CN104776220B - 自动变速器的驻车机构及自动变速器 - Google Patents
自动变速器的驻车机构及自动变速器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种自动变速器中的驻车机构及变速器，该驻车机构包括驻车凸轮，驻车凸轮上套设驻车弹簧，驻车弹簧位于导向板内侧；驻车弹簧外侧套设有回位弹簧，回位弹簧的一端抵靠在导向板的一个端面上，另一端抵靠销子；驻车推杆一端具有被动棘爪、另一端具有所述杆部，杆部容纳在驻车凸轮的杆状本体内的部分、且与条状通孔相对应的部分设有圆形通孔；驻车推杆通过销子与驻车凸轮连接；被动棘爪具有多个第一棘爪凸起，第一棘爪凸起包括第一斜面，与第一斜面相邻、第一棘爪凸起向内凹陷有第一槽；相邻的两个第一棘爪凸起之间形成有一个第一棘爪槽；第二斜面和第三斜面之间向内凹陷有第二槽。解决了驻车机构紧凑性较差、对壳体强度要求苛刻的问题。
Description
技术领域
本发明涉及自动变速器技术领域，特别涉及一种自动变速器的驻车机构及自动变速器。
背景技术
汽车根据换挡方式的不同可以分为手动挡汽车和自动挡汽车。其中，自动挡汽车中具有自动变速器。具有自动变速器的汽车由于驾驶简单方便，受到人们的青睐。自动变速器已经成为了变速器发展的主流方向，越来越受到人们的欢迎。驻车机构是自动变速器中的安全装置，作用是防止汽车的滑行，使得汽车能够可靠地、无时间限制地停驻在一定位置甚至斜坡上。
目前，自动变速器中的驻车机构的结构也不尽相同。图1为现有技术中的一种变速器中的驻车机构，该驻车机构由换挡摇臂的转动来带动驻车棘爪转动，驻车棘爪再推动驻车推杆总成运动，驻车推杆总成通过压缩弹簧推动驻车凸轮转动，驻车凸轮推动驻车臂与驻车齿轮啮合，实现驻车功能。
由于驻车机构的动力来源为换挡摇臂，而在变速器布置换挡摇臂以及驻车机构中的其他部件，均受到变速器空间的限制，布置困难、紧凑性较差；并且，换挡轴需要穿过变速器的壳体，因此，对穿过换挡轴的变速器壳体处的强度要求苛刻。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种自动变速器的驻车机构及自动变速器，以解决现有技术中自动变速器中的驻车机构在变速器中布置困难，紧凑性较差、对变速器壳体强度要求苛刻的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种自动变速器中的驻车机构，包括驻车齿轮、驻车臂、驻车臂回位弹簧、销轴、定位块，还包括导向板、驻车凸轮、驻车推杆、驻车弹簧、回位弹簧、销子、套筒和主动棘爪；
所述定位块和导向板通过螺栓固定在变速器的壳体上；
所述驻车凸轮包括杆状本体和锥台状凸轮，所述锥台状凸轮的直径大端与所述杆状本体连接，所述杆状本体上沿轴向设有条状通孔；所述杆状本体内部中空，能够容设所述驻车推杆的杆部，所述锥台状凸轮位于所述驻车臂和定位块之间，所述导向板套设在所述驻车凸轮上；
所述驻车凸轮的杆状本体上还套设有所述驻车弹簧，所述驻车弹簧位于所述导向板的内侧；
所述驻车弹簧的外侧还套设有所述回位弹簧，且所述回位弹簧的一端抵靠在所述导向板的一个端面上，另一端抵靠所述销子；所述驻车推杆一端具有被动棘爪、另一端具有所述杆部，所述杆部容纳在所述驻车凸轮的杆状本体内的部分、且与所述条状通孔相对应的部分设有圆形通孔；所述驻车推杆通过销子与所述驻车凸轮连接；
所述被动棘爪具有多个第一棘爪凸起，所述第一棘爪凸起包括第一斜面，与所述第一斜面相邻、所述第一棘爪凸起向内凹陷有第一槽；相邻的两个所述第一棘爪凸起之间形成有一个第一棘爪槽；
所述主动棘爪包括杆部本体，所述杆部本体的一端的表面设有多个棘齿，所述棘齿围成一个中空腔室，相邻的两个所述棘齿之间形成有第二棘爪槽；所述棘齿的数量与所述第一棘爪凸起的数量相同；所述棘齿的端面上包括第二斜面和第三斜面，所述棘齿的第二斜面和第三斜面之间向内凹陷有第二槽；
所述套筒内壁固设有第二棘爪凸起，所述第二棘爪凸起包括一圆环，所述圆环的端面向同一方向凸伸有多个棘爪，所述棘爪数量小于或等于所述第一棘爪槽或第二棘爪槽的数量；
所述套筒与所述变速器的壳体固定连接，所述主动棘爪和被动棘爪位于所述套筒内；所述第一斜面能够与所述第二斜面或第三斜面匹配；所述第一槽能够与所述第二斜面或所述第三斜面匹配；所述棘爪能够容纳在所述第一棘爪槽和所述第二棘爪槽内。
优选地，所述回位弹簧与所述销子之间设有弹簧压板，所述弹簧压板套设在所述驻车凸轮的杆状本体上。
优选地，所述条状通孔为长圆孔。
其中，所述第一棘爪凸起数量至少为两个、均匀分布；所述棘齿的数量至少为两个、均匀分布；所述棘爪数量至少为两个，均匀分布。
优选地，所述第一槽为V形，所述第二槽为V形。
其中，所述第二棘爪凸起与所述套筒焊接。
优选地，所述第二棘爪凸起与所述套筒一体成型。
一种自动变速器，所述自动变速器中设有上述的自动变速器中的驻车机构。
由于本发明实施例提供的自动变速器的驻车机构及自动变速器中，不需要换挡轴或其他零件穿过变速器壳体，自动变速器的驻车机构处于变速箱内部。可以采用电动装置或液压装置，具体可以是电机带动丝杠实现动力传递，或者液压线性阀实现动力传递，动力与主动棘爪15相连接输入动力，主动棘爪15与驻车推杆1的被动棘爪17相配合并共同与套筒13内壁的棘爪1312相配合且三者处于套筒13内部进行驻车动作，因此，不受变速器空间的限制，布置较为容易、紧凑性较好。并且，换挡轴不需要穿过变速器壳体，对变速器壳体的强度要求较低。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种自动变速器中的驻车机构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的主动棘爪和被动棘爪在非驻车状态时的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种主动棘爪的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种驻车凸轮的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种第二棘爪凸起的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的驻车凸轮、主动棘爪和被动棘爪在非驻车状态的配合示意图；
图7为发明实施例提供的驻车凸轮、主动棘爪和被动棘爪在驻车状态的配合示意图。
附图标记说明：
1-驻车推杆，2-导向板，3-驻车弹簧，4-驻车凸轮，5-回位弹簧，6-弹簧压板，7-定位块，8-螺栓，9-销轴，10-驻车臂，11-驻车臂回位弹簧，12-驻车齿轮，13-套筒，14-销子，15-主动棘爪，41-杆状本体，42-锥台状突起，43-条状通孔，16-杆部，17-被动棘爪，171-第一棘爪凸起，1711第一斜面，1712-第一槽，1713-第一棘爪槽，151-杆部本体，152-棘齿，1521-第二斜面，1522-第三斜面，1523-第二槽，153-第二棘爪槽，131-第二棘爪凸起，1311-圆环，1312-棘爪。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，本发明实施例提供了一种自动变速器中的驻车机构，包括驻车齿轮12、驻车臂10、驻车臂回位弹簧11、销轴9、定位块7，其特征在于，还包括导向板2、驻车凸轮4、驻车推杆1、驻车弹簧3、回位弹簧5、销子14、套筒13和主动棘爪15；所述定位块7和导向板2通过螺栓8固定在变速器的壳体上；所述驻车凸轮4包括杆状本体41和锥台状凸轮42，所述锥台状凸轮42的直径大端与所述杆状本体41连接，所述杆状本体41上沿轴向设有条状通孔43；所述杆状本体41内部中空，能够容设所述驻车推杆1的杆部16，所述锥台状凸轮42位于所述驻车臂10和定位块7之间，所述导向板2套设在所述驻车凸轮4上；所述驻车凸轮4的杆状本体41上还套设有所述驻车弹簧3，所述驻车弹簧3位于所述导向板2的内侧；所述驻车弹簧3的外侧还套设有所述回位弹簧5，且所述回位弹簧5的一端抵靠在所述导向板2的一个端面上，另一端抵靠所述销子14；所述驻车推杆1一端具有被动棘爪17、另一端具有所述杆部16，所述杆部16容纳在所述驻车凸轮4的杆状本体41内的部分、且与所述条状通孔43相对应的部分设有圆形通孔18；所述驻车推杆1通过销子14与所述驻车凸轮4连接；所述被动棘爪17具有多个第一棘爪凸起171，所述第一棘爪凸起171包括第一斜面1711，与所述第一斜面1711相邻、所述第一棘爪凸起171向内凹陷有第一槽1712；相邻的两个所述第一棘爪凸起171之间形成有一个第一棘爪槽1713；所述主动棘爪15包括杆部本体151，所述杆部本体151的一端的表面设有多个棘齿152，所述棘齿152围成一个中空腔室，相邻的两个所述棘齿152之间形成有第二棘爪槽153；所述棘齿152的数量与所述第一棘爪凸起171的数量相同；所述棘齿152的端面上包括第二斜面1521和第三斜面1522，所述棘齿152的第二斜面1521和第三斜面1522之间向内凹陷有第二槽1523；所述套筒13内壁固设有第二棘爪凸起131，所述第二棘爪凸起131包括一圆环1311，所述圆环1311的端面向同一方向凸伸有多个棘爪1312，所述棘爪1312数量小于或等于所述第一棘爪槽1713或第二棘爪槽153的数量；所述套筒13与所述变速器的壳体固定连接，所述主动棘爪15和被动棘爪17位于所述套筒13内；所述第一斜面1711能够与所述第二斜面1521或第三斜面1522匹配；所述第一槽1712能够与所述第二斜面1521或所述第三斜面1522匹配；所述棘爪1312能够容纳在所述第一棘爪槽1713和所述第二棘爪槽153内。
参见图1至图7，本发明实施例提供的自动变速器中的驻车机构中，工作原理为：在驻车时，套筒13内部工作过程为：主动棘爪15沿套筒13内壁运动，使得棘爪1312在第一棘爪槽1713和第二棘爪槽153内滑动，并推动驻车推杆1一起沿套筒13内壁向驻车臂10方向滑动。
其中，具体地可以采用电动装置或液压装置使主动棘爪15沿套筒13内壁运动。当驻车推杆1和被动棘爪17到达套筒13内壁上的棘爪1312的最底端时，由于被动棘爪17上的第一棘爪凸起171上设有第一斜面1711和第一槽1712、棘齿152上设有第二斜面1521和第三斜面1522，并且，第一斜面1711与第二斜面1521和第三斜面1522匹配，第一槽1712与第二斜面1521和第三斜面1522匹配，同时，当驻车推杆1向驻车臂10方向移动时，回位弹簧5受力压缩，回位弹簧5会施加给驻车推杆1一个弹力，因此，驻车推杆1受到回位弹簧5的弹力而发生旋转，由于棘爪1312位于第一槽1712和第二棘爪槽153内，而不能恢复原位，即套筒13内壁的棘爪1312底端会顶住驻车推杆1的被动棘爪17的的第一槽1712，从而阻止棘爪1312恢复原位。在上述过程中驻车推杆1通过穿设在圆形通孔18内的销子14压缩驻车弹簧3和回位弹簧5，驻车弹簧3会推动驻车凸轮4向驻车臂10方向移动，当驻车臂10与驻车齿轮12齿顶碰撞时，驻车弹簧3压缩储存弹性势能，驻车臂10受到驻车凸轮4上锥台状凸轮42的推动而发生转动，驻车臂10会以销轴9为轴发生向靠近驻车齿轮12的方向旋转，待驻车臂10发生旋转后，主动棘爪15继续推动驻车推杆1向驻车臂10方向移动，使得驻车凸轮4将驻车臂10推动到驻车状态，完成驻车。
具体地，分为以下两种情况，第一种情况：驻车臂10与驻车齿轮12的齿顶未碰撞，驻车凸轮4上的锥台状凸轮42推动驻车臂10，使得驻车臂10会以销轴9为轴发生向靠近驻车齿轮12的方向的旋转，使得驻车臂10卡进驻车齿轮12的齿槽，完成驻车。
第二种情况：驻车臂10与驻车齿轮12的齿顶碰撞。驻车弹簧3压缩储存弹性势能，驻车臂10受到驻车凸轮4上的锥台状凸轮42的推动而发生转动，并与驻车齿轮12的齿顶碰撞，驻车凸轮4及其锥台状凸轮42未达到最终驻车位置。待驻车齿轮12发生旋转后，驻车弹簧3储存的弹性势能释放，以推动驻车凸轮4向驻车臂10的方向移动，驻车凸轮4上的锥台状凸轮42推动驻车臂10，驻车臂10会以销轴9为轴发生向靠近驻车齿轮12方向的旋转，待驻车臂10卡进驻车齿轮12齿槽后，完成驻车。
另一方面，需要说明的是，汽车驻车完成后，电动装置或液压装置不再持续输出动力。
当取消驻车时，电动装置或液压装置先给主动棘爪15施加动力，待被动棘爪17发生旋转，棘爪1312进入第二槽1712中后，取消电动装置或液压装置对主动棘爪15的动力输出。由于回位弹簧5在驻车状态受力压缩，储存了弹性势能，当主动棘爪15受到的动力消失后，回位弹簧5释放弹性势能，使得被动棘爪17通过第二槽1712沿棘爪1312向远离驻车臂10的方向移动，直到主动棘爪15与圆环1311接触不能继续移动为止。驻车齿轮12、驻车臂10及驻车凸轮4的运动过程不变。
由于本发明实施例提供的自动变速器的驻车机构中，不需要换挡轴或其他零件穿过变速器壳体，自动变速器的驻车机构处于变速箱内部。可以采用电动装置或液压装置，具体可以是电机带动丝杠实现动力传递，或者液压线性阀实现动力传递，动力与主动棘爪15相连接输入动力，主动棘爪15与驻车推杆1的被动棘爪17相配合并共同与套筒13内壁的棘爪1312相配合且三者处于套筒13内部进行驻车动作，因此，不受变速器空间的限制，布置较为容易、紧凑性较好。并且，换挡轴不需要穿过变速器壳体，对变速器壳体的强度要求较低。
上述实施例中，所述回位弹簧5与所述销子14之间可设有弹簧压板6。弹簧压板6与回位弹簧5之间的接触面积大于回位弹簧与销子14之间的接触面积，使得回位弹簧5受力压缩时更容易发生形变储存弹性势能。
上述实施例中，所述条状通孔可以为长圆孔，销子14在长圆孔中的移动更顺畅。其中，所述第一棘爪凸起数量至少为两个、均匀分布；所述棘齿的数量至少为两个、均匀分布；所述棘爪数量至少为两个，均匀分布。优选地，所述第一棘爪凸起17数量优选为三个、均匀分布；所述棘齿152的数量优选为三个、均匀分布；所述棘爪1312数量优选为三个，均匀分布，这样更容易布置，稳定性、可靠性也较佳。
上述实施例中，所述第一槽可为V形，所述第二槽可为V形。所述第二棘爪凸起131与所述套筒13可焊接，焊接方式牢靠、稳固。当然，所述第二棘爪凸起131与所述套筒13也可以一体成型。
本发明实施例还提供了一种自动变速器，所述自动变速器中设有上述的自动变速器中的驻车机构。由于本发明实施例提供的自动变速器的驻车机构中，不需要换挡轴或其他零件穿过变速器壳体，自动变速器的驻车机构处于变速箱内部。可以采用电动装置或液压装置，具体可以是电机带动丝杠实现动力传递，或者液压线性阀实现动力传递，动力与主动棘爪15相连接输入动力，主动棘爪15与驻车推杆1的被动棘爪17相配合并共同与套筒13内壁的棘爪1312相配合且三者处于套筒13内部进行驻车动作，因此，不受变速器空间的限制，布置较为容易、紧凑性较好。并且，换挡轴不需要穿过变速器壳体，对变速器壳体的强度要求较低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动变速器中的驻车机构，包括驻车齿轮(12)、驻车臂(10)、驻车臂回位弹簧(11)、销轴(9)、定位块(7)，其特征在于，还包括导向板(2)、驻车凸轮(4)、驻车推杆(1)、驻车弹簧(3)、回位弹簧(5)、销子(14)、套筒(13)和主动棘爪(15)；
所述定位块(7)和导向板(2)通过螺栓(8)固定在变速器的壳体上；
所述驻车凸轮(4)包括杆状本体(41)和锥台状凸轮(42)，所述锥台状凸轮(42)的直径大端与所述杆状本体(41)连接，所述杆状本体(41)上沿轴向设有条状通孔(43)；所述杆状本体(41)内部中空，能够容设所述驻车推杆(1)的杆部(16)，所述锥台状凸轮(42)位于所述驻车臂(10)和定位块(7)之间，所述导向板(2)套设在所述驻车凸轮(4)上；
所述驻车凸轮(4)的杆状本体(41)上还套设有所述驻车弹簧(3)，所述驻车弹簧(3)位于所述导向板(2)的内侧；
所述驻车弹簧(3)的外侧还套设有所述回位弹簧(5)，且所述回位弹簧(5)的一端抵靠在所述导向板(2)的一个端面上，另一端抵靠所述销子(14)；所述驻车推杆(1)一端具有被动棘爪(17)、另一端具有所述杆部(16)，所述杆部(16)容纳在所述驻车凸轮(4)的杆状本体(41)内的部分、且与所述条状通孔(43)相对应的部分设有圆形通孔(18)；所述驻车推杆(1)通过销子(14)与所述驻车凸轮(4)连接；
所述被动棘爪(17)具有多个第一棘爪凸起(171)，所述第一棘爪凸起(171)包括第一斜面(1711)，与所述第一斜面(1711)相邻、所述第一棘爪凸起(171)向内凹陷有第一槽(1712)；相邻的两个所述第一棘爪凸起(171)之间形成有一个第一棘爪槽(1713)；
所述主动棘爪(15)包括杆部本体(151)，所述杆部本体(151)的一端的表面设有多个棘齿(152)，所述棘齿(152)围成一个中空腔室，相邻的两个所述棘齿(152)之间形成有第二棘爪槽(153)；所述棘齿(152)的数量与所述第一棘爪凸起(171)的数量相同；所述棘齿(152)的端面上包括第二斜面(1521)和第三斜面(1522)，所述棘齿(152)的第二斜面(1521)和第三斜面(1522)之间向内凹陷有第二槽(1523)；
所述套筒(13)内壁固设有第二棘爪凸起(131)，所述第二棘爪凸起(131)包括一圆环(1311)，所述圆环(1311)的端面向同一方向凸伸有多个棘爪(1312)，所述棘爪(1312)数量小于或等于所述第一棘爪槽(1713)或第二棘爪槽(153)的数量；
所述套筒(13)与所述变速器的壳体固定连接，所述主动棘爪(15)和被动棘爪(17)位于所述套筒(13)内；所述第一斜面(1711)能够与所述第二斜面(1521)或第三斜面(1522)匹配；所述第一槽(1712)能够与所述第二斜面(1521)或所述第三斜面(1522)匹配；所述棘爪(1312)能够容纳在所述第一棘爪槽(1713)和所述第二棘爪槽(153)内。
2.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述回位弹簧(5)与所述销子(14)之间设有弹簧压板(6)，所述弹簧压板(6)套设在所述驻车凸轮(4)的杆状本体(41)上。
3.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述条状通孔(43)为长圆孔。
4.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述第一棘爪凸起(171)数量至少为2个、均匀分布；所述棘齿(152)的数量至少为2个、均匀分布；所述棘爪(1312)数量至少为2个，均匀分布。
5.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述第一槽(1712)为V形，所述第二槽(1523)为V形。
6.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述第二棘爪凸起(131)与所述套筒(13)焊接。
7.根据权利要求1所述的自动变速器中的驻车机构，其特征在于，所述第二棘爪凸起(131)与所述套筒(13)一体成型。
8.一种自动变速器，其特征在于，所述自动变速器中设有权利要求1-7任一项所述的自动变速器中的驻车机构。
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