CN109519529A - 气动选换挡执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明实施方式公布了一种气动选换挡执行机构，包括选位气缸、换挡臂、选位导向套、选位曲臂组件、滑环；选位气缸水平方向推动选位导向套，气缸活塞的气缸活塞杆末端与选位导向套相连，通过的气缸活塞杆的位移从而带动选位导向套水平位移；选位导向套带动选位曲臂组件产生旋转运动，带动滑环实现换挡轴导向轴的选位移动本发明提供了选换挡的可靠性和自动化控制，兼顾了机械变速箱的高效及高功率密度的特点，优化使用空间，避免了繁杂的人为手动操作，并延续了手动变速箱的低油耗低成本的经济性。
Description
技术领域
本发明属于机械变速箱领域，更具体的涉及一种气动选换档执行机构。
背景技术
自动机械变速箱(AMT)是基于传统定轴式手动机械变速箱的升级产品，继承了机械定轴式变速箱的高效、高功率密度的特点，同时实现了高可靠性的自动换挡控制功能。换而言之，自动机械变速箱即实现了自动变速控制，降低了驾驶员的操作强度，又延续了手动挡变速箱的低油耗、低成本的特点。
选换挡执行机构总成是自动换挡控制的主要执行机构，是实现变速箱自动换挡控制的关键部件，采用高压气体驱动的选换挡执行机构是本专利的核心技术。
发明内容
1、发明目的。
本发明提出了一种气动选换档执行机构,提升选换挡的可靠性和操作的自动化程度。
2、本发明所采用的技术方案。
本发明公开了一种气动换挡系统,包括选位气缸、换挡臂、选位导向套、选位曲臂组件、滑环；选位气缸水平方向推动选位导向套，气缸活塞的气缸活塞杆末端与选位导向套相连，通过的气缸活塞杆的位移从而带动选位导向套水平位移；选位导向套带动选位曲臂组件产生旋转运动，带动滑环实现换挡轴导向轴的选位移动。
更优选的，选换挡导向套设有与曲臂组件圆头部相匹配的圆槽，曲臂圆头嵌在选位导向套的圆槽内，曲臂圆头与选位导向套的圆槽内可发生相对转动，选位导向套水平位移带动曲臂组件沿曲臂转轴旋转，选位曲臂组件带动换挡臂完成换挡过程中的换挡动作。
更优选的，选位气缸上部连接有两个电磁阀，驱动设置选档档位。
更优选的，选位导向套设有两个通孔，垂直安装选位传感器的选位拨杆和选位气缸的活塞；还设有两个相垂直的孔分别用于灌入润滑脂和安装选位导向轴；受到选位导向轴驱动，并推动选位曲臂组件运动。
更优选的，换挡臂其一端与滑环相连接，一端与换挡导向套相接触，通过换挡导向套推动进而受力发生位移，完成换挡轴选档操作。
更优选的，选位导向轴为一个T字形运动轴，T子型末端为扁平结构，运动轴为圆柱轴，末端处与机构箱体相连，选位导向轴靠近T字形末端处与选位导向套相连，用于限制选位导向套的左右方向的位移确保选位操作完成的准确性。
更优选的，选位传感器临近选位气缸，其自身配备有选位传感器拨叉和选位拨杆。装配时将选位传感器的选位拨杆插入选位导向套相对应的孔中，即可在选位气缸动作时捕捉到选位信息。
更优选的，选位曲臂组件，选位曲臂组件一端与选位导向套相连，一端位于滑环的中间凹槽内，通过与滑环凹槽壁的接触拉动换挡轴实现选位操作。
更优选的，应急换挡头一端与滑环通过螺钉紧密连接，一端悬空，紧急换挡的情况时可通过拉动应急换挡头悬空端完成紧急换挡操作。
3、本发明所产生的技术效果。
(1)本发明气动选换挡执行机构解决了电动选换挡机构换挡力不足的问题，最大选换挡力不低于2700Nm，可满足绝大部分的变速箱换挡操作需要。
(2)本发明气动选换挡执行机构直接采用过滤、干燥后的空气，解决了液动选换挡机构固有的渗漏和液压油变质问题，不但简化了密封结构设计，而且取消了定期维护保养的要求，提高了系统可靠性和经济性。
(3)本发明气动选换挡执行机构能够有效降低对外界环境因素的依赖性，不受地域限制，适用范围广。
(4)本发明气动选换挡执行机构的气路设计：选位气缸能够有效保证选位行程的精确控制；换挡气缸采用大行程设计，能够满足大行程、多定位的要求。
(5)本发明选位气缸、换挡气缸一体化制造，选位气缸与换挡气缸采用一体化铸造的方式，加工成一个整体，能够有效保证选位、换挡控制的协同性以及精确性，同时能够减少装配、维修环节，便于安装与维修。
(6)本发明采用内置气路设计，只设置一个进气口，无外露气管(预留外驱动气路除外)，能够有效减少漏气点，可有效提高系统可靠性，系统的密封仅靠密封圈即可实现良好密封，密封结构简单。
(7)选位控制采用选位气缸驱动曲臂组件，再由臂组件拨动滑环，实现换挡轴的选位移动，此设计实现了选位气缸驱动力的方向改变，是实现选位气缸、换挡气缸一体化制造的基础。
(8)本发明曲臂组件与滑环连接的位置，采取了可旋转的滑块设计，此结构急能满足曲臂组件拨动滑环实现换挡轴实现选位的需求，也能避免换挡过程中换挡轴带动滑环旋转而对曲臂组件造成的影响。
附图说明
图1为气动选换挡执行机构的立体图。
图2气动选换挡执行机构原理图。
图3为气动选换挡执行机构图。
图4为选位执行机构结构图。
图5为选位执行机构剖视图。
图6为气动选换挡执行机构选位曲臂组件14结构图。
图7为气动选换挡执行机构的主视图。
图8为气动选换挡执行机构的右视图。
图9为气动选换挡执行机构的附视图。
图10为气动选换挡执行机构图7的B-B剖视图。
图11为气动选换挡执行机构图7的A-A剖视图。
图12为气动选换挡执行机构图8的C-C剖视图。
图13为气动选换挡执行机构的曲臂转轴13结构图。
图14为气动选换挡执行机构的滑环15结构图。
图15为气动选换挡执行机构的换挡导向套5结构图。
附图标记说明：
气动换挡执行机构(A)、选位气缸(1)、电磁阀(2)、换挡导向轴(3)、换挡臂(4)、换挡导向套(5)、选位传感器(6)、选位导向套(7)、选位导向轴(8)、换挡传感器(9)，应急换挡头(10)、机构箱体(11)、换挡气缸(12)、曲臂转轴(13)、选位曲臂组件(14)、滑环(15)、传感器换挡拨叉(16)、选位拨杆(17)、定位底板(18)、换挡拨杆(19)、换挡轴(20)、气缸活塞(21)。
具体实施方式
实施例1
电动电磁阀-气动气压缸-机械传动、手动应急。
各系统密切配合，组成一体的技术方案。具体实施方式包括：气动选位系统、中间机械传动系统、气动换挡系统。
如图1所示，本发明的气动选换挡执行机构,包括气动选位系统、中间传动系统、气动换挡系统：
气动选位系统：选位传感器6、选位导向套7、选位导向轴8、电磁阀2、选位气缸1组成；
选位气缸1上部连接有两个电磁阀2，气缸活塞21的气缸活塞杆末端与选位导向套7相连，通过的气缸活塞杆的位移从而带动选位导向套7水平位移。
如图4-5所示，选位导向套7为异型机构，两个相垂直的通孔分别用于安装选位传感器6的选位拨杆和选位气缸1的活塞部分，两个相垂直的孔分别用于灌入润滑脂和安装选位导向轴8，工作时受到选位导向轴8驱动，并推动选位曲臂组件14运动；
选位导向轴8为一个T字形运动轴，T子型末端为扁平结构，运动轴为圆柱形光轴。详细结构如图8所示。其圆柱型末端处与机构箱体11相连，选位导向轴8靠近T字形末端处与选位导向套7相连，用于限制选位导向套7的左右方向的位移确保选位操作完成的准确性。
选位传感器6临近选位气缸1，其自身配备有选位传感器拨叉和选位拨杆。装配时将选位传感器6的选位拨杆插入选位导向套7相对应的孔中，即可在选位气缸1动作时捕捉到选位信息；
中间传动部分主要由：换挡臂4、应急换挡头10、曲臂转轴13、选位曲臂组件14、滑环15组成。
选位曲臂组件14，为一异性构件，详细结构如图6所示。选位曲臂组件14一端与选位导向套7相连，一端位于滑环15的中间凹槽内，中间部分的孔中安装有曲臂转轴13。动作时，受选位导向套7的驱动，绕曲臂转轴13运动，同时通过与滑环15凹槽壁的接触拉动换挡轴实现选位操作。
曲臂转轴13为一个T字形运动轴，T子型末端为扁平结构，运动轴为圆柱形光轴。详细结构如图1所示。其圆柱部分安装于选位曲臂组件14内，从而限制选位曲臂组件14运动方向，确保换位操作的执行。
滑环15为圆柱形零件，内部开通孔，外部圆柱中间有凹槽。详细结构如图1所示。其通孔部分一端与换挡轴相连，一端与应急换挡头10、换挡臂4相连。选位曲臂组件14的驱动部分位于其凹槽内，通过与左右两个凹槽壁的接触传递力，进而驱动滑环15运动。
如图1所示，换挡臂4为一异性零件，为扁平柱状零件，其一端与滑环15相连接，一端与换挡导向套5相接触，如图15，通过换挡导向套5推动进而受力发生位移，完成换挡轴选档操作。应急换挡头10详细结构可由图1-6中清晰看出，一端与滑环15通过螺钉紧密连接，一端悬空。但遇到需要紧急换挡的情况时可通过拉动应急换挡头10悬空端完成紧急换挡操作。
气动换挡部分C主要由：换挡气缸12、换挡导向轴3、换挡传感器9、换挡导向套5组成。
换挡气缸12上分布着三个二位三通电磁阀，通过电磁阀控制活塞运动，进而完成选档操作。
换挡导向套5具体结构如图15所示，其一端与换挡气缸12的活塞轴相连，一端与换挡导向轴3相连，中间凹陷部分与换挡臂4相接触，上方与换挡传感器9的换挡拨杆相连。运动时受换挡气缸12的活塞轴驱动并且受到换挡导向轴3导向限制。可驱动换挡臂4运动旋转进而带动换挡轴旋转，完成换挡操作。
换挡传感器9自身配备有换挡传感器拨叉和换挡拨杆，安装时将换挡传感器9的换挡拨杆插入换挡导向套5相对应的孔中，即可在换挡气缸12动作时捕捉到选位信息。
气动选换挡执行机构正常换挡操作：
如图2所示，当气动选换挡执行机构正常执行换挡操作时，控制系统首先向选位气缸1上的电磁阀2发出相关指令，选位气缸1活塞运动进而推动选位导向套5移动，此时选位导向套5在选位气缸1活塞的推动以及选位导向轴3的限制下发生位移并通过其自身推动轴驱动选位曲臂组件14绕曲臂转轴13旋转，在驱动选位曲臂组件14的同时推动选位传感器6的选位拨杆进而向选位传感器12发出选位信息。当选位曲臂组件14受到选位导向套5的推动绕曲臂转轴13旋转的同时，通过与滑环15的凹槽壁发生接触，并推动滑环15发生位移；滑环15发生位移进而拉动换挡轴发生位移，从而完成换当前的选位操作，至此选位操作完成。选位操作完成后控制系统向换挡气缸12上的电磁阀发出相关指令换挡气缸12活塞运动进而推动换挡导向套5发生位移，换挡导向套5运动时受到换挡导向轴3的限制从而产生单纯的左右位移，位移时换挡导向轴3会驱动换挡臂4旋转进而带动换挡轴旋转。完成换挡操作；在换挡导向套5发生位移的同时换挡导向套5上安装的换挡传感器9的换挡拨杆会在换挡导向套5的带动下推动换挡传感器9上的换挡传感器拨叉进而向换挡传感器9传递档位信息；至此气动选换挡执行机构正常换挡操作全部完成。
Claims (9)
1.一种气动换挡系统,其特征在于:包括选位气缸(1)、换挡臂(4)、选位导向套(7)、选位曲臂组件(14)、滑环(15)；选位气缸(1)水平方向推动选位导向套(7)，气缸活塞(21)的气缸活塞杆末端与选位导向套(7)相连，通过的气缸活塞杆的位移从而带动选位导向套(7)水平位移；选位导向套(7)带动选位曲臂组件(14)产生旋转运动，带动滑环(15)实现换挡轴导向轴的选位移动。
2.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选换挡导向套(7)设有与曲臂组件(14)圆头部相匹配的圆槽，曲臂圆头嵌在选位导向套(7)的圆槽内，曲臂圆头与选位导向套(7)的圆槽内可发生相对转动，选位导向套(7)水平位移带动曲臂组件(14)沿曲臂转轴(13)旋转，选位曲臂组件(14)带动换挡臂(4)完成换挡过程中的换挡动作。
3.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选位气缸(1)上部连接有两个电磁阀(2)，驱动设置选档档位。
4.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选位导向套(7)设有两个通孔，垂直安装选位传感器(6)的选位拨杆和选位气缸(1)的活塞；还设有两个相垂直的孔分别用于灌入润滑脂和安装选位导向轴(8)；受到选位导向轴(8)驱动，并推动选位曲臂组件(14)运动。
5.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:换挡臂(4)其一端与滑环(15)相连接，一端与换挡导向套(5)相接触，通过换挡导向套(5)推动进而受力发生位移，完成换挡轴选档操作。
6.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选位导向轴(8)为一个T字形运动轴，T子型末端为扁平结构，运动轴为圆柱轴，末端处与机构箱体(11)相连，选位导向轴(8)靠近T字形末端处与选位导向套(7)相连，用于限制选位导向套(7)的左右方向的位移确保选位操作完成的准确性。
7.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选位传感器(6)临近选位气缸(1)，其自身配备有选位传感器拨叉和选位拨杆；装配时将选位传感器(6)的选位拨杆插入选位导向套(7)相对应的孔中，即可在选位气缸(1)动作时捕捉到选位信息。
8.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于:选位曲臂组件(14)，选位曲臂组件(14)一端与选位导向套(7)相连，一端位于滑环(15)的中间凹槽内，通过与滑环(15)凹槽壁的接触拉动换挡轴实现选位操作。
9.根据权利要求1所述的气动选换挡执行机构,其特征在于：应急换挡头(10)一端与滑环(15)通过螺钉紧密连接，一端悬空，紧急换挡的情况时可通过拉动应急换挡头(10)悬空端完成紧急换挡操作。
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