CN219755319U - 一种电液动力换挡装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电液动力换挡装置，属于换挡装置技术领域，包括与外部油箱连通的液压缸和与液压缸连接的控制装置，液压缸活动穿设有活塞杆，活塞杆的端部设置有用于与变速箱连接的拨叉。控制装置通过控制外部油箱向液压缸内充放油，以带动活塞杆轴向运动。活塞杆延伸出液压缸的外侧壁排布有与变速箱档位对应的档位缺口，电液动力换挡装置设置有弹性活动卡接于任意档位缺口的限位凸块。活塞杆移动时，限位凸块被抵触脱离档位缺口。当拨叉杆移动至变速箱的对应档位处后，限位凸块卡接在对应档位缺口内，确保了换挡精度。档位缺口的数量可以根据变速箱可实现的档位数量进行调整，使得通过单个液压缸即可实现多个档位的调整需求。

Description

一种电液动力换挡装置

技术领域

本申请属于换挡装置技术领域，更具体地说，是涉及一种电液动力换挡装置。

背景技术

目前的变速箱中，仍存在部分手动操控杆的机械换档操控方式，变速箱机械换档方式，驾驶者操控体验差，换档机构复杂，动力传输中档位可能会移动甚至脱档。

公开号为CN103511616B(公开日：2016.04.13)的中国发明专利公开了一种手动变速箱换挡控制装置，其液压缸、位移传感器、第一行程开关和第二行程开关相互配合，当活塞杆上的挡块分别与第一行程开关和第二行程开关接触时，实现挂挡和摘挡操作。其通过第一行程开关和第二行程开关的限位作用，以及位移传感器的监测作用，以保证挂挡位置的精准。但由于该公开专利仅应用在评定变速箱在换挡过程中的换挡特性，仅需要挂挡和摘挡两档操作，该方案不能应用在现有具有多个档位的换挡装置中。公开号为CN216555309U(公开日：2022.05.17)的中国实用新型专利公开了一种收获机械电液控制换挡变速箱，其通过两个换挡油缸实现了三个档位的换挡需求，使得油缸数量增多，结构复杂。因此，现提出一种能够通过单个液压缸满足多个档位的电液动力换挡装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种电液动力换挡装置，能够通过单个液压缸满足多个档位控制需求。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种电液动力换挡装置，包括液压缸和与液压缸连接的控制装置，液压缸活动穿设有活塞杆，活塞杆延伸出液压缸的一端设置有用于与变速箱连接的拨叉，活塞杆远离拨叉的端部设置有与控制装置连接的位移传感器；控制装置通过控制外部油箱向液压缸内充放油，以带动活塞杆轴向运动；

还包括限位凸块，沿活塞杆的延伸方向线性排布有与变速箱档位对应的档位缺口，限位凸块弹性活动卡接于任意档位缺口。

可选地，还固定安装有沿活塞杆径向延伸的弹性件，限位凸块与弹性件连接。

可选地，还包括高压供油通道和低压回油通道，活塞杆位于液压缸内部的部分设置有活塞，液压缸的内部被活塞分隔为两个油腔；

控制装置包括可编程控制器、档位按钮、两个进油控制阀和两个回油控制阀，位移传感器、档位按钮、两个进油控制阀和两个回油控制阀均与可编程控制器连接；高压供油通道通过两个进油控制阀分别与两个油腔连通，低压回油通道通过两个回油控制阀分别与两个油腔连通。

可选地，回油控制阀和进油控制阀均为二位二通开关阀。

可选地，还包括溢流减压阀，高压供油通道通过溢流减压阀与进油控制阀连通，溢流减压阀的泄流端与低压回油通道连通，回油控制阀连通在溢流减压阀的泄流端和液压缸之间。

可选地，活塞杆的端部连接有拨档杆，档位缺口排布于拨档杆，拨叉安装于拨档杆。

可选地，还包括连接件，拨档杆与活塞杆并列设置，活塞杆和拨档杆通过连接件连接。

本申请的技术方案相对于现有技术的有益效果在于：

控制装置控制活塞杆轴向运动，以带动拨叉实施换挡操作。当拨叉杆移动至变速箱的对应档位处后，限位凸块与对应的档位缺口对齐，限位凸块通过自身的弹性活动卡接在档位缺口内。位移传感器探测到活塞杆运动到位后，向控制装置发出信号，使活塞杆停止运动。限位凸块带动活塞杆轴向调整，确保了活塞杆位移的准确性，保证了换挡精度。同时，档位缺口的数量可以根据变速箱可实现的档位数量进行调整，使得通过单个液压缸即可实现多个档位的调整需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为电液动力换挡装置整体结构示意图；

图2为图1中A处局部放大图。

图标：100、变速箱；1、液压缸；2、活塞杆；3、拨叉；4、位移传感器；5、限位凸块；6、档位缺口；7、弹性件；8、高压供油通道；9、低压回油通道；10、活塞；11、可编程控制器；12、第一油腔；13、第二油腔；14、第一油口；15、第二油口；16、第一进油控制阀；17、第二进油控制阀；18、第一回油控制阀；19、第二回油控制阀；20、溢流减压阀；21、拨档杆；22、连接件；23、一档缺口；24、第一空挡缺口；25、二挡缺口；26、第二空挡缺口；27、三挡缺口；28、档位按钮。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为与另一个元件“固定”或“设置”时，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是与另一个原件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例：

本实施例提供一种电液动力换挡装置，基于图1所示，包括与外部油箱连通的液压缸1和与液压缸1连接的控制装置，液压缸1活动穿设有活塞杆2，活塞杆2延伸出液压缸1的一端设置有用于与变速箱100连接的拨叉3，活塞杆2远离拨叉3的端部设置有与控制装置连接的位移传感器4。操作人员通过操控控制装置以控制外部油箱向液压缸1内充放油，从而带动活塞杆2轴向运动。拨叉3在活塞杆2的带动下与变速箱100对应的档位配合，实现换挡操作。

在上述结构的基础上，沿活塞杆2的延伸方向线性排布有与变速箱100档位对应的档位缺口6。电液动力换挡装置还包括限位凸块5，限位凸块5弹性活动卡接于任意档位缺口6。活塞杆2移动时，限位凸块5被抵触脱离档位缺口6。当拨叉3杆移动至变速箱100的对应档位处后，限位凸块5通过自身的弹性活动卡接在档位缺口6内。位移传感器4探测到活塞杆2运动到位后，其向控制装置发出信号，使活塞杆2停止运动。限位凸块5带动活塞杆2轴向调整，确保了活塞杆2位移的准确性，配合位移传感器4的监测，保证了换挡精度。同时，档位缺口6的数量可以根据变速箱100可实现的档位数量进行调整，不会局限于空挡和挂挡的两档操作，且仅通过单个液压缸1就能够满足，具有更广的适用范围。

基于图1和图2所示，电液动力换挡装置还固定安装有沿活塞杆2径向延伸的弹性件7。弹性件7可以选用弹簧或弹簧片等。弹性件7朝向档位缺口6的一端与限位凸块5连接，弹性件7远离档位缺口6的一端固定在如机壳或支架等与液压缸1相对静止的部件上。活塞杆2移动时，弹性件7压缩，限位凸块5脱离档位缺口6，档位调整完成后，限位凸块5卡接于对应档位缺口6。

进一步地，基于图1所示，还包括与外部油箱连通的高压供油通道8和低压回油通道9，活塞杆2位于液压缸1内部的部分设置有活塞10，液压缸1的内部被活塞10分隔为两个油腔。通过控制高压供油通道8和低压回油通道9分别向两个油腔内充油和放油以实现活塞杆2的轴向运动。

详细地，两个油腔分别为第一油腔12和第二油腔13，第一油腔12的侧壁设置有第一油口14，第二油腔13的侧壁设置有第二油口15。控制装置包括可编程控制器11、两个进油控制阀和两个回油控制阀。位移传感器4、两个进油控制阀和两个回油控制阀均与可编程控制器11连接。可编程控制器11上通过线缆连接有档位按钮28，操作人员通过控制上述档位按钮28，以控制两个进油控制阀或两个回油控制阀的启闭。两个进油控制阀分别为第一进油控制阀16和第二进油控制阀17，两个回油控制阀分别为第一回油控制阀18和第二回油控制阀19，高压供油通道8和低压回油通道9均具有两根支管。高压供油通道8的一根支管通过第一进油控制阀16与第一油口14连通，高压供油通道8的另一根支管通过第二进油控制阀17与第二油口15连通。低压回油通道9的一根支管通过第一回油控制阀18与第一油口14连通，低压回油通道9的另一根支管通过第二回油控制阀19与第二油口15连通。开启第一进油控制阀16，可使高压供油通道8中的液压油进入第一油腔12。开启第一回油控制阀18，可使第一油腔12内的液压油流出至低压回油通道9。开启第二进油控制阀17，可使高压供油通道8中的液压油进入第二油腔13。开启第二回油控制阀19，可使第二油腔13内的液压油流出至低压回油通道9。通过上述设置，实现了高压供油通道8通过两个进油控制阀分别与两个油腔连通，低压回油通道9通过两个回油控制阀分别与两个油腔连通。

当操作人员操作可编程控制器11上对应的档位按钮28，使第一进油控制阀16开启、第二进油控制阀17关闭、第一回油控制阀18关闭且第二回油控制阀19开启时，第一油腔12内充入液压油，第二油腔13内液压油流出，活塞杆2即可向右运动(附图1所示方向)。当操作人员操作可编程控制器11上对应的档位按钮28，使第一进油控制阀16关闭、第二进油控制阀17开启、第一回油控制阀18开启且第二回油控制阀19关闭时，第一油腔12内液压油流出，第二油腔13内充入液压油，活塞杆2即可向左运动(附图1所示方向)。

位移传感器4能够判断活塞杆2的运动位置，当活塞杆2运动至对应档位时，可编程控制器11根据位移传感器4发出的位置信号，使对应的进油控制阀和回油控制阀开启或关闭。

进一步地，基于图1和图2所示，由于液压油的流动与可编程控制器11的信号之间具有一定的延迟，即当活塞杆2运动至特定档位位置，对应的进油控制阀和回油控制阀开启或关闭后，活塞杆2不会立即停下，活塞杆2位置会偏离。因此，在上述结构基础上，将回油控制阀设置为二位二通开关阀，以解决活塞杆2位置偏离的问题。以变速箱100具有“一档”、“二挡”和“三挡”三个档位，档位缺口6具有五个为例。五个档位缺口6分别为一档缺口23、第一空挡缺口24、二挡缺口25、第二空挡缺口26、三挡缺口27。整个电液动力换挡装置使用方法及活塞杆2位置偏移的解决原理如下：

初始化：通过可编程控制器11将档位初始化设置到“一档”位置上。外部油箱供油，可编程控制器11装置上电，位移传感器4检测目前的实际档位，若不在“一档”位置，则可编程控制器11发出指令，接通第二进油控制阀17和第一回油控制阀18，关闭第一进油控制阀16和第二回油控制阀19，活塞杆2左移，位移传感器4检测活塞杆2移动至与设定的“一档”位置指令一致。关闭第二进油控制阀17和第一回油控制阀18，初始化设置完成。

加档操作：以从一档加档到二挡为例。一档缺口23与二挡缺口25的中心水平距离为X2。按下可编程控制器11上二挡档位对应的档位按钮28，第一进油控制阀16和第二回油控制阀19开启，第二进油控制阀17和第一回油控制阀18关闭，第一油腔12内充入液压油，第二油腔11内液压油流出，活塞杆2即可向又运动(附图1和2所示方向)，位移传感器4检测活塞杆2的移动距离。由于对应的进油控制阀和回油控制阀开启或关闭后，活塞杆2并不会立即停止移动，因此，位移传感器4在检测到活塞杆2的移动距离为X2-ΔX2，活塞杆2尚未移动到位时，第一进油控制阀16即关闭，并将第一回油控制阀18开启，此时第一回油控制阀18和第二回油控制阀19均为开启状态。由于第一回油控制阀18和第二回油控制阀19均为二位二通开关阀，则此时活塞杆2为浮动状态，在弹性件7弹力的作用下，限位凸块5完全贴合置于二挡缺口25内，并带动活塞杆2移动至准确位置，活塞10两侧的液压油通过第一回油控制阀18和第二回油控制阀19自行流动调整。当位移传感器4检测活塞杆2位置到位后，将第一回油控制阀18和第二回油控制阀19关闭，完成加档操作。

减档操作：以从三档减档到二挡为例。二档缺口与三挡缺口27的中心水平距离为X3。按下可编程控制器11上二挡档位对应的档位按钮28，第二进油控制阀17和第一回油控制阀18开启，第一进油控制阀16和第二回油控制阀19关闭，第一油腔12内液压油流出，第二油腔11内充入液压油，活塞杆2即可向左运动(附图1和2所示方向)，位移传感器4检测活塞杆2的移动距离。当位移传感器4在检测到活塞杆2的移动距离为X3-ΔX3，活塞杆2尚未移动到位时，将第二进油控制阀17关闭，并将第二回油控制阀19开启，此时第一回油控制阀18和第二回油控制阀19均为开启状态。同样，由于第一回油控制阀18和第二回油控制阀19均为二位二通开关阀，则此时活塞杆2为浮动状态，在弹性件7弹力的作用下，限位凸块5完全贴合置于二挡缺口25内，并带动活塞杆2移动至准确位置。活塞10两侧的液压油通过第一回油控制阀18和第二回油控制阀19自行流动调整。当位移传感器4检测活塞杆2位置到位后，将第一回油控制阀18和第二回油控制阀19关闭，完成减档操作。

检测操作：当换挡操作完成，活塞杆2不再移动时，位移传感器4检测活塞杆2当前的位置与初始化位置X0的距离，若该距离差值大于预设挡位位置距离误差允许范围(±0.5mm)时，可编程控制器11继续运行换挡指令，使活塞杆2在对应档位位置左右小幅值振荡两次。此操作基本上都能使活塞杆2的位置进入预设的误差范围内。

进一步地，基于图1所示，还包括溢流减压阀20，还包括溢流减压阀20，高压供油通道8通过溢流减压阀20与进油控制阀连通，溢流减压阀20的泄流端与低压回油通道9连通，回油控制阀连通在溢流减压阀20的泄流端和液压缸1之间。溢流减压阀20用于确保输入油腔内的油压的一致性。

进一步地，基于图1所示，活塞杆2的端部连接有拨档杆21，档位缺口6排布于拨档杆21，拨叉3安装于拨档杆21。拨档杆21与活塞杆2并列设置，活塞杆2和拨档杆21通过连接件22连接。连接件22可以通过螺栓与活塞杆2和拨档杆21连接，也可以直接与活塞杆2和拨档杆21一体设置。由于档位缺口6的设置需要占用一定的轴向空间，拨档杆21与活塞杆2并列设置，可以减少整个装置的轴向空间的占用。此时液压缸1、拨档杆21可以同时安装在同一机壳内(附图未表示)，以作为整体部件，结构紧凑且占用空间少。

在其它实施例中，若空间足够，拨档杆21也可以直接延伸连接在活塞杆2的端部。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电液动力换挡装置，包括液压缸(1)和与所述液压缸(1)连接的控制装置，所述液压缸(1)活动穿设有活塞杆(2)，所述活塞杆(2)延伸出所述液压缸(1)的一端设置有用于与变速箱(100)连接的拨叉(3)，所述活塞杆(2)远离所述拨叉(3)的端部设置有与所述控制装置连接的位移传感器(4)；所述控制装置通过控制外部油箱向液压缸(1)内充放油，以带动活塞杆(2)轴向运动；

其特征在于：还包括限位凸块(5)，沿所述活塞杆的延伸方向线性排布有与变速箱(100)档位对应的档位缺口(6)，所述限位凸块(5)弹性活动卡接于任意所述档位缺口(6)。

2.如权利要求1所述的电液动力换挡装置，其特征在于：还固定安装有沿所述活塞杆(2)径向延伸的弹性件(7)，所述限位凸块(5)与所述弹性件(7)连接。

3.如权利要求1所述的电液动力换挡装置，其特征在于：还包括高压供油通道(8)和低压回油通道(9)，所述活塞杆(2)位于所述液压缸(1)内部的部分设置有活塞(10)，所述液压缸(1)的内部被所述活塞(10)分隔为两个油腔；

所述控制装置包括可编程控制器(11)、档位按钮(28)、两个进油控制阀和两个回油控制阀，所述位移传感器(4)、所述档位按钮(28)、两个所述进油控制阀和两个所述回油控制阀均与所述可编程控制器(11)连接；所述高压供油通道(8)通过两个进油控制阀分别与两个所述油腔连通，所述低压回油通道(9)通过两个所述回油控制阀分别与两个所述油腔连通。

4.如权利要求3所述的电液动力换挡装置，其特征在于：所述回油控制阀和所述进油控制阀均为二位二通开关阀。

5.如权利要求3所述的电液动力换挡装置，其特征在于：还包括溢流减压阀(20)，所述高压供油通道(8)通过所述溢流减压阀(20)与所述进油控制阀连通，所述溢流减压阀(20)的泄流端与所述低压回油通道(9)连通，所述回油控制阀连通在所述溢流减压阀(20)的泄流端和所述液压缸(1)之间。

6.如权利要求1所述的电液动力换挡装置，其特征在于：所述活塞杆(2)的端部连接有拨档杆(21)，所述档位缺口(6)排布于所述拨档杆(21)，所述拨叉(3)安装于所述拨档杆(21)。

7.如权利要求6所述的电液动力换挡装置，其特征在于：还包括连接件(22)，所述拨档杆(21)与所述活塞杆(2)并列设置，所述活塞杆(2)和所述拨档杆(21)通过所述连接件(22)连接。