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（19）美利坚合众国

（12）专利申请公开

费尔南德斯

（10）出版号：US 2014/0090499 A1

（43）出版日期： 2014.4.3

（54）主换挡杆上的阻尼器

（71）申请人：伊顿公司，克利夫兰,俄亥俄州（美国）

（72）发明者：Josevaldo Roberto Fernandez ,Buarulhos(巴西)

（73）专利权受让人：伊顿公司，克利夫兰,俄亥俄州（美国）

（21）专利申请案号：13/670,449

（22）专利申请日：2012.11.6

专利的母案及其相关信息

（60）临时申请号 No.61/708,322,在2012.10.1申请。

出版物分类

（51）国际专利分类号

F16H 59/02 (2006.01)

（52）美国专利分类号

CPChellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;F16H 59/02(2013.01)

USPChellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;74/335

(57)

摘要

该专利公开了一种复合传动装置换档机构。换档机构包括至少有一个配置在变速器轴上的多个齿轮，和至少一个与多个齿轮中的至少两个齿轮接合的同步器。该换档机构包括一个控制系统，该控制系统的作用是接合上述同步器并将其定位，使得其与多个齿轮中的至少两个齿轮对准。另外，换档机构包括至少一个阻尼组件，配置在控制系统上并且可操作地连接到同步器。

主换挡杆上的阻尼器

技术领域

[0001]技术领域一般涉及手动组合变速器的多轨换档机构，尤其是涉及手动组合式变速器内的齿轮选择系统。

背景

[0002]手动复式变速器应用于各种车辆。这种复合变速器通常包括多速主段，其包含用于各种范围和负载齿轮传动的多个齿轮。

[0003]手动复合传动装置通常位于传动系内，邻近具有至少一个旋转驱动轴的主驱动单元。这类复合变速器通常包括从变速器延伸，并与操作者相互作用的换档器或档位选择器。复合传动装置可以包括旋转和滑动组件，其作用是，当操作者移动换档器或档位选择器时接合期望的齿轮组。具体地，在手动复合变速器中，操作者通过档位选择器，将变速杆推或拉到期望的换档滑槽来选择适当的档位。固定在主换档导轨上的的轨道选择器能将换档杆的运动转换到换档叉。导轨选择器则是通过穿过导轨选择器的中心位置的滚销固定到主换挡导轨上。换档杆的作移动使得一组换档轨道移动至少一个换档拨叉，这使得换档轴套在适当的旋转齿轮上滑动，以同步和激活所期望的档位范围。

[0004]当选择想要的档位时，换挡质量是人工复合变速器的重要因素。有许多因素影响换挡质量，例如（但不限于）换档力、碰撞产生的裂纹、制动器、疲劳侵蚀，旋转的精确性以及滑动组件（例如但不限于换挡结束时的冲击感）等。疲劳侵蚀可以定义为一种在成功同步后的局部冲击形式，它可能由齿轮接合和分离的过程中而产生的速度差所导致。然而不幸的是，先前讨论的影响换档质量的因素通常是直接通过旋转组件和换档轨道传递的，因为以前包括换档组件在内的设计，都直接固定在换档轨道上。这些因素通过组件直接传递，通过换档杆，最终传到操作员手中。

[0005]换挡质量对于通过换挡杆提供适当的的反馈给操纵者非常重要，当复合传动装置啮合适当的齿轮组时，可防止换挡移位和其他可能对变速器造成伤害并减少其寿命的状况。同样地，能防止疲劳和防止换挡杆反馈给操作者时可能带来的伤害，如手腕、手臂或肩膀的损伤。

[0006]因此，变速器中最好提供一个手动复合传动系统，对啮合元件进行同步控制，同时提供额外的阻尼机制以提高换档质量和操纵者的控制体验，从而使得操纵平顺，防止操纵者感到疲劳，并延长变速器寿命。

总结

[0007]本发明涉及手动复合变速器的换档质量。手动复合变速器包括至少一个与用于移动的换档轨道相连的换档杆，其接合多个用于接合至少一个齿轮的换档环。典型的换档机构可以过滤或移除当换档机构接合叉和当换档环与至少一个齿轮同步啮合时产生的至少两种公知的现象，这两种现象都可以在变速杆中被感觉到。

[0008]一个典型的换档机构也可以让操作者选择特定齿轮时，提供平滑的端止感。换档机构可包括配置有至少一个轨道选择器的换档轨道。轨道选择器可以纵向地放置在换档轨道上，并且有至少一个阻尼构件配置在轨道选择器的前方和轨道选择器的后缘附近。轨道选择器可以通过任何现有的方法锁定在换档轨道上。具体地说，轨道选择器至少有一个止动销和一个止动垫圈，可以防止在主换档轨道上滑动或靠在尾部。

[0009]此外，换挡机构可能包括改进的同步功能，有助于预防齿轮换挡过程中的磨损。改进后的同步功能包括一个弹簧机构，弹簧保持在有至少一个止动卡环的换挡轨道上，卡环装配在弹簧的外侧。此外，换挡机构包括一个滑套，当移动它时，能起推动作用，通过支撑或预紧力，其阻挡环能阻碍对应的齿轮。当被推向齿轮锥时，阻挡环由于摩擦而一起旋转，直到接触一个固定的轮毂窗口方停下。在这个位置，参与对齐的滑套倒角在同步阶段开始与倒角对齐。一旦同步完成，阻挡环和滑动套筒啮合（通过倒角）。换档机构释放滑动套筒以朝向目标齿轮移动。滑套和锥齿轮花键冲击向对方，又由于倒角作用使得花键啮合，从而完成啮合。

图纸的简要说明

[0010]图1是一个复合手动变速箱切除一部分的透视图，而不是外形图，；

[0011]图2是复合型手动变速器的典型换挡轨道阻尼系统的透视图；

[0012]图3是安装在主换挡轨道上的大位移轨道阻尼器总成的透视图；

[0013]图4是典型换挡轨道阻尼系统的爆炸透视图；

[0014]图5是典型旋转组件的部分截面视图；

[0015]图6表现了一个复合型手动变速器的典型同步器爆炸视图；

[0016]图7表现了一个有斜度的预紧量的部分剖视图；

[0017]图8A表现了一个典型的预紧量和同步器未作用时的部分剖视图；

[0018]图8B表现了一个典型的预紧量和同步器正在同步时的部分剖视图；

[0019]图8C表现了一个典型的预紧量和同步器完成同步时的部分剖视图；

[0020]图9表现了一个典型的同步器啮合位置的俯视图；

[0021]图10表现了一个典型的同步器部分啮合位置的俯视图；

[0022]图11表现了一个典型的同步器完全啮合位置的俯视图。

详细说明

[0023]参考以上论述和图纸，将详细说明系统的结构和具体的方法。虽然图纸表现了一些可能的方法，但不一定能准确衡量，而且某些特征可能被夸大、删除，或只选取结构的一部分来进行更好的说明和解释。此外，此处所进行的描述不会特别详细和彻底，也不会以其他方式限制如图纸中所示的精确形式和配置，具体内容如下文所示。

[0024]文中使用的“示例性说明”和“示例”或类似的语言，意味着在示例性方法中描述的特定特征、结构或特征包含在至少一个插图中。在不同的地方出现“示例”或类似类型语言，并不一定都指同一个例子。

[0025]根据本文所述的各种示例性插图，公开了一种系统和方法。具体地说，公开了一种典型的复合手动变速器的换档机构。复合式手动变速器包括输入轴和输出轴，输入轴与动力部件相接合（图中未显示），而输出轴可与驱动部件啮合（图中未示出）。复合型手动变速器包括主轴、中间轴和配置在变速器壳体内的多个齿轮。主轴可配置在输入轴和输出轴之间，并可配置在复合手动变速器的后部。主轴可配置第一组齿轮，其与配置在中间轴上的第二组齿轮对准。轴和齿轮通常称为旋转组件。

[0026]换档杆可从配置在变速杆壳上的控制塔延伸，该变速杆壳体可连接到复合传动壳体的上部。换档杆壳体可以配置在接近旋转组件的一个换挡轨道的位置上，从而巧妙地连接了换挡杆和至少一个拨叉旋转组件。一个移动导轨可配置至少一个阻尼元件，以减少或消除缺口，疲劳侵蚀或其他可能会造成换档质量差的问题。阻尼元件可以是弹簧、低摩擦衬套、线性滚珠轴承或其它已知阻尼元件，该阻尼元件可配置在至少一个换档轨道上。操作者可选择所需的齿轮组来连接换档杆和旋转组件，因为换挡杆可以直接连接到复合传动装置内的齿轮上。下面更详细地讨论，至少一个换档轨道，可以包括轨道选择器和至少一个配置在主换档轨道上的阻尼元件。通过至少一个移动导轨的运动，拨叉可以驱动至少一个同步器，在下面更详细的讨论，用于啮合选定的齿轮组，这有助于延长复合型变速器的寿命，和减少可能与换档相关的疲劳侵蚀。

[0027]旋转组件包括输入轴、主轴、中间轴、同步器，可以通过所需的齿轮组，将扭矩从发动机传递到输出轴。主轴可以包括多个可接合固定齿轮的同步器，由输入轴驱动最终带动中间轴上的齿轮。同步器包括至少一个轮齿，至少一个同步器环，固定套，滑套和预紧量组件。轮齿、同步器环、固定套等都有齿，这些齿和相应的滑动套筒内径表面齿接合。每个齿都能让滑套上相应的倒角齿对齐。因此，在操作中，当倒角开始对齐，同步阶段则开始。此外，预紧组件包括至少一个支撑、滚筒、柱塞和弹簧。

[0028]当滑动套筒向一边推动时，通过支柱或预紧量的作用，对准目标齿轮。当被推到相应的齿轮锥上时，阻挡环由于摩擦旋转，直到与齿轮壁面接触。在这个位置，配合倒角可以和设置在滑套的齿上的倒角对准，然后相互对齐，同步启动。一旦完成，同步器，阻挡环和滑动套筒啮合（通过倒角），释放滑动套筒向齿轮推进。滑套和锥齿轮花键开始接合，由于花键倒角的啮合作用，从而完成接合。因此，在操作中，操作者移动换档杆来选择预定的齿轮组。齿轮的选择是通过操纵变速杆滑主要改变轨道来实现的，从而连接转移轨道与同步器，最终连接齿轮。导轨选择器提供推动或拉动换档叉的线性力，从而将拨叉的至少一部分滑动到滑动套筒外径上的外啮合槽上，以同步并接合所需的齿轮组。

[0029]图1所示为复合式手动变速箱100。变速器100可包括输入轴110和输出轴112，输入轴110可接合发动机（未显示），而输出轴112可包括用于啮合从动部件的轭架114（未示出）。复合型手动变速器100，在下面将更详细的讨论，包括一个输出轴主轴116、中间轴轴118和配置在轴116、118上的齿轮组120、122。主轴116和中间轴118配置在变速器壳体124中，与输入轴110啮合，以延长变速器壳体124的前部；与轭架114啮合，以延长变速器壳体124的后部。主轴116可包含配置在其上的多个第一齿轮120，中间轴118可包含配置在其上的多个第二齿轮122，两轴上的齿轮可相互对齐啮合。输入轴110，输出轴112，主轴116和中间轴118可通过多个轴承126支撑在变速器壳体124上。主轴116包括至少一个同步单元或同步器140（更详细的讨论见下文）来保持预定的输出速度。

[0030]继续参考图1，上壳体部分128配置有换档杆壳体130。此外，控制单元132从换档杆壳130延伸到换档杆134。控制单元132可以包括具有轴向调整元件的十字接头，以增加换档选择，同时减少换档杆134中的任意自由间隙。换档杆壳体130配置有保持和调整换档控制系统136。控制系统136可将换档杆134的运动转换到至少一个换档叉138上，以便从多个齿轮120中选择所需的齿轮组以确定预估的输出。此外，换档拨叉138可接合的至少一部分的同步器140来选择预定的齿轮组，下面更详细地讨论。

[0031]图2说明了控制系统136的详细视图，它包括至少一个主换档轨道210。主换档轨道210可包括第一端部212、中部部分214和第二端部216。如图所示，控制系统包括多个换档轨道。具体而言包括第二换挡轨道218，第三换挡轨道220和第四换挡轨道222。不过这仅仅是一个例子，用来表明控制系统可以使用任意数量的换档轨道。此外，每个换档轨道216、218、220可包括相应的换档叉138、138“、138”，将在下面详细讨论。主换档轨道210可包括接合机构230和轨道选择器阻尼组260，将在下面详细讨论。

[0032]接合机构230可用于将换档杆134与主换档轨道210互连。接合机构230可根据主控单元132的特定位置，配置在主换档轨道第一端或主轨道第二端216上。接合机构230可连接换档杆134的末端，并包括至少一个调节机构（240）。调整机制240可安装在啮合机构230的一侧，以帮助最小化或消除自由间隙，同时改善换档质量。另外，控制塔132可包括十字接头（未示出） 来帮助增加档位的选择，同时减少或消除自由间隙。调节机构240可以包括弹簧压紧机构或制动柱塞242中的一个，230的偏压行程可以改善换挡杆134的换档限制和减少自由间隙，并且偏置板246具有凹槽和通道，用于换档杆行程的偏置模式，允许接合机构230维持限定的换档模式，这改善了换档的限制并且减少或消除了自由间隙。

[0033]另外，制动柱塞242可包括偏压构件248和衬套250。偏压构件248可以是配置在制动柱塞242和衬套250之间或其它固定点上的弹簧、弹性体或其它已知的偏压装置。可以发现，制动柱塞242和制动斜面244的长度可以改善卡扣式移动，同时减少杆件游隙。卡入式换档意味着不用移动推动杆就

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