CN108708968A - 汽车变速器直轴滑槽式换挡装置与换挡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明利用直轴滑槽式换挡装置实现机械式换挡操作，减少驾驶人员的操纵工作量，提高燃油的经济性，还可广泛应用于车辆变速器的自动控制工作；提出一种直轴滑槽式换挡装置，直轴滑槽式换挡装置由拨叉***和换挡驱动***组成；换挡驱动***由换挡驱动轴、一挡曲面滑槽换挡块、三挡曲面滑槽换挡块、二挡曲面滑槽换挡块、四挡曲面滑槽换挡块和换挡驱动轴驱动齿轮组成；换挡驱动轴顺时针旋转时，弧线AB为挂一挡，弧线BC为摘一挡，同时，弧线DE为挂二挡，弧线EF为摘二挡，同时，弧线GH为挂三挡，弧线HI为摘三挡，同时，弧线JK为挂四挡，弧线KM为摘四挡，进入空挡挡位；摘挡流程采取与挂挡流程相反的操作。

Description

汽车变速器直轴滑槽式换挡装置与换挡方法
技术领域
本发明涉及一种汽车变速器直轴滑槽式换挡装置与换挡方法，尤其是一种汽车变速器四挡挡位直轴滑槽换挡装置与换挡方法。
背景技术
在汽车产业中，变速器的好坏直接影响汽车的燃油经济性、换挡平顺性和乘坐舒适性等性能。传统机械式变速器需驾驶员频繁换挡以满足动力性要求，频繁换挡加重了驾驶员的劳动强度，并且驾驶员驾驶技术的好坏，对汽车的性能具有较大的影响。在现有汽车的变速器中，大多是机械式传动，换挡操作复杂，变速效率低。在复杂路面行驶时，车速变化较大，换挡频繁，增大了驾驶人员操纵工作量。在紧急情况下，换挡操作容易出现离合和油门踏板的误判，从而导致事故率上升。目前的机动车自动换挡可分为液力自动变速器和电控自动变速器。自动变速器主要是有液力变矩器、行星齿轮组、制动器、离合器、液压泵和电磁阀组成，结构复杂，而且大都属于高精密元件，成本高。本发明利用直轴滑槽式换挡装置实现机械式换挡操作，减少驾驶人员的操纵工作量，提高燃油的经济性，还可广泛应用于车辆变速器的自动控制工作。
发明内容
提出一种直轴滑槽式换挡装置，直轴滑槽式换挡装置由拨叉***和换挡驱动***组成。
拨叉***由拨叉轴、一挡拨叉、二挡拨叉、三挡拨叉、四挡拨叉和拨叉滑动轴组成，拨叉轴为等截面圆形直杆，两端与变速箱壳体固定连接，表面光滑，拨叉通过拨叉孔与拨叉轴连接，拨叉可以沿着拨叉轴轴向方向左右移动；拨叉轴从左到右依次排列一挡拨叉、三挡拨叉、二挡拨叉和四挡拨叉；拨叉滑动轴为等截面圆形直杆，表面光滑，一端与拨叉连接，另一端嵌入曲面滑槽换挡块滑槽并与曲面滑槽换挡块滑槽侧面接触。
换挡驱动***由换挡驱动轴、一挡曲面滑槽换挡块、三挡曲面滑槽换挡块、二挡曲面滑槽换挡块、四挡曲面滑槽换挡块和换挡驱动轴驱动齿轮组成，换挡驱动轴两端通过轴承与变速箱壳体连接，曲面滑槽换挡块与换挡驱动轴固结，换挡驱动轴从左到右依次排列为一挡曲面滑槽换挡块、三挡曲面滑槽换挡块、二挡曲面滑槽换挡块、四挡曲面滑槽换挡块和换挡驱动轴驱动齿轮，换挡驱动轴驱动齿轮与换挡驱动轴固结。
每个曲面滑槽换挡块滑槽由直线滑槽部分和曲线滑槽部分组成，其中直线滑槽长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为240度的圆弧长度，曲线滑槽沿周长方向的长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为120度的圆弧长度，曲线滑槽的高度与换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和相等，一挡曲面滑槽换挡块曲面方向与二挡曲面滑槽换挡块曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度，三挡曲面滑槽换挡块曲面方向与四挡曲面滑槽换挡块曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度。
当离合器断开，换挡驱动轴从空挡位置顺时针转动角度为60度时，一挡曲面滑槽换挡块随着换挡驱动轴旋转60的角度，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴产生右向的轴向位移，拨叉滑动轴推动与其固结的拨叉产生右向的轴向位移，拨叉推动结合套产生右向的轴向位移，该位移等于换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和时，完成一挡换挡动作，离合器闭合；当离合器断开，换挡驱动轴再产生顺时针转动时，一挡曲面滑槽换挡块随着换挡驱动轴旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴推动与其连接的拨叉产生左向的轴向位移，一挡进入摘挡动作，同时，二挡曲面滑槽换挡块随着换挡驱动轴旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴推动与其固结的拨叉产生左向的轴向位移，二挡进入挂挡动作，当旋转角度为60度时，一挡摘除，挂入二挡，二挡换挡完毕，离合器闭合；同理，再断开离合器，换挡驱动轴旋转60度，二挡摘除，挂入三挡，离合器闭合；再断开离合器，换挡驱动轴旋转60度角度，三挡摘除，挂入四挡，闭合离合器，前进一挡至四挡挂挡完成；退挡操作与前进挡操作相反，逆时针旋转60度，120度，180度和240度分别退出四挡、三挡、二挡和一挡，完成退挡操作。
挂挡流程为：弧线ABC、DEF、GHI和JKM分别表示换挡驱动轴一档、二挡、三挡和四挡滑槽中心线，换挡驱动轴顺时针旋转时，弧线AB为挂一挡，B点为一挡位置；弧线BC为摘一挡，同时，弧线DE为挂二挡，E点为二挡位置；弧线EF为摘二挡，同时，弧线GH为挂三挡，H点为三挡位置；弧线HI为摘三挡，同时，弧线JK为挂四挡，K点为四挡位置；弧线KM为摘四挡，进入空挡挡位；摘挡流程采取与挂挡流程相反的操作。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1.变速控制***利用直轴滑槽和控制电极的自锁特性和控制器的互锁功能，有效锁定传动结构的位置，替代机械式互锁和自锁装置，减小了挡位切换过程的换挡作用力。
2.按钮式换挡***能有效降低汽车操纵难度，提高汽车燃油经济性。
3.直轴滑槽式换挡***能有效降低驾驶员操作失误导致的离合器过度磨损，延长离合器使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
附图1汽车变速器直轴滑槽式换挡结构示意图；
附图2汽车变速器直轴滑槽式换挡轴与曲面滑槽换挡块结构示意图；
附图3拨叉与拨叉滑动轴示意图；
附图4滑槽中心线平面展开与换挡区间示意图。
1、拨叉轴，2、一挡拨叉，3、拨叉滑动轴，4、三挡拨叉，5、二挡拨叉，6、四挡拨叉，7、换挡驱动齿轮，8、四挡曲面滑槽换挡块，9、二挡曲面滑槽换挡块，10、三挡曲面滑槽换挡块，11、一挡曲面滑槽换挡块，12、换挡驱动轴
具体实施方案
下面结合附图1至图4对本发明进一步说明：
本实施例的主体机构包括拨叉***和换挡驱动***两部分。其特征在于：拨叉***由拨叉轴1、一挡拨叉2、二挡拨叉5、三挡拨叉4、四挡拨叉6和拨叉滑动轴3组成，拨叉轴1为等截面圆形直杆，两端与变速箱壳体固定连接，表面光滑，拨叉通过拨叉孔与拨叉轴1连接，拨叉可以沿着拨叉轴1轴向方向左右移动；拨叉轴1从左到右依次排列一挡拨叉2、三挡拨叉4、二挡拨叉5和四挡拨叉6；拨叉滑动轴3为等截面圆形直杆，表面光滑，一端与拨叉连接，另一端嵌入曲面滑槽换挡块滑槽并与曲面滑槽换挡块滑槽侧面接触。
换挡驱动***由换挡驱动轴12、一挡曲面滑槽换挡块11、三挡曲面滑槽换挡块10、二挡曲面滑槽换挡块9、四挡曲面滑槽换挡块8和换挡驱动轴12驱动齿轮组成，换挡驱动轴12两端通过轴承与变速箱壳体连接，曲面滑槽换挡块与换挡驱动轴12固结，换挡驱动轴12从左到右依次排列为一挡曲面滑槽换挡块11、三挡曲面滑槽换挡块10、二挡曲面滑槽换挡块9、四挡曲面滑槽换挡块8和换挡驱动齿轮7，换挡驱动齿轮7与换挡驱动轴12固结。
每个曲面滑槽换挡块滑槽由直线滑槽部分和曲线滑槽部分组成，其中直线滑槽长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为240度的圆弧长度，曲线滑槽沿周长方向的长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为120度的圆弧长度，曲线滑槽的高度与换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和相等，一挡曲面滑槽换挡块11曲面方向与二挡曲面滑槽换挡块9曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度，三挡曲面滑槽换挡块10曲面方向与四挡曲面滑槽换挡块8曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度。
当离合器断开，换挡驱动轴12从空挡位置顺时针转动角度为60度时，一挡曲面滑槽换挡块11随着换挡驱动轴12旋转60的角度，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴3产生右向的轴向位移，拨叉滑动轴3推动与其连接的拨叉产生右向的轴向位移，拨叉推动结合套产生右向的轴向位移，该位移等于换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和时，完成一挡换挡动作，离合器闭合；当离合器断开，换挡驱动轴12再产生顺时针转动时，一挡曲面滑槽换挡块11随着换挡驱动轴12旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴3产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴3推动与其固结的拨叉产生左向的轴向位移，一挡进入摘挡动作，同时，二挡曲面滑槽换挡块9随着换挡驱动轴12旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴3产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴3推动与其固结的拨叉产生左向的轴向位移，二挡进入挂挡动作，当旋转角度为60度时，一挡摘除，挂入二挡，二挡换挡完毕，离合器闭合；同理，再断开离合器，换挡驱动轴12旋转60度，二挡摘除，挂入三挡，离合器闭合；再断开离合器，换挡驱动轴12旋转60度角度，三挡摘除，挂入四挡，闭合离合器，前进一挡至四挡挂挡完成；退挡操作与前进挡操作相反，逆时针旋转60度，120度，180度和240度分别退出四挡、三挡、二挡和一挡，完成退挡操作。
挂挡流程为：弧线ABC、DEF、GHI和JKM分别表示换挡驱动轴12一档、二挡、三挡和四挡滑槽中心线，换挡驱动轴12顺时针旋转时，弧线AB为挂一挡，B点为一挡位置；弧线BC为摘一挡，同时，弧线DE为挂二挡，E点为二挡位置；弧线EF为摘二挡，同时，弧线GH为挂三挡，H点为三挡位置；弧线HI为摘三挡，同时，弧线JK为挂四挡，K点为四挡位置；弧线KM为摘四挡，进入空挡挡位；摘挡流程采取与挂挡流程相反的操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换以及改进，均应包含在本发明所述的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种汽车变速器直轴滑槽式换挡装置与换挡方法，主体机构包括拨叉***和换挡驱动***两部分，其特征在于：拨叉***由拨叉轴(1)、一挡拨叉(2)、二挡拨叉(5)、三挡拨叉(4)、四挡拨叉(6)和拨叉滑动轴(3)组成，拨叉轴(1)为等截面圆形直杆，两端与变速箱壳体固定连接，表面光滑，拨叉通过拨叉孔与拨叉轴(1)连接，拨叉可以沿着拨叉轴(1)轴向方向左右移动；拨叉轴(1)从左到右依次排列一挡拨叉(2)、三挡拨叉(4)、二挡拨叉(5)和四挡拨叉(6)；拨叉滑动轴(3)为等截面圆形直杆，表面光滑，一端与拨叉连接，另一端嵌入曲面滑槽换挡块滑槽并与曲面滑槽换挡块滑槽侧面接触；
换挡驱动***由换挡驱动轴(12)、一挡曲面滑槽换挡块(11)、三挡曲面滑槽换挡块(10)、二挡曲面滑槽换挡块(9)、四挡曲面滑槽换挡块(8)和换挡驱动轴(12)驱动齿轮组成，换挡驱动轴(12)两端通过轴承与变速箱壳体连接，曲面滑槽换挡块与换挡驱动轴(12)固结，换挡驱动轴(12)从左到右依次排列为一挡曲面滑槽换挡块(11)、三挡曲面滑槽换挡块(10)、二挡曲面滑槽换挡块(9)、四挡曲面滑槽换挡块(8)和换挡驱动齿轮(7)，换挡驱动齿轮(7)与换挡驱动轴(12)固结；
每个曲面滑槽换挡块滑槽由直线滑槽部分和曲线滑槽部分组成，其中直线滑槽长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为240度的圆弧长度，曲线滑槽沿周长方向的长度为曲面滑槽换挡块对应的圆心角为120度的圆弧长度，曲线滑槽的高度与换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和相等，一挡曲面滑槽换挡块(11)曲面方向与二挡曲面滑槽换挡块(9)曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度，三挡曲面滑槽换挡块(10)曲面方向与四挡曲面滑槽换挡块(8)曲面方向相反，两弧面间圆心角角度差为60度；
当离合器断开，换挡驱动轴(12)从空挡位置顺时针转动角度为60度时，一挡曲面滑槽换挡块(11)随着换挡驱动轴(12)旋转60的角度，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴(3)产生右向的轴向位移，拨叉滑动轴(3)推动与其连接的拨叉产生右向的轴向位移，拨叉推动结合套产生右向的轴向位移，该位移等于换挡拨叉换挡间距与齿轮啮合间距和时，完成一挡换挡动作，离合器闭合；当离合器断开，换挡驱动轴(12)再产生顺时针转动时，一挡曲面滑槽换挡块(11)随着换挡驱动轴(12)旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴(3)产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴(3)推动与其固结的拨叉产生左向的轴向位移，一挡进入摘挡动作，同时，二挡曲面滑槽换挡块(9)随着换挡驱动轴(12)旋转，曲面滑槽换挡块驱动拨叉滑动轴(3)产生左向的轴向位移，拨叉滑动轴(3)推动与其固结的拨叉产生左向的轴向位移，二挡进入挂挡动作，当旋转角度为60度时，一挡摘除，挂入二挡，二挡换挡完毕，离合器闭合；同理，再断开离合器，换挡驱动轴(12)旋转60度，二挡摘除，挂入三挡，离合器闭合；再断开离合器，换挡驱动轴(12)旋转60度角度，三挡摘除，挂入四挡，闭合离合器，前进一挡至四挡挂挡完成；退挡操作与前进挡操作相反，逆时针旋转60度，120度，180度和240度分别退出四挡、三挡、二挡和一挡，完成退挡操作；
挂挡流程为：弧线ABC、DEF、GHI和JKM分别表示换挡驱动轴(12)一档、二挡、三挡和四挡滑槽中心线，换挡驱动轴(12)顺时针旋转时，弧线AB为挂一挡，B点为一挡位置；弧线BC为摘一挡，同时，弧线DE为挂二挡，E点为二挡位置；弧线EF为摘二挡，同时，弧线GH为挂三挡，H点为三挡位置；弧线HI为摘三挡，同时，弧线JK为挂四挡，K点为四挡位置；弧线KM为摘四挡，进入空挡挡位；摘挡流程采取与挂挡流程相反的操作。
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