CN213981966U - 一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，包括主体和自动变速箱控制单元，以及固定在所述主体上的驱动电机、执行组件和拨叉组件，所述拨叉组件包括换挡拨叉和拨叉轴，所述自动变速箱控制单元连接所述驱动电机，所述驱动电机通过所述执行组件带动所述拨叉轴转动，所述换挡拨叉固定在所述拨叉轴上，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令带动所述换挡拨叉换挡。本实用新型新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，通过自动变速箱控制单元换挡策略程序快速响应，自动调动电机快速进行换挡，整个换挡时间小于200毫秒；无气缸组件设计，排除了气缸密封O型圈磨损和气管损坏、堵塞等故障，大幅降低了副箱工作的整体故障率。

Description

一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置

技术领域

本申请属于汽车生产制造领域，尤其是涉及一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置。

背景技术

传统多挡位变速器副箱换挡时需要借助气动换挡实现。各气路采用电磁阀单独控制，气源接入来自整车气源，气源压力0.8-1Mpa，换挡电磁阀接入气压经过减压阀调节后为0.67-0.71Mpa，除停车取力状态外，其他所有工况空挡电磁阀和取力器电磁阀均不通电工作。在停车状态以及低速状态时，低挡电磁阀通电，高挡电磁阀断电，低挡气管有气进入换挡气缸低挡进气口，换挡气缸活塞带动拨叉及副箱同步器与副箱减速齿轮齿结合，此时变速器为低挡，挡位分别为1、2、 3、4、5、6、R1挡。车子进入高速状态时，高挡电磁阀通电，低挡电磁阀断电，高挡气管有气进入换挡气缸高挡进气口，换挡气缸活塞带动拨叉及副箱同步器与副箱驱动齿轮的结合齿结合，此时变速器为高挡，挡位分别为7、8、9、10、11、12、R2挡。由于传统副箱换挡采用气动结构，执行繁琐且可靠性差，换挡过程时间长、动力中断明显，使车辆的舒适性、动力性和经济性指标都很难提高，难以满足当前市场对驾驶舒适性和节能减排的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现有技术中汽车副箱换挡装置能力不足、故障率高的问题，从而提供一种可靠性好，自动化程度高的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，包括主体和自动变速箱控制单元，以及固定在所述主体上的驱动电机、执行组件和拨叉组件，所述拨叉组件包括换挡拨叉和拨叉轴，所述自动变速箱控制单元连接所述驱动电机，所述驱动电机通过所述执行组件带动所述拨叉轴转动，所述换挡拨叉固定在所述拨叉轴上，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令带动所述换挡拨叉换挡。

在其中一个实施例中，所述拨叉轴上固定有齿条，所述执行组件包括蜗轮、蜗杆和齿轮组，所述驱动电机输出端连接所述蜗杆，并依次通过蜗轮、齿轮组和齿条传动带动所述拨叉轴转动。

在其中一个实施例中，所述蜗轮为集成蜗轮。

在其中一个实施例中，所述驱动电机为永磁无刷电机。

在其中一个实施例中，所述换挡拨叉连接有高低挡同步器。

在其中一个实施例中，还包括固定在所述主体上的位移传感器，位移传感器与所述自动变速箱控制单元连通，所述位移传感器测量并反馈所述换挡拨叉的位移。

在其中一个实施例中，所述拨叉组件还包括换挡壳体，所述换挡壳体至少部分包围所述拨叉轴。

在其中一个实施例中，所述换挡壳体至少部分包围所述拨叉轴和所述换挡拨叉的连接部分。

在其中一个实施例中，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动所述换挡拨叉的换挡行程为16-17mm。

在其中一个实施例中，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动所述换挡拨叉的换挡力为2300-2350N。

本实用新型的有益效果是：本实用新型新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，通过自动变速箱控制单元换挡策略程序快速响应，自动调动电机快速进行换挡，整个换挡时间小于200毫秒；无气缸组件设计，排除了气缸密封O型圈磨损和气管损坏、堵塞等故障，大幅降低了副箱工作的整体故障率，提高了副箱箱换挡的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置剖视图；

图2是本申请实施例的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置整体示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，包括主体1和自动变速箱控制单元(TCU)，以及固定在主体1上的驱动电机2、执行组件 5和拨叉组件，拨叉组件包括换挡拨叉3和拨叉轴4，自动变速箱控制单元连接驱动电机2，驱动电机2通过执行组件5带动拨叉轴4转动，换挡拨叉3固定在拨叉轴4上，驱动电机2根据自动变速箱控制单元输出的控制指令带动换挡拨叉3换挡。TCU是由16位或32位处理器、信号处理电路、功率驱动模块等组成，通常安装在驾驶舱内，也有安装在发动机舱。TCU通过总线和车载电脑通讯，在变速箱出现故障时控制发动机扭矩、限制挡位，实现跛行回家功能。

在其中一个实施例中，拨叉轴4上固定有齿条，执行组件5包括蜗轮、蜗杆和齿轮组，驱动电机2输出端连接蜗杆，并依次通过蜗轮、齿轮组和齿条传动带动拨叉轴4转动。整车TCU控制指令给驱动电机 2，驱动执行组件5的齿轮连接的拨叉轴4齿条，啮合套上侧设有换挡拨叉3，换挡拨叉3通过拨叉轴4连接，拨叉轴4上设有齿条，连接执行组件5的齿轮，实现拨叉轴4串动换挡。可见，换挡策略程序通过TCU控制电机，实现先进制造技术(AMT)自动变速器换挡功能。

为了适应复杂的传动要求，在其中一个实施例中，蜗轮为集成蜗轮。

在其中一个实施例中，驱动电机2为永磁无刷电机。永磁无刷电机具有和直流电动机相似的优良调速性能，又克服了直流电动机采用机械式换向装置所引起的换向火花、可靠性低等缺点，且运行效率高、体积小和质量轻，适合于本实用新型的变速器副箱换挡执行装置。

由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转，变换挡位时合存在同步问题，两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞，损坏齿轮，故而，在其中一个实施例中，换挡拨叉3连接有高低挡同步器，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。

在其中一个实施例中，还包括固定在主体1上的位移传感器6，位移传感器6与自动变速箱控制单元连通，位移传感器6测量并反馈换挡拨叉3的位移。TCU终端设备可以把GPS的位置信息、行驶速度等车辆信息通过无线传输方式回传到系统平台。用户甚至可以通过计算机、手机实现对车辆的监控和管理。在本实施例中，TCU根据位移传感器6测量并反馈换挡拨叉3的位移，可以发送指令给驱动电机2，进而自动控制驱动电机2转动，最终达到换挡的作用。

在其中一个实施例中，拨叉组件还包括换挡壳体7，换挡壳体7 至少部分包围拨叉轴4。高效、高精度的换挡壳体7，结构紧凑、装配精度高，提升使用性能的同时节约了成本。

为了准确保护关键连接部，在其中一个实施例中，换挡壳体7至少部分包围拨叉轴4和换挡拨叉3的连接部分。

在其中一个实施例中，驱动电机2根据自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动换挡拨叉3的换挡行程为16-17mm。

在其中一个实施例中，驱动电机2根据自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动换挡拨叉3的换挡力为2300-2350N。

实施例还公开了新型新能源卡车变速器副箱换挡执行装置换挡执行过程，依次经过下列过程或组件：下达换挡指令、驱动电机、蜗杆、蜗轮、传动轴(集成齿轮)、换挡轴(集成齿条)、换挡拨叉、高低挡同步器总成。

在其中一个实施例场景中，采用工作电压：24V；总成干质量： 13.9Kg；最大换挡力：2325N；最大换挡行程：16.5mm；操纵方式： TCU自动控制；防尘防水等级：IP67工作温度：-40℃ to+125℃；存储环境温度：-40℃ to+125℃。将换挡执行装置安装在工装台架上，通过程序设定使装置反复换挡动作，与工装摩擦，一分钟50次，要求完成试验总次数300万次，测试结果其传动效率不小于50％。

本实用新型的有益效果是：本实用新型新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，通过自动变速箱控制单元换挡策略程序快速响应，自动调动电机快速进行换挡，整个换挡时间小于200毫秒；无气缸组件设计，排除了气缸密封O型圈磨损和气管损坏、堵塞等故障，大幅降低了副箱工作的整体故障率，提高了副箱箱换挡的可靠性。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，包括主体和自动变速箱控制单元，以及固定在所述主体上的驱动电机、执行组件和拨叉组件，所述拨叉组件包括换挡拨叉和拨叉轴，所述自动变速箱控制单元连接所述驱动电机，所述驱动电机通过所述执行组件带动所述拨叉轴转动，所述换挡拨叉固定在所述拨叉轴上，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令带动所述换挡拨叉换挡。

2.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述拨叉轴上固定有齿条，所述执行组件包括蜗轮、蜗杆和齿轮组，所述驱动电机输出端连接所述蜗杆，并依次通过蜗轮、齿轮组和齿条传动带动所述拨叉轴转动。

3.根据权利要求2所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述蜗轮为集成蜗轮。

4.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述驱动电机为永磁无刷电机。

5.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述换挡拨叉连接有高低挡同步器。

6.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，还包括固定在所述主体上的位移传感器，位移传感器与所述自动变速箱控制单元连通，所述位移传感器测量并反馈所述换挡拨叉的位移。

7.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述拨叉组件还包括换挡壳体，所述换挡壳体至少部分包围所述拨叉轴。

8.根据权利要求7所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述换挡壳体至少部分包围所述拨叉轴和所述换挡拨叉的连接部分。

9.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动所述换挡拨叉的换挡行程为16-17mm。

10.根据权利要求1所述的新能源卡车变速器副箱换挡执行装置，其特征在于，所述驱动电机根据所述自动变速箱控制单元输出的控制指令，带动所述换挡拨叉的换挡力为2300-2350N。

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