CN103791077B - 一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构，包括设置有活塞止口面的换挡塔壳体、设置于换挡塔壳体内部且一端伸出换挡塔壳体的选换挡轴、套设在选换挡轴上且一端为止推端另一端为压力端的锁止活塞，压力端与换挡塔壳体背离的一面设置有环形凸起、固定设置于选换挡轴伸出端的锁止件，锁止件的直径大于选换挡轴且小于环形凸起、固定设置在换挡塔壳体端部且设置有与环形凸起适配的台阶面的锁止气缸壳体，锁止气缸壳体与换挡塔壳体和锁止气缸壳体以及锁止活塞及其压力端形成进气腔体、设置于锁止气缸壳体与锁止活塞的压力端之间的弹性回复件。该锁止机构可以防止汽车高速运行时选换挡轴由高档区挂入低档区对后副箱以及整个变速箱造成的危害。

Description

一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构

技术领域

本发明涉及发动机变速箱制备技术领域，更具体的说是涉及一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构。

背景技术

后副箱一般设置于发动机变速箱的后半部分，其主要作用是用来对由主变速箱输出的动力进行扭矩的放大，后副箱的工作状态分为高档区工作状态和低档区工作状态，其工作状态的切换是通过选换档轴的左右移动来实现的。

一般来说，选换档轴由低档区挂入高档区不会对后副箱以及整个变速箱造成损坏，但是在汽车高速运行时，选换挡轴突然由高档区转换到低档区，此时后副箱也要由高档区工作状态转换到低档区工作状态，这时非常容易造成后副箱的损坏的，更为严重时将可能导致整个变速箱完全报废。

目前的手动变速箱内一般都没有设置后副箱锁止机构，因此在车辆高速运转的情况下仍然可以实现由高档区向低档区的转换，这就使得后副箱非常容易损坏，严重降低变速箱的使用寿命。

因此，如何能够提供一种实现防止汽车在高速运行时防止选换挡轴从高档区挂入低档区的锁止机构是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构，以实现防止汽车在高速运行时选换挡轴从高档区挂入低档区而对后副箱以及整个变速箱造成损坏。

为实现上述目的，本发明提供一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构，所述变速箱后副箱保护系统的锁止机构包括：

换挡塔壳体，所述换挡塔壳体的内腔设置有活塞止口面；

设置于所述换挡塔壳体内部的选换挡轴，所述选换挡轴的一端伸出所述换挡塔壳体；

套设于所述选换挡轴上的锁止活塞，所述锁止活塞的一端为与所述活塞止口面配合的止推端，且止推端与所述换挡塔壳体内腔密封配合，锁止活塞的另一端为直径大于所述止推端的压力端，所述锁止活塞设置有压力端的一端伸出所述换挡塔壳体并与选换挡塔壳体端部具有间隔，所述压力端背离所述换挡塔壳体的一面的边缘设置有环形凸起，所述环形凸起的高度大于所述选换挡轴由高档区最高档向高档区最低档选换挡时的移动距离且小于所述选换挡轴由高档区最高档向低档区最高档选换挡时的移动距离；

固定设置于所述选换挡轴伸出所述换挡塔壳体端部的锁止件，所述锁止件的直径大于所述选换挡轴，且小于所述环形凸起的直径；

固定设置于所述换挡塔壳体端部的锁止气缸壳体，所述锁止气缸壳体内设置有与所述环形凸起相配合的台阶面，所述台阶面的端面在所述选换挡轴处于高档区最高档时与所述锁止件的工作端面平齐，所述锁止气缸壳体与所述换挡塔壳体以及所述锁止活塞的压力端均密封配合，且所述换挡塔壳体、锁止气缸壳体以及所述锁止活塞及其压力端形成进气腔体；

设置于所述锁止气缸壳体与所述锁止活塞的压力端之间，用于所述锁止活塞回位的弹性回复件；

进排气转换装置，所述进排气转换装置与所述进气腔体相连。。

优选的，所述锁止件为与所述选换挡轴螺纹连接的锁止螺母。

优选的，所述弹性回复件为套设于所述选换挡轴上且一端与所述锁止活塞的压力端相抵，另一端与所述锁止气缸壳体端部相抵的回位弹簧。

优选的，所述进排气转换装置为固定设置于所述锁止气缸壳体上的电磁阀，所述电磁阀内设置有与所述进气腔体对应的进气通道和排气通道。

优选的，还包括设置于所述锁止气缸壳体的内腔上且与所述进气通道相对应的环形气压缓冲槽。

优选的，所述电磁阀与所述锁止气缸壳体之间设置有O型密封圈。

优选的，所述锁止活塞为铝质锁止活塞，所述锁止气缸壳体为铝质锁止气缸壳体。

优选的，所述锁止活塞的止推端与所述换挡塔壳体内腔之间、所述换挡塔壳体与所述锁止气缸壳体之间以及所述锁止活塞压力端与所述锁止气缸壳体内腔之间均设置有O型密封圈。

由以上技术方案可以看出，本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的工作原理如下：

当汽车的车速超过低档区的最高车速之后，向锁止机构的进气腔体内充入高压气体，此时由于锁止活塞的止推端小于压力端的直径，因此锁止活塞将克服弹性回复件的弹性力向锁止活塞压力端的延伸方向移动，并且当锁止活塞压力端的环形凸起与锁止气缸壳体内腔的台阶面接触时锁止活塞将不再移动；由于环形凸起的高度大于选换挡轴由高档区最高档向高档区最低档选换挡时的移动距离，并且小于选换挡轴由高档区最高档向低档区最高档选换挡时的移动距离，因此端部安装有锁止件的选换挡轴在高档区范围内仍可以自由换挡，但是由于从高档区向低档区换挡时，选换挡轴移动的距离会大于环形凸起的高度，因此锁止活塞压力端与锁止件相对的一面将会限制选换挡轴向低档区的移动，从而实现在汽车高速运行时防止选换挡轴从高档区挂入低档区；

当车速降低到低档区的范围内时，停止向进气腔体内通入高压气，并由进排气转换装置的排气口与进气腔体连通，使进气腔体内的高压气体排出，此时由于弹性回复件的弹性力锁止活塞将向回移动，并最终移动至止推端与所述换挡塔壳体内的活塞止口面接触为止，由于没有了锁止活塞压力端的限制，选换挡轴可以实现由高挡区向低档区换挡。

由此可见，本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构可以在汽车高速运行时防止汽车的选换挡轴由高档区挂入低档区，从而有效保护后副箱以及整个变速箱的齿轮机构，延长整个变速系统的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的主视图；

图2为图1中所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的右视图；

图3为图1中所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的A-A向剖视图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构，该变速箱保护系统的锁止机构可有效防止汽车在高速运行时选换挡轴由高档区挂入低档区对后副箱以及整个变速箱所造成的损坏。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请同时参考图1至图3，图1为本发明实施例所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的主视图，图2为图1中所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的右视图，图3为图1中所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的A-A向剖视图。

本发明所公开的变速箱后副箱保护系统的锁止机构包括：

换挡塔壳体3，换挡塔壳体3的内腔设置有活塞止口面5；

设置在换挡塔壳体3内部的选换挡轴4，选换挡轴4的一端伸出换挡塔壳体3的端部，汽车在选换挡过程中，选换挡轴4会左右移动，以使不同的齿轮相啮合；

套设在选换挡轴4上的锁止活塞7，该锁止活塞7的一端为与换挡塔壳体3内腔的活塞止口面5配合的止推端，活塞止口面5可阻挡锁止活塞7的止推端继续移动，并且止推端与换挡塔壳体3内腔密封配合，锁止活塞7的另一端为直径大于止推端的压力端，如图3中所示，该端伸出换挡塔壳体3端部并且该端与换挡塔壳体3端部具有间隔，以使气体能够进入，锁止活塞7伸出换挡塔壳体3端部的长度要小于选换挡轴4伸出换挡塔壳体3端部的长度，压力端背离换挡塔壳体3的一面的边缘设置有整圈的环形凸起12，该环形凸起12的高度大于选换挡轴4由高档区最高档向高档区最低档选换挡时的移动距离并且小于选换挡轴4由高档区最高档向低档区最高档选换挡时的移动距离；

设置在选换挡轴4伸出换挡塔壳体3一端的锁止件9，该锁止件9的直径大于选换挡轴4的直径，并且小于锁止活塞7上压力端的环形凸起12的直径，即在选换挡过程中该锁止件9不会碰到锁止活塞7压力端的环形凸起12；

固定设置于换挡塔壳体3端部的锁止气缸壳体2，为了保证锁止气缸壳体2的稳固性，该锁止气缸壳体2后端部通过4个六角法兰面螺栓固定设置于换挡塔壳体3上，如图2中所示，锁止气缸壳体2内设置有与锁止活塞7上的环形凸起12相配合的台阶面10，该台阶面10的端面与选换挡轴4处于高档区最高档位置时锁止件9的工作端面平齐，锁止气缸壳体2与换挡塔壳体3以及锁止活塞7的压力端均密封配合，且换挡塔壳体3、锁止气缸壳体2以及锁止活塞7及其压力端形成进气腔体，如图3中所示，其中，锁止件9的工作面指锁止件9与锁止活塞压7的力端相对的一面；

设置于锁止气缸壳体2与锁止活塞7的压力端之间，用于锁止活塞7回位的弹性回复件8；

固定设置于锁止气缸壳体上的进排气转换装置，该进排气转换装置主要用于对进气腔体内的高压气体的充入和排出的转换。

当然，在自由状态下，即锁止活塞7的止推端与活塞止口面5相接触时，锁止活塞7的压力端与锁止气缸壳体2底部的距离可以保证选换挡轴4在高档区与低档区之间自由选换档位。

本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的工作原理如下：

请参考图3，当汽车的车速超过低档区的最高车速之后，向锁止机构的进气腔体内充入高压气体，此时由于锁止活塞7的止推端小于压力端的直径，并且进气腔体为密封腔体，因此锁止活塞7将克服弹性回复件8的弹性力向右移动，并且当锁止活塞7压力端的环形凸起12与锁止气缸壳体2内腔的台阶面10接触后锁止活塞7将不再移动；由于环形凸起12的高度大于选换挡轴4由高档区最高档向高档区最低档选换挡时的移动距离，并且小于选换挡轴4由高档区最高档向低档区最高档选换挡时的移动距离，选换挡轴4在移动过程中其端部的锁止件9不会碰到锁止活塞7压力端的环形凸起12，因此端部安装有锁止件9的选换挡轴4在高档区范围内仍可以自由换挡，但是由于从高档区向低档区换挡时，选换挡轴4移动的距离会大于环形凸起12的高度，因此锁止活塞7压力端的右端面11将会限锁止件9继续向左移动，从而限制选换挡轴4向低档区的移动，最终实现在汽车高速运行时防止选换挡轴4从高档区挂入低档区；

当车速降低到低档区的范围内时，停止向进气腔体内通入高压气，并由进排气转换装置的排气口与进气腔体连通，使进气腔体内的高压气体排出，此时由于弹性回复件8的弹性力的作用，锁止活塞7将向左移动，并最终移动至止推端与换挡塔壳体3内的活塞止口面5接触为止，由于没有了锁止活塞7压力端的限制，选换挡轴4可以实现由高挡区向低档区换挡。

由此可见，本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构可以在汽车高速运行时有效防止汽车的选换挡轴由高档区挂入低档区，从而有效保护后副箱以及整个变速箱的齿轮机构，延长整个变速系统的使用寿命。

上述实施例中的锁止件9与选换挡轴可以为一体式的结构，也可以为分体式的可拆装结构，为了简化本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止件9的生产工艺，本实施例中的锁止件9优选的采用与选换挡轴4端部螺纹连接的锁止螺母，请参考图3，锁止螺母的工作端面的直径大于选换挡轴4的直径且小于锁止活塞7压力端的环形凸起12的直径，这样可以实现锁止件9的拆装，一旦锁止件9发生损坏，还可以方便的进行锁止件9的更换。

上述实施例中的弹性回复件8可以有多种实现形式，例如可以是弹片结构，也可以为弹簧结构，为了设置的方便，本实施例中优选的采用套设于选换挡轴4上的回位弹簧，请参考图3，该回位弹簧的一端与锁止活塞7的压力端相抵，另一端与锁止气缸壳体2的底端相抵，并且该弹簧在该锁止结构处于自由状态时处于压缩状态，保证锁止活塞7的止推端与活塞止口面5相抵，且该回位弹簧的安装应不影响选换挡轴4的左右移动。

本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构可以采用手动实现人为控制，即当车速超过设定值之后，人为控制高压进气开关，使锁止机构的进气腔体内部充入高压气体，当车速降低当低档区时，手动关闭高压进气开关，进排气转换装置的排气口与进气腔体连通，使进气腔体内的高压气体排出，从而使锁止活塞回位；但是该种方法的控制不太方便，需要分散驾驶者的注意力，因此，为了方便该变速箱后副箱保护系统锁止机构的自动化控制，本实施例中的锁止装置上的进排气转换装置为设置在锁止气缸壳体2上的电磁阀1，该电磁阀1通过六角法兰面螺栓固定设置在锁止气缸壳体2的侧面，请参考图1和图3，该电磁阀内设置有与进气腔体相对应的进气通道13和排气通道，以及用于与高压气输送装置连接的进气口14，由于电磁阀1可以通过控制系统与电磁阀1上的电路接头16相连接，实现由控制系统控制电磁阀1上的进气通道的打开和关闭，这样可以通过在控制系统内设定锁止活塞7锁止动作时所对应的车速，当车速达到该值时，控制系统将控制电磁阀1上的进气通道打开，这样即可实现锁止活塞的自动锁止，为了保证行车的安全，应将锁止活塞7回位动作所对应的车速设定为低于上述锁止活塞7锁止动作时的车速。

当车速达到锁止活塞7锁止动作所对应的车速时，控制系统会控制电磁阀的进气通道开关打开，瞬时的高压气流会对进气腔体造成强烈的冲击，为了减小瞬时的冲击力，本实施例中在锁止气缸壳体2的内腔上设置了与进气通道13相对应且沿锁止气缸壳体2周向分布的环形气压缓冲槽15，从而使锁止活塞7受力均匀，延长气缸和活塞的使用寿命。

由于本发明实施例所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构采用气动控制，因此必须保证各个部件之间的气密性，因此为了增强气密性，本实施例中的电磁阀1与锁止气缸壳体2之间设置有O型密封圈6。

同样的道理，本实施例中的锁止活塞7的止推端与换挡塔壳体3的内腔之间、换挡塔壳体3与锁止气缸壳体2之间以及锁止活塞7的压力端与锁止气缸壳体2的内腔之间均设置有O型密封圈6。

上述实施例中的O型密封圈均为标准件，这样可以大大降低制造成本。

为了降低零件的重量，减少锁止活塞7在工作过程中所产生的附加力，本实施例中的锁止活塞7和锁止气缸壳体2优选的采用铝制锁止活塞和铝制锁止气缸壳体。

当然，本领域技术人员可以理解的是，本发明所提供的变速箱后副箱保护系统的锁止机构的结构同样适用于采用液压进行控制。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，包括：

换挡塔壳体（3），所述换挡塔壳体（3）的内腔设置有活塞止口面（5）；

设置于所述换挡塔壳体（3）内部的选换挡轴（4），所述选换挡轴（4）的一端伸出所述换挡塔壳体（3）；

套设于所述选换挡轴（4）上的锁止活塞（7），所述锁止活塞的一端为与所述活塞止口面（5）配合的止推端，且止推端与所述换挡塔壳体（3）内腔密封配合，锁止活塞（7）的另一端为直径大于所述止推端的压力端，所述锁止活塞（7）设置有压力端的一端伸出所述换挡塔壳体（3）并与选换挡塔壳体（3）端部具有间隔，所述压力端背离所述换挡塔壳体（3）的一面的边缘设置有环形凸起（12），所述环形凸起（12）的高度大于所述选换挡轴（4）由高档区最高档向高档区最低档选换挡时的移动距离且小于所述选换挡轴（4）由高档区最高档向低档区最高档选换挡时的移动距离；

固定设置于所述选换挡轴（4）伸出所述换挡塔壳体（3）一端的锁止件（9），所述锁止件（9）的直径大于所述选换挡轴（4），且小于环形凸起（12）的直径；

固定设置于所述换挡塔壳体（3）端部的锁止气缸壳体（2），所述锁止气缸壳体（2）内设置有与所述环形凸起（12）相配合的台阶面（10），所述台阶面（10）的端面在所述选换挡轴（4）处于高档区最高档时与所述锁止件（9）的工作端面平齐，所述锁止气缸壳体（2）与所述换挡塔壳体（3）以及所述锁止活塞（7）的压力端均密封配合，且所述换挡塔壳体（3）、锁止气缸壳体（2）以及所述锁止活塞（7）及其压力端形成进气腔体；

设置于所述锁止气缸壳体（2）与所述锁止活塞（7）的压力端之间，用于所述锁止活塞（7）回位的弹性回复件（8）；

进排气转换装置，所述进排气转换装置与所述进气腔体相连。

2.根据权利要求1所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述锁止件（9）为与所述选换挡轴（4）螺纹连接的锁止螺母。

3.根据权利要求1所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述弹性回复件（8）为套设于所述选换挡轴（4）上且一端与所述锁止活塞（7）的压力端相抵，另一端与所述锁止气缸壳体（2）端部相抵的回位弹簧。

4.根据权利要求1所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述进排气转换装置为固定设置于所述锁止气缸壳体（2）上的电磁阀（1），所述电磁阀（1）内设置有与所述进气腔体对应的进气通道（13）和排气通道。

5.根据权利要求4所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，还包括设置于所述锁止气缸壳体（2）的内腔上且与所述进气通道（13）相对应的环形气压缓冲槽（15）。

6.根据权利要求4所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述电磁阀（1）与所述锁止气缸壳体（2）之间设置有O型密封圈（6）。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述锁止活塞（7）为铝质锁止活塞，所述锁止气缸壳体（2）为铝质锁止气缸壳体。

8.根据权利要求1所述的变速箱后副箱保护系统的锁止机构，其特征在于，所述锁止活塞（7）的止推端与所述换挡塔壳体（3）的内腔之间、所述换挡塔壳体（3）与所述锁止气缸壳体（2）之间以及所述锁止活塞（7）的压力端与所述锁止气缸壳体（2）的内腔之间均设置有O型密封圈（6）。