CN101905690A - 一种驻车制动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种驻车制动装置，包括驻车齿轮、驻车棘爪组件、驻车锁止机构、驻车推杆组件和变速器壳体。所述驻车棘爪组件推动所述驻车锁止机构，使所述驻车棘爪组件与所驻车齿轮呈轴向啮合；所述驻车锁止机构为一铰接连杆机构，具有自由弯曲状态和自锁弯曲状态；所述驻车锁止机构上的限位机构使之在自锁弯曲状态时具有一个最佳自锁状态。当所述驻车棘爪组件在驻车状态未能与所述驻车齿轮啮合时，所述驻车推杆组件上的缓冲弹簧为后续啮合机会提供蓄能。本发明为径向空间不足的变速器提供了一种体积小、安装灵活、结构简单、安全可靠的驻车制动技术方案。

Description

一种驻车制动装置

技术领域

本发明涉及一种汽车驻车制动装置，特别是涉及一种汽车自动变速器的驻车制动装置。

背景技术

自动变速器一般都至少有前进档、空档、倒档和P档四个档位，与手动变速器相比，P档是自动变速器增加的一个档位。这个档位的功能是实现汽车停车时的制动。驻车制动是自动变速器中不可缺少的一套装置。

自动变速器的驻车制动装置必须实现以下几个功能：

1、在换档拉索的推拉下实现锁死与解除驻车制动轮的功能；

2、在换档推拉索保持自由状态(不推也不拉)时，驻车制动必须严格地保持松开的状态，不能在外部震动等正常条件的影响下将制动齿轮锁死；

3、当驻车棘爪将驻车齿轮锁死后，在汽车正常震动或具有运动趋势的情况下，也能保持锁死的状态；

4、由于驻车棘爪的头是方形的，有一定的宽度，它进入驻车齿轮要受到角度上的限制。也就是说，当换档杆挂入P档时，驻车棘爪向驻车齿轮方向运动。但很多时候驻车棘爪并不能恰好完全进入驻车齿轮的齿槽中。在这种情况下，要保证P档能挂上，且当驻车齿轮转动一个角度时，驻车棘爪能自动地迅速进入驻车齿轮的齿槽，实现驻车齿轮的锁死。

在现行技术中，自动变速器的驻车制动装置的驻车棘爪组件与驻车齿轮的啮合均采用径向插入模式。如专利号为US6994650的美国专利文件公开了一种小型变速器的驻车制动机构(Park Brake Mechanism for Integrated Transmission and Transfer Case)，在该机构中，当换档组件位于P档时，驻车推杆组件上的预紧弹簧推动一楔形构件将驻车棘爪组件中的棘爪与驻车齿轮的齿槽啮合，达到驻车制动的作用。

又如专利号为US4818066的美国专利文件公开了一种自动变速器安全驻车制动装置(Safety Parking Brake for Automatic Transmissions)，在该装置中，当换档组件位于P档时，驻车推杆组件上的预紧弹簧推动一圆锥形推杆将驻车棘爪组件中的棘爪与驻车齿轮的齿槽啮合，达到驻车制动的作用。

再如公开日为2009年8月12日、公开号为CN101506013A的专利文件公开了一种用于汽车变速器的驻车锁止装置，该装置采用一种三连杆结构的肘杆传动机构来对驻车状态进行锁止，它在第一伸直位置时使驻车棘爪保持在脱开状态，在第二折弯位置使驻车棘爪啮合，达到驻车锁止功能。

以上的一些技术方案均能达到驻车制动和驻车制动锁止的作用，但对于在径向空间比较局促的变速器来说，通过这样的技术方案进行驻车制动装置的布置，就显得较为困难。

同时，由于现有技术中，所用驻车棘爪许多采用一个扭簧和驻车推杆组件中的锥面或契形面来保持其自由状态，简单的结构很难保证其在较大振动状态下的驻车可靠性；采用三连杆结构的驻车锁止机构，由于杆件较多，结构复杂，也不利于在空间比较局促的变速器中进行布置。

发明内容

本发明的目的在于为径向空间不足的变速器提供一种体积小、安装灵活、结构简单、安全可靠的驻车制动装置。

本发明技术方案是：一种驻车制动装置，包括驻车齿轮、驻车棘爪组件、驻车锁止机构、驻车推杆组件和变速器壳体。所述驻车锁止机构为一铰链机构，其具有一个自由弯曲位置和一个自锁弯曲位置；所述驻车锁止机构包括上铰链和下铰链；所述驻车锁止机构的一端枢接在所述驻车棘爪组件上，所述驻车锁止机构的另一端枢接在变速器壳体上，所述驻车锁止机构的铰接处还铰接有所述驻车推杆组件；所述驻车棘爪组件包括驻车棘爪和棘爪回位弹簧，所述棘爪回位弹簧套装在所述驻车棘爪上；所述驻车棘爪与所述驻车齿轮呈轴向可分离啮合。利用本发明的驻车制动装置，使驻车棘爪组件通过所述驻车锁止机构的铰接连杆机构以轴向推入所述驻车齿轮的齿槽中，达到驻车制动的功能，为在驻车齿轮径向空间有限的变速器上布置驻车制动装置提供了一种新的解决方案。由于铰接连杆机构的特性，当驻车锁止机构在自由弯曲状态和驻车自锁弯曲状态时，不会因为振动等因素，使驻车棘爪从驻车齿轮中滑出，保证了汽车在驻车或自由状态的制动可靠性。

作为优选，所述下铰链上设有一个限位机构。通过该限位机构，使所述驻车锁止机构到达自锁弯曲状态时，限定在一个最佳的自锁角度。作为一种方案，所述限位机构为下铰链的侧面延伸出的一个凸耳，所述凸耳位于所述驻车锁止机构在自由弯曲状态时凸角一侧。

作为优选，所述驻车棘爪上设有一个肩部，所述棘爪回位弹簧套装在所述驻车棘爪并抵在所述驻车棘爪的肩部。当所述驻车锁止机构处于自由弯曲状态时，通过所述棘爪回位弹簧使所述驻车棘爪处于自由状态，情况避免发生所述棘爪意外落入所述驻车齿轮齿槽的情况。

作为优选，所述驻车锁止机构在自锁弯曲状态时，其上铰链与下铰链的夹角为160175度，使所述驻车锁止机构具有一个最佳自锁状态。

作为优选，在所述驻车棘爪与所述驻车齿轮啮合部位设有两个呈经向对称的平面，使与所述驻车齿轮的啮合更加可靠。

作为优选，所述驻车推杆组件包括驻车铰链、驻车拉杆、铰链缓冲弹簧和止推螺母；所述驻车拉杆的一端为一个U形构件，另一端为一长形杆，其远端部设有螺纹；所述驻车铰链为一U形构件，底部设有一个开口，可套装在所述驻车拉杆上，在所述驻车拉杆上还套装有所述缓冲弹簧，并由所述止推螺母固定。通过本发明的这种驻车推杆组件，当驻车棘爪未对准所述驻车齿轮齿槽的时候，所述缓冲弹簧的蓄能能保证一当驻车棘爪对准所述驻车齿轮齿槽时及时与之啮合，保证了驻车制动的可靠性。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的结构分解图；

图3为本发明驻车制动处于非工作状态时的示意图；

图4为本发明驻车过程中棘爪不能恰好完全进入驻车齿轮12时的示意图；

图5为本发明驻车棘爪完全进入驻车齿轮12时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参见图1，图2，一种驻车制动装置，包括驻车棘爪组件1、驻车锁止机构2、驻车推杆组件3和变速器壳体4。所述驻车棘爪组件1包括驻车棘爪11和棘爪回位弹簧12；所述驻车锁止机构2为一铰接连杆机构，包括上铰链21和下铰链22；所述下铰链22包括一个棘爪联接端223和一个限位联接端222，在所述下铰链22的限位联接端222上设有限位结构221；所述驻车棘爪组件1包括驻车棘爪11和棘爪回位弹簧12；所述驻车棘爪11包括一个啮合端112和一个联接端111，所述啮合端112上设有呈一定角度对称的两个平面，所述联接端111上设有一个肩部；所述驻车推杆组件3包括驻车拉杆31、缓冲弹簧32、驻车铰链33和止推螺母34；所述驻车拉杆31上的一端为U形联接端311，另一端为一个长形杆件，其远端部设有螺纹，所述驻车铰链33为一个U形构件，其底部设有一个开口，所述驻车拉杆31的长形杆件可以穿过该开口。

在所述驻车棘爪11上套装有棘爪回位弹簧12，所述棘爪回位弹簧12抵在所述联接端111上的肩部，依次地，所述驻车棘爪11的联接端111轴接在所述下铰链22的棘爪联接端223，所述下铰链22的限位联接端222轴接所述上铰链21上，在该联接端同时还轴接有驻车推杆组件3，所述上铰链21的另一端轴接在所述变速器壳体4上。所述驻车推杆组件3是通过所述驻车拉杆31的U形端311与所述驻车锁止机构2联接，在所述的驻车拉杆31上依次套装有所述驻车铰链33、所述缓冲弹簧32，并通过所述止推螺母34锁止。

驻车制动装置的驻车棘爪11可以在棘爪导轨5的导孔501中滑动，棘爪回位弹簧22使驻车棘爪11在没有受到外力作用下时保持收缩的状态。

参见图3、图5，当变速器的换档杆不在P档位时，驻车制动装置的驻车棘爪11处于收缩状态，此时为驻车制动装置的非工作状态。当变速器的换档杆挂入P档时，换档机构上的拉杆(图上未示)通过所述驻车推杆组件3将驻车锁止机构2向右拉，所述驻车推杆组件3通过驻车拉杆31将驻车锁止机构2从自由弯曲状态拉向伸直状态时，驻车棘爪11开始向驻车齿轮6方向运动；此时有两种情况可能发生，第一种，驻车棘爪11的啮合端112恰好对准驻车齿轮6的齿槽，驻车棘爪11克服棘爪回位弹簧12的弹力使驻车棘爪11顺利地进入驻车齿轮6的齿槽；第二种，参见图4、图5，驻车棘爪11的啮合端112没有恰好对准驻车齿轮6的齿槽，驻车棘爪11不能顺利地进入驻车齿轮6的齿槽，这时，由于所述驻车棘爪11被所述驻车齿轮6的齿所档住，所述驻车推杆组件3上的驻车拉杆31不能继续被拉动，但换档拉杆仍然可以将所述驻车铰链33向右拉，将位于驻车拉杆31与驻车铰链33之间的缓冲弹簧32进行压缩。此时，汽车并没有实现驻车制动；但一旦汽车出现移动，所述驻车齿轮6就会发生转动，当所述驻车棘爪11的啮合端112刚好对准驻车齿轮6的齿槽部分时，驻车棘爪11在受到缓冲弹簧32所积蓄的弹性势能的作用，克服棘爪回位弹簧12的弹力进入正在转动的驻车齿轮6的齿槽中，从而实现驻车制动的功能。

参见图5，实现驻车制动后，所述驻车锁止机构2继续从伸直状态被拉向自锁弯曲状态，所述上铰链21与下铰链22不在同一直线上，而是呈现一个反向的角度。这个角度就是用来实现驻车自锁的功能。这个角度是通过下铰链22限位联接端上的一个限位结构221来实现的。

当换档拉索将驻车推杆组件3向左推动时，所述驻车铰链33推动驻车拉杆31，克服所述驻车锁止机构2的自锁力，将驻车锁止机构2推到自由弯曲状态。

参见图3、图5，在安全性的保证方面，由于回位弹簧12为压缩式的弹簧，其在自由状态下使驻车棘爪11保持远离驻车齿轮6。此外，在换档杆挂入除P档以外的任何档位时，驻车拉杆31都会处于使驻车锁止机构2保持在第一弯曲的状态，即使汽车受到较严重的振动，驻车棘爪11也不会进入驻车齿轮6中。当换档杆挂入P档且驻车棘爪11完全进入驻车齿轮6时，所述驻车锁止机构2处于自锁弯曲状态，通过反向的自锁角使驻车棘爪11牢牢地卡在驻车齿轮6中，即使汽车受到较严重的振动，驻车棘爪11也不会被退出驻车齿轮6。所以，本发明的驻车制动装置从结构上保证了其具有较高的安全系数。

Claims (7)

1.一种驻车制动装置，包括驻车齿轮、驻车棘爪组件、驻车锁止机构、驻车推杆组件和变速器壳体，其特征在于：所述驻车锁止机构为一铰链机构，其具有一个自由弯曲位置和一个自锁弯曲位置；所述驻车锁止机构包括上铰链和下铰链；所述驻车锁止机构的一端枢接在所述驻车棘爪组件上，所述驻车锁止机构的另一端枢接在变速器壳体上，所述驻车锁止机构的铰接处还铰接有所述驻车推杆组件；所述驻车棘爪组件包括驻车棘爪和棘爪回位弹簧，所述棘爪回位弹簧套装在所述驻车棘爪上；所述驻车棘爪与所述驻车齿轮呈轴向可分离啮合。

2.根据权利要求1所述的一种驻车制动装置，其特征在于：所述下铰链上设有一个限位机构。

3.根据权利要求1所述的一种驻车制动装置，其特征在于：所述驻车棘爪上设有一个肩部。

4.根据权利要求1所述的一种驻车制动装置，其特征在于：所述驻车锁止机构在自锁弯曲位置时，其上铰链与下铰链的夹角为160-175度。

5.根根据权利要求2所述的一种驻车制动装置，其特征在于：所述限位机构为下铰链的侧面延伸出的一个凸耳，所述凸耳位于所述驻车锁止机构在自由弯曲位置时凸角一侧。

6.根据权利要求1或3所述的一种驻车制动装置，其特征在于：在所述驻车棘爪与所述驻车齿轮啮合部位设有两个呈径向对称的平面。

7.根据权利要求1所述的一种驻车制动装置，其特征在于：所述驻车推杆组件包括驻车铰链、驻车拉杆、铰链缓冲弹簧和止推螺母；所述驻车拉杆的一端为一个U形构件，另一端为一长形杆，其远端部设有螺纹；所述驻车铰链为一U形构件，底部设有一个开口，可套装在所述驻车拉杆上，在所述驻车拉杆上还套装有所述缓冲弹簧，并由所述止推螺母固定。

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