CN110360176A - 一种液压式致动装置及汽车驻车机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压式致动装置，包括致动组件、定位组件和油缸；所述油缸包括油缸壳体、致动内腔和定位内腔；所述致动内腔用于容纳所述致动组件，所述定位内腔用于容纳所述定位组件，所述定位内腔的上端与所述致动内腔的侧面相连通；所述油缸还包括致动油缸供油道，所述致动油缸供油道连通所述致动内腔和定位内腔。该致动装置采用共用油道实现液压双驱动，替代了现有技术的电液操控，结构简单占用空间少、控制简便的致动装置，解决了现有技术中致动装置以及采用该致动装置的驻车机构结构复杂、占用空间大、控制繁琐的技术问题。

Description

一种液压式致动装置及汽车驻车机构
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种液压式致动装置及汽车驻车机构。
背景技术
P档中的“P”源于英文词汇park中的第一个字母，所以在自动档汽车的档位中，P档即为停车档的标识。P档是在N档的基础上演变而来的档位，除了将变速器置于空档模式工作外，还在变速箱内部设有棘爪将输出轴上的齿轮扣住形成机械锁止，从而卡住驱动轮轴起到固定静止或微动车辆的作用。
而P档对汽车的锁止与启动都是通过驻车机构来实现的，驻车机构是汽车自动变速器中不可缺或的关键零部件，多年来一直延用变速器换挡杆进行操控。随着计算机电控技术的发展，近年来一些汽车厂家开始采用电控驻车机构。如梅赛德斯奔驰公司一些高档汽车就采用电液操控的驻车机构。图1就是这种电液操控驻车机构的原理图。在驻车时，给油缸6供油的电磁阀(图中未显示)卸载，电磁铁1搭电，将活塞定位销2吸出活塞N位定位槽13，弹簧3将活塞4和驻车致动杆5推向驻车位置。若要取消驻车，电磁铁1搭电，将锁栓2吸出活塞P位定位槽15，电磁阀给油缸6供压力油，活塞4在压油作用下左向移动，将驻车致动杆5拖出驻车位置。
这种电液操控式驻车机构使用方便，但是存在如下缺陷或不足：
1)电磁铁的成本较高，且零件繁多结构复杂；
2)电磁系统和液压系统需要同时为驻车机构提供驱动力，两套系统耗功多、占用的空间较大。
3)驻车和取消驻车的过程复杂，需要电磁系统和液压系统精确配合，因此需要特意设计软件进行相应的控制。
而以上问题都是由于驻车机构中致动装置存在缺陷造成的，由于存在以上问题,会影响电动汽车的成本,也增加了装配的难度，阻碍了汽车的长远发展。因此，急需提供一种新的驱车机构，尤其需要提供一种改进的致动装置，来解决相应的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种成本低，结构简单占用空间少、控制简便的致动装置，以及采用该致动装置的驻车机构。解决了现有技术中驻车机构的致动装置结构复杂、占用空间大、控制繁琐的技术问题。
本发明的技术效果通过如下实现的：
一种液压式致动装置，其特征在于，包括致动组件、定位组件和油缸；
所述油缸包括油缸壳体、致动内腔和定位内腔；所述致动内腔用于容纳所述致动组件，所述定位内腔用于容纳所述定位组件，所述定位内腔的上端与所述致动内腔的侧面相连通；
所述致动组件包括致动活塞和致动杆，所述致动活塞可与所述致动杆连接，所述致动活塞的设有至少一个定位槽；
所述定位组件包括定位销和驱动阀，所述驱动阀设置在所述定位销上，所述定位销的上端可穿过所述定位内腔的上端插入到所述致动活塞上的定位槽内；
所述油缸壳体还设有致动油缸供油道，所述致动油缸供油道用于连通所述致动内腔和所述定位内腔，所述共用油道的一端开口设于所述致动内腔的端部，所述油道的另一端开口设于所述定位内腔的侧面。
在活塞上开有一到两个定位槽，一个液压驱动的定位销与这些槽配合。定位销另一端被一定位弹簧压紧。当液压油压力较低时，定位销被定位弹簧压入活塞上的定位槽内，防止活塞轴向移动。定位销上的驱动阀在驻车机构致动油缸的供油压力作用下，将定位销拔出活塞定位槽，使活塞在致动油缸内移动。而液压油也进一步通过油道从定位内腔流入致动腔，同时驱动活塞移动，实现了同一驱动源同时解锁和驱动活塞的功能。
进一步地，所述定位腔有多个直径不同的同轴孔，所述驱动阀包括多个直径不同密封阀肩，这些密封阀肩与所述定位腔中的同轴孔相互间隙密封配合，将所述定位内腔从下往上依次分割成的控制(下密封)腔、供油(注油)腔和输出(上密封)腔；所述控制(下密封)与所述供油腔相连，所述供油腔与供油孔相连通，所述输出(上密封)腔经油道与致动油缸内腔端部相连通。密封阀肩与所述定位腔中的同轴孔之间间隙设计得既能使驱动阀在定位腔内滑动，又不会使液压油有太多泄漏。具体地，所述定位内腔包括同轴的多个阀孔，所述驱动阀位于所述阀孔中，所述阀孔包括由上到下设置的第一上阀孔、第二上阀孔、中间阀孔和下阀孔，所述第一上阀孔内径等于所述第二上阀孔，所述第二上阀孔内径小于所述中间阀孔内径，所述中间阀孔内径小于所述下阀孔内径；
所述第一上阀孔和所述第二上阀孔之间设有上密封腔，所述上密封腔与所述致动油缸供油道连通；所述第二上阀孔与所述中间阀孔之间设有供油腔，所述供油腔与供油孔相连通；
所述驱动阀包括下密封阀肩和上密封阀肩和顺序阀肩，所述上密封阀肩与所述第一上阀孔密封配合，所述顺序阀肩所述第二上阀孔密封配合，所述下密封阀肩与所述下阀孔密封配合。
当所述定位销脱离所述定位槽时，所述顺序阀肩脱离所述中间阀孔，所述供油腔与所述上密封腔相连通。只有当所述定位销的上端脱出致动活塞上定位槽后，阀肩与阀孔之间的阀口才打开，使供油腔和输出(上密封)腔相通。顺序阀的作用为，在驱动阀上的液压力先驱动定位销上端脱出定位槽后，再将阀口打开，将液压油经过输出(上密封)腔和共有油道供给致动油缸，使活塞将驻车致动杆拖出P位。
进一步地，所述下密封阀肩下表面连接有定位弹性件，所述定位弹性件为压缩弹簧。
进一步地，所述致动活塞设有活塞限位台阶，所述活塞限位台阶的一侧设有致动弹性件，所述致动弹性件为压缩弹簧。
另外，本发明还提供一种汽车驻车机构，包括致动套、定位架和如上所述的液压式致动装置。
进一步地，所述致动套设于所述致动杆一端，所述致动套设有与所述定位架相匹配的斜面。
进一步地，所述定位架包括定位架致动部、定位架转轴和用于定位驻车棘轮的定位架棘爪。
如上所述，本发明具有如下有益效果：
1)省去一个定位电磁铁，降低汽车变速器驻车机构成本；
2)节省驻车机构空间，减少了装配的部件；
3)简化了控制，减少了出错的概率，且系统也免去了专门用于控制过程的软件设计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
图1为现有技术原理示意图；
图2为本发明液压致动装置的结构示意图；
图3为本发明驻车机构处于驻车锁定状态的结构示意图；
图4为本发明驻车机构处于驻车解锁状态的结构示意图。
图5为本发明的第二种实施例结构示意图
其中，图中附图标记对应为：
1、电磁铁；2、活塞定位销；3、驻车弹簧；4、活塞；5、驻车致动杆；6、致动油缸；10、致动组件；11、致动活塞；12、致动杆；13、N位定位槽；14、驻车致动弹簧；15、P位定位槽；20、定位组件；21、定位销；22、下密封阀肩；23、上密封阀肩；24、顺序阀肩；25中间阀孔；26、定位弹簧；27、下阀孔；28、第一上阀孔；29、第二上阀孔；30、致动油缸；31、油缸壳体；32、致动内腔；33、定位内腔；34、致动油缸供油道；41、致动套；42、定位架；43、定位架致动部；44、定位架转轴；45、定位架棘爪；50、驻车棘轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图2所示，一种液压式致动装置，包括致动组件10、定位组件20和油缸30；
所述油缸30包括油缸壳体31、致动内腔32和定位内腔33；所述致动内腔32用于容纳所述致动组件10，所述定位内腔33用于容纳所述定位组件20，所述定位内腔33的上端与所述致动内腔32的侧面相连通；
所述致动组件10包括致动活塞11和致动杆12，所述致动活塞11的上侧面与所述致动杆12固定连接，所述致动活塞11的下侧面开设有多个定位槽13；优选的有两个定位槽13。
所述定位组件20包括定位销21和驱动阀，所述驱动阀固定安装在所述定位销上21，所述定位销21的上端可穿过所述定位内腔20的上端插入到所述定位槽13或15内；
所述定位内腔33包括同轴的多个阀孔，所述驱动阀位于所述阀孔中，所述阀孔包括由上到下设置的第一上阀孔28、第二上阀孔29、中间阀孔25和下阀孔27，所述第一上阀孔28内径等于所述第二上阀孔29，所述第二上阀孔29内径小于所述中间阀孔25内径，所述中间阀孔25内径小于所述下阀孔27内径；
所述第一上阀孔28和所述第二上阀孔29之间设有上密封腔，所述上密封腔与所述致动油缸供油道34连通；所述第二上阀孔29与所述中间阀孔25之间设有供油腔，所述供油腔与供油孔相连通；
所述驱动阀包括下密封阀肩22和上密封阀肩23和顺序阀肩24，所述上密封阀肩23与所述第一上阀孔28密封配合，所述顺序阀肩24所述第二上阀孔29密封配合，所述下密封阀肩22与所述下阀孔27密封配合。
所述顺序阀肩24的上端面和供油腔的上端面之间的距离形成阀的开口。当所述定位销21的上端面插入所述定位槽13时，所述顺序阀肩24进入第二上阀孔29，阀的开口小于0，顺序阀关闭。当所述定位销21的上端面脱离所述定位槽13时，所述顺序阀肩24离开第二上阀孔29，阀的开口29大于0，顺序阀打开；所述供油孔与输出腔相通，致动油缸供经油道34给致动内腔32供油。
所述驱动阀下端连接有定位弹性件，所述定位弹性件为定位弹簧26。
所述致动活塞11设有活塞限位台阶，所述活塞限位台阶的一侧设有致动弹性件，所述致动弹性件为驻车致动弹簧14。
另外，如图3-4所示，本发明实施例的一种汽车驻车机构，包括致动套41、定位架42和前述的液压式致动装置。所述致动套41设于所述致动杆12一端，所述致动套41设有与所述定位架42相匹配的斜面。所述定位架42包括定位架致动部43、定位架转轴44和用于定位驻车棘轮50的定位架棘爪45。
具体实施过程，行车-脱P工作原理如下：
当汽车停在驻车位时，各零部件状态如图3所示。汽车启步时需将驻车机构拖出P位。调节比例压力阀的电流，使其输出压力在驱动阀的拔销压力(第一个设定值，可选为3-7bar)附近，这个压力油对驱动阀产生一个向下的液压力。该液压力克服定位弹簧26的弹簧力，将定位销21抽出活塞定位槽13，使活塞11在油缸壳体31可移动。这时再增加供油压力到大于顺序阀24的换位压力(第二个设定值，可选为>7bar)，作用在驱动阀的液压力可进一步压缩定位弹簧26，阀芯下移至顺序阀口打开，将液压油经阀口和致动油缸供油道油道34供给致动内腔32，该液压油推动活塞4克服压缩弹簧3，将致动杆5拖出P位。当致动杆12拖到非P位时后(一般活塞上装有传感器)，控制供油比例压力阀的电流，使供油压力下降。当压力降到低于顺序阀的换位压力，顺序阀芯上移，阀口关闭；先是停止给油缸致动内腔32供油，然后将定位销21插入第二个(N位)定位槽13，如图4所示。即使此后油缸因泄漏失压，定位销21也使驻车致动杆12可靠地卡在N位。
通过以上的具体实施例，达到了如下的技术效果：
1)在活塞上开有P位和N位两个定位槽，一个液压驱动的定位销与这些槽配合。定位销另一端被一定位弹簧压紧。当液压油压力较低时，定位销被定位弹簧压入活塞上的定位槽内，防止活塞轴向移动。当供油压力达到设定值时，定位销上的驱动阀在供油压力作用下，将定位销拔出活塞定位槽，使活塞在致动油缸内移动。而液压油也进一步通过共用油道从定位内腔流入致动腔，同时驱动活塞移动，实现了同一驱动源同时解锁和驱动活塞的功能。
2)上下密封阀的设计使得液压油不会泄露；顺序阀的设计在上下密封阀之间，在密封阀上的液压力可进一步驱动定位销，使与定位销互为一体的驱动阀打开，将液压油通过共有油道供给致动油缸，使活塞将驻车致动杆拖出P位。
3)将驻车致动油缸、定位销和顺序阀设计为一体，既节省了定位电磁铁的成本，又节省了一定空间，装配和使用也更方便。
实施例2：
图5所示为实施例2。与实施例1不同之处在于，本实施例中，致动活塞4上仅设有一个N位定位槽13，P位时致动活塞11靠驻车致动弹簧14压在P位，定位销21上端与致动活塞4下表面接触。这样在从P到N换挡时不需拖出定位销，供油压力油可直接经阀口和致动油缸供油道34通向致动腔32，使致动活塞11快速移到N位。当然从N到P换挡时仍需拖出定位销。实施例2中P到N换挡更快，但要求驻车致动弹簧14有足够压紧力，保证在任何停车坡度下驻车致动杆12不会脱出P位。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种液压式致动装置，其特征在于，包括致动组件(10)、定位组件(20)和油缸(30)；
所述油缸(30)包括油缸壳体(31)、致动内腔(32)和定位内腔(33)；所述致动内腔(32)用于容纳所述致动组件(10)，所述定位内腔(33)用于容纳所述定位组件(20)，所述定位内腔(33)的上端与所述致动内腔(32)的侧面相连通；
所述致动组件(10)包括致动活塞(11)和致动杆(12)，所述致动活塞(11)的上侧面与所述致动杆(12)固定连接，所述致动活塞(11)的下侧面开设有一个或多个定位槽；
所述定位组件(20)包括定位销(21)和驱动阀，所述驱动阀设置在在所述定位销(21)上，所述定位销(21)的上端能够穿过所述定位内腔的上端插入到所述定位槽内；
所述油缸(30)还包括致动油缸供油道(34)，所述致动油缸供油道(34)连通所述致动内腔(32)和定位内腔(33)。
2.根据权利要求1所述的一种液压式致动装置，其特征在于，
所述定位内腔(33)包括同轴的多个阀孔，所述驱动阀位于所述阀孔中，所述阀孔包括由上到下设置的第一上阀孔(28)、第二上阀孔(29)、中间阀孔(25)和下阀孔(27)，所述第一上阀孔(28)内径等于所述第二上阀孔(29)，所述第二上阀孔(29)内径小于所述中间阀孔(25)内径，所述中间阀孔(25)内径小于所述下阀孔(27)内径；
所述第一上阀孔(28)和所述第二上阀孔(29)之间设有上密封腔，所述上密封腔与所述致动油缸供油道(34)连通；所述第二上阀孔(29)与所述中间阀孔(25)之间设有供油腔，所述供油腔与供油孔相连通；
所述驱动阀包括下密封阀肩(22)和上密封阀肩(23)和顺序阀肩(24)，所述上密封阀肩(23)与所述第一上阀孔(28)密封配合，所述顺序阀肩(24)所述第二上阀孔(29)密封配合，所述下密封阀肩(22)与所述下阀孔(27)密封配合。
3.根据权利要求2所述的一种液压式致动装置，其特征在于，
当所述定位销(21)脱离所述定位槽时，所述顺序阀肩(24)脱离所述中间阀孔(25)，所述供油腔与所述上密封腔相连通。
4.根据权利要求2所述的一种液压式致动装置，其特征在于，所述下密封阀肩(22)下表面连接有定位弹性件。
5.根据权利要求4所述的一种液压式致动装置，其特征在于，所述定位弹性件为压缩弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种液压式致动装置，其特征在于，所述致动活塞(11)设有活塞限位台阶，所述活塞限位台阶的一侧设有致动弹性件。
7.根据权利要求6所述的一种液压式致动装置，其特征在于，所述致动弹性件为压缩弹簧。
8.一种汽车驻车机构，其特征在于，包括致动套(41)、定位架(42)和如权利要求1-7任一所述的液压式致动装置。
9.根据权利要求8所述的一种汽车驻车机构，其特征在于，所述致动套(41)设于所述致动杆(12)一端，所述致动套(41)设有与所述定位架(42)相匹配的斜面。
10.根据权利要求8所述的一种汽车驻车机构，其特征在于，所述定位架(42)包括定位架致动部(43)、定位架转轴(44)和用于定位驻车棘轮(50)的定位架棘爪(45)。
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