气动换档执行机构以及相应的机械式自动变速器和车辆的制作方法

本发明涉及一种用于机械式自动变速器的气动换档执行机构、一种相应的机械式自动变速器以及一种相应的车辆、特别是重型或中型商用车。

背景技术：

1、机械式自动变速器(amt)是在传统的手动齿轮式变速器(mt)基础上改进而来的，它是揉合了自动变速器(at)和mt两者优点的机电液(或气)一体化自动变速器。具体地讲，amt既具有普通自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。因此，机械式自动变速器得到了广泛使用，特别是在重型或中型商用车上应用较多。

2、为了实现自动换档，机械式自动变速器配备了自动换档执行机构。出于成本等原因，目前广泛使用的是气动换档执行机构。

3、然而，现有的气动换档执行机构存在结构复杂、装配不方便、成本较高、稳定性差等缺点，存在进行改进的需求。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的是提供一种改进的用于机械式自动变速器的气动换档执行机构、一种相应的机械式自动变速器以及一种相应的车辆。

2、根据本发明的第一方面，提供了一种用于机械式自动变速器的气动换档执行机构，包括：气缸；可轴向移动地设置在所述气缸内的活塞组件；以及固定地定位在所述气缸内的止挡结构，其中，所述活塞组件包括位于所述止挡结构的第一轴向侧而仅适于在第一轴向侧轴向移动的第一浮动活塞、位于所述止挡结构的与所述第一轴向侧相反的第二轴向侧而仅适于在第二轴向侧轴向移动的第二浮动活塞以及至少部分位于所述第一浮动活塞与所述第二浮动活塞之间的主活塞；所述止挡结构被构造成允许所述主活塞相对于所述止挡结构不受阻档地轴向移动；以及所述活塞组件和所述止挡结构被配置成能够彼此配合操作而使所述主活塞具有三种稳定的轴向工作状态。

3、根据本发明的一个可选实施例，所述三种稳定的轴向工作状态包括与前进档位对应的第一轴向工作状态、与空档档位对应的第二轴向工作状态和与后退档位对应的第三轴向工作状态；和/或所述气动换档执行机构被配置成在工作过程中使所述第一浮动活塞和第二浮动活塞中的至少一个与所述主活塞轴向接触；和/或所述气缸包括缸体，所述缸体具有第一敞口端和与所述第一敞口端相对的第二敞口端；和/或所述气动换档执行机构包括用于与所述主活塞固定连接的驱动杆。

4、根据本发明的一个可选实施例，所述气缸还包括用于封闭所述第一敞口端的缸盖；和/或所述驱动杆从所述第二敞口端密封性地轴向伸出；和/或所述缸体一体地形成；和/或所述主活塞一体地形成；和/或所述止挡结构一体地形成；和/或所述止挡结构被构造成环形；和/或所述第一浮动活塞被构造成环形；和/或所述第二浮动活塞被构造成环形。

5、根据本发明的一个可选实施例，所述缸盖设有在装配状态下内嵌到所述缸体内的环形凸出部；和/或所述缸盖一体地形成；和/或所述缸体被构造成允许所述第二浮动活塞、优选连接有所述驱动杆的所述主活塞、所述止挡结构、所述第一浮动活塞均从所述第一敞口端装配到所述缸体内；和/或所述气动换档执行机构被配置成适于根据所述主活塞远离所述缸盖的轴向位置依次实现第一轴向工作状态、第二轴向工作状态和第三轴向工作状态；和/或所述止挡结构轴向上被夹持在所述缸盖与所述缸体内侧的轴向限位结构之间；和/或所述止挡结构被构造成具有使其径向内侧与径向外侧的轴向边缘连通的气体连通通道；和/或所述气动换档执行机构包括用于阻止所述止挡结构在所述缸体内转动的止转结构；和/或所述主活塞具有柱形、优选圆柱形的基体和从所述基体径向向外延伸的凸缘，在装配状态下，所述凸缘轴向上限位于所述第一浮动活塞与所述第二浮动活塞之间；和/或所述缸盖中形成有通到所述第一浮动活塞的朝向所述缸盖一侧的缸盖气体通道。

6、根据本发明的一个可选实施例，所述环形凸出部的径向外侧与所述缸体的径向内侧之间设有第一密封件；和/或所述缸体被构造成允许所述第二浮动活塞、优选连接有所述驱动杆的所述主活塞、所述止挡结构、所述第一浮动活塞从所述第一敞口端依次地装配到所述缸体内，然后再用所述缸盖封闭所述第一敞口端；或所述缸体被构造成允许所述第二浮动活塞、所述止挡结构、优选连接有所述驱动杆的所述主活塞、所述第一浮动活塞从所述第一敞口端依次地装配到所述缸体内，然后再用所述缸盖封闭所述第一敞口端；和/或所述驱动杆被构造成允许从所述第二敞口端装入而与所述主活塞连接；和/或所述止挡结构的径向外侧包括第一外侧部分和相对于所述第一外侧部分径向向外延伸的第二外侧部分，所述第二外侧部分与所述轴向限位结构配合；和/或所述止转结构包括形成于所述止挡结构的径向外侧的第一止转部和形成于所述缸体的径向内侧的第二止转部，所述第一止转部与所述第二止转部彼此配合阻止所述止挡结构在所述缸体内转动；和/或所述凸缘的径向外侧处设有感应磁体；和/或所述缸体中形成有通到所述缸盖气体通道的缸体气体通道；和/或在第一轴向工作状态下，所述第一浮动活塞和第二浮动活塞中仅所述第一浮动活塞与所述凸缘轴向接触，在第二轴向工作状态下，所述第一浮动活塞和第二浮动活塞分别与所述凸缘的相反侧轴向接触，在第三轴向工作状态下，所述第一浮动活塞和第二浮动活塞中仅所述第二浮动活塞与所述凸缘轴向接触；和/或所述基体具有轴向朝向所述缸盖敞口的第一筒形部、与所述第一筒形部相反设置的轴向敞口的第二筒形部和将所述第一筒形部与所述第二筒形部轴向隔离开的隔离结构；和/或所述气体连通通道包括位于所述止挡结构的径向外侧的凹槽和从所述止挡结构的径向内侧通到所述凹槽的至少一个通孔。

7、根据本发明的一个可选实施例，所述第一浮动活塞可相对轴向滑动地套装于所述第一筒形部的径向外侧；和/或所述第二浮动套筒可相对轴向滑动地套装于所述第二筒形部的径向外侧；和/或所述驱动杆穿过所述第二筒形部固定于所述隔离结构处；和/或所述止挡结构的径向内侧包括第一内侧轴向段和相对于所述第一内侧轴向段径向向内延伸的第二内侧轴向段，所述第二内侧轴向段相对于第一内侧轴向段更远离所述缸盖布置；和/或所述止挡结构的径向内侧包括轴向缺口而允许所述感应磁体能够轴向移动通过所述轴向缺口；和/或第一止转部包括轴向平切部，所述第二止转部包括位于所述缸体的径向内侧的平台部；和/或所述缸盖气体通道与所述缸体气体通道之间设有第二密封件；和/或所述凹槽包括周向延伸的第一凹槽段和与所述第一凹槽段连通并轴向延伸到所述止挡结构的背离所述缸盖的端面的至少一个第二凹槽段；和/或所述通孔径向延伸；和/或所述至少一个通孔包括至少两个通孔。

8、根据本发明的一个可选实施例，所述缸盖设有用于接收所述第一筒形部的缸盖凹部，在第一轴向工作状态下，所述第一筒形部伸入所述缸盖凹部内；和/或所述缸体在所述第二敞口端处设有用于接收第二筒形部的缸体凹部，在所述第二轴向工作状态下，第二筒形部伸入所述缸体凹部内；和/或所述凸缘的轴向宽度与所述止挡结构的第二内侧轴向段的轴向宽度相等；和/或第一浮动活塞被配置成能够轴向移动而抵靠在所述止挡结构的第二内侧轴向段上；和/或所述至少两个通孔周向上均匀地布置；和/或所述至少一个第二凹槽段包括沿周向均匀分布的多个凹槽段。

9、根据本发明的一个可选实施例，所述缸盖凹部被构造为筒形凹腔；和/或所述缸体凹部被构造为环形凹腔；和/或在所述第一轴向工作状态下，所述第一筒形部与所述缸盖凹部的底部轴向间隔开，所述第一浮动活塞与所述缸盖的缸盖活塞接触部分接触；和/或在所述第三轴向工作状态下，所述第二筒形部与所述缸体凹部的底部轴向间隔开，所述第二浮动活塞与所述缸体的所述第二敞口端处的缸体活塞接触部分接触。

10、根据本发明的一个可选实施例，所述缸盖活塞接触部分位于所述缸盖凹部的径向外侧而限定所述缸盖凹部；和/或所述缸体活塞接触部分位于所述缸体凹部的径向外侧而限定所述缸体凹部。

11、根据本发明的一个可选实施例，所述第一浮动活塞的径向内侧和径向外侧处分别设有第三密封件和第四密封件；和/或所述第二浮动活塞的径向内侧和径向外侧处分别设有第五密封件和第六密封件；和/或所述缸盖通过螺钉连接到所述缸体。

12、根据本发明的第二方面，提供了一种机械式自动变速器，其中，所述机械式自动变速器包括上述气动换档执行机构。

13、根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，其中，所述车辆包括上述机械式自动变速器。

14、根据本发明的某些示例性实施例的气动换档执行机构具有结构和组装简单、工作可靠等优点。