具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1～图7所示，本实施例的一种拖拉机同步器换挡油缸，包括活塞杆1、缸体15和定位活塞16，所述定位活塞16能够轴向移动的设置在所述缸体15内，所述活塞杆1密封穿设在所述缸体15上且能够相对缸体15轴向移动；所述定位活塞16呈筒状结构，所述活塞杆1套设在所述定位活塞16内，所述活塞杆1的中部设有活塞24，所述活塞24的周侧壁与所述定位活塞16的内侧壁密封连接且能够相对定位活塞16轴向移动，所述活塞24将所述缸体15的腔体分隔成第一腔体22和第二腔体23；所述缸体15上开设有第一油口19和第二油口20，所述第一油口19与所述第一腔体22连通，所述第二油口20与所述第二腔体23连通。第一油口19和第二油口20的连接形式可以直接采用法兰连接，也可以是螺纹油口连接等。活塞杆1采用双伸出杆，可以在所述活塞杆1左侧的一端设置与负载连接的负载连接槽口28。

其中，如图1～图5所示，所述定位活塞16的内侧壁上设有限位凸起29，所述活塞杆1的活塞24的左侧抵接在所述限位凸起29上，定位活塞16上的限位凸起29用于对活塞杆1左侧运动进行限位。所述定位活塞16的内侧壁上还设有挡圈B8，所述活塞杆1的活塞24的右侧抵接在所述挡圈B8上，定位活塞16上的挡圈B8用于对活塞杆1右侧运动进行限位。

本实施例的一个具体方案为，如图6和图7所示，所述定位活塞16位于所述第一腔体22部分的外径为D1，所述定位活塞16位于所述第二腔体23部分的外径为D2，所述活塞杆1位于所述第一腔体22部分的直径为d1，所述活塞杆4位于所述第二腔体23部分的直径为d2，其中，D1＞D2，d1＞d2，D1²-d1²＞K(D2²-d2²)，1.5＞K＞1.1。式中，K为面积差系数，K越大说明定位活塞16和活塞杆1两侧的面积差越大，换挡控制压力较大时，K取小值，反之K取大值。可以利用缸体两个腔体的作用面积不同，通过控制两个腔体的油压实现换挡油缸左、中、右三个位置的准确控制。通过第一油口和第二油口同时供油，就可以将活塞杆自动定位在缸体的中位，实现中位控制；通过一个油口供油，另一个油口泄油，就能够实现左右换挡。

本实施例的一个具体方案为，如图1～图4所示，为了与定位活塞16的结构相适配，缸体15的内侧壁上设有台阶，形成了第一腔体22和第二腔体23，第一腔体22的内径大于第二腔体23的内径，第一腔体22的尺寸与定位活塞16的大外径段适配，第二腔体23的尺寸与定位活塞16的小外径段适配。

本实施例的一个优选方案为，如图1～图4所示，所述缸体15上还设有第三油口21，所述定位活塞16的周侧壁上设有环形的油槽25，所述油槽25与所述第三油口21连通。可以将第三油口21设置在缸体15内侧壁的台阶位置处，通过开设第三油口，第三油口直接连接油箱，有利于缸体内压力油的流动，使挂挡操作更加迅速可靠。

如图1～图3、图6所示，本实施例的所述定位活塞16与所述缸体15的内侧壁间隙配合，所述定位活塞16的周侧壁上设有环形的均压槽26；所述均压槽横截面形状呈半圆形、长方形或三角形。均压槽26以活塞杆1的轴线为中心轴线环设在所述定位活塞16的外侧壁上。均压槽26为多个且间隔布置。具体的，在所述油槽25两侧的定位活塞16上均设有多个间隔布置的均压槽26。当压力油从两个油口供油之后，可以利用均压槽渗漏到定位活塞与缸体内侧壁之间，能够在缸体内侧壁与定位活塞之间形成油膜，提高了定位活塞的响应速度，减小液压卡紧力，进而提高油缸的换挡性能。

其中，可选的，所述均压槽26的横截面可以采用圆弧形结构或采用方形结构或三角形结构或梯形结构。由于定位活塞16跟缸体15是间隙配合，活塞杆1处于中位的时候，第一油口19和第二油口20都可以向第三油口21通油，在定位活塞16和缸体15之间的间隙中形成油膜，由于各个零部件的加工误差会使定位活塞16受一定的偏心力，均压槽能够使定位活塞受力更加均匀，挂挡过程更加快速可靠。

如图5和图6所示，本实施例的所述定位活塞16的两端端面上分别设有缓冲槽27。通过在定位活塞两端端面上分别设置缓冲槽，当定位活塞16开始运动时压力油通过缓冲槽进入第一腔体22或/和第二腔体23时通油面积缓慢增加；当定位活塞16运动到接近缸体15两端的极限位置时，缓冲槽保证泄油通道面积缓慢减小，降低油液压力的大幅波动，进而减小定位活塞对缸体的冲击力，提高油缸工作可靠性和使用寿命。

具体的，如图5所示，所述定位活塞16两端端面上的缓冲槽27个数可以分别为一个或多个，例如可以为1个、2个、3个、4个等。图5中，在定位活塞16的端面设置了4个缓冲槽27。

如图5和图6所示，本实施例的所述缓冲槽27径向贯通所述定位活塞16的内外侧壁布置。将缓冲槽径向贯通定位活塞的内外侧壁布置，便于压力油进入到第一腔体22或第二腔体23内。

其中，本实施例的缓冲槽27形状的一些可选方案为，所述缓冲槽27呈梯形、长方形或三角形。缓冲槽的设置，能够把压力油或泄油流通的通道逐渐打开或逐渐关闭，使定位活塞16开始运动或运动到接近极限位置时的瞬间变化不会太大。

如图1～图4所示，本实施例的所述缸体15包括主体部分和端盖，所述主体部分呈两端敞口的筒状结构，所述第一油口19和第二油口20分别开设在所述主体部分上，所述主体部分敞口的两端分别密封设有端盖，所述端盖通过挡圈限位在所述缸体两端。装配方便，结构紧凑，体积小。

具体如图1～图3所示，所述缸体15的主体部分两端分别设有左缸盖3和右缸盖14，左缸盖3通过挡圈A2限位在所述缸体15的左端内侧，右缸盖14通过挡圈C11限位在所述缸体15的右端内侧。左缸盖3与所述缸体15的内侧壁之间设有密封挡圈A4和O型圈A5，以将左缸盖3与缸体15密封连接。右缸盖14与所述缸体15的内侧壁之间设有密封挡圈O型圈B9和密封挡圈B10，以将右缸盖14与缸体15密封连接。所述左缸盖3与活塞杆1之间通过异形密封圈C17和支撑环C18进行密封连接，异形密封圈C17与活塞杆1通过支撑环C18的支撑作用下与活塞杆1紧密配合。所述右缸盖14与活塞杆1之间通过异形密封圈B13和支撑环B12进行密封连接，异形密封圈B13与活塞杆1通过支撑环B12的支撑作用下与活塞杆1紧密配合。所述活塞杆1的活塞24与定位活塞16的内侧壁之间通过异形密封圈A6和支撑环A7进行密封连接，异形密封圈A6与定位活塞16通过支撑环A7的支撑作用下与定位活塞16紧密配合。所述异形密封圈B13、异形密封圈C17、异形密封圈A6采用摩擦阻力很低的专用密封材料，异形形状减小密封圈与活塞杆之间的接触面积。

本实施例的换挡油缸的工作过程为，如图1所示，换挡油缸处于中位时，此时第一油口和第二油口同时供压力油。由于定位活塞以及活塞杆的结构尺寸满足不等式D1²-d1²＞K(D2²-d2²)，因此，定位活塞16受到的左侧推力＞右侧推力，保证定位活塞16定位于缸体15右侧；活塞杆1受到的左侧推力＜右侧推力，由于定位活塞16的左侧推力作用，保证活塞杆1定位于缸体中位。另外，定位活塞16和缸体15配合的间隙泄漏一小部分压力油，减小定位活塞16运动摩擦阻力，大幅度提高定位活塞16的响应速度。如图2所示为油缸左位，此时第二油口供压力油，第一油口直接泄压。在压力作用下定位活塞16瞬间向左运动到极限位置，由于活塞杆1受到负载作用不能马上动作，当压力达到额定工作压力并保持若干时间后，同步器的主动齿轮和从动齿轮达到同步，活塞杆1在右侧压力作用下运行到左侧极限位置。挂档完成后，第一油口和第二油口同时泄压，当需要控制油缸到中位时，第一油口和第二油口同时供压力油，重复中位控制方法。如图3所示为油缸右位，此时第一油口供压力油，第二油口直接泄压。在压力作用下定位活塞16保持在右侧极限位置，由于活塞杆1左侧压力达到额定工作压力并保持若干时间后，同步器的主动齿轮和从动齿轮达到同步，活塞杆1在左侧压力作用下运行到右侧极限位置。挂档完成后，第一油口和第二油口同时泄压。当需要控制油缸到中位时，第一油口和第二油口同时供压力油，重复中位控制方法。

本实施例的换挡油缸，体积小，结构紧凑，控制方法简单，成本低。换挡油缸的活塞杆套设在定位活塞内，并通过活塞杆上设置的一个活塞与定位活塞内腔配合，可以利用缸体两个腔体配合两个油口实现换挡控制，利用两个油口实现三个换挡位置的控制。

实施例2

本实施例的一种采用上述拖拉机同步器换挡油缸的换挡方法，包括以下步骤：

活塞杆1连接负载，具体可利用活塞杆1上的负载连接槽口28与负载进行连接，负载为拨叉；

第一油口19和第二油口20同时供压力油，使定位活塞16定位于缸体15的右侧，活塞杆1上的活塞24定位于定位活塞16的左侧；

第一油口19泄压，第二油口20供压力油，定位活塞16在第二油口20提供的压力油的作用下向左运动到缸体15左侧的极限位置，由于活塞杆1受到负载作用延迟动作，当第二油口20提供压力油的压力达到额定工作压力并保持第一预设时间后，同步器的主动齿轮和从动齿轮达到同步，活塞杆1在压力油的作用下运动到缸体15左侧的极限位置进行挂挡；挂挡完成后，第一油口19和第二油口20同时泄压；

第一油口19供压力油，第二油口20泄压，定位活塞16在第一油口19提供的压力油的作用下保持在缸体15右侧的极限位置，当第一油口19提供压力油的压力达到额定工作压力并保持第二预设时间后，同步器的主动齿轮和从动齿轮达到同步，活塞杆1在压力油作用下运动到缸体15右侧的极限位置进行挂挡；挂挡完成后，第一油口19和第二油口20同时泄压。

本实施例的换挡方法，换挡油缸利用缸体两个腔体配合两个油口实现换挡控制。

实施例3

本实施例的一种拖拉机，包括所述的拖拉机同步器换挡油缸。采用上述换挡油缸的拖拉机，换挡过程稳定快捷，故障率低。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。