CN102808936A

CN102808936A - 机械式自动变速箱选换档执行机构

Info

Publication number: CN102808936A
Application number: CN2012103157015A
Authority: CN
Inventors: 汪振晓; 蔡未末; 刘志柱; 宋华洋
Original assignee: Dongfeng Motor Corp
Current assignee: Dongfeng Motor Corp
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2032-08-31
Also published as: CN102808936B

Abstract

本发明涉及一种机械式自动变速箱选换档执行机构，属于汽车部件领域。它包括选档机构、换档机构，选档机构中的选档工作油缸内设有选档活塞，选档活塞与选换档拨头配合连接，选换档拨头套在选换档轴上，换档机构中的换档工作油缸左右缸内设有换档活塞杆，换档工作油缸左缸中设有第一活塞套，换档工作油缸右缸中设有第二活塞套，换档活塞杆的左端部分和第一活塞套在工作油缸左缸中的工作面面积之和与换档活塞杆的右端部分和第二活塞套在工作油缸右缸中工作面面积之和相等，换档活塞杆的中间底部与换档拨块铰接，换档拨块套在选换档轴上。本发明能够在短时间内频繁进行选换档动作，大大减轻了驾驶员操纵强度。

Description

机械式自动变速箱选换档执行机构

技术领域

本发明涉及一种汽车部件，具体涉及一种机械式自动变速箱选换档执行机构。

背景技术

对于机械式自动变速箱来说，它保留了同步器等原基础零部件，利用电控技术改造传统操纵系统，使其实现自动化。一般有电—液、电—气和全电3种驱动方式。

目前的选换档执行机构中的换档装置中的工作缸体中的工作活塞在左右位移时工作面面积不相等，因而产生压力不等，对活塞和工作缸体的寿命有影响，且结构较复杂，生产继承性不够好，且改造投入费用高。所以，发明一种易于被生产厂家接受的且性能较好的机械式自动变速箱选换档执行机构是非常有益的。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种机械式自动变速箱选换档执行机构。

本发明的技术方案是：它包括选档机构、换档机构，所述选档机构中的选档工作油缸内设有选档活塞，选档活塞处于选档工作油缸外部的部分与选换档拨头配合连接，选换档拨头套在选换档轴上，所述换档机构包括换档工作油缸，换档工作油缸具有左右两个缸体，左右缸体内设有左右悬浮移动的换档活塞杆，换档工作油缸左缸中设有第一活塞套，换档工作油缸右缸中设有第二活塞套，换档活塞杆支撑在第一活塞套和第二活塞套之内，换档活塞杆的中间部分处于换档工作油缸左右缸之间的缸外部，换档活塞杆的左端部分和第一活塞套在工作油缸左缸中的工作面面积之和与换档活塞杆的右端部分和第二活塞套在工作油缸右缸中工作面面积之和相等，此结构可使换档活塞杆在换档工作油缸内左右位移工作时产生的推力相等，换档活塞杆的中间底部与换档拨块铰接，换档拨块套在选换档轴上。

进一步地，所述换档活塞杆在换档工作油缸左右缸中的工作面面积相等；第一活塞套与第二活塞套在换档工作油缸左右缸中的工作面面积相等。

进一步地，所述换档工作油缸内还设有定位轴套、密封O型圈，换档活塞杆通过定位轴套支撑在第一活塞套和第二活塞套内，换档活塞杆与第一活塞套和第二活塞套之间由密封O型圈密封。

进一步地，所述换档活塞杆由三段构成，中段直径大于左右两段的直径，中段的左右两端的轴肩分别顶住第一活塞套右端和第二活塞套左端。

进一步地，所述换档工作油缸左右缸内侧的左右空腔与大气相连通。

进一步地，所述换档活塞杆中段与换档活塞杆中段所穿过的换档工作油缸壳体的轴孔之间径向设有可与大气相通的间隙。

进一步地，所述换档拨块包括换档拨块上端部和中空扁圆柱部分，其中换档拨块上端部为球形，换档活塞杆中间底部设有球形开口，换档活塞杆通过球形开口与换档拨块上端部相配合，中空扁圆柱部分套在选换档轴上。当换档活塞杆左右位移时可带动换档拨块上端部绕中空扁圆柱部分旋转，进而带动选换档轴旋转。

进一步地，所述选档活塞处于选档工作油缸外部的部分上设有凹圆弧面限位槽，选档活塞通过凹圆弧面限位槽与选换档拨头上部相配合。故选档活塞对选换档拨头具有轴向限位作用，选换档拨头对选档活塞具有旋转限位作用，即当选换档拨头旋转时不会导致选档活塞旋转，而选档活塞左右移动时会被选换档拨头上部限位。

进一步地，所述选换档拨头包括中空扁圆柱部分、选换档拨头上部和选换档拨头下部，选换档拨头上部顶端为凸圆弧面且与选档活塞上的凹圆弧面限位槽相配合，中空扁圆柱部分套在选换档轴上，选换档拨头下部直接与变速箱档位槽接触。选换档拨头上部作用是执行选档，选换档拨头下部作用是执行换档。

进一步地，所述选换档轴上的选换档拨头的左右两边分别装有第一回位弹簧和第二回位弹簧，选换档轴上还连接有角位移传感器。角位移传感器随选换档轴的转动检测角度信号传输给TCU。

进一步地，所述选档活塞处于选档工作油缸外部的部分上装有传感器拨杆，传感器拨杆上连接有位移传感器，位移传感器可将检测到位移信号再传输给TCU。选档活塞处于选档工作油缸外部的部分上还设有定位凹槽，选档活塞通过定位凹槽和空档开关相配合。

进一步地，所述选换档轴形状为扁圆柱。

更进一步地，所述选档机构中还包括第一电磁控制阀、第二电磁控制阀，选档工作油缸的左右腔分别与第一电磁控制阀、第二电磁控制阀相连通，通过控制第一电磁控制阀和第二电磁控制阀的开闭从而调节选档工作油缸左右腔的压力；换档机构中还包括第三电磁控制阀、第四电磁控制阀，换档工作油缸的左右缸分别与第三电磁控制阀、第四电磁控制阀相连通。通过控制第三电磁控制阀和第四电磁控制阀的开闭从而调节换档工作油缸左右的压力。

本发明采用具有生产继承性好、制造方便、装配方便，搭载性好、改造投入费用少的特点，此机构选档和换档中位定位准确、控制难度小，机构尺寸小、结构紧凑，行驶过程中，能够在短时间内频繁进行选换档动作，大大减轻了驾驶员操纵强度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明换档机构结构示意图；

图3为本发明的变速箱档位槽结构示意图；

图4为本发明的选档活塞与选换档拨头连接示意图；

图5为本发明的选档活塞与选换档拨头连接主视图；

图6为本发明的选换档轴与选换档拨头连接示意图。

其中，1－第一电磁控制阀；2－第二电磁控制阀；3－第三电磁控制阀；4－第四电磁控制阀；5－选档活塞；6－密封O型圈；7－定位轴套；8－选换档轴；9－换档拨块；9－1－换档拨块上端部；9－2－中空扁圆柱部分；10－换档活塞杆；11－选换档拨头；11-1－中空扁圆柱部分；11-2－选换档拨头上部；11-3－选换档拨头下部；12－传感器拨杆；13－位移传感器；14－选档工作油缸；15－第一回位弹簧；16－第二回位弹簧；17－换档工作油缸；18－第一活塞套；19－第二活塞套；20－角位移传感器；21－空档开关；22－变速箱档位槽；23－空腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步描述：

如图1所示，本发明包括选档机构、换档机构，所述选档机构中的选档工作油缸14内设有选档活塞5，选档活塞5处于选档工作油缸14外部的部分与选换档拨头11配合连接，选换档拨头11套在选换档轴8上，如图2所示，换档机构包括换档工作油缸17，换档工作油缸17具有左右两个缸体，左右缸体内设有左右悬浮移动的换档活塞杆10，换档工作油缸17左缸中设有第一活塞套18，换档工作油缸17右缸中设有第二活塞套19，换档活塞杆10支撑在第一活塞套18和第二活塞套19之内，换档活塞杆10的中间部分处于换档工作油缸17左右缸之间的缸外部，换档活塞杆10的左端部分和第一活塞套18在工作油缸17左缸中的工作面面积之和与换档活塞杆10的右端部分和第二活塞套19在工作油缸17右缸中工作面面积之和相等，换档活塞杆10的中间底部与换档拨块9铰接，换档拨块9套在选换档轴8上。选换档轴8形状为扁圆柱。换档活塞杆10在换档工作油缸17左右缸中的工作面面积相等；第一活塞套18与第二活塞套19在换档工作油缸17左右缸中的工作面面积相等。换档工作油缸17内还设有定位轴套7、密封O型圈6，换档活塞杆10通过定位轴套7支撑在第一活塞套18和第二活塞套19内，换档活塞杆10与第一活塞套18和第二活塞套19之间由密封O型圈6密封。换档活塞杆10由三段构成，中段直径大于左右两段的直径，中段的左右两端的轴肩分别顶住第一活塞套18右端和第二活塞套19左端。换档工作油缸17左右缸内侧的左右空腔23与大气相连通。换档活塞杆10中段与换档活塞杆10中段所穿过的换档工作油缸17壳体的轴孔之间径向设有可与大气相通的间隙。换档拨块9包括换档拨块上端部9－1和中空扁圆柱部分9－2，其中换档拨块上端部9－1为球形，换档活塞杆10中间底部设有球形开口，换档活塞杆10通过球形开口与换档拨块上端部9－1相配合，中空扁圆柱部分9－2套在选换档轴8上。如图4和图5所示，选档活塞5处于选档工作油缸14外部的部分上设有凹圆弧面限位槽，选档活塞5通过凹圆弧面限位槽与选换档拨头11上部相配合。选换档拨头11包括中空扁圆柱部分11－1、选换档拨头上部11－2和选换档拨头下部11－3，选换档拨头上部11－2顶端为凸圆弧面且与选档活塞5上的凹圆弧面限位槽相配合，中空扁圆柱部分11－1套在选换档轴8上，选换档拨头下部11－3直接与变速箱档位槽22接触，选换档拨头上部11－2作用是执行选档，选换档拨头下部11－3作用是执行换档。如图1所示，在选换档轴8上的选换档拨头11的左右两边分别装有第一回位弹簧15和第二回位弹簧16，选换档轴8上还连接有角位移传感器20。选档活塞5处于选档工作油缸14外部的部分上装有传感器拨杆12，传感器拨杆12上连接有位移传感器13，选档活塞5处于选档工作油缸14外部的部分上还设有定位凹槽，选档活塞5通过定位凹槽和空档开关21相配合。选换档轴8形状为扁圆柱。选档机构中还包括第一电磁控制阀1、第二电磁控制阀2，选档工作油缸14的左右腔分别与第一电磁控制阀1、第二电磁控制阀2相连通；如图2所示，换档机构中还包括第三电磁控制阀3、第四电磁控制阀4，换档工作油缸17的左右缸分别与第三电磁控制阀3、第四电磁控制阀4相连通。如图1所示，选档工作油缸14内还设有密封O型圈6，选档活塞5外表面与选档工作油缸14之间由密封O型圈6密封。

选换档时以常见档位槽为例，如图3所示，初始位置为2、3档空档位置。

选1档时：如图1所示，第二电磁控制阀2打开，压力油液通过油道进入选档工作油缸14的右腔，腔内压力增大推动选档活塞5向左运动，从而带动选换档拨头11在选换档轴8上向左滑动，同时位移传感器13将传感器拨杆12上的位移信号传递给TCU判断处理，确认完成选档动作，此时完成选档；换档时，如图2所示，第四电磁控制阀4打开，压力油液通过油道进入换档工作油缸17的右腔，腔内液压增大推动第二活塞套19向左运动，第二活塞套19推动换档活塞杆10向左运动，使换档拨块9逆时针转动，从而带动选换档轴8以及选换档拨头11逆时针转动完成换档，同时角位移传感器20将转动角度信号传递给TCU判断处理，确认完成换档动作。

退档时：如图2所示，第三电磁控制阀3和第四电磁控制阀4同时打开，油液同时进入换档工作油缸17左右腔，使其左右腔压力平衡，同时TCU通过角位移传感器20传输的信号判断，确认换档拨块9回到中位；如图1所示，TCU确认换档拨块9带动选换档拨头11回到R、1档中位后，第一电磁控制阀1和第二电磁控制阀2同时泄压，第一回位弹簧15与第二回位弹簧16同时作用，使选换档拨头11回到2、3档空档位置，同时空档开关21配合选档活塞5上凹槽进行限位，TCU通过位移传感器13判断，确认完成退档。

另外，换档回位是通过换档工作油缸17的左右腔同时加压，由于起始左右压力不平衡，会使第一二活塞套18、19和换档活塞杆10向中位移动，最终压力平衡使其回到中位；选档回位要设计合适的第一回位弹簧15、第二回位弹簧16刚度K，使得在换档回位之后，选档工作油缸14泄压时，第一回位弹簧15和第二回位弹簧16从选换档拨头11的两端对其施力，随着选档工作油缸14泄压完成，同时第一回位弹簧15和第二回位弹簧16对选换档拨头11的作用力平衡，空档开关21进入限位状态，完成执行机构的回位动作。

总体来说，本发明是选档活塞5平移带动选换档拨头11进行选档，换档活塞杆10平移带动换档拨块9旋转，换档拨块9旋转带动选换档轴8转动，进而带动选换档拨头11转动完成换档。

Claims

1.一种机械式自动变速箱选换档执行机构，它包括选档机构、换档机构，所述选档机构中的选档工作油缸（14）内设有选档活塞（5），选档活塞（5）处于选档工作油缸（14）外部的部分与选换档拨头（11）配合连接，选换档拨头（11）套在选换档轴（8）上，其特征在于：所述换档机构包括换档工作油缸（17），换档工作油缸（17）具有左右两个缸体，左右缸体内设有左右悬浮移动的换档活塞杆（10），换档工作油缸（17）左缸中设有第一活塞套（18），换档工作油缸（17）右缸中设有第二活塞套（19），换档活塞杆（10）支撑在第一活塞套（18）和第二活塞套（19）之内，换档活塞杆（10）的中间部分处于换档工作油缸（17）左右缸之间的缸外部，换档活塞杆（10）的左端部分和第一活塞套（18）在工作油缸（17）左缸中的工作面面积之和与换档活塞杆（10）的右端部分和第二活塞套（19）在工作油缸（17）右缸中工作面面积之和相等，换档活塞杆（10）的中间底部与换档拨块（9）铰接，换档拨块（9）套在选换档轴（8）上。

2.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档活塞杆（10）在换档工作油缸（17）左右缸中的工作面面积相等；第一活塞套（18）与第二活塞套（19）在换档工作油缸（17）左右缸中的工作面面积相等。

3.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档工作油缸（17）内还设有定位轴套（7）、密封O型圈（6），换档活塞杆（10）通过定位轴套（7）支撑在第一活塞套（18）和第二活塞套（19）内，换档活塞杆（10）与第一活塞套（18）和第二活塞套（19）之间由密封O型圈（6）密封。

4.根据权利要求1或2所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档活塞杆（10）由三段构成，中段直径大于左右两段的直径，中段的左右两端的轴肩分别顶住第一活塞套（18）右端和第二活塞套（19）左端。

5.根据权利要求1或3所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档工作油缸（17）左右缸内侧的左右空腔（23）与大气相连通。

6.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档活塞杆（10）中段与换档活塞杆（10）中段所穿过的换档工作油缸（17）壳体的轴孔之间径向设有可与大气相通的间隙。

7.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述换档拨块(9)包括换档拨块上端部(9－1)和中空扁圆柱部分(9－2)，其中换档拨块上端部(9－1)为球形，换档活塞杆（10）中间底部设有球形开口，换档活塞杆（10）通过球形开口与换档拨块上端部(9—1)相配合，中空扁圆柱部分(9－2)套在选换档轴（8）上。

8.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选档活塞（5）处于选档工作油缸（14）外部的部分上设有凹圆弧面限位槽，选档活塞（5）通过凹圆弧面限位槽与选换档拨头（11）上部相配合。

9.根据权利要求1或8所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选换档拨头（11）包括中空扁圆柱部分（11－1）、选换档拨头上部（11－2）和选换档拨头下部（11－3），选换档拨头上部（11－2）顶端为凸圆弧面且与选档活塞（5）上的凹圆弧面限位槽相配合，中空扁圆柱部分（11－1）套在选换档轴（8）上。

10.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选换档轴（8）上的选换档拨头（11）的左右两边分别装有第一回位弹簧（15）和第二回位弹簧（16），选换档轴（8）上还连接有角位移传感器（20）。

11.根据权利要求1或8所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选档活塞（5）处于选档工作油缸（14）外部的部分上装有传感器拨杆（12），传感器拨杆（12）上连接有位移传感器（13），选档活塞（5）处于选档工作油缸（14）外部的部分上还设有定位凹槽，选档活塞(5)通过定位凹槽和空档开关（21）相配合。

12.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选换档轴（8）形状为扁圆柱。

13.根据权利要求1所述的机械式自动变速箱选换档执行机构，其特征在于：所述选档机构中还包括第一电磁控制阀（1）、第二电磁控制阀（2），选档工作油缸（14)的左右腔分别与第一电磁控制阀（1）、第二电磁控制阀（2）相连通；换档机构中还包括第三电磁控制阀（3）、第四电磁控制阀（4），换档工作油缸（17）的左右缸分别与第三电磁控制阀（3）、第四电磁控制阀（4）相连通。