一种离合器执行机构与换挡机构的气路结构及变速器的制作方法

本发明涉及amt变速器防护技术领域，具体为一种离合器执行机构与换挡机构的气路结构及变速器。

背景技术：

离合器执行机构作为amt变速器的一个核心部件，在整车起步和变速器换挡过程中起着举足轻重的作用。随着amt技术的不断发展，amt变速器集成化的设计使其外部线束和元器件少，可靠性高。所以amt变速器的执行机构目前在重卡上大多由两部分组成，即同心式离合器执行机构和换挡机构，二者通过线束和气路连接，由于布置在壳体内部的气路更加可靠耐用，所以通常将气路铸造在壳体内部。

目前离合器执行机构使用单气路的方式与换挡机构连接，即进排气气路，而由于离合器执行机构处于离合器壳体内，在商用车使用过程中，该离合器壳体内会存在大量从离合器摩擦片上脱落的粉尘，这些粉尘会附着在离合器执行机构的气缸内壁上，进而损坏离合器执行机构气缸处的密封和换挡机构中的电磁阀，但由于离合器执行机构的活塞上有分离轴承，该分离轴承会与离合器分离拨指接触并旋转，所以离合器执行机构的上部腔体无法通过防尘罩与外部腔体完全隔离。

目前对于上述问题的解决，通常一种方式是在活塞壁和气缸内壁之间增加一个防尘橡胶圈，阻挡并在活塞上移过程中将附着在气缸内壁上的粉尘刮除，另一种方式是在气缸内壁的外侧上设置防尘挡圈，使活塞外壁和气缸内壁之间形成一个小的腔体，活塞在上下运动时，防尘挡圈阻挡粉尘被吸入该腔体。对于一种方式，首先是除尘率不好，其次由于离合器壳体温度很高，橡胶圈会逐渐老化，从而随着时间的推移除尘能力不断降低；对于另一种方式，腔体的体积会活塞的运动不断变化，是一种被动的方式，除尘率也不高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提一种离合器执行机构与换挡机构的气路结构及变速器，以解决现有技术中离合器执行机构中除尘装置除尘效果不好的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种离合器执行机构与换挡机构的气路结构，包括离合器电磁阀和执行机构壳体；所述离合器电磁阀设置在换挡机构中，执行机构壳体中设置有同轴线的壳体内圈，壳体内圈的外部滑动连接有活塞；执行机构壳体的内侧壁上设置有执行机构废气气路；

所述活塞的上端面和执行机构壳体的内侧壁之间设置有外侧屏蔽罩，执行机构壳体和活塞之间形成内部腔体；

外侧屏蔽罩的内部和换挡机构的内部腔体通过壳体废气气路连通，内部腔体和离合器电磁阀通过进排气气路连通；

所述执行机构壳体的外侧壁上设置有空气滤清器，空气滤清器和外侧屏蔽罩的内部连通。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述活塞和壳体内圈之间设置有内侧密封圈。

优选的，所述内侧密封圈由y型密封圈、防尘圈和活塞保持架组成。

优选的，所述活塞和执行机构壳体的内侧壁之间设置有外侧密封圈。

优选的，所述外侧密封圈由多个y型密封圈组成。

优选的，所述活塞的上端面和壳体内圈之间设置有内侧屏蔽罩。

优选的，所述内侧屏蔽罩的上端和壳体内圈的外侧壁固定连接，内侧屏蔽罩的下端和活塞的上端面固定连接，内侧屏蔽罩的内部为前端内侧腔体；

所述外侧屏蔽罩的上端和执行机构壳体的内侧壁固定连接，外侧壁的下端和活塞的上端面固定连接，外侧屏蔽罩的内部为前端外侧腔体，前端外侧腔体和执行机构废气气路的上端连通。

优选的，所述前端内侧腔体和前端外侧腔体通过u型通道连通，所述u型通道开设在活塞上。

优选的，所述内侧屏蔽罩和外侧屏蔽罩均为柔性材料。

一种变速器，包括权利要求1所述的气路结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明公开了一种离合器执行机构与换挡机构的气路结构，该结构在换挡机构和离合器执行机构中设置有双路结构，通过双气路离合器执行机构的使用，可以大大延长离合器执行机构的使用寿命，相较于传统单气路离合器执行机构的被动防御模式，本发明中的双气路离合器执行机构的寿命和可靠性都明显强于现有技术方案。将换挡机构中的废气引至离合器执行机构前端排至离合器壳体，可降低排气噪音，相较于现有技术方案的废气直排至换挡机构外部的方式，可显著降低高频噪声，提高整车nvh水平，并且令通气口堵塞的风险大幅降低。相较于将离合器电磁阀排出的废气引至离合器执行机构前端的方案，在换挡机构上减少了气路连接，并且减少了一条排气气路。通过使用本发明中离合器执行机构与换挡机构的气路连接方式，可以简化双气路离合器执行机构在amt变速器上的布置难度。离合器执行机构上方的屏蔽罩，配合空气滤清器和废气气路，使离合器执行机构的上方形成一个布满洁净空气的气腔，防止粉尘、水汽等进入离合器执行机构的工作气缸。通过将执行机构内部的废气汇聚后引至离合器执行机构的前端外侧腔体，而降低气路数量。通过使用双气路可以使离合器执行机构的活塞上方形成一个布满洁净空气的气腔，进而提高离合器执行机构以及换挡机构中对应电磁阀的使用寿命。

本发明还公开了一种变速器，该变速器中包括离合器执行机构和换挡机构，离合器执行机构和换挡机构通过双路气路连通，简化双气路离合器执行机构在amt变速器上的布置难度。

附图说明

图1为本发明所述双气路连接结构的整体外形示意图。

图中：1-执行机构废气气路；2-前端外侧腔体；3-前端内侧腔体；4-活塞；5-空气滤清器；6-外侧密封圈；7-内侧密封圈；8-外侧屏蔽罩；9-内侧屏蔽罩；10-离合器电磁阀；11-换挡机构；12-进排气气路；13-壳体废气气路；14-壳体内圈；15-执行机构壳体；16-内部腔体；17-离合器执行机构。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供一种离合器执行机构与换挡机构的双气路连接结构，该双气路连接机构布置在离合器壳体中，离合器壳体的外侧上部设置有换挡机构11，离合器壳体内部设置有离合器执行机构17。离合器执行机构17和换挡机构11之间设置有气路连通。参见图1，离合器电磁阀10位于换挡机构1的内部，所述离合器执行机构17包括壳体内圈14、执行机构壳体15和活塞4，壳体内圈14设置在执行机构壳体1中，壳体内圈14的底部和执行机构壳体15的底部一体连接，进排气气路12的两端分别与执行机构壳体15内部和换挡机构11的内部连通；换挡机构11和执行机构壳体15中连通有进排气气路12和壳体废气气路13，在换挡机构11的内部，通过内部气路将进排气气路12的一端连通至离合器电磁阀10的内部，进排气气路12的另一端连通至执行机构壳体15中。壳体废气气路13将执行机构废气气路1和换挡机构11的内部腔体连接。

执行机构壳体15中设置有废气气路1、活塞4外侧屏蔽罩8内侧屏蔽罩9、外侧密封圈6、内侧密封圈7、空气滤清器5和壳体内圈14。

更为具体的，壳体内圈14沿着执行机构壳体15的轴线方向设置，壳体内圈14和执行机构壳体15同轴线，执行机构壳体15的内侧壁沿其轴线方向设置有执行机构废气气路1，执行机构废气气路1的底端和壳体废气气路13连通，执行机构废气气路1的上端和前端外侧腔体2连通。壳体内圈14的外侧滑动连接有活塞4，活塞4围绕壳体内圈14设置。活塞4的内侧壁和壳体内圈14之间设置有内侧密封圈7，活塞4的外侧壁和执行机构壳体15之间设置有外侧密封圈6，因为执行机构壳体15的外壁上设置有竖直方向的执行机构废气气路1，所以外侧密封圈6的一部分和执行机构废气气路1的外侧壁接触。通过上述结构外侧密封圈6、内侧密封圈7、壳体内圈14和执行机构壳体15，围绕壳体内圈14形成一个环状的内部腔体16，内部腔体16的底端和进排气气路12连通。

更为具体的，在活塞4的上部设置有两个屏蔽罩，内侧屏蔽罩9和外侧屏蔽罩8，内侧屏蔽罩9为环形罩，其上侧端和壳体内圈14的外侧壁固定连接，其下侧端和活塞4的上端面固定连接；外侧屏蔽罩8同为环形罩，其上端面和执行机构壳体15的内侧壁固定连接，其下端面活塞4的上端面固定连接。两个屏蔽罩均为橡胶、塑料等柔性材料。

进一步的，通过上述布置外侧屏蔽罩8、活塞4和壳体内圈14的气缸外工作面形成一个近似密闭腔体，即前端外侧腔体2。内侧屏蔽罩9、活塞4和壳体内圈14的气缸内工作面形成一个密闭腔体，即前端内侧腔体3。外侧密封圈6通常由多个y型密封圈组成，内侧密封圈7通常由多个y型密封圈、防尘圈、活塞保持架组成。前端外侧腔体2通过空气滤清器5与外界相连通。所述密封圈6由两个y型密封圈组成，上侧的y型密封圈唇口向上，用来阻挡和清除空气中和附着在侧壁上的灰尘，下侧的y型密封圈唇口向下，用来密封气缸内的高压空气。所述内侧密封圈7由上到下通常由防尘圈、保持架、y型密封圈、保持架组成，防尘圈用于阻挡和清除空气中和附着在侧壁上的灰尘，2个保持架由耐磨材料组成，用于活塞的定心。y型密封圈用来密封气缸内的压缩空气。

执行机构壳体15的外侧壁上设置有一个空气滤清器5，空气滤清器5和前端外侧腔体2连通。

当在活塞4上铸造出一个径向的u型通道，则可将前端外侧腔体2和前端内侧腔体3连通，进而保证了在活塞4上下运动的过程中，前端内侧腔体3中空气的洁净，以及延长了内侧屏蔽罩9的使用寿命。

进一步，内侧屏蔽罩9可被省略，由于壳体内圈14面积较小，可能附着的灰尘较少，为了简化结构设计，也可被省略。

本发明的工作方式如下：

整车通过控制离合器电磁阀10进气阀的开闭，进而控制进入进排气气路12的气，进排气气路12中的气体进入至内部腔体16中，从而控制活塞4的上移速度。活塞4上移时前端外侧腔体2和前端内侧腔体3的空间减小，前端外侧腔体2通过空气滤清器5向外排气，前端内侧腔体3由于处于气缸内侧，腔体空间变化较小，可由内侧屏蔽罩9的挠性形变来平衡腔体空间的变化。

当离合器电磁阀10的排气阀打开时，执行机构壳体15内的气体通过进排气气路12回到离合器电磁阀10，并且通过离合器电磁阀10排至换挡机构11的腔体内，该废气与其他气缸的废气在换挡机构11的腔体内汇聚后，被壳体废气气路13引至前端外侧腔体2，由于活塞4下侧的内部腔体16内为压缩空气，而上侧的前端外侧腔体2因为与空气滤清器5连通，而为常压状态，所以废气被引至前端外侧腔体2后体积增大，故而保证了活塞4在任意运动时，空气滤清器5都处于排气状态，进而保证了外部粉尘等不会扩散至前端外侧腔体2的内部。由于气源空气在进入换挡机构14前经过过滤，所以所有废气中不含水分和杂质，故而在活塞4上方形成的前端外侧腔体2由洁净空气填充，前端内侧腔体3是一个与外界不相通的密闭空间，所以，其腔体内的空气也为洁净空气。通过该设计可以保证壳体内圈14外部的粉尘、水分等杂质无法进入壳体内圈14的气缸内部。

由于其他气缸在排气时，废气会被引至前端外侧腔体2，该废气会对工作中的活塞4造成干扰，可在壳体废气气路13长度的中心位置的外侧安装一个空气滤清器5，将废气放掉一部分，减少废气压力，并通过调节气路孔径的方式，令前端外侧腔体2中只存在比外界大气压力略大的正压力，以保证换挡机构11中其他气缸排出的废气对活塞4的影响低到可以忽略。

通过该汇聚式废气通道，即将其他气缸和内部腔体16产生的废气在换挡机构11的腔体内汇合后通过壳体废气气路13引至前端外侧腔体2，大大简化了气路布局。现有传统气路方案中需要将内部腔体16产生的废气从离合器电磁阀10再引一条气路至前端外侧腔体2，而本方案中通过汇聚式废气通道满足了内部腔体16的废气需求、执行机构的排气需要。另一方面，壳体废气气路13与换挡机构11之间的接口可以布置在换挡机构11的任意区域，而在传统气路方案中，需要将内部腔体16产生的废气，从离合器电磁阀10引至换挡机构11前端，该方案使换挡机构11中存在两条平行气路，加大了窜气风险，提高了换挡机构11的设计难度。