專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)械傳動(dòng)變速器的流體輔助變速裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用壓力流體來(lái)減輕操作者換檔時(shí)的必需操作力的機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速裝置和方法。
傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)變速器，特別是重型運(yùn)貨車(chē)的變速器，典型地利用了一個(gè)由機(jī)械連桿連接于傳動(dòng)系統(tǒng)上的齒輪變速桿來(lái)改變傳動(dòng)比或進(jìn)行傳動(dòng)系統(tǒng)的變速。在這些傳動(dòng)變速器中，人們希望將操縱者進(jìn)行傳動(dòng)換檔的操作力降低到最低限度，以減少操縱者的疲乏同時(shí)仍要保持一種可接受的變速感覺(jué)。最近，人們已開(kāi)發(fā)出自動(dòng)或半自動(dòng)化的機(jī)械傳動(dòng)變速器，即利用一個(gè)或多個(gè)遙控致動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)變速器中的齒輪變速。在這些傳動(dòng)變速器中，人們希望減小換檔力因而可減小相關(guān)致動(dòng)器所需的尺寸和/或功率，結(jié)果便減少了整個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)的費(fèi)用和重量。
人們已開(kāi)發(fā)出多種傳動(dòng)變速機(jī)構(gòu)并應(yīng)用到傳統(tǒng)(手動(dòng))機(jī)械傳動(dòng)變速器和自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)變速器上。在現(xiàn)有技術(shù)中已知利用一根變速軸或變速桿來(lái)選擇嚙合多速車(chē)輛的機(jī)械傳動(dòng)變速器速比的變速機(jī)構(gòu)，例如可參考美國(guó)專(zhuān)利4,621,537；4,532,823；和4,222,281，這些專(zhuān)利所披露的特征作為參考被引入。這些機(jī)構(gòu)相對(duì)于作為現(xiàn)有技術(shù)的美國(guó)專(zhuān)利4,445,393；4,275,612；4,584,895和4,722,237所披露的多變速桿裝置具有優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)包括減少了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性(部件減少)；由于只用一根變速桿，軸承的利用能力和保持良好表面光潔度的能力得以提高；尺寸減小；包括傳動(dòng)狀況(例如空檔狀況)和齒輪結(jié)合狀況指示的輔助傳動(dòng)比較容易控制。
盡管利用了特殊變速機(jī)構(gòu)，齒輪變速傳動(dòng)器通常用一變速桿箱體組件。該變速桿箱體組件通常由人工控制，以及通過(guò)直接安裝在變速桿上或安裝在遙控變速機(jī)構(gòu)的十字桿上的變速指來(lái)操縱。為防止在任何特殊時(shí)間選擇多個(gè)齒輪，該組件提供了互鎖機(jī)構(gòu)。變速桿箱體組件包括一個(gè)或多個(gè)可軸向移動(dòng)的變速桿，每個(gè)變速桿上帶有至少一個(gè)變速撥叉，該變速撥叉軸向移動(dòng)使所選擇的變速齒輪結(jié)合或分離。變速桿(或單變速桿傳動(dòng)變速器中的變速撥叉)通常由致動(dòng)器或變速手柄的橫向(左或右)運(yùn)動(dòng)來(lái)選擇。變速桿的軸向或稱(chēng)縱向(即前后)運(yùn)動(dòng)使所選擇的齒輪嚙合或脫開(kāi)，變速桿的軸向運(yùn)動(dòng)使得現(xiàn)有技術(shù)中公知的離合器元件，例如帶有離合齒的齒輪或牙嵌式離合器也產(chǎn)生軸向運(yùn)動(dòng)，例如可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4,445,393；4,754,665；4,876,924和5,053,961，它們所公開(kāi)的內(nèi)容在此引用作為參考。
變速桿箱體組件不是由操縱者直接操縱的情況也可以在現(xiàn)有技術(shù)中看到。這種組件可由壓力液體、壓縮氣體或電動(dòng)馬達(dá)來(lái)致動(dòng)并且有相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)，例如可參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利4,428,248；4,445,393；4,722,237和4,873,881，所有這些專(zhuān)利都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并作為現(xiàn)有技術(shù)在此引用。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速裝置和方法，能夠減少操縱者的操作力同時(shí)保持一種可令人接受的變速感覺(jué)。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種利用壓力流體來(lái)減少操縱者操作力的機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速裝置和方法。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種減少操縱者的操作力且適合應(yīng)用于簡(jiǎn)單和復(fù)合傳動(dòng)變速器的變速裝置和方法。
本發(fā)明的第四個(gè)目的是提供一種單變速桿機(jī)械傳動(dòng)變速器利用壓力流體來(lái)減小操縱者操作力的變速裝置和方法。
本發(fā)明的第五個(gè)目的是提供一種具有輔助變速裝置與齒輪變速桿相結(jié)合結(jié)構(gòu)的單變速桿機(jī)械傳動(dòng)變速器。
本發(fā)明的第六個(gè)目的是提供一種機(jī)械齒輪傳動(dòng)變速器的變速裝置和方法，能夠產(chǎn)生出成比例于操縱者施加在變速桿上的力的輔助力。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速中減少操作力的裝置包括一個(gè)在預(yù)定移動(dòng)距離下通過(guò)一個(gè)比例閥和活塞部件而與變速部件進(jìn)行流體耦合的控制部件。該控制部件與閥芯連接而變速部件與比例閥的閥體連接?？刂撇考妥兯俨考g的相對(duì)運(yùn)動(dòng)為活塞提供成比例的空氣流，從而提供了與施加到變速桿上的力成比例的輔助力。在一個(gè)實(shí)施例中變速指通過(guò)置于溝槽中的銷(xiāo)釘連接到控制部件上，該溝槽被延長(zhǎng)以提供預(yù)定的移動(dòng)距離。在另一個(gè)實(shí)施例中變速指直接與變速部件相連，再利用如第一個(gè)實(shí)施例中的溝槽將變速部件銷(xiāo)接到控制部件上。在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)多變速桿機(jī)械傳動(dòng)變速器中的每一根變速桿都利用一比例閥和活塞裝置。
根據(jù)本發(fā)明還提供了一種方法。
本發(fā)明具有一系列優(yōu)點(diǎn)，例如，本發(fā)明的裝置和方法提供了一種與變速機(jī)構(gòu)相結(jié)合的輔助變速裝置，本發(fā)明不需要十字口位置或變速桿負(fù)荷的電子感應(yīng)也能夠?qū)ψ兯贄U負(fù)荷提供了成比例的變速輔助力。本發(fā)明提供了一種有限流體耦合器，因而只在流體壓力消失或施加較大的變速桿力時(shí)才會(huì)采用剛性的機(jī)械連接。。多桿傳動(dòng)變速器的每個(gè)變速桿都有一個(gè)閥和活塞裝置，利用不同尺寸的活塞可以改變每個(gè)同步裝置的作用力，從而無(wú)需采用附加的閥控裝置。
從下面本發(fā)明的詳細(xì)描述及附圖本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)明確本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)及本發(fā)明的另外一些優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和目的。


圖1是具有本發(fā)明的變速裝置的復(fù)式機(jī)械傳動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是一簡(jiǎn)單機(jī)械傳動(dòng)變速器的局部截面視圖，以此來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的減少操作力的裝置和方法，此結(jié)構(gòu)中變速指固定在控制部件上。
圖3是本發(fā)明減少變速操作力結(jié)構(gòu)的一替換實(shí)施例的局部截面視圖，圖中變速指連接到一銷(xiāo)接到控制部件上的變速元件上。
圖4A-4E是據(jù)本發(fā)明提供一成比例變速輔助力所用的壓力缸體組件的局部截面視圖。
為方便說(shuō)明和不進(jìn)行限制其見(jiàn)，在下面的敘述中將用到一些專(zhuān)用名詞。“向上”、“向下”、“向右”和“向左”這些詞將用來(lái)指示在參考圖中的方向。詞“前面”、“后面”各自指通常安裝在車(chē)輛上的傳動(dòng)變速器的前端和后端，即為如圖1中所示傳動(dòng)變速器的左邊和右邊。詞“向內(nèi)”和“向外”各自指朝向和遠(yuǎn)離裝置和所指示部件的幾何中心。這一規(guī)則除應(yīng)用以上特別提到的詞之外還包括它們的衍生詞和同含義詞。
專(zhuān)用名詞“復(fù)式傳動(dòng)變速器”用來(lái)指變速或變齒傳動(dòng)變速器，該變速器包括一個(gè)具有多個(gè)前進(jìn)速度的主傳動(dòng)部分和一個(gè)與主傳動(dòng)部分串聯(lián)連接的副傳動(dòng)部分，其中主傳動(dòng)部分的被選擇的傳動(dòng)比可被副傳動(dòng)部分中的被選擇的齒輪減速比所復(fù)合?！巴诫x合器組件”和具有同樣意義的詞是指通過(guò)一牙嵌式離合器將所選擇齒輪和變速軸不相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地耦合在一起所用的離合器組件，直至上述離合器的部件基本為同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上述離合器的嚙合才能夠進(jìn)行。
此處所用的術(shù)語(yǔ)“傳動(dòng)變速器”是指一簡(jiǎn)單的傳動(dòng)變速器或一復(fù)合傳動(dòng)變速器的主傳動(dòng)變速部分。
參考圖1，該示意圖顯示出包括本發(fā)明的一變速機(jī)構(gòu)12的傳動(dòng)變速器10。傳動(dòng)變速器10是一個(gè)如本領(lǐng)域公知的具有主傳動(dòng)部分14和與其串聯(lián)連接的副傳動(dòng)部分16構(gòu)成的復(fù)式機(jī)械變速器。據(jù)本發(fā)明，主傳動(dòng)部分14提供多個(gè)可由變速機(jī)構(gòu)12選擇利用的傳動(dòng)比。主傳動(dòng)部分包括一個(gè)通過(guò)主摩擦離合器C與發(fā)動(dòng)機(jī)的曲柄軸20選擇耦合的輸入軸18，主摩擦離合器包括一主動(dòng)部分22和被動(dòng)部分24。
主傳動(dòng)部分14的輸入軸18與輸入齒輪26固連，輸入齒輪26驅(qū)動(dòng)主傳動(dòng)部分14的兩個(gè)基本等同的副軸組件28、30。副軸30通過(guò)軸承32、34支撐在箱殼體H上，副軸齒輪36、38、40、42、44、46固定在副軸30上且與相應(yīng)的齒輪26、48、50、52、54、和56各自常嚙合。主軸傳動(dòng)齒輪通過(guò)滑動(dòng)離合器套環(huán)58、60、62與主軸64進(jìn)行選擇性地耦合。齒輪56是倒檔齒輪，它通過(guò)中間換向齒輪66與主傳動(dòng)部分的副軸齒輪46耦合。
如本領(lǐng)域公知的，離合器套環(huán)58、60、62通過(guò)各自相應(yīng)的變速撥叉68、70和72做軸向運(yùn)動(dòng)。離合器套環(huán)58、60、62可以是同步作用或非同步作用的雙作用型牙嵌式離合器。變速撥叉68、70、72通常構(gòu)成變速機(jī)構(gòu)12的一部分，這些撥叉通過(guò)與其相連的變速選擇桿74利用溝槽及其鍵來(lái)操縱。一變速桿76與變速指組件78相連接，變速指組件78與選擇塊80一起將操縱者的變速操作力從變速桿76傳到選擇桿74，其過(guò)程見(jiàn)下面的詳細(xì)解釋。由本領(lǐng)域公知的，通過(guò)變速桿76的橫向運(yùn)動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)選擇桿74從而選擇變速撥叉68、70和72中的一個(gè)。變速桿76的縱向或軸向運(yùn)動(dòng)使變速選擇桿74和所選擇的撥叉移動(dòng)，使所選擇的齒輪速比嚙合或分離。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，選擇塊80直接與控制桿82結(jié)合，變速選擇桿74可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在控制桿82上。但這種直接的結(jié)合允許在選擇桿74和控制桿82之間進(jìn)行預(yù)定的軸向相對(duì)移動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中(圖2中表達(dá)的最清楚)，這種直接的結(jié)合是通過(guò)一些穿過(guò)控制桿82上的孔的鍵銷(xiāo)和在選擇桿74上的軸向延伸的溝槽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該軸向延伸溝槽允許在控制桿82和選擇桿74之間有預(yù)定的相對(duì)的軸向運(yùn)動(dòng)。
變速機(jī)構(gòu)12包括一個(gè)與變速選擇桿74和控制桿82相聯(lián)系操作的壓力缸體84，它為變速選擇桿74和控制桿82提供流體耦合。對(duì)于復(fù)式傳動(dòng)變速器，如傳動(dòng)變速器10，在傳動(dòng)變速器箱體內(nèi)就包括壓力缸體84。對(duì)簡(jiǎn)單傳動(dòng)變速器，如圖2和圖3所示，壓力缸體84在簡(jiǎn)單傳動(dòng)變速器的副傳動(dòng)部分的位置與在復(fù)式傳動(dòng)變速器中的位置相似。更進(jìn)一步，比例閥86用來(lái)引導(dǎo)壓力流體，比如氣體或液體，將流體壓力作用于位于缸體90內(nèi)活塞的合適的面上。壓力流體作用在活塞88上為變速選擇桿74提供一個(gè)力，從而通過(guò)三個(gè)撥叉68、70、72中的一個(gè)的運(yùn)動(dòng)來(lái)幫助所選擇的齒輪進(jìn)行嚙合或分離。參考圖2-4，圖中詳細(xì)地顯示和解釋了變速機(jī)構(gòu)12的運(yùn)作情況。
如圖1所示，副傳動(dòng)部分16與主傳動(dòng)部分14相似，也包括兩個(gè)基本等同的副軸組件92和94。副軸組件92包括一通過(guò)軸承98和100支撐在箱體H內(nèi)的副軸96。副傳動(dòng)部分的副軸齒輪102、104與相對(duì)應(yīng)的分段齒輪106、108各自常嚙合。分段/輸出齒輪108與輸出軸110固連轉(zhuǎn)動(dòng)。一個(gè)雙位同步牙嵌式離合器112將分段齒輪106結(jié)合到64上，或有選擇地將分段齒輪108結(jié)合到主軸54上，以此來(lái)分別提供高范圍操作或低范圍操作。當(dāng)然，本發(fā)明也可適用于采用了分隔/分段型副傳動(dòng)部分的分段型傳動(dòng)變速器。
傳動(dòng)變速器10典型的是具有“四加一”結(jié)構(gòu)的主傳動(dòng)變速部分，并通過(guò)一個(gè)兩速的副傳動(dòng)變速部分來(lái)復(fù)合。主傳動(dòng)變速部分14提供五個(gè)前進(jìn)速度和一個(gè)倒檔速度，最低速度通常是在主軸齒輪54與主軸64直接耦合的情況下產(chǎn)生，該速比被稱(chēng)為“爬行速比”，該情況只有在副傳動(dòng)變速部分處于低傳動(dòng)范圍時(shí)才能進(jìn)行。這樣主傳動(dòng)變速部分14提供四個(gè)前進(jìn)速度，經(jīng)副傳動(dòng)變速部分16在高傳動(dòng)范圍或低傳動(dòng)范圍復(fù)合后，除了一個(gè)“爬行速比”外在正常運(yùn)行情況下提供八個(gè)前進(jìn)速度。當(dāng)然，本發(fā)明可被用于任何數(shù)量的機(jī)械傳動(dòng)變速器中以在變速過(guò)程中減少所需操縱者的操作力。
參考圖2，圖中顯示了具有本發(fā)明變速機(jī)構(gòu)的六速機(jī)械傳動(dòng)變速器的局部截面視圖。變速器110包括一些在傳動(dòng)變速器的輸入和輸出間確定出多種傳動(dòng)速度的齒輪112。通過(guò)一變速桿(未顯示)與變速指組件114的耦合來(lái)選擇傳動(dòng)速度，變速指組件114包括一與選擇塊118相結(jié)合的變速指116。選擇桿120置于變速器箱體122內(nèi)，它包括多個(gè)相聯(lián)系的撥叉124、126、128、和130，每個(gè)撥叉可通過(guò)利用溝槽130和鍵132的選擇桿120的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)選擇。通過(guò)軸向移動(dòng)選擇桿120，撥叉124、126、128可和各自相對(duì)應(yīng)的離合器134、136和38相結(jié)合，從而與多個(gè)齒輪112中的相應(yīng)的齒輪相嚙合或分離。變速器110可包括不同的齒輪狀態(tài)感應(yīng)器，比如中間狀態(tài)感應(yīng)器140和倒檔狀態(tài)感應(yīng)器142。
在圖2所示的實(shí)施例中，作用在變速桿上的力常規(guī)的方式傳遞到變速指組件114和變速指116，然后再傳遞到選擇塊118，選擇塊118通過(guò)至少一個(gè)鍵銷(xiāo)或銷(xiāo)釘146直接耦合到內(nèi)部控制桿144。至少一條軸向延伸的溝槽148與相應(yīng)的銷(xiāo)釘146合作來(lái)提供直接的耦合。該軸向延伸的溝槽可在控制桿144上，或在選擇桿120上，或兩者均有。這就為控制桿和選擇桿提供了強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)允許在控制桿144和選擇桿120之間存在預(yù)定的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。
在圖2所示的實(shí)施例中，選擇塊118的運(yùn)動(dòng)不是立即就轉(zhuǎn)化為選擇桿120的運(yùn)動(dòng)，銷(xiāo)釘146可沿選擇桿120運(yùn)動(dòng)。溝槽148的長(zhǎng)度為控制桿144和選擇桿120之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供了足夠的距離，在一個(gè)實(shí)施例中約為一毫米。該相對(duì)運(yùn)動(dòng)被用來(lái)操作比例閥組件150?？刂茥U144與閥芯152固連而閥體154與選擇桿120固連?；钊?56與閥體154相連接，并在壓力缸158內(nèi)運(yùn)動(dòng)?？刂崎y160引導(dǎo)壓力源162供應(yīng)的壓力液體或氣體，在不同方向上操縱活塞156，活塞的運(yùn)動(dòng)方向取決于閥芯152的運(yùn)動(dòng)方向。當(dāng)活塞156在缸體158內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力流體通過(guò)一可控的排放管164來(lái)排出。這樣控制閥和缸體組件與選擇桿120和控制桿144相聯(lián)系運(yùn)作，在它們之間提供流體結(jié)合。隨著選擇桿120和控制桿144之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，缸體158內(nèi)的壓力流體對(duì)與閥體154和選擇桿120相連的活塞1 56施加壓力。
圖3所示為本發(fā)明變速機(jī)構(gòu)的一個(gè)替換的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，選擇桿166與控制桿168和缸體組件170協(xié)作，用與圖2中相似的方式來(lái)減少操縱者的變速操作力。在該實(shí)施例中選擇塊172與選擇桿166以傳統(tǒng)的方式連接?？刂茥U168通過(guò)銷(xiāo)釘174和軸向延伸的溝槽175直接與選擇桿166結(jié)合。更進(jìn)一步，控制桿168止定在選擇桿166的選擇鍵169上。缸體組件170包括比例控制閥178，它的閥體180連接于選擇桿166上(也連接于活塞182)?？刂茥U168與閥芯184連接。如圖3所示的實(shí)施例，在特殊的應(yīng)用時(shí)，該實(shí)施例只需要一較短的控制桿168，這樣更具有優(yōu)勢(shì)。
圖4A-4E是本發(fā)明變速機(jī)構(gòu)所用的壓力缸組件的局部截面視圖。壓力缸組件200包括一缸體202和一個(gè)缸體罩204，該缸體罩通過(guò)合適的緊固件(未顯示)穿過(guò)孔206而將其固定在變速器殼體H上。組件200包括一個(gè)比例閥組件208，該比例閥組件包括一個(gè)通過(guò)合適的緊固件214，比如彈簧鎖環(huán)或其他類(lèi)似物而與活塞212固連的閥體210，因而在缸體202內(nèi)閥體210和活塞212作為一體運(yùn)動(dòng)。選擇桿216與閥體210連接，這樣壓力流體對(duì)活塞212的壓力通過(guò)閥體210而傳遞到選擇桿216。控制桿218與閥芯220的有螺紋的末端連接，該閥芯220與提升活塞222連接。提升壓力缸224與提升活塞222協(xié)作將壓力流體通過(guò)控制閥組件208而導(dǎo)入壓力缸202的一個(gè)合適的腔體內(nèi)。
排放控制閥226與提升閥和閥芯220協(xié)作來(lái)控制壓力流體從壓力缸體202的內(nèi)部通過(guò)排放口228的排放。一個(gè)可選擇的排放孔230用來(lái)控制從流體供應(yīng)處232提供的壓力流體的排放速度。合適的密封裝置，比如密封裝置234在壓力缸組件220的不同位置被用來(lái)減少流體的泄漏。
在運(yùn)行過(guò)程中，隨著選擇桿216和控制桿218之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)的增大，閥芯220就在提升活塞222和提升活塞閥座236之間打開(kāi)一定的間隙，以允許從供應(yīng)處232進(jìn)入的壓力流體，穿過(guò)通道238進(jìn)入壓力缸體202的內(nèi)部對(duì)活塞212施加壓力。該壓力通過(guò)閥體210傳遞到選擇桿216，為變速桿216提供除操縱者施加的操作力之外的一個(gè)變速力。當(dāng)活塞212在壓力缸202內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力流體可從另一個(gè)相對(duì)的液壓腔排放。排放流體的流速在流體穿過(guò)排放孔228之前由一個(gè)預(yù)定的可選擇的孔230控制。當(dāng)操作力從變速指上撤去時(shí)，閥芯220靜止，這樣，閥體210就關(guān)閉提升閥座236。壓力流體提供給兩個(gè)活塞腔，因而壓力缸組件200所產(chǎn)生的輔助力也解除。
壓力缸組件200所產(chǎn)生的力與選擇桿216和控制桿218之間的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)最好成一定的比例關(guān)系。在運(yùn)行過(guò)程中的比例輔助力由提升閥的閥座間隙來(lái)控制。在變速指上施加較大的力可增大提升閥活塞222和閥座236之間的間隙以允許較大流量的流體進(jìn)入壓力缸的腔體。閥芯220作用于提升閥彈簧240來(lái)抵抗開(kāi)啟力。彈簧240是預(yù)加載的，因而在壓力缸組件200提供輔助力之前需要一最小的力。注意在圖1-3中所示的直接連接是這樣的通過(guò)壓力缸組件200的流體連接是在選擇桿216和控制桿218之間預(yù)定的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)下提供的，最好是由軸向延伸的溝槽提供約為1mm的移動(dòng)距離。一旦相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離超過(guò)該值，流體連接就轉(zhuǎn)變?yōu)閯傂赃B接，即選擇桿的任何運(yùn)動(dòng)就導(dǎo)致了控制桿的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，反之亦然。
圖413-4E所示為壓力缸組件200內(nèi)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)使所選擇的同步器相嚙合或分離。圖4A中的所示的位置代表空檔位置。當(dāng)對(duì)控制桿218施加向右的作用力時(shí)，提升閥活塞222克服提升閥彈簧240的阻力，離開(kāi)閥座236以允許壓力流體流過(guò)通道238進(jìn)入壓力缸202的左腔，這樣就對(duì)活塞212產(chǎn)生一個(gè)力來(lái)輔助嚙合同步器。
以同樣的方式，如圖4C所示，在相反的方向?qū)刂茥U218施加一作用力FD，從供應(yīng)處232提供的壓力流體通過(guò)通道242來(lái)充滿(mǎn)壓力缸202的右腔以施加一輔助力，該輔助力通過(guò)活塞212作用到控制桿來(lái)幫助分離所選擇的同步器。同時(shí)，通道238通過(guò)閥芯、提升閥、和排放閥與排放口228連接。如果所施加的作用力FD繼續(xù)作用，在控制桿和選擇桿之間引起相對(duì)的移動(dòng)，則壓力缸組件將繼續(xù)提供變速輔助力并越過(guò)空檔位置嚙合下一個(gè)同步器，如圖4E中所示。向空檔位置移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生了如圖4D中所示的中間，提升閥活塞222進(jìn)入閥座而排放控制閥226未進(jìn)入閥座，這樣，壓力流體在通過(guò)排放口228被排放之前從供應(yīng)處232直接穿過(guò)通道238和242，因而活塞212未產(chǎn)生輔助變速力。
盡管是對(duì)實(shí)施本發(fā)明的最佳方式作了詳細(xì)描述，但可以理解在不脫離以下權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可變更出多種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1．一種具有多個(gè)可選擇齒輪傳動(dòng)比的機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速機(jī)構(gòu)，該變速機(jī)構(gòu)包括一個(gè)選擇桿和位于其附近的多個(gè)變速撥叉，選擇桿的轉(zhuǎn)動(dòng)選擇其中一個(gè)撥叉，選擇桿的移動(dòng)使所選中的變速撥叉移動(dòng)來(lái)嚙合或分離所選擇的齒輪傳動(dòng)比；一個(gè)與選擇桿直接連接的能隨同選擇桿進(jìn)行強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)的控制桿，在它們之間允許存在一預(yù)定的相對(duì)軸向移動(dòng)；一個(gè)壓力缸組件，它與選擇桿和控制桿協(xié)作，在兩者之間提供一流體耦合，隨著選擇桿和控制桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)選擇桿產(chǎn)生一個(gè)作用力。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力缸組件隨著選擇桿和控制桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)提供一個(gè)成比例的作用力。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力缸組件包括一液壓缸組件。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力缸組件包括一氣壓缸組件。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于壓力缸組件包括一個(gè)壓力缸殼體；一個(gè)設(shè)置在殼體內(nèi)的活塞；一個(gè)與選擇桿和活塞相連接的、流體密封的閥體，該閥體相對(duì)于壓力缸殼體作軸向運(yùn)動(dòng)；一個(gè)設(shè)置于閥體內(nèi)與控制桿相連接的閥芯；一個(gè)設(shè)置于閥體內(nèi)與閥芯相連的控制閥，該控制閥引導(dǎo)壓力流體進(jìn)入壓力缸殼體中通過(guò)活塞對(duì)選擇桿施加作用力。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制閥包括一個(gè)提升閥。
7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的控制閥包括一個(gè)提升閥壓力缸；一個(gè)與提升閥壓力缸相配合的提升閥活塞；一個(gè)設(shè)置于提升閥壓力缸和提升閥活塞之間的彈簧。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括一個(gè)變速指組件；一個(gè)與選擇桿剛性連接以隨其轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的選擇塊，該選擇塊與變速指協(xié)作將變速力從變速桿傳遞到選擇桿。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括一個(gè)變速指組件；一個(gè)與控制桿剛性連接以隨其轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的選擇塊，該選擇塊與變速指協(xié)作將變速力從變速桿傳遞到選擇桿。
10．一種通過(guò)變速桿和變速指使具有多個(gè)可選擇傳動(dòng)比的機(jī)械傳動(dòng)變速器變速的變速機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)變速桿殼體；一個(gè)設(shè)置于變速桿殼體內(nèi)的選擇桿，該選擇桿具有多個(gè)相連系的變速撥叉，通過(guò)選擇桿的轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)可選擇每個(gè)撥叉，使所選擇的齒輪嚙合或分離；一個(gè)控制桿同心地置于選擇桿內(nèi)，通過(guò)至少一個(gè)穿過(guò)控制桿和選擇桿的銷(xiāo)釘與選擇桿直接裝配，控制桿和選擇桿之一包含有一條軸向延伸的溝槽來(lái)提供控制桿和選擇桿的強(qiáng)制轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)允許在控制桿和選擇桿之間存在預(yù)定的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)；一比例閥組件與選擇桿和控制桿相協(xié)作來(lái)提供兩者之間的流體耦合，隨著選擇桿和控制桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)選擇桿產(chǎn)生一個(gè)作用力。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于包括一個(gè)與選擇桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的選擇塊，該選擇塊與變速指組件相連將作用力從變速桿傳遞到選擇桿。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括一個(gè)與控制桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的選擇塊，該選擇塊與變速指組件協(xié)作將作用力從變速桿傳遞到選擇桿。
13．根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于選擇桿包括多個(gè)選擇桿，每個(gè)選擇桿與多個(gè)變速撥叉中的一個(gè)結(jié)合，每個(gè)變速桿具有一個(gè)相聯(lián)系的控制桿和比例閥組件。
14．根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于比例閥組件包括一液壓閥組件。
15．根據(jù)權(quán)利要求10所述的變速機(jī)構(gòu)，其特征在于比例閥組件包括一個(gè)氣動(dòng)閥組件。
16．一種在機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速過(guò)程中減小操縱者操作力的方法，該機(jī)械傳動(dòng)變速器具有多個(gè)齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)可選擇的傳動(dòng)比，該變速器包括一個(gè)與變速指組件相協(xié)作的變速桿，二者的協(xié)作促使帶有至少一個(gè)變速撥叉的選擇桿運(yùn)動(dòng)，選擇桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使其選擇一個(gè)變速撥叉，相應(yīng)于選擇桿的移動(dòng)變速撥叉也移動(dòng)，使所選擇的齒輪嚙合或分離，該方法包括將選擇桿與控制桿連接，這樣選擇桿就隨控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)允許二者之間進(jìn)行預(yù)定的軸向移動(dòng)；在控制桿和選擇桿之間的相對(duì)移動(dòng)距離在零和預(yù)定的軸向移動(dòng)距離之間變化時(shí)，將選擇桿和控制桿進(jìn)行流體耦合來(lái)對(duì)選擇桿施加輔助作用力。
17．根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于還包括提供給選擇桿的輔助力的變化是以相應(yīng)的施加給變速桿的力為基礎(chǔ)的。
全文摘要
一種機(jī)械傳動(dòng)變速器的變速機(jī)構(gòu),包括一個(gè)選擇桿,該選擇桿具有相連的變速撥叉,變速撥叉使所選擇的齒輪嚙合或分離來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的變化,該變速機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)與選擇桿直接連接的控制桿來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)同時(shí)允許二者之間存在預(yù)定的相對(duì)軸向運(yùn)動(dòng)。一個(gè)壓力缸體組件與選擇桿和控制桿協(xié)作來(lái)提供一種流體耦合,隨著選擇桿和控制桿之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),對(duì)選擇桿施加一個(gè)作用力來(lái)減少完成齒輪變速所需的操縱者的操作力。
文檔編號(hào)F16H61/30GK1229891SQ98123148
公開(kāi)日1999年9月29日 申請(qǐng)日期1998年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月15日
發(fā)明者G·A·杰克遜, A·J·菲爾丁 申請(qǐng)人:易通公司