汽車半自動助力變速裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種汽車半自動助力變速裝置，屬于汽車變速設備【技術領域】，具體包括信息處理器、換檔手柄、電磁閥及變速裝置，換檔手柄把檔位信息傳遞給信息處理器，信息處理器控制電磁閥的開合，電磁閥與變速裝置連通；變速裝置利用兩個垂直設置的串聯氣缸，前端為選檔和鎖檔氣缸，后端為空檔氣缸，利用選檔氣缸推動換檔執行桿，實現汽車檔位的變動，利用鎖檔氣缸實現檔位的鎖定，這樣對檔位可實現一對一的互鎖設計，不會造成脫檔現象，整個裝置性能可靠、操作輕便、便于整車布置、故障頻率低，大大提高了行車安全性。
【專利說明】汽車半自動助力變速裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及汽車變速設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前的手動變速器特別是多擋手動變速器車輛在行駛過程中要求駕駛員頻繁換擋以滿足發動機動力的需要，這樣就造成駕駛員體力大量消耗，容易出現換錯擋或換不上擋的情況。為了克服上述不足，在現有的車輛中采用了機械式自動變速器，它是在有級式機械固定軸式傳動系統的基礎上增加自動變速操縱系統，由電子控制選換擋機構，從而代替人力完成選擋和換擋。
[0003]機械式自動變速器按驅動動力的來源不同，可分為電控液動式、電控氣動式和電機電動式。雖然機械式自動變速器都能夠代替人力完成選擋和換擋工作，電機電動式由于選擋執行機構和換擋執行機構各自獨立，結構不緊湊，導致傳動效率低，選換擋的可靠性差。
[0004]另外，低檔汽車及工程機械車大多都采用手動擋，而傳統的手動擋的變速結構很簡單，只包括換擋手柄和拉桿及推拉軟軸和撥叉，駕駛員通過操縱手柄，改變齒輪傳動裝置的傳動比，來實現這些機動車的換擋，由于換擋手動操作，動作頻繁，勞動強度大，往往由于操作不當，使換擋不準確，軟軸與護套磨損過大，故障頻率高。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種汽車半自動助力變速裝置，該裝置性能可靠、操作輕便省力、便于整車布置、故障頻率低，大大提高了行車安全性。
[0006]為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是:一種汽車半自動助力變速裝置，其特征在于包括信息處理器、換檔手柄、電磁閥及變速裝置，所述換檔手柄與信息處理器的輸入端相連，信息處理器的輸出端與電磁閥連接，電磁閥與變速裝置相連；
所述變速裝置包括殼體及換檔執行桿，所述殼體的側面上設有4個氣缸，分別為選檔氣缸、鎖檔氣缸、第一空檔氣缸和第二空檔氣缸，其中選檔氣缸和第一空檔氣缸串聯為一組，鎖檔氣缸和第二空檔氣缸串聯為一組，選檔氣缸和鎖檔氣缸靠近殼體，并且選檔氣缸和鎖檔氣缸的活塞桿為垂直方向布置，所述第一空檔氣缸和第二空檔氣缸內活塞直徑大于選檔汽缸和鎖檔汽缸內活塞直徑，換檔執行桿與選檔氣缸和鎖檔氣缸連接，換檔執行桿與換檔指令器配合。
[0007]對上述結構作進一步說明，所述殼體內還設有選檔滑道和鎖檔滑道，選檔滑道與選檔氣缸的活塞桿平行設置，鎖檔滑道與鎖檔氣缸的活塞桿平行設置，所述換檔執行桿固定于支架上，所述支架與選檔滑道和鎖檔滑道配合；鎖檔氣缸的活塞桿端頭固定有第一橫向導套，第一橫向導套與支架上的第一滑桿滑動配合；選檔氣缸的活塞桿端頭固定有第二橫向導套，第二橫向導套與支架上的第二滑桿滑動配合。
[0008]對上述結構作進一步說明，所述電磁閥為并排設置的4組電磁控制的通斷開關，4組開關的進氣口和出氣口分別與選檔氣缸、鎖檔氣缸、第一空檔氣缸和第二空檔氣缸的進氣口和出氣口連通。
[0009]對上述結構作進一步說明，還包括檔位顯示器，所述信息處理器與檔位顯示器連接。
[0010]對上述結構作進一步說明，還包括高低速轉換器，所述換檔手柄控制外部氣源驅動高低速轉換器，并把信號傳遞給信息處理器。
[0011]采用上述技術方案所產生的有益效果在于:
1)本發明所提供的汽車半自動助力變速裝置，利用兩個垂直設置的串聯氣缸，前端為選檔和鎖檔氣缸，后端為空檔氣缸，利用選檔氣缸推動換檔執行桿，實現汽車檔位的變動，利用鎖檔氣缸實現檔位的鎖定，這樣對檔位可實現一對一的互鎖設計，不會造成脫檔現象，使檔位控制更加安全可靠；
2)本發明中利用高低速轉換器可以實現高低檔位的變換，即由1-4檔轉換為5-8檔，高低速轉換器為外設機構，由離合器及氣缸控制，利用機械傳動中的齒輪配合，只需一組齒輪變動，即可完成高低速變換，其它檔位由變速裝置實現，其整體操作靈活，可應用于大型工程機械中；
3)本發明與普通的機械變速裝置相比，利用帶有換檔手柄的殼體代替了普通變速箱上的小蓋總成,去掉了原來變擋時撥叉小蓋總成上的移位操作,利用檔位顯示器、換檔執行桿通過電磁閥控制汽缸工作，利用汽車的氣源分別給四個氣缸提供氣源動力，汽車的電源給電磁閥提供電力而控制汽缸推動換檔執行桿，實現檔位的轉換，整個結構利用電力傳輸信號，氣缸驅動換檔執行桿，變擋迅速、快捷、準確、大大提高了行車安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0013]圖1是本發明的結構組成示意圖；
圖2是本發明的變速裝置結構示意圖；
圖3是圖2的仰視圖；
圖4是圖3的左視圖；
圖5是圖1中支架部分的結構視圖；
其中:1、換檔手柄，2、電磁閥，3、變速裝置，4、信息處理器，5、數字顯示器，6、高低速轉換器，7、換檔執行桿，8、選檔氣缸,9、鎖檔氣缸,10、選檔滑道,11、鎖檔滑道，12、殼體,13、第一空檔氣缸，14，第二空檔氣缸，15、支架，16、第一橫向導套，17、第一滑桿，18、第二橫向導套，19、第二滑桿。
【具體實施方式】
[0014]根據附圖1可知，本發明具體涉及一種汽車半自動助力變速裝置，屬于汽車變速設備【技術領域】，該裝置具體包括信息處理器4、換檔手柄1、電磁閥2及變速裝置3，換檔手柄I把檔位信息傳遞給信息處理器4，信息處理器4控制電磁閥2的開合，電磁閥2與變速裝置3連通；另外，還包括檔位顯示器5、高低速轉換器6，其中信息處理器4與檔位顯示器5連接，換檔手柄I控制外部氣源驅動高低速轉換器6，并把信號傳遞給信息處理器4。[0015]本發明中的變速裝置創新之處，該裝置為氣缸驅動，利用電磁閥3控制氣缸的進給，實現換檔操作，其中變速裝置3包括殼體12及殼體12內的換檔執行桿7，殼體12的側面上設有4個氣缸，分別為選檔氣缸8、鎖檔氣缸9、第一空檔氣缸13和第二空檔氣缸14，其中選檔氣缸8和第一空檔氣缸13串聯為一組，鎖檔氣缸9和第二空檔氣缸14串聯為一組，選檔氣缸8和鎖檔氣缸9靠近殼體12,并且選檔氣缸8和鎖檔氣缸9的活塞桿為垂直方向布置，第一空檔氣缸13和第二空檔氣缸14內活塞直徑大于選檔汽缸8和鎖檔汽缸9內活塞直徑，換檔執行桿7由選檔氣缸8和鎖檔氣缸9共同驅動，換檔執行桿與換檔指令器配合，如附圖2-4所示。
[0016]另外，本發明中的換檔執行器為普通機械換檔機構中的執行機構，執行機構可以在短時間內頻繁進行選換檔動作，換檔執行桿7是電子控制選換擋機構，替人力完成選擋和換擋。為了實現氣缸對換檔執行桿7的操作到位，并且保證其在殼體12內平滑運行，因此在殼體12內還設有其中選檔滑道10和鎖檔滑道11，選檔滑道10與選檔氣缸8的活塞桿平行設置，鎖檔滑道11與鎖檔氣缸9的活塞桿平行設置，換檔執行桿7置于選檔滑道10和鎖檔滑道11上并滑動連接。
[0017]本發明中的氣缸驅動換檔執行桿7時，換檔執行桿7固定于支架15上，鎖檔氣缸9的活塞桿端頭固定有第一橫向導套16，第一橫向導套16與支架15上的第一滑桿17滑動配合；選檔氣缸8的活塞桿端頭固定有第二橫向導套18，第二橫向導套18與支架15上的第二滑桿19滑動配合。這樣既可實現氣缸驅動換檔執行桿7時，互不干涉，能夠在各自方向上運動，實現換檔操作。
[0018]電磁閥2為并排設置的4組電磁控制的通斷開關，4組開關的進氣口和出氣口分別與選檔氣缸8、鎖檔氣缸9、第一空檔氣缸13和第二空檔氣缸14的進氣口和出氣口連通。
[0019]本發明中的信息處理器4為電磁閥2的驅動器，把換檔手柄的信號進行處理，控制電磁閥2的通斷，電磁閥的進口與外界高壓氣源連通，因此信息處理器4為電信號的處理單元，包括與換檔手柄I連接的位置傳感器，控制部分可以利用單片機模塊或繼電器電路來實現。
[0020]本發明的汽車半自動助力變速裝置工作原理是:第一空檔氣缸13、第二空檔氣缸14、鎖擋汽缸9及選擋汽缸8四個汽缸前后端充氣時，兩個空檔汽缸活塞頂到前端底，選檔汽缸8、鎖檔汽缸9活塞到達中間，因為空檔汽缸內活塞大于選檔汽缸8和鎖檔汽缸9內活塞直徑，在同等氣壓下條件下，空檔汽缸內活塞的壓力大于選檔汽缸8和鎖檔汽缸9內活塞壓力，此時選、鎖擋都為空擋。
[0021]當選檔汽缸8前端放氣和第一空檔氣缸13后端同時充氣時，選檔汽缸8活塞推到前端底，此時換檔執行桿7已到達一，二檔凹槽中間時，鎖檔汽缸9后端充氣、前端放氣時，鎖檔汽缸9內活塞到前端時，此時一檔鎖止。當鎖檔汽缸9前端充氣時內部活塞達到第二空檔氣缸14后端放氣時，其余條件不變，此時二檔鎖止。
[0022]當選檔汽缸8前端放氣和第一空檔氣缸13后端同時充氣時，選檔汽缸8活塞頂到汽缸中間，換檔執行桿7同時到達中間，此時換檔執行桿7已到達三四擋中間，鎖檔汽缸9后端充氣時第二空檔氣缸14前端充放氣時，鎖檔汽缸9內活塞達到汽缸前端底，此時為三擋鎖止。反之鎖檔汽缸9汽缸前端沖氣和第二空檔氣缸14后端放氣時，鎖檔汽缸9活塞頂到汽缸后底，選檔汽缸8狀態不變，此時為四擋鎖止。[0023]當選檔汽缸8前端放氣和第一空檔氣缸13后端放氣、前端同時充氣，兩個空檔汽缸內活塞頂到汽缸后端，同時鎖檔汽缸9前端充氣，第二空檔氣缸14前端放氣，汽缸內活塞達到汽缸前端底，此時為倒檔鎖止。
[0024]本發明的汽車半自動助力變速裝置，在汽車行進過程中換檔手柄I輸出一個信號，傳給信息處理器4，信息處理器4形成兩個信號，一個信號傳給檔位指示器即檔位顯示器5，顯示檔位數字，另一個信號傳給電磁閥2，執行換擋工作。此過程可完成1-4擋的換擋功能。當要從4檔轉換到5-8檔時，首先換檔手柄I處輸出一個5檔信號，傳給信息處理器
4,信息處理器4形成3個信號:
(I)一個信號傳給檔位顯不器5,顯不換擋數字。
[0025](2)另一個信號傳給電磁閥2，執行換擋工作，此過程可完成5擋的換擋功能。
[0026](3)同時第三個信號使6-8擋進入準備工作狀態，利用高低速轉換器6中的高傳動比齒輪嚙合，實現高檔位的操作，其操作方式與低檔位相同。
[0027]以上操作就是換擋的全過程。
[0028]本發明的使用方法:
1、發動車后氣壓達到SMPa時，按照傳統的操作方式掛I擋，慢慢松開離合器，同時緩緩加油門，車輛起步行駛；
2、在正常行駛時和普通的掛檔操縱方式一樣；
3、在高、低速轉換時，首先踩下離合器，這時離合器分泵輸出氣源給高低速轉換器6，當高低速轉換器6有了氣源，同時在變速手柄處有切換裝置給一轉換信號，收回離合器，高、低速轉換完成；
4、半自動變速控制器工作環境:氣壓范圍是換檔指令裝置5-9MPa。電壓是24V；
5、車輛在任何路況下行駛，由于撥叉是一對一的互鎖設計，所以不會造成脫檔現象。
[0029]本發明通過幾十名司機的試駕，得到了司機的一致認可。其性能可靠，操縱輕便，有廣泛的發展前景。
【權利要求】
1.一種汽車半自動助力變速裝置，其特征在于包括信息處理器(4)、換檔手柄(I)、電磁閥(2)及變速裝置(3)，所述換檔手柄(I)與信息處理器(4)的輸入端相連，信息處理器(4)的輸出端與電磁閥(2)連接，電磁閥(2)與變速裝置(3)相連； 所述變速裝置(3)包括殼體(12)及換檔執行桿(7)，所述殼體(12)的側面上設有4個氣缸，分別為選檔氣缸(8)、鎖檔氣缸(9)、第一空檔氣缸(13)和第二空檔氣缸(14)，其中選檔氣缸(8)和第一空檔氣缸(13)串聯為一組，鎖檔氣缸(9)和第二空檔氣缸(14)串聯為一組，選檔氣缸(8)和鎖檔氣缸(9)靠近殼體(12),并且選檔氣缸(8)和鎖檔氣缸(9)的活塞桿為垂直方向布置，所述第一空檔氣缸(13)和第二空檔氣缸(14)內活塞直徑大于選檔汽缸(8)和鎖檔汽缸(9)內活塞直徑，換檔執行桿(7)與選檔氣缸(8)和鎖檔氣缸(9)連接，換檔執行桿(7)與換檔指令器配合。
2.根據權利要求1所述的汽車半自動助力變速裝置，其特征在于所述殼體(12)內還設有選檔滑道(10)和鎖檔滑道(11)，選檔滑道(10)與選檔氣缸(8)的活塞桿平行設置，鎖檔滑道(11)與鎖檔氣缸(9)的活塞桿平行設置，所述換檔執行桿(7)固定于支架(15)上，所述支架(15)與選檔滑道(10)和鎖檔滑道(11)配合；鎖檔氣缸(9)的活塞桿端頭固定有第一橫向導套(16)，第一橫向導套(16)與支架(15)上的第一滑桿(17)滑動配合；選檔氣缸(8)的活塞桿端頭固定有第二橫向導套(18)，第二橫向導套(18)與支架(15)上的第二滑桿(19)滑動配合。
3.根據權利要求2所述的汽車半自動助力變速裝置，其特征在于所述電磁閥(2)為并排設置的4組電磁控制的通斷開關，4組開關的進氣口和出氣口分別與選檔氣缸(8)、鎖檔氣缸(9)、第一空檔氣缸(13)和第二空檔氣缸(14)的進氣口和出氣口連通。
4.根據權利要求3所述的汽車半自動助力變速裝置，其特征在于還包括檔位顯示器(5)，所述信息處理器(4)與檔位顯示器(5)連接。
5.根據權利要求3所述的汽車半自動助力變速裝置，其特征在于還包括高低速轉換器(6)，所述換檔手柄(I)控制外部氣源驅動高低速轉換器(6)，并把信號傳遞給信息處理器(4)。
【文檔編號】F16H59/02GK103671869SQ201310663297
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】田立樹, 趙敦洲 申請人:邢臺威力汽車零部件有限公司