CN111237442B - 手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构，在换挡作用力的传递过程中实现缓冲，以吸收二次冲击，改善操作舒适性。所述双向缓冲换挡机构包括换挡摇臂和缓冲件，所述换挡摇臂包括与换挡拉索连接的第一臂和与变速器连接的第二臂，所述缓冲件连接于所述第一臂和所述第二臂之间；换挡时，所述换挡拉索驱动所述第一臂摆动，以通过所述缓冲件带动所述第二臂摆动，进而驱动所述变速器切换挡位。换挡摇臂形成了“分段式”结构，将换挡作用力的传递大致分为了彼此联系又具有一定自由度的前一阶段和后一阶段，在任一阶段产生了对驾驶体验感不利的冲击，都会在传递过程中被吸收，解决了因冲击而导致的操作体验感差、舒适度低的问题。

Description

手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构

技术领域

本发明涉及空调系统技术领域，特别是涉及一种手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构。

背景技术

手动机械式变速器作为车辆传动系统关键部件之一，具有改变传动比、实现倒车、切断动力等功能，其操纵性能直接影响整车的驾驶舒适性。其中，二次冲击是决定换挡过程操纵舒适性的关键指标。

现有技术中的换挡结构，对二次冲击的降低效果不明显，不能起到很好的缓冲效果。

因此，急需设计一种手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构，以有效吸收二次冲击，改善换挡性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构，在换挡作用力的传递过程中实现缓冲，以吸收换挡过程中的二次冲击，改善操作舒适性。

为实现上述目的，本发明提供了一种手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，包括换挡摇臂和缓冲件，所述换挡摇臂包括与换挡拉索连接的第一臂和与变速器连接的第二臂，所述缓冲件连接于所述第一臂和所述第二臂之间；换挡时，所述换挡拉索驱动所述第一臂摆动，以通过所述缓冲件带动所述第二臂摆动，进而驱动所述变速器切换挡位。

本申请的双向缓冲换挡机构，包括换挡摇臂和缓冲件，将换挡摇臂分为与换挡拉索连接的第一臂和与变速器连接的第二臂，并在第一臂和第二臂之间设置缓冲件，以使得换挡拉索驱动第一臂摆动时，作用于第一臂的换挡作用力首先通过缓冲件进行缓冲，然后再传递给第二臂，最后经由第二臂传递至变速器。

可见，通过第一臂和第二臂相互配合的方式，换挡摇臂形成了“分段式”结构，将换挡作用力的传递大致分为了前一阶段和后一阶段。在前一阶段，换挡作用力由换挡拉索作用于第一臂，在后一阶段，换挡作用力由第二臂传递给变速器，并且，前一阶段和后一阶段通过第一臂和第二臂之间的缓冲件连接；如此，前后两个阶段彼此联系又具有一定的自由度，不管是在前一阶段还是后一阶段产生了对驾驶体验感不利的冲击，都会在传递过程中被缓冲件“吸收”，解决了因冲击而导致的换挡过程中操作体验感差、舒适度低的问题。

可选地，所述缓冲件包括与所述第一臂连接的缓冲壳、与所述第二臂连接的缓冲轴、以及连接于所述缓冲轴和所述缓冲壳之间的弹性件；换挡时，所述缓冲壳相对所述缓冲轴运动而压缩所述弹性件，以通过压缩所述弹性件而缓冲传递至所述第二臂的换挡作用力。

可选地，所述弹性件套装于所述缓冲轴外，所述缓冲壳具有壳体腔，以容纳套装有所述弹性件的所述缓冲轴，所述缓冲轴具有伸出所述缓冲壳的伸出端，以通过所述伸出端与所述第二臂连接；在与所述弹性件的两端相对应的位置，所述缓冲轴设有限制所述弹性件轴向运动的第一限位结构，所述缓冲壳设有由所述壳体腔的内壁向内突出设置的第二限位结构，换挡时，一端的所述第二限位结构朝向另一端压缩所述弹性件。

可选地，所述第一限位结构设置在与所述弹性件的两端的径向内侧相对应的位置，所述第二限位结构设置在与所述弹性件两端的径向外侧相对应的位置。

可选地，常态下，所述弹性件的两端以其径向内侧与各自对应的所述第一限位结构在轴向上抵接，以其径向外侧与各自对应的所述第二限位结构在轴向上抵接，进而被预压缩。

可选地，所述第一限位结构是由所述缓冲轴的外表面沿径向突出设置的凸缘或者至少一个凸部。

可选地，所述缓冲壳还设有由所述壳体腔的内壁向内突出设置的第三限位结构，所述第二限位结构推动所述弹性件压缩预定量时，所述第三限位结构与所述弹性件抵接，以限制所述第二限位结构继续压缩所述弹性件。

可选地，所述弹性件是弹簧，所述弹簧的两端设有弹簧座，所述弹簧座包括套装于所述缓冲轴外的套筒和连接于所述套筒的轴向外端的法兰盘，所述法兰盘的径向内侧与所述第一限位结构抵接，径向外侧与所述第二限位结构抵接；所述弹性件的一端被所述第二限位结构推动而压缩预定量时，另一端的所述法兰盘与所述第三限位结构轴向抵接，以限制所述第二限位结构继续压缩所述弹性件，并避免两端的所述套筒相碰触。

本发明还提供手动变速箱换挡系统，包括换挡拉索和变速器，所述换挡拉索和所述变速器之间连接有上述双向缓冲换挡机构。

附图说明

图1为本申请所提供手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构在一种具体实施方式中的立体结构示意图；

图2为图1所示双向缓冲换挡机构中缓冲件处于常态下的结构示意图；

图3图1所示双向缓冲换挡机构中缓冲件处于第一工作状态下的结构示意图；

图4为图1所示双向缓冲换挡机构中缓冲件处于第二工作状态下的结构示意图。

图1-图4中：

第一臂-1、第二臂-2、缓冲件-3、缓冲壳-31、第二限位结构-311、第三限位结构-312、缓冲轴-32、第一限位结构-321、弹性件-33、壳体腔-34、弹簧座-35、套筒-351、法兰盘-352、变速器-4、连接头5。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式进行介绍，以便本领域技术人员准确理解本发明的技术方案。

本文所述的第一、第二等词是为了区分相同或类似结构的两个以上的部件，或者相同或类似的两个以上的结构，不表示对顺序的特殊限定。

如图1所示，本方案涉及一种手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，包括换挡摇臂和缓冲件3，换挡摇臂包括与换挡拉索连接的第一臂1和与变速器4连接的第二臂2，缓冲件3连接于第一臂1和第二臂2之间；换挡时，换挡拉索驱动第一臂1摆动，第一臂1的摆动通过缓冲件3传递给第二臂2，第二臂2的摆动会驱动变速器4切换挡位。

为实现换挡拉索与第一臂1的连接，可以在第一臂1设置连接头5，在换挡拉索的端部设置套孔，然后将换挡拉索的套孔套入连接头5，实现换挡拉索与第一臂1的连接。如图1所示，连接头5可以包括转轴和连接于转轴端部的头部，换挡拉索以套孔套接于转轴，头部用于防止换挡拉索的套孔由连接头5脱出；使用时，换挡拉索可以绕该转轴转动，并可以牵拉或推动第一臂1摆动。由于换挡拉索的结构属于现有技术，且尺寸较大，故在附图中并没有示出，具体结构参见现有技术，此处不再赘述。

如背景技术所述，现有技术中，换挡摇臂是一个整体臂，该整体臂连接于变速器4，并通过换挡拉索与换挡杆连接。当需要切换挡位时，换挡杆牵拉或者推动换挡拉索，进而牵拉或推动换挡摇臂，使得换挡摇臂相应地摆动，进而带动变速器4执行相应的换挡动作，实现挡位切换。由于换挡杆与变速器4之间通过换挡摇臂和换挡拉索进行刚性连接，变速器4换挡二次冲击会经由换挡拉索和换挡摇臂传递，影响操作舒适性。

针对上述技术问题，本申请的双向缓冲换挡机构，将换挡摇臂分为与换挡拉索连接的第一臂1和与变速器4连接的第二臂2，并在第一臂1和第二臂2之间设置缓冲件3，以使得换挡拉索驱动第一臂1摆动时，作用于第一臂1的换挡作用力首先通过缓冲件3进行缓冲，然后再传递给第二臂2，最后经由第二臂2传递至变速器4。同理，变速器4换挡二次冲击也会通过缓冲件3“吸收”而消解，不会传递至换挡杆而影响操作舒适性。

采用这种结构形式，将换挡作用力的传递大致分为了前一阶段和后一阶段。在前一阶段，换挡作用力由换挡拉索作用于第一臂1，在后一阶段，换挡作用力由第二臂2传递给变速器4，并且，前一阶段和后一阶段通过第一臂1和第二臂2之间的缓冲件3连接；如此，前后两个阶段彼此联系又具有一定的自由度，不管是在前一阶段还是后一阶段产生了对驾驶体验感不利的冲击，都会在传递过程中被缓冲件3“吸收”，解决了因冲击而导致的换挡过程中操作体验感差、舒适度低的问题。

详细地，缓冲件3包括与第一臂1连接的缓冲壳31、与第二臂2连接的缓冲轴32、以及连接于缓冲轴32和缓冲壳31之间的弹性件33；换挡时，缓冲壳31相对缓冲轴32运动而压缩弹性件33，以通过压缩弹性件33而缓冲传递至第二臂2的换挡作用力。

如图2-图4所示，弹性件33套装于缓冲轴32外，缓冲壳31具有壳体腔34；缓冲轴32具有伸出缓冲壳31的伸出端，以通过伸出端与第二臂2连接，缓冲轴32具体可以轴向的一端伸入缓冲壳31的壳体腔34内，该伸入端可以作为自由端，缓冲轴32的轴向另一端伸出壳体腔34而沿轴向向外延伸，形成与第二臂2连接的伸出端；弹性件33套装在缓冲轴32置于壳体腔34内的部分，并与缓冲轴32一起共同置于壳体腔34内，并能够与壳体腔34发生相互作用，以便在壳体腔34与缓冲轴32的相对运动作用下而被压缩，进而通过压缩变形而缓冲换挡作用力，提升换挡操作的舒适性。

为使得缓冲壳31与缓冲轴32的相对运动能够作用于弹性件33，缓冲轴32和缓冲壳31均可以在与弹性件33的两端相对应的位置设置限位结构，通过限位结构作用于弹性件33，进而使得弹性件33产生弹性变形，实现对冲击的缓冲消解。

为便于区分，缓冲轴32在与弹性件33的两端相对应的位置设置的限位结构定义为第一限位结构321，该第一限位结构321处于弹性件33的轴向两端的外端，以限制弹性件33的轴向运动，将弹性件33隔挡在两端的第一限位结构321之间；缓冲壳31在与弹性件33的轴向两端相对应的位置设置的限位结构定义为第二限位结构311，该第二限位结构311也处于弹性件33的轴向两端的外端，能够与弹性件33发生接触而作用于弹性件33。换挡时，处于相对两端的第一限位结构321和第二限位结构311进入使用状态，一端的第二限位结构311朝向另一端压缩弹性件33，弹性件33的另一端被抵压于与该另一端处于同一端的第一限位结构321，如此，弹性件33的两端被限定，第二限位结构311处于主动端，第一限位结构321处于被动端，两端的轴向距离逐渐缩小，使得弹性件33逐渐被压缩，这种压缩变形对换挡作用力进行了缓冲，能够吸收换挡过程中的冲击和振动，提升换挡操作的舒适性。

其中，第一限位结构321可以设置在与弹性件33的两端的径向内侧相对应的位置，第二限位结构311可以设置在与弹性件33两端的径向外侧相对应的位置。如此，第一限位结构321和第二限位结构311均能够由轴向作用于弹性件33，但又相对独立，不会相互干涉。

如图2所示，常态下，弹性件33的两端可以其径向内侧与各自对应的第一限位结构321在轴向上抵接，以其径向外侧与各自对应的第二限位结构311在轴向上抵接，进而被预压缩。也就是说，在不进行换挡操作的常态下，弹性件33的两端并不是自然伸展的，而是由一定的预压缩量，一方面可以实现弹性件33的可靠定位，另一方面，还可以提高第一臂1和第二臂2的连接可靠性。此时，处于同一端的限位结构和第二限位结构311是相互对应的，处于同一径向截面内，以使得弹性件33能够处于稳定的预压缩状态。

其中，第一限位结构321可以是由缓冲轴32的外表面沿径向突出设置的凸缘或者至少一个凸部。当第一限位结构321设置为凸缘时，可以在缓冲轴32的周向环绕，进而与弹性件33在整个周向均能够形成轴向抵顶配合，具有较高的定位可靠性和稳定性。当第一限位结构321设置为多个凸部时，各凸部在缓冲轴32的周向间隔分布，具体可以在周向均匀地间隔分布。

第二限位结构311可以是由壳体腔34的内壁向内突出设置，当第二限位结构311处于壳体腔34的轴向两端时，向内突出的部分就形成了壳体腔34的两端面；当第二限位结构311处于壳体腔34的两端面所限定的空间范围内时，向内突出的部分就形成台阶面，分别隔挡于弹性件33的轴向两端。

在上述基础上，缓冲壳31还设有由壳体腔34的内壁向内突出设置的第三限位结构312，第二限位结构311推动弹性件33压缩预定量时，第三限位结构312与弹性件33抵接，以限制第二限位结构311继续压缩弹性件33。如果第二限位结构311由弹性件33的一端压缩该弹性件33，当弹性件33被压缩预定量时，弹性件33的另一端与第三限位结构312抵接，如此弹性件33的两端分别与第二限位结构311和第三限位结构312抵接，而第二限位结构311和第三限位结构312均设于缓冲壳31，即第二限位结构311和第三限位结构312的间距是固定的，弹性件33也由于其两端的距离固定而不可能继续变形，第二限位结构311和第三限位结构312会共同推动弹性件33整体动作，进而作用于缓冲轴32，再经由缓冲轴32将换挡作用力传递给第二臂2。

采用上述结构，一方面，允许第二限位结构311将弹性件33压缩预定量，起到缓冲作用。另一方面，当弹性件33压缩预定量时，将弹性件33由柔性结构转变为刚性结构，经由弹性件33将动力由缓冲壳31传递给缓冲轴32。详细地，当弹性件33压缩预定量是，第三限位结构312与弹性件33抵接，第二限位结构311和第三限位结构312分别抵接于弹性件33的两端，且对弹性件33的抵顶作用力方向相同，与第二限位结构311压缩弹性件33的作用力的方向相同，由于第二限位结构311和第三限位结构312均设于缓冲壳31，则缓冲壳31通过第二限位结构311施加给弹性件33的作用力，与通过第三限位结构312施加给弹性件33的作用力相等，弹性件33的两端不再相对运动，使得弹性件33的压缩量限制在预定量；此时，弹性件33不再是一个柔性结构，实际上相当于一个刚性机构，缓冲壳31继续通过第二限位结构311和第三限位结构312由一端朝向另一端作用于弹性件33时，弹性件33不再继续变形；由于弹性件33的另一端的轴向外端隔挡有第一限位结构321，缓冲壳31推动弹性件33时，弹性件33将这一推动力传递给第一限位结构321，通过该第一限位结构321将缓冲壳31的作用力传递给缓冲轴32，实现对缓冲轴32的驱动，并最终经由缓冲轴32将换挡作用力依次传递给第二臂2和变速器4。

弹性件33可以是任何具有弹性变形能力的部件，可以是弹性套，也可以是弹簧等弹力部件。

当弹性件33是弹簧时，弹簧的两端可以设有弹簧座35，以通过弹簧座35与第一限位结构321、第二限位结构311和第三限位结构312相连接。

该弹簧座35可以包括套装于缓冲轴32外的套筒351和连接于套筒351的轴向外端的法兰盘352，法兰盘352的径向内侧与第一限位结构321抵接，径向外侧与第二限位结构311抵接；弹性件33的一端被第二限位结构311推动而压缩预定量时，另一端的法兰盘352与第三限位结构312轴向抵接，第二限位结构311和第三限位结构312均朝向同一方向抵顶弹性件33，使得弹性件33的两端不再相对运动，进而限制第二限位结构311继续压缩弹性件33，并避免两端的套筒351相碰触。

如图3所示，当缓冲壳31向后运动时，即朝向图3中的左侧运动时，缓冲壳31以其处于右端的第二限位结构311向左推动弹性件33的右端，而弹性件33的左端被左端的第一限位结构321隔挡，故弹性件33发生压缩变形，对换挡作用力进行缓冲。当弹性件33压缩预定量时，处于左端的第三限位结构312运动至与弹性件33的左端相对应的位置，使得第三限位结构312与弹性件33的左端发生抵接，第二限位结构311和第三限位结构312分别由左右两端向左推动弹性件33，而弹性件33的左端被第一限位结构321隔挡，从而通过第一限位结构321作用于缓冲轴32，向左拉动缓冲轴32，使得缓冲轴32后移。缓冲轴32的后移会带动第二臂2摆动，进而使得变速器4切换挡位。

如图4所示，当缓冲壳31向前运动时，即朝向图4中的右侧运动时，缓冲壳31以其处于左端的第二限位结构311向右推动弹性件33的左端，而弹性件33的右端被右端的第一限位结构321隔挡，故弹性件33发生压缩变形，对换挡作用力进行缓冲。当弹性件33压缩预定量时，处于右端的第三限位结构312运动至与弹性件33的右端相对应的位置，使得第三限位结构312与弹性件33的右端发生抵接，第二限位结构311和第三限位结构312分别由右左两端向右推动弹性件33，而弹性件33的右端被右端的第一限位结构321隔挡，不会向右移动，那么，当缓冲壳31向右推动弹性件33时，弹性件33通过第一限位结构321作用于缓冲轴32，向右推动缓冲轴32，使得缓冲轴32前移。缓冲轴32的前移会带动第二臂2摆动，进而使得变速器4切换挡位。

可见，图3所示的后拉和图4所示的前推，都使得缓冲轴32相对缓冲壳31轴向动作，区别仅在于方向的不同，而不管是向前还是向后运动，缓冲件3均能够起到缓冲作用，故本申请提供的是一种双向缓冲换挡机构。

此外，本发明还提供了一种手动变速箱换挡系统，包括换挡拉索和变速器4，换挡拉索和变速器4之间连接有上述双向缓冲换挡机构。各部件的结构和连接关系请参照上文以及现有技术，此处不再赘述。

以上对本发明所提供手动变速箱换挡系统及其双向缓冲换挡机构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，包括换挡摇臂，其特征在于，还包括缓冲件(3)，所述换挡摇臂包括与换挡拉索连接的第一臂(1)和与变速器(4)连接的第二臂(2)，所述缓冲件(3)连接于所述第一臂(1)和所述第二臂(2)之间；换挡时，所述换挡拉索驱动所述第一臂(1)摆动，以通过所述缓冲件(3)带动所述第二臂(2)摆动，进而驱动所述变速器(4)切换挡位；

所述缓冲件(3)包括与所述第一臂(1)连接的缓冲壳(31)、与所述第二臂(2)连接的缓冲轴(32)、以及连接于所述缓冲轴(32)和所述缓冲壳(31)之间的弹性件(33)；换挡时，所述缓冲壳(31)相对所述缓冲轴(32)运动而压缩所述弹性件(33)，以通过所述弹性件(33)的压缩变形而缓冲传递至所述第二臂(2)的换挡作用力；

所述弹性件(33)套装于所述缓冲轴(32)外，所述缓冲壳(31)具有壳体腔(34)，以容纳套装有所述弹性件(33)的所述缓冲轴(32)，所述缓冲轴(32)具有伸出所述缓冲壳(31)的伸出端，以通过所述伸出端与所述第二臂(2)连接；在与所述弹性件(33)的两端相对应的位置，所述缓冲轴(32)设有限制所述弹性件(33)轴向运动的第一限位结构(321)，所述缓冲壳(31)设有由所述壳体腔(34)的内壁向内突出设置的第二限位结构(311)，换挡时，一端的所述第二限位结构(311)朝向另一端压缩所述弹性件(33)。

2.如权利要求1所述的手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，其特征在于，所述第一限位结构(321)设置在与所述弹性件(33)的两端的径向内侧相对应的位置，所述第二限位结构(311)设置在与所述弹性件(33)两端的径向外侧相对应的位置。

3.如权利要求2所述的手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，其特征在于，常态下，所述弹性件(33)的两端以其径向内侧与各自对应的所述第一限位结构(321)在轴向上抵接，以其径向外侧与各自对应的所述第二限位结构(311)在轴向上抵接，进而被预压缩。

4.如权利要求1所述的手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，其特征在于，所述第一限位结构(321)是由所述缓冲轴(32)的外表面沿径向突出设置的凸缘或者至少一个凸部。

5.如权利要求2所述的手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，其特征在于，所述缓冲壳(31)还设有由所述壳体腔(34)的内壁向内突出设置的第三限位结构(312)，所述第二限位结构(311)推动所述弹性件(33)压缩预定量时，所述第三限位结构(312)与所述弹性件(33)抵接，以限制所述第二限位结构(311)继续压缩所述弹性件(33)。

6.如权利要求5所述的手动变速箱换挡系统的双向缓冲换挡机构，其特征在于，所述弹性件(33)是弹簧，所述弹簧的两端设有弹簧座(35)，所述弹簧座(35)包括套装于所述缓冲轴(32)外的套筒(351)和连接于所述套筒(351)的轴向外端的法兰盘(352)，所述法兰盘(352)的径向内侧与所述第一限位结构(321)抵接，径向外侧与所述第二限位结构(311)抵接；所述弹性件(33)的一端被所述第二限位结构(311)推动而压缩预定量时，另一端的所述法兰盘(352)与所述第三限位结构(312)轴向抵接，以限制所述第二限位结构(311)继续压缩所述弹性件(33)，并避免两端的所述套筒(351)相碰触。

7.手动变速箱换挡系统，包括换挡拉索和变速器(4)，其特征在于，所述换挡拉索和所述变速器(4)之间连接有上述权利要求1-6任一项所述的双向缓冲换挡机构。

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