专利名称：一种手动变速器选换档集成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及机动车变速器领域，尤其涉及远离驾驶位置的可操纵五个换档拨叉杆的手动变速器选换档集成装置。
背景技术：
现代机动车使用的六档制选换档集成装置，操纵轨迹如倒置的“王”字，每条纵线可分别向前或向后进两个档，向左横摆排档柄(选档)到尽头可进两个档，向右横摆排档柄 (选档)到尽头可进行两个档，不摆档柄，在相向弹簧力作用下排档柄处在中纵线，可进两个档，现代轿车、微型车、轻型车、中型载重车、客车大都采用的约定俗成的排列式(如图1所示)，驾驶者对这种方式很容易掌握，但超出3只换档拨叉杆，即设置四条纵线或五条纵线， 驾驶者则很难准确选择需要的纵线而进错档。在机动车发动机性能不断提升，公路状况不断改善的形势下，匹配现在的五前进档加倒档的变速器(如图4所示)，已明显不能满足动力充裕、路况良好的驾驶要求。现有的五档变速器受档间跨距限制，总变速比一般只能做到4. 5，受这一数据制约，在满足1档有足够扭矩起步前提下，用5档在中高速行驶时明显不合理，表现为油耗高、排放多、噪声大， 要满足低、中、高速都合理，总传动比应超过5. 3，即至少要设置六个前进挡加一个倒档。而手动操作7个档位，现有选换档集成装置的性能无法实现。现有选换档集成装置只能完成 3条纵线6个档位的选换档。为满足更高的驾驶要求，有必要发明六前进档加倒档，或七前进档加倒档，或八前进挡加倒档的变速器，来匹配现代机动车，使其发动机始终处于最佳工作转速区间，即“油耗最省，扭矩最大，排放最小”的转速区间，实现机动车节能减排，高效低费的性能目标。要突破六档制(五前进档加倒档)的手动变速器设计模式，首先要解决驾驶者换档的可行性， 即必须发明一种准确易会的操纵七档制或八档制或九档制的选换档集成装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种手动变速器选换档集成装置，可精准完成四条纵线， 七个档位换档，或五条纵线八个或九个档位换档，换档手法是在现有六档制基础上延伸，很容易被驾驶者掌握，而且不会出错。本发明的技术方案如下
一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于包括选位摆臂、选位齿轮、拨档摆臂、拨档轴、选位电磁铁，选位摆臂与带轴的选位齿轮连接，选位齿轮被轴向限位；拨挡摆臂与连接拨档轴连接，拨档轴与选位齿轮轴垂直，拨档轴沿轴向设置有与选位齿轮啮合的弧形齿条，拨档轴中间固定设置有拨档指毂，拨档指毂的下端设置有拨档指，拨档指用于推动配置于变速箱内的拨叉杆组；所述拨叉杆组包括四只或五只拨叉杆，拨叉杆上均设置有与拨档指匹配的受动槽，摆动拨档臂，拨档指推动相应位置的受动槽移动完成进档或出档；选位摆臂摆动，带动选位齿轮旋转运动，选位齿轮旋转带动制有弧形齿条的拨档轴轴向移动，拨档轴上的拨档指则在拨叉杆组的受动槽中沿槽向移动(即作选位动作)，拨档指的槽向运动有两个区间，一个是限制区间，即可分别向左或向右移动一个受动槽位置(可选左二位置、右二位置、中间位置三个位置)；一个是扩大区间，即可分别越过左二位置、右二位置到达左三位置、右三位置；所述拨档指槽向运动在限制区间或扩大区间是由选位电磁铁控制，拨档指两端分别紧贴设置有可随拨档指沿槽向移动的限制指，限制指的宽度至少大于两个受动槽的宽度，限制指在拨档指选位不准时防止同时误进两个档，拨档指往两端移动的范围分别与两端的受动槽宽度相同。所述选位齿轮可以设置为半幅齿轮，只要满足与弧形齿条啮合旋转的角度要求。所述拨档轴上的弧形齿条是在拨档轴外壁上加工出的一段与选位齿轮模数相同的齿条。传统齿条是呈矩形的，在齿轮旋转作用下只能作直线运动，弧形齿条在齿轮旋转作用下可作直线和旋转复合运动。该弧形齿条部分是在拨档轴外壁上直接机械加工设置的齿条状，可以是全环的也可以是半环的，只要满足旋转时不干涉选位齿轮即可。所述远离拨档摆臂的拨档轴外壁上设置有环状或半环状V形槽，V形槽与带压缩弹簧的定位钢球或带圆弧顶的定位钢柱匹配，使拨档轴在两只相向的中推弹簧推动回中时被准确定位在中间位置。所述限制指的外侧均固定连接有限制滑块，限制滑块安装在拨档轴一侧的滑槽内，限制滑块与拨档轴轴向平行，滑块体内设置有抵于滑槽端堵头的中推弹簧，中推弹簧在滑槽端堵头的支撑下，推动限制滑块带动限制指紧贴拨档指向中间运动，两只限制指向中的相向轴推力，使拨档指平衡的停在中间。位于拨档指毂两侧的上端设有两只选位电磁铁，选位电磁铁安装在壳体上部，选位电磁铁的动铁芯在动铁芯弹簧力作用下均处于下位，处于下位的动铁芯占据着一个受动槽的位置，动铁芯与拨档指毂之间均预留有一个受动槽宽的位置。也就是驾驶者可选择中间拨叉杆相邻的左右两只拨叉杆进出档，这时候的功能与现行的六档制选换档功能是相同的。当驾驶者按动电钮，给左侧的选位电磁铁通电时，电磁铁的动铁芯在磁场作用下，克服动铁芯弹簧力，上移到上位，这时驾驶者把排档杆向左选到尽头，拨档指则越过曾被动铁芯占位的左侧最远处的受动槽内，作进出档动作。同样，通电右选位电磁铁，则可选右侧最远处的受动槽作进出档动作。选位电磁铁的动铁芯断面是矩形的；或者动铁芯与拨档指毂接触部分的断面是矩形，其余部分是圆形。矩形动铁芯的一个平直面与拨档指轮毂端平直面作压力接触时，可保证其长效性能。本发明的工作原理是概述工作流程。(1)设一只(右)选位电磁铁的选换档集成装置工作流程，此装置可操控四根拨叉杆。A、向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与变速器内侧左壁顶住停止，拨档指完全进入1——2档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，1——2档拨叉杆完成进1档动作；回摆拨档摆臂，1——2档拨叉杆退出1档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下， 把拨档指从1——2档受动槽回移到3——4档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时， 受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在3——4档受动槽。重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进2档动作；回摆拨档摆臂，退至空档。B、选位摆臂无动作，拨档指在3——4档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进3档，后摆拨档摆臂进4档，回摆在空档。C、后摆选位摆臂，选位齿轮顺时针旋转通过弧形齿条使拨档轴右移，直到拨档指毂右端顶住选位电磁铁的动铁芯停住，拨档指完全进入5——6档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进5档，后摆进6档。回摆拨档臂且没对选位摆臂加力，右端限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球定位在3——4档受动槽。D、按动通电保持延时开关，选位电磁铁通电产生磁场，在下位的动铁芯克服弹簧力移至上位，后摆选位摆臂，拨档指毂右移越过动铁芯让出的位置，直到顶住变速器内侧右壁停住，拨档指进入倒档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂，完成进倒档动作。回摆拨档摆臂， 右端的限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球精准定位在3——4档受动槽内，选位电磁铁断电，动铁芯重回下位关闭进入倒档受动槽的通道。E、没开启选位电磁铁，向前或向后摆动选位摆臂不到位，即拨档指没完全进入 1——2档受动槽或5——6档受动槽，拨档指会跨界处在两个受动槽内，这时左右两只限制指也会进入这两个受动槽，防止同时推进两个档；或者开启选位电磁铁，选位摆臂动作不到位，拨档指没完全进入倒档受动槽，而是处在倒档受动槽与5——6档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入倒档受动槽和5——6档受动槽，阻止错误发生。 (2)设两只选位电磁铁的选换档集成装置工作流程，此装置可操控五根拨叉杆。A、开启左选位电磁铁，向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与变速器内侧左壁顶住停止，拨档指完全进入1——2档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，1——2档拨叉杆完成进1档动作；回摆拨档摆臂，1——2档拨叉杆退出1档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下，把拨档指从1——2档受动槽回移到5——6档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时，受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在5—— 6档受动槽。重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进2档动作；回摆拨档摆臂，退至空档。B、不开启左选位电磁铁，向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与左选位电磁铁动铁芯顶住停止，拨档指完全进入3—— 4档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，3——4档拨叉杆完成进3档动作；回摆拨档摆臂，3——4档拨叉杆退出3档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下，把拨档指从3——4档受动槽回移到5——6档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时，受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在 5——6档受动槽。重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进M档动作；回摆拨档摆臂，退至空档。C、选位摆臂无动作，拨档指在5——6档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进5档，后摆拨档摆臂进6档，回摆在空档。D、后摆选位摆臂，选位齿轮顺时针旋转通过弧形齿条使拨档轴右移，直到拨档指毂右端顶住选位电磁铁的动铁芯停住，拨档指完全进入7——8档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进7档，后摆进8档。回摆拨档臂且没对选位摆臂加力，右端限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球定位在5——6档受动槽。
E、按动通电保持延时开关，右选位电磁铁通电产生磁场，在下位的动铁芯克服弹簧力移至上位，后摆选位摆臂，拨档指毂右移越过动铁芯让出的位置，直到顶住变速器内侧右壁停住，拨档指进入倒档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂，完成进倒档动作。回摆拨档摆臂，右端的限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球精准定位在5——6档受动槽内，右扩选位电磁铁断电，动铁芯重回下位关闭进入倒档受动槽的通道。F、没开启选位电磁铁，向前或向后摆动选位摆臂不到位，即拨档指没完全进入 3——4档受动槽或7——8档受动槽，拨档指会跨界处在两个受动槽内，这时左右两只限制指也会进入这两个受动槽，防止同时推进两个档；或者开启右选位电磁铁，选位摆臂动作不到位，拨档指没完全进入倒档受动槽，而是处在倒档受动槽与7——8档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入倒档受动槽和7——8档受动槽，阻止错误发生。或者开启左选位电磁铁，选位摆臂动作不到位，拨档指没完全进入1——2档受动槽，而是处在1——2 档受动槽与3——4档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入1——2档受动槽和 3——4档受动槽，阻止错误发生。本发明的有益效果如下
本发明装置结构简单可靠，制造成本低，可与现行六档制排档器对接匹配，与现行六档制手动变速器换档拨叉杆槽口对接方式相同，工艺继承性好，便于推广应用。它的实质性效益是为手动变速器从五前进档升级到六档、七档、八档产品方案提供了必须的技术支持，否则，即便生产出六、七、八前进挡变速箱也无法应用。
图1为传统方式的选换档装置的操作纵轨迹示意2为本发明为九个档位的操作纵轨迹示意图
图3为本发明为七个档位的操作纵轨迹示意4为传统选换档装置的结构示意5为本发明的结构示意图
图6为本发明左选不到位，限制指限制进档的结构示意图
图7为本发明左侧选档电磁铁工作，左选，拨档指在1、2档受动槽内的结构示意8为本发明左侧选档电磁铁不工作，左选，拨档指在3、4档受动槽内的结构示意9为本发明无选档动作，拨档指在中间5、6档受动槽内的结构示意10为图6-9的A-A方向选档齿轮与弧形齿轮啮合、拨档指和限制指的结构示意11为图6-9的A-A方向拨档指无转角动作，拨档叉杆位于空档位置时的结构示意12为图6-9的A-A方向拨档指转角，拨档叉杆推动变速齿在档的结构示意13为图6-9的俯视方向无选档动作，拨档指在中间5、6档受动槽内的结构示意14为图6-9的俯视方向左侧选档电磁铁不工作，左选，拨档指在3、4档受动槽内的结构示意图
图15为图6-9的俯视方向左侧选档电磁铁工作，左选，拨档指在1、2档受动槽内的结构示意图
图16为传统矩形齿条在纵向和横向的运动方式示意17为本发明弧形齿条在纵向和横向的运动方向示意18为本发明拨档指毂未作选为移动的结构示意19为本发明左侧选位电磁铁未工作拨档指毂左移一个位置的结构示意20为本发明左侧选位电磁铁工作拨档指毂左移两个位置的结构示意21为本发明的安装结构示意图
其中，附图标记为1-选位摆臂，2-选位齿轮，3-拨档摆臂，4-拨档轴，5-选位电磁铁， 6-拨档指毂，7-拨档指，8-限制指，9-1,2档拨叉杆，10-3,4档拨叉杆，11-5,6档拨叉杆， 12-7,8档拨叉杆，13-倒档拨叉杆，14-弧形齿条，15-限制滑块，16-中推弹簧，17-动铁芯， 18-动铁芯弹簧，19- V形槽，20-定位弹簧，21-定位钢球，22-受动槽，23-拨叉杆，24-变速齿，25-选档软轴，26-换档软轴，27-变速器对接平台，28-对接平台窗口，29-电线，30-排档器，31-排档柄，32-排档柄电钮，33-仪表台，34-延时电钮。
具体实施例方式一种手动变速器选换档集成装置，包括选位摆臂1、选位齿轮2、拨档摆臂3、拨档轴4、选位电磁铁5，选位摆臂1与带轴的选位齿轮2连接，选位齿轮2被轴向限位；拨挡摆臂与连接拨档轴4连接，拨档轴4与选位齿轮2轴垂直，拨档轴4沿轴向设置有与选位齿轮 2啮合的弧形齿条14，拨档轴4中间固定设置有拨档指毂6，拨档指毂6的下端设置有拨档指7，拨档指7用于推动拨叉杆组；所述拨叉杆组包括四只或五只拨叉杆23，即1、2档拨叉杆9，3、4档拨叉杆10，5、6档拨叉杆11，7、8档拨叉杆12和倒档拨叉杆13，拨叉杆23上均设置有与拨档指7匹配的受动槽22，摆动拨档臂，拨档指7推动相应位置的受动槽22移动完成进档或出档；选位摆臂1摆动，带动选位齿轮2旋转运动，选位齿轮2旋转带动制有弧形齿条14的拨档轴4轴向移动，拨档轴4上的拨档指7则在拨叉杆组的受动槽22中沿槽向移动(即作选位动作)，拨档指7的槽向运动有两个区间，一个是限制区间，即可分别向左或向右移动一个受动槽位置(可选左二位置、右二位置、中间位置三个位置)；一个是扩大区间，即可分别越过左二位置、右二位置到达左三位置、右三位置；所述拨档指7槽向运动在限制区间或扩大区间是由选位电磁铁5控制，拨档指7两端分别紧贴设置有可随拨档指7 沿槽向移动的限制指8，限制指8的宽度至少大于两个受动槽的宽度，限制指8在拨档指7 选位不准时防止同时误进两个档，拨档指7往两端移动的范围分别与两端的受动槽宽度相同。拨档指7和限制指8插入换档拨叉杆23的受动槽22内，可选择性地拨动一只换档拨叉杆23动作。所述拨叉杆组设置于变速器内，选位齿轮2、拨档轴4设置于四周带连接边沿的壳体内，壳体底部中间与变速器的外壳上的变速器对接平台27设置有满足拨档指7和限制指 8运行的对接平台窗口 28，壳体与变速器的外壳的变速器对接平台27之间用螺钉连接。所述带轴的选位齿轮2安装在壳体上的安装孔内，轴向被限位但可做旋转运动，选位摆臂1与排档器30的选档软轴25铰接；所述拨档轴4安装在壳体的拨档轴4孔内，可在孔内作轴向移动和转动，拨档轴4伸出壳体外的端部连接拨档摆臂3，档摆臂与排档器30的换档软轴 26铰接，拨档轴4在换档软轴沈拉动或推动档摆臂作转角运动时，不会被选位齿轮2轴旋转推移的轴向运动干涉；带两根软轴传送排档动作的排档器30是现行通用的机动车排档
直ο变速器的四只或五只拨叉杆23的受动槽22被集中排列在对接平台窗口 28中央。
所述选位齿轮2可以设置为半幅齿轮，只要满足与弧形齿条14啮合旋转的角度要求。所述拨档轴4上的齿状部分可以是在拨档轴4外圆上直接机械加工设置的齿条状，可以是全环的也可以是半环的，只要满足旋转时不干涉选位齿轮2即可。参看图17，弧形齿条14与选位齿轮2配合运动的方向示意图，图16所示为传统齿条齿轮副的运动方向。所述拨档轴4上远离拨档摆臂3端的轴外圆周上加工设置有全环或半环V形槽 19，V形槽19与带压缩弹簧的定位钢球21或带圆弧顶的定位钢柱匹配，使拨档轴4在两只相向中推弹簧16推动回中时，被准确定位在指定位置。采用V形槽19型式可使定位钢球 21进出槽时更平稳。所述限制指8固定在限制滑块15的一端，限制滑块15安装在拨档轴4 一侧的滑槽内，限制滑块15与拨档轴4轴向平行，滑块体内设置有抵于滑槽端堵头的中推弹簧16，中推弹簧16在滑槽端堵头的支撑下，推动限制指8紧贴拨档指7向中间运动。另一只限制滑块15镜向安装，两只限制指8向中的相向轴推力，使拨档指7平衡的停在中间。两只限制指8的主要作用是两只限制指8只能随拨档指7作轴移，而不能随拨档指7转角，拨档指 7转角推动一只拨叉杆进档，拨叉杆推动变速齿M在档时，两只限制指8会限制其余拨叉杆作进档动作，即使出现驾驶者操作不当或其他原因，拨动指选在两个拨叉杆的受动槽22内 (错误跨界)两只限制指8会限制拨档指7动作，避免同时进两个档的事故。位于拨档指毂6两侧的上端设有两只选位电磁铁5，选位电磁铁5安装在壳体上部，选位电磁铁5的动铁芯17在动铁芯弹簧18的弹簧力作用下均处于下位，动铁芯17与拨档指毂6之间均有一个受动槽宽的位置，也就是驾驶者可选择中间拨叉杆相邻的左右两只拨叉杆进出档，这时候的功能与现行的六档制选换档功能是相同的。当驾驶者按动电钮， 给左侧的选位电磁铁5通电时，电磁铁的动铁芯17在磁场作用下，克服动铁芯弹簧18的弹簧力，上移到上位，这时驾驶者把排档杆向左选到尽头，拨档指7则越过曾被动铁芯17占位的左侧最远处的受动槽22内，作进出档动作。同样，通电右选位电磁铁5，则可选右侧最远处的受动槽22作进出档动作。依照机动车排档器30软轴布局位置，本装置可镜向制作或镜向安装。如果机动车变速器为四拨叉杆设计，则只需设置一只选位电磁铁5。所述排档器30、仪表台33都通过电线四与选位电磁铁5连接。实施例1 如图6-15所示，变速器为五只拨叉杆，八个前进挡，一个倒档设计。设与变速器对接平台27匹配的壳体一只，设置带拨档摆臂3的拨档轴4 一只，拨档轴4制有弧形齿条14，带轮毂的换档指一只，设V形槽19及与之配合的定位弹簧20，定位钢球21的中间定位装置一套。设置带选位摆臂1的选档齿轮一只。设置两只镜向安装带限制指8和中推弹簧16的限制滑块15。设置两只对称安装在壳体上部中间位置的选位电磁铁5。在机动车排档杆手柄上设置一只电钮，管理左选位电磁铁5给电通断，左选位电磁铁5管理左侧最远处1、2档拨叉杆9的受动槽22可选与否。在机动车仪表台33合适位置设置一只延时通电保持电钮，延时电钮；34管理右选位电磁铁5给电通断，右选位电磁铁5右侧最远处的到档拨叉杆的受动槽22可选与否。该结构的手动变速器选换挡集成装置的换挡轨迹如图2所示。
实施例1的工作状态描述
驾驶者按下排档手柄电钮，左选位电磁铁5通电工作，动铁芯17上移，驾驶者向左横摆排动手柄到尽头，拨档指7从在线的5——6档受动槽22，跨过左邻的3——4档受动槽22， 进入到左侧最远处的1——2档受动槽22，驾驶者向前推排档手柄进1档，向后拉进2档。 作2档进3档动作，无须按手柄电钮，只需把排档手柄从2档位推出，不限制排档手柄，在中推弹簧16和V型中间定位装置作用下，排档手柄会迅速回中，驾驶者再左选排档，此时， 左选位电磁铁5的动电芯已在下位关闭了向左最远处选档的通道，拨档指7只能进左邻的 3——4档受动槽22，向前推可进3档，向后拉可进4档。作4档进5档动作时，只需把排档手柄从4档位推出，不限制排档手柄，排档手柄会迅速自动回中，向前推可进5档，向后拉可进6档。作6档进7档动作是推出6档位，向右选排档手柄，前推进7档，后拉进8档。减档动作按加档动作逆向实施。进倒档动作，按动1次仪表台33上的通电保持延时电钮34， 右选位电磁铁5会通电使动铁芯17移至上位并保持一定时间(一般设计5秒左右)把排档手柄右选到尽头，拨动指即跨过7——8档受动槽22进入倒档拨叉杆13的受动槽22，前推进倒档。出倒档动作将排档杆推出即可，右选位电磁铁5会自动关闭倒档受动槽22，这种设计的优点是如果不按动仪表台33的延时电钮34，在前行过程中，是没有误进倒档的可能。如果驾驶者按下排档柄电钮32，左选时未把排档柄31选到尽头，使拨档指7停留在1——2档受动槽22和3——4档受动槽22之间，左右两限制指8会分别进入1——2档受动槽22的一部分和进入3——4档受动槽22的一部分，由于限制指8不会随拨档指7摆动，所以就阻止了驾驶者误操作造成事故。拨档指毂与扩大选为电磁铁的关系如图18-20所示。同样，如果驾驶者按动延时电钮34后，右选不到位，两只限制指8也能避免驾驶者同时推进倒档和7档的错误。实施例2 如图5所示，变速器为四只拨叉杆，六个前进挡一个倒档设计。设置与变速器对接平台27匹配的本发明装置壳体一只，设置带拨档摆臂3的拨档轴4 一只，拨档轴4制有弧形齿条14，固接一只带轮毂的拨档指7，一套中间定位装置，包括有“V”型槽及与之配合的定位弹簧20，定位钢球21。设置带选位摆臂1的选档齿轮一只，设置两只镜向安装带限制指8和中推弹簧16的限制滑块15。设置一只安装在壳体上部靠拨档指毂6右侧的选位电磁铁5。在机动车仪表台33合适位置设一只延时通电保持电钮。延时电钮34 管理选位电磁铁5给电通断。选位电磁铁5管理倒档拨叉杆13受动槽22可选与否。该结构的手动变速器选换挡集成装置的换挡轨迹如图3所示。实施例2的工作状态描述
驾驶者左选排档柄31，前推可进1档，后拉可进2档，出2进3时，只需把排档柄31从 2推出，不限制排档柄31，排档柄31在两只相向中推弹簧16和中间定位装置作用下，会迅速回中在3——4受动槽22内，向前排进3档，向后拉进4档。出4进5时，推出排档手柄， 右选到尽头，前推为5档，后拉为6档，减档动作逆向实施。进倒档程序；按动1次仪表台 33上的通电保持延时电钮34，选位电磁铁5会通电使动铁芯17移至上位并保持一定时间 (一般设计5秒左右)然后把排档手柄右选到尽头，拨档指7即跨过5——6档受动槽22进入倒档受动槽22，前推进入倒档。出倒档后，倒档受动槽22会被选位电磁铁5关闭。
如果驾驶者启动延时电钮34后，向右选位没到尽头，而是把拨动指停留在5——6 档受动槽22和倒档受动槽22之间，这时左右两只限制指8会分别占据5——6档受动槽22 的一部分和倒档受动槽22的一部分，驾驶者无法推动排档柄31，防止同时推进两个档的事故。
权利要求
1.一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于包括选位摆臂、选位齿轮、拨档摆臂、拨档轴、选位电磁铁，选位摆臂与带轴的选位齿轮连接，选位齿轮被轴向限位；拨挡摆臂与连接拨档轴连接，拨档轴与选位齿轮轴垂直，拨档轴沿轴向设置有与选位齿轮啮合的弧形齿条，拨档轴中间固定设置有拨档指毂，拨档指毂的下端设置有拨档指，拨档指用于推动拨叉杆组；所述拨叉杆组包括四只或五只拨叉杆，拨叉杆上均设置有与拨档指匹配的受动槽，摆动拨档臂，拨档指推动相应位置的受动槽移动完成进档或出档；选位摆臂摆动，带动选位齿轮旋转运动，选位齿轮旋转带动制有弧形齿条的拨档轴轴向移动，拨档轴上的拨档指则在拨叉杆组的受动槽中沿槽向移动；所述拨档指槽向运动由选位电磁铁控制，拨档指两端分别紧贴设置有可随拨档指沿槽向移动的限制指，限制指的宽度至少大于两个受动槽的宽度，拨档指往两端移动的范围分别与两端的受动槽宽度相同。
2.根据权利要求1所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于所述拨档轴上的弧形齿条是在拨档轴外壁上加工出的一段与选位齿轮模数相同的齿条。
3.根据权利要求1或2所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于所述远离拨档摆臂的拨档轴外壁上设置有环状或半环状V形槽，V形槽与带压缩弹簧的定位钢球或带圆弧顶的定位钢柱匹配，使拨档轴在两只相向的中推弹簧推动回中时被准确定位在中间位置。
4.根据权利要求1所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于所述限制指的外侧均固定连接有限制滑块，限制滑块安装在拨档轴一侧的滑槽内，限制滑块与拨档轴轴向平行，滑块体内设置有抵于滑槽端堵头的中推弹簧，中推弹簧在滑槽端堵头的支撑下， 推动限制滑块带动限制指紧贴拨档指向中间运动，两只限制指向中的相向轴推力，使拨档指平衡的停在中间。
5.根据权利要求1所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于位于拨档指毂两侧的上端设有两只选位电磁铁，选位电磁铁的动铁芯在动铁芯弹簧力作用下均处于下位，处于下位的动铁芯占据着一个受动槽的位置，动铁芯与拨档指毂之间均预留有一个受动槽宽的位置。
6.根据权利要求5所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于选位电磁铁不通电，拨档指只能移动一个受动槽位置，当选位电磁铁通电使动铁芯上移，拨档指则可移动两个受动槽位置；当给左侧选位电磁铁通电时，左侧选位电磁铁的动铁芯在磁场作用下， 克服动铁芯弹簧力，上移到上位，此时驾驶者把排档杆向左选到尽头，拨档指则可移至左侧最远处的受动槽内，作进出档动作；同样，当给右侧选位电磁铁通电时，则可选右侧最远处的受动槽作进出档动作。
7.根据权利要求5或6所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于选位电磁铁的动铁芯断面是矩形的；或者动铁芯与拨档指毂接触部分的断面是矩形，其余部分是圆形。
8.根据权利要求1或6所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于工作流程如下设一只选位电磁铁控制操控四根拨叉杆的工作流程，A、向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与变速器内侧左壁顶住停止，拨档指完全进入1——2档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，1——2档拨叉杆完成进1档动作；回摆拨档摆臂，1——2档拨叉杆退出1档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下，把拨档指从1——2档受动槽回移到3——4档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时，受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在3——4档受动槽；重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进2档动作；回摆拨档摆臂，退至空档；B、选位摆臂无动作，拨档指在3——4档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进3档，后摆拨档摆臂进4档，回摆在空档；C、后摆选位摆臂，选位齿轮顺时针旋转通过弧形齿条使拨档轴右移，直到拨档指毂右端顶住选位电磁铁的动铁芯停住，拨档指完全进入5——6档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进5档，后摆进6档；回摆拨档臂且没对选位摆臂加力，右端限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球定位在3——4档受动槽；D、按动通电保持延时开关，选位电磁铁通电产生磁场，在下位的动铁芯克服弹簧力移至上位，后摆选位摆臂，拨档指毂右移越过动铁芯让出的位置，直到顶住变速器内侧右壁停住，拨档指进入倒档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂，完成进倒档动作；回摆拨档摆臂，右端的限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球精准定位在3——4档受动槽内，选位电磁铁断电，动铁芯重回下位关闭进入倒档受动槽的通道；E、没开启选位电磁铁，向前或向后摆动选位摆臂不到位，即拨档指没完全进入1——2 档受动槽或5——6档受动槽，拨档指会跨界处在两个受动槽内，这时左右两只限制指也会进入这两个受动槽，防止同时推进两个档；或者开启选位电磁铁，选位摆臂动作不到位，拨档指没完全进入倒档受动槽，处在倒档受动槽与5——6档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入倒档受动槽和5——6档受动槽，阻止错误发生。
9.根据权利要求1或6所述的一种手动变速器选换档集成装置，其特征在于工作流程如下设两只选位电磁铁控制操控五根拨叉杆的工作流程，A、开启左选位电磁铁，向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与变速器内侧左壁顶住停止，拨档指完全进入1——2档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，1——2档拨叉杆完成进 1档动作；回摆拨档摆臂，1——2档拨叉杆退出1档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下，把拨档指从1——2档受动槽回移到5——6档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时，受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在5——6档受动槽；重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进2档动作；回摆拨档摆臂，退至空档；B、不开启左选位电磁铁，向前摆动选位摆臂，选位齿轮逆时针旋转通过弧形齿条使拨档轴左移，移至拨档指毂左端与左选位电磁铁动铁芯顶住停止，拨档指完全进入3——4档拨叉杆受动槽，向前摆动拨档摆臂，拨档轴带动拨档指前摆，受动槽前移，3——4档拨叉杆完成进3档动作；回摆拨档摆臂，3——4档拨叉杆退出3档回位空档；左端的限制指在滑块体内中推弹簧推动下，把拨档指从3——4档受动槽回移到5——6档受动槽，定位钢球在拨档指回到中间区域时，受定位弹簧作用力落入拨档轴上的V形槽，使拨档指精准停位在 5——6档受动槽；重复选位动作再后摆拨档摆臂，完成进M档动作；回摆拨档摆臂，退至空档；C、选位摆臂无动作，拨档指在5——6档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进5档，后摆拨档摆臂进6档，回摆在空档；D、后摆选位摆臂，选位齿轮顺时针旋转通过弧形齿条使拨档轴右移，直到拨档指毂右端顶住选位电磁铁的动铁芯停住，拨档指完全进入7——8档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂进7档，后摆进8档；回摆拨档臂且没对选位摆臂加力，右端限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球定位在5——6档受动槽；E、按动通电保持延时开关，右选位电磁铁通电产生磁场，在下位的动铁芯克服弹簧力移至上位，后摆选位摆臂，拨档指毂右移越过动铁芯让出的位置，直到顶住变速器内侧右壁停住，拨档指进入倒档拨叉杆受动槽内，前摆拨档摆臂，完成进倒档动作；回摆拨档摆臂，右端的限制指会把拨档指推回中位并被定位钢球精准定位在5——6档受动槽内，右扩选位电磁铁断电，动铁芯重回下位关闭进入倒档受动槽的通道；F、没开启选位电磁铁，向前或向后摆动选位摆臂不到位，即拨档指没完全进入3——4 档受动槽或7——8档受动槽，拨档指会跨界处在两个受动槽内，这时左右两只限制指也会进入这两个受动槽，防止同时推进两个档；或者开启右选位电磁铁，选位摆臂动作不到位， 拨档指没完全进入倒档受动槽，而是处在倒档受动槽与7——8档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入倒档受动槽和7——8档受动槽，阻止错误发生；或者开启左选位电磁铁，选位摆臂动作不到位，拨档指没完全进入1——2档受动槽，而是处在1——2档受动槽与3——4档受档槽之间，紧随左右的两只限制指会分别进入1——2档受动槽和3——4 档受动槽，阻止错误发生。
全文摘要
本发明涉及机动车变速器领域，尤其公开了一种可操控四只拨叉杆或五只拨叉杆的手动变速器选换档集成装置，包括选位摆臂、选位齿轮、拨档摆臂、拨档轴、限制指、选位电磁铁，所述选位摆臂摆动，带动选位齿轮旋转运动，选位齿轮带动制有弧形齿条的拨档轴轴向移动，拨档轴上的拨档指可在变速器的拨叉杆组的受动槽中沿槽向移动，选定位置后拨档摆臂带动拨档指摆动，可使所在受动槽的拨叉杆作进出档动作。拨档指两端分别紧贴设置有可随拨档指沿槽向移动的限制指，限制指可限制拨档指同时误推进两个档；选位电磁铁可开启或关闭第4、5只拨叉杆受动；本发明结构简单可靠，制造成本低，与现行六档制排档器对接匹配、与变速器拨叉杆槽口对接方式相同。
文档编号F16H59/02GK102322513SQ20111028587
公开日2012年1月18日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者孔凡鲁, 江大建 申请人:孔凡鲁, 江大建