專利名稱：電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器選換檔機(jī)構(gòu)總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及重型車輛的機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)，具體地說(shuō)是一種電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)總成。
背景技術(shù)：
目前，在我國(guó)大部分車輛上均采用的有級(jí)機(jī)械固定軸式變速箱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、工作可靠，盡管是有級(jí)式變速，但目前仍具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated MechanicalTransmission)簡(jiǎn)稱(AMT)是在有級(jí)式機(jī)械固定軸式傳動(dòng)系統(tǒng)(MT)基礎(chǔ)上增加自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)，由電子控制選換檔機(jī)構(gòu)，來(lái)代替人力完成選檔、換檔，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)變速器的自動(dòng)變速操縱。
AMT按照驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的來(lái)源不同，可分為電控液動(dòng)、電控電動(dòng)、電控氣動(dòng)三種。電控液動(dòng)AMT具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、沖擊小、且結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造工藝要求高，重要的液壓元件如液壓閥和蓄能器等，國(guó)內(nèi)的制造水平還達(dá)不到要求，一般都靠進(jìn)口，因此成本很高，一般用于高檔商用車。電控電動(dòng)AMT具有結(jié)構(gòu)緊湊，易于控制等優(yōu)點(diǎn)，但是由于使用高精度的直流電機(jī)，成本也比較高。電控氣動(dòng)AMT是一種低成本的解決方案，可使用重型車輛上現(xiàn)成的氣源，其體積和運(yùn)動(dòng)沖擊都在可接受的范圍。
目前電控氣動(dòng)AMT一般都是在原有換檔操縱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上直接接入選換檔氣缸和位移傳感器，使得變速箱增加不少附件，結(jié)構(gòu)繁雜，不利于車輛底盤的布置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)總成，使選換檔氣缸及傳感器集成在變速箱頂蓋中，以改變目前電控氣動(dòng)AMT系統(tǒng)附件多，結(jié)構(gòu)繁雜的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型通過(guò)以下手段實(shí)現(xiàn)電控機(jī)械式自動(dòng)變速器選換檔機(jī)構(gòu)總成由底座、上蓋、三位選檔氣缸、選位軸、三位換檔氣缸、換檔軸、換檔桿及位移傳感器組成。選檔氣缸、選位軸、換檔氣缸、換檔軸、換檔桿及位移傳感器均集成于頂蓋底座中，三位縱向換檔氣缸和換檔軸布置在底座的上部，三位橫向選檔氣缸和選位軸布置在底座的下部，并呈垂直交叉結(jié)構(gòu)，在選位軸和換檔軸中間均有四方形的槽，換檔桿穿過(guò)選位軸及換檔軸中間的四方形槽，伸入到換檔撥塊的凹槽中，選位軸和換檔軸后端均通過(guò)撥叉與位移傳感器相連。所述選、換檔三位氣缸，通過(guò)三個(gè)由ECU電子控制單元控制的兩位三通電磁閥分別連通控制它的三個(gè)氣室的充氣和排氣。所述選位軸和換檔軸后端與撥叉匹配，并分別通過(guò)一個(gè)撥叉和一個(gè)位移傳感器相連。三位選、換檔氣缸有三個(gè)氣室，每個(gè)氣室均有一個(gè)由電子控制單元，以下簡(jiǎn)稱(ECU)控制的兩位三通電磁閥來(lái)控制進(jìn)、排氣，可實(shí)現(xiàn)左、中、右三種位置的轉(zhuǎn)換。三位選檔氣缸和選位軸布置在底座下部，選檔氣缸推拉選位軸作橫向運(yùn)動(dòng)，選位軸帶動(dòng)換檔桿進(jìn)行選檔，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)位置的選檔。三位換檔氣缸和換檔軸布置在底座上部，換檔氣缸推拉換檔軸作縱向運(yùn)動(dòng)，換檔軸帶動(dòng)換檔桿實(shí)現(xiàn)換檔。選位軸和換檔軸中間均有一個(gè)四方形的槽，換檔桿在選位軸的槽中可縱向自由運(yùn)動(dòng)，但在橫向只能和選位軸一起運(yùn)動(dòng)，在換檔軸的槽中可橫向自由運(yùn)動(dòng)，但在縱向只能和換檔軸一起運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫x位軸和換檔軸分別布置在底座的下部和上部，所以它們的運(yùn)動(dòng)不互相影響，因此避免了選檔動(dòng)作和換檔動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)干涉。選位軸和換檔軸的后端分別通過(guò)一個(gè)撥叉與一個(gè)角位移傳感器相連，選位軸和換檔軸的直線位移經(jīng)撥叉轉(zhuǎn)換成角位移，撥叉又與角位移傳感器相連，ECU根據(jù)角位移傳感器的輸出可判斷出選位軸和換檔軸的位置。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的AMT機(jī)構(gòu)總成相比，其優(yōu)越性在于1)選檔機(jī)構(gòu)、換檔機(jī)構(gòu)及位移傳感器均集成于變速箱頂蓋中，集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，特別適合于將機(jī)械式手動(dòng)變速箱改造成自動(dòng)變速箱，只需換掉變速箱頂蓋即可；2)將選檔機(jī)構(gòu)和換檔機(jī)構(gòu)分別布置于頂蓋底座的上部和下部，解決了選檔動(dòng)作和換檔動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題；3)使用電磁閥控制的三位氣缸，及使用位移傳感器反饋選位軸和換檔軸的位置信號(hào)，使電控氣動(dòng)自動(dòng)換檔成為可能。


圖1為選換檔機(jī)構(gòu)總成圖。
圖2為換檔機(jī)構(gòu)剖視圖。
圖3為選檔機(jī)構(gòu)剖視圖。
下面通過(guò)上述附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明1、三位選檔氣缸，2-選位軸，3-頂蓋底座，4-位移傳感器，5-撥叉，6-換檔桿，7-換檔軸，8-三位換檔氣缸，9-上蓋，10-A氣室，11-B氣室，12-C氣室。
具體實(shí)施方式
由圖1可看出，頂蓋底座上集成了三位縱向選檔氣缸1、選位軸2、三位橫向換檔氣缸8、換檔軸7、換檔桿6及兩個(gè)位移傳感器4，選檔機(jī)構(gòu)1、2和換檔機(jī)構(gòu)7、8呈垂直交叉布置。由圖2和圖3可看出，換檔氣缸和換檔軸布置在底座的上部，選檔氣缸和選位軸布置在底座的下部，選位軸和換檔軸中間均有四方形的槽，換檔桿穿過(guò)選位軸及換檔軸中間的四方形槽，伸入到換檔撥塊的凹槽中，避免了選檔動(dòng)作和換檔動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)干涉。
首先闡明三位選換檔氣缸的工作原理。如圖2所示，三位換檔氣缸8共有四個(gè)氣室，其中未標(biāo)示的氣室總與大氣相通，10、11、12三個(gè)氣室的進(jìn)氣口均有一個(gè)由ECU控制的兩位三通電磁閥控制，當(dāng)電磁閥打開時(shí)氣室與氣源接通，氣室充氣，當(dāng)電磁閥關(guān)閉時(shí)氣室與大氣相通，氣室可自由進(jìn)氣或排氣。左側(cè)活塞與換檔軸連在一起，右側(cè)活塞與中位限位桿連在一起。當(dāng)10氣室的電磁閥打開，11、12氣室的電磁閥關(guān)閉時(shí)，10氣室充氣，11、12氣室排氣，左側(cè)活塞拉著換檔軸7往右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)右位；11氣室的電磁閥打開，10、12氣室的電磁閥關(guān)閉，11氣室充氣，10氣室排氣，左側(cè)活塞推著換檔軸7往左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)左位；12氣室的電磁閥打開，11氣室的電磁閥關(guān)閉，使得12氣室充氣，11氣室可自由進(jìn)氣或排氣，右側(cè)活塞桿向左運(yùn)動(dòng)，然后10氣室的電磁閥打開，使10氣室充氣，左側(cè)活塞桿向右運(yùn)動(dòng)，由于右側(cè)活塞桿的限位作用，使得左側(cè)活塞桿只能運(yùn)動(dòng)到中位，實(shí)現(xiàn)中位。三位選檔氣缸的工作原理與三位換檔氣缸相同。
換檔時(shí)選換檔機(jī)構(gòu)按如下順序運(yùn)行需要換檔時(shí)，ECU發(fā)出指令，控制換檔氣缸8的三個(gè)電磁閥的打開和關(guān)閉，使得活塞運(yùn)動(dòng)至中位，活塞帶動(dòng)換檔軸7運(yùn)動(dòng)，換檔軸7帶動(dòng)換檔桿6換至空檔。然后，ECU控制選檔氣缸1的三個(gè)電磁閥的打開和關(guān)閉，使得活塞作運(yùn)動(dòng)，活塞帶動(dòng)選位軸2運(yùn)動(dòng)，選位軸2帶動(dòng)換檔桿6作橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行選檔。而后，ECU控制換檔氣缸8的三個(gè)電磁閥的打開和關(guān)閉，使得活塞運(yùn)動(dòng)，活塞帶動(dòng)換檔軸7運(yùn)動(dòng)，換檔軸7帶動(dòng)換檔桿6作縱向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行換檔。選位軸2和換檔軸7后端都通過(guò)撥叉5和位移傳感器4相連，可向ECU反饋選位軸和換檔軸的位置信號(hào)。
權(quán)利要求1.電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)總成，包括頂蓋底座、上蓋、三位選檔氣缸、選位軸、三位換檔氣缸、換檔軸、換檔桿及位移傳感器，其特征在于選檔氣缸、選位軸、換檔氣缸、換檔軸、換檔桿及位移傳感器均集成于頂蓋底座中，三位縱向換檔氣缸和換檔軸布置在底座的上部，三位橫向選檔氣缸和選位軸布置在底座的下部，并呈垂直交叉結(jié)構(gòu)，在選位軸和換檔軸中間均有四方形的槽，換檔桿穿過(guò)選位軸及換檔軸中間的四方形槽，伸入到換檔撥塊的凹槽中，選位軸和換檔軸后端均通過(guò)撥叉與位移傳感器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)總成，其特征在于使用三位選、換檔氣缸，通過(guò)三個(gè)由ECU電子控制單元控制的兩位三通電磁閥分別控制它的三個(gè)氣室的充氣和排氣。
3.如權(quán)利要求1所述的電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)總成，其特征在于選位軸和換檔軸后端與撥叉匹配，并分別通過(guò)撥叉軸與角位移傳感器相連。
專利摘要電控氣動(dòng)機(jī)械式自動(dòng)變速器選換檔機(jī)構(gòu)總成，本實(shí)用新型涉及重型車輛的機(jī)械式自動(dòng)變速器的選換檔機(jī)構(gòu)，該選換檔機(jī)構(gòu)總成將選檔氣缸、選位軸、換檔氣缸、換檔軸、換檔桿及位移傳感器均集成于頂蓋底座中，三位橫向換檔氣缸和換檔軸布置在底座的上部，三位縱向選檔氣缸和選位軸布置在底座的下部，呈垂直交叉結(jié)構(gòu)選位軸和換檔軸中間均有四方形的槽，換檔桿穿過(guò)選位軸及換檔軸中間的四方形槽，伸入到換檔撥塊的凹槽中，選位軸和換檔軸后端均通過(guò)撥叉與位移傳感器相連，本實(shí)用新型改變了目前電控氣動(dòng)AMT系統(tǒng)附件多，結(jié)構(gòu)繁雜的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16H61/00GK2918899SQ200620097228
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者鐘軍斌 申請(qǐng)人:東風(fēng)汽車有限公司