一种带自定位及换挡回位的换挡机构

技术领域

本发明涉及一种汽车换挡机构，尤其是涉及一种带自定位及换挡回位的换挡机构。

背景技术

汽车换挡机构在选档时换档摇臂左、右摇动，通过换档轴使选档摇臂产生绕选档摇臂轴转动。由于选档摇臂的旋转，会拉动换档摇臂产生一个偏转。近年来，国内外有手动汽车换挡机构增加了换档限位结构，这类操纵器限位结构与操纵器座体是一体的，因此换档摇臂的偏转导致限位锁舌与限位块之间发生干涉或非正常摩擦，影响操纵手

但是，现有技术中的汽车换挡机构还存在以下技术缺陷：

（1）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，因而该摩擦副在换挡受力大并且受力时间长，容易被磨损，所以需要定期更换，影响了换挡机构的使用寿命。

（2）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，滑块移动至空挡位置时，无法保持换挡杆一直处于中间位置的能力差，因而换挡杆容易产生晃动间隙。

（3）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，使用一段时间后，滑块移动至前进挡限位区域或后退档限位区域时，容易出现涩感，无法使得换挡手感更加柔和，降低了驾驶人员的体验感。

发明内容

本发明设计了一种带自定位及换挡回位的换挡机构，其解决的技术问题是：（1）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，因而该摩擦副在换挡受力大并且受力时间长，容易被磨损，所以需要定期更换，影响了换挡机构的使用寿命。（2）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，滑块移动至空挡位置时，无法保持换挡杆一直处于中间位置的能力差，因而换挡杆容易产生晃动间隙。（3）现有换挡机构中的滑块只存在一个摩擦副，使用一段时间后，滑块移动至前进挡限位区域或后退档限位区域时，容易出现涩感，无法使得换挡手感更加柔和，降低了驾驶人员的体验感。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种带自定位及换挡回位的换挡机构，包括换挡杆（1）和机构壳体（5），所述换挡杆（1）上端与操纵杆连接，所述换挡杆（1）下端与汽车换挡软轴连接，所述换挡杆（1）的内腔提供滑块（2）的运动空间；所述滑块（2）位于所述换挡杆（1）的内腔中并且能够在滑块座（3）上移动，中心轴（6）实现所述换挡杆（1）、选档摇臂（7）与机构壳体（5）的连接，其特征在于：所述滑块（2）设置多个摩擦副与所述滑块座（3）配合实现不同档位地的切换，并且避免集中摩擦造成使用寿命减少。

优选地，所述滑块（2）下端为W型结构，所述W型结构的最下端为两个曲线E（23）限定，两个曲线E（23）处分别为一摩擦副，所述W型结构的最上端为曲线D（22）限定，两个曲线E（23）与曲线C（21）的两个波谷相交，所述曲线D（22）与所述曲线C（21）的波峰相交，所述波峰位于两个所述波谷之间；

对应地，所述滑块座（3）为通过交差连接的曲线A（31）和曲线B（32）进行限定，所述曲线A（31）为双波峰曲线，即：下波峰的顶部设置上波峰。

优选地，所述曲线C（21）的相对高度范围L：1.5—4.5mm，切线夹角α

优选地，所述曲线A（31）中上波峰相对高度范围L：1.5—4.5mm，上波峰弧形切线夹角α：86°—110°，上波峰顶端圆角半径R

优选地，所述滑块（2）上端与压缩弹簧（8）连接，所述操纵杆作用所述压缩弹簧（8）确保所述滑块（2）与所述滑块座（3）不分离。

优选地，所述换挡杆（1）顶部留有安装孔以匹配所述操纵杆，所述换挡杆（1）中部具有匹配滑块的孔及卡槽，所述滑块（2）外表面设有防止旋转的限位块，所述限位块卡在所述卡槽中。

优选地，所述机构壳体（5）两端分别设有一缓冲垫块（4），在所述换挡杆（1）前进、后退的换挡过程中与缓冲垫块（4）发生碰撞，进行缓冲限位以及消除噪音。

优选地，所述缓冲垫块（4）可拆卸式安装于所述机构壳体（5）顶端，由所述机构壳体（5）对其横向和纵向的限位。

优选地，所述滑块座（3）可拆卸式安装于机构壳体（5）上表面；或所述滑块座（3）与机构壳体（5）做成一体式机构。

优选地，所述滑块座（3）内部设有防转动限位块与所述机构壳体（5）配合。

该带自定位及换挡回位的换挡机构具有以下有益效果：

（1）本发明结构设计可靠合理，操纵手感良好，换挡吸入感、定位感强，可以有效避免脱档的问题，很大强度提升驾驶员的操纵体验性。

（2）本发明在换挡过程中，滑块作为运动件不断在前、后往复摩擦运动，较之现有技术，新结构摩擦副由1个增至为2个，原理上可以增强1倍的寿命。

（3）本发明较之现有技术，两个摩擦副共同作用使换挡杆保持在中间位置，实现更小的晃动间隙，更强有力的保持换挡杆在中间位置的能力。

（4）本发明无论是前进档位还是后退档位时，都有两个摩擦副作用平滑的圆弧面，不仅仅可以使得换挡手感更加柔和，不会产生换挡力急剧突变，也可以确保每个摩擦副的磨损降低一半，延长使用寿命。

附图说明

图1：本发明带自定位及换挡回位的换挡机构立体结构示意图；

图2：本发明带自定位及换挡回位的换挡机构剖视图；

图3：本发明中滑块位于空挡位的位置时示意图；

图4：本发明中滑块位于前进挡位的位置时示意图；

图5：本发明中滑块位于后退挡位的位置时示意图；

图6：本发明中滑块座立体结构示意图；

图7：图6中的曲线A示意图；

图8：图6中的曲线B示意图；

图9：本发明中滑块立体结构示意图；

图10：图9中的曲线C示意图；

图11：图9中的曲线D示意图；

图12：图9中的曲线E示意图；

图13：本发明为一体式滑块座时滑块位于前进挡位的位置时示意图；

图14：本发明为一体式滑块座时滑块位于后退挡位的位置时示意图。

附图标记说明：

1—换挡杆；2—滑块；21—曲线C；22—曲线D；23—曲线E；3—滑块座；31—曲线A；32—曲线B；4—缓冲垫块；5—机构壳体；6—中心轴；7—选档摇臂；8—压缩弹簧。

具体实施方式

下面结合图1至图14，对本发明做进一步说明：

一种带自定位及换挡回位的换挡机构，包括换挡杆1和机构壳体5，换挡杆1上端与操纵杆连接，换挡杆1下端与汽车换挡软轴连接，换挡杆1的内腔提供滑块2的运动空间；滑块2位于换挡杆1的内腔中并且能够在滑块座3上移动，中心轴6实现换挡杆1、选档摇臂7与机构壳体5的连接，其特征在于：滑块2设置多个摩擦副与滑块座3配合实现不同档位地的切换，并且避免集中摩擦造成使用寿命减少。

滑块2下端为W型结构，W型结构的最下端为两个曲线E23限定，两个曲线E23处分别为一摩擦副，W型结构的最上端为曲线D22限定，两个曲线E23与曲线C21的两个波谷相交，曲线D22与曲线C21的波峰相交，波峰位于两个波谷之间；对应地，滑块座3为通过交差连接的曲线A31和曲线B32进行限定，曲线A31为双波峰曲线，即：下波峰的顶部设置上波峰。

如图9、10、11和12所示，曲线C21的相对高度范围L：1.5—4.5mm，建议优先选取4.0mm。切线夹角α

如图6、图7和图8所示，曲线A31中上波峰相对高度范围L：1.5—4.5mm，建议优先选取4.0mm。上波峰弧形切线夹角α：86°—110°，建议优先选取92°。上波峰顶端圆角半径R

滑块2上端与压缩弹簧8连接，操纵杆作用压缩弹簧8确保滑块2与滑块座3不分离。

换挡杆1顶部留有安装孔以匹配操纵杆，换挡杆1中部具有匹配滑块的孔及卡槽，滑块2外表面设有防止旋转的限位块，限位块卡在卡槽中。

机构壳体5两端分别设有一缓冲垫块4，在换挡杆1前进、后退的换挡过程中与缓冲垫块4发生碰撞，进行缓冲限位以及消除噪音。

缓冲垫块4可拆卸式安装于机构壳体5顶端，由机构壳体5对其横向和纵向的限位。

滑块座3可拆卸式安装于机构壳体5上表面；或滑块座3与机构壳体5做成一体式机构。滑块座3内部设有防转动限位块与机构壳体5配合。

本发明工作原理如下：

静止状态无外力作用时，滑块2与滑块座3配合，滑块座3的上波峰位于滑块2的两个曲线E23之间保持空挡位置，即位于两个摩擦副之间进行夹持，上述连接方式实现更小的晃动间隙，更强有力的保持换挡杆在中间位置的能力。

换挡时，换挡杆1向前运动，滑块向前越过上波峰时，滑块2仅仅一个摩擦副工作，滑块2向前越过上波峰之后，自动向前找正并保持换挡位置，此时两个摩擦副作用滑块座3的平滑的圆弧面，不仅仅可以使得换挡手感更加柔和，不会产生换挡力急剧突变，也可以确保每个摩擦副的磨损降低一半，延长使用寿命；

同理，换挡时，换挡杆1向后运动，滑块向后越过上波峰时，滑块2仅仅另一个摩擦副工作，滑块2向后越过上波峰之后，自动向后找正并保持换挡位置，此时两个摩擦副作用滑块座3的平滑的圆弧面，不仅仅可以使得换挡手感更加柔和，不会产生换挡力急剧突变，也可以确保每个摩擦副的磨损降低一半，延长使用寿命。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。