车辆的自动换挡装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种车辆，具体涉及车辆的自动换挡装置及其工作方法。

背景技术：

现有技术的车辆换挡装置如图11所示，包括气包1、手动换向气阀2、换挡气缸3和挡位操作阀4，所述手动换向气阀2的进气口p口与气包1连通，手动换向气阀2的执行口a口和执行口b口分别与换挡气缸3的无杆腔和有杆腔连通，换挡气缸3的缸体3-2固定连接在机架上，换挡气缸3的活塞杆3-1与挡位操作阀4的阀杆4-1固定连接。当车辆在平道上或小于1°的坡道上上坡行驶时，驾驶员一般操作手动换向气阀2，使手动换向气阀2进气口p口与执行口a相通，气包1中的压力气体经手动换向气阀2后到达换挡气缸3的无杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4挂在高速挡3挡上；当车辆在大于1°并且小于4°的坡道上上坡行驶时，驾驶员一般操作手动换向气阀2，使手动换向气阀2进气口p口与执行口a和执行口b口均不相通，气包1中的压力气体既不能经手动换向气阀2后到达换挡气缸3的无杆腔，也不能经手动换向气阀2后到达换挡气缸3的有杆腔，使挡位操作阀4挂在中速挡2挡上；当车辆在大于4°的坡道上上坡行驶时，驾驶员一般操作手动换向气阀2，使手动换向气阀2进气口p口与执行口b相通，气包1中的压力气体经手动换向气阀2后到达换挡气缸3的有杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4挂在低速挡1挡上。上述换挡方法需要驾驶员手动控制，操作非常不方便。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种结构简单、制造成本低、不需要驾驶员手动控制、操作非常方便的车辆的自动换挡装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种车辆的自动换挡装置，包括气包、换挡气缸和挡位操作阀，还包括电磁换向气阀、水管组件、第一水位开关、第二水位开关和主控制器；所述电磁换向气阀的进气口p口与气包1连通，电磁换向气阀的执行口a口和执行口b口分别与换挡气缸的无杆腔和有杆腔连通，换挡气缸的缸体固定连接在机架上，换挡气缸的活塞杆与挡位操作阀的阀杆固定连接;所述电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均与主控制器电连接；所述水管组件包括横管、第一纵管、第二纵管、第一封板和第二封板；所述第一封板和第二封板固定连接在横管的两侧；所述第一纵管和第二纵管依次固定连接在横管的顶壁处且第一纵管位于第一封板的一侧，第一纵管和第二纵管的内腔均与横管的内腔连通；所述第一水位开关固定连接在第一纵管上且第一水位开关的探测元件插入第一纵管的内腔；所述第二水位开关固定连接在第二纵管上且第二水位开关的探测元件插入第二纵管的内腔，第一水位开关和第二水位开关均与主控制器电连接，当第一水位开关处的水位高于设定值时，第一水位开关接通；当第二水位开关处的水位高于设定值时，第二水位开关接通；当第一水位开关和第二水位开关均断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1得电；当第一水位开关接通和第二水位开关断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均不得电；当第一水位开关和第二水位开关均接通时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k2得电。

还包括第一按钮开关和第二按钮开关；所述第一按钮开关和第二按钮开关均与主控制器电连接；当第一按钮开关和第二按钮开关均断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1得电；当第一按钮开关接通和第二按钮开关断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均不得电；当第一按钮开关和第二按钮开关均接通时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k2得电。

所述第一纵管固定连接在横管的具有第一封板的一端的顶壁处。

所述第一纵管固定连接在与横管的具有第一封板的一端的水平距离为l的顶壁处，其中l大于0。

本发明的好处是：1）、由于本发明还包括电磁换向气阀、水管组件、第一水位开关、第二水位开关和主控制器；所述电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均与主控制器电连接；第一水位开关和第二水位开关均与主控制器电连接，当第一水位开关和第二水位开关均断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1得电；当第一水位开关接通和第二水位开关断开时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均不得电；当第一水位开关和第二水位开关均接通时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k2得电。因而当车辆在平道上或小于1°的坡道上上坡行驶时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1得电，使挡位操作阀挂在高速挡挡上；当车辆在大于1°并且小于4°的坡道上上坡行驶时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均不得电，使挡位操作阀挂在中速挡2挡上；当车辆在在大于4°的坡道上上坡行驶时，由主控制器控制电磁换向气阀的接线端k2得电，使挡位操作阀挂在低速挡1挡上，上述换挡方法不需要驾驶员手动控制，可自动控制车辆换挡，不需要驾驶员手动控制，操作非常方便。2）、由于本发明还包括电磁换向气阀、水管组件、第一水位开关、第二水位开关和主控制器；所述电磁换向气阀的接线端k1和接线端k2均与主控制器电连接；第一水位开关和第二水位开关均与主控制器电连接，当第一水位开关处的水位高于设定值时，第一水位开关接通；当第二水位开关处的水位高于设定值时，第二水位开关接通，即只需在现有技术的车辆上增加电磁换向气阀、水管组件、第一水位开关、第二水位开关和主控制器就可实现自动控制车辆换挡，因而结构非常简单，制造成本也非常低。

附图说明

图1是本发明的第一纵管固定连接在横管的具有第一封板的一端的顶壁处的原理图；

图2是图1的水管组件固定连接在车辆的车架上的示意图；

图3是图1的水管组件在水平道路上的示意图；

图4是图1的水管组件在大于1°并且小于4°的上坡坡道上的示意图；

图5是图1的水管组件在大于4°的上坡坡道上的示意图；

图6是本发明的第一纵管固定连接在与横管的具有第一封板的一端的水平距离为l的顶壁处的原理图;

图7是图6的水管组件固定连接在车辆的车架上的示意图；

图8是图6的水管组件在水平道路上的示意图；

图9是图6的水管组件在大于1°并且小于4°的上坡坡道上的示意图；

图10是图6的水管组件在大于4°的上坡坡道上的示意图；

图11是现有技术的车辆换挡装置。

上述附图中的附图标记如下：气包1、手动换向气阀2、换挡气缸3、活塞杆3-1、缸体3-2、挡位操作阀4、阀杆4-1、电磁换向气阀5、水管组件6、横管6-1、第一纵管6-2、第二纵管6-3、第一封板6-4、第二封板6-5、第一水位开关7、第一开关探测管7-1、第一开关浮球7-2、第二水位开关8、第二开关探测管8-1、第二开关浮球8-2、主控制器9、第一按钮开关10、第二按钮开关11。

具体实施方式

以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明。

如图1和图6所示，一种车辆的自动换挡装置，包括气包1、换挡气缸3和挡位操作阀4，还包括电磁换向气阀5、水管组件6、第一水位开关7、第二水位开关8和主控制器9；所述电磁换向气阀5的进气口p口与气包1连通，电磁换向气阀5的执行口a口和执行口b口分别与换挡气缸3的无杆腔和有杆腔连通，换挡气缸3的缸体3-2固定连接在机架上，换挡气缸3的活塞杆3-1与挡位操作阀4的阀杆4-1固定连接;所述电磁换向气阀5的接线端k1和接线端k2均与主控制器9电连接；所述水管组件6包括横管6-1、第一纵管6-2、第二纵管6-3、第一封板6-4和第二封板6-5；所述第一封板6-4和第二封板6-5固定连接在横管6-1的两侧；所述第一纵管6-2和第二纵管6-3依次固定连接在横管6-1的顶壁处且第一纵管6-2位于第一封板6-4的一侧，第一纵管6-2和第二纵管6-3的内腔均与横管6-1的内腔连通；所述第一水位开关7固定连接在第一纵管6-2上且第一水位开关7的探测元件插入第一纵管6-2的内腔；所述第二水位开关8固定连接在第二纵管6-3上且第二水位开关8的探测元件插入第二纵管6-3的内腔，第一水位开关7和第二水位开关8均与主控制器9电连接，当第一水位开关7处的水位高于设定值时，第一水位开关7接通；当第二水位开关8处的水位高于设定值时，第二水位开关8接通；第一水位开关7的探测元件包括第一开关探测管7-1和套在第一开关探测管7-1上且能在第一开关探测管7-1上移动的第一开关浮球7-2，当第一纵管6-2中的第一水位开关7的第一开关浮球7-2处的水位高于设定值时，第一水位开关7在接通状态；当第一纵管6-2中的第一水位开关7的第一开关浮球7-2处的水位低于设定值时，第一水位开关7在断开状态。第二水位开关8的探测元件包括第二开关探测管8-1和套在第二开关探测管8-1上且能在第二开关探测管8-1上移动的第二开关浮球8-2。当第二纵管6-3中的第二水位开关8的第二开关浮球8-2处的水位高于设定值时，第二水位开关8在接通状态；当第二纵管6-3中的第二水位开关8的第二开关浮球8-2处的水位低于设定值时，第二水位开关8在断开状态。当第一水位开关7和第二水位开关8均断开时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1得电；当第一水位开关7接通和第二水位开关8断开时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1和接线端k2均不得电；当第一水位开关7和第二水位开关8均接通时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k2得电。所述主控制器9为plc控制器，主控制器9的型号为三菱f×3u或西门子s7－200。

还包括第一按钮开关10和第二按钮开关11；所述第一按钮开关10和第二按钮开关11均与主控制器9电连接；当第一按钮开关10和第二按钮开关11均断开时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1得电；当第一按钮开关10接通和第二按钮开关11断开时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1和接线端k2均不得电；当第一按钮开关10和第二按钮开关11均接通时，由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k2得电。这样既可以手动控制车辆换挡，也可以自动控制车辆换挡。

所述第一纵管6-2固定连接在横管6-1的具有第一封板6-4的一端的顶壁处。

所述第一纵管6-2固定连接在与横管6-1的具有第一封板6-4的一端的水平距离为l的顶壁处，其中l大于0。

如图2和图7所示，本发明在使用时，将其固定在车辆上，所述水管组件6固定连接在车辆的车架100上，且第一封板6-4位于车尾侧，第二封板6-5位于车头侧，如图3和图8所示，将水管组件6置于水平状态，向水管组件6中加水至水管组件6的横管6-1的顶壁ab，使水管组件6的横管6-1中充满水。

如图3和图8所示，当车辆在平道上或小于1°的坡道上上坡行驶时，水管组件6中的水位线为图3和图8中的ab线，这时第一纵管6-2中的第一水位开关7的第一开关浮球7-2处的水位低于设定值时，，第一水位开关7在断开状态，第二纵管6-3中的第二水位开关8的第二开关浮球8-2处的水位也低于设定值时，第二水位开关8也在断开状态，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1得电，电磁换向气阀5进气口p口与执行口a相通，气包1中的压力气体经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的无杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4挂在高速挡3挡上。

如图4和图9所示，当车辆在大于1°并且小于4°的坡道上上坡行驶时，水管组件6中的水位线为图4和图9中的cd线，这时第一纵管6-2中的第一水位开关7的第一开关浮球7-2处的水位高于设定值时，第一水位开关7在接通状态；第二纵管6-3中的第二水位开关8的第二开关浮球8-2处的水位低于设定值时，第二水位开关8在断开状态，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1和接线端k2均不得电，使电磁换向气阀5进气口p口与执行口a和执行口b口均不相通，气包1中的压力气体既不能经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的无杆腔，也不能经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的有杆腔，使挡位操作阀4挂在中速挡2挡上。

如图5和图10所示，当车辆在大于4°的坡道上上坡行驶时，水管组件6中的水位线为图5和图10中的ef线，这时第一纵管6-2中的第一水位开关7的第一开关浮球7-2处的水位高于设定值，第一水位开关7在接通状态度；第二纵管6-3中的第二水位开关8的第二开关浮球8-2处的水位也高于设定值，第二水位开关8也在接通状态，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k2得电，使电磁换向气阀5进气口p口与执行口b相通，气包1中的压力气体经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的有杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4挂在低速挡1挡上。上述换挡方法不需要驾驶员手动控制，可自动控制车辆换挡，操作非常方便。

当本发明还包括第一按钮开关10和第二按钮开关11；所述第一按钮开关10和第二按钮开关11均与主控制器9电连接时，当车辆在平道上或小于1°的坡道上上坡行驶时，手动控制第一按钮开关10和第二按钮开关11均断开，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1得电，电磁换向气阀5进气口p口与执行口a相通，气包1中的压力气体经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的无杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4挂在高速挡3挡上；当车辆在大于1°并且小于4°的坡道上上坡行驶时，手动控制第一按钮开关10接通和第二按钮开关11断开，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k1和接线端k2均不得电，这时电磁换向气阀5进气口p口与执行口a和执行口b口均不相通，气包1中的压力气体既不能经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的无杆腔，也不能经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的有杆腔，使挡位操作阀4挂在中速挡2挡上；当车辆在在大于4°的坡道上上坡行驶时，手动控制第一按钮开关10和第二按钮开关11均接通，这时由主控制器9控制电磁换向气阀5的接线端k2得电，使电磁换向气阀5进气口p口与执行口b相通，气包1中的压力气体经电磁换向气阀5后到达换挡气缸3的有杆腔，换挡气缸3的活塞杆3-1带动挡位操作阀4的阀杆4-1移动，使挡位操作阀4在低速挡1挡上。这样既可以手动控制车辆换挡，也可以自动控制车辆换挡。