CN110686077A

CN110686077A - 汽车变速器驻车机构

Info

Publication number: CN110686077A
Application number: CN201911039379.6A
Authority: CN
Inventors: 秦伟宁
Original assignee: Chongqing Qingshan Industry Co Ltd
Current assignee: Chongqing Qingshan Industry Co Ltd; Chongqing Tsingshan Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2020-01-14

Abstract

本发明公开了一种汽车变速器驻车机构，是针对行驶中棘轮与棘爪异常接触和退P档操作完成后车辆不能起步问题的解决方案。其包括棘轮、棘爪总成、棘爪回位弹簧、凸轮总成等零件，棘爪总成包括棘爪和控制臂。通过凸轮总成中限位板与控制臂与配合，可实现对棘爪总成的旋转控制，达到：非P档时，限位板约束了棘爪总成顺时针旋转（旋转方向以图2为参考，下同），规避了车辆行驶中因变速器振动过大或棘爪回位弹簧弹簧力衰减等原因导致棘爪与棘轮接触产生的一系列问题；退P档时，限位板顺时针转动并对控制臂施加驱动力，辅助棘爪从齿槽中退出，若驱动力不足，棘爪与棘轮未分离，则因为凸轮总成旋转角度未达到要求，系统反馈换挡失败，规避了棘爪与棘轮因各种原因自锁导致退P档操作完成，驻车锁止仍未解除，车辆不能行使的问题。

Description

汽车变速器驻车机构

技术领域

本发明涉及一种汽车变速器驻车机构。

背景技术

在常见的汽车变速器的驻车机构中包括推杆总成1、导向板2、棘爪3、棘轮4，如图1所示，推杆总成1（含凸轮和弹簧）直线运动，凸轮在弹簧的作用下，推动棘爪3转动，使棘爪3与棘轮4上的槽配合，凸轮与棘爪3和导向板2自锁，锁止输出端，实现驻车。退P档时，推杆总成1直线后退，将凸轮拉出，解除自锁，棘爪3在棘爪回位弹簧和棘轮4的共同作用下退出齿槽，解除锁止。

对于上述结构的驻车机构，若安装在棘爪上的棘爪回位弹簧失效，则棘爪无旋转约束，车辆行驶过程中与棘轮4接触，轻则产生异响，重则发生行车安全事故。另外，因为无棘爪位置检测或控制装置，退P时若因各种原因导致棘爪无法自动从棘轮槽中退出，则即使退P档操作完成，但驻车状态仍然没有解除，若强制起步，则可能导致变速器损坏。因此，现有驻车机构的安全性相对较差。

发明内容

本发明提供一种安全性高、安装空间适应性强的汽车变速器驻车机构。

实现上述目的的技术方案如下：

一种汽车变速器驻车机构，其包括棘轮、棘爪总成、棘爪回位弹簧、棘爪销、凸轮总成、扇形齿轮总成等部件，其特征在于：

棘爪总成包括控制臂和棘爪，凸轮总成分别与控制臂和棘爪配合。凸轮总成逆时针旋转时驱动棘爪克服棘爪回位弹簧的弹簧力，使棘爪齿插入到棘轮的齿槽中对棘轮形成锁止。凸轮总成顺时针旋转时对棘爪的位移限制解除，棘爪在棘爪回位弹簧的扭力或棘轮扭力作用下，从棘轮的齿槽中退出以解除对棘轮的锁止，或者当棘爪不能从棘轮的齿槽中自动退出时，凸轮总成顺时针旋转过程对控制臂施加作用力，直接驱使棘爪从齿槽中退出以解除对棘轮的锁定。非P档时，凸轮总成处于锁止状态，通过约束控制臂顺时针旋转，使棘爪与棘轮齿顶始终保持间隙。

此外，为提高该驻车机构在变速器内部适配性，可增加扇形齿轮总成用以扩大棘轮与电机输出端或拉索摇臂的中心距。

因此，本发明的驻车机构具安全性高、安装空间适应性强的优点。

附图说明

图1为一种现有技术中的驻车机构的示意图；

图2为本发明中的汽车变速器驻车机构处于非P档状态的示意图；

图3为本发明中的棘爪总成的结构示意图；

图4为图2另一个方向的示意图；

图5为本发明中的凸轮总成的剖面结构示意图；

图6为本发明的凸轮的示意图；

图7为本发明中的限位板的示意图；

图8为本发明中的汽车变速器驻车机构处于P档状态的示意图；

图9为在图2的基础上增设扇形齿轮轴总成的示意图；

附件中的标记：

1为棘轮，1a为齿槽，2为棘爪回位弹簧，3为棘爪，3a为棘爪齿，3b为滚轮，3c为滚轮销，4为控制臂，4a为控制臂本体，4b为控制臂面，5为棘爪销，6为凸轮，6a为第一圆弧面，6b为第二圆弧面，6c为凸轮限位面，7为限位板，7a为第一限位面，7b为第二限位面，7c第三限位面，8为凸轮轴，9为驻车弹簧挡圈，10为驻车弹簧，11为卡圈，12为圆柱销，13为扇形齿轮，14为扇形齿轮轴。

具体实施方式

如图2所示，本发明的汽车变速器驻车机构，包括棘轮1、棘爪回位弹簧2、棘爪销5、棘爪总成、凸轮总成以及扇形齿轮总成，下面对每部分以及它们之间的关系进行详细说明：

如图2所示，棘轮1包含有多个齿槽1a，当棘爪齿3a插入齿槽1a可限制棘轮1旋转，当棘爪齿3a从齿槽1a中退出后，棘轮1可以旋转。

如图2所示，棘爪回位弹簧2的两扭臂分别与控制臂4和箱体连接，为棘爪提供扭力；

如图2、图3所示，棘爪总成包括棘爪3和控制臂4，棘爪3包括棘爪齿3a、滚轮3b、滚轮销3c，控制臂4包括控制臂本体4a、控制臂面4b。滚轮销3c和滚轮3b组合用于减小换挡力。

如图2所示，棘爪销5与棘爪总成连接，限制棘爪径向位移，实现棘爪旋转运动。

如图5、图6、图7所示，凸轮总成包括凸轮6、限位板7、凸轮轴8、驻车弹簧挡圈9、驻车弹簧10、卡圈11、圆柱销12。圆柱销12连接限位板7和凸轮轴8，限制两者相对旋转。限位板7包括7a为第一限位面、7b为第二限位面、7c第三限位面。第一限位面7a在非P档时与控制臂面4b配合，限制棘爪3顺时针旋转。第二限位面7b在退P档时与控制臂面4b配合，为棘爪总成提供周向力。第三限位面7c限制凸轮6单方向相对旋转或退P档时为凸轮6提供驱动力。凸轮6包括6a为第一圆弧面、6b为第二圆弧面、6c为凸轮限位面。第一圆弧面6a在P档时，限制棘爪3从齿槽1a中退出。第二圆弧面6b在非P档时限制棘爪3单方向旋转。凸轮限位面6c与所述第三限位面7c配合。卡圈11控制凸轮6和限位板7轴向间隙。驻车弹簧挡圈9按一定角度和距离焊接在凸轮轴8上。驻车弹簧10套在凸轮轴8上，其两扭臂分别与驻车弹簧挡圈9和凸轮6配合，为凸轮提供扭力。凸轮6与凸轮轴8孔轴间隙配合。

挂P档过程：电机或拉索摇臂驱动凸轮轴8逆时针旋转，驻车弹簧挡圈9同步转动，并通过驻车弹簧10将挂P档扭矩传递给凸轮6，凸轮6与滚轮3b配合通过第二圆弧面6b和第一圆弧面6a高度差变化，将棘爪齿3a压入齿槽1a中，实现棘轮锁止；当棘爪齿3a与棘轮1齿顶相对时，由于棘爪1无法转动，凸轮轴8仍在转动，此时驻车弹簧10被压缩且存储弹簧力，当棘爪齿3a与棘轮1齿顶相对状态解除时，驻车弹簧10弹簧力驱动凸轮6，将棘爪齿3a压入齿槽1a中，实现棘轮锁止。

退P档过程：电机或拉索摇臂驱动凸轮轴8顺时针旋转，限位板7同步转动，通过第三限位面7c与凸轮限位面6c配合，实现凸轮6逆时针强制位移，由于第一圆弧面6a和第二圆弧面6b高度差变化，凸轮6对棘爪3位移限制解除，在棘爪回位弹簧2或棘轮1扭力共同作用下，棘爪齿3a和齿槽1a分离，棘轮1锁止解除。当棘爪齿3a与齿槽1a因各种原因自锁，导致二者无法自动分离时，限位板7顺时针转动过程对控制臂面4b施加周向驱动力，辅助棘爪齿3a从齿槽1a中退出，若驱动力不足，两者未分离，则因为凸轮轴8旋转角度未达到要求，系统反馈换挡失败。

非P档时：限位板7处于锁止状态，通过第一限位面7a与控制臂面4b配合，限制棘爪3顺时针旋转，使棘爪3与棘轮1始终保持间隙。

如图9所示，为提高驻车机构在变速器内部适配性，可增加扇形齿轮总成用以扩大棘轮1与电机输出端或拉索摇臂中心距。驻车扇形齿轮总成包括扇形齿轮13，扇形齿轮轴14以及开口弹性销。扇形齿轮轴14与扇形齿轮13通过开口弹性销连接传递换挡扭力。扇形齿轮13与限位板7通过齿轮副传递换挡扭力。其工作原理同上所述。

Claims

1.一种汽车变速器驻车机构，其包括棘轮、棘爪总成、棘爪回位弹簧、棘爪销、凸轮总成、扇形齿轮总成等部件，其特征在于：

棘爪总成包括控制臂和棘爪，凸轮总成分别与控制臂和棘爪配合；凸轮总成逆时针旋转时驱动棘爪克服棘爪回位弹簧的弹簧力，使棘爪齿插入到棘轮的齿槽中对棘轮形成锁止；凸轮总成顺时针旋转时对棘爪的位移限制解除，棘爪在棘爪回位弹簧的扭力或棘轮扭力作用下，从棘轮的齿槽中退出以解除对棘轮的锁止，或者当棘爪不能从棘轮的齿槽中自动退出时，凸轮总成顺时针旋转过程对控制臂施加作用力，直接驱使棘爪从齿槽中退出以解除对棘轮的锁定；非P档时，凸轮总成处于锁止状态，通过约束控制臂顺时针旋转，使棘爪与棘轮齿顶始终保持间隙；

为提高该驻车机构在变速器内部适配性，可增加扇形齿轮总成用以扩大棘轮与电机输出端或拉索摇臂的中心距。

2.根据权利要求1所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，棘爪还包括棘爪齿、滚轮销以及与凸轮总成配合的滚轮，棘爪齿上端设有滚轮槽，滚轮销穿过滚轮且其两端分别与棘爪连接。

3.根据权利要求1或2所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，所述控制臂包括控制臂本体以及与凸轮总成配合的控制臂面。

4.根据权利要求1所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，所述凸轮总成包括：

与所述滚轮配合的凸轮；

与所述控制臂面配合的限位板，限位板限制凸轮单方向旋转；

凸轮轴，所述凸轮以及限位板分别安装在凸轮轴上。

5.根据权利要求4所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮总成还包括：

驻车弹簧挡圈，该驻车弹簧挡圈焊接在凸轮轴上；

驻车弹簧，驻车弹簧套在凸轮轴上，驻车弹簧的两扭臂分别与驻车弹簧挡圈和所述凸轮连接。

6.根据权利要求1所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，所述限位板的周面上设有非P档时与控制臂面配合的第一限位面。

7.根据权利要求1所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，限位板上设有退P档时对控制臂面施加驱动力的第二限位面。

8.根据权利要求1或4所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，限位板上设有限制凸轮单方向旋转或退P档时对凸轮施加驱动力的第三限位面。

9.根据权利要求1或4所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮上设有P档时限制棘爪单方向旋转的第一圆弧面，所述第一圆弧面与所述凸轮转动中心同轴。

10.根据权利要求1或4所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮上设有非P档时限制棘爪单方向旋转的第二圆弧面，所述第二圆弧面与所述凸轮转动中心同轴。

11.根据权利要求1或4所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮上设有非P档时限制棘爪单方向旋转的第二圆弧面，所述第二圆弧面与所述凸轮转动中心同轴。

12.根据权利要求1或4或8所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮上设有与所述限位板第三限位面配合的凸轮限位面。

13.根据权利要求1或4或5所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，凸轮总成还包括：

圆柱销，所述凸轮轴上设有通孔，所述限位板端面设有销槽，圆柱销穿过所述通孔且其端部伸入到所述销槽中。

14.根据权利要求1所述的汽车变速器驻车机构，其特征在于，扇形齿轮总成还包括：

传递动力的扇形齿轮，该扇形齿轮与限位板配合；扇形齿轮轴，扇形齿轮安装在扇形齿轮轴上。