关于用于变速器的电动驻车装置及车辆的技术探究
摘要:变速器是高技术、高投入、高风险的“三高”产品,是汽车关键的核心零部件,在车辆动力传递中有着极其重要的作用。根据人们使用需求,变速器被分为手动变速器和自动变速器两种,相比手动变速器而言,自动变速器由于使用方便,已逐步发展成为当今社会的主流,越来越多的人更偏向于选择搭载自动变速器的车辆进行驾驶。
关键词:变速器、驻车装置、技术探究
别克自动变速箱引言
变速器是将发动机的动力通过机械或液力传动传递到驱动桥上的变速装置,其功能是改变发动机的扭矩和转速,并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作,以满足车辆在各种工况下的行驶和牵引特性要求。另外,变速器还可将发动机的运转和驱动系统进行切断使其相互脱离。目前的变速器,按传动比的变化方式划分,变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。按操纵方式划分,变速器可以分为强制操纵式,自动操纵式和半自动操纵式三种。
汽车变速器属于汽车零部件的细分行业,近年来国家对我国汽车产业发展极为重视,鼓励汽
车零部件制造行业发展,出台了一系列与之相关的政策,不断推动行业规范发展。
1自动变速器发展现状
目前的汽车变速器,按操纵方式分类,可以划分为手动变速器和自动变速器两大类。自动变速器又可细分为电控机械式变速器(AMT)、双离合器自动变速器(DCT)、无级变速器(CVT)和液力自动变速器(AT)。
就目前而言,自动档汽车在驾驶和乘坐舒适性等方面更具优势,随着汽车消费不断升级以及自动变速器技术不断成熟,加上产品性价比的不断提升,使得自动变速器在乘用车上的渗透率快速提高。同时,随着中国汽车工业的不断发展,国产变速器已逐渐打破了国外技术的垄断,国产汽车变速器的市场占有率也在不断提高,特别是国产自动变速器的发展已成为汽车核心部件国产化替代方面取得的重要突破之一。
此外,得益于国内汽车零件制造业的快速发展,我国乘用车自动变速器市场规模快速提高,预计2023年自动变速器市场规模有望突破1000亿元大关。尽管国内汽车工业发展较为迅速,但是自动变速器依然是很多车企难以攻克的技术难题,大都仍然需要依赖外购,目
前各大自主车企都在自动变速器领域大举投入,希望使用自行研发制造自动变速器。由于DCT采用定轴齿轮传动,与MT(手动变速器)结构相似。国内车企大都具备的MT生产线可以利用,且在研发过程中能够借鉴部分MT的经验,因此大都选择DCT技术路线。而从世界范围来看AT是全球车企的主流技术,特别是北美品牌应用较多,而欧洲主要采用DCT技术为主,日系车则多采用CVT技术。
2自动变速器发展趋势
2.1换挡品质提升
从目前变速器技术的发展情况来看,换挡品质的提高是所有业内技术发展的共同追求。换挡品质主要表现在两个方面:换挡过程中的动力性和舒适性。提高换挡品质主要是提高换挡过程中变速器的稳定性和换挡控制系统的自适应性。为了改善自动变速器的智能化特性,提高换档的舒适度,人们不断尝试新的控制技术,通过统计方法并根据统计分布来设计基于模糊规则的行驶环境识别系统,可以从数据中提取一定的规律,因此非常有利于进行智能换挡系统研究来实现智能换挡。
2.2集成化低耗化
系统集成化化是实现变速器高紧凑型的重要途径。通过采用紧凑化设计,简化内部结构,缩小体积和减轻重量,通过零部件集成化、模块化,实现变速器结构更加集成紧凑。另一方面,强力喷丸等工艺、高强度金属材料提高变速器载荷表现。高集成化紧凑性变速器可以降低油耗、扩大适用多种车型的装车范围。同时,在变速器中应用电控换档、离合器自动控制、电子油泵等低能耗部件。通过精细化的电气控制使在最佳时间内进行换档及离合器分离接合,带来良好的换档性能、驾乘舒适性及燃油经济性,以最大程度地优化使用者的体验。
3用于变速器的电动驻车装置及车辆的技术方案
3.1驻车装置简介
驻车机构是自动变速器中防止车辆出现意外滑行的安全停车装置,其可以使得车辆可靠安全地停放在车主想停靠的位置处。
传统的驻车机构为机械式,而电动驻车机构是在机械式基础上,改为由电机驱动换挡轴,以实现相同的功能。但是,由于驻车装置中的棘爪相对于水平面做旋转运动,导致推杆总
成的运动轨迹很复杂,运动轨迹的精度也低;同时,由于棘爪上波形槽与定位座的配合力受到限制,所以最终导致最大安全系数受到限制,甚至会发生意外解锁的情况。
3.2具体技术方案
为解决驻车装置中的推杆总成运动轨迹复杂且运动轨迹精度低等问题。本装置提供了一种用于变速器的电动驻车装置,其包括用于输出转动动力的驱动机构;与驱动机构相连接的动力传动机构,其构造能够将驱动机构的转动转化为沿着一预设方向的移动;与动力传动机构相连的驻车臂构件,其具有第一端部和与第一端部相反的第二端部,第一端部可枢转地连接在变速器的壳体处,第二端部构造成能够在动力传动机构的带动下,沿着垂直于预设方向进行平面摆动,以使得第二端部能够结合或脱离变速器的驻车齿轮。
驱动机构包括驱动电机,其具有一输出轴;和连接在输出轴处的驱动凸轮,其具有一滑槽,滑槽构造成环绕驱动凸轮的外周面,并从驱动凸轮的一端延伸至驱动凸轮另一端。
动力传动机构包括棘爪构件,其一端具有与滑槽配合的滑动件,另一端具有第一通孔,其中,滑动件构造成能够在驱动凸轮转动时沿着滑槽移动,以使得棘爪构件至少具有一沿着
预设方向移动的分量;和插接在第一通孔处的推动件,其构造成能够将预设方向的移动传递出至驻车臂构件的第二端部。
电动驻车装置还包括了固定设置的固定件,其设置成接触或靠近锥形套件,以使锥形套件在沿着预设方向移动而使其直径发生变化时,限制锥形套件向固定件方向挤压,以使锥形套件向驻车臂构件方向挤压,使得驻车臂构件沿着垂直于预设方向进行平面摆动。固定件具有一凹槽,锥形套件设置在凹槽处,以使得锥形套件能够沿着凹槽进行移动。滑槽构造以螺旋的形式环绕在驱动凸轮的外周面处,并从驱动凸轮的一端延伸至驱动凸轮另一端,以锁止棘爪构件。
其中,滑槽能够防止驻车臂构件将反作用力作用于动力传动机构处,使棘爪构件的滑动件脱离原来与滑槽配合的位置。棘爪构件具有一支撑杆,通过支撑杆能够导向驱动凸轮驱动棘爪构件,以带动驻车臂构件的第二端部沿着垂直于预设方向的平面摆动。其中,支撑杆为柱状件。
4用于变速器的电动驻车装置及车辆的使用实例
下面结合具体实施例,对本装置的技术方案进行清楚、完整的描述。
参照图1至图2,电动驻车装置一般性地可包括驱动机构1,动力传动机构2和驻车臂构件3。其中,驱动机构1可包括具有一输出轴的驱动电机11和连接在输出轴处的驱动凸轮12,其具有一环绕驱动凸轮12的外周面处的滑槽121,并从驱动凸轮12的一端延伸至驱动凸轮12的另一端;动力传动机构2可以包括棘爪构件21和推动件22,棘爪构件21的一端具有与滑槽121配合的滑动件,其可以在驱动凸轮12转动时沿着滑槽121移动,棘爪构件21的另一端具有第一通孔,推动件22可以通过该第一通孔与棘爪构件21相连。动力传动机构2还可以包括锥形套件23,其具有第二通孔,推动件22通过该第二通孔与锥形套件23相连。
当驱动电机11工作时,其输出轴的驱动凸轮12转动,此时,棘爪构件21的滑动件可以沿着该滑槽121从驱动凸轮12的一端移至另一端,使该动力传动机构2可以沿着预设的方向移动,从而使得推动件22可以做上下往复运动,此时,由于该推动件22与锥形套件23相连,并当推动件22向下运动时可以挤压该锥形套件23,从而可以使得驻车臂构件3在平面摆动,以使驻车臂构件3的第二端部可以结合或脱离变速器的驻车齿轮4,通过棘爪构件21沿着驱动凸轮12的外周面平面滑动,以带动推动件22做上下往复运动,从而改善了推动件22运动轨迹的复杂度3且提高了其运动轨迹的精度。
电动驻车装置还包括固定件5,锥形套件23与固定件5接触或靠近设置,并且该固定件5具有多个定位孔,通过该多个定位孔可以将固定件5固定在传动轴或行车制动装置处。当推动件22向下运动挤压该锥形套件23时,与固定件5接触或靠近的锥形套件23的直径发生变化,由于固定件5的位置固定,不会由于推动件22挤压锥形套件23而使得固定件5与锥形套件23接触的位置改变,因此,当推动件22向下运动挤压锥形套件23时,锥形套件23只会向与固定件5相连位置的相反方向摆动,从而可以防止锥形套件23在推动件22沿着预设方向的移动下偏离与固定件5相连的位置,从而锥形套件23推动驻车臂构件3可以在沿着垂直于预设方向的平面摆动,以使驻车臂构件3的第二端部可以结合或脱离变速器的驻车齿轮4。
为了可以导向棘爪构件21带动推动件22做上下往复运动,该棘爪构件21可以包括一支撑杆211,其设置在靠近与滑槽121相配合的滑动件处。当驱动凸轮12驱动棘爪构件21的滑动件沿着滑槽121移动时,该支撑杆211可以驱使推动件22上下运动,以挤压锥形套件23,使得驻车臂 构件3的第二端部沿着垂直于预设方向的平面摆动。
图1和图2中的电动驻车装置可应用于车辆中,车辆通过电动驻车装置可以实现安全驻车的功能。
结语