CN102748464A - 一种新型副箱三位置气缸执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型副箱三位置气缸执行机构，包括拨叉轴、气缸、第一活塞、第二活塞和第三活塞；第一活塞和第二活塞固定于拨叉轴上；第一活塞、第二活塞和第三活塞位于气缸的气室内，第二活塞的外圈与第三活塞的内圈密封配合；第一活塞的直径大于第二活塞的直径，而小于第三活塞的直径；气缸的气室呈台阶型，第一活塞的外圈与台阶型气室中直径较小的一端内壁密封配合，第三活塞的外圈与台阶型气室中直径较大的一端内壁密封配合。本发明执行机构气缸内有三个外径不同的活塞，通过控制两侧气室同时充气，利用气缸截面积的不同，能够实现副箱气缸中间位置，通过控制两侧气室单独充气，可以实现高低档位置；可满足变速器上匹配后置取力器的使用要求。

Description

一种新型副箱三位置气缸执行机构

【技术领域】

本发明涉及汽车工程技术领域，特别涉及一种新型副箱三位置气缸执行机构。

【背景技术】

在工程机械及专用车等领域，经常需要变速器自带取力器以满足整车附加装置的取力要求，现有双中间轴系列机械式变速器可根据各种专用车辆的特殊要求配装前置、后置、侧置、底置等多种形式的取力器。

对于机械式自动变速器（以下简称AMT）而言，由于结构的限制（底取力位置安装惯性制动器，侧取力位置安装输入转速传感器），一般情况下使用后置取力器，即从副箱中间轴取力，为了满足停车取力的使用要求，需要副箱气缸能够实现中间位置。

现有机械式变速器使用的普通中间位置气缸及增压式中间位置气缸均不能满足AMT的使用要求，主要是无法布置相关的电磁阀及位移传感器。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种新型副箱三位置气缸执行机构，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型副箱三位置气缸执行机构，包括拨叉轴、气缸、第一活塞、第二活塞和第三活塞；第一活塞和第二活塞固定于拨叉轴上；第一活塞、第二活塞和第三活塞位于气缸的气室内，第二活塞的外圈与第三活塞的内圈密封配合；第一活塞的直径大于第二活塞的直径，而小于第三活塞的直径；气缸的气室呈台阶型，第一活塞的外圈与台阶型气室中直径较小的一端内壁密封配合，第三活塞的外圈与台阶型气室中直径较大的一端内壁密封配合。

本发明进一步的改进在于：第一活塞与气缸左侧之间形成左气室，第二活塞和第三活塞与气缸右侧之间形成右气室；第一活塞与第二活塞之间形成中间气室，该中间气室连通大气；左气室连接有左侧气路，该左侧气路连接有控制器充气的第一电磁阀；右气室连接有右侧气路，该右侧气路连接有控制器充气的第二电磁阀。

本发明进一步的改进在于：第一活塞与第二活塞之间设有固定在拨叉轴上的隔套；拨叉轴与气缸密封配合；第一活塞和第二活塞与拨叉轴密封配合；第一活塞、隔套和第二活塞通过螺母固定于拨叉轴一端，螺母通过螺纹与位移传感器导杆连接，位移传感器导杆远离螺母的一端套有传感器磁环，传感器磁环通过磁环顶盖固定在位移传感器导杆上；气缸右端密封固定盖有副箱气缸盖，传感器磁环与副箱气缸盖之间具有间隙，传感器磁环连接固定于副箱气缸盖上的位移传感器；磁环顶盖以及位移传感器导杆均有内孔，位移传感器导杆壁上还有若干连通内孔的均布孔。

本发明进一步的改进在于：气缸上安装有通气塞，通气塞连通中间气室。

本发明进一步的改进在于：气缸左侧轴颈处安装有自锁装置，该自锁装置由弹簧顶盖、自锁弹簧以及自锁钢球组成，弹簧顶盖通过螺纹连接到气缸上；自锁钢球与拨叉轴上对应的凹槽相配合。

本发明进一步的改进在于：所述第三活塞包括相连的第一柱体和第二柱体，第一柱体和第二柱体的内径相同；第二活塞的外圈与第三活塞的第一柱体和第二柱体内圈密封配合；第一柱体的外径小于第二柱体的外径，且小于台阶型气室中直径较小的一端的内径；第三活塞的第二柱体的外圈与台阶型气室中直径较大的一端内壁密封配合。

本发明进一步的改进在于：第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明执行机构气缸内有三个外径不同的活塞，通过控制两侧气室同时充气，利用气缸截面积的不同，能够实现副箱气缸中间位置，通过控制两侧气室单独充气，可以实现高低档位置；该新型气缸执行机构可以满足机械式变速器上匹配后置取力器的使用要求。

本发明气路控制简单，只需要两个进气口即可，且进气压力可以相等，也不分高低档先后顺序，不易出现误操作；

本发明通用性好，既能够满足AMT的使用，又能满足机械式变速器的使用要求，而且有无取力器均可以使用该气缸执行机构；

本发明拆装方便，便于维修；

本发明结构简单，性能可靠。

【附图说明】

图1为本发明气缸执行机构主视图；

图2为本发明气缸执行机构俯视图；

图3为本发明气缸执行机构档位自锁图；

图4为电磁阀连接示意图；

图5为本发明气缸执行机构三位置图；其中图5（a）为副箱位于高档区位置示意图；图5（b）为副箱位于中间档区位置示意图；图5（c）为副箱位于低档区位置示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

本发明公开了一种新型副箱三位置气缸执行机构，并布置上相应的电磁阀组及位移传感器；通过同时激活两个电磁阀可以实现副箱气缸中间位置，从而实现了停车取力。

本发明一种新型副箱三位置气缸执行机构如图1、2、3所示，图1所示位置为低档区位置，拨叉轴1左端通过螺栓连接拨叉（图中未示出），右端通过螺母15将活塞4、隔套19、活塞9在轴向方向固定为一体，活塞4、活塞9通过O型密封圈20、O型密封圈18与拨叉轴1配合以实现密封，活塞4外圈通过Y型密封圈5与气缸2内壁配合以实现密封，活塞9外圈通过Y型密封圈17与活塞8内圈配合以实现密封，活塞8外圈通过Y型密封圈7与气缸2内壁配合以实现密封，拨叉轴1通过O型密封圈3以实现左侧气室的密封，螺母15右端通过螺纹与位移传感器导杆14连接，位移传感器导杆14右端套有传感器磁环13，磁环顶盖12通过螺纹连接将传感器磁环固定。

传感器磁环13与副箱气缸盖10有0.7mm的间隙，位移传感器11通过两个M4螺栓25固定于副箱气缸盖10上，为防止磁环运动时不致产生“堵气”现象，磁环顶盖12以及位移传感器导杆14均有内孔，位移传感器导杆14壁上还有5个均布孔，以保证右侧气室气压的恒定。4个M10螺栓（图中未示出）将副箱气缸盖10、气缸盖衬垫16、气缸2固定于后盖（图中未示出）上。气缸2上安装有通气塞6，活塞8端面及柱面均开槽以保证中间气室时刻与大气连通。

根据实际使用的需要还可以在气缸2左侧轴颈处安装自锁装置以防止副箱脱档。如图3所示，自锁装置由弹簧顶盖26、自锁弹簧27以及自锁钢球28组成，弹簧顶盖26通过螺纹连接到气缸2上。

请参阅图2所示，电磁阀组23通过4个M6螺栓22固定于气缸2上，并通过O型密封圈21、24来实现静密封，气缸2上加工斜孔来满足左侧气室的进气要求，副箱气缸盖10进气处如A向视图形状（U型槽，也可以是其他形状的槽）以满足右侧气室进气要求，电磁阀组23集成了两个相同的两位三通电磁阀1、电磁阀2，电磁阀1、电磁阀2可单独控制，断电状态下气缸两侧气室均通大气，原理如图4所示。

工作过程分析：

如图1所示，副箱气缸位于低档区位置，电磁阀1、2均处于断电状态。

如果没有取力要求，副箱气缸只需要在高低档两个位置切换即可，不需要中间位置，当需要高档区位置时，电磁阀2上电，右侧气路打开，气缸右侧气室建立气压，推动活塞8左移，与此同时拨叉轴1、活塞4、活塞9等作为一整体也向左移动，当活塞8移至气缸2内台阶端面时停止左移，如图5（b）所示位置，此时拨叉轴1、活塞4、活塞9等继续左移直至图5（a）所示位置，即副箱高档区位置，此时电磁阀2可以断电。反之，当需要低档区位置时，电磁阀1上电，左侧气路打开，气缸左侧气室建立气压，推动拨叉轴1、活塞4、活塞9等作为一整体向右移动，当移至图5（b）所示位置时会继续带动活塞8一起继续右移直至图5（c）所示位置，即副箱低档区位置，此时电磁阀1可以断电。

如果有取力要求时，首先变速器主箱置空档位置，无论副箱在高档区位置还是低档区位置，只需要同时激活电磁阀1、电磁阀2，此时气缸两侧气室同时建立气压，如果副箱位于高档区位置，如图5（a）所示，由于活塞4面积大于活塞9面积，压力差产生的向右合力将克服摩擦阻力和负载阻力推动拨叉轴1、活塞4、活塞9等作为一整体向右移动，当移动至如图5（b）所示位置时，右侧气室的面积为活塞9面积和活塞8面积之和，此面积大于左侧气室活塞4面积，因此拨叉轴1、活塞4、活塞9等将停止在图5（b）所示位置，此位置即副箱中间位置，也就是副箱空档位置，此时可同时给电磁阀1、电磁阀2断电，随后可接通取力器的挂档气孔，完成取力器的挂档动作，然后根据需要选择合适的变速器档位，取力器即可进入停车取力工作状态。如果副箱位于低档区位置，如图5（c）所示位置，分析受力可知，气缸右侧气室压力大于左侧压力，因此活塞8和作为整体的拨叉轴1、活塞4、活塞9等将向左移动至图5（b）所示位置，此时活塞8停止移动，分析作为整体的拨叉轴1、活塞4、活塞9可知，左侧压力大于右侧压力，因此拨叉轴1、活塞4、活塞9等也将停止在如图5（b）所示位置，此位置即副箱中间位置，也就是副箱空档位置，此时可同时给电磁阀1、电磁阀2断电，随后可接通取力器的挂档气孔，完成取力器的挂档动作，然后根据需要选择合适的变速器档位，取力器即可进入停车取力工作状态。

Claims (7)

1.一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，包括拨叉轴（1）、气缸（2）、第一活塞（4）、第二活塞（9）和第三活塞（8）；第一活塞（4）和第二活塞（9）固定于拨叉轴（1）上；第一活塞（4）、第二活塞（9）和第三活塞（8）位于气缸（2）的气室内，第二活塞（9）的外圈与第三活塞（8）的内圈密封配合；第一活塞（4）的直径大于第二活塞（9）的直径，而小于第三活塞（8）的直径；气缸（2）的气室呈台阶型，第一活塞（4）的外圈与台阶型气室中直径较小的一端内壁密封配合，第三活塞（8）的外圈与台阶型气室中直径较大的一端内壁密封配合。

2.根据权利要求1所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，第一活塞（4）与气缸（2）左侧之间形成左气室，第二活塞（9）和第三活塞（8）与气缸（2）右侧之间形成右气室；第一活塞（4）与第二活塞（9）之间形成中间气室，该中间气室连通大气；左气室连接有左侧气路，该左侧气路连接有控制器充气的第一电磁阀；右气室连接有右侧气路，该右侧气路连接有控制器充气的第二电磁阀。

3.根据权利要求1所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，第一活塞（4）与第二活塞（9）之间设有固定在拨叉轴（1）上的隔套（19）；拨叉轴（1）与气缸（2）密封配合；第一活塞（4）和第二活塞（9）与拨叉轴（1）密封配合；第一活塞（4）、隔套（19）和第二活塞（9）通过螺母（15）固定于拨叉轴（1）一端，螺母（15）通过螺纹与位移传感器导杆（14）连接，位移传感器导杆（14）远离螺母（15）的一端套有传感器磁环（13），传感器磁环（13）通过磁环顶盖（12）固定在位移传感器导杆（14）上；气缸（2）右端密封固定盖有副箱气缸盖（10），传感器磁环（13）与副箱气缸盖（10）之间具有间隙，传感器磁环（13）连接固定于副箱气缸盖（10）上的位移传感器（11）；磁环顶盖（12）以及位移传感器导杆（14）均有内孔，位移传感器导杆（14）壁上还有若干连通内孔的均布孔。

4.根据权利要求1所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，气缸（2）上安装有通气塞（6），通气塞（6）连通中间气室。

5.根据权利要求1所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，气缸（2）左侧轴颈处安装有自锁装置，该自锁装置由弹簧顶盖（26）、自锁弹簧（27）以及自锁钢球（28）组成，弹簧顶盖（26）通过螺纹连接到气缸（2）上；自锁钢球（28）与拨叉轴（1）上对应的凹槽相配合。

6.根据权利要求1所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，所述第三活塞（8）包括相连的第一柱体和第二柱体，第一柱体和第二柱体的内径相同；第二活塞（9）的外圈与第三活塞（8）的第一柱体和第二柱体内圈密封配合；第一柱体的外径小于第二柱体的外径，且小于台阶型气室中直径较小的一端的内径；第三活塞（8）的第二柱体的外圈与台阶型气室中直径较大的一端内壁密封配合。

7.根据权利要求2所述的一种新型副箱三位置气缸执行机构，其特征在于，第一电磁阀和第二电磁阀均为两位三通电磁阀。

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