具有缓冲机构的工程车辆换挡装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种缓冲机构，更具体地说，本实用新型涉及一种用于工程车辆换挡装置的缓冲机构。


背景技术：

2.工程车辆工作时需要在前进和后退之间进行频繁切换，现有技术的工程车辆在前进和后退之间进行切换时存在下面一些缺陷，车辆耸动剧烈，发出较大的冲击噪音，这两个缺陷严重影响工程车辆动力传动机构部分的使用寿命以及工程车辆驾驶员的驾驶舒适性和操控性。


技术实现要素：

3.为克服上述缺陷，本实用新型需要解决的技术问题是：提供一种可以延长工程车辆动力传动机构部分的使用寿命、提高工程车辆驾驶的舒适性和操控性的换挡装置的缓冲机构。
4.本实用新型解决现有技术存在问题的技术方案是：一种具有缓冲机构的工程车辆换挡装置，它包括换挡装置的阀体，所述阀体内设有进油口、出油口及切换阀，所述进油口的一端通过所述切换阀与所述出油口的一端连通，所述进油口的另一端与工程车辆输出高压液压油的液压泵相连接，所述出油口的另一端与换挡装置中的离合器相连接，所述进油口、出油口之间还设有连通道，所述连通道距离所述阀体外表面较近的一端向外延伸并贯穿所述阀体外表面，所述连通道内设有可以沿所述连通道来回滑动的活塞杆，所述活塞杆在所述进油口或出油口的位置处设有可以使所述进油口或出油口两端连通的通油道，所述活塞杆朝所述连通道延伸方向同向设有控制杆，所述控制杆的直径小于所述活塞杆的直径，所述阀体外表面在所述连通道位置处设有控制罩，所述控制罩内设有盲孔，所述控制杆外周面套接有控制弹簧，所述控制弹簧的一端抵接在所述活塞杆朝向控制弹簧一侧的端面上，所述控制弹簧的另一端抵接在所述盲孔的底面上，所述活塞杆或阀体上设有连通所述进油口或出油口两端的微通道。
5.我们知道，工程车辆的动力传动机构一般由离合器、变速箱、万向传动装置、主减速箱、差速器和半轴等组成，我们通常所说的换挡装置的功能是由离合器、变速箱共同配合完成的。工程车辆的前进和后退之间的切换需要离合器中的两个摩擦片不断分离和接合，离合器的离合是通过电磁阀控制液压油的通断来实现的，发明人经过仔细研究后认为由于电磁阀的快速通断使得两个摩擦片从分离状态的零载荷到接合状态的满负荷在瞬间完成，工程车辆从停止状态突然启动进入前进或后退状态，从而产生剧烈的耸动，变速箱的啮合齿轮也从零载荷瞬间达到满负荷，从而产生较大的冲击噪音。现有技术工程车辆存在的这两个问题严重影响了动力传动机构部分的使用寿命以及工程车辆驾驶员的驾驶舒适性和操控性。
6.工程车辆中离合器、变速箱的工作过程是这样的：工程车辆处于停止状态时，两个
摩擦片处于分离状态，出油口的油压为零，当工程车辆需要启动时，电磁阀第一个启动，高压液压油从进油口通过电磁阀进入出油口，当出油口的油压上升到可以克服摩擦片移动所产生的阻力时，就推动两个摩擦片靠近，当两个摩擦片触碰时，摩擦片受阻不再移动，出油口的油压会继续上升直至达到额定的油压，在油压继续上升的过程中，推动两个摩擦片产生相互挤压力从而产生可以传递动力扭矩的摩擦力，当该摩擦力大到可以克服工程车辆即将启动时所产生的临界阻力时，两个摩擦片传递的动力扭矩就开始推动变速箱中的啮合齿轮转动，工程车辆就此开始移动并逐渐加速。
7.因此本实用新型采用在进油口和出油口之间设置缓冲机构，缓冲机构中的通油道可以设置在出油口，也可以设置在进油口，为了提高缓冲机构对油压升高的反馈灵敏性，优先选择将通油道设置在进油口，并将缓冲机构中的控制弹簧的预紧力设置为工程车辆即将启动时需要克服的临界阻力所需要的油压推动活塞杆远离控制弹簧一侧的端面产生的推动力；所述的切换阀可以是气缸阀，也可以是电磁阀，本实用新型优选为电磁阀。当工程车辆需要启动时，工程车辆的驾驶人员首先将离合器根据工程需要选择前进档或后退档进行挂挡，然后打开电磁阀开关，电磁阀上的阀芯移动，阀芯上的通孔使阀体的进油口与出油口连通，油泵中的高压液压油源源不断地从进油口经过阀芯进入出油口，出油口的油压开始建立并逐步上升，当出油口的油压达到并超过可以克服摩擦片移动所需要克服的阻力时，摩擦片开始移动，两个摩擦片之间的距离逐渐变小，当两个摩擦片接触后，摩擦片不再移动，随着高压液压油继续输入，油压继续升高，两个摩擦片之间开始传递动力，当摩擦片之间传递的动力大到可以克服工程车辆启动所需要克服的阻力时，工程车辆开始启动，此时，出油口的油压对活塞杆远离控制弹簧一侧的端面产生的推动力与控制弹簧的预紧力相等，随着出油口油压的进一步上升时，出油口油压对活塞杆远离控制弹簧一侧的端面产生的推动力大于控制弹簧的预紧力，出油口油压就开始推动活塞杆向控制弹簧的一侧移动，活塞杆上的通油道开始进入连通道，通油道中高压液压油的流量开始减少，使得出油口油压上升速度逐步减缓，当工程车辆移动速度加速到额定值时，出油口油压对活塞杆远离控制弹簧一侧的端面产生的推动力刚好将活塞杆上的通油道全部推入连通道中，此时，活塞杆上的微通道处于进油口位置，进油口通过微通道的高压液压油流量与出油口的保压流量相等，这样，可以确保工程车辆在前进或后退时运行平稳，且节能。本实用新型的换挡机构通过巧妙设置该缓冲机构来控制高压液压油的流量，确保工程车辆启动前油压快速上升，启动后油压上升速度逐步减缓，直至工程车辆速度达到额定值，这样既可以保证工程车辆的快速启动，又可以使工程车辆启动后加速平顺和缓，以避免现有技术中工程车辆启动耸动剧烈，发出较大的冲击噪音，从而改善工程车辆驾驶员的驾驶舒适性和操控性，同时又可以降低传动机构的冲击应力，延长工程车辆动力传动机构部分的使用寿命。本实用新型的微通道可以设置在阀体上，也可以设置在活塞上，本实用新型优选设置在活塞上，本实用新型中微通道的设置可以大幅降低控制弹簧的制造难度和制造成本。
8.作为优选，所述通油道为所述活塞杆外表面的环形凹槽。所述通油道既可以是活塞杆上设置的径向通孔，也可以是活塞杆外表面上设置的环形凹槽，本实用新型优选为环形凹槽，方便机械加工，降低制造成本。
9.作为优选，所述微通道为所述活塞杆外表面的环形凹沟，所述环形凹沟位于所述环形凹槽远离弹簧的一侧。所述微通道既可以是活塞杆上设置的径向通孔，也可以是阀体
上设置通油孔，也可以是活塞杆外表面上设置的环形凹沟，本实用新型优选为在活塞杆外表面上设置环形凹沟，方便机械加工，降低制造成本。
10.作为优选，所述连通道与所述连通道延伸方向相反一端的直径小于连通道的直径。以便连通道内产生台阶面，有利于活塞杆的定位以及控制弹簧预紧力的预设。
11.作为优选，所述盲孔的直径小于连通道的直径。这样可以产生台阶面，确保控制弹簧不会受到活塞杆的过度挤压而失效。
12.有益效果：由于本实用新型的换挡机构设置有缓冲机构，通过巧妙设置的缓冲机构来控制高压液压油的流量，确保工程车辆启动前油压快速上升，启动后油压上升速度逐步减缓，直至工程车辆速度达到额定值，这样既可以保证工程车辆的快速启动，又可以使工程车辆启动后加速平顺和缓，以避免现有技术中工程车辆启动耸动剧烈，发出较大的冲击噪音，从而改善工程车辆驾驶员的驾驶舒适性和操控性，同时又可以降低传动机构的冲击应力，延长工程车辆动力传动机构部分的使用寿命。
附图说明
13.图1是本实用新型的一种结构示意图；
14.图2是图1中的a
‑
a剖视示意图；
15.图3是图2中的r部放大示意图；
16.图4是图3中的m部放大示意图
17.图5是本实用新型中活塞杆的一种结构示意图。
18.图中：1：阀体，2：电磁阀，3：活塞杆，4：进油口，5：出油口，6：环形凹槽，7：环形凹沟，8：控制弹簧，9：控制杆，10：挡圈，11：密封圈，12：调节轴，13：条状凹槽，14：调节件，15：螺纹轴，16：挡板，17：控制罩，18：连通道，19：盲孔。
具体实施方式
19.下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。
20.实施例：一种具有缓冲机构的工程车辆换挡装置，见图示，包括换挡装置的阀体1，所述阀体1内设有进油口4、出油口5及电磁阀2，所述进油口4、出油口5平行布置，且均与所述电磁阀2相连接，为了提高缓冲机构对油压升高的反馈灵敏性，将所述进油口4设置在靠近阀体1外表面的一侧，电磁阀2通过推拉阀芯移动设置在阀芯上的通道位置来控制所述进油口4和所述出油口5之间的通断，所述进油口4、出油口5之间还设有连通道18，所述连通道18距离所述阀体1外表面较近的一端向外延伸并贯穿所述阀体1外表面，所述连通道18与所述连通道18延伸方向相反一端的直径小于连通道18的直径，所述连通道18内设有可以沿所述连通道18来回滑动的活塞杆3，所述活塞杆3在所述进油口4的位置处设有可以使所述进油口4、出油口5之间连通的环形凹槽6，所述活塞杆在环形凹槽6靠近出油口的一侧设置有环形凹沟7，当环形凹槽6全部位于进油口4内时，所述进油口4、出油口5之间的高压液压油的流通量最大，当环形凹槽6全部离开进油口4时，所述环形凹沟7刚好全部进入进油口4，此时所述进油口4、出油口5之间的高压液压油的流通量最小并与换挡装置的内泄量相等，利于换挡装置内部稳定保压，所述活塞杆3朝所述连通道18延伸方向同向设有控制杆9，所述控制杆9的直径小于所述活塞杆3的直径，所述阀体1外表面在所述连通道18位置处固定连
接有控制罩17，所述控制罩17内设有直径小于连通道18直径的盲孔19，所述盲孔19内设置有挡板16和调节件14，所述调节件14位于所述盲孔19底面与所述挡板16之间，所述调节件14朝向所述盲孔19底面一侧设有调节轴12，所述调节轴12贯穿所述控制罩17，所述调节件14朝向所述挡板16的一侧设有螺纹轴15，所述挡板16螺接在所述螺纹轴15上，所述调节轴12在盲孔19内套接有密封圈11并设置有直径大于所述调节轴12的挡圈10，所述挡圈10通过所述密封圈11抵接在所述盲孔19底面上，所述调节轴12朝外一端的端部设有可使所述螺纹轴15旋转的条状凹槽13，所述控制杆9外周面套接有控制弹簧8，所述控制弹簧8的一端抵接在所述活塞杆3朝向控制弹簧8一侧的端面上，所述控制弹簧8的另一端抵接在所述挡板16上。
21.本实施例中将所述盲孔内设有相对于所述盲孔轴向位置可调的挡板，所述控制弹簧的另一端抵接在所述挡板上。这样做的目的在于我们从换挡装置的工作流程及原理分析中知道，本实用新型控制弹簧的预紧力最优是与工程车辆即将启动时需要克服的临界阻力所需要的油压推动活塞杆远离控制弹簧一侧的端面所产生的推动力相等，如果控制弹簧的预紧力过小，会导致工程车辆的启动缓慢而影响工作效率的提高，如果控制弹簧的预紧力过大，会导致工程车辆启动过快而出现车辆耸动现象以及较大的噪音。从弹簧弹力的计算公式中知道，弹簧的弹力是弹性系数k乘以形变量。由于弹性系数k与弹簧的的直径，弹簧的线径，弹簧的材料，弹簧的有效圈数等一些难以完全准确控制的因素有关，导致弹簧的弹性系数难以做到个个相等，并符合规定要求。为了进一步降低控制弹簧的制造难度和制造成本，这就要求我们通过形变量来调整控制弹簧的预紧力。本实用新型设置轴向位置可调的挡板，有利于控制弹簧预紧力的预设，确保工程车辆即将启动时出油口的油压对活塞杆远离控制弹簧一侧的端面产生的推动力与控制弹簧的预紧力相等。
22.本实施例中将所述盲孔内在所述盲孔底面与所述挡板之间设有调节件，所述调节件朝向所述盲孔底面一侧设有调节轴，所述调节轴贯穿所述控制罩，所述调节件朝向所述挡板的一侧设有螺纹轴，所述挡板螺接在所述螺纹轴上，所述调节轴朝外一端的端部设有可使所述螺纹轴旋转的旋转结构。所述旋转结构可以是旋转手柄，也可以是方头结构，也可以是条状凹槽或十字凹槽，本实用新型优选为条状凹槽。这样在需要调节挡板在盲孔中的轴向位置时，就可以很方便地用一字螺丝刀旋转螺纹轴，从而达到调节挡板在盲孔中最适宜的轴向位置。
23.以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型做任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
24.本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。