CN102050022A - 机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，该装置安装在变速器的输出轴1与输出轴1旁的变速器的壳体2之间。它包括：单向轴承3、滑动轴承5、限转盘6、复位弹簧9、倒档联杆12。在前进档和空档位时限转盘6限制单向轴承3的外座圈23转动，输出轴1只能向前进方向转动或停转，汽车能前行或不动，不能后退；进入倒档位时限转盘6解除对单向轴承3的外座圈23转动的限制，输出轴1能向后退方向转动，汽车能向后行驶。

Description

机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置

技术领域

本发明是涉及一种汽车在上坡行驶中暂时停车或在上坡路面上起动汽车时防止汽车向后溜行的装置。

背景技术

现有的无自动驻车/上坡辅助系统的汽车在上坡行驶中暂时停车或在上坡路面上起动汽车时容易出现汽车向后溜行，这时自动档的汽车、特别是电控机械式自动变速器的自动档汽车在挂入空档时、甚至在P档时为了防止汽车向后溜行就需要手刹制动或脚刹制动；手动档的汽车在上坡路面上为了防止汽车向后溜行还需要手刹制动或脚刹制动与离合器踏板和加速踏板三个控制装置同时配合使用，这给驾驶操作带来了不少难度。汽车在坡上向后溜行会给自身汽车和后面的汽车、人和物带来危险和损害。申请号为200420020824。7的中国专利是在变速器的中间轴上设有汽车防后溜装置，装置这样设置在变速器进入空档时是不能起到汽车防后滑作用的，因为在空档位输出轴与中间轴已断开了汽车后滑的动力传动。现有带有自动驻车/上坡辅助系统的汽车多属高档汽车，其均是电子控制的自动驻车/上坡辅助系统，其系统复杂，成本高，维修难，申请号为200380108023。4的中国专利是属这类技术。申请号为200510020919。8的中国专利只能用于电控机械式自动变速器汽车的防后溜。

发明内容

为了解决上述问题而发明的机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，该装置安装在变速器的输出轴与变速器输出轴旁的变速器的壳体之间；该装置在前进档和空档位能限制变速器的输出轴向能使汽车后退的方向转动；在汽车的档位进入倒车档后该装置解除对变速器的输出轴向能使汽车后退的方向转动的限制。

上述目的是这样达到的：机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置包括：单向轴承3、滑动轴承5、限转盘6、复位弹簧9、倒档联动杆12。单向轴承3的内座圈25静联接在变速器的输出轴1上的，滑动轴承5的轴套静联接在输出轴1旁的变速器壳体2的轴承座内；限转盘6上的外花键8与变速器壳体2廷伸部的内花键11是动联接，限转盘6可做轴向滑动；倒档联动杆12与变速器的档位操控装置连接，汽车在前进档和空档位置时变速器的档位操控装置对倒档联动杆12未进行牵拉，限转盘6被复位弹簧9压向单向轴承3，限转盘6上的端面花键7与单向轴承3的外座圈23上的端面花键4吻合，单向轴承3的外座圈23被限制转动，单向轴承3只能允许变速器输出轴1向能使汽车前进的方向转动；在汽车进入倒车档位置时变速器的档位操控装置对倒档联动杆12进行牵拉，倒档联动杆12牵拉盘后柄13或通过倒档联动杆12上的杆叉22及叉栓31拖动限转盘6向B方向做轴向滑行，使限转盘6上的端面花键7脱离单向轴承3的外座圈23上的端面花键4，这时变速器的输出轴1联动单向轴承3的外座圈23可以同轴心、同步在滑动轴承5内向能使汽车后退的方向转动。

限转盘6由盘套28、盘毂29、摩擦衬片27、环状波浪形弹簧片26或和盘后柄13组成。在盘套28圆外周上有外花键8，在盘毂29的C侧端面上有端面花键7，盘毂29上铆合有摩擦衬片27，限转盘6内有环状波浪形弹簧片26，盘毂29被弹簧片26压向盘套28的内壁，弹簧片26的压力大小定在盘毂29上的摩擦衬片27与盘套28内壁之间产生的摩擦力大于汽车在设定坡度上的下滑力，小于被限转盘6限制转动的汽车部件受损最小耐受力。

单向轴承3的外座圈23上的端面花键4和限转盘6上的端面花键7的每个花键凸起的两个相邻侧面f斜面磨成其平面相互平行的两面，y面是输出轴1轴线上的纵截面，f面与y面之间的夹角等于和微小于f斜面受汽车后滑力产生的静摩擦角。

在限转盘6被复位弹簧9挤压使端面花键7与端面花键4吻合后，防退栓18卡住限转盘6的后部、即限转盘6的B侧用于防止限转盘6向B方向后退和防止端面花键7与端面花键4吻合的脱离，防退栓18上的拉线19与汽车变速操作杆上的倒档锁扣连接联动。

机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置结构简单、实用，耐用，维修方便，使用自动驻车、上坡辅助功能不需要另行操作，可用于无自动驻车、上坡辅助功能的中、低档汽车，也可取代现有高档汽车上的自动驻车、上坡辅助功能系统。

附图说明

图1是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在不连接主减速器一端的变速器壳体2与输出轴1之间的结构示意图；

图2是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在连接主减速器一端的变速器壳体2与输出轴1之间的结构示意图；

图3是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在不连接主减速器一端的单向轴承3和限转盘6的结构示意图；

图4是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在连接主减速器一端的单向轴承3和限转盘6的结构示意图；

图5是变速器壳体2的廷伸部横截面透视结构示意图；

图6是端面花键7的端面结构示意图；

图7是端面花键4和端面花键7的键凸呈矩形的周边俯视结构示意图；

图8是端面花键4和端面花键7的键凸呈波齿状的周边俯视结构示意图；

图9是限转盘6纵截面结构示意图。

具体实施方式

例一：本实施例是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在两轴手动档变速器和两轴电控机械式自动变速器上，图1是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在不连接主减速器一端的变速器底部壳体2与输出轴1之间的方式。设汽车向前行驶时变速器输出轴1是顺时针方向转动，即向图7、图8中的X方向转动；汽车向后行驶时变速器输出轴1是反时针方向转动。

见图1、图3，单向轴承3外套滑动轴承5组成的复合轴承是汽车变速器输出轴1的轴承，单向轴承3静联接在变速器的输出轴1上，滑动轴承5的轴套静联接在输出轴1旁的变速器壳体2的轴承座内。滑动轴承5就是轴套，变速器壳体2就是轴承座。当单向轴承3的外座圈23被限转盘6限制转动时输出轴1在顺时针方向可以自由转动，在反时针方向被单向轴承3逆止。在不受限转盘6限制转动时外座圈23在滑动轴承5的轴套内可以顺、反时针方向转动，这时，输出轴1也可顺、反时针方向转动。

限转盘6上的外花键8与变速器壳体2廷伸部的内花键11是动联接，限转盘6只能沿轴向滑行，不能转动。见图5，连线17与变速器的倒档拨叉轴连接，连线17在倒档联动杆12上的孔32内是可以滑动的，连线17和栓子16对倒档联动杆12只有向A方向单向牵拉作用，倒档联动杆12再摆动牵拉盘后柄13使限转盘6向B方向滑动；连线17和栓子16对倒档联动杆12没有向B方向牵拉的作用，所以倒档联动杆12不能摆动限转盘6向A方向滑动，限转盘6只能靠复位弹簧9的挤压向A方向滑动。

变速器在前进档和空档位时变速器的档位操纵装置和所连接的连线17和栓子16对倒档联动杆12没有进行牵拉，限转盘6在复位弹簧9的压力下向C方向滑动，限转盘6上的端面花键7与单向轴承3的外座圈23上的端面花键4吻合，外座圈23被限转盘6限制转动，输出轴1只能顺时针方向转动，反时针方向转动被单向轴承3逆止，汽车只能向前行驶或不动，汽车不能后退。

变速器档位进入倒车档时，变速器的倒档拨叉轴带动连线17和栓子16对倒档联动杆12进行牵拉，倒档联动杆12再摆动牵拉盘后柄13使限转盘6向B方向滑动，限转盘6上的端面花键7与单向轴承3的外座圈23上的端面花键4的吻合脱离，此时外座圈23的限转被解除，外座圈23可以在滑动轴承5内反时针方向转动，单向轴承3失去了对输出轴1的逆止功能，汽车可以向后倒退；在变速器档位退出倒车档时，变速器的倒档拨叉轴通过连线17和栓子16解除了对倒档联动杆12的牵拉，限转盘6向C方向滑行由复位弹簧9的压力推动。

设置用复位弹簧9的压力推动限转盘6向C方向滑动可以避免由于档位操纵装置硬性传动推动限转盘6向单向轴承3的方向滑动时端面花键7与端面花键4没有对齐、不能吻合而造成汽车档在限转盘6的拖累下不能进入其它档位的情况出现，连线17在孔32内可以滑动和朝A方向单向对倒档联动杆12进行牵拉避免了这种情况的出现。

限转盘6向单向轴承3滑动时如果端面花键7与端面花键4没有对齐、吻合不了，在复位弹簧9的压力下只要外座圈23稍转动一定的角度，端面花键7与端面花键4就能对齐吻合。汽车的主减速器的传动比在6左右，车轮向后滑行转动的角度是输出轴1转动角度的1/6。小汽车的轮胎直径是60CM左右，见图6，如果把端面花键7和端面花键4的直径做成10CM，键凸的宽度h做成5MM，键凸间距H做成7MM，要端面花键7与端面花键4对齐吻合，汽车最多只会后退12MM。

见图3、图9，限转盘6是一个总成，限转盘6上的外花键8在限转盘6的盘套28上，限转盘6上的端面花键7在限转盘6的盘毂29上，盘毂29上铆合有摩擦衬片27，盘毂29被环状波浪形弹簧片26压向盘套28的内壁，使盘毂29上的摩擦衬片27与盘套28内壁之间的摩擦力大于汽车在设定坡度上的下滑力，小于被限转盘6限制转动的汽车部件受损最小耐受力，这样汽车在小于设定的坡度路面上就不会后溜，也不会由于设置了本单向驻车装置而受到外来向后的巨大冲击力下造成汽车与单向驻车装置有关部件的损坏。在环状波浪形弹簧片26的外周要留一定的空间让环状波浪形弹簧片26在受压时能向外周伸展。在限转盘6的外花键8与变速器壳体2廷伸部的内花键11之间可以放置滚球来减少限转盘6在轴向的滑动阻力。

单向轴承3的内座圈25、外座圈23、滑动轴承5和盘毂29的直径都可以做成大一点，这样可以放入更多的滚子，使单向轴承3在逆止转动时内座圈25和外座圈23所受的压强小一点；摩擦衬片27的直径做得更大，摩擦衬片27摩擦产生的抗输出轴1的扭拒大一点；外座圈23直径更大，端面花键4可以有更多的键凸，每个键凸就会受到更小的汽车后滑所传动的扭力。

在限转盘6被复位弹簧9挤压使端面花键7与端面花键4吻合后，防退栓18进入限转盘6后端的B侧用于防止限转盘6后退和防止端面花键7与端面花键4脱离，防退栓18上的拉线19与变速器操作杆上的退档锁扣联接联动。

图7、图8是端面花键7和端面花键4周边的俯视图，键凸可做成矩形或波齿状。键凸的侧面f面是汽车后滑时端面花键7与端面花键4吻合相接触时的受力面。汽车在坡上后滑时为了用较少的力把端面花键7从端面花键4吻合中脱离出来，可以把f面做成与输出轴1轴线上的纵截面y面成一个角度，这个角度等于或销小于静摩擦角。这个角能使外座圈23在单向轴承3的逆止作用下传动汽车在坡面上下滑而产生的扭拒产生一个推动限转盘向B方向滑行的分力，这个分力能使驾驶员用档位杆把吻合在端面花键4中的端面花键7脱离出来所使用的力会更小。

图1、图3中滑动轴承5是从A侧装入滑动轴承5的轴承座内的，单向轴承3也是从A侧装入滑动轴承5的轴套内的。也可设计成在变速器壳体2的A侧内壁加装一片圆环状挡板阻挡滑动轴承5和单向轴承3，防止其向A侧脱落；或设计成滑动轴承5和单向轴承3从B侧装入。单向轴承3与输出轴1可用键联接，花键联接，或过盈联接。

例二，本实施例是机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装在连接主减速器一端的变速器壳体2与输出轴1之间的方式，这主要是两轴手动档变速器后驱动的汽车和三轴变速器汽车。见图2、图4，在这种安装方式中由于输出轴1穿过限转盘6和后盖10中心，这样，倒档联动杆12不是通过盘后柄13，而是通过杆叉22及叉栓31来牵拉限转盘6向B方向滑动，在变速器壳体2廷伸部的两侧各有一个与输出轴同轴向的长圆形孔用于叉栓31穿过和滑动。这种机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置安装方式的其它结构和工作原理与例一的一样。

15是离合器壳体2上支承架上的栓轴，用于栓倒档联动杆12，24是单向轴承的滚子，10是变速器壳体2廷伸部的后盖，20是后盖10的螺钉，14是防尘罩，21是盘后柄13上的栓子，30是无盘后柄13的限转盘6上的轴孔，h是端面花键4和端面花键7键凸的周边宽度，H是端面花键4和端面花键7键凹部33的周边宽度。

实施例一和例二中的限转盘6是一个盘毂29上铆合有一片摩擦衬片27，限转盘6可以与多片离合器一样做成多个盘毂29和多片摩擦衬片27，盘套28用花键做成多壁，这样可以在不加大限转盘6直径的条件下增加摩擦力。

Claims (4)

1.一种机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，其特征是：它包括：单向轴承(3)、滑动轴承(5)、限转盘(6)、复位弹簧(9)、倒档联动杆(12)，单向轴承(3)的内座圈(25)静联接在变速器的输出轴(1)上的，滑动轴承(5)的轴套静联接在输出轴(1)旁的变速器壳体(2)的轴承座内；限转盘(6)上的外花键(8)与变速器壳体(2)廷伸部的内花键(11)是动联接，限转盘(6)可做轴向滑动；倒档联动杆(12)与变速器的档位操控装置连接，汽车在前进档和空档位置时变速器的档位操控装置对倒档联动杆(12)未进行牵拉，限转盘(6)被复位弹簧(9)压向单向轴承(3)，限转盘(6)上的端面花键(7)与单向轴承(3)的外座圈(23)上的端面花键(4)吻合，单向轴承(3)的外座圈(23)被限制转动，单向轴承(3)只能允许变速器输出轴(1)向能使汽车前进的方向转动；在汽车进入倒车档位置时变速器的档位操控装置对倒档联动杆(12)进行牵拉，倒档联动杆(12)牵拉盘后柄(13)或通过倒档联动杆(12)上的杆叉(22)及叉栓(31)拖动限转盘(6)向(B)方向做轴向滑行，使限转盘(6)上的端面花键(7)脱离单向轴承(3)的外座圈(23)上的端面花键(4)，这时变速器的输出轴(1)联动单向轴承(3)的外座圈(23)可以同轴心、同步在滑动轴承(5)内向能使汽车后退的方向转动。

2.如权利要求1所述的机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，其特征是：限转盘(6)由盘套(28)、盘毂(29)、摩擦衬片(27)、环状波浪形弹簧片(26)或和盘后柄(13)组成，在盘套(28)圆外周上有外花键(8)，在盘毂(29)端面上有端面花键(7)，盘毂(29)铆合有摩擦衬片(27)，限转盘(6)内有环状波浪形弹簧片(26)，盘毂(29)被弹簧片(26)压向盘套(28)的内壁，弹簧片(26)的压力大小定在盘毂(29)上摩擦衬片(27)与盘套(28)内壁之间产生的摩擦力大于汽车在设定坡度上的下滑力，小于被限转盘(6)限制转动的汽车部件受损最小耐受力。

3.如权利要求1所述的机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，其特征是：单向轴承(3)的外座圈(23)上的端面花键(4)和限转盘(6)上的端面花键(7)的每个花键凸起的两个相邻侧面f斜面是相互平行的两面，y面是输出轴(1)轴线上的纵截面，f面与y面之间的夹角等于和小于f斜面受汽车后滑力产生的静摩擦角。

4.如权利要求1所述的机械式汽车单向自动驻车、上坡辅助装置，其特征是：在变速器壳体(2)廷伸部的周边上至少有一个防退栓(18)，在限转盘(6)被复位弹簧(9)挤压使端面花键(7)与端面花键(4)吻合后，防退栓(18)卡住限转盘(6)的后部、即限转盘(6)的B侧用于防止限转盘(6)向B方向后退和防止端面花键(7)与端面花键(4)吻合的脱离，防退栓(18)上的拉线(19)与汽车变速操作杆上的倒档锁扣连接联动。 

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