CN108119620B - 倒档预同步装置及倒档预同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供倒档预同步装置和倒档预同步方法。本发明的倒档预同步装置包括换档塔套筒(10)、围绕所述换档塔套筒(10)设置的非倒档叉口架(40)和设置于所述换档塔套筒(10)的定位组件(20)，在所述换档塔套筒(10)沿其轴线方向从前进档中位移动到倒档中位(选倒档)时，所述定位组件(20)使所述非倒档叉口架(40)向其第一档位方向移动，以实现倒档预同步。在本发明的倒档预同步装置和方法中，在选倒档操作时就开始倒档预同步，增加了倒档预同步的作用时间，可以避免挂倒档异响和挂倒档不平顺。

Description

倒档预同步装置及倒档预同步方法
技术领域
本发明涉及汽车变速箱技术，特别地涉及倒档预同步装置及倒档预同步方法。
背景技术
一般而言，挂倒档操作可分为选倒档和换倒档两个步骤，并且选倒档操作必须在换倒档操作之前执行。
目前，实现倒档预同步的方案分两类。一类是直接增加倒档同步器，另一类是在选换档机构上增加特定的倒档换档指，并配合特定的叉口架接合面，实现在换倒档时拨动其他档位的同步器，模拟倒档同步。
增加倒档同步器最直接的影响是增加了变速箱的成本，同时对变速箱的体积也有所要求，与当前变速箱低成本、小体积的趋势相悖。
现有大部分模拟倒档同步类的解决方案，都只是在换倒档时才开始提高倒档齿轮的转速，倒档预同步的作用时间不够，倒档齿轮的转速未有效提高，挂倒档时的异响减弱不明显。
发明内容
本发明属于上面提到的模拟倒档同步类的解决方案。
本发明的目标是为无倒档同步器的手动变速箱提供一种避免挂倒档异响和挂倒档不平顺的解决方案。
为了增加倒档预同步的作用时间，本发明旨在在选倒档操作时就开始倒档预同步，即提高倒档齿轮的转速。
本发明可以采用、但不限于下述方案。
本发明提供一种倒档预同步装置，其包括换档塔套筒、围绕所述换档塔套筒设置的非倒档叉口架和设置于所述换档塔套筒的定位组件，
在所述换档塔套筒沿其轴线方向从前进档中位移动到倒档中位(选倒档)时，所述定位组件使所述非倒档叉口架向其第一档位方向移动，以实现倒档预同步。
优选地，在所述换档塔套筒从前进档中位移动到倒档中位时，所述定位组件与形成于所述非倒档叉口架的内周面的第一斜面接触，而推动所述非倒档叉口架向其第一档位方向移动。
优选地，在与所述非倒档叉口架的板面垂直的方向贯穿所述第一斜面的截面中，所述第一斜面呈现为圆弧面。
优选地，在所述换档塔套筒绕着其轴线从倒档中位转动到倒档(换倒档)时，所述换档塔套筒使所述非倒档叉口架向所述非倒档叉口架的与所述第一档位方向相反的第二档位方向移动。
优选地，在所述换档塔套筒从倒档中位转动到倒档时，所述换档塔套筒的第一斜面与形成于所述非倒档叉口架的内周面的第二斜面接触，而推动所述非倒档叉口架向其第二档位方向移动，并使所述非倒档叉口架回到其中性位置。
优选地，所述换档塔套筒的所述第一斜面为第一圆弧面，通过使所述换档塔套筒的周壁的一部分向径向内侧凹陷而形成所述第一圆弧面。
优选地，在所述换档塔套筒绕着其轴线从倒档转动到倒档中位时，所述定位组件使所述非倒档叉口架向其第一档位方向移动，
在所述换档塔套筒沿着其轴线方向从倒档中位移动到前进档中位时，所述换档塔套筒使所述非倒档叉口架向所述非倒档叉口架的与所述第一档位方向相反的第二档位方向移动。
优选地，在所述换档塔套筒从倒档回到倒档中位时，所述定位组件与形成于所述非倒档叉口架的内周壁的槽的壁面接触，而推动所述非倒档叉口架向其第一档位方向移动，
在所述换档塔套筒从倒档中位回到前进档中位时，所述换档塔套筒的第二斜面与形成于所述非倒档叉口架的内周面的第二斜面接触，而推动所述非倒档叉口架向其第二档位方向移动。
优选地，通过在所述换档塔套筒上开出沿着其周向延伸的长孔，并在所述长孔的一个边上形成圆弧面来形成所述换档塔套筒的第二斜面。
优选地，所述定位组件包括被弹簧加载而能够沿着所述换档塔套筒的径向伸缩的定位柱，所述定位柱的顶端形成为圆滑凸起形状。
优选地，所述定位组件还包括柱筒，所述定位柱压装于所述柱筒内，所述柱筒焊接于所述换档塔套筒的周壁上形成的孔。
本发明还提供一种倒档预同步方法，通过本发明的倒档预同步装置来实现该倒档预同步方法。
在本发明的倒档预同步装置和方法中，在选倒档操作时就开始倒档预同步，增加了倒档预同步的作用时间，可以避免挂倒档异响和挂倒档不平顺。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施方式的倒档预同步装置的示意性立体图。
图2A和图2B示出了根据本发明的倒档预同步装置的分解立体图，其中未示出图1中的定位组件。
图2C示出了图1中的定位组件的定位柱的轴向截面图。
图3示出了根据本发明的一个实施方式的变速箱的档位示意图。
图4示出了根据本发明的倒档预同步装置在图3中的运动轨迹①中的动作。
图5示出了根据本发明的倒档预同步装置在图3中的运动轨迹②中的动作。
图6示出了根据本发明的倒档预同步装置在图3中的运动轨迹③中的动作。
图7示出了根据本发明的倒档预同步装置在图3中的运动轨迹④中的动作。
图8A至图8D示出了本发明的圆弧面41及其变型的垂直于叉口架的板面的截面图。
附图标记列表
10换档塔套筒，11圆弧面(第二斜面)，12圆弧面(第一斜面)，13孔，14长孔，15长条状部，16孔，20定位组件，21柱筒，22定位柱，221基部，222柱部，223压缩弹簧，224卡定部，225大径部，226头部，40叉口架(非倒档叉口架)，41圆弧面(第一斜面)，410斜面(第一斜面)，42槽，43斜面(第二斜面)，47槽，48壁，481内周面，482外周面，49凹部。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的示例性实施方式。应当理解，本发明的下述说明仅用于例示本发明的原理及示例性实施方式，不用于限制本发明的范围。
本发明是基于具有换档塔套筒10和与换档塔套筒10配合的多个叉口架的选换档机构。
<选换档机构的构成和动作方式>
参照图1和图2A、2B，换档塔套筒10为大致圆筒状，其例如可以由金属板卷绕而成。在金属板卷绕之前或之后，可以在金属板上冲出对应的孔和缺口。在该换档塔套筒10的孔16中安装有换档指(未示出)。多个叉口架可以由板材冲压而成，叉口架可以是封闭或开放的平面结构，多个叉口架围绕换档塔套筒10而并排布置，每个叉口架上形成有与换档塔套筒10上的换档指对应的凹部49。
在选档操作中，通过沿着换档塔套筒10的轴线方向移动换档塔套筒10而使其上的换档指与不同的叉口架的凹部49对应。在换档操作中，通过绕着换档塔套筒10的轴线转动换档塔套筒10，由换档指拨动叉口架，使叉口架平移，进而通过拨叉等结构选择对应的档位。
<倒档预同步装置的结构>
参见图1和图2A、2B，本发明的倒档预同步装置主要包括换档塔套筒10、定位组件20和叉口架40。
换档塔套筒10上直接冲压出圆弧面11、圆弧面12和孔13。在图示的示例中，圆弧面11、圆弧面12与孔13隔开大致180度，然而，本发明不限于此。
孔13形成于换档塔套筒10的轴向一端，并且形成为半圆孔。因此，也可以将该孔13称作缺口。
在换档塔套筒10的该轴向一端还形成有圆弧面12。例如，以如下方式形成圆弧面12，在换档塔套筒10中冲出在换档塔套筒10的周向上较长的长孔14，换档塔套筒10的长孔14的轴向一端侧的部分形成为长条状部15，在该长条状部15的大致中央位置使该长条状部向径向内侧凹入，从而在该凹入部的周向一侧形成圆弧面12。这里，圆弧面12是指，在沿着换档塔套筒10的径向贯穿圆弧面12的截面中，圆弧面12呈现出圆弧状。
在长孔14的换档塔套筒10的轴向另一端侧的边中形成圆弧面11，该圆弧面11例如是通过对长孔14的换档塔套筒10的轴向另一端侧的边倒圆角而形成的。换言之，圆弧面11是指，在沿着换档塔套筒10的轴线方向贯穿圆弧面11的截面中，圆弧面11呈现出圆弧状。
定位组件20包括柱筒21和定位柱22。定位柱22压装到柱筒21中，然后整体焊接到孔13中。在图示的示例中，柱筒21形成为圆筒，然而，应当理解，柱筒21的径向截面可以具有其它形状，例如，椭圆形、三角形、四边形或更多边的多边形。柱筒21的设置有利于将薄壁的定位柱22安装到换档塔套筒10上，焊接有利于实现紧凑的结构。然而，应当理解，可以省略柱筒21而直接将定位柱22安装到换档塔套筒10。柱筒21或定位柱22安装到换档塔套筒10的方式也不限于上面公开的方式，例如，柱筒21或定位柱22可以压装到换档塔套筒10，柱筒21或定位柱22可以具有与换档塔套筒10的外周面对应的结构部，以焊接或铆接到换档塔套筒10。
图2C示出了定位柱22的一个具体的示例。在图2C所示的示例中，定位柱22包括基部221、套装在基部221中的柱部222，在基部221和柱部222围成的空间中装有压缩弹簧223。基部221通过其卡定部(弯边部)224将柱部222的大径部225保持在基部221内，从而柱部222能够在基部221中伸缩。柱部222的小径部的头部226(即，远离基部221的一端)形成为圆滑凸起形状，换言之，柱部222的小径部的头部226的轴向截面呈弧形。
在换档塔套筒10的轴线方向上，圆弧面12与定位组件20的定位柱22位于大致同一高度，圆弧面11比定位柱22靠换档塔套筒10的轴向另一端。
叉口架40为前进档叉口架，在该具体的示例中，叉口架40为5/6档叉口架。当然，本发明不限于此，叉口架40还可以为其它档位的叉口架。在叉口架40的内周面直接冲压出圆弧面41、槽42和斜面43。
圆弧面41是指在贯穿圆弧面41的与叉口架40所在的平面垂直的截面中，圆弧面41的截面呈圆弧状。
槽42与圆弧面41相邻接。槽42形成为向叉口架的径向外侧凹陷。
斜面43是指垂直于叉口架40所在的平面观察斜面43所在的部位时，该部位呈现为斜面。如图2B所示，该斜面43可以相对于叉口架40的凹部49位置处的壁48的内周面481或外周面482倾斜。
在斜面43的凹部49侧，形成有向叉口架40的径向外侧凹陷的槽47。
<倒档预同步装置的动作方式>
下面参照图3-7说明根据本发明的倒档预同步装置的动作方式。
在下面的说明中，结合图3中所示的七档变速器说明本发明的倒档预同步装置的动作方式。然而，本发明不限于此，本发明的倒档预同步装置可以应用于具有更多或更少档位的变速器。
本发明的倒档预同步装置的各个状态可分解如下。
a)初始状态，挂空档：换档指处在3/4档叉口架的中间位置A(即，前进档中位)，见图3。此时，换档塔套筒10、定位柱22与5/6档叉口架40无实质接触。更具体地，如图4中的(a)所示，定位柱22与5/6档叉口架40在换档塔套筒10的轴向上间隔开。
b)运动轨迹①，选倒档：换档指从位置A移动到R档(倒档)叉口架的中间位置B(倒档中位)。此时，换档塔套筒10沿其轴线方向向下运动(向图4中的(a)的下侧移动)，带动定位柱22向下撞击圆弧面41，使5/6档叉口架40向6档方向(图4中的(d)的下侧，第一档位方向)移动，开始进行预同步动作。此时，换档塔套筒10的圆弧面12收纳在5/6档叉口架40的槽47中，换档塔套筒10的圆弧面11位于5/6档叉口架40的下方(图4中的(c)的下侧)，见图4。
c)运动轨迹②，换倒档：换档指从位置B进入倒档。此时，换档塔套筒10沿图5中的(b)和(d)中的逆时针方向向5档方向旋转，圆弧面12撞击斜面43，使5/6档叉口架40向5档方向(图5中的(d)的上侧，第二档位方向)移动，直至回到5/6档叉口架40的初始位置(即，5/6档叉口架40位于其5档位置和6档位置中间的中性位置)，此时定位柱22落入槽42中，预同步动作终止，见图5。
d)运动轨迹③，回倒档中位：换档指从倒档进入位置B。此时，换档塔套筒10沿图6中的(b)和(d)中的顺时针方向向6档方向旋转，定位柱22撞击槽42的侧面(靠近圆弧面41的侧面)，使5/6档叉口架40向6档方向(图6中的(d)的下侧)移动，开始进行预同步动作，此时，换档塔套筒10的圆弧面12移动到5/6档叉口架40的槽47中，见图6。
e)运动轨迹④，回初始位置：换档指从位置B进入位置A。此时，换档塔套筒10沿其轴线方向向上运动(向图7中的(a)的上侧移动)，圆弧面11与斜面43撞击，使5/6档叉口架40向5档方向移动(向图7中的(d)的上侧移动)，直至回到5/6档叉口架40的初始位置，预同步动作终止，此时，换档塔套筒10的定位柱22与5/6档叉口架40在换档塔套筒10的轴线方向上间隔开，见图7。
实际挂倒档操作过程中可能存在以下三种操作情况：
挂入倒档，运动轨迹为①——>②；
挂倒档并退出倒档，运动轨迹为①——>②——>③——>④；
选倒档终止后退回，运动轨迹为①——>④。
本发明在以上三种情况均可实现倒档预同步，并最终使5/6档叉口架返回初始位置，既实现了倒档预同步功能，又保证了传动系统的正常运作。
本发明的倒档预同步装置实现效果较好的倒档预同步功能。零件少，成本低，相关零件改造工艺简单，易于实现。
虽然，上面参照示例性实施方式解释了本发明的倒档预同步装置，然而，本发明不限于上述示例性实施方式，本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式作出各种改变和变型。
(1)定位柱22的上述圆顶伸缩结构可以防止定位柱22与叉口架40卡住。然而，定位柱22可以是平头的，并且可以是非伸缩性的。换言之，定位柱22可以是简单的销子的形式。
(2)定位柱22安装到换档塔套筒10的轴向端部有利于防止定位柱与其它叉口架干涉。然而，本发明不限于此，在空间允许的情况下，定位柱22可以安装到换档塔套筒10的中间位置。
(3)换档塔套筒10上形成有圆弧面11、圆弧面12，圆弧面11和圆弧面12不必是严格的圆弧形，可以变形为连续或不连续地倾斜的斜面。
叉口架40上形成有圆弧面41、斜面43。圆弧面41也可以变形为连续或不连续地倾斜的斜面，斜面43可以变形为圆弧面。因此，本申请中提到的斜面包括直线状的斜面、折线状的斜面、弧面和圆弧面。
下面以圆弧面41为例说明本发明的圆弧面(斜面)可以呈现出的形式。图8A至图8D示出了本发明的圆弧面41及其变型的垂直于叉口架40的板面的截面图。
图8A示出了在叉口架40的整个厚度上呈圆弧状的圆弧面41。图8B示出了在叉口架40的部分厚度上呈圆弧状的圆弧面41。图8C示出了在叉口架40的整个厚度上呈直线状的斜面410。图8D示出了在叉口架40的部分厚度上呈直线状的斜面410。圆弧面41和斜面410均包括在本发明的斜面的概念中。
(4)在定位柱22的顶端部为例如球面等的圆滑凸起形状的情况下，在定位柱22逐渐与叉口架40的内周面接触时，不设置圆弧面41仍可以使叉口架40向第一档位方向(图4中的(d)的下侧)移动。因此，圆弧面41仅是优选的，而不是必须的。
(5)参照图5，在换档塔套筒10从图5中的(b)向图5中的(d)移动时，主要是圆弧面12的形状特征使斜面43进而使叉口架40向图5中的(d)的上侧移动。因而，实质上斜面43不是必须的，其可以是与圆弧面12配合的任何适当形状。

Claims (8)

1.一种倒档预同步装置，其包括换档塔套筒(10)、围绕所述换档塔套筒(10)设置的非倒档叉口架(40)和设置于所述换档塔套筒(10)的定位组件(20)，
在所述换档塔套筒(10)沿其轴线方向从前进档中位移动到倒档中位时，所述定位组件(20)使所述非倒档叉口架(40)向其第一档位方向移动，以实现倒档预同步，在所述换档塔套筒(10)从前进档中位移动到倒档中位时，所述定位组件(20)与形成于所述非倒档叉口架(40)的内周面的第一斜面(41)接触，而推动所述非倒档叉口架(40)向其第一档位方向移动，在与所述非倒档叉口架(40)的板面垂直的方向贯穿所述第一斜面(41)的截面中，所述第一斜面(41)呈现为圆弧面。
2.根据权利要求1所述的倒档预同步装置，其特征在于，在所述换档塔套筒(10)绕着其轴线从倒档中位转动到倒档时，所述换档塔套筒(10)使所述非倒档叉口架(40)向所述非倒档叉口架(40)的与所述第一档位方向相反的第二档位方向移动。
3.根据权利要求2所述的倒档预同步装置，其特征在于，在所述换档塔套筒(10)从倒档中位转动到倒档时，所述换档塔套筒(10)的第一斜面(12)与形成于所述非倒档叉口架(40)的内周面的第二斜面(43)接触，而推动所述非倒档叉口架(40)向其第二档位方向移动，并使所述非倒档叉口架(40)回到其中性位置。
4.根据权利要求3所述的倒档预同步装置，其特征在于，所述换档塔套筒(10)的所述第一斜面(12)为第一圆弧面，通过使所述换档塔套筒(10)的周壁的一部分向径向内侧凹陷而形成所述第一圆弧面。
5.根据权利要求1所述的倒档预同步装置，其特征在于，在所述换档塔套筒(10)绕着其轴线从倒档转动到倒档中位时，所述定位组件(20)使所述非倒档叉口架(40)向其第一档位方向移动，
在所述换档塔套筒(10)沿着其轴线方向从倒档中位移动到前进档中位时，所述换档塔套筒(10)使所述非倒档叉口架(40)向所述非倒档叉口架的与所述第一档位方向相反的第二档位方向移动。
6.根据权利要求5所述的倒档预同步装置，其特征在于，在所述换档塔套筒(10)从倒档回到倒档中位时，所述定位组件(20)与形成于所述非倒档叉口架的内周壁的槽(42)的壁面接触，而推动所述非倒档叉口架(40)向其第一档位方向移动，
在所述换档塔套筒(10)从倒档中位回到前进档中位时，所述换档塔套筒(10)的第二斜面(11)与形成于所述非倒档叉口架(40)的内周面的第二斜面(43)接触，而推动所述非倒档叉口架(40)向其第二档位方向移动。
7.根据权利要求6所述的倒档预同步装置，其特征在于，通过在所述换档塔套筒(10)上开出沿着其周向延伸的长孔(14)，并在所述长孔(14)的一个边上形成圆弧面来形成所述换档塔套筒(10)的第二斜面(11)。
8.一种倒档预同步方法，其特征在于，通过权利要求1-7中任一项所述的倒档预同步装置来实现该倒档预同步方法。
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