专利名称：变速器换档助力器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车变速器技术领域，确切地说是一种变速器的辅助装置，协助变速器换档，使得驾驶员省力。
背景技术：
众所周知，汽车变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，来改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有合适的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内进行工作，使汽车具有高的动力性和经济性指标。而对于载重汽车的关键部件变速器总成的要求更是如此。早期的机械式变速器，换档型式一般采用滑移齿轮(对圆柱齿轮而言)或啮合套(对圆柱斜齿轮而言)来实现，这样，势必给操纵带来一些不便，换档时需人为地利用两脚踩离合器，同时还需调节发动机的转速(升档需降低发动机的转速，而降档需提高发动机的转速，即收油门或轰油门)来控制输入端及输出端的转速以达同步，因而增加了驾驶人员的劳动强度和紧张感；另外，也使齿轮端部经常处于相撞状态，从而降低了齿轮强度及缩短寿命。为了保证汽车在行驶中变速器需换档时，齿轮端部不受冲击，且操纵轻便、灵活、快捷，因而在现代汽车上的机械式变速器中均采用了锁销式同步器或锁环式同步器，从而可提高汽车的加速性和行驶的安全性。目前，各种类型结构的同步器均采用摩擦原理，即在同步器的摩擦锥面上产生一定的摩擦力从而获得一定的摩擦力矩来克服输入端另件的转动惯量，使输入端及输出端的转速在最短的时间内达到同步状态，以利轻便换档、快捷换档。而同步器的摩擦锥面上所要产生的摩擦力及摩擦力矩是靠驾驶员施加的换档力来获得的，驾驶员施加的换档力大，则同步器的摩擦锥面间产生的摩擦力及摩擦力矩大，同步时间及换档时间短，即可实现快捷换档，反之，输入端及输出端的转速不能在很短的时间内达到同步状态，也就不能快捷换档，即换档时间延长。换档时间长，将直接影响汽车的加速性和动力性，并影响汽车的正常行驶。但在现代重型汽车所配置的机械式变速器中，由于输入扭矩、速比、档位均较轻型汽车变速器的大、多，因而变速器内部的零件多、质量大，其同步器输入端的转动惯量也就相应地增加了好多。因此在重型汽车行驶中变速器需进行换档时，要克服同步器输入端如此大的转动惯量，驾驶员就必须施加更大的换档力(重型汽车变速器一般为5公斤左右力)，才能达到快捷换档的目的。然而，汽车在整个行驶过程中，为了适应各种路况及工况，变速器的换档将是很频繁的，那末，驾驶员的手上也将频繁地用5公斤的力予以应付，这样，必然加大了驾驶员的劳动强度，使驾驶员始终处于疲劳状态，这对行车是极不安全的。
发明内容
本实用新型的目的是为了减轻驾驶员的劳动强度，保障行车安全，我们在变速器中加设一换档助力器，来帮助驾驶员进行换档，以减低驾驶员手上的换档力。
本目的以下列技术方案来实现该变速器换档助力器，它包括由助力器本体与气缸本体连接构成的外壳，在气缸内设有管状活塞轴及其活塞，活塞壁上设有气孔，沿活塞轴中心线设有进气管，在进气管上依次可活动装置有相应的两个气喉弹簧、气喉、活门、活门之间有活门弹簧，它们由相应的两个活门顶封堵，左侧活门顶的后端设有弹性卡圈，在活塞轴内侧还设有各部件的限位套，它们构成了换档气体输入，输出传递系统，在助力器本体内，即活塞轴的左端设有活塞轴接杆，接杆内设有拉杆总成，拉杆总成的右端与进气管固定连接，其左端通过螺栓与挂档接头连接，在接杆与拉杆总成的管体上设有换档气体输入、输出传递系统的回位装置，它主要由挂档拨头，在其内设有定位螺钉，螺钉的下端呈弧面形，沿弧面设有钢球，钢球下面设有钢球回位弹簧，回位弹簧由弹簧堵柱及弹性卡环限位而构成。在换档气体输入、输出传递系统的组件之间分别设有“O”形密封圈。在所述进气管的右端设一有排气通道的后螺堵，外壳的两端分别设有防尘罩。
本实用新型具有以下特点它主要适用于双杆操纵的重型汽车用变速器，即选档和挂档分别是两条不同的路径，而换档助力器正是装在挂档路径处的换档摇臂上；它在变速器选档时不助力，只是在挂档时，当驾驶员所给的换档力超过了规定值，将起助力作用；助力作用是根据驾驶员向换档命令杆施加的规定力而同时打开进气活门，使压缩空气快速进入随动气缸形成压力所产生的；它随动性好，驾驶员向换档命令杆施加的规定力与压缩空气快速进入随动气缸形成的压力是同时产生的，没有时间滞后现象，因此不会影响快捷换档；它能有效地防止变速器由于汽车在行驶时所产生的颠簸而引起的掉档现象；在行车过程中，万一压缩空气系统发生故障，只需摘除助力器的进气管，此时，变速器只是失去了换档助力作用，而不会因此影响到变速器的正常换档，这时，不过是换档力增大而已，所以也不会影响车辆的正常行驶；由于设计巧妙紧凑，因而使其体积小、重量轻、适用于各类型的重型汽车。
图1为本实用新型整体结构剖视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的整体结构及工作原理作详细描述如图1所示说述的变速器换档助力器包括由助力器本体8与气缸本体10连接构成的外壳。在气缸内设有管状活塞轴9及其活塞11，活塞壁上设有气孔，沿活塞轴中心线设有进气管17，在进气管上依次可活动装配有相应的两个气喉弹簧20、气喉12、活门21，在活门之间有活门弹簧22，它们由相应的两个活门顶13封堵，左侧活门顶的后端设有弹性卡圈19，在活塞轴内侧还设有上述各组件的限位套14，它们构成了换档气流输入，输出传递系统。在换档气体输入、输出传递系统的组件之间分别设置有“O”形密封圈(23、24、26、28、29)。在助力器本体8内，即活塞轴的左端设有活塞轴接杆4，接杆内设置有拉杆总成3，拉杆总成的右端与进气管17固定连接，其左端通过螺栓2与挂档接头1连接，在接杆4与拉杆总成3的管体上设置有换档气流输入、输出传递系统的回位装置，该回位装置主要由挂档拨头5，在其内装置有定位螺钉7，螺钉的下端加工成弧面形，沿弧面设置有一个钢球32，钢球下面设置有钢球回位弹簧31，回位弹簧由弹簧堵柱及弹性卡环30限位而构成。在所述进气管的右端设置一个带有排气通道的后螺堵16，该助力器外壳的两端分别装置有防尘34。具体装配如下由于进气管17的左端有一小台肩卡在拉杆总成3右端的孔肩上，所以进气管17从拉杆总成3右端的孔中无法掉出.而活门顶13、气喉弹簧20、气喉12、活门21、活门弹簧22、气管垫圈18套在进气管17上，然后用钢丝卡圈19卡在进气管17上的卡圈槽内，以防上述零件从进气管17上滑出，将由活塞接杆4和活塞轴9连为一体的右端孔内穿过。所述活塞轴9与活塞接杆4用螺蚊连接，活塞11用两个轴用弹性卡圈25与活塞轴9连为一体装入气缸本体10中，在装入的同时，把挂档拨头5套在活塞接杆4上，再用轴用弹性卡圈33卡住，而气缸10用螺蚊与助力器本体8连接为一体。另外，在装配时使拉杆总成3上的φ10孔与活塞接杆4上的φ22孔对正为止，将定位螺钉7从挂档拨头5的孔中放入，使定位螺钉7头部的方边正好卡在拉杆总成3的方槽内，从挂档拨头5的另一端孔中，用紧固螺母6(两个)旋在定位螺钉7上并拧紧，使其与拉杆总成3固定为一体。在活塞接杆4上的φ22孔中放入钢球32，使其落入定位螺钉7大头的弧面内，然后放入弹簧31及弹簧堵柱30后用孔用弹性挡圈卡住。同时要保证拉杆总成3在活塞接杆4的孔内可以往复滑动，滑动行程向左、向右均为2.5毫米。将限位套14放进活塞轴9的孔内，再装上并拧紧后螺堵16，再用螺母15锁紧，以防松动。最后把制造成型的助力器装配到变速器横向换档杆的端部，使挂档拨头5上的φ28圆柱体插入换档摇臂的椭圆形孔中。将挂档接头1用螺栓2与拉杆总成3连为一体，再把从驾驶室引来的连杆用螺栓与挂档接头1连接起来，拉动连杆与挂档接头1即可实现换档助力。
换档助力的动作原理由拉杆总成3及其它零件所组成的换档气体传递部分在活塞接杆4的孔中可以往复滑动，其滑动行程向左向右均为2.5毫米。它左右活动的力是由驾驶员通过驾驶室的操纵杆及从驾驶室引来的连杆传递而来，活动行程2.5毫米是由固定螺钉7的椭圆形柱面与挂档拨头1的φ22孔所形成的间隙来控制。只需在拉杆总成上施加轴向推或拉力，便可往复运动2.5毫米，这时活门21在活门顶13的推动下，使其脱离气喉12的端面，在其中间产生一个2毫米的间隙，压缩空气即从此迅速流入气缸10的某一端，活塞11在气压的作用下，推动活塞轴9、活塞接杆4及换档拨头5，来使换档摇臂旋转，实现挂档，由于活塞面积的缘故，活塞轴上产生了大的轴向力(计算为90Kg)。按实际使用可分以下工况进行论述汽车在以某一档位行驶而需要进行换档时，应先踩下离合器踏板，就在用力踩的同时，离合器助力器的气门打开，由于换档助力器的进气管与离合器助力器气门相串联，所以，气流将进入两活门21所形成的气室内，由于驾驶员此时还没有给以操纵杆上施加力即拉杆总成3没有受到轴向力的作用，因此换档输入传递部分的定位螺钉7头部的弧面在弹簧31和钢球32的推动下，使其处于平衡位置，即中间位置。而左右两个活门21在活门弹簧22和从进气管17流入气压的作用下，始终紧压在气喉12的端面上，使气流无法通过而流入气缸10的某一腔。
当变速器挂后排档位时，驾驶员将操纵杆向前施加1Kg的力，经过操纵杆间的比例关系进行放大，通过连杆传递到换档接头1及拉杆总成3上，以克服左边气喉弹簧20及回位弹簧31的阻力，使拉杆总成3及左边活门顶13同时向右产生2.5毫米的位移，就在这位移的同时，左边活门21也将被推移，迫其离开左边气喉12的端面，在此形成一个通道，压缩空气从此并经左边气喉12及活塞轴9上的气孔进入气缸10的左腔而推动活塞11右端的轴用弹性挡圈25、活塞轴9、活塞接杆4、挂档拨头5，使换档摇臂旋转便可挂上后排档位。而右边活门顶13在拉杆总成3及其它零件向右移动的同时，在右边气喉弹簧20的作用下，也随着向右位移，远离右边活门21的端面，使之间的间隙增大，以便气缸10右腔的空气在活塞11向右移动时，能够顺利地排入大气。当所需档位挂到位以后，驾驶员释放操纵杆，这时挂档接头1及拉杆总成3将没有轴向力的作用，因此拉杆总成3、左边活门顶13、左边活门21、将分别在回位弹簧31、左边气喉弹簧20及活门弹簧22的作用下，各自回到原来的位置，左边活门21将截断气流，活塞11便停止移动，挂档结束。
当变速器需挂前排档位时，驾驶员将操纵杆向后施加1kg的力，经过操纵杆间的比例关系进行放大，通过连杆传递到换档接头1、拉杆总成3、进气管17、进气管垫圈18及钢丝卡圈19上，以克服右边气喉弹簧20及回位弹簧31的阻力，使拉杆总成3、进气管17、进气管垫圈18及钢丝卡圈19及右边活门顶13同时向左产生2.5毫米的位移，就在这位移的同时，右边活门21也将被推移，迫其离开右边气喉12的端面，在此形成一个通道，压缩空气从此并经右边气喉12及活塞轴9上的气孔进入气缸10的右腔而推动活塞11、左端的轴用弹性挡圈25、活塞轴9、活塞接杆4及档拨头5，使换档摇臂旋转便可挂上后排档位。而左边活门顶13，在拉杆总成3及其它零件向左移动的同时，在左边气喉弹簧20的作用下，也随着向左位移，远离左边活门21的端面，使之间的间隙增大，以便气缸10左腔的空气在活塞11向右移动时，能够顺利地排入大气。当所需档位挂到位以后，驾驶员释放操纵杆，这时挂档接头1、拉杆总成3、进气管17、进气管垫圈18及钢丝卡圈19将没有轴向力的作用，因此拉杆总成3、右边活门顶13、右边活门21、将分别在回位弹簧31、右边气喉弹簧20及活门弹簧22的作用下，各自回到原来的位置，右边活门21将截断气流，活塞11便停止移动，挂档结束。由于该装置的进气管17相连与离合器助力器的活门，因此，在汽车作正常行驶不需要进行换档时，离合器将处于结合状态，离合器助力器没有动作，其后也没有气压存在，所以在换档助力器两活门间形成的气室内也不存在气压，如果汽车行驶在颠簸路面，变速器外部的操纵杆系发生前后摆动时，不论摆动的力有多大，拉杆总成3也只能前后摆动2.5毫米，却无力推或拉动活塞轴9，这是因为在活塞的两端此刻已形成了负压所致。另外在活门21及活门顶13处有一很小的间隙，将起一定的阻尼作用，因此，变速器将不会发生掉档，起到了有效的防掉档作用。
权利要求1.一种变速器换档助力器，其特征是它包括由助力器本体(8)与气缸本体(10)连接构成的外壳，在气缸内设有管状活塞轴(9)及其活塞(11)，活塞壁上设有气孔，沿活塞轴中心线设有进气管(17)，在进气管上依次可活动装置有相应的两个气喉弹簧(20)、气喉(12)、活门(21)、活门之间有活门弹簧(22)，它们由相应的两个活门顶(13)封堵，左侧活门顶的后端设有弹性卡圈(19)，在活塞轴内侧还设有各部件的限位套(14)，它们构成了换档气体输入，输出传递系统，在助力器本体(8)内，即活塞轴的左端设有活塞轴接杆(4)，接杆内设有拉杆总成(3)，拉杆总成的右端与进气管(17)固定连接，其左端通过螺栓(2)与挂档接头(1)连接，在接杆(4)与拉杆总成(3)的管体上设有换档气体输入、输出传递系统的回位装置，在所述进气管的右端设一有排气通道的后螺堵(16)，外壳的两端分别设有防尘(34)。
2.根据权利要求1所述的变速器换档助力器，其特征是所述的换档气体输入、输出系统回位装置主要由挂档拨头(5)，在其内设有定位螺钉(7)，螺钉(7)的下端呈弧面形，沿弧面设有钢球(32)，钢球下面设有钢球回位弹簧(31)，回位弹簧由弹簧堵柱及弹性卡环(30)限位而构成。
3.根据权利要求1所述的变速器换档助力器，其特征是在换档气体输入、输出传递系统的组件之间分别设有“O”形密封圈(23、24、26、28、29)。
专利摘要该变速器换档助力器具有由助力器本体8与气缸本体10构成的外壳，气缸内有活塞11及活塞轴9，轴上有气孔，轴管内有进气管17，进气管上活动装有气喉弹簧20、气喉12、活门21、活门弹簧22、由活门顶13将其封堵，由限位套14、卡圈19限位，其后端有带气孔的后螺堵16它们构成了气体传递系统。活塞轴左端设有接杆4，接杆管内有拉杆总成3，其右端与进气管固定连接；左端与挂档接头1连接，拉杆与接杆体上装有换档气体传递系统回位装置，外壳两端有防尘罩。本实用新型的使用能使变速器换档时轻便，灵活、快捷，大大地减轻驾驶员的劳动强度；并有效地防止汽车行驶在颠簸面时变速器发生掉档现象。
文档编号F16H57/00GK2622453SQ0324197
公开日2004年6月30日 申请日期2003年6月25日 优先权日2003年6月25日
发明者刘德保 申请人:陕西法士特齿轮有限责任公司