CN104913041B - 一种汽车变速器的新型选换挡集成机构 - Google Patents

一种汽车变速器的新型选换挡集成机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，包括：主壳体、上盖、换挡轴、主换挡头，所述换挡轴安装在主壳体的一侧，主壳体左侧安装有3/4/5/6档拨叉轴，主壳体右侧安装有1/2/倒档拨叉轴、倒档拨叉、1/2档拨叉合件，所述换挡轴上安装有换挡摇臂，所述换挡轴一侧设有主换挡头，主壳体上侧设有上盖，上盖一侧的主壳体上设有外选档摇臂合件、空档开关，主壳体前端设有5/6档换挡头合件；本发明将选换挡控制机构和变速器本体分离，形成上盖总成，便于变速器的总成装配和拆解维护，便于变速器故障排查；同时本发明四个拨叉共用两根拨叉轴支撑，结构简单，稳定可靠，成本容易控制。可以满足六个前进档和一个倒档的选换挡控制。

Description

一种汽车变速器的新型选换挡集成机构
技术领域
本发明涉及汽车变速器技术领域，具体为一种汽车变速器的新型选换挡集成机构。
背景技术
随着商用汽车市场的竞争日趋激烈，轻型卡车客户对汽车操控性能要求越来越高。手动机械换挡汽车变速器选换挡品质的优劣直接影响整车的选换挡性能。变速器厂家对选换挡机构的创新动力十足，竭力创造出成本可控、性能卓越可靠的选换挡控制机构。
在手动选换挡汽车变速器选换挡品质主观的评价中，评价者对选换挡感觉要求极为强烈，驾驶员的档位感和换挡吸入感要求直接关系变速器操纵机构。手动选换挡过程中，驾驶员要求能够清晰的进行选档和换挡，即在非目视情况下能够清晰的感觉到挂入其需求档位包括空档。这样变速器选换挡机构及整车操纵机构应便于操纵者准确地感知操作力和行程变化，从而提高操作的精确度，降低人体完成操作的难度，减轻操作产生的疲劳，提高操作的舒适性和安全性。
为使驾驶员对手动机械换挡汽车变速器选换挡机构的档位位置和换挡力的感知，在选换挡机构的设计上，目前较为普遍采取的做法是：1)互锁方面：在选换挡机构中为了驾驶员每次只能挂入一个档位使用互锁钢球和互锁销进行每根拨叉轴的互锁；2)换挡力方面：使用自锁钢球对每根拨叉轴进行自锁。此种设计方法的缺陷在于：互锁钢球将每根拨叉轴进行互锁，导致拨叉轴之间的运 动空间的限制，不能符合人机工程学对于斜向换挡的需求。一个同步器需要一根拨叉轴，六档变速器需要四根拨叉轴，结构复杂，可靠性降低，成本难以控制。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，以解决上述背景技术中的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，包括：主壳体、上盖、换挡轴、主换挡头，所述换挡轴安装在主壳体的一侧，主壳体左侧安装有3/4/5/6档拨叉轴，3/4/5/6档拨叉轴上安装有5/6档拨叉合件、3/4档拨叉合件，主壳体右侧安装有1/2/倒档拨叉轴、倒档拨叉、1/2档拨叉合件，所述换挡轴上安装有换挡摇臂，所述换挡轴一侧设有主换挡头，主壳体上侧设有上盖，上盖一侧的主壳体上设有外选档摇臂合件、空档开关，主壳体前端设有5/6档换挡头合件，5/6档换挡头合件一侧的主壳体上设有闷盖、通气塞，闷盖一侧的主壳体上设有倒/空档开关支架，倒/空档开关支架下侧的主壳体上设有挡油板，挡油板通过挡油板固定装置安装在主壳体上，倒/空档开关支架一侧的主壳体上设有内选档摇臂合件，内选档摇臂合件与主壳体连接处设有选档轴油封，主壳体上侧设有倒车灯开关，主壳体外侧设有电线卡子。
所述倒档拨叉内端设有倒档拨块，倒档拨块通过螺旋弹性销安装在1/2/倒档拨叉轴上，倒档拨叉通过螺旋弹性销安装在1/2/倒档拨叉轴27上，1/2档拨叉合件套设在1/2/倒档拨叉轴上。
所述换挡摇臂与换挡轴连接处设有半圆键，换挡轴上安装有5/6档选档弹簧合件、1/2/倒档选档弹簧合件，换挡摇臂通过连接销安装在主壳体上，连接销通过六角螺母I安装固定，连接销与六角螺母I之间设有弹簧垫圈I，换挡摇臂上端通过六角头螺栓将换挡轴固定在换挡摇臂上，六角头螺栓通过六角螺母II安装固定，六角头螺栓与六角螺母II之间设有弹簧垫圈II。
所述主换挡头通过槽销安装固定，主换挡头外侧设有互锁板，互锁板一侧设有后换挡轴衬套、另一侧设有前换挡轴衬套，后换挡轴衬套外侧设有换挡轴油封、换挡轴防尘罩。
所述上盖通过直销安装在主壳体上，直销与上盖连接处设有限位弹簧，直销外端设有限位螺塞。
所述外选档摇臂合件通过限位销安装在主壳体上，外选档摇臂合件与限位销之间通过螺旋弹性销连接固定，限位销上设有钢球，钢球上设有螺塞，螺塞与钢球之间设有锁球弹簧，所述5/6档换挡头合件通过5/6档换向销安装在吊钩上，5/6档换向销外端设有换向销螺塞，吊钩通过螺栓安装在主壳体上，螺栓与主壳体连接处设有平垫、弹簧垫圈III。
与已公开技术相比，本发明存在以下优点：1.本发明将选换挡控制机构和变速器本体分离，形成上盖总成，便于变速器的总成装配和拆解维护，便于变速器故障排查。
2.本发明四个拨叉共用两根拨叉轴支撑，结构简单，稳定可靠，成本容易控制。可以满足六个前进档和一个倒档的选换挡控制。
3.本发明的拨叉与拨叉轴摩擦副均设有轴承，减小摩擦系数，降低换挡阻尼。常用档拨叉轴向与径向比例大于75％,有效控制拨叉倾斜度，拨叉两脚使用 有限元分析软件，平衡两叉角的刚度，有利于同步器齿套受力过程中齿套受力平衡，防止同步环在受力过程中偏磨，影响同步环的寿命。拨叉上集成自锁糟，自锁槽应用M型高低槽，可以平衡挂档力和摘档力。有利于档位摘挂档力的一致性。
4.本发明的互锁板和拨叉拨块上设置换挡轨迹控制倒角，实现斜向换挡，如二档挂入三档时可以斜向推入，符合人机工程学，使得换挡轨迹人性化；互锁板上设置选档限位，提供选档刚度，可以改善选换挡清晰度。
5.本发明中采用纵置变速器齿轮同步器的可靠性布置，选换挡机构设置5/6档换向机构将奇数档放在一排，实现国际习惯的档位排布。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的档位排布示意图。
图中:1、上盖；2、5/6档换挡头合件；3、5/6档换向销；4、换向销螺塞；5、后换挡轴衬套；6、前换挡轴衬套；7、换挡轴油封；8、换挡摇臂；9、连接销；10、弹簧垫圈I；11、六角螺母I；12、换挡轴；13、半圆键；14、六角头螺栓；15、弹簧垫圈II；16、六角螺母II；17、换挡轴防尘罩；18、5/6档选档弹簧合件；19、互锁板；20、主换挡头；21、1/2/倒档选档弹簧合件；22、选档轴油封；23、内选档摇臂合件；24、槽销；25、外选档摇臂合件；26、螺旋弹性销；27、1/2/倒档拨叉轴；28、倒档拨叉；29、1/2档拨叉合件；30、倒档拨块；31、螺旋弹性销；32、拨叉轴螺塞；33、3/4/5/6档拨叉轴；34、5/6档拨叉合件；35、3/4档拨叉合件；36、拨叉轴螺塞；37、挡油板；38、挡油板固定装置；39、限位销；40、钢球；41、锁球弹簧；42、螺塞；43、直销；44、 限位弹簧；45、限位螺塞；46、空档开关；47、倒车灯开关；48、吊钩；49、电线卡子；50、平垫；51、弹簧垫圈III；52、螺栓；53、倒/空档开关支架；54、上盖螺栓；55、闷盖；56、通气塞。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，包括：主壳体、上盖1、换挡轴12、主换挡头20，所述换挡轴12安装在主壳体的一侧，主壳体左侧安装有3/4/5/6档拨叉轴33，3/4/5/6档拨叉轴33上安装有5/6档拨叉合件34、3/4档拨叉合件35，主壳体右侧安装有1/2/倒档拨叉轴27、倒档拨叉28、1/2档拨叉合件29，所述换挡轴12上安装有换挡摇臂8，所述换挡轴12一侧设有主换挡头20，主壳体上侧设有上盖1，上盖1一侧的主壳体上设有外选档摇臂合件25、空档开关46，主壳体前端设有5/6档换挡头合件2，5/6档换挡头合件2一侧的主壳体上设有闷盖55、通气塞56，闷盖55一侧的主壳体上设有倒/空档开关支架53，倒/空档开关支架53下侧的主壳体上设有挡油板37，挡油板37通过挡油板固定装置38安装在主壳体上，倒/空档开关支架53一侧的主壳体上设有内选档摇臂合件23，内选档摇臂合件23与主壳体连接处设有选档轴油封22，主壳体上侧设有倒车灯开关47，主壳体外侧设有电线卡子49。
所述倒档拨叉28内端设有倒档拨块30，倒档拨块30通过螺旋弹性销31安 装在1/2/倒档拨叉轴27上，倒档拨叉28通过螺旋弹性销31安装在1/2/倒档拨叉轴27上，1/2档拨叉合件29套设在1/2/倒档拨叉轴27上。
所述换挡摇臂8与换挡轴12连接处设有半圆键13，换挡轴12上安装有5/6档选档弹簧合件18、1/2/倒档选档弹簧合件21，换挡摇臂8通过连接销9安装在主壳体上，连接销9通过六角螺母I11安装固定，连接销9与六角螺母I11之间设有弹簧垫圈10I，换挡摇臂8上端通过六角头螺栓14将换挡轴12固定在换挡摇臂8上，六角头螺栓14通过六角螺母II16安装固定，六角头螺栓14与六角螺母II16之间设有弹簧垫圈II 15。
所述主换挡头20通过槽销24安装固定，主换挡头20外侧设有互锁板19，互锁板19一侧设有后换挡轴衬套5、另一侧设有前换挡轴衬套6，后换挡轴衬套5外侧设有换挡轴油封7、换挡轴防尘罩17。
所述上盖1通过直销43安装在主壳体上，直销43与上盖1连接处设有限位弹簧44，直销43外端设有限位螺塞45。
所述外选档摇臂合件25通过限位销39安装在主壳体上，外选档摇臂合件25与限位销39之间通过螺旋弹性销26连接固定，限位销39上设有钢球40，钢球40上设有螺塞42，螺塞42与钢球40之间设有锁球弹簧41，所述5/6档换挡头合件2通过5/6档换向销3安装在吊钩48上，5/6档换向销3外端设有换向销螺塞4，吊钩48通过螺栓52安装在主壳体上，螺栓52与主壳体连接处设有平垫50、弹簧垫圈III51。
本发明集成了变速器选档机构和换挡控制机构，可以应用于六个前进档和一个倒档的纵置变速器中。其四个拨叉共用两根拨叉轴支撑，结构简单，稳定可靠；前进档自锁机构使用拨叉自锁；互锁机构采用新型互锁板，设置斜向换 挡，应用人机工程学，使得换挡轨迹人性化；互锁板上设置选档限位，提供选档刚度，改善选换挡清晰度；5/6档换向机构在主换挡头上独立一个换挡指控制5/6档换挡头，用于实现国际习惯的档位排布；在主换挡头上设置倒档提示，提示驾驶员倒档和1/2档的选档。
本发明中拨叉在拨叉轴上滑动，拨叉与拨叉轴摩擦副设置轴承，减小摩擦系数，降低换挡阻尼；拨叉上集成了自锁“M”型高低槽，实现平衡变速器整体挂档力和摘档力。拨叉上集成拨块，用于换挡头在拨块槽中实现对拨叉的控制。拨叉轴向与径向长度比例大于75％，控制拨叉倾斜度，拨叉两脚通过有限元分析软件，平衡两叉角的刚度和刚度的调整，有利于同步器齿套受力过程中齿套受力平衡，防止同步环在受力过程中偏磨，影响同步环的寿命。同时拨叉刚度的设置可以在同步过程中储蓄弹性势能，在同步后释放，有效防止同步器二次冲击造成换挡卡滞感。
驾驶员在升档或减档过程中，换挡杆需要斜向运动，需要在互锁部位设置斜向换挡的轨迹空间。互锁板与拨叉上集成的拨块实现互锁以及换挡轨迹的空间控制。通过互锁板和拨块上的倒角，设置出驾驶员习惯性的换挡轨迹空间。实现斜向换挡。符合人机工程学，使得换挡轨迹人性化。
本发明中：
1/2档选档过程：
驾驶室手柄横向移动通过拉丝将选档力传递至变速器换挡摇臂8，换挡摇臂带动换挡轴12和主换挡头20移动至1/2档拨叉合件29的拨块槽中，同时互锁板将其他拨叉的拨块槽互锁；
3/4档选档过程：
变速器自然状态处于3/4档空档位置，即变速器摘档后变速器会自然回位至3/4档空档位置。同时互锁板将其他拨叉拨块槽互锁。
5/6档选档过程：
驾驶室手柄横向移动通过拉丝将选档力传递至变速器换挡摇臂8，换挡摇臂带动换挡轴12和主换挡头20移动至5/6档换挡头2的槽中，5/6档换挡头2拨头始终放在5/6档拨叉的拨块槽中。同时互锁板将其他拨叉拨块槽互锁。
R档选档过程：
驾驶室手柄横向移动通过拉丝将选档力传递至变速器换挡摇臂8，换挡摇臂带动换挡轴12和主换挡头20移动至倒档拨块30的槽中。同时互锁板将其他拨叉拨块槽互锁。
换挡过程：
驾驶室手柄选需求档位后，手柄前后移动通过拉丝将换挡力传递至变速器换挡摇臂8，换挡摇臂带动换挡轴12和主换挡头20旋转，带动拨叉沿拨叉轴方向移动，拨叉带动相应同步器进行换挡。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，包括：主壳体、上盖、换挡轴、主换挡头，其特征在于：所述换挡轴安装在主壳体的一侧，主壳体左侧安装有3/4/5/6挡拨叉轴，3/4/5/6挡拨叉轴上安装有5/6挡拨叉合件、3/4挡拨叉合件，主壳体右侧安装有1/2/倒挡拨叉轴、倒挡拨叉、1/2挡拨叉合件，所述换挡轴上安装有换挡摇臂，所述换挡轴一侧设有主换挡头，主壳体上侧设有上盖，上盖一侧的主壳体上设有外选挡摇臂合件、空挡开关，主壳体前端设有5/6挡换挡头合件，5/6挡换挡头合件一侧的主壳体上设有闷盖、通气塞，闷盖一侧的主壳体上设有倒/空挡开关支架，倒/空挡开关支架下侧的主壳体上设有挡油板，挡油板通过挡油板固定装置安装在主壳体上，倒/空挡开关支架一侧的主壳体上设有内选挡摇臂合件，内选挡摇臂合件与主壳体连接处设有选挡轴油封，主壳体上侧设有倒车灯开关，主壳体外侧设有电线卡子；所述外选挡摇臂合件通过限位销安装在主壳体上，外选挡摇臂合件与限位销之间通过螺旋弹性销连接固定，限位销上设有钢球，钢球上设有螺塞，螺塞与钢球之间设有锁球弹簧，所述5/6挡换挡头合件通过5/6挡换向销安装在吊钩上，5/6挡换向销外端设有换向销螺塞，吊钩通过螺栓安装在主壳体上，螺栓与主壳体连接处设有平垫、弹簧垫圈III。
2.根据权利要求1所述的一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，其特征在于：所述倒挡拨叉内端设有倒挡拨块，倒挡拨块通过螺旋弹性销安装在1/2/倒挡拨叉轴上，倒挡拨叉通过螺旋弹性销安装在1/2/倒挡拨叉轴27上，1/2挡拨叉合件套设在1/2/倒挡拨叉轴上。
3.根据权利要求1所述的一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，其特征在于：所述换挡摇臂与换挡轴连接处设有半圆键，换挡轴上安装有5/6挡选挡弹簧合件、1/2/倒挡选挡弹簧合件，换挡摇臂通过连接销安装在主壳体上，连接销通过六角螺母I安装固定，连接销与六角螺母I之间设有弹簧垫圈I，换挡摇臂上端通过六角头螺栓将换挡轴固定在换挡摇臂上，六角头螺栓通过六角螺母II安装固定，六角头螺栓与六角螺母II之间设有弹簧垫圈II。
4.根据权利要求1所述的一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，其特征在于：所述主换挡头通过槽销安装固定，主换挡头外侧设有互锁板，互锁板一侧设有后换挡轴衬套、另一侧设有前换挡轴衬套，后换挡轴衬套外侧设有换挡轴油封、换挡轴防尘罩。
5.根据权利要求1所述的一种汽车变速器的新型选换挡集成机构，其特征在于：所述上盖通过直销安装在主壳体上，直销与上盖连接处设有限位弹簧，直销外端设有限位螺塞。
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