CN104930183A - 自动机械变速器电控气动选换挡执行机构 - Google Patents

自动机械变速器电控气动选换挡执行机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，箱体内装有内置选档气缸，内置选档气缸的选换挡轴通过曲柄连接选挡滑块，内置选档气缸的左、右进气口连接电磁阀，通过电磁阀分别控制内置选档气缸左进气、右进气、同时进气，实现控制换挡轴左中右的三个换档位置。采用内置气缸，选档推力由原来平行轴传递受力结构为直接推力受力结构，避免结构偏转形成附加阻力，减少选档动作时间，改善了换挡品质。取消了原有外部设置选换挡气缸的结构，避免了与变速箱倒档、空挡开关的干涉，方便检修维护。气缸外表面采用通常只有在电子控制器上才使用的散热片结构，有效降低工作温度，减少气缸密封圈因温度高引起的快速老化，延长密封圈使用寿命，增加产品可靠性。

Description

自动机械变速器电控气动选换挡执行机构
技术领域
本发明涉及一种自动机械变速器，尤其是一种用于新能源(混合动力、纯电动)客车、大、中型客车和中重型载货的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构。
背景技术
自动机械变速器(AMT)是在干式离合器和齿轮变速器基础上加装微机控制的自动变速系统。根据总线动态数据(发动机转速、扭矩、油耗、油门踏板位置等)及车速、驾驶员操作等，确定最佳档位，控制原由驾驶员人工完成的离合器分离与接合、换档手柄的摘档与挂档以及发动机的油门开度的同步调节等操作过程，最终实现换档过程的操纵自动化。与常用的AT(液力变矩器自动变速器)比较，具有传动效率高、油耗低、使用维护成本低、易于制造、操纵方便等优点，尤其是其省油的特点适合于我国商用车(大、中型客车和中重型载货车)的应用。
在欧洲商用车领域，1986年首套AMT变速器开始使用，截至2010年AMT装车总量已超过70％。而在中国这项技术虽然刚刚兴起，但却被越来越多的业内人士看好，国内多家变速器企业都在积极研发各自的AMT产品。
目前，国内商用车的AMT尚处在试用阶段，使用的绝大多数是ZF和伊顿的进口产品，还有部分国内车厂与WABCO合作生产的产品，极少数具有国内自主知识产权。
选换挡执行机构是自动机械变速器系统的重要部件。目前的自动机械变速器选换挡执行机构普遍存在以下问题：
1、因体积庞大、结构复杂，与变速箱结构干涉。导致检修维修不方便。
2、因散热不良，工作温度高。导致密封圈老化快、结构变形卡阻。
3、因受力状态不合理，选档推力、低档换挡推力偏小，换挡时间长，导致换挡品质低，空挡回位不良。
4、冬季低温环境下，因变速器内润滑油液粘度增加，变速器同步器摩擦系数降低，低档进档困难，选换挡执行机构持续较长时间处于受力状态，严重时会损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。
发明内容
本发明是要提供一种自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，及有效缩短自动机械变速器选换挡时间，改善自动机械变速器换挡品质，增加自动机械变速器可靠性的方法；主要解决的技术问题是：1、体积庞大、结构复杂，与变速箱结构干涉，检修维护不方便2、散热不良，工作温度高，密封圈老化快，寿命短，可靠差；3、选档推力、低档换挡推力偏小，换挡时间长，换挡品质不佳，空挡回位不良。4、低温环境下，进档困难，选换挡执行机构持续较长时间处于受力状态，严重时会损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。
为实现上述目的，本发明的技术方案：一种自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，结构具有一个变速器箱体，一个固定连接在变速器箱体一侧的换挡气缸，一个固定连接在变速器箱体另一侧的换档传感器固定座，一个用于气缸换向的电磁阀，所述变速器箱体内装有内置选档气缸，所述内置选档气缸中的选换挡轴通过曲柄连接选挡滑块，所述内置选档气缸中的选换挡轴通过曲柄和换挡滑块连接换挡轴，所述内置选档气缸的左、右进气口连接电磁阀，通过电磁阀分别控制内置选档气缸左进气、右进气、同时进气，实现控制换挡轴左中右的三个换档位置。
所述换挡气缸外表面和换档传感器固定座外表面设有散热片结构，增加散热面积，用于避免因温度高引起密封圈老化、结构变形卡阻现象。
所述换挡气缸具有一个用于增加低档换挡推力的内活塞，以及一个换挡气缸外活塞，换挡气缸外活塞和换挡气缸内活塞直径尺寸相同，可实现空挡精确回位。
所述选挡滑块置于纵向的圆柱滑道上，选挡滑块后面装有磁芯条。
所述内置选档气缸中的选换挡轴上固定连接选档活塞轴，选档活塞轴与气缸体之间设有活塞套，气缸体后端装有压盖。
所述换挡气缸的缸体中装有换挡气缸内活塞和换挡气缸外活塞，换挡气缸内活塞固定连接换挡轴，换挡气缸内活塞。
所述换挡轴与换档传感器固定座配合连接，换挡轴前端装有选档传感器延长杆。
所述换挡气缸内活塞两端凸出位置处于左、右位置时，堵住左、右通气口，在气缸腔体两侧形成弹性压缩气垫，用于有效缓解同步过程中来源于变速箱的冲击，避免损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。
本发明的有益效果是：
采用内置气缸，取消了原有外部设置选换挡气缸的结构，避免了与变速箱倒档、空挡开关的干涉。选档推力由原来平行轴传递受力结构为直接推力受力结构，避免结构偏转形成附加阻力，减少选档动作时间，改善了换挡品质。
气缸及传感器支座外部散热片的结构设计，保证了在频繁选换挡工况下的有效散热，避免因温度高引起密封圈老化、结构变形卡阻。
换挡活塞直径的加大，增加了低档推力，解决了低档换挡品质不良的问题；换挡气缸左右直径尺寸相同，解决了空挡回位不佳的现状。
附图说明
图1是本发明的自动机械变速器结构立体示意图；
图2是本发明的自动机械变速器结构主视图；
图3是图2中沿A-A剖视图；
图4是图2中沿B-B剖视图。
图5是图4中局部放大图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，包括换挡气缸1、换挡滑块2、换挡气缸端盖3、换挡气缸内活塞4、换挡气缸外活塞5、换挡轴6、电磁阀7、电磁阀压盖8、换档传感器固定座9、连接块10、芯轴11、曲柄12、选换挡轴13、衬套14、第一Y型密封圈15、骨架油封16、第二Y型密封圈17、第一位移传感器18、第二位移传感器19、选档传感器延长杆20、选挡滑块21、选档活塞轴22、圆柱滑道23、圆柱滑道24、压盖25、活塞套26、磁芯条27、上盖28、缓冲密封圈29、变速器箱体30。
变速器箱体30一侧固定连接换挡气缸1，另一侧固定连接换档传感器固定座9。变速器箱体30内装有内置选档气缸，内置选档气缸中的选换挡轴13通过曲柄12连接选挡滑块21，内置选档气缸中的选换挡轴13通过曲柄12和换挡滑块2连接换挡轴6，所述内置选档气缸的左、右进气口连接电磁阀7，通过电磁阀7分别控制内置选档气缸左进气、右进气、同时进气，实现控制换挡轴6左中右的三个换档位置。
换挡气缸1和换档传感器固定座9外表面设有散热片结构，用于避免因温度高引起密封圈老化、结构变形卡阻。
换挡气缸具有一个用于增加低档换挡推力的内活塞4，以及一个换挡气缸外活塞5，换挡气缸外活塞5和换挡气缸内活塞4直径尺寸相同，可实现空挡回位。
内置选档气缸由连接块10、选换挡轴13、选档活塞轴22、压盖25、活塞套26构成，通过电磁阀7分别控制上进气、下进气、同时进气，控制选换挡轴13上中下的三个选档位置。
换挡气缸由换挡气缸1、换挡气缸端盖3、换挡气缸内活塞4、换挡气缸外活塞5、换挡轴6、连接块10构成，通过电磁阀7分别控制左进气、右进气、同时进气，控制换挡轴6左中右的三个换档位置。换挡气缸内活塞4的直径加大，增加了低档推力，解决了低档换挡品质不良的问题；换挡气缸内活塞4、换挡气缸外活塞5的直径尺寸相同，解决了空挡回位不佳的现状。如图4，5所示，换挡气缸1的内活塞4两端凸出位置处于左、右位置时，会堵住左、右通气口31，32，在气缸腔体两侧形成弹性压缩气垫33，有效缓解同步过程中来源于变速箱的冲击，避免损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。
选挡滑块21置于纵向的圆柱滑道23上，选挡滑块21后面装有磁芯条27。内置选档气缸中的选换挡轴13上固定连接选档活塞轴22，选档活塞轴22与气缸体之间设有活塞套26，气缸体后端装有压盖25。换挡气缸1的缸体中装有换挡气缸内活塞4和换挡气缸外活塞5，换挡气缸内活塞4固定连接换挡轴6，换挡气缸内活塞4。换挡轴6与换档传感器固定座9配合连接，换挡轴6前端装有选档传感器延长杆20。
本发明的结构特点是：
a、针对现有产品体积庞大、结构复杂，与变速箱结构干涉的现状，改进设计结构，将选换挡轴周围环绕空间，设计成内置选档气缸，并延长选换挡杆长度，大大缩小结构体积；避免与变速箱空挡、倒档开关的结构干涉。
b、针对现有产品散热不良，工作温度高的现状，在换挡气缸外表面、传感器固定支座外表面，设计通常只有在电子控制器上才使用的散热片，有效散热，避免因温度高引起密封圈老化、结构变形卡阻。
c、针对现有产品选档推力、低档换挡推力偏小，空挡回位不佳的现状，改变原来选档推力平行轴传递受力结构为直接推力受力结构；改变原换挡异径活塞结构为等径活塞结构。有效解决换挡品质低，空挡回位不佳的现状。
d、针对冬季低温环境下，因变速器内润滑油液粘度增加，变速器同步器摩擦系数降低，低档进档困难，选换挡执行机构持续较长时间处于受力状态，严重时会损伤执行机构气缸零件和变速器同步器的现状，设计特殊气垫缓冲结构，换挡气缸内活塞两端凸出位置处于左、右位置时，会堵住左、右通气口，在气缸腔体两侧形成弹性压缩气垫，有效缓解同步过程中来源于变速箱的冲击，避免损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。

Claims (8)

1.一种自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，结构具有一个变速器箱体(30)，一个固定连接在变速器箱体一侧的换挡气缸(1)，一个固定连接在变速器箱体(30)另一侧的换档传感器固定座(9)，一个用于气缸换向的电磁阀(7)，其特征在于：所述变速器箱体内装有内置选档气缸，所述内置选档气缸中的选换挡轴(13)通过曲柄(12)连接选挡滑块(21)，所述内置选档气缸的左、右进气口连接电磁阀(7)，通过电磁阀(7)分别控制内置选档气缸左进气、右进气、同时进气，实现控制换挡轴(6)左中右的三个换档位置。
2.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述换挡气缸(1)和换档传感器固定座(9)外表面设有散热片结构，用于避免因温度高引起密封圈老化、结构变形卡阻。
3.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述换挡气缸(1)具有一个用于增加低档换挡推力的内活塞(4)，以及一个换挡气缸外活塞(5)，换挡气缸外活塞(5)和换挡气缸内活塞(4)直径尺寸相同，可实现空挡精确回位。
4.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述选挡滑块(21)置于纵向的圆柱滑道(23)上，选挡滑块(21)后面装有磁芯条(27)。
5.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述内置选档气缸中的选换挡轴(13)上固定连接选档活塞轴(22)，选档活塞轴(22)与气缸体之间设有活塞套(26)，气缸体后端装有压盖(25)。
6.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述换挡气缸(1)的缸体中装有换挡气缸内活塞(4)和换挡气缸外活塞(5)，换挡气缸内活塞(4)固定连接换挡轴(6)，换挡气缸内活塞(4)。
7.根据权利要求1所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述换挡轴(6)与换档传感器固定座(9)配合连接，换挡轴(6)前端装有选档传感器延长杆(20)。
8.根据权利要求3所述的自动机械变速器电控气动选换挡执行机构，其特征在于：所述换挡气缸(1)的内活塞(4)两端凸出位置处于左、右位置时，堵住左、右通气口(31，32)，在气缸腔体两侧形成弹性压缩气垫(33)，用于有效缓解同步过程中来源于变速箱的冲击，避免损伤执行机构气缸零件和变速器同步器。
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