CN205068987U - 一种新型六速手自一体变速器动态演示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，属于汽车专业教学设备技术领域。该装置包括台架、变速器机械运转区、变速器设备控制区、变速器参数显示区、变速器工作原理及说明区。台架是本装置的安装基础；变速器机械运转区安装在台架的底台上，包括自动变速器总成、驱动装置和气动控制装置、传感器等，用于驱动自动变速器工作和实现换挡操作；变速器设备控制区、变速器参数显示区和变速器工作原理及说明区设置在台架的面板上，用于控制和显示。该装置能清晰展示内部结构、部件连接方式，能真实呈现换挡时各挡位执行元件的动作情况，方便学员观察学习。整套装置结构紧凑，工作可靠，方便安装和维护。

Description

一种新型六速手自一体变速器动态演示装置

技术领域

本实用新型提供了一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，属于汽车专业教学设备技术领域，可用于大中专院校以及汽车制造厂自动变速器实验教学，以达到直观、形象、方便、提高实验教学效果的目的。

背景技术

随着汽车技术的发展，自动变速器越来越多地应用于现代汽车上。自动变速器结构复杂，工作原理不容易理解，这是自动变速器教学中遇到的一大难题。汽车专业教学设备有效地解决了这一问题，但此技术在生产制作中还有许多难题需要攻克，传统的教学设备不能让学员更清楚地学习、掌握汽车的技术点；具体问题如下：（1）现有自动变速器教学设备多为上世纪90年代的技术，不能适应汽车技术的发展。（2）众多院校选用买整车来实际运用教学，通过教材上的理论知识相结合，不能直观、快捷地对汽车自动变速器工作原理进行学习、分析。（3）大多数教学设备只提供自动变速器的解剖模型或者实物解剖模型。（4）有的教学设备虽然也能运行，但功能有限、操作面板太过于单调、风格不够新颖、不能给学员带来对汽车技术研究的兴趣。综上所述，有必要予以改进。

发明内容

本实用新型旨在解决汽车自动变速器教学设备老旧、理论脱离实际、功能有限等诸多不足之处，进而提供一种技术先进、多功能、操作简捷、安全、直观形象的新型六速手自一体变速器动态演示装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，特殊之处在于，其结构包括：台架1、变速器机械运转区2、变速器设备控制区3、变速器参数显示区4、变速器工作原理及说明区5。

所述台架1包括底台1-1、面板1-2和四个万向脚轮1-3，其作用是其他部分的安装基础；

所述变速器机械运转区2安装在底台1-1上，包括解剖好的自动变速器总成、驱动装置、气动控制装置和传感器等，用于驱动自动变速器低速工作和实现换挡操作；

所述变速器设备控制区3包括气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1和控制面板3-2，所述气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1设置在面板1-2的后方，所述控制面板3-2设置在面板1-2的右下方，包括换挡杆位置选择开关3-2-1、D挡位选择开关3-2-2、电机调速开关3-2-3、点火开关3-2-4，用于控制各种工作状态；

所述变速器参数显示区4设置在面板1-2上的左下方，包括输入转速显示屏4-1、输出转速显示屏4-2和传动速比显示屏4-3，用于显示变速器输入、输出转速和传动比；

所述变速器工作原理及说明区5设置在面板1-2上的上方，包括变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图5-1和各挡位执行元件工作对照表5-2，用于对变速器传动原理及各挡位执行元件工作情况进行对照说明。

一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，将原车手自一体变速器进行解剖，清晰展示内部结构、部件连接方式；利用气压作用力替代原车液压力推动执行元件工作，能真实呈现换挡时各挡位执行元件的动作情况，方便学员观察学习。整套装置结构紧凑，工作可靠，方便安装和维护。通过本发明有效地解决了现有技术存在的缺陷与不足，进而提供一种能真实展示自动变速器工作过程、功能多、操作简捷、直观形象的新型六速手自一体变速器动态演示装置。

附图说明

图1：为本实施例的结构立体示意图；

图2：为本实施例的自动变速器传动原理图；

图3：为本实施例的自动变速器换挡控制原理图；

图4：为本实施例的驱动装置控制图；

在图中，1、台架，2、变速器机械运转区，3、变速器设备控制区，4、变速器参数显示区，5、变速器工作原理及说明区，1-1、底台，1-2、面板，1-3、脚轮，2-1、高压空气源，2-2、气动阀组，2-3、高压气管，2-4、电动机，2-5、联轴器，2-6、输入转速传感器，2-7、输入转速信号盘，2-8、自动变速器总成，2-9、输出转速信号盘，2-10、输出转速传感器，2-11、电机调速器，2-12、变速器气动阀板，3-1、气动阀驱动及流水灯控制电路板，3-2、控制面板，3-2-1、换挡杆位置选择开关，3-2-2、D挡位选择开关，3-2-3、电机调速开关，3-2-4、点火开关，4-1、输入转速显示屏，4-2、输出转速显示屏，4-3、传动速比显示屏，4-4、信号比对器，5-1、变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图，5-2、各挡位执行元件工作对照表，5-3、面板流水灯。

具体实施方式

以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成作进一步说明。

本实施例的一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，用于自动变速器实践教学。该装置包括台架1、变速器机械运转区2、变速器设备控制区3、变速器参数显示区4、变速器工作原理及说明区5。台架是本装置的安装基础。变速器机械运转区2安装在台架1的底台1-1上，包括自动变速器总成2-8、驱动装置和气动控制装置、传感器等，用于驱动自动变速器工作和实现换挡操作。变速器设备控制区3、变速器参数显示区4和变速器工作原理及说明区5设置在面板1-2上，用于控制和显示。该装置能清晰展示内部结构、部件连接方式，能真实呈现换挡时各挡位执行元件的动作情况，方便学员观察学习。整套装置结构紧凑，工作可靠，方便安装和维护。

所述台架1包括不锈钢底台1-1、铝合金面板1-2和四个尼龙万向脚轮1-3，其作用是其他部件的安装基础。底台1-1上安装有变速器机械运转区2，面板1-2上设置有变速器设备控制区3、变速器参数显示区4和变速器工作原理及说明区5，四个万向脚轮1-3可以移动任意角度。

所述变速器机械运转区2设置在台架1的底台1-1上，包括解剖好的自动变速器总成、驱动装置、气动控制装置和传感器等，用于驱动自动变速器低速工作和实现换挡操作。

所述自动变速器总成2-8用螺栓和支架固定在底台1-1上,采用1/4切割法切割解剖，内部的离合器、制动器、主要齿轮做电镀着色处理，能够清晰展示内部结构、部件连接方式、执行器的动作，方便学员观察自动变速器的结构和工作原理。

所述驱动装置包括电动机2-4、联轴器2-5，输入转速传感器2-6、输入转速信号盘2-7、输出转速信号盘2-9、输出转速传感器2-10。驱动装置的作用是驱动自动变速器低速转动，以便于学员能够在运行状态下观察变速器的工作原理，提高实验的直观性、真实性，该驱动装置同时还有检测输入输出转速信号的作用。驱动装置的动力传递路线是：给电动机2-4通电，电动机2-4通过联轴器2-5将动力传递给自动变速器2-8的输入轴，然后经自动变速器2-8内部工作元件传递到输出轴。

所述电动机2-4用螺栓和支架固定在底台1-1上,采用齿轮减速电机，电机调速器2-11配合减速电机使用，通过操作旋钮实现电机的0～300r/min调速，工作电压是220V，功率是300W。

所述联轴器2-5用螺栓和支架固定在底台1-1上,采用钢制单法兰梅花弹性联轴器，用于连接电动机2-4和自动变速器2-8的输入轴。

所述输入转速信号盘2-7安装在自动变速器的输入轴上，所述输入转速传感器2-6安放在输入转速信号盘2-7一侧的底台1-1上；所述输出转速信号盘2-9安装在自动变速器的输出轴上，所述输出转速传感器2-10安放在输出转速信号盘2-9一侧的底台1-1上。信号盘表面磁化处理，传感器采用霍尔式传感器，信号盘随着轴旋转，传感器产生方波数字信号，输送至显示仪表，从而显示输入、输出转速值。

所述气动控制装置包括高压空气源2-1、气动阀组2-2、高压气管2-3。

所述高压气源2-1（如图1所示）安放在底台1-1下方的地面上，用于产生高压空气。

所述气动阀组2-2用螺栓和支架固定在地面上，是电驱动气动阀，通过给气动阀的线圈通断电来控制气路的通断，气动阀组2-2安装有5个单体电磁阀，分别对应变速器的5个换挡离合器或制动器（C4-5-6、C3-5-R、C2-6、CL-R、C1-2-3-4），通过不同气路的组合切换实现挡位的变化。气动阀组2-2通过高压气管2-3一端与高压气源2-1相连，一端的5根高压气管2-3分别插入自动变速器气动阀板2-12相应的孔中（如图3所示），用于传输高压气体，从而驱动各挡位的换挡执行元件工作。

所述自动变速器气动阀板2-12（如图3所示）为自制气动阀板，代替原有的液压阀板，将变速器中的离合器或制动器的控制活塞室通过原有油路集中在气动阀板2-12上，通过气管2-3与气动阀组2-2连接。原因是因为变速器为解剖展示，无法用原来的液压系统进行换挡实验，所以采用压缩空气作为推动换挡执行活塞的动力源，实现变速器换挡过程。

所述变速器设备控制区3包括气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1和控制面板3-2。所述气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1用螺栓固定在面板1-2的后方，如图3所示，其通过导线与气动阀组2-2、换挡杆位置选择开关3-2-1、D挡位选择开关3-2-2和面板流水灯5-3相连，用来进行气动阀驱动及流水灯的控制；所述控制面板3-2设置在面板1-2上的右下方，包括换挡杆位置选择开关3-2-1、D挡位选择开关3-2-2、电机调速开关3-2-3、点火开关3-2-4，这些部件用螺栓固定在面板1-2上，用于控制相对应的工况。所述换挡杆位置选择开关3-2-1可以选择P、R、N、D、M五个位置；所述D挡位选择开关3-2-2可以选择1、2、3、4、5、6六个位置；所述电机调速开关3-3-3用于调节电机的转速；所述点火开关3-2-4用于控制电动机工作。

所述变速器参数显示区4设置在面板1-2的左下方，包括输入转速显示屏4-1、输出转速显示屏4-2和传动速比显示屏4-3，用于显示变速器输入、输出转速和传动比，这些部件用卡子安装在面板1-2的卡子孔里。其工作原理如图4所示：通过输入转速传感器2-6和输入转速信号盘2-7将自动变速器的输入转速信号传递给输入转速显示屏4-1，并显示出来；通过输出转速传感器2-10和输出转速信号盘2-9将自动变速器的输出转速信号传递给输出转速显示屏4-2，并显示出来；通过传感器信号输入输出信号接入，数字表内置信号比对器4-4，实时在传动速比显示屏4-3上显示出输入输出转速比。

所述变速器工作原理及说明区5设置在面板1-2的上方，包括变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图5-1（如图2所示）和各挡位执行元件工作对照表5-2（如表1所示），其作用是教师可以比对变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图5-1和各挡位执行元件工作对照表5-2给学员讲解自动变速器的工作原理。这些图和表是用平板喷绘的方式制作而成。

所述变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图5-1（如图2所示）上，采用LED灯显示各档位换挡执行元件及各挡位工作路线，具体说明如下：在图2上C4-5-6、C3-5-R、C2-6、CL-R(OWC)、CL-R、C1-2-3-4换挡执行元件标注位置安装LED指示灯，在不同挡位，指示灯随换挡执行元件的工作点亮相应指示灯；在传动线路图上安装LED流水灯，在挡位变换时，流水灯根据当前挡位的传动路线从输入到输出做流水动作依次点亮。这些LED灯后端焊接在气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1相应的位置。

所述各挡位执行元件工作对照表5-2，如表1所示，从表1中可以看出：自动变速器换挡时各换挡执行元件的工作状态。

下面以通用新英朗6T30六速手自一体变速器为例介绍该实用新型各组成部分的工作原理：

结构组成（如图3所示）：通用新英朗6T30六速手自一体变速器需要控制的换挡执行元件共5个，包括C1-2-3-4、C3-5-R、C4-5-6、C2-6、CL-R。气动阀组2-2有5个电磁阀，从高压气源2-1来的高压气体通过高压气管2-3进入气动阀组2-2中的5个电磁阀中，有5条高压气管2-3连接到变速器气动阀板2-12的5个孔中；气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1分别通过导线与气动阀组2-2、面板流水灯5-3、换挡杆位置选择开关3-2-1、D挡位选择开关挡位选择开关3-2-2连接。

控制原理：当挡位选择开关旋转到某一挡位时，气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1中的芯片控制与挡位对应的气动电磁阀，让压缩空气进入换挡执行元件工作腔，从而推动该换挡执行元件工作，此时，点亮面板1-2上的LED指示灯，在各挡位工作路线示意图5-1上，LED流水灯根据当前挡位的传动路线从输入到输出做流水动作依次点亮。

通用新英朗6T30六速手自一体变速器的换挡情况介绍如下（如表1所示）：

（1）R挡：旋转换挡杆位置选择开关3-2-1到R挡，此时气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1中的芯片控制气动阀组2-2上的CL-R电磁阀和C3-5-R电磁阀接通工作，压缩空气进入CL-R离合器和C3-5-R离合器工作腔并推动离合器工作，自动变速器处于R挡状态。

（2）D2挡：旋转换挡杆位置选择开关3-2-1到D挡，然后旋转D挡位选择开关3-2-2到2挡位置，此时气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1中的芯片控制气动阀组2-2上的C2-6电磁阀和C1-2-3-4电磁阀接通工作，压缩空气进入C2-6离合器和C1-2-3-4离合器工作腔并推动离合器工作，自动变速器处于D2挡状态。

（3）当旋转换挡杆位置选择开关3-2-1分别到P、N、M挡位时，气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1中的芯片控制气动阀组2-2上的相应的电磁阀接通工作，压缩空气分别进入相应挡位离合器的工作腔并推动离合器工作，自动变速器分别处于P、N、M挡状态。

（4）当旋转换挡杆位置选择开关3-2-1到D挡，然后旋转D挡位选择开关3-2-2分别到1、3、4、5、6挡位置时，气动阀驱动及流水灯控制电路板3-1中的芯片控制气动阀组2-2上的相应的电磁阀接通工作，压缩空气分别进入相应挡位离合器的工作腔并推动离合器工作，自动变速器分别处于D1、D3、D4、D5、D6挡状态。

一种新型六速手自一体变速器动态演示装置操作如下：

①插上电源线，合上总开关，按动点火开关3-2-4，将系统启动起来。

②可以旋转电机调速开关3-2-3，调节电动机2-4的转速。

③旋转换挡杆位置选择开关3-2-1依次到P、N、R、M位置，依次进行P、N、R、M挡的工作原理演示；如果旋转换挡杆位置选择开关3-2-1到D位置时，则需要再旋转D挡位选择开关3-2-2分别到1、2、3、4、5、6挡位置，依次进行D1、D2、D3、D4、D5、D6六个前进挡的工作原理演示。在运行工况下，学员观察换挡执行元件的动作情况，教师结合面板上的变速器工作原理及说明区2进行讲解。

Claims (1)

1.一种新型六速手自一体变速器动态演示装置，特征在于，其结构包括：

台架（1），包括底台（1-1）、面板（1-2）和四个万向脚轮（1-3），其作用是其他部分的安装基础；

变速器机械运转区（2），安装在底台（1-1）上，用于驱动自动变速器低速工作和实现换挡操作，包括自动变速器总成（2-8）、驱动装置、气动控制装置；所述自动变速器总成（2-8）用螺栓和支架固定在底台(1-1)上,是解剖结构，方便教学；所述驱动装置包括电动机（2-4）、联轴器（2-5）、输入转速传感器（2-6）、输入转速信号盘（2-7）、输出转速信号盘（2-9）、输出转速传感器（2-10）；所述电动机（2-4）和联轴器（2-5）用螺栓和支架固定在底台（1-1）上，其作用是驱动自动变速器低速转动，以便于学员能够在运行状态下观察变速器的工作原理；所述输入转速信号盘（2-7）和输出转速信号盘（2-9）分别安装在自动变速器的输入轴和输出轴上；所述输入转速传感器（2-6）和输出转速传感器（2-10）分别安放在输入转速信号盘（2-7）和输出转速信号盘（2-9）一侧的底台（1-1）上，其作用是检测输入输出转速信号，并将信号通过导线传递给变速器参数显示区（4）；所述气动控制装置包括高压气源（2-1）、气动阀组（2-2）、高压气管（2-3）；所述高压气源（2-1）安放在底台（1-1）下方的地面上，用于产生高压气体；所述气动阀组（2-2）用螺栓和支架固定在地面上，是电驱动气动阀，通过给气动阀的线圈通断电来控制气路的通断，从而驱动自动变速器各挡位的换挡执行元件工作；变速器气动阀板（2-12）代替原有的液压阀板；

变速器设备控制区（3），包括气动阀驱动及流水灯控制电路板（3-1）和控制面板（3-2）；所述气动阀驱动及流水灯控制电路板（3-1）设置在面板（1-2）的后方，其通过导线与气动阀组（2-2）、换挡杆位置选择开关（3-2-1）、D挡位选择开关（3-2-2）和面板流水灯（5-3）相连，用来进行气动阀驱动及流水灯的控制；所述控制面板（3-2）设置在面板（1-2）的右下方，包括换挡杆位置选择开关（3-2-1）、D挡位选择开关（3-2-2）、电机调速开关（3-2-3）、点火开关（3-2-4），用于控制各种工作状态；

变速器参数显示区（4），设置在面板（1-2）的左下方，包括输入转速显示屏（4-1）、输出转速显示屏（4-2）和传动速比显示屏（4-3），用于显示变速器输入、输出转速和传动比；

变速器工作原理及说明区（5），设置在面板（1-2）的上方，左上方为变速器传动原理及LED灯显示各挡位工作路线示意图（5-1），当变换不同挡位时，采用LED指示灯显示相应的换挡执行元件，采用LED流水灯显示各挡位的传动路线；右上方是各挡位执行元件工作对照表（5-2），便于教师对照讲解。