CN202006728U - 一种汽车换挡助力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车换挡助力装置，包括换挡手柄、换挡杆和换挡软轴，所述的换挡杆一端设置有助力弹簧，助力弹簧为压缩弹簧，助力弹簧的一端与换挡杆球接，助力弹簧的另一端与汽车地板中通道球接，换挡软轴一端设置有拨块。本实用新型的一种汽车换挡助力装置，能够在换挡时输出辅助力，减小换挡的操作力，改善汽车操控舒适性；采用纯机械结构，不采用电子设备，结构简单，成本低，可靠性高；体积小，适用于任何车型，尤其适合中小型车使用；无需对汽车变速器作任何改动，安装、匹配工作量小。

Description

一种汽车换挡助力装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽车变速控制装置，尤其涉及一种机械式汽车换挡助力装置。

背景技术

随着汽车工业的发展，人们对汽车操控舒适性要求的不断提高，汽车换挡力已经成为评价汽车操作舒适性的一个很重要的指标。虽然大型车和重型车很早就有采用气动换挡助力装置，但这类装置体积庞大，还只能安装在具有气动系统的车型上，只适用于大型车和重型车。市面上大部分的中小型手动挡汽车并没有换挡助力装置，这些车辆换挡生涩、阻力大，从而操作舒适度较差，不能满足人们对汽车操控舒适性越来越高的要求。虽然已经有一些厂商开发出了电控的汽车换挡装置，但这类装置结构复杂，生产成本高，而且需要对汽车变速器作大量的改动，大幅度增加了整车的价格，而且电控的汽车换挡装置可靠性也不如传统的换挡装置，市场接受度不高。

中国专利公开号CN101774349A，公开日为2010年7月14日的专利申请案公开了一种带电控离合助力系统的车辆上的电控离合换挡手柄。在原有换挡手柄的基础上增设了报警指示灯、微型结构的按钮开关、挡位标识牌。其控制线束由排挡杆下部的出线孔延伸出，并通过电气接插件与车辆HCU（混合动力控制器）控制端连接。这个方案的电控离合换挡手柄使得驾驶员控制助力离合更加方便，但这个方案存在着以下问题：

1. 只能使用在带电控离合助力系统的车辆上，电控离合助力系统需要对汽车变速器作大量的改动；

2. 电控离合助力系统结构复杂，生产成本高，大幅度增加了整车的价格；

3. 电控离合助力系统故障率较高，从而要花很多成本应对故障，进一步增加了生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中大部分中小型手动挡汽车没有换挡助力装置，换挡生涩、阻力大，操作舒适度较差，而有限的几种电控汽车换挡装置需要对汽车变速器作大量的改动，结构复杂，生产成本高，故障率高的问题，提供了一种结构简单，成本低，可靠性高，体积小，无需对汽车变速器作任何改动，能够在换挡时输出辅助力，减小换挡的操作力，从而改善汽车操控舒适性的机械式汽车换挡助力装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案。

一种汽车换挡助力装置，包括换挡手柄、换挡杆和换挡软轴，所述的换挡杆一端设置有助力弹簧，助力弹簧的一端与换挡杆球接，助力弹簧的另一端与汽车车身球接。本实用新型利用助力弹簧作为换挡辅助力的来源，助力弹簧的两端分别与汽车车身和换挡杆球接，助力弹簧可以相对汽车车身和换挡杆作任意角度的转动，并且在换挡操作过程中，通过自身被压缩或被拉伸来输出换挡辅助力。本实用新型的汽车换挡助力装置不需要任何电子设备，成本低，可靠性高。同时，由于助力弹簧自身体积小，结构简单，本实用新型不需要对变速器做任何改动，安装、匹配的工作量小，适用于任何车型，尤其适合中小型车使用，只需要将助力弹簧安装在换挡杆与车身之间即可。

作为一种优选方案，所述的助力弹簧为压缩弹簧。在对汽车进行换挡操作时，入挡操作时驾驶员的入挡操作力很大一部分是给同步器锥面施加压力，等到同步器两端的结合套转速相同时才能入挡，而出挡操作时的出挡操作力仅是分离已经结合好的结合套，因此入挡操作所需的操作力远大于出挡操作所需的操作力，入挡操作力是影响换挡操作舒适性的主要方面。从这个角度分析，本实用新型的助力弹簧最好采用压缩弹簧，压缩弹簧可以更有效地减小入挡时所需的入挡操作力。在汽车处于空挡状态时，助力弹簧处于压缩状态，助力弹簧的伸张力垂直向上，在水平方向上没有分力，即此时没有助力。当驾驶员由空挡向某个挡位推动换挡手柄时，助力弹簧一端向反方向倾斜，此时助力弹簧的伸张力也同时向该方向倾斜，水平方向上有分力，这个水平方向上的分力可以帮助驾驶员入挡。而进行出挡操作时，由于出挡操作力仅是分离已经结合好的结合套，所需出挡操作力很小，因此，在出挡操作的同时压缩助力弹簧并不会影响驾驶员的操作舒适性。

作为一种优选方案，所述的换挡杆一端设置有上球铰支座，所述的助力弹簧一端设置有上球铰，助力弹簧通过上球铰和上球铰支座与换挡杆球接，所述的助力弹簧另一端设置有下球铰和下球铰支座，下球铰支座固定连接在汽车车身上，助力弹簧通过下球铰和下球铰支座与汽车车身球接。上球铰与上球铰支座相适配构成球接，用于连接助力弹簧和换挡杆，下球铰与下球铰支座相适配构成球接，用于连接助力弹簧和汽车车身。其中，上球铰和下球铰固定设置在助力弹簧的两端，上球铰支座与换挡杆连接，并同时和上球铰构成球接关系，使助力弹簧可以相对换挡杆任意角度倾斜，下球接支座固定连接在汽车车身上，并同时和下球铰构成球接关系，使助力弹簧可以相对汽车车身任意角度倾斜，这样的连接方式结构简单，生产成本低，同时，换挡杆和助力弹簧转动灵活，换挡省力，连接可靠性好，在保证汽车换挡杆所需可靠性的前提下，能够进一步提高本实用新型的操控舒适性。

作为一种优选方案，所述的助力弹簧连接汽车地板中通道。汽车换挡杆一般设置在汽车地板中通道的上方，为了缩短助力弹簧的长度，增加助力弹簧的可靠性，降低生产成本，同时方便本实用新型的安装，助力弹簧与汽车车身的连接处设置在汽车地板中通道的上侧，助力弹簧连接汽车地板中通道。

作为一种优选方案，所述的换挡软轴一端设置有拨块，换挡软轴通过拨块固定连接上球铰支座。现有的换挡软轴一般固定连接在换挡杆的下端，在采用了本实用新型的汽车换挡助力装置后，换挡软轴更适合通过拨块固定连接在上球铰支座上。一方面，这样的结构在进行换挡操作时，可以有效避免上球铰支座意外摩擦换挡软轴，从而避免换挡软轴磨损，保证了换挡软轴的使用寿命，降低了维护成本；另一方面，也保证了足够的换挡力矩，保证了汽车换挡操作的舒适性。

作为一种优选方案，所述的换挡杆为两节弯折结构，换挡杆包括操作杆和连接杆。为了增强汽车的换挡操作舒适度，换挡杆为两节弯折结构，换挡杆包括操作杆和连接杆，操作杆相对连接杆倾斜。在握持换挡手柄进行换挡操作时，这样的结构使驾驶员可以保持标准的坐姿方便地进行换挡操作，并且倾斜的操作杆使手握换挡手柄的动作更加自然，换挡操作更加省力，进一步增强了本实用新型换挡操作的舒适性。

作为一种优选方案，所述的操作杆相对连接杆的弯折角度为140至160度。为了达到最佳的换挡操作体验，操作杆相对连接杆的弯折角度为140至160度，换挡杆的这个弯折角度可以提供最好的换挡操作舒适性。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有下述有益效果：

1. 能够在换挡时输出辅助力，减小换挡的操作力，改善汽车操控舒适性；

2. 纯机械结构，不采用电子设备，结构简单，成本低，可靠性高；

3. 体积小，适用于任何车型，尤其适合中小型车使用；

4. 无需对汽车变速器作任何改动，安装、匹配工作量小。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图；

图2是本实用新型的一种安装位置示意图；

图3是本实用新型的一种使用状态示意图；

图4是本实用新型的另一种使用状态示意图。

标号说明：1-换挡手柄；2-换挡杆；3-换挡软轴；4-助力弹簧；5-汽车地板中通道；6-换挡杆座；7-拨块；21-操作杆；22-连接杆；41-上球铰支座；42-上球铰；43-下球铰支座；44-下球铰。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

一种汽车换挡助力装置，其基本结构如图1所示，包括换挡手柄1、换挡杆2和换挡软轴3，换挡杆2为两节弯折结构，换挡杆2包括操作杆21和连接杆22，操作杆21相对连接杆22的弯折角度为150度，连接杆穿过换挡杆座6，连接杆与换挡杆座6铰接。在握持换挡手柄1进行换挡操作时，这样的弯折角度使驾驶员可以保持标准的坐姿方便地进行换挡操作，并且倾斜的操作杆21使手握换挡手柄1的动作更加自然，换挡操作更加省力，可以提供最好的换挡操作舒适性。

如图1所示，换挡杆2下端设置有助力弹簧4，助力弹簧4为压缩弹簧。在汽车处于空挡状态时，助力弹簧4处于压缩状态。换挡杆2下端设置有上球铰支座41，换挡软轴3尾端设置有拨块7，换挡软轴3通过拨块7固定连接在上球铰支座41上。助力弹簧4上端设置有上球铰42，助力弹簧4通过上球铰42和上球铰支座41与换挡杆2球接，助力弹簧4可以相对换挡杆2任意角度倾斜。助力弹簧4下端设置有下球铰44和下球铰支座43，如图2所示，下球铰支座43固定连接在汽车地板中通道5上，助力弹簧4通过下球铰44和下球铰支座43与汽车地板中通道5球接，助力弹簧可以相对汽车地板中通道5任意角度倾斜。

本实用新型在使用时，在汽车处于空挡状态时，助力弹簧4处于压缩状态，此时助力弹簧4的伸张力垂直向上，在水平方向上没有分力，即此时没有助力。当驾驶员由空挡向某个挡位推动换挡手柄1时，助力弹簧4上端向反方向倾斜，此时助力弹簧4的伸张力也同时向该方向倾斜，水平方向上有分力，这个水平方向上的分力可以帮助驾驶员入挡。而进行出挡操作时，由于出挡操作力仅是分离已经结合好的结合套，所需出挡操作力很小，因此，在出挡操作的同时压缩助力弹簧并不会影响驾驶员的操作舒适性。

当驾驶员由空挡向后拉动换挡手柄1时，本实用新型的汽车换挡助力装置状态如图3所示。此时，上球铰支座41随换挡软轴3尾端的拨块7向前运动，带动上球铰42向前运动。因为下球铰支座43固定在汽车地板中通道5上，故下球铰44不运动。这样，助力弹簧4就向前倾斜。此时助力弹簧4的伸张力方向向前倾斜，即在水平方向上有向前的分力，这个向前的分力可以帮助驾驶员向后入挡。

当驾驶员由空挡向前推动换挡手柄1时，本实用新型的汽车换挡助力装置状态如图4所示。此时，上球铰支座41随换挡软轴3尾端的拨块7向后运动，带动上球铰42向后运动。因为下球铰支座43固定在汽车地板中通道5上，故下球铰44不运动。这样，助力弹簧4就向后倾斜。此时助力弹簧4的伸张力方向向后倾斜，即在水平方向上有向后的分力，这个向后的分力可以帮助驾驶员向前入挡。

Claims (7)

1.一种汽车换挡助力装置，包括换挡手柄(1)、换挡杆(2)和换挡软轴(3)，其特征在于：所述的换挡杆(2)一端设置有助力弹簧(4)，助力弹簧(4)的一端与换挡杆(2)球接，助力弹簧(4)的另一端与汽车车身球接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的助力弹簧(4)为压缩弹簧。

3.根据权利要求1所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的换挡杆(2)一端设置有上球铰支座(41)，所述的助力弹簧(4)一端设置有上球铰(42)，助力弹簧(4)通过上球铰(42)和上球铰支座(41)与换挡杆(2)球接，所述的助力弹簧(4)另一端设置有下球铰(44)和下球铰支座(43)，下球铰支座(43)固定连接在汽车车身上，助力弹簧(4)通过下球铰(44)和下球铰支座(43)与汽车车身球接。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的助力弹簧(4)连接汽车地板中通道(5)。

5.根据权利要求3所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的换挡软轴(3)一端设置有拨块(7)，换挡软轴(3)通过拨块(7)固定连接上球铰支座(41)。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的换挡杆(2)为两节弯折结构，换挡杆(2)包括操作杆(21)和连接杆(22)。

7.根据权利要求6所述的一种汽车换挡助力装置，其特征在于：所述的操作杆(21)相对连接杆(22)的弯折角度为140至160度。

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