CN108458096A - 用于手动变速器的换档连杆系组件 - Google Patents

Abstract

档位选择器组件被构造成在车辆的操作者与手动变速器的档位选择器之间建立机械连接。档位选择器组件包括传动换档杆和换档连杆系组件。传动换档杆包括换档输出构件，该换档输出构件配置成响应于传动换档杆的运动而进行旋转和轴向运动。换档连杆系组件包括具有柔性线的换档线连杆、围绕柔性线的柔性壳体以及围绕柔性壳体的壳体套。柔性线包括：构造成可操作地连接到换档输出构件以用于接收旋转和轴向运动的输入端；以及构造成可操作地连接到档位选择器以将旋转和轴向运动传递到档位选择器的相对的输出端。

Description

用于手动变速器的换档连杆系组件

引言

本公开涉及用于机动车辆的换档器和变速器之间的换档连杆系，并且更特别地，涉及手动变速器的杆式换档器和档位选择器之间的线换档连杆系。

机动车辆通常包括变速器来作为传动系的一部分。变速器提供多个前进档传动比和通常一个倒档传动比。多个传动比允许内燃机或电动机的速度维持在其输送转矩以推进机动车辆的最佳操作范围内。变速器可以是自动变速器，在自动变速器的情况下，基于诸如机动车辆的速度和机动车辆的节流阀位置的预定因素通过变速器或变速器控制器来自动地选择期望传动比。变速器也可以是手动变速器，在手动变速器的情况下，通过机动车辆的操作者将换档杆从一个传动比位置移动到另一传动比位置来手动地选择期望传动比。换档杆的运动产生通过机械换档连杆系传递到位于手动变速器上的档位选择器的旋转和轴向运动。手动变速器的档位选择器操作手动变速器内的换档拨叉，以基于由机械换档连杆系传递的旋转和轴向运动来接合所选择的传动比。

机械换档连杆系通常包括刚性换档连杆，该刚性换档连杆具有联接到手动变速器上的换档杆的第一端和联接到手动变速器上的档位选择器的相对的第二端。在换档杆相对接近档位选择器的地方，具有换档连杆的机械换档连杆系是足够的。然而，在换档杆和档位选择器之间存在很大距离时，可能有损换档体验。为了改善重量分布，前置发动机高性能机动车辆可以将手动变速器安装在后驱动轴上。手动变速器上的换档杆和档位选择器之间的距离由于手动变速器的后部远端位置而增加。为了适应增加的距离和封装的考虑，换档连杆在手动变速器的换档杆和档位选择器之间被拉长和扭曲，从而导致换档连杆的输入端与换档连杆的输出端之间的轴向偏移。

由于换档连杆的长度和扭曲的增加，换档连杆可能沿着其长度扭转和/或弯曲，从而导致向档位选择器的旋转和轴向运动的传递减少或延迟。旋转和轴向运动的传递减少或延迟可能导致换档杆的海绵状、凹坑状和/或不响应的感觉，因此导致在选择期望传动比时换档起来更费力。

因此，在当前换档连杆达到将换档杆机械地连接到档位选择器的预期目的的同时，存在对如下新的和改进的机械换档连杆系的需求：其将由换档杆引发的旋转和轴向运动更精确地传递至档位选择器，从而改善换档感觉，降低换档费力程度，以及实现传动比之间更短的换档时间。

发明内容

根据若干方面，本公开提供了一种用于在手动变速器上的传动换档杆与档位选择器之间建立机械连接的换档连杆系组件的换档线连杆。换档线连杆包括具有输入端和与输入端相对的输出端的柔性线。输入端被构造成接收来自传动换档杆的旋转运动和轴向运动，并且输出端被构造成将旋转运动和轴向运动传递至档位选择器。柔性线包括相对于线的总长度足够大的直径，使得由于输入端和输出端之间的弹性变形而导致的旋转差小于预定值。

在本公开的另一方面，柔性线还包括将输入端和输出端互连的单线芯和缠绕到该线芯上的多个线束。所述多个线束与单线芯配合以将旋转和轴向运动从输入端传递到输出端。

在本公开的另一方面，换档线连杆包括围绕柔性线同轴设置的柔性壳体。柔性壳体包括与柔性线紧密接触的内表面，使得柔性壳体支承柔性线，同时允许柔性线在柔性壳体内自由旋转和轴向滑动。

在本公开的另一方面，换档线连杆还包括设置在柔性壳体的外表面上的套。套限定多个轴向延伸的肋条。

在本公开的另一方面，单线芯包括多个编织线股。每个线束由多个绞合或编织线股形成。

根据若干方面，本公开还提供了一种用于机动车辆的手动变速器的换档连杆系组件，该换档连杆系组件具有换档连杆线，换档连杆线包括柔性线、围绕柔性线同轴设置的柔性壳体、以及设置在柔性壳体上的壳体套。柔性线包括构造成可操作地连接到换档杆的输出构件以用于接收旋转运动和轴向运动的输入端以及构造成可操作地连接到变速器上的档位选择器以用于传递旋转和轴向运动的相对的输出端。柔性线具有足以将由输入端接收的大致相同程度的旋转运动传递到输出端的扭转刚度和足以将由输入端接收的大致相同长度的轴向运动传递到输出端的轴向刚度。

在本公开的另外的方面，换档连杆系组件还包括：被构造成将柔性线的输入端连接成与换档杆的输出构件共同旋转运动和轴向运动的输入联接器；以及被构造成将柔性线的输出端连接成与变速器的档位选择器共同旋转运动和轴向运动的输出联接器。

在本公开的另一方面，换档连杆系组件还包括用于将换档连杆系组件接地到机动车辆的支承结构的多个支架。

在本公开的另一方面，从柔性线的输入端延伸的输入轴线径向偏移并且不平行于从柔性线的输出端延伸的输出轴线。

在本公开的另一方面，柔性壳体引导柔性线的轴向平移运动而不阻碍柔性线的旋转运动。

在本公开的另一方面，柔性线包括中心柔性线芯和螺旋缠绕到中心线芯上以支持中心线芯免受由旋转和轴向平移运动导致的塑性变形的多个线束。

根据若干方面，本公开还提供了一种手动档位选择器组件以及包括具有柔性线的换档线连杆的换档连杆系组件，手动档位选择器组件具有被构造成可滑动地枢转通过预定图案以用于选择期望传动比的换档杆以及被构造成基于所选择的传动比传递旋转运动和轴向平移运动的输出构件。柔性线包括：被联接成与换档杆的输出构件共同旋转运动和轴向平移运动的输入端；以及被构造成联接至手动变速器的档位选择器以用于与档位选择器共同旋转运动和轴向平移运动的相对的输出端。

在本公开的另外的方面，柔性线被构造成将从换档杆的输出构件接收的大致相同量的旋转运动和平移运动传递到档位选择器。

在本公开的另一方面，从柔性线的输入端延伸的输入轴线径向偏移并且不平行于从柔性线的输出端延伸的输出轴线。

在本公开的另一方面，换档线连杆还包括围绕柔性线同轴设置的柔性壳体、设置在柔性壳体和柔性线之间的润滑剂以及设置在柔性壳体上的壳体套，其中，壳体套限定在换档线连杆的长度上延伸的多个肋条。

在本公开的另一方面，柔性线包括中心柔性线芯和多个线束，所述多个线束螺旋地缠绕到中心线芯上，以支持和加强中心线芯免受由于扭转力、压缩力和拉伸力导致的变形，使得由输入端接收的旋转运动和轴向平移运动与通过柔性线传递到输出端的旋转运动和轴向平移运动一致。

在又一方面，手动档位选择器组件还包括用于将换档连杆系组件接地到机动车辆的支承结构的多个支架。

在又一方面，输入端定向为朝向车辆的前部，并且输出端定向为朝向车辆的后部。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得明显。应该理解的是，描述和具体示例仅用于说明的目的，而不意图限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明的目的，而不意图以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据示例性实施方式的具有用于机动车辆的手动变速器的换档线连杆的示例性手动传动换档组件的透视图；

图1A示出根据示例性实施方式的示例性六速手动变速器的双H换档图案；以及

图2是图1的手动传动换档组件的换档线连杆的透视剖视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本公开、应用或用途。图1示出了用于机动车辆的手动变速器(未示出)的手动档位选择器组件10的示例性实施方式。手动档位选择器组件10在车辆的操作者与手动变速器的档位选择器(未示出)之间建立机械连接。手动档位选择器组件10包括档位选择器杆12(也称为换档杆12)和换档连杆系组件14。换档杆12包括换档输出构件15，该换档输出构件15构造成响应于换档杆12通过预定换档图案20的运动而围绕轴线A旋转以及沿着轴线A在轴向方向上移动。换档连杆系组件14包括换档线连杆16，换档线连杆16将换档输出构件15的旋转和轴向运动机械地连接到沿着轴线A′延伸的档位选择器。换句话说，换档线连杆16将来自沿着轴线A延伸的换档输出构件15的旋转运动和轴向平移运动两者传递到沿着轴线A′延伸的档位选择器。轴线A′可以在x方向和y方向上从轴线A径向偏移，并且轴线A′不需要平行于轴线A。

图1A示出了显示在手动变速器的换档杆12的输入端18上的双H换档图案20，其具有六(6)个前进档传动比和一(1)个倒档传动比R，也被称为手动六速变速器。第一、第三和第五传动比位于双H图案20的顶部垂直狭槽22A、22B、22C上，并且第二、第四和第六传动比位于双H图案20的底部垂直狭槽22D、22E、22F上。顶部狭槽22A、22B、22C定向为朝向机动车辆的前部，并且底部狭槽22D、22E、22F定向为朝向机动车辆的后部。空档沿着水平狭槽24定位，水平狭槽24将顶部和底部狭槽22A、22B、22C、22D、22E、22F相互连接。换档杆12正常情况下返回到第三传动比狭槽22B和第四传动比狭槽22E之间的空档位置N。尽管示出了用于手动六速变速器的双H换档图案20，但是传动换档组件10不意味着受限于用于这种图案20或手动六速变速器。传动换档组件10的示例性实施方式可以用于具有档位选择器的任何手动变速器，该档位选择器构造成接收来自传动换档杆12的旋转运动和轴向运动两者以用于选择传动比。

参考图2，换档线连杆16包括柔性线26、围绕柔性线26的柔性壳体28以及围绕柔性壳体28的壳体套30。图1最佳地示出，柔性线26包括输入端32，输入端32具有连接到换档输出构件15的输入联接器33，用于与换档输出构件15沿着轴线A共同旋转和轴向运动。柔性线26还包括与输入端32相对的输出端34，输出端34具有输出联接器35，输出联接器35被构造成连接至档位选择器以用于沿着轴线A′与档位选择器共同旋转和轴向运动。

所示的柔性线26由沿着纵向轴线B延伸柔性线26的长度的柔性单中心实心线芯36和紧密地缠绕到柔性单中心实心线芯36上的多个线束38形成。每个线束38可以包括多个绞合或编织线股。线束38螺旋缠绕或编织到实心线芯36上以支持和加强实心线芯36，使得组装后的柔性线26不会由于在换档连杆系组件14的正常操作状态期间经历拉伸力、压缩力或扭转力而经受过度的弹性变形。优选地，实心线芯36和线束38由诸如不锈钢的材料的高拉伸强度和耐腐蚀材料形成。可替选地，柔性线26可以由编织到柔性线26中的多个线束38形成，而不具有柔性实心线芯36。

柔性壳体28围绕柔性线26同轴设置。柔性壳体28包括与柔性线26紧密接触的内表面40，使得柔性壳体28支承柔性线26，同时允许柔性线26沿着纵向轴线B在两个方向上自由旋转并且自由轴向滑动。应该注意的是，纵向轴线B不需要是线性的，并且在柔性线26在输入端32和输出端34之间延伸时跟随柔性线26的曲线。柔性壳体28优选地由如下材料形成：该材料耐受柔性线26的前、后和旋转运动所引起的磨损，并且是耐腐蚀的，例如不锈钢或镀锌钢材料。柔性壳体28可以由螺旋缠绕的方形钢线或编织钢线股制成。线润滑剂可以注入到柔性线26和柔性壳体28之间，以提供柔性线26在柔性壳体28内的旋转和轴向运动的容易性。

壳体套30由涂覆到柔性壳体28的外表面上或围绕柔性壳体28的外表面设置的聚合物套形成，以保护柔性壳体28和柔性线26免受机动车辆的恶劣操作环境的影响，例如来自车辆排气系统的热量、车辆流体和腐蚀性路面碎片如道路盐的影响。优选地，套由耐腐蚀聚合物例如聚氯乙烯(PVC)、聚氯酯(TPU)、尼龙或提供耐用性以保护柔性壳体28和柔性线26免受环境因素影响的其它已知的塑料聚合物形成。壳体套30限定沿壳体套30的长度延伸的多个肋条41。纵向延伸的肋条41为壳体套30提供结构完整性。

再参考图1，利用安装支架42和支承件44，换档连杆系组件14被安装到机动车辆的支承结构(未示出)上，例如转矩通道上。安装支架42构造成将换档线连杆16固定或接地到支承结构上，以限制换档线连杆16的轴向运动，同时允许柔性线26沿着前后方向在换档线连杆16的柔性壳体28的长度内自由滑动以及在柔性线26没有被约束或变形的情况下在柔性壳体28内自由旋转。支承件44将换档线连杆16保持在换档输出构件15和档位选择器之间的预定位置和预定路线中。

在所示的示例性实施方式中，换档线连杆16被弯曲成S形以适应传动系组件的封装，从而导致输出端34在x方向和y方向两者上从输入端32径向偏移。车辆的操作者通过双H图案20可滑动地枢转换档杆12以选择期望传动比。换档输出构件15基于操作者通过双H图案20选择的传动比而沿着轴线A在前后方向上旋转和移动。换档连杆系组件14的换档线连杆16的柔性线26将来自换档输出构件15的旋转和轴向运动两者传递到手动变速器上的档位选择器。柔性线26被联接以与换档输出构件15共同旋转和轴向运动。旋转和轴向运动通过柔性线26传递到输出端34，输出端34被构造成被联接为与手动变速器的档位选择器共同旋转和轴向运动。

在第一示例中，车辆操作者通过将换档杆12从空档N向左并且向前可滑动地枢转到狭槽22A中来选择从空档N起的第一传动比，从而使换档输出构件15沿第一旋转方向旋转并沿第一轴向方向移动。第一旋转方向和第一轴向方向运动通过换档线连杆16的柔性线26传递到档位选择器。在第二示例中，车辆操作者通过将换档杆12从第一传动狭槽22A向后可滑动地枢转到空档位置N并且再次向后可滑动地枢转到传动狭槽22E中来选择从第一传动比起的第四传动比，从而使换档输出构件15沿第二轴向方向移动，沿第二方向旋转，并再次沿第二轴向方向移动。第二轴向方向、第二方向上的旋转以及再一次的第二轴向方向运动通过换档线连杆16的柔性线26传递到档位选择器。

为了实现通过柔性线26将换档杆12的旋转和轴向平移运动精确传递到档位选择器，柔性线26必须足够坚固以承受拉伸力、压缩力和扭转力，而没有将导致换档或非换档事件的延迟的柔性线26的明显弹性或永久性变形。这种变形将包括由于拉伸力导致的柔性线26的拉伸、由于压缩力导致的线的压缩、以及由于扭转力导致的线的扭曲。换句话说，柔性线26具有足以将由输入端32接收的大致相同程度的旋转运动传递到输出端34的扭转刚度和足以将由输入端32接收的大致相同长度的轴向运动传递到输出端34的轴向刚度，以避免延迟或减少旋转和轴向运动。

例如，对于第一传动比，从空档N到狭槽22A的换档可以导致线的-15到-20度旋转的角度α，其中空档N为0度。类似地，对于第六传动比，从空档N到狭槽22F的换档可以导致+15到+20度的旋转，因此柔性线26从第一传动狭槽22A到第六传动狭槽22F呈现30到40度的最大总旋转。柔性线26的直径应该相对于线的总长度足够大，使得柔性线26的输入角度(α)和输出角度(α′)之间的旋转角度的差小于预定值，超过该预定值将导致延迟致动档位选择器或降低换档的精度。

具有本公开的换档线连杆16的换档连杆系组件14提供多个优点。这些优点包括将由换档杆12引发的旋转和轴向运动两者精确地传递到档位选择器，从而改善换档体验，降低换档费力程度，以及实现传动比之间更短的换档时间。另一个优点是换档线连杆能够在输入轴线A和输出轴线A′偏移且不平行的情况下传递旋转和轴向平移运动。又一个优点是，换档线连杆16在有限的空间内提供改进的换档连杆系组件14的封装。

本公开的描述本质上仅仅是示例性的，并且不偏离本公开的主旨的变型意图在本公开的范围内。这样的变型不被认为是脱离本公开的精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于机动车辆的手动变速器的换档连杆系组件，包括：

换档连杆线，所述换档连杆线包括柔性线、围绕所述柔性线同轴设置的柔性壳体以及设置在所述柔性壳体上的壳体套；

其中，所述柔性线包括被构造成可操作地连接到换档杆的输出构件以用于接收旋转运动和轴向运动的输入端以及被构造成可操作地连接到所述变速器上的档位选择器以用于传输所述旋转运动和所述轴向运动的相对的输出端，

其中，所述柔性线具有足以将由所述输入端接收的大致相同程度的旋转运动传递到所述输出端的扭转刚度和足以将由所述输入端接收的大致相同长度的轴向运动传递到所述输出端的轴向刚度。

2.根据权利要求1所述的换档连杆系组件，还包括：

输入联接器，所述输入联接器构造成将所述柔性线的所述输入端连接成与所述换档杆的输出构件共同旋转运动和轴向运动；以及

输出联接器，所述输出联接器被构造成将所述柔性线的所述输出端连接成与所述变速器的所述档位选择器共同旋转运动和轴向运动。

3.根据权利要求2所述的换档连杆系组件，还包括用于将所述换档连杆系组件接地到所述机动车辆的支承结构的多个支架。

4.根据权利要求3所述的换档连杆系组件，还包括从所述柔性线的所述输入端延伸的输入轴线和从所述柔性线的所述输出端延伸的输出轴线，其中，所述输入轴线径向偏移并且不平行于所述输出轴线。

5.根据权利要求4所述的换档连杆系组件，其中，所述柔性壳体引导所述柔性线的轴向平移运动而不阻碍所述柔性线的旋转运动。

6.根据权利要求5所述的换档连杆系组件，其中，所述柔性线包括中心柔性线芯和螺旋缠绕到所述中心线芯上以支持所述中心线芯免受由旋转和轴向平移运动导致的塑性变形的多个线束。

7.一种用于机动车辆的手动变速器的手动档位选择器组件，包括：

换档杆，所述换档杆构造成可滑动地枢转通过预定图案以用于选择期望传动比，以及输出构件，所述输出构件构造成基于所选择的传动比来传递旋转运动和轴向平移运动；以及

换档连杆系组件，所述换档连杆系组件包括具有柔性线的换档线连杆，其中，所述柔性线包括：被联接成与所述换档杆的所述输出构件共同旋转运动和轴向平移运动的输入端；以及被构造成联接至所述手动变速器的档位选择器以用于与所述档位选择器共同旋转运动和轴向平移运动的相对的输出端。

8.根据权利要求7所述的手动档位选择器组件，其中，所述柔性线被构造成将从所述换档杆的所述输出构件接收的大致相同量的旋转运动和平移运动传递到所述档位选择器。

9.根据权利要求8所述的手动档位选择器组件，其中，从所述柔性线的所述输入端延伸的输入轴线径向偏移并且不平行于从所述柔性线的所述输出端延伸的输出轴线。

10.根据权利要求9所述的手动档位选择器组件，其中，所述换档线连杆还包括围绕所述柔性线同轴设置的柔性壳体、设置在所述柔性壳体和所述柔性线之间的润滑剂以及设置在所述柔性壳体上的壳体套，其中，所述壳体套限定延伸所述线换档连杆的长度的多个肋条。

11.根据权利要求10所述的手动档位选择器组件，其中，所述柔性线包括中心柔性线芯和多个线束，所述多个线束螺旋地缠绕到所述中心线芯上，以支持和加强所述中心线芯免受由于扭转力、压缩力和拉伸力导致的变形，使得由所述输入端接收的旋转运动和轴向平移运动与通过所述柔性线传递到所述输出端的旋转运动和轴向平移运动一致。