CN1127634C - 汽车变速器用的换档装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于汽车变速器(30)的具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)。一压缩空气用的储气器(14)与助力装置(10)连接。在储气器(14)与助力装置(10)之间设置一减压装置(34，52，70，76，78)，以便限制输送的压缩空气。

Description

汽车变速器用的换档装置
本发明涉及按权利要求1前序部分所述的汽车变速器用的换档装置。
对于这样的换档装置，利用换档杆的转动来预选各个换档道并且一般不需要很大的换档力。利用换档杆的轴向纵向运动来嵌入想要的一档并且需要较大的换档力，对于重型汽车的和其司机座位设置在远离变速器的汽车的变速器尤其如此。
现代的商用汽车，如公共汽车和载重汽车，以其平头汽车结构提供有安装变速器的空间条件，在这种情况下变速器必然远离司机座位。特别是在汽车具有后置发动机或尾部发动机的情况下其距离变得很远。由于长的、间或动作很大的换档杆对于机械式换档的变速器经常难以准确地换档。
为了汽车司机能够将其注意力完全转向道路上的交通，在司机为驾驶汽车所需要的全部活动中必须尽可能减轻其负担并给予助力。每个汽车司机都知道，在艰难的交通情况下对变速器无可指摘的操作可能是多么的关键。用于全部尺寸系列的商用汽车的气动换档助力在这里可以消除困难。
至今已知的伺服换档部分地是直接添造在变速器上并且具有一个从外面可接近的控制杆和活塞杆。换档杆与控制杆相连接。通过控制杆的纵向运动产生助力。人们发现这种控制是与两个杆换档或拉索换档相结合的。当换档杆变速比改变时伺服助力的起动也改变或者必须通过气门的变更使之适合于换档杆变速比的改变。这对由一个彼此分离的控制气阀和伺服气缸构成的换档助力来说同样也是如此。气阀和气缸借助球铰与换档杆和一个悬臂连接，悬臂又固定在变速器上。这样的设置还有另外的缺点，即每次换档时各部分都相对于变速器和汽车底盘运动，从而可能磨穿与其气阀和气缸相互连接的空气管道。
这种气动的换档助力装置的分解的构造方式是已知的，它由一个机械-气动控制部分和一个单独的气动力部分构成。一种在分解的构造方式中的换档助力由作者Loomann的“齿轮变速器”(Springer出版社，1988年第二版第225页)是已知的。控制部分是一个机械式操作的控制阀，它由换档杆来操纵。这里在换档时实现选择运动机械式直接向变速器的传递。在传递换档运动时，控制阀被启动并同时将手动换档力通过杠杆以机械方式传给变速器。此时手动换档力由压缩空气另外给以气动式助力。其中该压缩空气缸在这里作为一个具有与之成一体的液压减振器的分支气缸而构成气动力部分。控制部分与气动力部分之间的路程是长的并且没有添造的地方。不可能避免控制部分与气动力部分之间的压缩空气管道的损坏。
由DE 195 39 471已知一种换档装置，其中控制阀和气动力部分组合成一个部件。换档力被按照司机的换档力成比例地放大并且达到如手动换档的变速器时同样的效果。司机不会失去对换档的感觉，他可以直接感受到是否嵌入了一档或者该同步阶段还要延续多久。对于这样的换档装置，换档时产生的待转换的档级的同步装置的载荷仍需要改进。
本发明的目的在于提供一种换档装置以便对具有伺服助力的换档装置降低其同步载荷。
该目的通过具有权利要求1的特征的换档装置来达到。从属权利要求给出了其进一步的发展。
按照本发明，在用于助力压缩空气的储气器与助力装置之间设置一减压装置。因此向助力装置供给的压缩空气受到限制。通过压缩空气的限制达到助力的限制，以便使其适应于受助力作用的构件中的允许载荷。特别是使在各个档级的同步装置上能够降低同步载荷，其中同步装置由换档滑轨在换档时借助助力操作。因此摩擦面为适合于同步装置中的转速不受怎么高的载荷并且保持较高的寿命。
作为一个有利的发展，减压装置具有一个节流阀，借助节流阀可以使助力延缓建立。由此由司机起动的手动换档力通过由助力装置可调节的延缓给以放大并且传给换档轴。一减压阀作为减压装置的有利的应用使其能够按照汽车制造者或司机的要求有针对性地调节助力。有针对性的调节在一有利的结构中也可设置成使在不同的档级有不同大小的助力可供使用。这样，在低速档级时需要的助力大于在较高速档级的，这在同样大小的助力时可能或者导致大的同步载荷，或者在另一方面导致手动换档力的助力不足。
另一个有利的结构设置一限压阀。限压阀优选为一个2/2换向阀或3/2换向阀。这样的结构也导致同步载荷的减小。直到达到极限压力为止在这样的结构中手动换档力的全部助力都得以保证。首先从达到极限压力起将助力降低到一个高度，其使同步装置受不太大的载荷。
在一有利的结构中，减压装置由电力控制的2/2换向阀构成，它可完全阻止压缩空气的输送。因此可以建立一个闭路装置，它防止可能嵌入不允许选择的一换档道时的档级，否则其使用或许将引起超速。
另一有利的结构显示，到汽车的运动被减速的过程中的转矩时向助力装置输送压缩空气的可能性，这对转换一个嵌入了的档级是必要的。这些在汽车驾驶的过程中的转矩只在汽车离合器被接合时才产生。压缩空气用的管道由储气器借助汽车离合器通向助力装置并且一般只在汽车离合器被接合时才被转换。
换档运动由作为助力的压缩空气给以支持，而借助手动实行的选择运动则没有助力。由于仅仅换档的一部分受伺服助力支持，与完全伺服助力的换档装置相比简化了换档装置的结构。成本和添造费用被显著地降低了，在已经安装好的变速器的情况下附加配置也可能是没有问题的。如果因压缩空气设备中的损坏空气压力可能过小或可能完全失去压力，司机以后就可以用手来换档。因此不需要无论怎样构成的转换措施。汽车的制动能力，如果它是受变速器控制，则仍然是可靠的。
压缩空气助力控制换档时要付出的力的一大部分，可是司机仍然保持仅仅换档感觉的那么大的力。司机用手施加的手力通过气动换档助力被降到要求的总力的小部分。同步的商用汽车变速器以及重型汽车变速器都变成轻型变速器了。在坡路上行驶的情况下使变速器的返回换档，尤其是回到低级档，特别地轻便并因而为提高事故安全性付出很大的贡献。
本发明的换档装置的适用范围为所有的具有H式换档、双H式换档和迭加H式换档的同步变速器。它也在由汽车制造者大大限制的结构空间中为其在变速器上的添造找到了足够的地方。在需要交换或附加配置时可为汽车使用者满意地缩短损失的时间，因为全部的换档装置可以一起交换或安装而没有必要在汽车现场面前进行特别的调整。同样，司机在换档过程中具有经常可感觉到的对变速器中换档完毕的反馈。借助换档杆与变速器中的同步之间现有的机械连接司机感觉到如机械的和没有助力的换档装置一样的变速器的反应。因此司机随时都保持着进入换档完毕的啮合可能性并且他可以随时切断进行的换档过程。在失去压缩空气助力的情况下司机仍能不受限制地保持着变速器的换档可能性，从而在紧急情况下他可以通过变速比的改变来刹车，这固然更费力但却是安全的。
换档装置的添造永远在变速器壳体上实现，从而在变速器与换档装置之间不发生相对运动。在变速器与换档装置之间不再存在运动的管道、气阀和气缸。球铰和悬臂不再是需要的。换档装置的附加配置可以不需缩短换档杆来实现。气动伺服助力装置在换档装置上的安装方式是任意的，它可以用插接或法兰连接。
本发明借助附图更详细地加以说明。附图中：
图1现有技术的一种换档设备；
图2减压阀的设置；
图3第一取决于换档道的设置；
图4第二取决于换档道的设置；
图5具有关闭阀的设置；
图6取决于离合器的设置；
图7限压阀的第一设置；以及
图8限压阀的第二设置。
图1以示意图示出按照现有技术汽车的换档设备2。从变速杆4起换档杆6借助转向杆8通向具有气动伺服助力装置10的换档装置11。气动伺服助力装置10具有连接管12，其通向储气器14，由储气器14将压缩空气供给气动伺服助力装置10。转向杆8具有第一杠杆16，其与换档杆6优选地铰链连接。转向杆8具有第二杠杆18，其又嵌接在控制杆20中，控制杆20设置在气动伺服助力装置10中。此外，在气动伺服助力装置10中设置了活塞杆22，其中嵌接杠杆24，杠杆24借助可转动的换档轴26与汽车变速器30中的杠杆28连接。杠杆28嵌接在换档滑轨32中，通过换档滑轨32可以按已知的方式变换变速器的变速比。杠杆24的运动经由换档轴26转为杠杆28的运动，从而杠杆28可使换档滑轨32轴向运动。换档滑轨32在这样运动时优选占有三个位置，两个轴向末端位置，它们各相应于一个转换的变速比，和一个位于两末端位置之间的中间位置，其相应于变速器的一个中速位置。
图2示出已知结构中的减压阀34，其设置在储气器14与助力装置10之间。减压阀34经由连接管36与储气器14连接并且经由连接管12与助力装置10连接。
图3示出在换档结构38中的减压阀34。一2/3换向阀40由换档轴26或者由图中没有示出的换档滑轨来机械式操作。阀40经由连接管42与储气器14连接。
图4示出在换档结构44中的减压阀34。其中一2/3换向阀46用电力操作并与电气开关48连接，开关48由换档轴26或者由图中没有示出的换档滑轨操作。在阀46的图中所示位置自储气器14经过连接管50来的压缩空气被关闭，从而压缩空气经过减压阀34到达助力装置10。可是如果电气开关48被换档轴26开动和阀46电力式移至第二位置，这相当于第二选出的换档道，则压缩空气可以流过阀46，控制减压阀34并因此改变已降低的压力的高度。
图5示出在已知结构中的电力控制的2/2换向阀52，其设置在储气器14与助力装置10之间。2/2换向阀52经由连接管54与储气器14连接并且经由连接管12与助力装置10连接。2/2换向阀52还与变速器或汽车的控制装置56电连接，在控制装置中分析现实的汽车状态参数。如果司机在选定的换档道上要转换一档，而该档对当时的汽车状态是不许可的，则他失去伺服力。如果换到另一许可的换档道，则阀52被移动，压缩空气可以流过阀52并到达助力装置10。
图6以简图示出一摩擦离合器58，正如它通常设置在驱动发动机上配置的不平衡块60与变速器的输入轴62之间一样。摩擦离合器58通过踏板64由司机人工操作。在踏板64与脱离杠杆66之间设置了一液压连接管68。脱离杠杆66与一阀70连接，阀70随脱离杠杆的移动而被操作。阀70经由连接管72与储气器14连接并且经由连接管12与助力装置10连接。当司机脱开摩擦离合器58时压缩空气经由阀70通向助力装置10并且产生用于司机的手动换档力的伺服助力。当接合上摩擦离合器58时压缩空气的供给被切断。
图7示出作为限压阀的3/2换向阀76，其经由连接管74与储气器14连接并且经由连接管12与助力装置10连接。在极限压力以下在阀76的图示位置压缩空气可以流过阀76并且达到对手动换档力的完全助力。当达到极限压力时阀76被移到另一位置并且切断对助力装置10的压缩空气供给。
图8示出作为限压阀的2/2换向阀78，其经由连接管80与储气器14连接并且经由连接管12与助力装置10连接。阀78的控制在这里借助换向阀82来实现，其按照换档方向转向。在极限压力以下在阀78的图示位置压缩空气可以流过阀78并且达到手动换档力的完全助力。在达到极限压力时阀78被移到关闭位置并且切断对助力装置10的压缩空气供给。
                   附图标记2  换档设备                                     44 换档结构4  变速杆                                       46 2/3换向阀6  换档杆                                       48 开关8  转向杆                                       50 连接管10 伺服助力装置                                 52 2/2换向阀11 换档装置                                     54 连接管12 连接管                                       56 控制装置14 储气器                                       58 摩擦离合器16 杠杆                                         60 不平衡块18 杠杆                                         62 输入轴20 控制杆                                       64 踏板22 活塞杆                                       66 脱离杠杆24 杠杆                                         68 连接管26 换档轴                                       70 阀28 杠杆                                         72 连接管30 汽车变速器                                   74 连接管32 换档滑轨                                     76 3/2换向阀34 减压阀                                       78 2/2换向阀36 连接管                                       80 连接管38 换档结构                                     81 密封件40 2/3换向阀                                    82 换向阀42 连接管

Claims (9)

1.用于汽车变速器的具有伺服助力装置(10)的换档装置，其中一储气器(14)经由输送压缩空气的管道与伺服助力装置连接，其特征在于，在储气器(14)与伺服助力装置外面之间的管道中设置一减压装置(34；52；70；76；78)，以便限制输送的压缩空气，从而限制由伺服助力装置施加的力。
2.按照权利要求1所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，设置一节流阀作为减压装置。
3.按照权利要求1所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，设置一减压阀(34)作为减压装置。
4.按照权利要求3所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，减压阀(34)的控制随选定的换档道而实现。
5.按照权利要求1所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，设置一电力控制的2/2换向阀(52)作为减压装置，该阀(52)可完全阻断压缩空气的输送。
6.按照权利要求1所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，减压装置(70)随汽车离合器(58)的操作而操作。
7.按照权利要求1所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，设置一限压阀(76，78)作为减压装置。
8.按照权利要求7所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，限压阀是一个2/2换向阀。
9.按照权利要求7所述具有伺服助力装置(10)的换档装置(11，40)，其特征在于，限压阀是一个3/2换向阀(76)，其与一换向阀(82)协同操作。
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