變速箱操縱機構及汽車的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種變速箱操縱機構及汽車,操縱機構包括設置在駕駛室底板上的換檔機構總成,設置在換檔機構總成上的換檔桿,換檔桿一端連接操縱手柄,另一端并列連接選檔連桿和換檔連桿,選檔連桿和換檔連桿分別通過選檔搖臂和換檔搖臂連接變速箱換檔撥軸;變速箱本體上設置有彈簧支架,彈簧支架和選檔搖臂之間設置調節彈簧。本發明通過將彈簧支架設置在變速箱本體上,調節彈簧固定在彈簧支架及選檔搖臂之間,實現了調節彈簧的安裝不受裝車時駕駛室底板上零件位置影響,調節彈簧的兩端均固定在汽車車架上,其位置易精確設置,能夠有效保證調節彈簧的初始伸長量,實現調節彈簧對變速箱操縱機構選檔平衡力的有效平衡。
【專利說明】變速箱操縱機構及汽車
【技術領域】
[0001]本發明涉及車輛領域,特別是涉及一種變速箱操縱機構及汽車。
【背景技術】
[0002]目前在變速箱換檔操縱方面,有直接操縱和間接操縱兩種形式。直接操縱是將換檔桿直接與變速箱內部換檔撥軸相連,通過控制換檔桿直接控制變速箱內檔位變換。間接操縱是在換檔桿和換檔撥軸之間設置連桿和換檔搖臂,連桿兩端分別與換檔桿和換檔搖臂連接,換檔搖臂與換檔撥軸連接,通過連桿和換檔搖臂進行力的傳遞,實現通過操縱換檔桿以達到變速箱內檔位變換的目的。
[0003]在實際操縱過程中,變速箱間接操縱的選檔搖臂部分前后選檔力不均,通過在選檔搖臂上實測發現,選5、R檔時(換檔搖臂朝向車頭運動),力大小為76N ;選1、2檔時(換檔搖臂朝向車尾運動),力大小為ON ;反饋到與換檔桿相連的操縱手柄上,就造成駕駛員選檔力不均,手感不好。
[0004]現有技術中通過在操縱機構上加一個調節彈簧,調節彈簧初始伸長一定量,平衡前后選檔力。為保證調節彈簧初始為伸長狀態,在駕駛室底板上焊接一個彈簧支架用來固定調節彈簧,具體參見圖1所示,未加載調節彈簧之前,原操縱機構包括設置在駕駛室內的換檔機構總成9,所述換檔機構總成9上設置換檔桿11,換檔桿11 一端連接操縱手柄10,另一端連接選檔連桿4和換檔連桿5,選檔連桿4與選檔搖臂I連接,換檔連桿5與換檔搖臂2連接,選檔搖臂I和換檔搖臂2同時連接變速箱的換檔撥軸,換檔撥軸的位置可參照圖中變速箱本體3的位置粗略估計,通過對操縱手柄10進行操作,借助于換檔桿、連桿和選檔搖臂,實現變速箱內檔位變換。為了平衡前后選檔力,在駕駛室底板8上焊接彈簧支架7,調節彈黃6兩端分別連接彈黃支架7和換檔機構總成9。
[0005]上述調節彈簧6的設置結構,彈簧支架7焊接在駕駛室底板8上,其相對位置容易受焊接工藝、車身鈑金本身尺寸加工誤差影響。總之,現有的平衡選檔力方式受車身其它零部件狀態影響較大,具體為:由于調節彈簧6兩端分別連接換檔機構總成9和彈簧支架7,換檔機構總成9安裝固定在駕駛室內,初始狀態為空檔,相對位置受變速箱安裝位置、換檔機構總成9安裝位置影響;彈簧支架7焊接在駕駛室底板8上,相對位置受底板尺寸影響。在彈簧支架7和換檔機構總成9之間掛入調節彈簧6時,受彈簧支架7的焊接位置以及后續換檔機構總成9的安裝位置影響,調節彈簧6的初始伸長量不能保證與設計值相同,調節彈簧6的作用就不能得到有效保障。
【發明內容】
[0006](一)要解決的技術問題
[0007]本發明要解決的技術問題是如何實現調節彈簧對變速箱操縱機構選檔平衡力的有效平衡。
[0008](二)技術方案[0009]為了解決上述技術問題,本發明提供一種變速箱操縱機構,包括:設置在駕駛室底板上的換檔機構總成,設置在所述換檔機構總成上的換檔桿,所述換檔桿一端連接操縱手柄,另一端并列連接選檔連桿和換檔連桿,所述選檔連桿和換檔連桿分別通過選檔搖臂和換檔搖臂連接變速箱換檔撥軸;變速箱本體上設置有安裝支架,所述安裝支架和選檔搖臂之間設置彈性部件,所述彈性部件在所述安裝支架和選檔搖臂之間的初始態為拉伸態,所述彈性部件的拉力垂直于所述選檔搖臂的分力記為H)。
[0010]其中,所述選檔搖臂上開設有第一安裝孔,所述彈性部件的一端安裝在所述第一安裝孔內;所述安裝支架上開設有第二安裝孔,所述彈性部件的另一端安裝在所述第二安裝孔內。
[0011]其中,所述選檔搖臂為長圓形,其圓弧狀的兩端分別開設有圓形的第一通孔和第二通孔,所述選檔搖臂通過所述第一通孔與所述選檔連桿連接,通過所述第二通孔與所述變速箱換檔撥軸連接。
[0012]其中,所述第一安裝孔靠近所述第一通孔設置。
[0013]其中,當所述操縱機構處于初始狀態,即所述選檔搖臂處于空檔狀態時,所述選檔搖臂在所述第一安裝孔處向前或向后運動選檔時最小選檔拉力記為Fl,F1=2F0。
[0014]其中,所述選檔搖臂向后運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧的拉力垂直于所述選檔搖臂的分力記為F2 ;所述選檔搖臂向前運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧的拉力垂直于所 述選檔搖臂的分力記為F3,F2-F0=F0-F3。
[0015]其中,所述彈簧支架包括相互垂直的第一安裝板和第二安裝板,所述第一安裝板固定在所述變速箱本體上,所述第二安裝板上開設所述第二安裝孔。
[0016]本發明還提供了一種汽車,其包括上述任一項所述的變速箱操縱機構。
[0017](三)有益效果
[0018]上述技術方案所提供的變速箱操縱機構及相應的汽車,通過將彈簧支架設置在變速箱本體上,調節彈簧固定在彈簧支架及選檔搖臂之間,實現了調節彈簧的安裝不受裝車時駕駛室底板上零件位置影響,調節彈簧的兩端均固定在汽車車架上,其位置易精確設置,能夠有效保證調節彈簧的初始伸長量,實現調節彈簧對變速箱操縱機構選檔平衡力的有效平衡。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是現有技術中變速箱操縱機構的結構示意圖;
[0020]圖2是本發明實施例1變速箱操縱機構的結構示意圖;
[0021]圖3是本發明實施例1中選檔搖臂的結構示意圖;
[0022]圖4是本發明實施例1中彈簧支架的結構示意圖;
[0023]圖5是本發明實施例1中選檔搖臂向后運動選檔的示意圖;
[0024]圖5a和圖5b分別是選檔搖臂向后運動選檔時的受力分析圖;
[0025]圖6是本發明實施例1中選檔搖臂向前運動選檔的示意圖;
[0026]圖6a是選檔搖臂向前運動選檔時的受力分析圖。
[0027]其中,1:選檔搖臂;2:換檔搖臂;3:變速箱本體;4:選檔連桿;5:換檔連桿;6:調節彈簧;7:彈簧支架;8:駕駛室底板;9:換檔機構總成;10:操縱手柄;11:換檔桿;71 --第一安裝板;72:第二安裝板;101:第一安裝孔;102:第二安裝孔;103:固定孔;104:第一通孔;105:第二通孔。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖和實施例,對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明,但不用來限制本發明的范圍。
[0029]本實施例中,選檔搖臂的向前和向后運動以現有技術中常規的設計方式為例進行描述,具體為:向前運動為朝向車頭運動選擇5、R檔,向后運動為朝向車尾運動選擇1、2檔。當然,本實施例的變速箱操縱機構的設置方式不完全局限于上述設定,也可以設計為選檔搖臂向前運動選擇1、2檔、向后運動選擇5、R檔,其具體實現方式與下述相似。
[0030]圖2示出了本實施例變速箱操縱機構的結構示意圖,該操縱機構包括設置在駕駛室底板8上的換檔機構總成9,設置在所述換檔機構總成9上的換檔桿11,所述換檔桿11一端連接操縱手柄10,另一端并列連接選檔連桿4和換檔連桿5,所述選檔連桿4和換檔連桿5分別通過選檔搖臂I和換檔搖臂2連接變速箱換檔撥軸。本實施例中,通過在變速箱本體3上設置彈簧支架7作為安裝支架,在所述彈簧支架7和選檔搖臂I之間設置調節彈簧6作為彈性部件,來實現調節彈簧6對操縱機構選檔力的平衡,調節彈簧6在所述彈簧支架7和選檔搖臂I之間的初始態為拉伸態,所述調節彈簧6的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力記為F0。。
[0031]具體地,參照圖3和圖4所示,所述選檔搖臂I為長圓形,其圓弧狀的兩端分別開設有圓形的第一通孔104和第二通孔105,所述選檔搖臂I通過所述第一通孔104與所述選檔連桿4連接,通過所述第二通孔105與所述變速箱換檔撥軸連接;在所述選檔搖臂I上,靠近所述第一通孔104設置有第一安裝孔101,所述調節彈簧6的一端安裝在所述第一安裝孔101內。所述彈簧支架7包括相互垂直的第一安裝板71和第二安裝板72,所述第一安裝板71固定在所述變速箱本體3上,所述第二安裝板72上開設第二安裝孔102,所述調節彈簧6的另一端安裝在所述第二安裝孔102內。
[0032]為實現調節彈簧6對操縱機構換檔力的平衡,當所述操縱機構處于初始狀態,即所述選檔搖臂I處于空檔狀態時,所述選檔搖臂I在所述第一安裝孔101處向前運動選檔時最小選檔拉力記為Fl,FO為Fl的一半。該設置所起的作用為:操縱機構處于原始狀態時,調節彈簧6具有初始伸長量,該初始伸長量所產生的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力即為H),因該力的存在,在操縱機構處于初始位置時,選檔搖臂I向前運動選檔所需要的力即為H) ;F0為Fl的一半,能夠實現操縱機構處于初始位置時,選檔搖臂I向后運動選檔所需要的力為Fl-FO=FO,因此能夠實現操縱機構處于初始位置時,選檔搖臂I向前、向后運動選檔所需要的力相等,初步實現操縱機構選檔力平衡。
[0033]進一步地,設定所述選檔搖臂I向后運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧6的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力記為F2 ;所述選檔搖臂I向前運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧6的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力記為F3,F2-F0=F0-F3。該設置所起的作用為:選檔搖臂I向后運動選檔時,需要克服調節調節彈簧6的拉力,該選檔操作達到極限位置時,F2即為駕駛員需要為選檔所施加的力;選檔搖臂I向前運動選檔時,因調節彈簧6具有初始伸長量,此時調節彈簧6的拉力起助力作用,調節彈簧6的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力F3即為助力,因選檔搖臂I在所述第一安裝孔101處向前運動選檔時最小選檔拉力為Fl,所以此時需要駕駛員為選檔所施加的力為F1-F3,在F2-F0=F0-F3時,能夠得知選檔搖臂I在不同的選檔位置所施加的力相同,實現了操縱機構選檔力的平衡。
[0034]為實現上述結構及功能,下面以一個具體的實例來介紹調節彈簧6的設置。
[0035]首先,關于選檔搖臂I的結構設置。參照圖3所示,長圓形的選檔搖臂I上,第一通孔104的圓心和第二通孔105的圓心之間的距離為100mm,第一安裝孔101的圓心與第二通孔105的圓心在選檔搖臂I長度方向上的投影之間的距離為80mm ;為適應調節彈簧6安裝掛鉤的需要,第一安裝孔101的內徑設置為Φ4,第一安裝孔101的圓心距離選檔搖臂I一側長邊的距離為10mm。在選檔搖臂I的第一通孔104處,測得拉動選檔搖臂I的最小力為76N,此時以第二通孔105為回轉中心的回轉半徑為IOOmm ;在第一安裝孔101位置,回轉半徑為80mm,根據牛頓定律,選檔搖臂I此處最小拉力F1=76NX 100mm+80mm=95N。
[0036]其次,關于調節彈簧6的選用,選擇彈簧系數k=2N/mm,彈簧原始長度173mm。為平衡選檔力,彈簧始終處于伸長狀態,初始狀態時調節彈簧6拉伸量。
[0037]圖5示出了選檔搖臂I向后運動選擇1、2檔時調節彈簧6處于拉伸情況的示意圖。如圖所示,初始位置時調節彈簧6拉力為F4,選1、2檔極限位置時調節彈簧6拉力為F5。初始位置時調節彈簧6與選檔搖臂I中心線(即選檔搖臂I中第一通孔104與第二通孔105的圓心連線)夾角α =46°,故初始位置調節彈簧6的拉力垂直于所述選檔搖臂I的分力 F0=F4.Sina,F4=2N/mm*33mm=66N,所以 F0=47.5N,如圖 5a 所示。
[0038]選1、2檔時調節彈簧6的拉力為阻力,選檔到極限位置時選檔搖臂I位移為Ll=17.3mm,調節彈簧6與選檔搖臂I中心線夾角α=41° ,調節彈簧6整體拉伸量為50mm,此時調節彈簧6拉力F5=2N/mm*50mm=100N,垂直于選檔搖臂I的分力為F2=F5 *Sin α =65Ν,如圖5b所示,操作選1、2檔時駕駛人員需施加65N力才能推動選檔搖臂I。
[0039]圖6示出了選檔搖臂I向前運動選擇5、R檔時調節彈簧6處于拉伸情況的示意圖。如圖所示,選5、R檔時調節彈簧6拉力為助力,此階段調節彈簧6被壓縮,到極限位置時向后的位移為L2=18mm,調節彈簧6與選檔搖臂I中心線夾角α=56°,調節彈簧6整體拉伸量為18mm,此時調節彈簧6拉力F6=2N/mm*18mm=36N,垂直于選檔搖臂I的分力為F3=F6.Sina =30N,如圖6a所示。由于拉動搖臂的力為F1=95N,所以操作時駕駛人員還需施加的力為65N。
[0040]由上可知:在初始位置,選檔搖臂I向前、向后所需要的力均為47.5N ;選1、2檔位置所需要的力為65N,選5、R檔位置所需要的力為65N,變速箱采用此種操縱機構可以達到力平衡。
[0041]根據本實施例的操縱機構安裝結構,變速箱操縱機構來貨狀態就已經保證了選檔力是平衡的,不需要再額外增加機構,不用考慮在駕駛室底板上選擇位置焊接彈簧支架;本實施例中調節彈簧安裝方便,選取合適的彈簧掛入支架安裝孔即可;不同的變速箱選取不同的彈簧系數,即可做到平衡選檔力。
[0042]實施例2
[0043]本發明還提供了一種汽車,本實施例的汽車采用上述實施例1中所述的變速箱操縱機構,該汽車能夠通過變速箱操縱機構中調節彈簧的設置位置和設置結構的改進,實現駕駛員通過操作手柄進行選檔時施力平衡,提高整車質量的同時也能夠提高駕駛員駕駛汽車的舒適度。
[0044]以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本【技術領域】的普通技術人員來說,在不脫離本發明技術原理的前提下,還可以做出若干改進和替換,這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種變速箱操縱機構,包括:設置在駕駛室底板(8)上的換檔機構總成(9),設置在所述換檔機構總成(9)上的換檔桿(11),所述換檔桿(11) 一端連接操縱手柄(10),另一端并列連接選檔連桿(4)和換檔連桿(5),所述選檔連桿(4)和換檔連桿(5)分別通過選檔搖臂(I)和換檔搖臂(2 )連接變速箱換檔撥軸;其特征在于,變速箱本體(3 )上設置有安裝支架,所述安裝支架和選檔搖臂(I)之間設置彈性部件,所述彈性部件在所述安裝支架和選檔搖臂(I)之間的初始態為拉伸態,所述彈性部件的拉力垂直于所述選檔搖臂(I)的分力記為F0。
2.如權利要求1所述的變速箱操縱機構,其特征在于,所述選檔搖臂(I)上開設有第一安裝孔(101),所述彈性部件的一端安裝在所述第一安裝孔(101)內;所述安裝支架上開設有第二安裝孔(102),所述彈性部件的另一端安裝在所述第二安裝孔(102)內。
3.如權利要求2所述的變速箱操縱機構,其特征在于,所述選檔搖臂(I)為長圓形,其圓弧狀的兩端分別開設有圓形的第一通孔(104)和第二通孔(105),所述選檔搖臂(I)通過所述第一通孔(104)與所述選檔連桿(4)連接,通過所述第二通孔(105)與所述變速箱換檔撥軸連接。
4.如權利要求3所述的變速箱操縱機構,其特征在于,所述第一安裝孔(101)靠近所述第一通孔(104)設置。
5.如權利要求4所述的變速箱操縱機構,其特征在于,當所述操縱機構處于初始狀態,即所述選檔搖臂(I)處于空檔狀態時,所述選檔搖臂(I)在所述第一安裝孔(101)處向前或向后運動選檔時最小選檔拉力記為Fl,F1=2R)。
6.如權利要求5所述的變速箱操縱機構,其特征在于,所述選檔搖臂(I)向后運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧(6)的拉力垂直于所述選檔搖臂(I)的分力記為F2 ;所述選檔搖臂(I)向前運動選檔所到達極限位置時,所述調節彈簧(6)的拉力垂直于所述選檔搖臂(I)的分力記為F3,F2-F0=F0-F3。
7.如權利要求2所述的變速箱操縱機構,其特征在于,所述彈簧支架(7)包括相互垂直的第一安裝板(71)和第二安裝板(72),所述第一安裝板(71)固定在所述變速箱本體(3)上,所述第二安裝板(72)上開設所述第二安裝孔(102 )。
8.一種汽車,其特征在于,包括上述權利要求1-7中任一項所述的變速箱操縱機構。
【文檔編號】F16H59/02GK103807421SQ201210448716
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優先權日:2012年11月9日
【發明者】丁盛, 陳祥 申請人:北汽福田汽車股份有限公司