一种车用变速器主副箱互锁气阀、互锁系统及互锁方法与流程

本发明涉及重型汽车变速技术领域，具体涉及一种车用变速器主副箱互锁气阀、互锁系统及互锁方法。

背景技术：

国外重卡mt(zf、eaton、volvo等)以及国内高端mt(如法士特volvo产品、s系列产品)都已普遍应用了主副箱互锁等机构，对于提高变速箱寿命，防止司机误操作效果显著，用户满意度、市场认可度很高。但对于普通的重卡mt，现存的主副箱互锁机构多在副箱内部加装机械式互锁机构控制副箱换挡，需对已有变速箱做较大改动方可加装，因成本的限制，改装的复杂程度等原因，很多主机厂不太愿意加装现有已知结构的主副箱互锁机构，所以市场上因司机的抢档操作等造成的重卡mt的副箱同步器故障率一直居高不下。因此，急需打破传统设计思路，开发一款结构简单，加装方便，成本可控的新型主副箱互锁系统。这对于降低副箱同步器故障率，减少售后索赔金额，提升用户满意度，提高产品市场竞争力有重要意义。同时，因结构简单，成本很低，易于推动主机厂主副箱互锁系统的加装和应用，可在成本增加不多的情况下带来较大的经济效益。

技术实现要素：

本发明提出一种结构简单，加装方便，成本可控的用于重型汽车的一种车用变速器主副箱互锁气阀、互锁系统及互锁方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种车用变速器主副箱互锁气阀，包括阀体，阀体的一端面设有柱销腔，柱销腔内设有一端伸出柱销腔的柱销，柱销的另一端设有随柱销运动的弹簧，阀体上设有排气孔、出气孔和进气孔；当弹簧处于平衡位置时，出气孔和进气孔连通，排气孔封闭；当弹簧处于压缩状态时，出气孔和进气孔断开；当弹簧处于压缩到预设值时，排气孔排气。

进一步的，柱销腔外壁上设有密封套。

进一步的，密封套为o形密封圈。

进一步的，阀体设有柱销腔的端面上设有用于安装互锁气阀的螺栓孔。

本发明还提供一种基于车用变速器主副箱互锁气阀的互锁系统，包括变速器主箱、变速器副箱、操纵装置和互锁气阀；互锁气阀设在变速器副箱的换挡气缸盖上，互锁气阀上的柱销伸出柱销腔的端面与副箱拨叉轴端面相接触；

互锁气阀上的进气孔通过锁档进气管及三通接头与副箱低档气缸的气管连通；

互锁气阀上的出气孔通过锁档出气管与操纵装置锁档气缸连通。

进一步的，互锁气阀通过六角螺栓与其上的螺栓孔的配合固定在副箱换挡气缸盖上。

进一步的，六角螺栓的端面设有锁止垫片。

本发明还提供一种基于车用变速器主副箱互锁系统的互锁方法，包括以下步骤：

1)当副箱低档气缸腔体内有气时，气体通过锁档进气管及三通接头由进气孔进入互锁气阀内；

2)当互锁气阀的进气孔和出气孔处于连通状态时，互锁气阀内气体从出气孔出去，经过锁档出气管进入操纵装置锁档气缸，操纵装置锁档气缸内有气，阻止主箱选档，主副箱互锁系统起作用；

3)当变速箱挂档时，变速箱副箱的气缸活塞带动副箱拨叉轴端面从而推动互锁气阀，互锁气阀的进气孔和出气孔断开，气体从互锁气阀的排气孔排出，没有气体进入操纵装置锁档气缸，互锁结束。

进一步的，还包括以下步骤：

1)当副箱低档气缸腔体无气时，操纵装置锁档气缸无气，互锁结束。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的主副箱互锁气阀，采用互锁气阀中的弹簧控制进、出气孔的连通与否，结构简单，且易于与现有操纵装置锁档机构匹配，由操纵装置锁档机构控制主箱是否可以挂档，从而有效降低抢档操作，降低副箱同步器故障率，大大提高了安全性。

本发明的主副箱互锁系统基于现有的副箱气缸运动来控制互锁气阀的开启与关闭，只需对气缸盖做微小改动，增加的互锁气阀结构简单，由副箱拨叉轴带动互锁气阀中弹簧的运动，从而控制不同气路的连通，通过操纵装置锁档气缸的填充状态，控制互锁状态。该互锁系统不需要增加新的安装支架，开发成本很低，便于推广使用。

本发明的互锁方法，利用操作装置的挂挡决定互锁气阀的气路状态从而决定锁档缸体的状态，达到控制主副箱互锁与否，不用驾驶员做多余的动作、符合驾驶员的动作习惯即可避免抢档的发生。

【附图说明】

图1为本发明提供的一种车用变速器主副箱互锁气阀的结构简图；

图2为本发明提供的车用变速器主副箱互锁系统的结构简图；

图3为本发明提供的车用副箱气缸的结构简图。

其中，1-互锁气阀、2-副箱气缸、3-锁档进气管、4-副箱高档气管、5-副箱低档气管、6-带锁档操纵机构、7-操纵装置锁档气缸、8-锁档出气管、9-副箱换挡气缸盖、10-副箱低档气缸腔体、11-气缸活塞、12-副箱拨叉轴、13-六角螺栓56、14-锁止垫片、15-o型密封圈、16-柱销、17-阀体、18-通气塞、19-排气孔、20-出气孔、21进气孔。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，图1为本发明提供的互锁气阀的结构示意图。互锁气阀1包括阀体17、设置在阀体内的柱销腔、设置在柱销腔内的密封套、复位弹簧和柱销16；复位弹簧设置在柱销一端和柱销腔内端面之间；柱销16另一端伸出阀体17；设置在柱销腔内且位于柱销杆一端和柱销腔连接的复位弹簧、设置在柱销腔壁上的进气孔21、排气孔19和出气孔20；柱销16的另一端伸出阀体并与气缸内副箱拨叉轴12端面接触；复位弹簧位于原位时，进气孔21和出气孔20连通，排气孔19封闭；复位弹簧压缩时，进气孔21和出气孔20断开，排气孔19排气；进气口21通过锁档进气管3及三通接头与副箱气缸低档气管4连通；出气孔20通过锁档出气管8与操纵装置锁档气缸7连通。

互锁气阀中，顶杆处于自由状态时，进气孔21和出气孔20连通，排气孔19封闭；当复位弹簧被压缩，顶杆移动到止点位置时，进气孔21和出气孔20断开，排气孔19排气；弹簧的运动由阀体内的柱销带动，当拨叉轴推动柱销时，柱销对弹簧进行压缩，同时进气孔21和出气孔20连通，排气孔19封闭，当推力消失后，弹簧复位，回弹力使得柱销复位，进气孔21和出气孔20断开，排气孔19排气，恢复原始状态。

如图2和图3所示，本发明的车用变速器主副箱互锁系统，包括互锁气阀1、副箱气缸2、锁档进气管3、锁档出气管8。

副箱气缸2的副箱换挡气缸盖9后方设置有与互锁气阀1结合面相配的结合面；互锁气阀1加装在副箱换挡气缸盖9后方，采用两个六角螺栓13连接固定，阀座上的锁止垫片14及o型密封圈15进行密封；互锁气阀1进气口21通过锁档进气管3及三通接头与副箱气缸低档气管5连通；互锁气阀1出气孔20通过锁档出气管8与操纵装置锁档气缸7连通；互锁气阀1在副箱低档气缸腔体10内有气时，进气孔21和出气孔20连通，操纵装置锁档气缸7有气，阻止主箱选档，主副箱互锁系统起作用；气缸活塞11在变速箱挂档后带动副箱拨叉轴12端面推动互锁气阀1从而关闭通向操纵装置互锁气阀1的气体通路，或者副箱低档气缸腔体10无气时，操纵装置锁档气缸7无气，互锁结束。

本发明的车用变速器主副箱互锁方法，具体包括以下步骤：

参见图2，副箱换低挡前，处于副箱高档状态，气缸前端无气压，此时互锁气阀进气孔无进气。气缸后端气压为高档气压，但因互锁气阀无进气，故而不管是否推动互锁气阀气阀柱塞，出气孔均无气通给操纵装置锁档机构的锁档气缸，对挂档无影响；操纵装置预选低档后，副箱气缸高档侧排气为0，(低档侧一管气进入，气压很低或者没有)，此时互锁气阀依然无影响。接着主箱摘到空挡，气缸低档侧进气，主副箱互锁气阀进气孔通气，气路与出气孔连通，与其连接的操纵装置的锁档气缸有气，阻止主箱选档，此时主副箱互锁系统起作用；气缸活塞在变速箱挂档后带动副箱拨叉轴端面推动互锁气阀，互锁阀进气孔和出气孔断开，排气孔排气，互锁阀截止，从而关闭通向操纵装置互锁气阀的气体通路，互锁结束。

副箱换高档前，处于副箱高档状态，气缸后端无气压，前端气压为低档气压,主副箱互锁气阀进气口有气但因柱销顶端被副箱活塞挤压，故而互锁气阀被截止；操纵装置预选低档后，气缸前端排气为0，互锁气阀进气被排空，(一管气进入气缸后端，气压很低或者没有)，然后主箱摘到空挡，气缸后端进气，不管是否能够推动柱塞，因无进气，主副箱互锁不起作用。

此处重点强调的是，互锁气阀的弹簧力设计，依据气压、杆顶直径、轴向力等经过严格计算和大量试验，保证在制定气压下，实现互锁气阀按照要求截止和开启，实现主副箱的互锁保护。在阀座上的o型橡胶密封圈内径及压缩率需满足在低档气压下，保证气阀结合面处不漏气。

本发明的副箱气缸、互锁气阀与操纵装置锁档机构共同实现主副箱互锁保护，采用副箱气缸运动来控制互锁气阀的开启与关闭，只需对气缸盖做微小改动，增加的互锁气阀控制操纵装置锁档机构气路的通断，由操纵装置锁档机构控制主箱是否可以挂档，从而有效降低抢档操作，降低副箱同步器故障率。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。