CN109372980A - 一种集成式手动变速器操纵总成 - Google Patents

一种集成式手动变速器操纵总成 Download PDF

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Abstract

本发明属于变速箱技术领域，具体涉及一种集成式手动变速器操纵总成。为解决现有的变速器操纵总成换挡助力器与换挡拨头距离远，影响操纵的整体刚度和变速器的换挡性能一致性，且增加换挡助力器后换挡力轻，可能导致不踩离合器即换挡，损坏同步器的技术问题，本发明提供了一种集成式手动变速器操纵总成，用于变速器操作。本发明的一种集成式手动变速器操纵总成，包括设有操纵窗口的操纵壳体、内轴、外轴以及换挡助力器；内轴贯穿设置在操纵壳体内，外轴套设在内轴和操纵壳体之间；操纵窗口在靠近换挡助力器一端设置；内轴远离换挡助力器的一端设有互锁凹槽；在操纵壳体上与互锁凹槽对应的位置设置有锁止机构。

Description

一种集成式手动变速器操纵总成
技术领域
本发明属于变速箱技术领域，具体涉及一种集成式手动变速器操纵总成。
背景技术
科技发展带动汽车工业的发展，近年来汽车变速器厂家通过不断努力和创新，开发出了AMT、AT等高端变速器，使变速器操作更简单、舒适性提高，但因高成本、低传动效率、高油耗等问题仍没有获得很好的市场表现。
目前手动机械式变速箱由于其结构简单、可靠性高、售价低、维修保养费用低等诸多优点，仍然是国内汽车配置的主流。随着以人为本设计理念的深入和驾驶人员的年轻化，对整车手动变速器的驾驶舒适性要求越来越高。带同步器的变速器虽然解决了换挡过程中的冲击和打齿等问题，但因变速器结构的限制、换挡力大，特别是降挡时换挡力大，以及同步器二次拨环问题影响换挡舒适性。
增加换挡助力器不但可以降低换挡力，同时可以弱化同步器的二次换挡冲击，极大的提高换挡舒适性，匹配换挡助力器成为带同步器手动变速器改善换挡舒适性的不二选择。
现有变速器操纵总成的操纵窗口一般布置在操纵总成的中部，换挡助力器布置在变速器操纵总成的一端，此时，变速器操纵匹配换挡助力器时，换挡助力器与换挡拨头距离远，影响操纵总成的整体刚度和变速器换挡性能一致性。同时由于增加换挡助力器后换挡力轻，可能导致某些司机在不踩离合器的情况下即换挡，此时会造成同步器损坏，致使车辆停用的恶果,不但造成用户的经济损失引起用户不满，也增加了维修服务成本，影响企业的品牌形象和市场影响力。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的变速器操纵总成存在换挡助力器与换挡拨头距离远，影响操纵的整体刚度和变速器换挡性能的一致性，且增加换挡助力器后换挡力轻，可能导致不踩离合器即换挡，进而损坏同步器的技术问题，而提供了一种集成式手动变速器操纵总成，用于变速器操作。
本发明的技术方案是：
一种集成式手动变速器操纵总成，包括操纵壳体、内轴、外轴以及换挡助力器；内轴贯穿设置在操纵壳体内，外轴套设在内轴和操纵壳体之间；操作壳体上还设有操纵窗口，换挡助力器在操纵壳体一端并与内轴和外轴连接；其特殊之处在于：操纵窗口靠近换挡助力器设置；所述内轴远离换挡助力器的位置设有互锁凹槽；在操纵壳体上与互锁凹槽对应的位置设置有用于在不踩离合换挡时锁定挡位的锁止机构，只有当离合器分离且副箱在高挡或低挡时，锁止机构解锁、换挡助力器有助力作用，可以轻松换挡。
进一步地，所述锁止机构包括活塞腔、互锁活塞、锁挡弹簧和气缸盖；活塞腔设置在操纵壳体上，互锁活塞安装在活塞腔内，互锁活塞与活塞腔间形成空腔，且互锁活塞上设置互锁杆，互锁杆穿过操纵壳体后顶入内轴的互锁凹槽内；操纵壳体侧壁设置有与所述空腔连通互锁缸气孔，互锁缸气孔接离合器分泵和副箱互锁阀；所述气缸盖安装在操纵壳体对应活塞腔位置处；所述锁挡弹簧安装在互锁活塞和气缸盖之间且带有一定预压缩量。
进一步地，所述内轴还设置有倒挡锁凹槽，所述操纵壳体对应倒挡锁凹槽位置设置有倒挡锁柱销和倒挡锁弹簧，所述倒挡锁柱销在倒挡锁弹簧作用下顶入倒挡锁凹槽内。
进一步地，所述内轴与互锁凹槽相对的另一侧设置有空挡指示凹槽，所述操纵壳体与互锁气缸相对的另一侧设置有空挡指示开关安装孔，空挡指示开关安装孔内安装有空挡指示开关，空挡指示开关的触头位于空挡指示凹槽中。
进一步地，所述内轴与倒挡锁凹槽相对的另一侧设置有倒挡指示凹槽，所述操纵壳体与安装倒挡锁柱销位置相对的另一侧设置有倒挡指示开关安装孔，倒挡指示开关安装孔内安装有倒挡指示灯开关，倒挡指示灯开关的触头位于倒挡指示凹槽中。
进一步地，为了保证换挡行程一致性，所述操纵壳体对应换挡助力器处的侧面设置挂挡限位销，当助力器内轴拨块转动到设计的挂挡角度时，挂挡限位销与助力器内轴拨块的侧面接触阻止助力器内轴拨块继续旋转。
进一步地，所述互锁凹槽为V形槽，所述互锁杆端部为与互锁凹槽配合的锥面。
进一步地，所述互锁活塞上设置有贯通的轴向孔，轴向孔与互锁活塞后端安装锁挡弹簧的空间相通，在弹簧进一步压缩时，可以卸掉弹簧安装空间中的气体压力，使得解锁迅速。
本发明的有益效果：
1、本发明通过改变操纵壳体上操纵窗口的位置，使得换挡助力器接近换挡拨头，缩短了换挡助力侧操纵壳体长度，提高了操纵的刚度，同时通过增加一种新型的互锁气缸防止驾驶员的不规范操作保证主箱和副箱同步器的寿命，从而提高变速器的可靠性，操纵总成上还集成了自锁、互锁机构，空挡、倒挡开关启动机构，高度集成的操纵总成，使得配置该操纵总成的变速器安全，可靠，安装方便，操作舒适性高，可以很大程度降低同步器故障率，增加车辆出勤率，减少用户抱怨，节约维修服务成本，有很高的经济效益和社会效益；
2、本发明通过将换挡、自锁、挡位互锁、主副箱互锁集成在操纵总成上，使得操纵总成不但可以实现选挡、换挡功能，还可以实现空挡、倒挡指示功能，集成式换挡助力器不仅实现了与操纵的高度集成，也提高了换挡舒适性，更重要的是，该操纵总成结构紧凑、整体刚度好，布置在后端的互锁缸，因为与离合器和副箱高低挡转换互锁阀联动，使驾驶员必须踩下离合器踏板才能换挡，防止驾驶员不踩离合就换挡或在副箱高低挡切换过程中的抢挡操作，这样既保护了主箱同步器也保护了副箱同步器。
3、本发明操纵装置总成结构简单、功能齐全。
附图说明
图1是本发明一种集成式手动变速器操纵总成实施例的布置图；
图2是图1的D-D处剖面图，且旋转90°；
图3是图1的E-E处剖面图，且旋转90°；
图4是本发明一种集成式手动变速器操纵总成实施例助力器内轴拨块处的剖面图；
附图标记说明：
1-内轴，101-互锁凹槽，102-倒挡锁凹槽，103-倒挡指示凹槽，104-空挡指示凹槽，2-外轴，3-换挡拨头，4-操纵壳体，41-气缸盖，42-活塞腔，43-空腔，5-倒挡锁柱销，6-选挡平衡簧，7-互锁活塞，71-互锁杆，72-轴向孔，8-锁挡弹簧，9-倒挡锁弹簧，10-气路控制阀，11-换挡助力器，12-选挡轴，13-选挡拨头，14-集成式自锁销，15-挡位互锁块，16-内轴拨块，17-挂挡限位销，18-螺塞，19-操纵窗口，A-互锁缸气孔，B-倒挡指示开关安装孔，C-空挡指示开关安装孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
如图1所示，本实施例中的一种集成式手动变速器操纵总成，包括内轴1、外轴2、操纵壳体4、换挡组件、选挡组件以及换挡助力器11。
内轴1贯穿设置在操纵壳体4内，外轴2套设在内轴1和操纵壳体4之间；操作壳体4上设有操纵窗口19，换挡助力器11设在操纵壳体4一端并与内轴1和外轴2连接，操纵窗口19在靠近换挡助力器11设置，内轴1远离换挡助力器11的位置设有互锁凹槽101，内轴1上设置有倒挡锁凹槽102，本实施例中，互锁凹槽101为V形槽，其他实施例中也可以设置为其他形状，保证互锁杆71将内轴1锁住即可；内轴1与互锁凹槽101相对的另一侧设置有空挡指示凹槽104，内轴1与倒挡锁凹槽102相对的另一侧设置有倒挡指示凹槽103。
在操纵壳体4上与互锁凹槽101对应的位置设置有用于在不踩离合换挡时锁定挡位的锁止机构，操纵壳体4对应倒挡锁凹槽102位置设置有倒挡锁柱销5和倒挡锁弹簧9，倒挡锁柱销5在倒挡锁弹簧9作用下顶入倒挡锁凹槽102内，操纵壳体4与安装倒挡锁柱销5位置相对的另一侧设置有倒挡指示开关安装孔B，倒挡指示开关安装孔B内安装有倒挡指示灯开关，倒挡指示灯开关的触头位于倒挡指示凹槽103中，操纵壳体4与锁止机构相对的另一侧设置有空挡指示开关安装孔C，空挡指示开关安装孔C内安装有空挡指示开关，空挡指示开关的触头位于空挡指示凹槽104中。
如图3所示，锁止机构包括的活塞腔42、互锁活塞7、锁挡弹簧8和气缸盖41；活塞腔42设置在操纵壳体4上，互锁活塞7安装在活塞腔42内，互锁活塞7与活塞腔42间形成空腔43，且互锁活塞7上设置互锁杆71，互锁杆71穿过操纵壳体4后顶入内轴1的互锁凹槽101内，实施例中，互锁杆71端部为与互锁凹槽101配合的锥台；操纵壳体4侧壁设置有与空腔43连通的互锁缸气孔A，互锁缸气孔A接离合器分泵和副箱互锁阀；气缸盖41安装在操纵壳体4对应活塞腔42位置处；锁挡弹簧8安装在互锁活塞7和气缸盖41之间且带有一定预压缩量；互锁活塞7上设置有贯通的轴向孔72，轴向孔72与互锁活塞7后端安装锁挡弹簧8的空间相通，在锁挡弹簧8进一步压缩时，可以卸掉锁挡弹簧8安装空间中的气体压力，使得解锁迅速。
如图4所示，操纵壳体4对应换挡助力器11的侧面设置挂挡限位销17，本实施例中，操纵窗口19处还设置有气路控制阀10，当变速箱在空挡时，气路控制阀10对副箱进行供气，以实现副箱高低挡切换。
换挡组件包括换挡拨头3，换挡拨头3上部设置有凹槽，换挡拨头3通过圆柱销与内轴1、外轴2同时连接，圆柱销与内轴1之间留有间隙，内轴1通过内轴拨块16与换挡助力器11的内部轴连接；换挡拨头3上设置圆弧槽，换挡拨头3侧面增加一个集成式自锁销14，集成式自锁销14与圆弧槽配合；当驾驶员执行换挡动作时，首先转动内轴1带动助力器内轴拨块16转动，由于内轴1与圆柱销之间有间隙，此时换挡拨头3不动，内轴拨块16拨动助力器内部轴打开换挡助力器11阀芯，此时如果助力器有进气，压缩空气进入助力气缸产生助力作用，推动外轴2旋转，带动换挡拨头3转动完成挂挡动作。
如图2所示，选挡组件包括选挡轴12、选挡拨头13和选挡平衡簧6，选挡轴12与选挡拨头13固定连接，选挡拨头13伸入换挡拨头3上部的凹槽内，选挡平衡簧6套装在内轴1另一端；当变速器没有挂挡时，换挡拨头3在选挡平衡簧6的作用下保持在空挡位置，当选挡拨头13旋转时，换挡拨头3沿外轴2带动内轴1一起轴向移动选挡。
本发明的工作过程如下：
当汽车需要换挡时，首先要踩下离合器，将变速器摘至空挡，然后转动选挡轴12和选挡拨头13，带动换挡拨头3沿轴向移动选入需要挂挡的位置，此时因变速器在挂挡方向的空挡位置，空挡指示灯开关触头在内轴1的空挡指示凹槽104里，空挡指示接通，此时如果副箱在高挡或低挡，互锁气缸通气，压缩气体将互锁活塞7推出内轴1，内轴1可以轻松转动，打开换挡助力器11的助力气缸，助力气缸输出力作用在外轴2上促使外轴2旋转带动换挡拨头3转动完成挂挡，外轴2旋转空挡指示灯开关被顶出空挡指示凹槽104，开关断开；如果选入的位置是倒挡，当向挂挡方向转动时，内轴1上与倒挡指示灯开关触头配合的倒挡指示凹槽103转动，推动倒挡指示灯开关触头，倒挡指示灯接通，提醒驾驶员在挂倒挡防止误操作。如果驾驶员换挡选择的挡位是高低挡切换，由于在副箱高低挡切换的过程中，副箱互锁阀关闭，换挡助力器11和活塞腔42此时不通气，换挡助力器11没有助力作用，互锁活塞7在预压缩状态下的锁挡弹簧8作用下将互锁活塞7上的锁挡杆71顶入内轴1上的互锁凹槽101中，阻止内轴1旋转，主箱不能进行挂挡，达到保护副箱同步器的目的。同样的，如果驾驶员不踩离合器，副箱互锁阀没有气体输入，此时即使副箱在高低挡的挡位上，换挡助力器11和活塞腔42没有通气，内轴1转动需要克服活塞腔42内的锁挡弹簧8的弹簧力，而且换挡助力器11没有助力作用，进行主箱同步器换挡同样很费劲，促使驾驶员必须踩下离合器挂挡，从而达到保护主箱同步器的作用。
空挡指示：C口为空挡指示开关安装孔，当变速器在空挡位置时，空挡指示开关的触头在内轴1上的空挡指示凹槽104里，电路接通，当变速器挂挡时，内轴1转动，空挡指示灯开关被压缩，电路断开。
倒挡指示及倒挡锁：当汽车想挂倒挡时，首先要将换挡拨头3向右移动选对倒挡位置，在换挡拨头3向右移动的过程中，一方面要压缩选挡平衡簧6，另一方面倒挡锁柱销5被内轴1顶起压缩倒挡锁弹簧9使选挡力突然增大，提醒驾驶员注意所选挡位为倒挡，即为倒挡锁，与倒挡锁相对的另一侧B口为倒挡指示开关安装孔，当选到倒挡并向挂挡方向转动时，内轴1上与倒挡指示灯开关触头配合的倒挡指示凹槽103转动，推动倒挡指示灯开关触头，倒挡指示灯接通，再次提醒驾驶员所挂挡位为倒挡防止误操作造成安全事故。
主箱同步器保护功能：操纵装置壳体4的另一端设置有互锁气缸，气缸内装有互锁活塞7和锁挡弹簧8，如图3所示，互锁活塞7一端部为带锥面的互锁杆71，在锁挡弹簧8的作用力下，互锁杆71上的锥面与内轴1上的V形互锁凹槽101配合，阻止内轴1转动或需要很大力才能转动，A进气口为互锁气缸的进气口，与离合器分泵联动，只有踩下离合器时，压缩空气才能由贮气筒经离合器分泵进入互锁气缸，推动互锁活塞7离开内轴1解锁，实现轻松挂挡，杜绝了不踩离合器就挂挡的不规范操作，保护主箱同步器。
副箱同步器保护功能：当变速器为主副箱结构时，互锁气缸的进气还必须过副箱互锁阀，踩下离合器时，压缩空气经离合器分泵到副箱互锁阀，此时如副箱同步器在高挡或低挡，副箱互锁阀中气路接通，压缩空气可进入换挡助力器11和锁挡气缸7，锁挡解除，主箱可轻松进行挂挡动作；副箱同步器如果正在进行高低挡切换时，副箱互锁阀气路断开，压缩空气不能进入换挡助力器11和锁挡气缸7，内轴1被锁止，主箱不能挂挡，待副箱同步器切换完成后才可以挂挡。
挂挡限位功能：为了保证换挡行程一致性，在助力器内轴拨块16侧面增加挂挡限位销17，挂挡限位销17通过螺塞18固定在操纵壳体4侧面，当助力器内轴拨块16转动到设计的挂挡角度时，挂挡限位销17与助力器内轴拨块16的侧面接触阻止助力器内轴拨块16继续旋转。
本发明还集成了以下功能，换挡拨头3侧面设计有与集成式自锁销14的钢球相匹配的3个圆弧槽对应变速器挂挡方向的三个位置，可实现空挡、和挂挡位置的定位即挡位自锁功能；换挡拨头3上套装挡位互锁块15，换挡拨头3只能在与挡位互锁块15对齐的选挡位置旋转挂挡，其余位置因互锁块的限制不能移动可实现挡位互锁功能。

Claims (8)

1.一种集成式手动变速器操纵总成，包括操纵壳体(4)、内轴(1)、外轴(2)以及换挡助力器(11)；内轴(1)贯穿设置在操纵壳体(4)内，外轴(2)套设在内轴(1)和操纵壳体(4)之间；操纵壳体(4)上还设有操纵窗口(19)，换挡助力器(11)设在操纵壳体(4)一端并与内轴(1)和外轴(2)连接；
其特征在于：
操纵窗口(19)在靠近换挡助力器(11)处设置；
所述内轴(1)远离换挡助力器(11)的位置设有互锁凹槽(101)；
在操纵壳体(4)上与互锁凹槽(101)对应的位置设置有用于在不踩离合换挡时锁定挡位的锁止机构。
2.根据权利要求1所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述锁止机构包括活塞腔(42)、互锁活塞(7)、锁挡弹簧(8)和气缸盖(41)；
活塞腔(42)设置在操纵壳体(4)上，互锁活塞(7)安装在活塞腔(42)内，互锁活塞(7)与活塞腔(42)间形成空腔(43)，且互锁活塞(7)上设置互锁杆(71)，互锁杆(71)穿过操纵壳体(4)后顶入内轴(1)的互锁凹槽(101)内；
操纵壳体(4)侧壁设置有与所述空腔(43)连通的互锁缸气孔(A)；
所述气缸盖(41)安装在操纵壳体(4)对应活塞腔(42)位置处；
所述锁挡弹簧(8)安装在互锁活塞(7)和气缸盖(41)之间且带有一定预压缩量。
3.根据权利要求2所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述内轴(1)还设置有倒挡锁凹槽(102)，所述操纵壳体(4)对应倒挡锁凹槽(102)位置设置有倒挡锁柱销(5)和倒挡锁弹簧(9)，所述倒挡锁柱销(5)在倒挡锁弹簧(9)作用下顶入倒挡锁凹槽(102)内。
4.根据权利要求3所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述内轴(1)与互锁凹槽(101)相对的另一侧设置有空挡指示凹槽(104)，所述操纵壳体(4)与互锁气缸相对的另一侧设置有空挡指示开关安装孔(C)，空挡指示开关安装孔(C)内安装有空挡指示开关，空挡指示开关的触头位于空挡指示凹槽(104)中。
5.根据权利要求4所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述内轴(1)与倒挡锁凹槽(102)相对的另一侧设置有倒挡指示凹槽(103)，所述操纵壳体(4)与安装倒挡锁柱销(5)位置相对的另一侧设置有倒挡指示开关安装孔(B)，倒挡指示开关安装孔(B)内安装有倒挡指示灯开关，倒挡指示灯开关的触头位于倒挡指示凹槽(103)中。
6.根据权利要求4或5所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述操纵壳体(4)对应换挡助力器(11)处的侧面设置挂挡限位销(17)。
7.根据权利要求6所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述互锁凹槽(101)为V形槽，所述互锁杆(71)端部为与互锁凹槽(101)配合的锥面。
8.根据权利要求7所述的一种集成式手动变速器操纵总成，其特征在于：
所述互锁活塞(7)上设置有贯通的轴向孔(72)，轴向孔(72)与互锁活塞(7)后端安装锁挡弹簧(8)的空间相通。
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