CN113090753A - 换档机构、两档换档系统及车辆 - Google Patents

换档机构、两档换档系统及车辆 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种换档机构、两档换档系统及车辆，换档机构包括驱动电机、换档鼓和第一拨动机构；第一拨动机构包括第一拨叉、拨动内轴、拨动外轴、第一柱销和弹性部件，弹性部件套设在拨动内轴上且位于拨动内轴和拨动外轴之间，拨动外轴和拨动内轴之间具有第一限位部和第二限位部，弹性部件位于第一限位部和第二限位部之间，第一限位部与拨动外轴和拨动内轴中的一个连接，第二限位部与拨动外轴和拨动内轴中的另一个连接。本申请换档机构中的弹性部件可在犬牙离合器的两个齿面对合时可继续吸收作用力，吸收犬牙离合器齿对齿情况下出现的轴向作用力，从而防止驱动电机堵转而烧坏驱动电机。

Description

换档机构、两档换档系统及车辆
技术领域
本申请涉及动力传递技术领域，特别涉及一种换档机构、两档换档系统及车辆。
背景技术
汽车变速器的换档机构是汽车传动系统中最主要的部件之一，换档机构的主要作用就是改变传动比，将合适的牵引力通过传动轴输出到车轮上，以满足车辆在不同情况下的需求。换档机构为变速箱的操纵机构，一般固定在壳体上，换档机构根据驾驶人指示或行驶状况驱动电机以控制换档机构实现拨叉的前进或后退，进而控制同步器、犬牙离合器或者干式离合器的开关和闭合，其中，犬牙离合器闭合是指犬牙离合器的两个齿面啮合，目前的换档机构在操纵拨叉前进时，会出现犬牙离合器的两个齿面齿对齿对合的情况，此时还没有啮合，驱动电机会继续工作，而拨叉无法继续前进，就会出现电机堵转现象而烧坏电机。
发明内容
本申请提供一种在拨叉推动全压离合器对合时可防止驱动电机堵转而烧坏驱动电机的换档机构。
第一方面，本申请提供一种换档机构，所述换档机构包括驱动电机、换档鼓和第一拨动机构；
所述换档鼓包括换档轴以及位于所述换档轴周向设置的第一引导槽，所述第一引导槽具有沿所述换档轴轴向的路径，所述驱动电机能够驱动所述换档轴围绕所述换档轴的轴向旋转；
所述第一拨动机构包括拨动内轴、拨动外轴、第一柱销、第一拨叉和弹性部件，所述拨动外轴套设在所述拨动内轴上且能够相对所述拨动内轴的轴向移动，所述拨动外轴与所述换档轴在所述换档轴的轴向活动连接，所述拨动外轴与所述换档轴在所述换档轴的周向固定连接，所述第一柱销的一端固定在所述拨动外轴的外侧，所述第一柱销的另一端插入所述第一引导槽中且能够在所述第一引导槽中滑动，所述第一拨叉固定在所述拨动内轴上且位于所述拨动外轴的外侧；
所述弹性部件套设在所述拨动内轴上且位于所述拨动内轴和所述拨动外轴之间，所述拨动外轴和所述拨动内轴之间具有第一限位部和第二限位部，所述第二限位部位于所述第一限位部远离所述第一拨叉的一侧，所述弹性部件在所述拨动内轴的轴向上位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述第一限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的一个连接，所述第二限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的另一个连接。
在本申请中，在所述拨动外轴和所述拨动内轴之间设置弹性部件的好处在于，第一换档齿部和第二换档齿部对合时弹性部件可继续吸收作用力，吸收犬牙离合器齿对齿情况下出现的轴向作用力，从而防止驱动电机堵转而烧坏驱动电机。
在一种可能的实现方式中，所述第一引导槽在所述换档轴的轴向上的正投影为具有一定长度的直线。
在一种可能的实现方式中，所述第一引导槽包括槽型或者开口型。
在一种可能的实现方式中，所述第一柱销与所述拨动外轴通过焊接、螺钉或者一体成型的方式连接固定。
在一实施方式中，所述第一限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的一个可通过焊接或者一体成型方式连接固定，所述第二限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的另一个可通过焊接或者一体成型方式连接固定。
在一种可能的实现方式中，所述弹性部件的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部固定连接。
在一种可能的实现方式中，所述弹性部件的第一端与所述第一限位部可通过焊接、卡钩等方式固定连接，所述弹性部件的第二端与所述第二限位部可通过焊接、卡钩等方式固定连接。其中第一限位部和第二限位部的结构形状不限，可为凸台或者卡环等。其中弹性部件可为弹簧、弹片等。
在一种可能的实现方式中，所述弹性部件的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部抵接。
在一实施方式中，在所述第一限位部远离所述第二限位部的一侧还设有阻挡部，所述阻挡部与所述拨动内轴固定连接。
在一些实施方式中，所述弹性部件的第一端与所述第一限位部固定连接，所述弹性部件的第二端与所述第二限位部抵接。在一些实施方式中，所述弹性部件的第一端与所述第一限位部抵接，将所述弹性部件的第二端与所述第二限位部固定连接。
在一些实施方式中，所述第一拨叉与所述第一限位部相邻设置，其中所述第一限位部与所述第一拨叉在所述拨动内轴的径向剖面上的正投影至少部分重叠。
在一种可能的实现方式中，所述第一拨动机构还包括外轴限位件，所述外轴限位件的一端设有套设在所述拨动外轴的第一限位部，所述第一限位部的内表面设有第一限位平面，所述拨动外轴上设有与所述第一限位平面匹配的第二限位平面，所述第一限位平面和所述第二限位平面贴合；所述外轴限位件的另一端设有第二限位部，所述第二限位部包括向所述第一限位部凹陷的限位曲面，所述限位曲面环绕在所述换档轴的部分表面上且与所述换档轴相间隔。
在一种可能的实现方式中，所述换档机构还包括互相啮合的蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述驱动电机连接，所述蜗轮套设在所述换档轴上且与所述换档轴固定连接，所述驱动电机工作时驱动所述蜗杆转动，所述蜗杆带动所述蜗轮转动，进而带动所述换档轴旋转。
在一种可能的实现方式中，所述第二引导槽与所述蜗轮固定连接，可以一体形成。
在一种可能的实现方式中，所述换档鼓还包括沿所述换档轴周向设置的第二引导槽，所述第二引导槽具有沿所述换档轴轴向的路径；
所述换档机构还包括第二拨动机构，所述第二拨动机构包括第二柱销、第二拨叉和支撑轴，所述第二柱销与所述第二拨叉的第一端连接且位于所述第二引导槽中，所述第二拨叉中间设有通孔，所述支撑轴插入所述通孔中，所述第二拨叉能够相对所述支撑轴旋转，所述换档轴旋转时，推动所述第二柱销和所述第一拨叉的第一端沿所述换档轴轴向滑动，所述第二拨叉的第二端通过所述支撑轴朝与所述第一拨叉的第一端的反方向移动。
在一种可能的实现方式中，所述第二拨叉的第一端与所述支撑轴之间的距离大于所述第二拨叉的第二端与所述支撑轴之间的距离。
在一种可能的实现方式中，所述第二拨叉的第二端的端面为弧形面。
在一种可能的实现方式中，所述第二拨叉的第二端包括至少两个拨叉脚。
在一种可能的实现方式中，所述第二拨动机构还包括推动销，所述第二拨叉的第二端与所述推动销的一端抵接。
在一种可能的实现方式中，所述第二拨叉的第二端用于与第二换档连接机构断开和连接，所述第二换档连接机构为摩擦式离合器，所述第二引导槽中用于控制所述摩擦式离合器连接和断开的路径为曲线路径。
第二方面，本申请提供一种两档换档系统，所述两档换档系统包括第一换档连接机构以及如上面任一项所述的换档机构，所述第一换档连接机构与所述第一拨叉连接，所述第一拨叉通过轴向移动来控制第一换档连接机构的连接和断开。
在一种可能的实现方式中，所述两档换档机构还包括第二换档连接机构，所述第二拨叉通过轴向移动来控制所述第二换档连接机构的连接和断开。
在一种可能的实现方式中，所述两档换档系统还包括第一档位装置和第二档位装置，其中第一档位装置包括第一齿轮和第一旋转轴。当第一换档连接机构为连接状态时，第一齿轮和第一旋转轴连接，此时两档换档系统可通过第一齿轮和第一旋转轴传递第一档位动力，其中第一档位动力为低速档；当第一换档连接机构为断开状态时，第一齿轮和第一旋转轴断开，此时第一齿轮和第一旋转轴之间无法传递第一档位动力。第二档位装置包括第二齿轮和第二旋转轴。当第二换档连接机构为连接状态时，第二齿轮和第二旋转轴连接，此时两档换档系统可通过第二齿轮和第二旋转轴传递第二档位动力，其中第二档位动力为高速档；当第二换档连接机构为断开状态时，第二齿轮和第二旋转轴断开，此时第二齿轮和第二旋转轴之间无法传递第二档位动力。
第三方面，本申请提供一种车辆，所述车辆包括前轮、后轮以及连接在所述前轮和所述后轮之间的车辆本体，以及如上面所述的两档换档系统，所述两档换档系统安装在所述车辆本体上。车辆还包括减速齿轮和差速器，两档换档系统中的中间轴与减速齿轮连接，差速器连接在两个前轮之间或者前轮和后轮之间，减速齿轮可降低中间轴的转速，差速器用于调整齿轮之间的转速差。其中车辆包括汽车、电动车或者专项作业车，电动车包括两轮、三轮或者四轮电动车，专项作业车包括各种具有特定功能的车，例如工程抢险车、洒水车、吸污车、水泥搅拌车、起重车、医疗车。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请一实施方式提供的换档机构的结构示意图；
图2是本申请一实施方式提供的换档鼓的结构示意图；
图3是本申请一实施方式提供的换档机构中换档鼓和第一波动结构的位置示意图；
图4是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的结构示意图；
图5是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的剖面图；
图6是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的剖面图；
图7是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的剖面图；
图8是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的剖面图；
图9是本申请一实施方式提供的第一拨动结构的剖面图；
图10是本申请一实施方式提供的外轴限位件、换档轴以及拨动外轴的位置示意图；
图11是本申请一实施方式提供的外轴限位件、换档轴以及拨动外轴的位置示意图；
图12是本申请一实施方式提供的第二拨动结构的结构示意图；
图13是本申请一实施方式提供的第二拨动结构中第二拨叉与推动销的位置示意图；
图14是本申请一实施方式提供的推动销与摩擦式离合器的位置示意图；
图15是本申请一实施方式提供的多个摩擦片之间摩擦力的值与推动销的轴向距离的关系图；
图16是本申请一实施方式提供的第一引导槽和第二引导槽的路径展开示意图；
图17是本申请一实施方式提供的两档换档系统的结构示意图；
图18是本申请一实施方式提供的车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本文中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
此外，本文中，“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
请参阅图1、图2和图3，本申请一实施方式提供一种换档机构10，换档机构10包括驱动电机100、换档鼓200和第一拨动机构300；
换档鼓200包括换档轴210以及位于换档轴210周向设置的第一引导槽220，第一引导槽220具有沿换档轴210轴向的路径，驱动电机100能够驱动换档轴210围绕换档轴210的轴向旋转。其中第一引导槽220的路径围绕换档轴210的周向一圈，并且在换档轴210的轴向上具有一定路径，或者说第一引导槽220在换档轴210的轴向上的正投影为具有一定长度的直线，从而可引导位于第一引导槽220中的部件在换档轴210的轴向上移动，第一引导槽220的具体路径可根据实际需要来设置。第一引导槽220包括且不限于槽型、开口型，在本实施方式中为槽型，槽型指的是只有一侧开口，另一侧为槽底的开槽结构；开口型是指仅具有一个滑动面的引导槽，部件在该滑动面上滑动，如图2中的230为开口型的引导槽。
请参阅图3和图4，第一拨动机构300包括第一拨叉310、拨动内轴320、拨动外轴330、第一柱销340和弹性部件350(如图5所示)，拨动外轴330套设在拨动内轴320上且可相对拨动内轴320的轴向移动，拨动外轴330与换档轴210在换档轴210的轴向活动连接(请参阅图4)，拨动外轴330与换档轴210在换档轴210的周向上固定连接。也就是说拨动外轴330只能相对换档轴210在换档轴210的轴向移动，不能相对换档轴210在换档轴210的周向旋转，套设在拨动内轴320上的拨动外轴33也不能相对换档轴210围绕换档轴210的轴向旋转，在本实施方式中，还通过外轴限位件360使得拨动外轴330不能围绕拨动内轴320自转(如图3所示)。一般的，在换档机构10的外部具有壳体，拨动内轴320和换档轴210被限位在壳体上使得拨动内轴320能相对换档轴210在换档轴210轴向移动，换档轴210只能自转不能沿自身的轴向移动，其中拨动内轴320和换档轴210在壳体上被限位的方式在本申请中不限，只要能够满足拨动内轴320可相对换档轴210轴向移动而不是被固定锁死即可。
第一柱销340的一端固定在拨动外轴330的外侧(如图3所示)，第一柱销340的另一端插入第一引导槽220中能够在第一引导槽220中滑动。第一柱销340与拨动外轴330可通过焊接、螺钉或者一体成型的方式连接固定。由于拨动外轴330只能相对换档轴210在换档轴210的轴向移动而不能围绕换档轴210的轴向旋转，与拨动外轴330连接的第一柱销340也只能相对换档轴210在换档轴210的轴向移动而不能围绕换档轴210的轴向旋转。
其中，第一拨叉310固定在拨动内轴320上且位于拨动外轴330的外侧(如图4所示)。当拨动内轴320沿轴向移动时，可带动第一拨叉310在拨动内轴320的轴向移动。
请参阅图5，弹性部件350套设在拨动内轴320上且位于拨动内轴320和拨动外轴330之间，拨动外轴330和拨动内轴320之间具有第一限位部331和第二限位部332，第二限位部332位于第一限位部331远离第一拨叉310的一侧，弹性部件350在拨动内轴320的轴向上被限位在第一限位部331和第二限位部332之间，第一限位部331与拨动外轴330和拨动内轴320中的一个连接，第二限位部332与拨动外轴330和拨动内轴320中的另一个连接。
在本实施方式中，第一限位部331与拨动外轴330连接，第二限位部332与拨动内轴320连接。其中，第一限位部331与拨动外轴330可通过焊接或者一体成型方式连接固定，第二限位部332与拨动内轴320可通过焊接或者一体成型方式连接固定。
在本实施方式中，弹性部件350的第一端351与第一限位部331固定连接，弹性部件350的第二端352与第二限位部332固定连接，以将弹性部件350的第一端351与拨动外轴330固定连接，将弹性部件350的第二端352与拨动内轴320固定连接。其中，弹性部件350的第一端351与第一限位部331可通过焊接、卡钩等方式固定连接，弹性部件350的第二端352与第二限位部332可通过焊接、卡钩等方式固定连接。其中第一限位部331和第二限位部332的结构形状不限，可为凸台或者卡环等。其中弹性部件350可为弹簧、弹片等。
下面结合图1、图3和图5，说明第一换档机构300的工作过程，当驱动电机100工作时，驱动换档轴210围绕换档轴210的轴向旋转，由于第一柱销340和拨动外轴330只能相对换档轴210在换档轴210的轴向移动而不能围绕换档轴210的轴向旋转，并且第一引导槽220具有沿换档轴210轴向的路径，所以在换档轴210旋转时，第一柱销340随着换档鼓200的旋转沿换档轴210的轴向在特定行程范围内滑动，拨动外轴330跟随第一柱销340沿换档轴210的轴向向A方向移动(如图5所示)，拨动外轴330通过第一限位部331带动弹性部件350的第一端351沿轴向向A方向移动，弹性部件350的第二端352受到第一端351的作用力通过第二限位部332推动拨动内轴320沿轴向向A方向移动，并带动与拨动内轴320固定连接的第一拨叉310沿轴向向A方向移动。
其中，第一拨叉310通过轴向移动来控制第一换档连接机构20的连接和断开，第一换档连接机构20能够在连接状态和断开状态之间切换(如图17所示)，第一换档连接机构20是两档换档系统40中第一档位装置中的部件，第一换档连接机构20不限于离合器或者同步器，第一拨叉310的轴向移动可以控制离合器或同步器的轴向移动。第一换档连接机构20用于将第一档位装置中的第一齿轮41和第一旋转轴42连接，当第一换档连接机构20为连接状态时，第一齿轮41和第一旋转轴42连接，此时两档换档系统40可通过第一齿轮41和第一旋转轴42传递第一档位动力，其中第一档位动力为低速档；当第一换档连接机构20为断开状态时，第一齿轮41和第一旋转轴42断开，此时第一齿轮41和第一旋转轴42之间无法传递第一档位动力。
请继续参阅图5，在本实施方式中，第一换档连接机构20为犬牙离合器，第一换档连接机构20包括第一换档齿部21和第二换档齿部22，其中第一拨叉310远离拨动内轴320的一端与第一换档齿部21连接，如图5所示，当第一拨叉310沿轴向向A方向移动，并带动第一换档齿部21和第二换档齿部22处于齿对齿对合时，此时第一换档齿部21和第二换档齿部22还没有啮合，第一柱销340沿轴向向A方向继续移动至目标位置，带动拨动外轴330继续压缩弹性部件350，弹性部件350吸收向目标位置移动的作用力；如图6所示，当轮胎在行驶过程中转速受到波动时，将该波动传递到第一换档连接机构20上，使得第一换档齿部21和第二换档齿部22在转速波动瞬间错开，弹性部件350吸收的作用力释放使得第一换档齿部21和第二换档齿部22啮合。
在本申请中，采用弹性部件350设置在拨动外轴330和拨动内轴320之间的好处在于第一换档齿部21和第二换档齿部22对合时可继续吸收作用力，吸收犬牙离合器齿对齿情况下出现的轴向作用力，从而防止驱动电机100堵转而烧坏驱动电机100。
其中，当需要将第一换档连接机构20断开时，第一拨叉310朝相反方向移动，也就是沿轴向向B方向移动，以将第一换档齿部21和第二换档齿部22分离。
请参阅图7，与图5所示实施方式不同的是，在一种可能的实现方式中，第一限位部331与拨动内轴320固定连接，第二限位部332与拨动外轴330固定连接。当第一柱销340沿轴向向A方向移动，拨动外轴330通过第二限位部332带动弹性部件350的第二端352沿轴向向A方向移动，弹性部件350的第一端351受到第二端352的拉力拉动拨动内轴320沿轴向向A方向移动，并带动与拨动内轴320固定连接的第一拨叉310沿轴向向A方向移动。
请参阅图8，与图5所示实施方式不同的是，在一种可能的实现方式中，弹性部件350的两端分别与第一限位部331和第二限位部332抵接。抵接是指没有固定连接，而是在位置上相邻接。在本实施方式中，在第一限位部331远离第二限位部332的一侧还设有阻挡部333，阻挡部333与拨动内轴320固定连接。在拨动外轴330沿轴向向B方向推动时抵接阻挡部333，并带动拨动内轴320沿轴向向B方向移动。由于在本实施方式中，弹性部件350的两端并没有与第一限位部331和第二限位部332固定连接，当没有阻挡部333时，拨动外轴330沿轴向向B方向移动时第一限位部331会与弹性部件350脱离，而不能带动拨动内轴320沿轴向向B方向移动，此时需要增加阻挡部333，使得第一限位部331推动阻挡部333，进而带动拨动内轴320移动。
在一些实施方式中，可将弹性部件350的第一端351与第一限位部331固定连接，将弹性部件350的第二端352与第二限位部332抵接。或者在一些实施方式中，弹性部件350的第一端351与第一限位部331抵接，将弹性部件350的第二端352与第二限位部332固定连接。
请参阅图9，与图8所示实施方式不同的是，在拨动内轴320上没有阻挡部333，而是将第一拨叉310与第一限位部331相邻设置，其中第一限位部331与第一拨叉310在拨动内轴320的径向剖面上的正投影至少部分重叠，从而使得拨动外轴330沿轴向向B方向移动时第一限位部331会推动第一拨叉310和拨动内轴320移动。需要说明的是，“第一拨叉310与第一限位部331相邻设置”是指在拨动外轴330相对拨动内轴320沿轴向向A方向移动之前，第一拨叉310与第一限位部331相邻设置。当拨动内轴320沿轴向向A方向移动达到目标位置后，再沿轴向向B方向反向推动拨动外轴330时，拨动外轴300回到原来的位置，并继续沿轴向向B方向推动第一拨叉310移动。
请参阅图3和图10，在一种可能的实现方式中，第一拨动机构300还包括外轴限位件360，外轴限位件360的一端设有套设在拨动外轴330的第一限位部361，第一限位部361的内表面设有第一限位平面362，拨动外轴330上设有与第一限位平面362匹配的第二限位平面363，第一限位平面362和第二限位平面363贴合；外轴限位件360的另一端设有第二限位部364，第二限位部364包括向第一限位部361凹陷的限位曲面365，限位曲面365环绕在换档轴210的部分表面上且与换档轴210相间隔。拨动外轴330在第一限位平面362、第二限位平面363和限位曲面365的作用下无法自转。
如图3所示，当换档轴210沿顺时针方向α旋转时，由于第一引导槽220具有沿轴向和沿周向两个分方向的路径，第一引导槽220的槽壁对第一柱销340同样具有沿轴向和沿逆时针方向β两个分方向的作用力，沿逆时针方向β的作用力使得与第一柱销340连接的拨动外轴330具有围绕拨动外轴330的轴线旋转的趋势以及使得第一柱销340脱离第一引导槽220的趋势。而由于第一限位平面345和第二限位平面363的限位作用，使得第一限位部361与拨动外轴330保持相对固定，也就是说拨动外轴330无法相对第一限位部361自转。而第二限位部364的限位曲面365在拨动外轴330即将围绕拨动外轴330的轴向旋转时抵接换档轴210，限位曲面365的端部支脚366挤压换档轴210，使得外轴限位件360中的第一限位部361无法旋转，进而使得拨动外轴330无法自转(如图11所示)，与拨动外轴330固定连接的第一柱销340也不能围绕拨动外轴330轴向旋转，从而避免第一柱销340脱离第一引导槽220，第一柱销340只能保持沿轴线方向移动。在本实施方式中，换档轴210可克服限位曲面365与换档轴210之间摩擦力而围绕换档轴210的轴向旋转。
需要说明的是，外轴限位件360还可为其他结构，在本申请中不做限制，只要能够使得在换档轴210旋转时，拨动外轴330不会围绕拨动外轴330轴向自转即可。
请继续参阅图1，在一种可能的实现方式中，换档机构10还包括互相啮合的蜗杆401和蜗轮402，蜗杆401与驱动电机100连接，蜗轮402套设在换档轴210上且与换档轴210固定连接，驱动电机100工作时驱动蜗杆401转动，蜗杆带动蜗轮402转动，进而带动换档轴210旋转。在本实施方式中，采用蜗杆401和蜗轮402将驱动电机100的动力传递给换档轴210，相较于采用两个齿轮或者多个齿轮传递动力，可节约空间。
请继续参阅图2，在一种可能的实现方式中，换档鼓200还包括沿换档轴210周向设置的第二引导槽230，第二引导槽230具有沿换档轴210轴向的路径。第二引导槽230的路径围绕换档轴210的周向一圈，并且在换档轴210的轴向上具有一定路径，或者说第二引导槽230在换档轴210的轴向上的正投影为具有一定长度的直线，从而可引导位于第二引导槽230中的部件在换档轴210的轴向上移动，第二引导槽230的具体路径可根据实际需要来设置。第二引导槽230包括且不限于槽型、开口型，在本实施方式中为开口型。
请继续参阅图1以及图12，换档机构10还包括第二拨动机构400，第二拨动机构400包括第二柱销410、第二拨叉420和支撑轴430，第二柱销410与第二拨叉420的第一端421连接且位于第二引导槽230中(如图3所示)，第二拨叉420中间设有通孔403，支撑轴430插入通孔403中，换档轴210旋转时，推动第二柱销410和第二拨叉420的第一端421沿换档轴210轴向滑动，第二拨叉420的第二端422通过支撑轴430朝与第二拨叉420的第一端421的反方向移动。
其中支撑轴430可固定在换档机构10的壳体上，或者可固定在两档换档系统的壳体上，支撑轴430保持固定不动，支撑轴430插入通孔403中构成第二拨叉420的固定支点，第二拨叉420可相对支撑轴430旋转。
在本实施方式中，第二引导槽230与蜗轮402固定连接，可以一体形成，以节约空间。
其中第二拨叉420的第二端422移动时用于控制第二换档连接机构30的连接和断开，第二换档连接机构30能够在连接状态和断开状态之间切换(如图17所示)，其中第二换档连接机构30是两档换档系统40中的第二档位装置中的部件，第二换档连接机构30用于将第二档位装置中的第二齿轮43和第二旋转轴44连接，当第二换档连接机构30为连接状态时，第二齿轮43和第二旋转轴44连接，此时两档换档系统40可通过第二齿轮43和第二旋转轴44传递第二档位动力，其中第二档位动力为高速档；当第二换档连接机构30为断开状态时，第二齿轮43和第二旋转轴44断开，此时第二齿轮43和第二旋转轴44之间无法传递第二档位动力。
在一种可能的实现方式中，第二拨动机构400还包括推动销440(如图1所示)，第二拨叉420的第二端422与推动销440的一端抵接。推动销440的另一端用于与第二换档连接机构30连接。
在一种可能的实现方式中，第二拨叉420的第一端421与支撑轴430之间的距离大于第二拨叉420的第二端422与支撑轴430之间的距离(如图12所示)。通过支撑轴430形成杠杆，将第二拨叉420的第一端421与支撑轴430之间的距离大于第二拨叉420的第二端422与支撑轴430之间的距离，可放大第二拨叉420的第二端422的作用力，从而可有效控制第二换档连接机构30的连接和断开。
在一种可能的实现方式中，第二拨叉420的第二端422用于作用第二换档连接机构30的端面为弧形面(如图12所示)。换档鼓200的作用力通过杠杆作用在第二拨叉420上后，第二拨叉420的第二端422会向上或者向下呈弧形移动，将第二端422的端面设置为弧形面，可保证第二拨叉420的第二端422的端面一直与推动销440抵接，进而可保证在沿弧形移动过程中仍能保持轴向方向的作用力作用在推动销440上。如图13所示，第二端422的弧形端面与推动销440抵接，当第二拨叉420在换档鼓200和支撑轴430的作用下沿逆时针β旋转时，第二端422的弧形端面可持续与推动销440的中轴线O抵接，进而可保证沿推动销440轴向向A方向的推力更平顺。
在一种可能的实现方式中，第二拨叉420的第二端422包括至少两个拨叉脚423(如图12所示)。也就是说可具有多个拨叉脚423，多个拨叉脚423，可提高作用力的接触面积，使第二换档连接机构30受力更均匀。其中推动销440的个数与拨叉脚423的个数相同。
在一种可能的实现方式中，第二拨叉420的第二端422用于与第二换档连接机构30断开和连接，第二换档连接机构30为摩擦式离合器，第二引导槽230中用于控制摩擦式离合器连接和断开的路径为曲线路径(如图2所示)。请参阅图14，摩擦式离合器30包括多个摩擦片31，当外力作用在多个摩擦片31时，各摩擦片31之间逐渐接合而能传递作用力，此时摩擦式离合器30为连接状态。在本实施方式中，第二拨叉420的第二端422推动推动销440沿轴向移动，推动销440作用在多个摩擦片31上，推动销440在轴向上移动时可将多个摩擦片31结合，由于多个摩擦片31之间摩擦力F的值与推动销440推动摩擦片31移动的轴向距离L的关系呈曲线关系(如图15所示)，因此将第二引导槽230中用于控制摩擦式离合器30连接和断开的路径设置为曲线路径，更适合摩擦式离合器30的力矩曲线，使得摩擦式离合器30的断开和连接更平稳，进而使得动力传递更稳定。其中，摩擦式离合器30可以为常开式或者常闭式离合器相连接。需要说明的是，摩擦式离合器30的结构不限于图12中所示结构，具体可根据实际需要来设置，在本申请中不做限制，图15仅用于示意摩擦片31之间摩擦力F的值与第二拨叉420推动摩擦片31移动的轴向距离L是曲线关系，并不代表实际的曲线关系，具体需根据实际需要来设置。
下面结合图1、图16和图17，介绍本实施方式中的换档机构10的工作过程，图16是换档鼓200中的第一引导槽220和第二引导槽230的展开路径，其中图16的第一方向X表示第一柱销340或者第二柱销410沿换档轴210的轴向移动的距离，第二方向Y表示换档轴210的周向旋转角度，沿第二方向Y的旋转角度总共为360°。
在空档N的时候，第一柱销340在第一引导槽220路径为开的位置，第二柱销410在第二引导槽230路径为开的位置，其中，“第一引导槽220路径为开的位置”表明第一换档连接机构20为断开状态，此时第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42断开，“第二引导槽230路径为开的位置”表明第二换档连接机构30为断开状态，此时第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44断开。
一档1st的时候，一档1st为低速档，即采用第一档位动力传递，第一柱销340在第一引导槽220路径为关的位置，第二柱销410在第二引导槽230路径为关的位置，其中，“第一引导槽220路径为关的位置”表明第一换档连接机构20为连接状态，此时第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42连接，第一转动轴42带动第一转动轴42上的第一齿轮41转动；“第二引导槽230路径为开的位置”表明第二换档连接机构30为断开状态，此时第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44断开。也就是说在一档1st时，第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42传递动力，第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44差速不传动动力。
二档2nd的时候，二档2nd为高速档，即采用第二档位动力传递，第一柱销340在第一引导路径开的位置，第二柱销410在第二引导槽230路径为关的位置，其中，“第一引导槽220路径为开的位置”表明第一换档连接机构20为断开状态，此时第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42断开，第一转动轴42不能带动第一转动轴42上的第一齿轮41转动；“第二引导槽230路径为关的位置”表明第二换档连接机构30为连接状态，此时第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44连接，第二转动轴44带动第二齿轮43转动。也就是说在二档2nd时，第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42差速不传递动力，第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44传递动力。
P档的时候，第一柱销340在第一引导槽220路径为关的位置，第二柱销410在第二引导槽230路径为关的位置，将第一档位装置45中的第一齿轮41和第一转动轴42连接，将第二档位装置46中的第二齿轮43和第二转动轴44连接，此时第一档位装置45和第二档位装置46同时传递动力会导致相互锁死。
如图16所示，其中在二档2nd至空档N切换过程和一档1st到P档切换过程，第二引导槽230路径为曲线，可使动力传递更平稳。
需要说明的是，图16中四种状态可根据需要来切换，包括但不限于一档1st切换为二档2nd，一档1st切换为空档N，二档2nd切换为空档N，一档1st切换为为P档，二档2nd切换为P档。
请参阅图17，本申请一实施方式还提供一种两档换档系统40，两档换档系统40包括第一换档连接机构20以及如上述任一项的换档机构10，第一拨叉310通过轴向移动来控制第一换档连接机构20的连接和断开。
其中两档换档机构40还包括第二换档连接机构30，第二拨叉420通过轴向移动来控制第二换档连接机构30的连接和断开。
两档换档系统40还包括第一档位装置45和第二档位装置46，其中第一档位装置45包括第一齿轮41和第一旋转轴42，当第一换档连接机构20为连接状态时，第一齿轮41和第一旋转轴42连接，此时两档换档系统40可通过第一齿轮41和第一旋转轴42传递第一档位动力，其中第一档位动力为低速档；当第一换档连接机构20为断开状态时，第一齿轮41和第一旋转轴42断开，此时第一齿轮41和第一旋转轴42之间无法传递第一档位动力。第二档位装置46包括第二齿轮43和第二旋转轴44，当第二换档连接机构30为连接状态时，第二齿轮43和第二旋转轴44连接，此时两档换档系统40可通过第二齿轮43和第二旋转轴44传递第二档位动力，其中第二档位动力为高速档；当第二换档连接机构30为断开状态时，第二齿轮43和第二旋转轴44断开，此时第二齿轮43和第二旋转轴44之间无法传递第二档位动力。
其中，第一旋转轴42和第二旋转轴44中的一个可为输入轴，另一个可为中间轴，在一些情况下第一旋转轴42和第二旋转轴44可为相同的旋转轴，第一齿轮41和第二齿轮43在一些情况下可分别包括两个或者两个以上的齿轮组成。需要说明的是，本申请的两档换档系统40的具体结构不限于图17所示的结构，具体可根据实际需要来设置齿轮和旋转轴。
请参阅图18，本申请一实施方式还提供一种车辆1，车辆1包括前轮2、后轮3以及连接在前轮2和后轮3之间的车辆本体4，以及如上面所述的两档换档系统40，两档换档系统40安装在车辆本体4上。其中车辆1还包括减速齿轮和差速器，两档换档系统40中的中间轴与减速齿轮连接，差速器连接在两个前轮2之间或者前轮2和后轮3之间，减速齿轮可降低中间轴的转速，差速器用于调整齿轮之间的转速差。其中车辆1包括汽车、电动车或者专项作业车，电动车包括两轮、三轮或者四轮电动车，专项作业车包括各种具有特定功能的车，例如工程抢险车、洒水车、吸污车、水泥搅拌车、起重车、医疗车。
以上对本申请实施例所提供的换档机构、两档换档系统及车辆进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施例及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种换档机构，其特征在于，所述换档机构包括驱动电机、换档鼓和第一拨动机构；
所述换档鼓包括换档轴以及位于所述换档轴周向设置的第一引导槽，所述第一引导槽具有沿所述换档轴轴向的路径，所述驱动电机能够驱动所述换档轴围绕所述换档轴的轴向旋转；
所述第一拨动机构包括拨动内轴、拨动外轴、第一柱销、第一拨叉和弹性部件，所述拨动外轴套设在所述拨动内轴上且能够相对所述拨动内轴的轴向移动，所述拨动外轴与所述换档轴在所述换档轴的轴向活动连接，所述拨动外轴与所述换档轴在所述换档轴的周向固定连接，所述第一柱销的一端固定在所述拨动外轴的外侧，所述第一柱销的另一端插入所述第一引导槽中且能够在所述第一引导槽中滑动，所述第一拨叉固定在所述拨动内轴上且位于所述拨动外轴的外侧；
所述弹性部件套设在所述拨动内轴上且位于所述拨动内轴和所述拨动外轴之间，所述拨动外轴和所述拨动内轴之间具有第一限位部和第二限位部，所述第二限位部位于所述第一限位部远离所述第一拨叉的一侧，所述弹性部件在所述拨动内轴的轴向上位于所述第一限位部和所述第二限位部之间，所述第一限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的一个连接，所述第二限位部与所述拨动外轴和所述拨动内轴中的另一个连接。
2.如权利要求1所述的换档机构，其特征在于，所述弹性部件的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部固定连接。
3.如权利要求1所述的换档机构，其特征在于，所述弹性部件的两端分别与所述第一限位部和所述第二限位部抵接。
4.如权利要求1所述的换档机构，其特征在于，所述第一拨动机构还包括外轴限位件，所述外轴限位件的一端设有套设在所述拨动外轴的第一限位部，所述第一限位部的内表面设有第一限位平面，所述拨动外轴上设有与所述第一限位平面匹配的第二限位平面，所述第一限位平面和所述第二限位平面贴合；所述外轴限位件的另一端设有第二限位部，所述第二限位部包括向所述第一限位部凹陷的限位曲面，所述限位曲面环绕在所述换档轴的部分表面上且与所述换档轴相间隔。
5.如权利要求1所述的换档机构，其特征在于，所述换档机构还包括互相啮合的蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与所述驱动电机连接，所述蜗轮套设在所述换档轴上且与所述换档轴固定连接，所述驱动电机工作时驱动所述蜗杆转动，所述蜗杆带动所述蜗轮转动，进而带动所述换档轴旋转。
6.如权利要求1所述的换档机构，其特征在于，所述换档鼓还包括沿所述换档轴周向设置的第二引导槽，所述第二引导槽具有沿所述换档轴轴向的路径；
所述换档机构还包括第二拨动机构，所述第二拨动机构包括第二柱销、第二拨叉和支撑轴，所述第二柱销与所述第二拨叉的第一端连接且位于所述第二引导槽中，所述第二拨叉中间设有通孔，所述支撑轴插入所述通孔中，所述第二拨叉能够相对所述支撑轴旋转，所述换档轴旋转时，推动所述第二柱销和所述第一拨叉的第一端沿所述换档轴轴向滑动，所述第二拨叉的第二端通过所述支撑轴朝与所述第一拨叉的第一端的反方向移动。
7.如权利要求6所述的换档机构，其特征在于，所述第二拨叉的第一端与所述支撑轴之间的距离大于所述第二拨叉的第二端与所述支撑轴之间的距离。
8.如权利要求7所述的换档机构，其特征在于，所述第二拨叉的第二端的端面为弧形面。
9.如权利要求7所述的换档机构，其特征在于，所述第二拨叉的第二端包括至少两个拨叉脚。
10.如权利要求6所述的换档机构，其特征在于，所述第二拨动机构还包括推动销，所述第二拨叉的第二端与所述推动销的一端抵接。
11.如权利要求6所述的换档机构，其特征在于，所述第二拨叉的第二端用于与第二换档连接机构断开和连接，所述第二换档连接机构为摩擦式离合器，所述第二引导槽中用于控制所述摩擦式离合器连接和断开的路径为曲线路径。
12.一种两档换档系统，其特征在于，所述两档换档系统包括第一换档连接机构以及如权利要求1-11任一项所述的换档机构，所述第一换档连接机构与所述第一拨叉连接，所述第一拨叉通过轴向移动来控制第一换档连接机构的连接和断开。
13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括前轮、后轮以及连接在所述前轮和所述后轮之间的车辆本体，以及如权利要求12所述的两档换档系统，所述两档换档系统安装在所述车辆本体上。
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