一种液压换挡执行元件及变速箱的制作方法

1.本实用新型涉及农用机械技术领域，具体涉及一种液压换挡执行元件及变速箱。


背景技术：

2.液压控制换挡原理，是利用液压系统驱动拨杆换挡的一种方式，其应用于农用联合收割机、拖拉机等各种行走机械的变速箱。在变速箱中，外力作用在拨叉上，拨叉移动从而实现换挡。在小型变速箱中，齿轮小，换挡力小，可通过人力直接驱动。但在大型的变速箱中，由于变速箱传递扭矩大，啮合的齿轮大，导致换挡所需要的力比较大，人力直接驱动，很容易引起驾驶人员的疲惫。因此，需要借助外力进行换挡，其中液压驱动是常用的助力方式。传统的液压换挡执行元件多采用一体式结构，换挡执行元件的输出轴即是换挡的拨叉轴，要求的加工精度较高，换挡执行元件的输出轴易受径向力，故障率高，寿命短；且整体尺寸较大，安装不方便。
3.目前变速箱的换挡多采用手动换挡机构。现有的液压换挡执行机构多采用一体式结构，换挡执行元件的输出轴即是换挡的拨叉轴，对加工精度的要求较高，换挡执行元件的输出轴易受径向力，故障率高，寿命短；整体安装在变速箱一侧，尺寸较大，安装不方便；换挡执行结构存在泄油，液压管路连接复杂；空挡动作采用弹簧力驱动，操作力小，容易发生挂空挡困难的现象。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决上述技术问题的一种或几种，提供了一种液压换挡执行元件及变速箱。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种液压换挡执行元件，包括壳体、活塞和柱塞，所述壳体内具有活塞运动通道，所述活塞运动通道内设有活塞，所述活塞与所述活塞运动通道的内侧壁密封接触且能够沿活塞运动通道轴向运动，所述活塞与所述壳体的内侧壁合围形成封闭的活塞腔，所述壳体上设有与所述活塞腔连通的油道；所述活塞上设有与所述活塞运动通道同轴布置的柱塞运动通道，所述柱塞与所述柱塞运动通道的内侧壁密封接触且能够沿柱塞运动通道轴向运动，所述柱塞的两端分别从所述柱塞运动通道伸出且一端位于所述活塞腔内，另一端位于所述活塞腔外。
6.本实用新型的有益效果是：本实用新型的液压换挡执行元件，将作为换挡动力输出轴的柱塞与换挡拨叉轴分体设置，通过液压油推动活塞进而推动换挡拨叉轴进行换挡，推动力大，换挡拨叉轴不易卡滞，换挡执行元件受力简单，无径向力。而且采用液压油作用力回中的方式实现空挡功能，操作力大，故障率低。活塞在活塞腔内密封运动，液压控制管路连接方便，无需泄油管路。
7.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
8.进一步，所述壳体上设有与所述柱塞运动通道同轴布置的螺纹孔，所述螺纹孔贯穿所述活塞腔布置，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓调节杆，所述螺栓调节杆与所述柱塞同
轴布置，所述螺栓调节杆的一端能够伸入所述活塞腔或从活塞腔退出。
9.采用上述进一步方案的有益效果是：通过在壳体上螺纹连接螺栓调节杆，可使柱塞的运动行程可调，进而使液压换挡执行元件的行程可调，使其对变速箱的适应性更强。
10.进一步，所述螺栓调节杆的螺帽位于所述壳体的外侧，所述螺帽与所述壳体的外侧壁之间设有密封垫圈。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置密封垫圈，使螺帽与壳体之间密封连接，避免液压油溢出。
12.进一步，所述密封垫圈独立设置或所述密封垫圈与所述螺帽一体设置或所述密封垫圈与所述壳体的外侧壁一体设置。
13.进一步，所述壳体的内侧壁上设有调节槽，所述调节槽同轴环设在所述螺纹孔的周侧且与螺纹孔连通，所述调节槽的直径不小于所述柱塞的外径。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：调节槽的设置，为柱塞的行程，进一步提供一定的调整空间。
15.进一步，所述活塞运动通道的两端分别为敞口结构，所述活塞运动通道一端的敞口结构处设有端盖，所述端盖封堵在所述活塞运动通道一端的敞口结构处且与活塞运动通道的内侧壁密封连接；所述活塞运动通道另一端的敞口结构处设有限制活塞运动位置的第一限位挡圈。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：端盖和第一限位挡圈的设置，方便内部活塞以及柱塞的装配，也对活塞的运动进行限位。
17.进一步，所述柱塞从所述柱塞运动通道伸出的两端外侧壁上设有限制自身从柱塞运动通道脱出的第二限位挡圈。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：第二限位挡圈的设置，避免柱塞从柱塞运动通道中脱出。
19.进一步，所述活塞的外侧壁上设有与所述活塞运动通道的内侧壁密封接触的第一密封圈，所述活塞内柱塞运动通道的内侧壁上设有与柱塞密封接触的第二密封圈。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：第一密封圈和第二密封圈的设置，使活塞能够在活塞腔内密封运动，柱塞在柱塞运动通道内密封运动，不需要泄油管路，就能够维持液压平衡。
21.一种变速箱，包括上述的液压换挡执行元件，还包括换挡拨叉轴，所述换挡拨叉轴轴向的两端分别设有一个所述液压换挡执行元件，每个所述液压换挡执行元件的柱塞均与所述换挡拨叉轴同轴间隔布置，且能够在通入对应活塞腔内液压油的驱动下推动换挡拨叉轴移动以进行换挡。
22.本实用新型的有益效果是：可将液压换挡执行元件布置在换挡拨叉轴轴向的两端，与换挡拨叉轴分体设置，通过液压油来推动活塞进而推动换挡拨叉轴进行换挡，推动力大，换挡拨叉轴不易卡滞，换挡执行元件受力简单，无径向力。
23.进一步，所述换挡拨叉轴为一根或多根，每根所述换挡拨叉轴轴向的两端均设有一个所述液压换挡执行元件。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：可实现每根换挡拨叉轴独立换挡控制。
附图说明
25.图1为本实用新型液压换挡执行元件的剖视结构示意图；
26.图2为本实用新型液压换挡执行元件驱动换挡拨叉轴向右运动状态的结构示意图；
27.图3为本实用新型液压换挡执行元件驱动换挡拨叉轴向左运动状态的结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.100、壳体；101、活塞；102、柱塞；103、活塞腔；104、油道；105、螺栓调节杆；106、螺帽；107、密封垫圈；108、调节槽；109、端盖；110、第一限位挡圈；111、第二限位挡圈；112、第一密封圈；113、第二密封圈；114、换挡拨叉轴；115、第三密封圈。
具体实施方式
30.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
31.如图1～图3所示，本实施例的一种液压换挡执行元件，包括壳体100、活塞101和柱塞102，所述壳体100内具有活塞运动通道，所述活塞运动通道内设有活塞101，所述活塞101与所述活塞运动通道的内侧壁密封接触且能够沿活塞运动通道轴向运动，所述活塞101与所述壳体100的内侧壁合围形成封闭的活塞腔103，所述壳体100上设有与所述活塞腔103连通的油道104；所述活塞101上设有与所述活塞运动通道同轴布置的柱塞运动通道，所述柱塞102与所述柱塞运动通道的内侧壁密封接触且能够沿柱塞运动通道轴向运动，所述柱塞102的两端分别从所述柱塞运动通道伸出且一端位于所述活塞腔103内，另一端位于所述活塞腔103外。
32.如图1～图3所示，本实施例的所述壳体100上设有与所述柱塞运动通道同轴布置的螺纹孔，所述螺纹孔贯穿所述活塞腔103布置，所述螺纹孔内螺纹连接有螺栓调节杆105，所述螺栓调节杆105与所述柱塞102同轴布置，所述螺栓调节杆105的一端能够伸入所述活塞腔103或从活塞腔103退出。通过在壳体上螺纹连接螺栓调节杆，可使柱塞的运动行程可调，进而使液压换挡执行元件的行程可调，使其对变速箱的适应性更强。
33.如图1～图3所示，本实施例的所述螺栓调节杆105的螺帽106位于所述壳体100的外侧，所述螺帽106与所述壳体100的外侧壁之间设有密封垫圈107。通过设置密封垫圈，使螺帽与壳体之间密封连接，避免液压油溢出。
34.本实施例的一个可选方案为，所述密封垫圈107独立设置或所述密封垫圈107与所述螺帽106一体设置或所述密封垫圈107与所述壳体100的外侧壁一体设置。
35.如图1～图3所示，本实施例的所述壳体100的内侧壁上设有调节槽108，所述调节槽108同轴环设在所述螺纹孔的周侧且与螺纹孔连通，所述调节槽108的直径不小于所述柱塞102的外径。由于误差等因素，调节槽的设置，为柱塞的行程，进一步提供一定的调整空间。
36.如图1～图3所示，本实施例的所述活塞运动通道的两端分别为敞口结构，所述活塞运动通道一端的敞口结构处设有端盖109，所述端盖109封堵在所述活塞运动通道一端的敞口结构处且与活塞运动通道的内侧壁密封连接；所述活塞运动通道另一端的敞口结构处
设有限制活塞101运动位置的第一限位挡圈110。端盖109的外侧壁通过限位环与活塞运动通道的内侧壁进行定位，端盖109位于活塞运动通道外的一端可通过挡圈与壳体100的外侧壁进行抵接，端盖109的外侧壁还通过第三密封圈115与活塞运动通道密封接触。端盖和第一限位挡圈的设置，方便内部活塞以及柱塞的装配，也对活塞的运动进行限位。
37.如图1～图3所示，本实施例的所述柱塞102从所述柱塞运动通道伸出的两端外侧壁上设有限制自身从柱塞运动通道脱出的第二限位挡圈111。第二限位挡圈的设置，避免柱塞从柱塞运动通道中脱出。
38.如图1～图3所示，本实施例的所述活塞101的外侧壁上设有与所述活塞运动通道的内侧壁密封接触的第一密封圈112，所述活塞101内柱塞运动通道的内侧壁上设有与柱塞102密封接触的第二密封圈113。第一密封圈和第二密封圈的设置，使活塞能够在活塞腔内密封运动，柱塞在柱塞运动通道内密封运动，不需要泄油管路，就能够维持液压平衡。
39.本实施例的液压换挡执行元件成对布置在变速箱的换挡拨叉轴轴向的两端，空挡时，换挡拨叉轴两端的液压换挡执行元件的活塞腔内均通入高压液压油，换挡拨叉轴两端受到柱塞的推力大小一样，处于中位空挡。需要换挡的时候，换挡拨叉轴一端的液压换挡执行元件的接回油，另一端的换挡执行元件通入高压液压油驱动对应的活塞和柱塞伸出并推动换挡拨叉轴换挡。摘挡时，换挡拨叉轴两端的液压换挡执行元件均通入高压液压油，原来接回油的液压换挡执行元件的活塞腔在高压液压油的驱动下使对应的活塞和柱塞伸出，并推动换挡拨叉轴以及另一端液压换挡执行元件的活塞和柱塞复位，换挡拨叉轴处于中位空挡。
40.具体的，如图1所示，换挡拨叉轴114处于中间位置，高压液压油同时进入换挡拨叉轴左侧液压换挡执行元件的油道和右侧液压换挡执行元件的油道，左侧活塞向右运动至左侧的第一限位挡圈110的位置，右侧活塞向左运动至右侧的第一限位挡圈110的位置。左侧柱塞推不动右侧的活塞，右侧的柱塞也同样推不动左侧的活塞，换挡拨叉轴处于中间位置。如图2所示，换挡拨叉轴114处于右侧位置，高压液压油进入换挡拨叉轴114左侧液压换挡执行元件的油道，右侧液压换挡执行元件的油道连接油箱，左侧活塞向右至左侧的第一限位挡圈110的位置，左侧柱塞在油压的作用下继续向右运动，推动换挡拨叉轴带动右侧活塞和右侧柱塞向右运动，此时换挡拨叉轴114处于右侧位置。如图3所示，换挡拨叉轴114处于左侧位置，高压液压油进入换挡拨叉轴114右侧液压换挡执行元件的油道，左侧液压换挡执行元件的油道连接油箱，右侧活塞向左运动至左侧第一限位挡圈110的位置，右侧柱塞在油压的作用下继续向左运动，推动换挡拨叉轴114带动左侧活塞和左侧柱塞向左运动，此时换挡拨叉轴114处于左侧位置。
41.本实施例的液压换挡执行元件，将作为换挡动力输出轴的柱塞与换挡拨叉轴分体设置，通过液压油推动活塞进而推动换挡拨叉轴进行换挡，推动力大，换挡拨叉轴不易卡滞，换挡执行元件受力简单，无径向力。而且采用液压油作用力回中的方式实现空挡功能，操作力大，故障率低。活塞在活塞腔内密封运动，液压控制管路连接方便，无需泄油管路。本实施例的液压换挡执行元件，可以通过液压先导控制或电控，操作便捷省力，且不受换挡手柄与变速箱距离限制。
42.本实施例还提供了一种变速箱，包括上述的液压换挡执行元件，还包括换挡拨叉轴114，所述换挡拨叉轴114轴向的两端分别设有一个所述液压换挡执行元件，两个液压换
挡执行元件对称布置在换挡拨叉轴114轴向的两端，每个所述液压换挡执行元件的柱塞102均与所述换挡拨叉轴114同轴间隔布置，且能够在通入对应活塞腔103内液压油的驱动下推动换挡拨叉轴114移动以进行换挡。
43.具体的，本实施例的液压换挡执行元件的壳体100固定在变速箱上。
44.本实施例的一个可选方案为，所述换挡拨叉轴114为一根或多根，每根所述换挡拨叉轴114轴向的两端均设有一个所述液压换挡执行元件。若变速箱中需要n根换挡拨叉轴114，则需要2n个液压换挡执行元件与之匹配，可实现每根换挡拨叉轴独立换挡控制。
45.本实施例的变速箱，可将液压换挡执行元件布置在换挡拨叉轴轴向的两端，与换挡拨叉轴分体设置，通过液压油来推动活塞进而推动换挡拨叉轴进行换挡，推动力大，换挡拨叉轴不易卡滞，换挡执行元件受力简单，无径向力。可将液压换挡执行元件安装固定在变速箱的两侧，便于布置和安装。液压换挡执行元件的行程可调，对变速箱的适应性更强。使用该换挡机构可有效降低驾驶人员的劳动强度，有效提升驾驶舒适性。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
49.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
51.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围
内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。