专利名称：车辆换挡助力装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆换挡装置领域，特别涉及一种车辆换挡助力装置。
背景技术：
随着车辆技术的不断发展，对驾驶车辆的舒适性要求越来越高，而驾驶舒适性的 重要环节之一就是要求换挡轻便，尤其是一些重型载重汽车，因自重和载重的原因，换挡装 置在换挡时通常较涩滞，为了解决这一问题，目前出现了各种各样的换挡助力装置。这些 换挡助力装置主要有两种助力方式一是采用变速器的同步器助力，即在同步器的内部增 加新的助力结构，以减轻同步器的换挡力，如德国H0FER POWERTRAIN公司开发的一种新型 Kyowa高性能同步器，它采用在换挡同步器滑套上增设换挡助力件，利用换挡助力件两轴向 端设置的楔形齿，在同步器滑套进行换挡转换时形成调节助力，减轻驾驶者换挡用力；这种 换挡助力的换挡助力件8是位于与换挡拨叉6配合的同步器滑套7上(见图6所示)。二 是采用外接或内置气缸的方式来产生助力，即设置一个气缸9与换挡摇臂3连接(见图7 所示)，在换挡时通过气缸工作增加力量形成推动换挡摇臂的助力，减轻驾驶者换挡用力。 这两种助力方式，都需增加零部件，而且还需进行装配，其结构都相对复杂，需考虑安装位 置，导致变速装置的结构设计都要产生相应变化，使生产成本相应增加，无法在保证质量和 功能的前提下，降低生产成本。在现有的变速器结构中，通常都设有换挡位置自锁机构(见 图8所示)，这种换挡位置自锁机构是在换挡轴上设置换挡自锁块，在变速器壳体上设置弹 簧自锁销与换挡自锁块对应，在换挡自锁块10圆周设置有空挡位、向前挂挡位、向后挂挡 位三个圆弧槽，空挡位位于向前挂挡位和向后挂挡位之间，空挡位圆弧槽12与向前挂挡位 圆弧槽13和与向后挂挡位圆弧槽14之间分别各有一换挡行程段15，每一换挡行程段通常 在圆心角30°范围，这两个换挡行程段均为与换挡自锁块圆周的弧重合的圆弧段，或者为 与换挡自锁块半径垂直的直线段，每个换挡行程段的起点和终点距换挡轴4圆心的距离相 同。在换挡轴转动时，弹簧自锁销11能够从空挡位经过换挡行程段后自动插入对应的圆弧 槽中形成换挡锁定。由于这种换挡自锁块结构在换挡过程中，弹簧自锁销产生的推力只是 向着换挡轴心一个方向，换挡行程段对弹簧自锁销的反作用力较大，导致换挡操纵涩滞，使 驾驶者换挡用力增大，让人不适；而且现有的换挡自锁机构也仅仅具有自动锁定换挡位置 的功能，而没有其他功能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种车辆换挡助力装置，它通过 改进换挡位置自锁机构的结构，既能实现换挡位锁定，又能在换挡时形成换挡助力，减轻驾 驶者换挡用力，满足驾驶舒适性，与其他助力方式相比较，还具有降低生产成本的作用。
本发明的目的是这样实现的包括设置在换挡轴上的换挡自锁块，和用于锁定换 挡自锁块的弹簧自锁销，所述换挡自锁块凸出于换挡轴圆周，换挡自锁块上分别设有空挡 位弧形凹槽、向前挂挡位弧形凹槽和向后挂档位弧形凹槽，其空挡位弧形凹槽与向前挂挡位弧形凹槽、向后挂档位弧形凹槽之间分别各有一换挡行程段，所述用于锁定换挡自锁块 的弹簧自锁销安装在变速箱壳体上，该弹簧自锁销的球面圆弧状头端正对空挡位弧形凹 槽，在压縮弹簧的张力作用下插入空挡位弧形凹槽中，所述换挡自锁块上空挡位弧形凹槽 与向前挂挡位弧形凹槽之间的换挡行程段，和空挡位弧形凹槽与向后挂档位弧形凹槽之间 的换挡行程段，均设置为斜面，换挡行程段靠空挡位弧形凹槽一端的起点距换挡轴圆心的 距离大于换挡行程段的终点距换挡轴圆心的距离，换挡行程段与空挡位弧形凹槽中心至换 挡轴轴心的直线之间的夹角为40 65。。 向前挂挡位弧形凹槽、向后挂档位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线，与
空挡位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线之间的圆心角分别为20 40° 。 换挡行程段的斜面为直线斜面，或为抛物线斜面，或为圆弧线斜面。 由于采用了上述方案，将换挡轴的换挡自锁块上的空挡位弧形凹槽与向前挂挡位
弧形凹槽之间的换挡行程段，和空挡位弧形凹槽与向后挂档位弧形凹槽之间的换挡行程
段，均设置为斜面，使换挡行程段靠空挡位弧形凹槽一端的起点距换挡轴圆心的距离大于
换挡行程段的终点距换挡轴圆心的距离。这样驾驶者操纵换挡杆向前挂档或向后挂档时，
换挡自锁块随换挡轴向前转动或向后转动，使弹簧自锁销从空挡位弧形凹槽中退出，紧抵
住斜面状换挡行程段做相对移动，由于换挡行程段的起点高于终点，弹簧自锁销的轴心延
伸线与换挡行程段呈斜向相交，弹簧自锁销在压縮弹簧的张力作用下，通过球面圆弧状头
端向换挡行程段施与压力，该压力分解成两个压力方向，一个压力方向沿压縮弹簧的伸张
直线对换挡行程段施压，该压力方向与自锁销安装方向一致；一个分压力方向垂直于换挡
行程段进行施压形成换挡助力，该分压力有助于推动换挡自锁块带动换挡轴加速转动到挂
档锁定位，使弹簧自锁销能够快速插入向前挂挡位弧形凹槽或向后挂档位弧形凹槽中形成
锁定。而且换挡行程段与空挡位弧形凹槽中心至换挡轴轴心的直线之间的夹角采用40
65°范围，这样可以根据车辆需要的换挡助力大小，在该角度范围内选择适合于该换挡助
力的角度制作换挡行程段斜面。同时也可以通过压縮弹簧的张力大小来实现换挡助力的大
小变化。 向前挂挡位弧形凹槽、向后挂档位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线，与 空挡位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线之间的夹角为20 40° ，使空挡位弧形 凹槽分别与向前挂挡位弧形凹槽和向后挂档位弧形凹槽之间的换挡行程段的行程距离适 中，既适合于换挡自锁块随换挡轴转动后的位置锁定，又使换挡行程段在经过弹簧自锁销 时有恰当的行程距离接受来自弹簧自锁销施与的换挡助力。 本发明结构简单，通过对换挡自锁块结构的改进，不需增加零部件和生产成本，就 能实现换挡助力，提高驾驶时换挡的舒适性，而不再采用变速器的同步器助力方式或气缸 助力方式，可以降低生产成本。
图1为本发明的结构示意图； 图2为本发明的向前挂档位置锁定示意图； 图3为本发明的换挡助力示意图； 图4为图3的P处局部放大4
图5为本发明位于换挡装置上的位置示意图；
图6为现有技术的同步器助力装置的位置示意图；
图7为现有技术的气缸助力装置位置示意图；
图8为现有技术的换挡位置自锁机构的结构示意图。 附图中，1为操纵手柄，2为换挡杆，3为摇臂，4为换挡轴，5为拨叉轴，6为换挡拨 叉，7为同步器滑套，8为换挡助力件，9为气缸，10为换挡自锁块，11为弹簧自锁销，12为空 挡位圆弧凹槽，13为向前挂档位圆弧凹槽，14为向后挂档位圆弧凹槽，15为换挡行程段，16 为压縮弹簧，17为导向柱，18为变速箱壳体。
具体实施例方式
参见图l至图4，本发明车辆换挡助力装置包括设置在换挡轴4上的换挡自锁块 10，和用于锁定换挡自锁块的弹簧自锁销11 ，所述换挡自锁块10凸出于换挡轴4圆周，换挡 自锁块10上分别设有空挡位弧形凹槽12、向前挂挡位弧形凹槽13和向后挂档位弧形凹槽 14。所述空挡位弧形凹槽12与向前挂挡位弧形凹槽13、向后挂档位弧形凹槽14之间分别 有一换挡行程段15，两个换挡行程段15均设置为斜面，换挡行程段15的斜面为直线斜面， 每个换挡行程段15靠空挡位弧形凹槽12 —端的起点a距换挡轴4圆心的距离大于换挡行 程段的终点b距换挡轴4圆心的距离。所述换挡行程段15与空挡位弧形凹槽12中心至换 挡轴4轴心的直线之间的夹角a为40 65° 。向前挂挡位弧形凹槽13、向后挂档位弧形 凹槽14的槽底中心至换挡轴4轴心的直线，与空挡位弧形凹槽12的槽底中心至换挡轴4 轴心的直线之间的夹角P分别为20 4(T ，通常以3(T为佳。所述用于锁定换挡自锁块 的弹簧自锁销11安装在变速箱壳体18上，该弹簧自锁销11的球面圆弧状头端正对空挡位 弧形凹槽12，在压縮弹簧16的张力作用下插入空挡位弧形凹槽12中。所述弹簧自锁销11 为空心销，该弹簧自锁销11套在一压縮弹簧16上，该压縮弹簧16套在一固定在变速箱壳 体18上的导向柱17上，使弹簧自锁销11与变速箱壳体18之间留有储力行程距离。
参见图5，本发明工作时，驾驶者通过操纵换挡装置的操纵手柄1带动换挡杆2动 作，换挡杆2通过换挡摇臂3带动换挡轴4转动，换挡轴4上的换挡自锁块10随换挡轴4 旋转，迫使弹簧自锁销11退縮，从空挡位弧形凹槽中移动到换挡行程段上，抵住换挡行程 段表面沿换挡行程段移动，这时弹簧自锁销11在压縮弹簧的作用下向呈斜面的换挡行程 段施与两个方向的压力，推动换挡自锁块10带动换挡轴4转动加快产生换挡助力，换挡轴4 转动带动拨叉轴5运动使换挡拨叉6移动，换挡拨叉6拨动同步器滑套7在变速器的轴上 移动，带动传动齿轮与相应的变速齿轮形成啮合，完成换挡。 本发明不仅仅局限于上述实施例，所述换挡自锁块上的换挡行程段的斜面也可以 采用抛物线斜面或圆弧线斜面，只要形成换挡行程段靠空挡位弧形凹槽一端的起点a距换 挡轴圆心的距离大于换挡行程段的终点b距换挡轴圆心的距离，而且换挡行程段与空挡位 弧形凹槽中心至换挡轴轴心的直线之间的夹角a控制40 65°范围，同样能够实现换挡 助力，提高换挡的舒适舒适性。 本发明结构可适用于各种车辆，在重型载重汽车上使用，舒适性效果尤其明显，降 低生产成本也更显著。
权利要求
一种车辆换挡助力装置，包括设置在换挡轴上的换挡自锁块，和用于锁定换挡自锁块的弹簧自锁销，所述换挡自锁块凸出于换挡轴圆周，换挡自锁块上分别设有空挡位弧形凹槽、向前挂挡位弧形凹槽和向后挂档位弧形凹槽，其空挡位弧形凹槽与向前挂挡位弧形凹槽、向后挂档位弧形凹槽之间分别各有一换挡行程段，所述用于锁定换挡自锁块的弹簧自锁销安装在变速箱壳体上，该弹簧自锁销的球面圆弧状头端正对空挡位弧形凹槽，在压缩弹簧的张力作用下插入空挡位弧形凹槽中，其特征在于所述换挡自锁块上空挡位弧形凹槽与向前挂挡位弧形凹槽之间的换挡行程段，和空挡位弧形凹槽与向后挂档位弧形凹槽之间的换挡行程段，均设置为斜面，换挡行程段靠空挡位弧形凹槽一端的起点距换挡轴圆心的距离大于换挡行程段的终点距换挡轴圆心的距离，换挡行程段与空挡位弧形凹槽中心至换挡轴轴心的直线之间的夹角为40～65°。
2. 根据权利要求l所述的车辆换挡助力装置，其特征在于向前挂挡位弧形凹槽、向后挂档位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线，与空挡位弧形凹槽的槽底中心至换挡轴轴心的直线之间的圆心角分别为20 40° 。
3. 根据权利要求1所述的车辆换挡助力装置，其特征在于换挡行程段的斜面为直线斜面。
4. 根据权利要求1所述的车辆换挡助力装置，其特征在于换挡行程段的斜面为抛物线斜面或圆弧线斜面。
全文摘要
一种车辆换挡助力装置，包括设置在换挡轴上的换挡自锁块，和用于锁定换挡自锁块的弹簧自锁销，所述换挡自锁块上空挡位弧形凹槽与向前挂挡位弧形凹槽之间的换挡行程段，和空挡位弧形凹槽与向后挂挡位弧形凹槽之间的换挡行程段，均设置为斜面，换挡行程段靠空挡位弧形凹槽一端的起点距换挡轴圆心的距离大于换挡行程段的终点距换挡轴圆心的距离，换挡行程段与空挡位弧形凹槽中心至换挡轴轴心的直线之间的夹角为40～65°。它通过改进换挡位置自锁机构的结构，既能实现换挡位锁定，又能在换挡时形成换挡助力，减轻驾驶者换挡用力，满足驾驶舒适性，同时降低生产成本。
文档编号F16H61/28GK101769374SQ20101010887
公开日2010年7月7日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者刘韶东, 张勇, 陈志约 申请人:綦江齿轮传动有限公司