CN105156659B - 自动变速器及其液压执行装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于变速器领域，提供了一种液压执行装置及使用该液压执行装置的自动变速器。该液压执行装置包括换挡液压缸、选挡液压缸、选换挡轴和换挡指；选挡液压缸与选换挡轴的一端相连，选换挡轴上设有齿轮，换挡液压缸上设有与齿轮配合的齿条；该液压执行装置还包括用于检测该选换挡轴轴向移动量的选挡检测机构、以及用于检测所述换挡液压缸位置变化量的换挡检测机构。通过选挡检测机构来直接检测选换挡轴的轴向移动量，检测更准确；使用齿轮与齿条配合传动，运动间隙小，便于组装，并且选换挡轴的转动角度与齿条的位置变化呈线性对应关系，从而换挡检测机构检测换挡液压缸位置变化量，可以直接测出选换挡轴的角度变化，检测可靠、维修简单。

Description

自动变速器及其液压执行装置

技术领域

本发明属于变速器领域，尤其涉及一种液压执行装置及使用该液压执行装置的自动变速器。

背景技术

目前的自动变速器主要以液压执行机构为主。在自动变速器中，一般是通过对变速器选换挡轴的控制来实现变速器挡位的变换，进而实现自动变速；其中选换挡轴沿其轴线方向的运动为选挡动作，沿轴线的旋转运动为换挡动作。在液压执行机构中，选挡和换挡分别采用双向的液压缸对变速器的选换挡轴进行驱动，其中换挡液压缸通过一套摆臂机构将换挡活塞的直线运动转换成选换挡轴的沿轴向的旋转运动，并通过另一套摆臂机构将换挡活塞的直线运动转换成换挡角度传感器的旋转运动，选挡液压缸通过楔块连接选换挡轴并驱动选换挡轴沿轴向运动，并通过一套摆臂机构将选挡活塞的直线运动转换成选挡角度传感器的旋转运动。选挡过程和换挡过程的实时监测是采用直线运动转换成角度位置进行检测，而在转换检测时会用到较多的摆臂机构，由于摆臂机构运动件较多，为了保证摆臂机构各部件的正常运动，摆臂机构各部件间存在较大的间隙，同时，由于摆臂机构的角度位移和直线位移之间的不是线性对应关系，导致装配过程中需要进行复杂的计算以确定选换挡轴的起始位置和各个挡位的位置，装配检测困难，并且使得产品使用过程中的维护和维修较为困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压执行装置，旨在解决现有自动变速器的液压执行装置的选挡过程和换挡过程的实时监测是采用直线运动转换成角度位置进行检测，且使用较多的摆臂机构，使得执行装置的检测和维修困难的问题。

本发明是这样实现的，一种液压执行装置，包括换挡液压缸、选挡液压缸、选换挡轴和安装于所述选换挡轴上的换挡指；所述选挡液压缸与所述选换挡轴的一端相连，以驱动选换挡轴沿其轴向移动，以实现选挡，所述选换挡轴上设有用于带动该选换挡轴绕其轴向转动的齿轮，所述换挡液压缸上设有与所述齿轮配合的齿条；该液压执行装置还包括用于检测所述选挡液压缸驱动所述选换挡轴沿该选换挡轴轴向移动量的选挡检测机构、以及用于检测所述换挡液压缸沿所述齿条长度方向位置变化量的换挡检测机构。

本发明通过选挡检测机构来直接检测选换挡轴的轴向移动量，以直接检测出选换挡轴轴向线性变化关系，检测更为准确；使用齿轮与齿条配合传动，来使换挡液压缸驱动选换挡轴转运，运动间隙小，便于组装与检测，并且选换挡轴的转动角度与齿条的位置变化呈线性对应关系，而通过换挡检测机构检测换挡液压缸沿齿条长度方向位置变化量，可以直接测出选换挡轴及换挡指的角度变化，检测可靠性高，维修简单。

本发明的另一目的在于提供一种自动变速器，包括如上所述的液压执行装置。

本发明的自动变速器使用了上述液压执行装置，因而组装更为方便，且维修简单。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种液压执行装置的立体结构示意图；

图2是图1的液压执行装置的正视结构示意图；

图3是图1中选换挡轴、选挡液压缸及选挡检测机构的分解结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1、图2和图3，本发明实施例提供的一种液压执行装置100，包括换挡液压缸20、选挡液压缸30、选换挡轴10、换挡指60、选挡检测机构50和换挡检测机构40。换挡指60安装于选换挡轴10上；选挡液压缸30与选换挡轴10的一端相连，以驱动选换挡轴10沿其轴向移动，以实现选挡；当选挡液压缸30驱动选换挡轴10沿该选换挡轴10的轴向移动时，选挡检测机构50用来检测选换挡轴10轴向移动量，以实现对选挡进行检测；选换挡轴10上设有齿轮11，而换挡液压缸20上设置齿条21，从而换挡液压缸20驱动齿条21移动，齿条21与齿轮11啮合，则齿条21会带动齿轮11转动，进而带动选换挡轴10转动，并带动选换挡轴10上的换挡指60转动，以实现换挡。在齿条21带动齿轮11及选换挡轴10转动时，换挡检测机构40则检测换挡液压缸20沿齿条21长度方向位置变化量，由于是通过齿轮11与齿条21传动，而齿轮11与选换挡轴10同步转动，因而选换挡轴10的转动角度与齿条21的移动距离呈线性关系，检测换挡液压缸20的位置变化量，则可以实现对选换挡轴10转动角度的检测。

通过选挡检测机构50来直接检测选换挡轴10的轴向移动量，以直接检测出选换挡轴10轴向线性变化关系，检测更为准确；使用齿轮11与齿条21配合传动，使换挡液压缸20驱动选换挡轴10转运，运动间隙小，便于组装与检测，并且选换挡轴10的转动角度与齿条21的位置变化呈线性对应关系，而通过换挡检测机构40检测换挡液压缸20沿齿条21长度方向位置变化量，可以直接测出选换挡轴10及换挡指60的角度变化，检测可靠性高，维修简单。另外，齿轮11与齿条21配合传动，无需使用摆臂机构，并且可以将齿条21与齿轮11配合精度制作相对较高，从而可以使齿条21与齿轮11配合间隙非常小，因而可以进一步地提高检测的精度与可靠性。

进一步地，沿倾斜于齿条21长度的方向：换挡液压缸20上设有一个斜面22；换挡检测机构40包括换挡压力传感器41和具有弹性的伸缩件42，伸缩件42的两端分别抵顶换挡压力传感器41和斜面22。在换挡液压缸20上设置斜面22，并使用伸缩件42来抵顶斜面22与，在换挡液压缸20移动的过程中，换挡液压缸20的斜面22位置不断变化，而伸缩件42抵顶斜面22上的位置也随之变化，换挡压力传感器41与斜面22之间的距离也随之线性改变，伸缩件42抵顶换挡压力传感器41的压力也会随之线性改变，换挡压力传感器41测得的压力随之变化，换挡压力传感器41检测到的压力与换挡液压缸20的直线位移是线性对应关系，同时，由于齿轮11齿条21机构中，齿轮11的角度位移与齿条21的直线位移为线性对应关系，因此，换挡压力传感器41检测到的压力与选换挡轴10的角度位移是线性对应关系，从而可以通过换挡压力传感器41检测的压力来确定换挡液压缸20的移动量，进而确定选换挡轴10与换挡指60的转动角度，实现精要检测。

进一步地，伸缩件42靠近斜面22的一端上还安装有滚珠43。在伸缩件42上设置滚珠43，可以减少伸缩件42与斜面22间的摩擦力，以便换挡压力传感器41可以更准确的进行检测。具体地，伸缩件42可以是在套管中安装弹簧来组成的结构件。

进一步地，由于换挡液压缸20为一般为双向液压缸，齿条21可以设置在换挡液压缸20的中部位置，以使换挡液压缸20更平稳的驱动齿条21移动。

更进一步地，斜面22可以位于换挡液压缸20的中部位置，以使换挡压力传感器41检测的位置更为稳定，提高检测的精度。

再进一步地，齿条21与斜面22分别位于换挡液压缸20的相对两侧，从而在伸缩件42抵顶斜面22上时，可以通过齿轮11来对齿条21提供适当的反向作用力，以使换挡液压缸20的移动平稳，提高检测精度。

在另一些实话例中，也可以使用距离传感器来检测换挡液压缸20上斜面22位置的变化，以实现检测选换挡轴10与换挡指60的转动角度。

进一步地，选挡检测机构50包括选挡压力传感器51和顶持弹簧52，顶持弹簧52的两端分别抵顶选挡压力传感器51与选挡液压缸30远离选换挡轴10的一端。当选挡液压缸30移动时，顶持弹簧52的压缩量随之变化，则选挡压力传感器51通过检测的顶持弹簧52弹力的变化，可以检测出换挡液压缸20的直线位移，因此选挡压力传感器51检测到的压力与选挡液压缸30的直线位移是线性对应关系，因而选挡压力传感器51检测到的压力与选换挡轴10的直线位移是线性对应关系。从而可以通过选挡压力传感器51来精确的检测出选换挡轴10的轴向移动量。在其它一些实施例中，也可以使用距离传感器来检测选挡液压缸30的移动量，以实时检测选换挡轴10的轴向移动。

进一步地，选换挡轴10具有靠近选挡液压缸30的连接端部12；沿该选换挡轴10的轴向：连接端部12中开设有配合选挡液压缸30的端部***的开孔121。在连接端部12设置开孔121，可以方便的将选挡液压缸30的端部***开孔121中，实现选挡液压缸30与选换挡轴10的连接。在一些实施例中，可以通过过盈配合，将选挡液压缸30的端部***连接端部12的开孔121中，实现选挡液压缸30与选换挡轴10间的固定连接。还有一些实施例中，可以将选挡液压缸30与选换挡轴10粘接或焊接相连。

为了使选挡液压缸30的端部更好的***选换挡轴10的连接端部12中的开孔121中，选挡液压缸30的端部设有***轴31，通过***轴31与连接端部12的开孔121的配合，以方便的将选挡液压缸30与选换挡轴10相连。

进一步地，本实施例中，连接端部12的侧边开设有连通开孔121的开槽122，***轴31上对应于开槽122的位置设有凹槽311，该液压执行装置100还包括配合***开槽122及相应的凹槽311中的楔块15。在连接端部12的侧边开设开槽122，在***轴31的相应位置设置凹槽311，当***轴31伸入连接端部12的开孔121中时，将楔块15经开槽122***凹槽311中，从而将***轴31锁定在连接端部12中，实现选挡液压缸30与选换挡轴10间的固定连接。进一步地，为了防止楔块15脱落，可以将楔块15与连接端部12的开槽122进行过盈配合。更进一步地，为防止***轴31松动，楔块15可以与***轴31的凹槽311也进行过盈配合。

优先地，开槽122可以沿选换挡轴10的径向开设在连接端部12的侧边，相应的凹槽311也沿***轴31的径向开设在***轴31的侧边。该结构可以更好的防止楔块15的脱落。

在另一些实施例中，楔块15与开槽122及凹槽311均为间隙配合，在楔块15外部安装有弹性部件，通过弹性将楔块15固定在开槽122与凹槽311中。

更进一步地，连接端部12的相对两侧均设有开槽122，***轴31上相应的两侧设有凹槽311，相应的楔块15为两个。在连接端部12的相对两侧设置开槽122，同时在***轴31的相对两侧凹槽311，使用两个楔块15将***轴31与连接端部12相连，不仅可以使***轴31与连接端部12连接更稳定，还可以使连接端部12受力更为均匀。

进一步地，换挡指60上设有与选换挡轴10配合的套筒61，套筒61的侧边开设有通孔(图中未标出)，选换挡轴10上对应于通孔的位置开设有定位孔13，液压执行装置100还包括配合***通孔与定位孔13中的插销63。在选换挡轴10上设置定位孔13，而在套筒61的侧边开设通孔，在套筒61套在选换挡轴10上时，可以使用插销63经通孔***定位孔13中，来将套筒61锁定及定位，方便换挡指60的安装。在其它实施例中，也可以将换挡指60粘接或焊接在选换挡轴10上。

本实施例中，换挡指60与选挡液压缸30分别位于齿轮11的两侧，该结构布局方便，同时方便换挡指60与选挡液压缸30分别与选换挡轴10的连接。

本发明实施例还提供一种自动变速器，请参阅图1，该自动变速器使用了上述液压执行装置100的自动变速器。由于该自动变速器使用了上述液压执行装置100，因而组装更为方便，且维修简单。

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

Claims (9)

1.一种液压执行装置，包括换挡液压缸、选挡液压缸、选换挡轴和安装于所述选换挡轴上的换挡指；所述选挡液压缸与所述选换挡轴的一端相连，以驱动选换挡轴沿其轴向移动，以实现选挡，其特征在于，所述选换挡轴上设有用于带动该选换挡轴绕其轴向转动的齿轮，所述换挡液压缸上设有与所述齿轮配合的齿条；该液压执行装置还包括用于检测所述选挡液压缸驱动所述选换挡轴沿该选换挡轴轴向移动量的选挡检测机构、以及用于检测所述换挡液压缸沿所述齿条长度方向位置变化量的换挡检测机构；所述换挡液压缸上沿倾斜于所述齿条长度的方向设有一个斜面；所述换挡检测机构包括换挡压力传感器和具有弹性的伸缩件，所述伸缩件的两端分别抵顶所述换挡压力传感器和所述斜面。

2.如权利要求1所述的液压执行装置，其特征在于，所述伸缩件靠近所述斜面的一端上还安装有滚珠。

3.如权利要求1-2任一项所述的液压执行装置，其特征在于，所述选挡检测机构包括选挡压力传感器和两端分别抵顶所述选挡压力传感器与所述选挡液压缸远离所述选换挡轴一端的顶持弹簧。

4.如权利要求1-2任一项所述的液压执行装置，其特征在于，所述选换挡轴具有靠近所述选挡液压缸的连接端部；沿该选换挡轴的轴向，所述连接端部中开设有配合所述选挡液压缸的端部***的开孔。

5.如权利要求4所述的液压执行装置，其特征在于，所述选挡液压缸的端部设有配合***所述开孔中的***轴。

6.如权利要求5所述的液压执行装置，其特征在于，所述连接端部的侧边开设有连通所述开孔的开槽，所述***轴上对应于所述开槽的位置设有凹槽，所述液压执行装置还包括配合***所述开槽及相应的所述凹槽中的楔块。

7.如权利要求6所述的液压执行装置，其特征在于，所述连接端部的相对两侧均设有所述开槽，所述***轴上相应的两侧设有所述凹槽，相应的所述楔块为两个。

8.如权利要求1-2任一项所述的液压执行装置，其特征在于，所述换挡指上设有与所述选换挡轴配合的套筒，所述套筒的侧边开设有通孔，所述选换挡轴上对应于所述通孔的位置开设有定位孔，所述液压执行装置还包括配合***所述通孔与所述定位孔中的插销。

9.一种自动变速器，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的液压执行装置。