CN108799490B - 一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构及其驻车方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车传动技术领域，具体涉及一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构及其驻车方法，其中驻车机构包括底座、驱动盘、伸缩齿、扭簧、驱动拨子、液压旋转缸、盖板、固定齿、O型密封环和圆柱滚子，是一种结构紧凑、尺寸小、集成度高、系统损耗小、安装拆解方便的自动变速器用机械集成式液压驻车机构及其驻车方法。
Description
技术领域
本发明属于汽车传动技术领域，具体涉及一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构及其驻车方法。
背景技术
目前，汽车自动变速器对外形尺寸要求越来越小，对零部件的集成度也要求越来也高，同时要求系统摩擦损耗越来越低，从总成到零部件都提出了结构紧凑、集成度高、节能和安装拆解方便的要求。
同时，市场上常见汽车自动变速器的驻车结构，其锁止执行机构的动作作用在棘爪上，使驻车棘爪往复转动实现驻车棘轮的锁止和解锁，驻车系统主要有三大部分：锁止执行机构、棘爪与棘轮，三部分均属于独立零部件，且处在一个工作平面，使得整个驻车系统的整体占用空间较大，结构不够紧凑，对变速器总成的空间和布置要求较高，无法进行模块化设计和应用，且存在安装拆解不方便的问题；同时，由于受变速器壳体空间以及变速器内部结构的限制，驻车齿轮只能布置于变速器的某一个轴，驻车结构布置不够灵活；此外，锁止执行机构推动棘爪运动一般为滑动接触，在驻车系统承载时，系统摩擦损耗大。
现有技术中申请号为201410223564.1的发明专利文献就公开了涉及用于自动变速器的制动的驻车棘爪组件，更具体地涉及用于与电子变速器范围选择系统一起使用的制动的驻车棘爪组件；该类驻车机构缺点就是棘爪、棘轮及锁止执行机构整个系统的占用空间较大，且推动棘爪的锁止执行机构与棘爪之间属于滑动接触摩擦，系统损耗较大，同时由于集成度较低，存在安装拆解困难的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种结构紧凑、尺寸小、集成度高、系统损耗小、安装拆解方便的自动变速器用机械集成式液压驻车机构及其驻车方法。
一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构，包括底座1、驱动盘2、伸缩齿3、扭簧4、驱动拨子5、液压旋转缸6、盖板7、固定齿8、O型密封环9和圆柱滚子；其中
底座1通过底座中心内花键104安装在变速器轴上，底座1中心圆柱孔圆周外对称设有两个底座中心圆柱凸缘106，底座中心圆柱凸缘106上开有两个螺纹孔，底座1上的每个凸台上均设有一对小圆柱孔102和一对大圆柱孔103，其中两个大圆柱孔103相互贯通，大圆柱滚子1002安装在大圆柱孔103内，实现一对大圆柱滚子1002对滚，小圆柱滚子1001安装在小圆柱孔102内，底座1的凸台与凸台中间设有底座圆周凸台矩形槽101，伸缩齿3头部一端嵌在底座1的底座圆周凸台矩形槽101内，驱动盘2中心开有圆形孔，圆形孔外圆周一侧对称设有两个驱动盘圆弧形长孔203，圆形孔内圆周一侧对称设有两个驱动盘中心矩形槽202，驱动盘2与底座1同轴,且驱动盘中心矩形槽202穿过底座1的底座中心圆柱凸缘106，驱动盘2上还设有驱动盘Z型槽201；伸缩齿3另一端设有固定销301，滚轮302安装在固定销301上，滚轮302插入驱动盘2圆周外侧的驱动盘Z型槽201内，使得伸缩齿3上的滚轮302只能在驱动盘Z型槽201里滚动，同时，伸缩齿3安装滚轮302的一端开有切槽303，作用是当伸缩齿3在底座1中伸缩时，防止伸缩齿3与驱动盘2干涉；扭簧4整体嵌套在底座1的中心圆柱上，且同时连接驱动盘2，其未与驱动盘2连接的一端连接驱动拨子5，驱动拨子5的两端呈直角折弯状，中间开有三角槽501，驱动拨子5两端分别插入到驱动盘2的两个驱动盘圆弧形长孔203内，底座1中心圆柱径向方向开有两个底座中心圆柱矩形槽105，作用是防止驱动拨子5旋转时与底座1干涉；盖板7固定盖压在底座1的圆周外圈，实现伸缩齿3的位置限制，使伸缩齿3只能沿底座1径向方向伸缩，防止伸缩齿3掉落；液压旋转缸6的旋转轴端部设有三角楞601，插入到驱动拨子5的三角槽501内，实现旋转扭矩传递，液压旋转缸6的凸缘一端固定到底座1的底座中心圆柱凸缘106上，液压旋转缸6另一端插入到变速器壳体11内，可以周向旋转；
液压旋转缸6本体圆周方向上设有三个油封环形槽602，分别安装三个O型密封环9，实现进出液压旋转缸6油路的密封,三个油封环形槽602两两相间处设有两个油路环形槽，分别是液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032,液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032分别与变速器壳体11上的壳体A路油道1101和壳体B路油道1102连通，同时在液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032的垂直方向,即径向方向,设有液压缸A路油道6041和液压缸B路油道6042，即液压缸A路环形槽6031将变速器壳体11的壳体A路油道1101与旋转液压缸6上的液压缸A路油道6041连通，液压缸B路环形槽6032将变速器壳体11的壳体B路油道1102与液压旋转缸6上的液压缸B路油道6042连通。
所述的伸缩齿3的个数与驱动盘Z型槽201个数相同。
本发明同时提供应用上述一种基于所述的自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其中驻车从解锁状态变为锁止包括以下步骤：
步骤一，变速器上壳体A路油道1101进油，壳体B路油道1102出油，高压油进入到液压缸A路环形槽6031，之后进入到液压缸A路油道6041；低压油从液压缸B路油道6042进入到液压缸B路环形槽6032，之后回流到壳体B路油道1102；
步骤二，液压油使得液压旋转缸6正向顺时针启动，带动驱动拨子5旋转；驱动拨子5的两端在驱动盘2的两个圆弧形长孔内转动，带动扭簧4转动，进而带动驱动盘2旋转；
步骤三，驱动盘2转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽201推动伸缩齿3伸出底座1，所有的伸缩齿3同时伸出底座1，当固定齿8落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，使得固定齿8锁住底座1，实现整个驻车系统的锁止；
驻车从锁止状态变为解锁包括以下步骤：
步骤一，变速器上壳体B路油道1102进油，壳体A路油道1101出油，高压油进入到液压缸B路环形槽6032，之后进入到液压缸B路油道6042；低压油从液压缸A路油道6041进入到液压缸A路环形槽6031，之后回流到壳体A路油道1101；
步骤二，液压油使得液压旋转缸6反向逆时针启动，带动驱动拨子5反向旋转,推动驱动盘2反向转动，驱动盘2反向转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽201推动伸缩齿3缩回底座1，所有的伸缩齿3同时缩回底座1，固定齿8与伸缩齿3分离，使得固定齿8解锁底座1，实现整个驻车系统的解锁。
在驻车从解锁状态变为锁止的所述步骤三中，当固定齿8不能恰好落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，则表明伸缩齿3未伸出到指定长度，驱动盘2也未转到指定角度，扭簧4有蓄力，使车辆滑动带动变速器轴转动，进而带动底座1旋转，当固定齿8落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，使得固定齿8锁住底座1，实现整个驻车系统的锁止。
本发明的有益效果：
1、现有技术的驻车机构均属于棘爪棘轮类的驻车机构，驻车系统主要有三大部分：锁止执行机构、棘爪与棘轮，均属于独立零部件，且处在一个工作平面，使得整个驻车系统的整体占用空间较大，结构不够紧凑，无法进行模块化设计和应用，且存在安装拆解不方便的问题。本设计采用机械集成式设计思路，将棘爪设计成一个固定齿，将锁止执行机构集成到驻车齿轮里，结构非常紧凑；其次，通过增减伸缩齿的数量就可以实现模块化设计，应用于多个驻车布置场合；最后，只需要安装拆解底座就可以完成整个驻车系统的安装和拆解,方便快捷。
2、现有技术的驻车系统在锁止和解锁时，锁止执行器推动棘爪运动一般为滑动接触，系统主要摩擦损耗大，尤其是在变速器处在坡路工况下解锁驻车时，系统的主要摩擦会急剧增加，导致系统能耗增加。本设计在伸缩齿和底座之间加装了两对圆柱滚子，使得驻车系统在锁止和解锁时，系统主要摩擦为滚动摩擦，整个系统损耗远远小于原有设计的滑动摩擦。
附图说明
图1是本发明驻车机构结构示意图。
图2是本发明驻车机构装配示意图。
图3是本发明底座结构示意图。
图4是本发明伸缩齿结构示意图。
图5是本发明液压旋转缸安装在变速器壳体内的油路走向剖视图。
图6是本发明液压驻车机构处于驻车解锁状态的示意图。
图7是本发明液压驻车机构处于驻车锁止状态的示意图。
图8是本发明液压驻车机构处于驻车正在锁止过程的示意图。
其中：1底座，101底座圆周凸台矩形槽，102底座圆周凸台小圆柱孔，103底座圆周凸台大圆柱孔，104底座中心内花键，105底座中心圆柱矩形槽，106底座中心圆柱凸缘，2驱动盘，201驱动盘Z型槽，202驱动盘中心矩形槽，203驱动盘中心圆弧形长孔，3伸缩齿，301固定销，302滚轮，303切槽，4扭簧，5驱动拨子，501三角槽,6液压旋转缸，601三角楞，602油封环形槽,6031液压缸A路环形槽,6032液压缸B路环形槽,6041液压缸A路油道，6042液压缸B路油道，7盖板，8固定齿，9O型环，1001小圆柱滚子，1002大圆柱滚子,11变速器壳体,1101壳体A路油道,1102壳体B路油道。
具体实施方式
实施例1
一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构，所述机构设置在变速器壳体11内，包括底座1、驱动盘2、伸缩齿3、扭簧4、驱动拨子5、液压旋转缸6、盖板7、固定齿8、O型密封环9和圆柱滚子；其中
底座1通过底座中心内花键104安装在变速器轴上，底座1中心圆柱孔圆周外对称设有两个底座中心圆柱凸缘106，底座中心圆柱凸缘106上开有两个螺纹孔，使用螺钉实现底座1与液压旋转缸6的固定连接，底座1圆周外圈的每个凸台上均设有一对小圆柱孔102和一对大圆柱孔103，其中两个大圆柱孔103相互贯通，大圆柱滚子1002安装在底座1圆周凸台上的大圆柱孔103内，实现一对大圆柱滚子1002对滚，减小伸缩齿3与底座1之间的系统摩擦，小圆柱滚子1001安装在底座1圆周凸台上的小圆柱孔102内，底座1圆周外圈的凸台与凸台中间设有底座圆周凸台矩形槽101，伸缩齿3头部一端嵌在底座1的底座圆周凸台矩形槽101内，驱动盘2中心开有圆形孔，圆形孔外圆周一侧对称设有两个驱动盘圆弧形长孔203，圆形孔内圆周一侧对称设有两个驱动盘中心矩形槽202，驱动盘2与底座1同轴,且驱动盘中心矩形槽202穿过底座1的底座中心圆柱凸缘106，避免干涉，驱动盘2上还设有按圆周阵列分布的驱动盘Z型槽201；伸缩齿3另一端设有固定销301，滚轮302安装在固定销301上，滚轮302插入驱动盘2圆周外侧的驱动盘Z型槽201内，使得伸缩齿3上的滚轮302只能在驱动盘Z型槽201里滚动，当伸缩齿3在底座1中伸缩时，滚轮302在驱动盘Z型槽201内运动。同时，伸缩齿3安装滚轮302的一端开有切槽303，作用是当伸缩齿3在底座1中伸缩时，防止伸缩齿3与驱动盘2干涉；扭簧4整体嵌套在底座1的中心圆柱上，且同时连接驱动盘2，其未与驱动盘2连接的一端连接驱动拨子5，驱动拨子5的两端呈直角折弯状，中间开有三角槽501，两端分别插入到驱动盘2的两个驱动盘圆弧形长孔203内，底座1中心圆柱径向方向开有两个底座中心圆柱矩形槽105，作用是防止驱动拨子5旋转时与底座1干涉；盖板7通过3个螺钉固定盖压在底座1的圆周外圈，实现伸缩齿3的位置限制，使伸缩齿3只能沿底座1径向方向伸缩，防止伸缩齿3掉落；液压旋转缸6的旋转轴端部设有三角楞601，插入到驱动拨子5的三角槽501内，实现旋转扭矩传递，液压旋转缸6的凸缘通过两个螺钉固定到底座1的底座中心圆柱凸缘106上，液压旋转缸6另一端插入到变速器壳体11内，可以周向旋转。
液压旋转缸6本体圆周方向上设有三个油封环形槽602，分别安装三个O型密封环9，实现进出液压旋转缸6油路的密封,三个油封环形槽602两两相间处设有两个油路环形槽，分别是液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032,液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032分别与变速器壳体11上的壳体A路油道1101和壳体B路油道1102连通，同时在液压缸A路环形槽6031和液压缸B路环形槽6032的垂直方向,即径向方向,设有液压缸A路油道6041和液压缸B路油道6042，即液压缸A路环形槽6031将变速器壳体11的壳体A路油道1101与旋转液压缸6上的液压缸A路油道6041连通，液压缸B路环形槽6032将变速器壳体11的壳体B路油道1102与液压旋转缸6上的液压缸B路油道6042连通。
所述的伸缩齿3的个数与驱动盘Z型槽201个数相同。
驱动盘中心矩形槽202的作用是便于驱动盘2穿过底座1上的两个底座中心圆柱凸缘106，实现驱动盘2能够嵌套安装到底座1上；一对大圆柱滚子1002分别接触相邻的两个伸缩齿3，一对小圆柱滚子1001分别接触伸缩齿3和底座1；扭簧4一端安装在驱动盘2上，另一端安装在驱动拨子5上；所述固定齿8安装固定在变速器壳体11内，固定齿8的小头端指向底座1方向。
一种基于所述的自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其中驻车从解锁状态变为锁止包括以下步骤：
步骤一:变速器上壳体A路油道1101进油，壳体B路油道1102出油，高压油进入到液压缸A路环形槽6031，之后进入到液压缸A路油道6041；低压油从液压缸B路油道6042进入到液压缸B路环形槽6032，之后回流到壳体B路油道1102；
步骤二:液压油使得液压旋转缸6正向顺时针启动，带动驱动拨子5旋转；驱动拨子5的两端在驱动盘2的两个圆弧形长孔内转动，带动扭簧4转动，进而带动驱动盘2旋转；
步骤三:驱动盘2转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽201推动伸缩齿3伸出底座1，所有的伸缩齿3同时伸出底座1，当固定齿8落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，使得固定齿8锁住底座1，实现整个驻车系统的锁止；
驻车从锁止状态变为解锁包括以下步骤：
步骤一:变速器上壳体B路油道1102进油，壳体A路油道1101出油，高压油进入到液压缸B路环形槽6032，之后进入到液压缸B路油道6042；低压油从液压缸A路油道6041进入到液压缸A路环形槽6031，之后回流到壳体A路油道1101；
步骤二:液压油使得液压旋转缸6反向逆时针启动，带动驱动拨子5反向旋转,推动驱动盘2反向转动，驱动盘2反向转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽201推动伸缩齿3缩回底座1，所有的伸缩齿3同时缩回底座1，固定齿8与伸缩齿3分离，使得固定齿8解锁底座1，实现整个驻车系统的解锁。
在驻车从解锁状态变为锁止的所述步骤三中，当液压旋转缸6正向顺时针启动时，即驻车系统需要锁止时，驱动拨子5的两端可以在驱动盘2的两个圆弧形长孔内正向顺时针转动。
在驻车从锁止状态变为解锁的所述步骤二中，当液压旋转缸6反向逆时针启动时，即驻车系统需要解锁时，驱动拨子5直接推动驱动盘2反向逆时针转动。
在驻车从解锁状态变为锁止的所述步骤三中，当固定齿8不能恰好落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，则表明伸缩齿3未伸出到指定长度，驱动盘2也未转到指定角度，扭簧4有蓄力，当车辆滑动时，带动变速器轴转动，进而带动底座1旋转，此时，当固定齿8落入到相邻的两个伸缩齿3构成的齿槽中，使得固定齿8锁住底座1，实现整个驻车系统的锁止。
Claims (4)
1.一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其特征在于驻车从解锁状态变为锁止包括以下步骤：
步骤一，变速器上壳体A路油道（1101）进油，壳体B路油道（1102）出油，高压油进入到液压缸A路环形槽（6031），之后进入到液压缸A路油道（6041）；低压油从液压缸B路油道（6042）进入到液压缸B路环形槽（6032），之后回流到壳体B路油道（1102）；
步骤二，液压油使得液压旋转缸（6）正向顺时针启动，带动驱动拨子（5）旋转；驱动拨子（5）的两端在驱动盘（2）的两个圆弧形长孔内转动，带动扭簧（4）转动，进而带动驱动盘（2）旋转；
步骤三，驱动盘（2）转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽（201）推动伸缩齿（3）伸出底座（1），所有的伸缩齿（3）同时伸出底座（1），当固定齿（8）落入到相邻的两个伸缩齿（3）构成的齿槽中，使得固定齿（8）锁住底座（1），实现整个驻车系统的锁止；
驻车从锁止状态变为解锁包括以下步骤：
步骤一，变速器上壳体B路油道（1102）进油，壳体A路油道（1101）出油，高压油进入到液压缸B路环形槽（6032），之后进入到液压缸B路油道（6042）；低压油从液压缸A路油道（6041）进入到液压缸A路环形槽（6031），之后回流到壳体A路油道（1101）；
步骤二，液压油使得液压旋转缸（6）反向逆时针启动，带动驱动拨子（5）反向旋转,推动驱动盘（2）反向转动，驱动盘（2）反向转动，通过布置在圆周阵列方向的驱动盘Z型槽（201）推动伸缩齿（3）缩回底座（1），所有的伸缩齿（3）同时缩回底座（1），固定齿（8）与伸缩齿（3）分离，使得固定齿（8）解锁底座（1），实现整个驻车系统的解锁。
2.根据权利要求1所述的一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其特征在于在驻车从解锁状态变为锁止的所述步骤三中，当固定齿（8）不能恰好落入到相邻的两个伸缩齿（3）构成的齿槽中，则表明伸缩齿（3）未伸出到指定长度，驱动盘（2）也未转到指定角度，扭簧（4）有蓄力，使车辆滑动带动变速器轴转动，进而带动底座（1）旋转，当固定齿（8）落入到相邻的两个伸缩齿（3）构成的齿槽中，使得固定齿（8）锁住底座（1），实现整个驻车系统的锁止。
3.根据权利要求1所述的一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其特征在于，其中一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构包括底座（1）、驱动盘（2）、伸缩齿（3）、扭簧（4）、驱动拨子（5）、液压旋转缸（6）、盖板（7）、固定齿（8）、O型密封环（9）和圆柱滚子；其中底座（1）通过底座中心内花键（104）安装在变速器轴上，底座（1）中心圆柱孔圆周外对称设有两个底座中心圆柱凸缘（106），底座中心圆柱凸缘（106）上开有两个螺纹孔，底座（1）上的每个凸台上均设有一对小圆柱孔（102）和一对大圆柱孔（103），其中两个大圆柱孔（103）相互贯通，大圆柱滚子（1002）安装在大圆柱孔（103）内，实现一对大圆柱滚子（1002）对滚，小圆柱滚子（1001）安装在小圆柱孔（102）内，底座（1）的凸台与凸台中间设有底座圆周凸台矩形槽（101），伸缩齿（3）头部一端嵌在底座（1）的底座圆周凸台矩形槽（101）内，驱动盘（2）中心开有圆形孔，圆形孔外圆周一侧对称设有两个驱动盘圆弧形长孔（203），圆形孔内圆周一侧对称设有两个驱动盘中心矩形槽（202），驱动盘（2）与底座（1）同轴,且驱动盘中心矩形槽（202）穿过底座（1）的底座中心圆柱凸缘（106），驱动盘（2）上还设有驱动盘Z型槽（201）；伸缩齿（3）另一端设有固定销（301），滚轮（302）安装在固定销（301）上，滚轮（302）插入驱动盘（2）圆周外侧的驱动盘Z型槽（201）内，使得伸缩齿（3）上的滚轮（302）只能在驱动盘Z型槽（201）里滚动，同时，伸缩齿（3）安装滚轮（302）的一端开有切槽（303），扭簧（4）整体嵌套在底座（1）的中心圆柱上，且同时连接驱动盘（2），其未与驱动盘（2）连接的一端连接驱动拨子（5），驱动拨子（5）的两端呈直角折弯状，中间开有三角槽（501），驱动拨子（5）两端分别插入到驱动盘（2）的两个驱动盘圆弧形长孔（203）内，底座（1）中心圆柱径向方向开有两个底座中心圆柱矩形槽（105），盖板（7）固定盖压在底座（1）的圆周外圈，实现伸缩齿（3）的位置限制，使伸缩齿（3）只能沿底座（1）径向方向伸缩，防止伸缩齿（3）掉落；液压旋转缸（6）的旋转轴端部设有三角楞（601），插入到驱动拨子（5）的三角槽（501）内，实现旋转扭矩传递，液压旋转缸（6）的凸缘一端固定到底座（1）的底座中心圆柱凸缘（106）上，液压旋转缸（6）另一端插入到变速器壳体（11）内，可以周向旋转；
液压旋转缸（6）本体圆周方向上设有三个油封环形槽（602），分别安装三个O型密封环（9），实现进出液压旋转缸（6）油路的密封,三个油封环形槽（602）两两相间处设有两个油路环形槽，分别是液压缸A路环形槽（6031）和液压缸B路环形槽（6032）, 液压缸A路环形槽（6031）和液压缸B路环形槽（6032）分别与变速器壳体（11）上的壳体A路油道（1101）和壳体B路油道（1102）连通，同时在液压缸A路环形槽（6031）和液压缸B路环形槽（6032）的垂直方向,即径向方向,设有液压缸A路油道（6041）和液压缸B路油道（6042），即液压缸A路环形槽（6031）将变速器壳体（11）的壳体A路油道（1101）与旋转液压缸（6）上的液压缸A路油道（6041）连通，液压缸B路环形槽（6032）将变速器壳体（11）的壳体B路油道（1102）与液压旋转缸（6）上的液压缸B路油道（6042）连通。
4.根据权利要求3所述的一种自动变速器用机械集成式液压驻车机构的驻车方法，其特征在于，所述的伸缩齿（3）的个数与驱动盘Z型槽（201）个数相同。
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