一种用于换挡助力系统的提前断气装置的制作方法

本发明涉及一种换挡助力系统，具体涉及一种用于换挡助力系统的提前断气装置。

背景技术：

随着车辆技术的发展，人们对驾驶舒适性的要求越来越高。换挡的轻便性是评价驾驶舒适性的重要指标。对于重型车辆，换挡机构在换挡时较沉重、需要的换挡力大、驾驶人员的劳动强度大已越来越引起行业的重视。目前本领域通常采用同步器解决换挡时存在的冲击、打齿等现象，并通过增加换挡助力系统减小换挡力，以提高换挡的轻便性。重型车辆的变速箱多采用气作用高低挡转换副箱，变速箱换挡助力系统普遍采用气助力形式。换挡助力系统的助力效果主要体现在助力作用时机，助力作用时机提前，很容易导致离合器还未分离彻底就起作用，这会增大同步器负荷，严重影响其寿命；而助力作用时机滞后，又起不到换挡助力作用。为此，本领域采用了离合器分离彻底信号对换挡助力系统的开启时机进行控制，即在离合器分离彻底后提供信号给换挡助力系统使其开启气助力，实现了在离合器分离彻底后气助力才动作。这一方式虽然解决了助力开启时机的问题，但其助力结束时机是在离合器结合时。而换挡过程中只有在同步器同步过程中需求较大的换挡力，在同步器同步过程结束后，若换挡助力在同步器齿套与齿圈啮合前还没有结束，就会在同步器齿套与齿圈啮合过程中使锁止面之间产生碰撞和二次冲击，同样会影响同步器的性能和寿命。且目前本领域还没有对换挡助力系统的助力结束时机进行精确控制的技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其具有结构简单、成本低廉、动作灵敏、精确度高、实用性强的优点，实现了对换挡助力系统的助力结束时机进行精确控制的技术目的。

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供的一种用于换挡助力系统的提前断气装置，包括换挡触发块、固定座、触发开关、触发顶杆和电磁控制阀，所述换挡触发块固定在变速箱的换挡轴上，换挡触发块的顶部设有槽口宽度大于槽底宽度的空挡位凹槽，空挡位凹槽的两侧对应设有前挂挡弧形凸起和后挂挡弧形凸起；所述固定座固定在换挡触发块的上侧；所述触发开关为常开型开关，触发开关固定在固定座上且使其触针朝下；所述触发顶杆设置在固定座在触发开关下侧设置的导向孔中，触发顶杆的上端处于触发开关的触针下侧，触发顶杆的下端处于换挡触发块的空挡位凹槽中；所述电磁控制阀为常开型的二位三通电磁阀，且使其与触发开关串联在车辆电源的正负极之间，电磁控制阀的进气口p与气源连接，电磁控制阀的出气口a与换挡助力系统连接，电磁控制阀的排气口t与大气相通。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述前挂挡弧形凸起和后挂挡弧形凸起为对称结构，且使其对应与空挡位凹槽的两侧壁平滑过渡连接。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述触发开关的触针下端与触发顶杆上端之间的距离为x，空挡位凹槽的槽底中心点到换挡轴轴心的连线为m1，m1的长度为r1，前挂挡弧形凸起的起点到换挡轴轴心的连线为m2，m2的长度为r2，m2和m1之间的夹角为α；r2-r1-x＝y，y表示触发开关的触发行程，α-δα＝θ，δα＝1°～2°，θ表示同步器的同步行程对应的换挡轴旋转角度。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述前挂挡弧形凸起的终点到换挡轴轴心的连线为m3，m2和m1之间的夹角为β，β≥δ，δ表示挂挡行程对应的换挡轴旋转角度。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述α为12°～15°，所述β为20°～25°。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述触发顶杆与固定座上导向孔的周壁滑动配合，触发顶杆的周壁上沿轴向设有通气槽。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述触发顶杆的下端为球面头，触发顶杆的上端为平头。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述空挡位凹槽的槽底为平底，所述前挂挡弧形凸起的凸起面为以换挡轴为轴心的柱面。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述触发开关旋装在固定座在导向孔上侧设置的螺纹孔中。

进一步的，本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置，其中，所述触发开关在固定座的上侧位置设有限位八角头，限位八角头和固定座之间设有调距垫片。

本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置与现有技术相比，具有以下优点：本发明通过设置换挡触发块、固定座、触发开关、触发顶杆和电磁控制阀，将换挡触发块固定在变速箱的换挡轴上，并在换挡触发块的顶部设置槽口宽度大于槽底宽度的空挡位凹槽，在空挡位凹槽的两侧对应设置前挂挡弧形凸起和后挂挡弧形凸起；将固定座固定在换挡触发块的上侧；让触发开关采用常开型开关，并将触发开关固定在固定座上且使其触针朝下；将触发顶杆设置在固定座在触发开关下侧设置的导向孔中，使触发顶杆的上端处于触发开关的触针下侧，且使触发顶杆的下端处于换挡触发块的空挡位凹槽中；让电磁控制阀采用常开型的二位三通电磁阀，且使其与触发开关串联在车辆电源的正负极之间，让电磁控制阀的进气口p与气源连接，让电磁控制阀的出气口a与换挡助力系统连接，并让电磁控制阀的排气口t与大气相通。由此就构成了一种结构简单、成本低廉、动作灵敏、精确度高、实用性强的用于换挡助力系统的提前断气装置。在实际应用中，当变速箱处于空挡位时，换挡触发块的空挡位凹槽正对触发顶杆，触发顶杆在重力作用下其下端处于空挡位凹槽中，此时触发顶杆与触发开关的触针之间存在间隙，触发开关未接通，电磁控制阀不通电处于常开状态，其进气口p与出气口a相通，出气口a与排气口t隔断，气源通过电磁控制阀的进气口p和出气口a进入换挡助力系统，换挡助力系统可正常提供换挡助力。当驾驶员操纵换挡机构向前挂档时，换挡触发块会随着换挡轴做旋转动作，并顶压触发顶杆的下端使其沿轴线做直线运动；在触发顶杆下端从空挡位凹槽移动到前挂挡弧形凸起的起点过程中，触发顶杆逐渐向上移动直至顶压触发开关的触针使其触发接通；触发开关接通后，电磁控制阀通电处于闭合状态，其进气口p与出气口a隔断，出气口a与排气口t相通，换挡助力系统与气源隔断并失去换挡助力。通过这一方式，让前挂挡弧形凸起的起点和空挡位凹槽的槽底中心点之间以换挡轴为圆心的圆心角大小，与同步器的同步行程对应的换挡轴旋转角度匹配设置，即可将换挡助力系统的助力结束时机控制在同步器的同步过程结束后，且在同步器齿套与齿圈啮合之前。向后挂档与向前挂档的原理和过程相同，在此不再赘述。本发明实现了对助力结束时机的精确控制，解决了现有技术同步器受换挡助力持续作用并造成二次冲击的问题，提高了换挡的舒适性和轻便性，保证了同步器的安全性和可靠性。

下面结合附图所示具体实施方式对本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置空挡时的状态示意图；

图2为本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置向前挂挡时的状态示意图；

图3为本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置向后挂挡时的状态示意图。

具体实施方式

首先需要说明的，本发明中所述的上、下、左、右、前、后等方位词只是根据附图进行的描述，以便于理解，并非对本发明的技术方案以及请求保护范围进行的限制。

如图1至图3所示本发明一种用于换挡助力系统的提前断气装置的具体实施方式，包括换挡触发块1、固定座2、触发开关3、触发顶杆4和电磁控制阀5。将换挡触发块1固定在变速箱的换挡轴6上，并在换挡触发块1的顶部设置槽口宽度大于槽底宽度的空挡位凹槽11，在空挡位凹槽11的两侧对应设置前挂挡弧形凸起12和后挂挡弧形凸起13。将固定座2固定在换挡触发块1的上侧。让触发开关3采用常开型开关，并将触发开关3固定在固定座2上且使其触针31朝下。将触发顶杆4设置在固定座2在触发开关3下侧设置的导向孔中，使触发顶杆4的上端处于触发开关3的触针31下侧，并使触发顶杆4的下端处于换挡触发块1的空挡位凹槽11中。让电磁控制阀5采用常开型的二位三通电磁阀，并使电磁控制阀5与触发开关3串联在车辆电源的正负极之间，让电磁控制阀5的进气口p与气源连接，让电磁控制阀5的出气口a与换挡助力系统连接，并让电磁控制阀5的排气口t与大气相通。

通过以上结构设置就构成了一种结构简单、成本低廉、动作灵敏、精确度高、实用性强的用于换挡助力系统的提前断气装置。在实际应用中，当变速箱处于空挡位时，换挡触发块1的空挡位凹槽11正对触发顶杆4，触发顶杆4在重力作用下其下端处于空挡位凹槽11中，此时触发顶杆4与触发开关3的触针31之间存在间隙，触发开关3未接通，电磁控制阀5不通电处于常开状态，其进气口p与出气口a相通，出气口a与排气口t隔断，气源通过电磁控制阀5的进气口p和出气口a进入换挡助力系统，换挡助力系统可正常提供换挡助力。当驾驶员操纵换挡机构向前挂档时，换挡触发块1会随着换挡轴6做旋转动作，并顶压触发顶杆4的下端使其沿轴线做直线运动。在触发顶杆4下端从空挡位凹槽11中移动到前挂挡弧形凸起12的起点过程中，触发顶杆4逐渐向上移动直至顶压触发开关3的触针31使其触发接通。触发开关3接通后，电磁控制阀5通电处于闭合状态，其进气口p与出气口a隔断，出气口a与排气口t相通，换挡助力系统与气源隔断并失去换挡助力。通过这一方式，让前挂挡弧形凸起12的起点和空挡位凹槽11的槽底中心点之间以换挡轴6为圆心的圆心角大小，与同步器的同步行程对应的换挡轴旋转角度匹配设置，即可将换挡助力系统的助力结束时机控制在同步器的同步过程结束后，且在同步器齿套与齿圈啮合之前。向后挂档与向前挂档的原理和过程相同，在此不再赘述。本发明实现了对助力结束时机的精确控制，解决了现有技术同步器受换挡助力持续作用并造成二次冲击的问题，提高了换挡的舒适性和轻便性，保证了同步器的安全性和可靠性。需要说明的是，在实际应用中，前挂挡弧形凸起12和后挂挡弧形凸起13为对称结构，并使前挂挡弧形凸起12和后挂挡弧形凸起13对应与空挡位凹槽11的两侧壁平滑过渡连接，以增强挂档过程中触发顶杆4移动的平顺性和连续性。

作为具体实施方式，若触发开关3的触针31下端与触发顶杆4上端之间的间隙距离以x表示，空挡位凹槽11的槽底中心点a到换挡轴6轴心的连线以m1表示，m1的长度以r1表示，前挂挡弧形凸起12的起点b到换挡轴6轴心的连线以m2表示，m2的长度以r2表示，m2和m1之间的夹角以α表示(前挂挡弧形凸起12的起点b和空挡位凹槽11的槽底中心点a之间以换挡轴6为圆心的圆心角)，本发明应让r2-r1-x＝y，其中y表示触发开关3的触发行程，以使触发顶杆4的下端从空挡位凹槽11移动到前挂挡弧形凸起12的起点时触发开关3能可靠触发接通，并让α-δα＝θ，其中δα为1°～2°，θ表示同步器的同步行程对应的换挡轴旋转角度，以保证换挡助力系统的助力结束时机在同步器的同步过程结束后且在同步器齿套与齿圈啮合之前，有效避免了换挡助力造成同步器齿套与齿圈啮合时产生碰撞和二次冲击的现象。另外，若前挂挡弧形凸起12的终点c到换挡轴轴心的连线以m3表示，m2和m1之间的夹角以β表示(前挂挡弧形凸起12的终点c和空挡位凹槽11的槽底中心点a之间以换挡轴6为圆心的圆心角)，本发明通常让β≥δ，其中δ表示挂挡行程对应的换挡轴旋转角度，以保证前挂挡弧形凸起12的起点b和终点c之间的弧长满足挂挡行程的要求。需要说明的是，本发明通常将α设计为12°～15°，将β设计20°～25°，以匹配同步行程及挂挡行程对应的换挡轴旋转角度，在实际应用中可根据具体的同步器和换挡机构适应调整。

作为优化方案，本具体实施方式通过让触发顶杆4与固定座2上的导向孔周壁滑动配合，使触发顶杆4在其周壁上沿轴向设置了通气槽41，在增强触发顶杆4沿轴向运动平稳性的基础上，提高了提前断气装置的动作灵敏性和精度。并让触发顶杆4的下端采用了球面头，以增强其移动的平顺性和连续性，让触发顶杆4的上端采用了平头，以保证其对触针31顶压的可靠性。同时，本具体实施方式通过让触发开关3旋装在固定座2在导向孔上侧设置的螺纹孔中，提高了拆装的便捷性，且使触发开关3在固定座2的上侧位置设置了限位八角头32，在限位八角头32和固定座2之间设置了调距垫片33，通过选用不同厚度的调距垫片33可调节触针31和触发顶杆4之间的间距，提高了提前断气装置的适用范围。另外，本发明让空挡位凹槽11的槽底采用了平底形成，以简化结构和制备工艺。

需要说明的是，本发明中前挂挡弧形凸起12和后挂挡弧形凸起13的凸起面是以换挡轴为轴心的柱面。以上内容主要描述了前挂挡弧形凸起12以及向前挂挡时对助力结束时机的控制过程，而后挂挡弧形凸起13是与前挂挡弧形凸起12呈对称结构设置的，向后挂挡过程与向前挂挡过程完全相同。

以上实施例仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明请求保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域技术人员依据本发明的技术方案做出的各种变形，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。