專利名稱：具有精確換檔感覺的振動隔離的手動變速器換檔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于手動變速器的齒輪的駕駛員選擇的換檔器。更具體地，本發(fā)明涉及提供振動隔離和精確換檔感覺的換檔器附接件設(shè)置。
背景技術(shù)：
許多后輪驅(qū)動的機(jī)動車輛內(nèi)的發(fā)動機(jī)被縱向安裝并且具有牢固地附接到發(fā)動機(jī)缸體后部的手動變速器。發(fā)動機(jī)和變速器共同形成“動力系”。發(fā)動機(jī)內(nèi)的燃燒、慣性和不平衡力產(chǎn)生小幅高頻振動，這會搖動整個動力系。這些振動中的最強(qiáng)烈振動在繞發(fā)動機(jī)曲軸的扭轉(zhuǎn)或“滾動”軸線上。動力系通常經(jīng)由三個動力系安裝件被附接到機(jī)動車輛的結(jié)構(gòu)。這些安裝件的目的是將動力系牢固地保持在機(jī)動車輛內(nèi)且同時隔離發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動。動力系經(jīng)歷另一種相對于機(jī)動車輛的結(jié)構(gòu)的運(yùn)動。與發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的振動相比，該另一種運(yùn)動具有更大幅度和更小頻率。這種運(yùn)動的來源包括導(dǎo)致動力系豎直運(yùn)動的道路輸入、導(dǎo)致動力系相對于主體的前后運(yùn)動的機(jī)動車輛的加速或減速事件以及導(dǎo)致動力系相對于車輛主體稍微滾動的發(fā)動機(jī)的扭矩反作用。手動變速器包含多個齒輪，駕駛員可以經(jīng)由變速桿選擇所述齒輪。駕駛員使所述桿前后和橫向運(yùn)動到不同位置，這些位置中的每個關(guān)聯(lián)于變速器的所需齒輪。變速桿的下端與換檔器外殼交接。在換檔器外殼內(nèi)部是換檔器機(jī)構(gòu)，該換檔器機(jī)構(gòu)將變速桿的前后和橫向運(yùn)動轉(zhuǎn)換成換檔桿的前后和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。換檔桿從換檔器外殼內(nèi)部延伸且延伸到變速器內(nèi)。換檔桿響應(yīng)變速桿的運(yùn)動的前后和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動導(dǎo)致變速器內(nèi)的運(yùn)動，這導(dǎo)致所需齒輪的嚙合。換檔桿具有位于換檔器外殼和變速器之間的兩個U形接頭。這些接頭允許動力系相對于換檔器外殼豎直地和橫向地運(yùn)動，從而將動力系振動和運(yùn)動與換檔器外殼斷開。非常少的動力系振動或運(yùn)動從變速器通過換檔桿傳遞到換檔器外殼。換檔器外殼經(jīng)受力的兩個主要來源。響應(yīng)變速桿的駕駛員運(yùn)動而通過換檔桿傳遞的換檔力由旋轉(zhuǎn)和前后平移力構(gòu)成。這些力對換檔精度具有最大影響。為了變速器內(nèi)發(fā)生齒輪選擇，前后和旋轉(zhuǎn)換檔桿力必須在變速器和換檔器外殼之間沿相同方向反作用。從變速桿到換檔器外殼內(nèi)的換檔力沿前后和橫向方向是最強(qiáng)的，并且沿豎直方向較小。因此，需要某種換檔器附接件設(shè)置將換檔器外殼約束在相對于變速器的前后、橫向和扭轉(zhuǎn)方向。在此方面，如果換檔器外殼沒有被約束，則當(dāng)變速桿運(yùn)動時外殼將平移和/或旋轉(zhuǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中，存在許多已知方法來相對于變速器從結(jié)構(gòu)上約束(安裝、附接等)換檔器外殼。每一種這樣的換檔器附接件設(shè)置均對兩個主要換檔器性能度量產(chǎn)生影響，這兩個性能度量是:變速桿處的換檔感覺以及從變速器傳遞到換檔器內(nèi)的振動水平，其中不僅在變速桿處能夠感覺到振動，而且如果振動被傳遞到車輛主體內(nèi)則其還能夠產(chǎn)生結(jié)構(gòu)噪音。因而，理想的換檔器附接件設(shè)置將提供精確的換檔感覺和盡可能低的振動水平。不幸的是，非常難以在換檔器附接件設(shè)置中同時實(shí)現(xiàn)這兩個目標(biāo)。在此方面，在構(gòu)造換檔器附接件設(shè)置時考慮的主要變量是:換檔器附接件設(shè)置的剛性、位置和幾何構(gòu)型。
換檔器附接件設(shè)置的剛性顯著影響換檔感覺。如果換檔器外殼相對于變速器被剛性安裝，則由于變速器和換檔器外殼之間的機(jī)械剛性關(guān)系，將會精確感覺到變速桿的齒輪選擇。不然，如果換檔器外殼相對于變速器被柔性附接，則由于換檔器外殼相對于變速器的彈性可運(yùn)動性，將會不精確且橡膠似地感覺到變速桿的齒輪選擇。換檔器附接件設(shè)置的位置顯著影響換檔器外殼內(nèi)的振動水平。在現(xiàn)有技術(shù)中，換檔器通常排他地附接到變速器或者被附接到變速器和車輛主體二者?？衫斫獾兀瑩Q檔器外殼排他地附接到變速器具有最大振動水平。換檔器附接件設(shè)置的幾何構(gòu)型顯著影響從變速器傳遞到換檔器外殼內(nèi)的振動水平。在現(xiàn)有技術(shù)中，已知的是以三角關(guān)系安裝的幾何構(gòu)型是非常剛性的，而且因而也在從變速器向換檔器外殼傳遞振動方面是非常高效的。圖1至圖4例示了現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置。圖1和圖2示出了用于傳動系統(tǒng)12的手動變速器14的換檔器11的現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置10的示意圖，其中換檔器10的換檔器外殼22在變速器處被排他地連接到傳動系統(tǒng)。柔性防護(hù)罩28被對接在車輛主體24 (例如“通道” 25)和換檔器外殼22之間，但是不提供對換檔器外殼的支撐。換檔器11在變速器14處經(jīng)由具有一對U形接頭19的鉸接換檔桿18可操作地連接到傳動系統(tǒng)12，其中變速器具有與其連接的推進(jìn)器(或驅(qū)動)軸16。通過駕駛員抓住換檔器11的樞轉(zhuǎn)安裝的變速桿20并將其移動到選定檔位來由駕駛員選擇變速器的齒輪。換檔器外殼22在變速器14處經(jīng)由一組剛性臂連接到傳動系統(tǒng)12，所述剛性臂是一對臂30和一個中心剛性臂31構(gòu)成的三角形式，其中該一對臂30相對于換檔器外殼的相應(yīng)側(cè)面橫向成銳角，該中心剛性臂31相對于換檔器外殼的底部豎直成銳角。臂30,31與變速器14的連接是經(jīng)由接頭32實(shí)現(xiàn)的，該接頭32可以或可以不包括其內(nèi)的彈性隔離器34。在這種換檔器附接件設(shè)置10中，動力系振動被有效地從變速器14直接傳遞到換檔器11內(nèi)。在此方面，因?yàn)橹饕獎恿ο嫡駝邮抢@曲軸的扭轉(zhuǎn)滾動運(yùn)動，所以這種扭轉(zhuǎn)運(yùn)動表現(xiàn)為換檔器附接件位置處的橫向振動，這是因?yàn)槠湮挥谇S上方。雖然將換檔器牢固地附接到變速器會在換檔器外殼處產(chǎn)生最大振動，不過這種換檔器附接件設(shè)置提供了在變速桿處的精確換檔感覺。在附接件處提供隔離(例如借助于彈性隔離器34)將降低從變速器到換檔器外殼的振動水平；不過，這將減弱換檔精確度以致?lián)Q檔感覺將更缺少剛硬的機(jī)械感并且更加具有橡膠感。因而，換檔器外殼排他地附接到變速器(或傳動系)通常是用于高性能車輛中的換檔器附接件設(shè)置，其中與振動隔離相比換檔精確性是更有價值的。圖3和圖4示出了用于傳動系統(tǒng)12’的手動變速器14’的換檔器11’的現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置10’的示意圖，其中換檔器11’的換檔器外殼22’在變速器處被連接到傳動系統(tǒng)且經(jīng)由彈性墊28被連接到車輛主體24’(例如通道25’)。如圖1所示，換檔器11’在變速器14’處經(jīng)由具有一對U形接頭19’的鉸接換檔桿18’可操作地連接到傳動系統(tǒng)12’，其中變速器具有與其連接的推進(jìn)器(或驅(qū)動)軸16’。通過駕駛員抓住換檔器11’的變速桿20’并將其移動到選定檔位來由駕駛員選擇變速器的齒輪。換檔器外殼22’在變速器14’處經(jīng)由一對剛性臂30’連接到傳動系統(tǒng)12’，該一對剛性臂相對于換檔器外殼的相應(yīng)側(cè)面橫向成銳角。臂30’與變速器14’的連接是經(jīng)由接頭32’實(shí)現(xiàn)的，該接頭32’優(yōu)選包括其內(nèi)的彈性隔離器34’。此外，換檔器11’經(jīng)由非彈性安裝框架26連接到車輛主體24’，更具體地連接到車輛主體的通道25’，其中該框架26固定到通道25’和上述彈性安裝墊28，該彈性安裝墊28例如由橡膠構(gòu)成且固定到安裝框架和換檔器外殼22’ 二者。這種換檔器附接件設(shè)置10’在現(xiàn)有技術(shù)中是非常普遍的以便安裝利用換檔桿來代替變速纜繩的換檔器。在此方面，大多數(shù)手動變速器換檔器使用換檔桿或纜繩中任一者將運(yùn)動和力從換檔器傳遞到變速器。纜繩操作的換檔器通常被更好地隔離于動力系振動，但是由于纜繩摩擦和柔性原因而不太精確地具有橡膠感覺和更大的換檔力。利用換檔桿的現(xiàn)有技術(shù)換檔器由于結(jié)實(shí)的換檔桿的原因而呈現(xiàn)較高換檔精度并且由于較小摩擦的原因而需要更小的換檔力，但是會遭受不良振動隔離的影響。換檔器外殼22’和臂30’形成結(jié)實(shí)的單元，其中這個單元的前端附接到變速器并且這個單元的后端附接到車輛主體。這些附接能夠被構(gòu)造成是非常剛硬的或是非常柔軟的，并且這導(dǎo)致了大量不能立即顯而易見的細(xì)微差別。如果前附接和后附接是極度剛硬的，則換檔器附接件設(shè)置10’將是機(jī)械剛性的，從而導(dǎo)致在動力系和車輛主體之間沒有振動隔離。駕駛員將非常精確地感覺到換檔，這是因?yàn)閾Q檔器外殼在響應(yīng)駕駛員移動變速桿而承受來自換檔桿的換檔力時將不會相對于變速器運(yùn)動。不幸的是，全部動力系振動將傳遞到車輛主體內(nèi)，從而導(dǎo)致高水平的結(jié)構(gòu)噪音和令駕駛員不舒服的變速桿振動水平。結(jié)實(shí)的附接件還將干擾變速器相對于車輛主體的相對動態(tài)運(yùn)動，因而實(shí)際中高度剛硬的換檔器附接件設(shè)置是不可實(shí)現(xiàn)的。另一方面，如果前附接和后附接是極度柔軟的，則換檔器附接件設(shè)置10’將具有機(jī)械彈力，從而導(dǎo)致在動力系和車輛主體之間存在高水平的振動隔離。駕駛員將感覺換檔是非常橡膠質(zhì)的，這是因?yàn)轫憫?yīng)變速桿的運(yùn)動的來自換檔桿的換檔力將使換檔器外殼相對于變速器運(yùn)動。雖然非常柔軟地安裝換檔器外殼將使車輛主體隔離于一些動力系振動和一些動態(tài)動力系運(yùn)動，但是不幸的是，換檔器外殼和變速器之間附接臂的銳角橫向幾何構(gòu)型會產(chǎn)生將強(qiáng)烈的橫向動力系振動傳遞到換檔器外殼和車輛主體內(nèi)的非常有效的路徑。因?yàn)闃O度剛硬和極度柔軟的換檔器附接件設(shè)置10’ 二者均提供不可接受的性能，所以實(shí)際中使用的典型的換檔器附接件設(shè)置10’或多或少在這兩個極端之間，從而根據(jù)適于具體機(jī)動車輛的標(biāo)準(zhǔn)，在精確換檔感覺和振動隔離之間產(chǎn)生最佳的可能折衷。不幸的是，這種折衷通常導(dǎo)致?lián)Q檔器附接件設(shè)置在振動隔離和換檔精確性兩方面低于所需性能目標(biāo)。因此，本領(lǐng)域中需要一種用于手動變速器的換檔器附接件設(shè)置，其將換檔器外殼隔離于傳動系的振動(包括動力系的振動)且同時還提供精確的換檔感覺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于機(jī)動車輛的手動變速器的振動隔離、精確換檔感覺的換檔器附接件設(shè)置，其中換檔器附接件設(shè)置包括換檔器外殼相對于車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件以及在換檔器外殼和傳動系統(tǒng)(具體地其變速器)之間的前后聯(lián)動件。為了實(shí)現(xiàn)精確的換檔感覺，可前后運(yùn)動的附接件必須提供適度的扭轉(zhuǎn)約束。因而，可前后運(yùn)動的附接件允許換檔器外殼一致地遵循傳動系統(tǒng)響應(yīng)于前后聯(lián)動件的前后運(yùn)動。同時，可前后運(yùn)動的附接件約束換檔器外殼相對于車輛主體在除前后方向之外的所有方向的運(yùn)動。前后聯(lián)動件將換檔器外殼連接到變速器并且約束換檔器外殼相對于變速器的前后運(yùn)動。此外，前后聯(lián)動件與可前后運(yùn)動的附接件相結(jié)合地阻止變速桿顫動(由于換檔器外殼不與傳動系統(tǒng)的前后運(yùn)動一致地運(yùn)動所導(dǎo)致的變速桿響應(yīng)傳動系統(tǒng)的前后運(yùn)動而產(chǎn)生的樞轉(zhuǎn))，從而阻止了變速器和換檔器外殼之間的相對運(yùn)動。前后聯(lián)動件僅對與其共線的作用力作出反應(yīng)，由于被置于前后聯(lián)動件的每一端的“海姆接頭(heim joint)”的原因在所有其他方向不存在力的反作用。海姆接頭是鉸接接頭，有時被稱為“球形桿端”或“桿端軸承”，其特征是:僅對與其所附接的桿共線的作用力作出反應(yīng)的旋轉(zhuǎn)球形接頭。因此，前后聯(lián)動件被連接在變速器和換檔器外殼之間，以使其僅對沿前后運(yùn)動方向的作用力作出反應(yīng)。前后聯(lián)動件針對由駕駛員對變速桿的移動所導(dǎo)致的換檔桿作用力提供換檔器外殼相對于變速器的運(yùn)動約束，從而換檔是機(jī)械剛性的，從而導(dǎo)致精確的換檔感覺。同時，由于海姆接頭的原因，前后聯(lián)動件阻止強(qiáng)烈的橫向動力系振動和運(yùn)動被傳遞到換檔器外殼。因此，根據(jù)本發(fā)明的換檔器附接件設(shè)置的目標(biāo)是提供換檔器外殼與動力系的振動隔離、適應(yīng)傳動系相對于車輛主體的運(yùn)動、以及提供精確的換檔感覺。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。方案1.一種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括:
換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿；
機(jī)動車輛主體；
具有前后方向的傳動系統(tǒng)；
將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及
將所述換檔器外殼連接到所述傳動系統(tǒng)的前后聯(lián)動件；
其中所述前后聯(lián)動件使所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地前后運(yùn)動；以及
其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。方案2.根據(jù)方案I所述的附接件設(shè)置，其中所述前后聯(lián)動件包括:
連接到所述傳動系統(tǒng)的第一海姆接頭；
連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；以及 連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件；
其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)。方案3.根據(jù)方案2所述的附接件設(shè)置，其中所述傳動系統(tǒng)包括變速器；所述附接件設(shè)置還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。方案4.根據(jù)方案3所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。方案5.根據(jù)方案3所述的附接件設(shè)置，其中所述可前后運(yùn)動的附接件包括樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)。方案6.根據(jù)方案5所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。方案7.—種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括:
換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿；
機(jī)動車輛主體；
包括手動變速器的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)具有前后方向；
將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及
將所述換檔器外殼連接到所述變速器的前后聯(lián)動件，所述前后聯(lián)動件包括:
連接到所述變速器的第一海姆接頭；
連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；和
連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件；
其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)；
其中所述前后聯(lián)動件使得所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地如后運(yùn)動；以及
其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。方案8.根據(jù)方案7所述的附接件設(shè)置，還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。方案9.根據(jù)方案8所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。方案10.根據(jù)方案7所述的附接件設(shè)置，其中所述可前后運(yùn)動的附接件包括樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)。方案11.根據(jù)方案10所述的附接件設(shè)置，還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。方案12.根據(jù)方案11所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。
方案13.—種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括:
換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿；
機(jī)動車輛主體；
包括手動變速器的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)具有前后方向；
將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件包括樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)，其約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及
將所述換檔器外殼連接到所述變速器的前后聯(lián)動件，所述前后聯(lián)動件包括:
連接到所述變速器的第一海姆接頭；
連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；和
連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件；
其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)；
其中所述前后聯(lián)動件使所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地前后運(yùn)動；以及
其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。方案14.根據(jù)方案13所述的附接件設(shè)置，還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。方案15.根據(jù)方案14所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。從優(yōu)選實(shí)施例的下述說明中將更加清楚本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖，其中換檔器外殼被排他地附接到變速器。圖2是沿圖1的線2-2觀察的圖1的現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置的示意性平面圖。圖3是現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖，其中換檔器外殼被附接到變速器和車輛主體二者。圖4是沿圖3的線4-4觀察的圖3的現(xiàn)有技術(shù)換檔器附接件設(shè)置的示意性平面圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的理論形式且用于解釋目的的換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖，其中換檔器外殼被排他地附接到車輛主體。圖6是沿圖5的線6-6觀察的圖5的換檔器附接件設(shè)置的示意性平面圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的最優(yōu)選形式的換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖。圖8是沿圖7的線8-8觀察的圖7的換檔器附接件設(shè)置的示意性平面圖。圖9是沿圖7的線9-9觀察的圖7的換檔器附接件設(shè)置的示意性部分截面圖。
圖10是圖7的換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖，其中示出了對傳動系統(tǒng)的向后運(yùn)動的響應(yīng)。圖11是圖7的換檔器附接件設(shè)置的示意性側(cè)視圖，其中示出了對傳動系統(tǒng)的向前運(yùn)動的響應(yīng)。
具體實(shí)施例方式首先參考圖5和圖6，示出了用于傳動系統(tǒng)56的手動變速器54的換檔器52的換檔器附接件設(shè)置50的示意圖，其中換檔器52的換檔器外殼58被排他地連接到車輛主體60(例如通道62)，這被呈現(xiàn)以用于解釋目的。換檔器52在變速器54處經(jīng)由具有一對U形接頭66的鉸接換檔桿64可操作地連接到傳動系統(tǒng)56，其中變速器具有與其連接的推進(jìn)器(或驅(qū)動)軸68。通過駕駛員抓住換檔器52的變速桿70并將其移動到選定檔位來由駕駛員選擇變速器54的齒輪。換檔器外殼58經(jīng)由非彈性安裝框架72連接到車輛主體60，更具體地車輛主體的通道62，其中該框架72固定到通道62和換檔器外殼58。在圖5和圖6的換檔器附接件設(shè)置中，車輛主體60將承受非常低的傳動系振動水平，這是因?yàn)槠溟g的對接僅為鉸接的換檔桿64。這樣，這種換檔器附接件設(shè)置50提供了優(yōu)異的振動隔離。此外，因?yàn)閾Q檔器外殼58被牢固地固定到與其處于靜止關(guān)系的車輛主體，所以變速桿的換檔感覺是精確的，這是因?yàn)閾Q檔桿相對于變速器的反作用力是剛性機(jī)械的。不幸的是，這種剛性機(jī)械關(guān)系導(dǎo)致出現(xiàn)“變速桿顫動”。在車輛運(yùn)轉(zhuǎn)事件期間傳動系統(tǒng)相對于車輛主體的相對輕微的前后運(yùn)動74使得換檔桿64導(dǎo)致變速桿70的連接端類似地前后運(yùn)動。由于變速桿的大的機(jī)械杠桿比(其中其樞點(diǎn)和其換檔桿連接端之間的距離遠(yuǎn)小于其樞點(diǎn)和其駕駛員抓持手柄端之間的距離)，所以在連接端處換檔桿的輕微前后運(yùn)動導(dǎo)致?lián)Q檔桿的相對大的反向運(yùn)動。變速桿的這種前后運(yùn)動被稱為變速桿的手柄端的“顫動”76。這種變速桿顫動76是非常不理想的并且使得變速桿附接件設(shè)置50不實(shí)際。為此原因，本發(fā)明的這種形式不是優(yōu)選的。現(xiàn)在參考圖7-11，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式的換檔器附接件設(shè)置100，其提供換檔器附接件設(shè)置50的所有優(yōu)點(diǎn)，且同時消除了變速桿顫動。換檔器102包括換檔器外殼104和變速桿106，其中通過駕駛員抓持變速桿，實(shí)現(xiàn)了變速桿相對于換檔器外殼可運(yùn)動到多個齒輪選擇位置。在此方面，變速桿106的前述運(yùn)動將經(jīng)由具有用于鉸接的U形接頭112’的換檔桿112導(dǎo)致在傳動系統(tǒng)110的變速器108處的相關(guān)齒輪選擇。換檔桿112用于將變速桿連接到變速器以便以常規(guī)已知方式進(jìn)行齒輪選擇。傳動系統(tǒng)包括驅(qū)動(或推進(jìn)器)軸125，并且變速器被連接到內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(未示出)，從而還以常規(guī)已知方式形成動力系。換檔器附接件設(shè)置100包括換檔器外殼104相對于車輛主體114的可前后運(yùn)動的附接件116以及在換檔器外殼和傳動系統(tǒng)110 (具體地其變速器108)之間的前后聯(lián)動件118。為了實(shí)現(xiàn)精確換檔感覺，可前后運(yùn)動的附接件必須提供適度的扭轉(zhuǎn)約束。因此，可前后運(yùn)動的附接件116允許換檔器外殼一致地遵循傳動系統(tǒng)響應(yīng)前后聯(lián)動件118的前后運(yùn)動。同時，可前后運(yùn)動的附接件116在除了前后方向115之外的所有方向均約束換檔器外殼104相對于車輛主體114的運(yùn)動。單個前后聯(lián)動件118將換檔器外殼104連接到變速器108并且約束換檔器外殼相對于變速器的前后運(yùn)動。此外，前后聯(lián)動件118與可前后運(yùn)動的附接件116相結(jié)合來防止變速桿顫動，這是因?yàn)槠湎俗兯倨骱蛽Q檔器外殼之間的相對運(yùn)動。前后聯(lián)動件118由剛性構(gòu)件134構(gòu)成，該剛性構(gòu)件134例如是金屬桿或棒，在其一端具有通過第一安裝構(gòu)件140連接到變速器108的第一海姆接頭136，并且在其相對端具有通過第二安裝構(gòu)件142連接到換檔器外殼104的第二海姆接頭138。前后聯(lián)動件118連接到變速器和換檔器外殼以使前后聯(lián)動件僅對沿前后運(yùn)動方向的作用力作出反應(yīng)，其中對于所有其他方向的力，由于海姆接頭136、138的存在而不存在力的反作用。前后聯(lián)動件118針對由駕駛員啟動的變速桿106的運(yùn)動而產(chǎn)生的換檔桿112的作用力來提供換檔器外殼104相對于變速器108的運(yùn)動約束，從而齒輪換檔是機(jī)械剛性的，從而導(dǎo)致精確的換檔感覺。同時，由于海姆接頭136、138的原因，前后聯(lián)動件118阻止了強(qiáng)烈的橫向動力系振動被傳遞給換檔器外殼104。彈性隔離器144可以或可以不被置于海姆接頭136、138內(nèi)，其中彈性隔離器可以被調(diào)節(jié)成提供適于具體機(jī)動車輛的對齒輪換檔的機(jī)械剛性的所需軟化水平。例如，可前后運(yùn)動的附接件116是樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)120的形式。非彈性安裝框架122經(jīng)由例如螺紋緊固件124附接到車輛主體114的通道114’(見圖8)。樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)120由四個樞轉(zhuǎn)連桿126構(gòu)成。每個樞轉(zhuǎn)連桿126具有一對相互隔開的樞轉(zhuǎn)孔132、132’。每個樞轉(zhuǎn)連桿126的一個端部部分經(jīng)由安裝孔132被連接到安裝框架122，例如利用鉚釘、銷或允許在安裝孔132處樞轉(zhuǎn)的其他緊固件128。每個樞轉(zhuǎn)連桿126的另一個端部部分經(jīng)由安裝孔132’被連接到換檔器外殼104，例如利用鉚釘、銷或允許在安裝孔132’處樞轉(zhuǎn)的其他緊固件130。應(yīng)該理解，雖然由于經(jīng)濟(jì)和簡化原因，對于上述樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)120而言可前后運(yùn)動的附接件116是優(yōu)選的，不過還可以替代地使用允許前后運(yùn)動且同時約束所有其他方向運(yùn)動的任意其他機(jī)械構(gòu)造，例如球或輥?zhàn)虞S承機(jī)構(gòu)或滑動件?，F(xiàn)在更具體地關(guān)注圖10和圖11，將舉例解釋換檔器附接件設(shè)置100的操作。比較圖7和圖10，傳動系統(tǒng)110經(jīng)歷相對于車輛主體114的向后運(yùn)動115’。前后聯(lián)動件118已經(jīng)導(dǎo)致?lián)Q檔器外殼104與傳動系統(tǒng)的向后運(yùn)動一致地向后運(yùn)動。在換檔器外殼104相對于車輛主體114向后運(yùn)動期間，樞轉(zhuǎn)連桿126相對于安裝框架122和換檔器外殼樞轉(zhuǎn)以便適應(yīng)換檔器外殼的向后運(yùn)動。在整個這種向后運(yùn)動期間，可前后運(yùn)動的附接件116提供對換檔器外殼相對于車輛主體沿除前后方向之外的所有方向的運(yùn)動約束。比較圖7和圖11，傳動系統(tǒng)110經(jīng)歷相對于車輛主體114的向前運(yùn)動115”。前后聯(lián)動件118已經(jīng)導(dǎo)致?lián)Q檔器外殼104與傳動系統(tǒng)的向前運(yùn)動一致地向前運(yùn)動。在換檔器外殼104相對于車輛主體114向前運(yùn)動期間，樞轉(zhuǎn)連桿126相對于安裝框架122和換檔器外殼樞轉(zhuǎn)以便適應(yīng)換檔器外殼的向前運(yùn)動。在整個這種向前運(yùn)動期間，可前后運(yùn)動的附接件116提供對換檔器外殼相對于車輛主體沿除前后方向之外的所有方向的運(yùn)動約束。從上文可知，應(yīng)理解根據(jù)本發(fā)明的換檔器附接件設(shè)置100用于有利地將換檔器外殼隔離于動力系振動，具體地隔離于強(qiáng)烈的橫向動力系振動，并且為駕駛員提供令人滿意的精確換檔感覺，其中變速桿顫動被消除。對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，上述優(yōu)選實(shí)施例可以被改變或改進(jìn)?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行這樣的改變或改進(jìn)，本發(fā)明范圍僅旨在由所附權(quán)利要求的范圍來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括: 換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿； 機(jī)動車輛主體； 具有前后方向的傳動系統(tǒng)； 將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及 將所述換檔器外殼連接到所述傳動系統(tǒng)的前后聯(lián)動件； 其中所述前后聯(lián)動件使所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地前后運(yùn)動；以及 其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的附接件設(shè)置，其中所述前后聯(lián)動件包括: 連接到所述傳動系統(tǒng)的第一海姆接頭； 連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；以及 連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件； 其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述`傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的附接件設(shè)置，其中所述傳動系統(tǒng)包括變速器；所述附接件設(shè)置還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的附接件設(shè)置，其中所述可前后運(yùn)動的附接件包括樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。
7.一種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括: 換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿； 機(jī)動車輛主體； 包括手動變速器的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)具有前后方向； 將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及 將所述換檔器外殼連接到所述變速器的前后聯(lián)動件，所述前后聯(lián)動件包括: 連接到所述變速器的第一海姆接頭；連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；和 連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件； 其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)； 其中所述前后聯(lián)動件使得所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地如后運(yùn)動；以及 其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的附接件設(shè)置，還包括將所述變速桿連接到所述變速器的換檔桿，其中所述變速桿的運(yùn)動經(jīng)由所述換檔桿實(shí)現(xiàn)所述變速器內(nèi)的齒輪換檔；其中所述前后聯(lián)動件約束所述換檔器外殼相對于所述變速器的運(yùn)動以便機(jī)械剛性地產(chǎn)生所述齒輪換檔，這在所述變速桿處提供精確的換檔感覺。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的附接件設(shè)置，其中所述第一和第二海姆接頭中的至少一個在其內(nèi)包括彈性隔離器，其中所述彈性隔離器關(guān)于齒輪換檔的實(shí)現(xiàn)提供對所述機(jī)械剛性的預(yù)定軟化。
10.一種用于機(jī)動車輛的換檔器的附接件設(shè)置，包括: 換檔器，其包括換檔器外殼和可運(yùn)動地連接到所述換檔器外殼的變速桿； 機(jī)動車輛主體； 包括手動變速器的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)具有前后方向； 將所述換檔器外殼連接到所述機(jī)動車輛主體的可前后運(yùn)動的附接件，所述可前后運(yùn)動的附接件包括樞轉(zhuǎn)的四連桿系統(tǒng)，其約束所述換檔器外殼相對于所述車輛主體在除所述前后方向之外的所有運(yùn)動方向上的運(yùn)動；以及 將所述換檔器外殼連接到所述變速器的前后聯(lián)動件，所述前后聯(lián)動件包括: 連接到所述變速器的第一海姆接頭； 連接到所述換檔器外殼的第二海姆接頭；和 連接到所述第一和第二海姆接頭中的每一個的剛性構(gòu)件； 其中所述前后聯(lián)動件僅對在所述傳動系統(tǒng)和所述換檔器外殼之間與所述前后方向平行對齊的作用力作出反應(yīng)； 其中所述前后聯(lián)動件使所述換檔器外殼與所述傳動系統(tǒng)相對于所述車輛主體的前后運(yùn)動一致地前后運(yùn)動；以及 其中所述可前后運(yùn)動的附接件使得所述換檔器外殼能夠相對于所述車輛主體前后運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有精確換檔感覺的振動隔離的手動變速器換檔器。一種手動變速器換檔器附接件設(shè)置，其提供振動隔離和精確換檔感覺?？汕昂筮\(yùn)動的附接件約束換檔器外殼沿除前后方向之外的所有方向的運(yùn)動。前后聯(lián)動件導(dǎo)致?lián)Q檔器外殼與傳動系統(tǒng)一致地沿前后方向運(yùn)動并且僅對在傳動系統(tǒng)和換檔器外殼之間平行于前后方向的作用力作出反應(yīng)。
文檔編號F16H59/02GK103161927SQ201210521439
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者L.G.哈特萊普, G.克羅赫馬爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司