挡阻力的变化得知选挡轴所处的空挡位置，本选挡定位摘挡回位机构的选挡清晰。

4、本汽车变速器的选换挡装置的换挡套筒和选挡轴之间设置有自润滑轴承，减少换挡套筒相对于选挡轴滑动过程中的阻力，驾驶员换挡的舒适性高。

附图说明

图1是本汽车变速器的选换挡装置的局部剖视结构示意图。

图2是本汽车变速器的选换挡装置的装配结构示意图。

图3是选挡轴进入柔性空挡位之前选挡定位摘挡回位机构的状态示意图。

图4是选挡轴处于柔性空挡位时选挡定位摘挡回位机构的状态示意图。

图5是选挡轴处于空挡位时选挡定位摘挡回位机构的状态示意图。

图6是图5中A处的局部放大图。

图7是本汽车变速器的选换挡装置的换挡导向保持机构的结构示意图。

图8是本汽车变速器的选换挡装置的换挡自锁机构的结构示意图。

图9是本汽车变速器的选换挡装置的换挡套筒和换挡摇臂配合的立体结构示意图。

图10是本汽车变速器的选换挡装置的弹簧定位组件的剖视结构示意图。

图中，1、选挡摇臂；2、换挡摇臂；21、拨动部；3、换挡拨叉；4、选挡轴；5、换挡套筒；51、换挡指；52、交叉沟槽；53、自锁沟槽；54、卡槽；6、互锁块；61、开口槽；62、平面一；63、平面二；64、平面三；65、圆弧面；7、弹簧定位组件；71、壳体；72、滑套；721、容置腔；722、缓冲钢珠；73、保持架；731、导向钢珠；74、弹簧；75、钢球；76、螺纹套；8、导向件；81、导向部；9、自润滑轴承；10、弹性圆柱销。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

本汽车变速器的选换挡装置设置在变速器壳体内，用于实现汽车的手动换挡过程。本汽车变速器的选换挡装置包括选挡摇臂1、换挡摇臂2、换挡拨叉3、选挡轴4、换挡套筒5、换挡指51、互锁块6、选挡定位摘挡回位机构、换挡导向保持机构和换挡自锁机构。

具体来说，如图1和图2所示，换挡套筒5套设在选挡轴4上，换挡套筒5和选挡轴4之间设置有自润滑轴承9，能够减少换挡套筒5相对于选挡轴4滑动过程中的阻力，提高驾驶员的换挡舒适性。如图2所示，本实施例中，换挡拨叉3的数量为4个。如图1所示，选挡摇臂1与选挡轴4相固连并能够带动选挡轴4转动；如图9所示，换挡摇臂2上具有一呈杆状的拨动部21，拨动部21的外端部呈圆弧形，换挡套筒5上具有一卡槽54，拨动部21能够卡入卡槽54内，拨动部21的外端部抵靠在卡槽54的两侧壁上并能够带动换挡套筒5沿选挡轴4滑动。如图1所示，呈筒状的互锁块6套设在选挡轴4上，并通过紧固件与选挡轴4相固连，互锁块6能够与选挡轴4一起转动。本实施例中，紧固件为弹性圆柱销10。

如图2所示，本实施例中，换挡指51呈长条形并沿周向分布在换挡套筒5的侧壁上，互锁块6上具有与换挡指51的位置和形状一一对应的开口槽61，换挡指51位于开口槽61内并能相对于开口槽61滑动。在选挡过程中，互锁块6能够带动换挡套筒5转动；在换挡过程中，换挡套筒5能够相对于选挡轴4滑动。选挡轴4转过一定的角度能够带动换挡套筒5转过相应的角度，并使换挡指51与对应的换挡拨叉3的位置正对；换挡套筒5沿选挡轴4滑动时，换挡指51能够带动该换挡拨叉3滑动实现换挡动作。这样设置省去了换挡套筒5和互锁块6之间的周向定位结构，使换挡套筒5和互锁块6的结构更加紧凑。

选挡定位摘挡回位机构设置在变速器壳体和互锁块6之间，选挡定位摘挡回位机构包括位于互锁块6上的若干个支撑面和固定在变速器壳体上的弹簧定位组件7，弹簧定位组件7能够分别抵靠在上述的支撑面上。具体来说如图3和图6所示，支撑面包括平面一62、平面63、平面三64和圆弧面65，选挡轴4依次转过各个空挡位时，弹簧定位组件7能够依次沿平面一62、平面

63、圆弧面65和平面三64与互锁块6相对运动。平面一62和平面二63的交界处与互锁块6的中心线距离最短，本实施例中，平面一62和平面63所成角度为144度；圆弧面65的圆心位于互锁块6的中心线上，圆弧面65的直径为51mm。

选挡定位摘挡回位机构的工作原理是：当弹簧定位组件7位于平面一62与平面63交界处时，作用在选挡轴4上回位力为零，选挡轴4处于常处空挡位。如图4所示，钢球75与圆弧面65相切时，选挡轴4处于另一个空挡位置，这种状态下，弹簧定位组件7的作用力通过钢球75与圆弧面65的切点并指向互锁块6的中心，此时选挡阻力的力臂为零，选挡轴4受到的选挡阻力消失，该空挡位称为柔性空挡位。如图3、图4和图5所示，在驾驶员选挡的过程中，互锁块6转动一定的角度，弹簧定位组件7和互锁块6上的支撑面的相对位置发生变化，弹簧定位组件7施加在互锁块6上的力随之变化，驾驶员能够根据选挡阻力的变化判断选挡轴4处于哪个空挡位，进而便于驾驶员进行换挡，并且弹簧定位组件7使选挡轴4具有回到常处空挡位置的回位趋势。

换挡导向保持机构设置在变速器壳体和换挡套筒5之间，换挡导向保持机构包括位于换挡套筒5上的交叉沟槽52和固连在变速器壳体上的导向件8。如图7所示，导向件8的一端通过螺纹与变速器壳体相固连，另一端具有能够沿交叉沟槽52滑动的导向部81。交叉沟槽52能够对换挡套筒5的滑动起到导向的作用，并且能够限制换挡套筒5滑动的极限位置，换挡套筒5上的换挡指51能够带动换挡拨叉3滑动相应的距离，实现准确换挡。

换挡自锁机构设置在变速器壳体和换挡套筒5之间，换挡自锁机构包括位于在换挡套筒5上的自锁沟槽53和固连在变速器壳体上的弹簧定位组件7。如图8所示，自锁沟槽53呈波浪形的凹槽部，弹簧定位组件7能够分别卡入凹槽部内。本实施例中，凹槽部具三段相邻的凹陷处，对换挡套筒5起到自锁作用，使换挡套筒5能够保持在所处的挡位上。

本实施例中的弹簧定位组件7如图10所示，弹簧定位组件7包括壳体71、滑套72、保持架73、弹簧74和钢球75。壳体71通过螺纹套76固定在变速器的箱体上，滑套72设置在壳体71的内腔，保持架73位于壳体71和滑套72之间，保持架73的侧壁上设置有与壳体71内壁接触的导向钢珠731，能够减少滑套72沿壳体71滑动的阻力；滑套72的后端部具有能够抵靠在保持架73上的翻边，滑套72的前端部具有容置腔721，钢球75位于容置腔721内，并且钢球75和容置腔721之间填充有缓冲钢珠722，滑套72上还具有能够对钢球75进行限位的挡沿，起到保护钢球75的作用；弹簧74一端抵靠在滑套72的内端面上，另一端抵靠在壳体71的内壁上。在实际的生产和制造过程中，还可以选用其他结构的弹簧定位组件。

本汽车变速器的选换挡装置的工作原理是：驾驶员需要换挡时，通过拉动换挡把手，使选挡摇臂1带动选挡轴4转动；固连在选挡轴4上的互锁块6带动换挡套筒5转动，使换挡套筒5上的换挡指51转动一定的角度并与对应的换挡拨叉3接合；在选挡过程中，选挡定位摘挡回位机构对互锁块6施加回位力和选挡阻力的作用；当换挡把手位于所需的空挡位时，驾驶员将换挡把手挂入对应挡位，换挡摇臂2带动换挡套筒5沿选挡轴4滑动，换挡指51带动对应的换挡拨叉3实现换挡；换挡自锁机构对换挡套筒5的进行定位，换挡导向保持机构在整个换挡的过程中对换挡套筒5进行导向。本汽车变速器的选换挡装置的布置合理，并且零部件的结构紧凑，节省了变速器壳体内部的空间；驾驶员换挡的准确性更高。

实施例二：

本实施例中的技术方案与实施例一中的技术方案基本相同，不同之处在于，本实施例中，互锁块6和换挡套筒5通过花键周向定位，换挡指51沿周向分布在换挡套筒5的侧壁上，换挡指51相对于换挡套筒5径向的长度大于互锁块6的半径。换挡指51能够与对应的换挡拨叉3接合，并且能够避免换挡指51与互锁块6发生干涉。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了选挡摇臂1、换挡摇臂2、拨动部21、换挡拨叉3、选挡轴4、换挡套筒5、换挡指51、交叉沟槽52、自锁沟槽53、卡槽54、互锁块6、开口槽61、平面一62、平面二63、平面三64、圆弧面65、弹簧定位组件7、壳体71、滑套72、容置腔721、缓冲钢珠722、保持架73、导向钢珠731、弹簧74、钢球75、螺纹套76、导向件8、导向部81、自润滑轴承9、弹性圆柱销10等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种汽车变速器的选换挡装置，包括设置在变速器壳体内的选挡轴(4)和若干个换挡拨叉(3)，所述的选挡轴(4)上套设有换挡套筒(5)，所述的选挡轴(4)上设置有能够带动选挡轴(4)转动的选挡摇臂(1)，所述的换挡套筒(5)上设置有能够带动换挡套筒(5)沿选挡轴(4)的轴向滑动的换挡摇臂(2)，其特征在于，所述的选挡轴(4)上固连有互锁块(6)，且上述的互锁块(6)与所述的换挡套筒(5)周向定位，所述的换挡套筒(5)上具有能够分别与所述的换挡拨叉(3)配合并带动换挡拨叉(3)滑动的换挡指(51)，所述的变速器壳体和互锁块(6)之间设置有选挡定位摘挡回位机构，所述的变速器壳体和换挡套筒(5)之间设置有换挡导向保持机构和换挡自锁机构。

2.根据权利要求1所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的换挡指(51)呈长条形并沿周向分布在所述的换挡套筒(5)的侧壁上，所述的互锁块(6)上具有与所述的换挡指(51)的位置和形状一一对应的开口槽(61)，所述的换挡指(51)位于上述的开口槽(61)内并能相对于开口槽(61)滑动。

3.根据权利要求1所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的互锁块(6)和换挡套筒(5)通过花键周向定位，所述的换挡指(51)沿周向分布在所述的换挡套筒(5)的侧壁上，且所述的换挡指(51)相对于换挡套筒(5)径向的长度大于所述的互锁块(6)的半径。

4.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的选挡定位摘挡回位机构包括设置在互锁块(6)上的若干个支撑面和设置在变速器壳体上的弹簧定位组件(7)，所述的弹簧定位组件(7)能够分别抵靠在上述的支撑面上。

5.根据权利要求4所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的支撑面包括平面一(62)、平面二(63)、平面三(64)和圆弧面(65)，所述的平面一(62)和平面二(63)相交，所述的平面三(64)通过圆弧面(65)与平面二(63)相连接，且所述的平面一(62)和平面二(63)的交界处与所述的互锁块(6)的中心线距离最短。

6.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的换挡导向保持机构包括设置在换挡套筒(5)上的交叉沟槽(52)和设置在变速器壳体上的导向件(8)，所述的导向件(8)的一端通过螺纹与变速器壳体相固连，另一端具有能够沿所述的交叉沟槽(52)滑动的导向部(81)。

7.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的换挡自锁机构包括设置在换挡套筒(5)上的自锁沟槽(53)和设置在变速器壳体上的弹簧定位组件(7)，所述的自锁沟槽(53)呈波浪形的凹槽部，所述的弹簧定位组件(7)能够分别卡入上述的凹槽部内。

8.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的弹簧定位组件(7)包括壳体(71)、弹簧(74)和钢球(75)，所述的壳体(71)内具有一滑套(72)，所述的钢球(75)设置在滑套(72)的外端，所述的弹簧(74)一端抵靠在滑套(72)的内端面上，另一端抵靠在壳体(71)的内壁上。

9.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的换挡摇臂(2)上具有一呈杆状的拨动部(21)，所述的换挡套筒(5)上具有卡槽(54)，所述的拨动卡接在上述的卡槽(54)内。

10.根据权利要求1或2或3所述的汽车变速器的选换挡装置，其特征在于，所述的换挡套筒(5)和选挡轴(4)之间设置有自润滑轴承(9)。

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