CN102966731A - 变速器气动换挡操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速器气动换挡操纵系统，包括：空气滤清调节器、气路控制阀、手柄阀、双气控单H阀、变速器气缸，其中：空气滤清调节器的输入端与整车气源相连，空气滤清调节器的输出端分别连接双气控单H阀的第一输入端和气路控制阀的输入端，气路控制阀的输出端与手柄阀的输入端连接，手柄阀的第一输出端连接双气控单H阀的第一进气口，手柄阀的第二输出端连接双气控单H阀的第二进气口，双气控单H阀的低挡控制端出口与变速器气缸的低挡进气口连接，双气控单H阀的高挡控制端出口与变速器气缸的高挡进气口连接。本发明提供一种结构简单紧凑，操作容易的换挡操纵系统，使得变速器气动换挡操纵系统的故障率降低,使用寿命更长。

Description

变速器气动换挡操纵系统

技术领域

本发明涉及一种车辆换挡系统，具体涉及到一种车辆变速器气动换挡操纵系统。

背景技术

    随着我国公路运输行业管理不断规范化，其高效、精益化运作的时代已经来临，这要求行业将通过提升运输效率、降低车身自重，以及降低单位货运量的燃油消耗水平等措施来实现较高的盈利水平。而公路货运用户要求重卡具备高速重载、轻量化、燃油经济性好、出勤率高等属性，产品需求逐渐向高端化转移。预计，搭载大马力、更多挡位变速箱的重卡产品将越来越成为主流，如16挡、20挡、24挡变速器。

现有的换挡操纵系统是由一个控制变速器气缸的二位五通单H阀和二位二通的气路控制阀、及二位三通的换挡手柄阀等组成来实现变速器副箱换挡的，这种气动换挡操纵系统虽然连接简单，但必须要求用户先手柄阀预选，再换挡操作，如果用户先操作换挡，再手柄阀预选，会出现变速器气缸内部串气，造成变速器高低挡切换失效。这套系统由于在变速器换入挡位后，变速器气缸内没有高压气，不能使活塞在高压气的推力作用下保持在高挡或低挡位置上，因此使得变速器在车辆行驶过程中容易脱挡。虽然可以通过在变速器气缸和副箱同步器带自锁装置，但使得变速器结构复杂化，增加制造成本；原有的手柄阀全部是二位三通阀结构，用来控制单H阀的一端气控端，由于这种阀不带有记忆功能，所以当变速器气缸在进入高挡区或者低挡区后，由于气路控制阀会断开气源，变速器气缸失去高压气而不能在高挡或低挡位置停留，现有的技术是通过在变速器气缸的拨叉轴上增加自锁机构，虽然也能达到自锁的效果，但会使变速器结构复杂化，增加制造成本。因此，现有技术的气动换挡操纵系统上存在一些急待解决的技术问题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单及提高产品的使用寿命，降低故障率，以解决现有技术的气动换挡操纵系统的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，包括：一空气滤清调节器、一双气控单H阀、一气路控制阀、一手柄阀和一变速器气缸，其中：所述空气滤清调节器的输入端与整车气源相连，所述空气滤清调节器的输出端分别连接所述双气控单H阀的第一输入端和所述气路控制阀的输入端，所述气路控制阀的输出端与所述手柄阀的输入端连接，所述手柄阀的第一输出端连接所述双气控单H阀的第一进气口，所述手柄阀的第二输出端连接所述双气控单H阀的第二进气口，所述双气控单H阀的低挡控制端出口与所述变速器气缸的低挡进气口连接，所述双气控单H阀的高挡控制端出口与所述变速器气缸的高挡进气口连接。

依照本发明实施例所述的变速器气动换挡操纵系统，所述双气控单H阀包括:一阀体、一阀芯、二个活塞、二个V型圈和一自锁装置；其中：所述阀芯装配在所述阀体之中；所述阀芯的两端各装配一活塞，并在所述活塞上套设所述V型圈；所述自锁装置包括一钢球、一弹簧和一紧定螺钉，所述紧定螺钉锁付在阀体的螺钉孔中并与所述阀芯垂直，所述弹簧的一端与所述紧定螺钉连接，所述弹簧的另一端与所述钢球的一端连接，所述阀芯上对应于所述钢球开设有平行于阀芯的两个凹槽，所述钢球在两个凹槽间移动连接。

依照本发明实施例所述的变速器气动换挡操纵系统，还包括两个O型圈，所述双气控单H阀以螺钉锁付在所述变速器气缸上, 所述双气控单H阀的低挡控制端出口与所述变速器气缸的低挡进气口以所述O型圈气密连接，所述双气控单H阀的高挡控制端出口与所述变速器气缸的高挡进气口以所述O型圈气密连接。

依照本发明实施例所述的变速器气动换挡操纵系统，所述的变速器气缸包括：缸体、高低挡活塞、限位块和拨叉轴，其中：所述限位块和所述高低挡活塞依次平行设置于所述缸体内部并依次与所述拨叉轴连接，所述变速器气缸的腔体被所述高低挡活塞分割为两个腔体，所述限位块一侧的腔体为低挡腔, 另外一侧的腔体为高挡腔,所述低挡进气口与所述低挡腔相通, 所述高挡进气口与所述高挡腔相通。

依照本发明实施例所述的变速器气动换挡操纵系统，所述手柄阀为二位五通式换挡手柄阀。

由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术具有如下的优点和积极效果：

第一、本发明的设计结构简单紧凑，双气控单H阀的两出口与变速器气缸的接口直接采用板式加O型圈相连，节省了4个连接接头和气管，减少了泄漏点，使得连接更可靠，降低生产工时，节约了成本；

第二、本发明的气动换挡操纵系统，彻底解决了用户可能出现不按规定操作而出现的变速器气缸串气的问题，同时也避免了副箱同步器的脱挡问题，而且变速器气缸及同步器不需要设计成带自锁的机构装置，降低变速器制造成本且使用寿命更长；

第三、本发明的变速器气缸没有自带自锁机构，拨叉轴在运动过程中没有受到侧向力，降低了气缸漏气、拉缸等使用故障率。

当然，实施本发明内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。

附图说明

图1是本发明结构气路示意图；

图2是本发明双气控单H阀结构示意图；

图3是本发明自锁装置结构示意图；

图4是本发明另一结构气路示意图；

图5是本发明双气控单H阀和变速器气缸连接示意图；

图6是变速器气缸的剖开图。

具体实施方式

    为便于理解，以下结合附图对本发明的较佳实施例做进一步详细叙述。

请参考图1和图2，一种车辆的气动换挡操纵系统，包括：空气滤清调节器10、双气控单H阀20、气路控制阀30、手柄阀40和变速器气缸50，其中的连接关系是：

空气滤清调节器10的输入端与整车气源相连，在空气滤清调节器10的输入端接受压缩空气气压为7 - 8Bar，而空气滤清调节器10的输出端输出气压为5.5 - 6Bar；另外，

空气滤清调节器10的输出端分别连接双气控单H阀20的第一输入端213和气路控制阀30的输入端，

而气路控制阀30的输出端与手柄阀40的输入端连接，形成气路A；

手柄阀40的第一输出端连接双气控单H阀20的第一进气口211，形成气路B；

手柄阀40的第二输出端连接双气控单H阀20的第二进气口212，形成气路C；

双气控单H阀20的低挡控制端出口214与变速器气缸50的低挡进气口55连接，

双气控单H阀20的高挡控制端出口215与变速器气缸50的高挡进气口56连接。

此外，请参考图2，本身发明利用双气控单H阀本身带自锁的原理，并且在阀芯上再增加自锁机构，达到双重自锁的保护, 在这种设计下, 所述双气控单H阀20包括:一阀体21、一阀芯22、二个活塞23、二个V型圈24和自锁装置25, 在本实施例中, 自锁装置25的数量是两个， 但是不能用来限制本专利；其中零件的连接关系如下：所述阀芯22装配在所述阀体21之中；

所述阀芯22的两端各装配一活塞23，并在所述活塞23上套设所述V型圈24；

请同时请参考图3，每个自锁装置25都包括一钢球251、一弹簧252和一紧定螺钉253，

所述紧定螺钉253锁付在所述阀体21的螺钉孔中并与所述阀芯22垂直，

所述弹簧252的一端与所述紧定螺钉253连接，

所述弹簧252的另一端与所述钢球251连接，

所述阀芯22上对应于所述钢球251开设有平行于阀芯22的两个凹槽221，所述钢球251在两个凹槽221间移动连接，在本实施例中，自锁装置25的数量是两个，所以对应钢球251开设的凹槽221一共两列，每列有两个凹槽221。在此要说明的是，双气控单H阀20是由以上的零件所组成，另外在双气控单H阀的阀体21上还开设有一些气孔，分别是第一进气口211、第二进气口212、第一输入端213、低挡控制端出口214、高挡控制端出口215、低挡控制泄气口216和高挡控制泄气口217。

第一进气口211和第二进气口212分别设置在阀芯22两端的阀体21上，当高压气从第一进气口211进来时，推动阀芯22向右方向移动，而当高压气从第二进气口212进来时，推动阀芯22向左方向移动，此时，活塞23和V型圈24发挥了气密的作用，高压气不会乱串，在阀芯22左右移动时，在凹槽221里的钢球251受阀芯22的压力离开凹槽221，在两个凹槽221之间移动，在到达另一个凹槽221后，阀芯22受到限位不再移动，而钢球251受弹簧252的压力进入凹槽221中，在没有大于弹簧252的力量时，钢球251受弹簧252的压力顶在凹槽221中，使得阀芯22固定在阀体21中不会移动，达到锁定的功能。

当高压气从第一进气口211进来时，推动阀芯22向右方向移动，此时第一输入端213与高挡控制端出口215连接通气，而低挡控制端出口214和低挡控制泄气口216连接通气；当高压气从第二进气口212进来时，推动阀芯22向左方向移动，此时第一输入端213与低挡控制端出口214连接通气，而高挡控制端出口215和高挡控制泄气口217连接通气。

接着，请参考图4和图5，本发明的另一种实施例, 双气控单H阀20的两出口与变速器气缸50的接口直接采用板式加O型圈57相连，所述双气控单H阀20以螺钉锁付在所述变速器气缸50上,本实施例中是以三个螺钉锁付，但是不能用来限制本专利，所述双气控单H阀20的低挡控制端出口214与所述变速器气缸50的低挡进气口55以O型圈57气密连接，所述双气控单H阀20的高挡控制端出口215与所述变速器气缸50的高挡进气口56以O型圈57气密连接。

此外，请参考图6，所述的变速器气缸50包括：缸体51、高低挡活塞52、限位块53、拨叉轴54、低挡进气口55和高挡进气口56，其中：所述限位块53和所述高低挡活塞52依次平行设置于所述缸体51内部并依次与所述拨叉轴54连接，所述变速器气缸50的腔体被所述高低挡活塞52分割为两个腔体，所述限位块53一侧的腔体为低挡腔, 另外一侧的腔体为高挡腔,所述低挡进气口55与所述低挡腔相通, 所述高挡进气口56与所述高挡腔相通。所述限位块53是用来限定高低挡活塞52向左行进的极限,保证低挡进气口55与低挡腔气流相通。

综合来说，当高压气从第一进气口211进来时，推动阀芯22向右方向移动，此时第一输入端213与高挡控制端出口215连接通气，高压气从变速器气缸50上的高挡进气口56进入，推动高低挡活塞52向左运动，带动拨叉轴54向左运动换入高挡，而此时低挡控制端出口214和低挡控制泄气口216连接通气，从低挡腔出来的气体由此排放到大气中；而当高压气从第二进气口212进来时，推动阀芯22向左方向移动，此时第一输入端213与低挡控制端出口214连接通气，高压气从变速器气缸50上的低挡进气口55进入，推动高低挡活塞52向右运动，带动拨叉轴54向右运动换入低挡，而此时高挡控制端出口215和高挡控制泄气口217连接通气，从高挡腔出来的气体由此排放到大气中。

另外要说的是，本发明设计的手柄阀40为二位五通式换挡手柄阀40，用来控制双气控单H阀20进而来控制变速器气缸50，从而使得变速器气缸50不需要自锁装置，降低变速器的制作成本。

本实施例通过以下方式进行工作： 

在主气路中，来自整车气源的7 - 8Bar 高压空气经过空气滤清调节器10后，气流压力降到5.5 - 6Bar 左右。

当高挡控制端出口215打开时，高压气将从变速器气缸50上的高挡进气口56进入，推动高低挡活塞52向左运动，带动拨叉轴54向左运动换入高挡；

当低挡控制端出口214打开时，高压气将从变速器气缸50上的低挡进气口55进入，推动高低挡活塞52向右运动，带动拨叉轴54向右运动换入低挡。

在控制气路中，手柄阀40是一个二位五通式换挡手柄阀40，两个气口与双气控单H阀20的两个控制气接口相连，分别负责打开双气控单H阀20的高挡控制端出口215和低挡控制端出口214。

当气路控制阀30处于接通状态：此时高压控制气经气路A来到手柄阀40，手柄阀40通过气路B和C分别控制双气控单H阀20高、低挡控制端出口214的打开或关闭；当气路B通气时，高挡控制端出口215打开，经过空气滤清调节器10而来的高压气将从高挡进气口56进入变速器气缸50的高挡腔推动高低挡活塞52向左运动，带动拨叉轴54向左运动。反之，当气路C通气时，低挡控制端出口214打开，经过空气滤清调节器10而来的高压气将从低挡进气口55进入变速器气缸50的低挡腔推动高低挡活塞52向右运动，带动拨叉轴54向右运动。拨叉轴54的一端连接变速器气缸50，而拨叉轴54的另外一端连接副箱同步器拨叉，用来调整变速器挡位。

本发明的设计是针对现有技术存在的不足，提供一种气动换挡操纵系统，将气路分为主气路和控制气路，主气路通过一个带自锁机构的双气控单H阀20来控制变速器气缸50，控制气路通过二位三通的气路控制阀30，出口接二位五通的手柄阀40，手柄阀40两出口分别接双气控单H阀20的气控端。彻底解决了用户可能出现不按规定操作而出现的变速器气缸50串气的问题，同时也避免了副箱同步器的脱挡问题，而且变速器气缸50及同步器不需要设计成带自锁的机构装置，降低变速器制造成本；利用双气控单H阀20本身带自锁的原理，并且在阀芯22上再增加自锁机构，达到双重自锁的保护。

另外，通过将双气控单H阀20两出口与变速器气缸50的接口直接采用板式加上O型圈57相连，通过3个螺钉将双气控单H阀20安装在变速器气缸50上节省了4个连接接头和气管，减少了泄漏点，使得连接更可靠，缩短了变速器气缸50动作的响应时间，提高了变速器同步器的换挡时间，有效降低同步器的故障，更重要的减少了组装，而且维修很便捷，成本大大降低；还有，本发明提供一种二位五通式换挡手柄，用来控制双气控单H阀20来控制变速器气缸50，从而使得变速器气缸50不需要自锁装置，降低变速器的制作成本。

由于采用了以上的技术特征，使得本发明相比于现有技术具有如下的优点和积极效果：

第一、本发明的设计结构简单紧凑，双气控单H阀的两出口与变速器气缸的接口直接采用板式加O型圈相连，节省了4个连接接头和气管，减少了泄漏点，使得连接更可靠，降低生产工时，节约了成本；

第二、本发明的气动换挡操纵系统，彻底解决了用户可能出现不按规定操作而出现的变速器气缸串气的问题，同时也避免了副箱同步器的脱挡问题，而且变速器气缸及同步器不需要设计成带自锁的机构装置，降低变速器制造成本且使用寿命更长；

第三、本发明的变速器气缸没有自带自锁机构，拨叉轴在运动过程中没有受到侧向力，降低了气缸漏气、拉缸等使用故障率。

当然，实施本发明内容的任何一个具体实施例，并不一定同时具有以上全部的技术效果。

发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。以上公开的仅仅是本发明的较佳实施例，但并非用来限制其本身，任何熟习本领域的技术人员在不违背本发明精神内涵的情况下，所做的均等变化和更动，均应落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，包括：一空气滤清调节器、一双气控单H阀、一气路控制阀、一手柄阀和一变速器气缸，其中： 

所述空气滤清调节器的输入端与整车气源相连，

所述空气滤清调节器的输出端分别连接所述双气控单H阀的第一输入端和所述气路控制阀的输入端，

所述气路控制阀的输出端与所述手柄阀的输入端连接，

所述手柄阀的第一输出端连接所述双气控单H阀的第一进气口，所述手柄阀的第二输出端连接所述双气控单H阀的第二进气口，

所述双气控单H阀的低挡控制端出口与所述变速器气缸的低挡进气口连接，

所述双气控单H阀的高挡控制端出口与所述变速器气缸的高挡进气口连接。

2.如权利要求1所述的变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，所述双气控单H阀包括:一阀体、一阀芯、二个活塞、二个V型圈和一自锁装置；其中：

所述阀芯装配在所述阀体之中；

所述阀芯的两端各装配一活塞，并在所述活塞上套设所述V型圈；

所述自锁装置包括一钢球、一弹簧和一紧定螺钉，

所述紧定螺钉锁付在所述阀体的螺钉孔中并与所述阀芯垂直，

所述弹簧的一端与所述紧定螺钉连接，

所述弹簧的另一端与所述钢球连接，

所述阀芯上对应于所述钢球开设有平行于阀芯的两个凹槽，所述钢球在两个凹槽间移动连接。

3.如权利要求2所述的变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，还包括两个O型圈，所述双气控单H阀以螺钉锁付在所述变速器气缸上, 所述双气控单H阀的低挡控制端出口与所述变速器气缸的低挡进气口以所述O型圈气密连接，所述双气控单H阀的高挡控制端出口与所述变速器气缸的高挡进气口以所述O型圈气密连接。

4.如权利要求3所述的变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，所述的变速器气缸包括：缸体、高低挡活塞、限位块和拨叉轴，其中：所述限位块和所述高低挡活塞依次平行设置于所述缸体内部并依次与所述拨叉轴连接，所述变速器气缸的腔体被所述高低挡活塞分割为两个腔体，所述限位块一侧的腔体为低挡腔, 另外一侧的腔体为高挡腔,所述低挡进气口与所述低挡腔相通, 所述高挡进气口与所述高挡腔相通。

5.如权利要求4所述的变速器气动换挡操纵系统，其特征在于，所述手柄阀为二位五通式换挡手柄阀。

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