一种气动换挡机构及其换挡方法技术

本发明专利技术提供一种气动换挡机构及其换挡方法，其中气动换挡机构包括气缸主体

【技术实现步骤摘要】
一种气动换挡机构及其换挡方法


[0001]本专利技术涉及变速器换挡机构
，更具体地，涉及一种气动换挡机构及其换挡方法
。

技术介绍

[0002]汽车变速的方式由手动变速朝向自动变速快速发展，目前市面上的汽车已经大部分均为自动变速，自动变速的本质是在纯机械式变速箱的基础上加装换挡执行机构来实现，换挡执行机构从动力源的角度来划分可分为电控气动执行机构
、
电控液动执行机构和电控电动执行机构
。
目前在汽车领域多采用电控气动执行机构和电控电动执行机构进行换挡控制，电控气动式执行机构中，通过控制电磁阀组工作，响应速度快，有利于整车舒适性及驾驶性能的提高，同时有车辆本身自带气源，降低额外动力源供应，提高燃油的经济性
。
[0003]诸如中国专利文献公开了一种气动换挡执行机构，包括气缸
、
壳体，壳体安装于气缸的一端，壳体内安装有换挡轴，换挡轴能够在气缸的作用下在壳体内移动，换挡轴上安装有换挡指，换挡轴外还嵌套有回位弹簧及止推件，止推件位于回位弹簧的两端，其通过2个
3/2
电磁阀，可以实现挂挡
、
摘挡，并且可以依靠弹簧力保持空挡位置
。
[0004]上述方案，可通过启动推动换挡轴实现变速器挂挡
、
摘挡功能，并且在摘挡后，利用机械弹簧的弹簧力保持空挡位置，但是其在除空挡以外的位置时，无法实现挡位保持，且无法根据不同挡位所需换挡力不同，无法按需调节换挡力的大小，能够实现的挡位调节状态有限
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有气动换挡机构无法按需调节换挡力大小且无法实现不同换挡力下的挡位保持的不足，提供一种气动换挡机构及其换挡方法
。
本专利技术通过通过开启不同的电磁阀组合，可以实现挂挡
、
摘挡以及挡位保持，通过控制电磁阀的通电时间，结合本方案的所具备的保压功能，可以按需调节换挡力的大小
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种气动换挡机构，包括气缸主体，一端贯穿气缸主体的一侧端盖并活动穿设在气缸主体中的气缸轴，依次滑动套设在气缸轴上且外壁贴合在气缸主体内壁上的第一浮动活塞和第二浮动活塞，气缸主体的内壁上还设有位于第一浮动活塞和第二浮动活塞之间的限位台阶，气缸轴上还设有位于第一浮动活塞和第二浮动活塞之间的限位凸台；
[0008]气缸主体的内部依次被第一浮动活塞和第二浮动活塞分隔为第一气室
、
第二气室和第三气室，气缸主体上开设有连通第一气室的第一进气口和第一出气口，气缸主体上开设有连通第三气室的第二进气口和第二出气口，气缸主体上还开设有连通第二气室的第三出气口；
[0009]还包括分别连通第一进气口和第二进气口的第一电磁阀和第二电磁阀，以及分别连通第一出气口和第二出气口的第三电磁阀和第四电磁阀，第三出气口连通外部气塞
。
[0010]本专利技术中限位台阶将第一浮动活塞和第二浮动活塞限位在气缸主体内部两侧，气缸轴的限位凸台在气缸轴发生轴向位移时推动第一浮动活塞和第二浮动活塞发生相应的运动，这样气缸主体内部被可以活动的第一浮动活塞和第二浮动活塞严格分为了三个气室，通过控制不同气室的气压来灵活调整挂挡需求；其中利用第一电磁阀和第二电磁阀来控制外部气路与第一气室和第三气室的连通，通过第一电磁阀和第二电磁阀的开闭来选择性对气室进行加压，同时第三电磁阀和第四电磁阀控制第一气室和第三气室和外部的导通，通过第三电磁阀和第四电磁阀的开闭选择性对气室进行排气泄压，这样可以为气缸轴提供不同的换挡力，关闭电磁阀则能够实现气室的压力保持，达到挡位保持的效果，换挡力调节灵活，可以实现任意挡位的保压
。
其中第二气室用于调节第一浮动活塞和第二浮动活塞发生移动时的气压差调整，通过连接的外部气塞，在第二气室体积增大时，向第二气室内进气平衡气压，在第二气室体积减小时，向第二气室排气平衡气压，这样才能保证第一浮动活塞和第二浮动活塞的正常推动，实现第一气室和第二气室的压力调整
。
[0011]进一步的，第一浮动活塞包括外侧壁与限位台阶形状相匹配的台阶式活塞环，以及设于台阶式活塞环上且分别与气缸轴和气缸主体相接触的第一气封件和第二气封件；第二浮动活塞的结构与第一浮动活塞的结构相同
。
[0012]这样，台阶式活塞环能够与限位台阶形成较好的限位效果，利用第一气封件和第二气封件分别密封于气缸轴和气缸主体相接触的一侧侧壁，同时为了保证各气室的密封效果
。
[0013]进一步的，气缸主体包括两端贯通的气缸筒，分别密封连接在气缸筒两端的气缸盖和气缸底座，气缸轴的一端贯通气缸底座并在管材处与气缸底座密封滑动
。
这样，气缸主体采用分体式密封连接，降低生产难度，便于各零部件的组装
。
[0014]进一步的，第一进气口
、
第二进气口
、
第一出气口
、
第二出气口和第三出气口均开设于气缸筒上
。
[0015]进一步的，气缸筒两端与气缸盖和气缸底座通过第一密封圈和第二密封圈密封连接，气缸轴与气缸底座通过油封密封滑动
。
[0016]进一步的，气缸轴包括贯通气缸主体的光轴，套接在光轴端部且位于气缸主体中的支撑活塞，光轴和支撑活塞之间设有第三密封圈，限位凸台设于支撑活塞上
。
[0017]进一步的，第一电磁阀
、
第二电磁阀第三电磁阀和第四电磁阀均为两位两通电磁阀
。
[0018]进一步的，还包括连接在气缸轴另一端且用于连接变速器接合齿套的换挡拨叉
。
[0019]进一步的，还包括设于换挡拨叉上的磁铁，以及用于感应磁铁的位移传感器
。
[0020]需要说明的是，气缸轴一端连接支撑活塞，另一端安装有换挡拨叉，而换挡拨叉可推动变速器的接合齿套进行左右滑动，所以气缸轴左右移动能够带动换挡拨叉左右移动，进而带动接合齿套左右移动完成换挡
。
另外，气缸轴上装有磁铁，感应式的位移传感器能感应磁铁的位置，实现换挡位移的监测功能，磁铁可配合安装在变速器的壳体上，位移传感器可以连接变速器的控制系统实现监测
。
[0021]本专利技术还提供一种气动换挡机构的换挡方法，具体包括如下操作步骤：
[0022]向右挂挡：向右挂挡时，开启第一电磁阀和第四电磁阀，外部高压气体经过第一进气口进入第一气室，气缸轴在高压气体的压力下向右运动，带着第二浮动活塞向右移动，形
成右向挂挡力，第三气室内常压气体随着挂挡过程的进行由第二出气口经第四电磁阀排出至外界，换挡完成后关闭第一电磁阀和第四电磁阀，完成向右挂挡；控制第一电磁阀的开启时间可以调整换挡力的大小，第一电磁阀关闭后，第一气室仍为密闭空间，在一定时间内，第一气室内压力可实现挡位保持功能；当长时间在该挡位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种气动换挡机构，其特征在于，包括气缸主体
(1)
，一端贯穿所述气缸主体
(1)
的一侧端盖并活动穿设在所述气缸主体
(1)
中的气缸轴
(2)
，依次滑动套设在所述气缸轴
(2)
上且外壁贴合在所述气缸主体
(1)
内壁上的第一浮动活塞
(3)
和第二浮动活塞
(4)
，所述气缸主体
(1)
的内壁上还设有位于所述第一浮动活塞
(3)
和第二浮动活塞
(4)
之间的限位台阶
(5)
，所述气缸轴
(2)
上还设有位于所述第一浮动活塞
(3)
和第二浮动活塞
(4)
之间的限位凸台
(6)
；所述气缸主体
(1)
的内部依次被所述第一浮动活塞
(3)
和第二浮动活塞
(4)
分隔为第一气室
(71)、
第二气室
(72)
和第三气室
(73)
，所述气缸主体
(1)
上开设有连通所述第一气室
(71)
的第一进气口
(11)
和第一出气口
(12)
，所述气缸主体
(1)
上开设有连通所述第三气室
(73)
的第二进气口
(13)
和第二出气口
(14)
，所述气缸主体
(1)
上还开设有连通所述第二气室
(72)
的第三出气口
(15)
；还包括分别连通所述第一进气口
(11)
和第二进气口
(13)
的第一电磁阀
(81)
和第二电磁阀
(82)
，以及分别连通所述第一出气口
(12)
和第二出气口
(14)
的第三电磁阀
(83)
和第四电磁阀
(84)
，所述第三出气口
(15)
连通外部气塞
。2.
根据权利要求1所述的一种气动换挡机构，其特征在于，所述第一浮动活塞
(3)
包括外侧壁与所述限位台阶
(5)
形状相匹配的台阶式活塞环，以及设于所述台阶式活塞环上且分别与所述气缸轴
(2)
和气缸主体
(1)
相接触的第一气封件
(31)
和第二气封件
(32)
；所述第二浮动活塞
(4)
的结构与所述第一浮动活塞
(3)
的结构相同
。3.
根据权利要求1所述的一种气动换挡机构，其特征在于，所述气缸主体
(1)
包括两端贯通的气缸筒
(16)
，分别密封连接在所述气缸筒
(16)
两端的气缸盖
(17)
和气缸底座
(18)
，所述气缸轴
(2)
的一端贯通所述气缸底座
(18)
并在管材处与所述气缸底座
(18)
密封滑动
。4.
根据权利要求3所述的一种气动换挡机构，其特征在于，所述第一进气口
(11)、
第二进气口
(13)、
第一出气口
(12)、
第二出气口
(14)
和第三出气口
(15)
均开设于所述气缸筒
(16)
上
。5.
根据权利要求3所述的一种气动换挡机构，其特征在于，所述气缸筒
(16)
两端与所述气缸盖
(17)
和气缸底座
(18)
通过第一密封圈
(90)
和第二密封圈
(92)
密封连接，所述气缸轴
(2)
与所述气缸底座
(18)
通过油封
(94)
密封滑动
。6.
根据权利要求1所述的一种气动换挡机构，其特征在于，所述气缸轴
(2)
包括贯通所述气缸主体
(1)
的光轴
(21)
，套接在所述光轴
(21)
端部且位于所述气缸主体
(1)
中的支撑活塞
(22)
，所述光轴
(21)
和所述支撑活塞
(22)
之间设有第三密封圈
(93)
，所述限位凸台
(6)
设于所述支撑活塞
(22)
上

【专利技术属性】
技术研发人员：王树彬，王顺，任明辉，陈小江，王明，
申请(专利权)人：湖南行必达网联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：