CN101504071B - 电动汽车自动变速器换挡装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车自动变速器换挡装置,包括同步器接合齿套、拨叉、导向杆、凸轮、连接轴、壳体、蜗轮、蜗杆和电动机,其中拨叉活套在导向杆上,拨叉下部的卡脚与同步器接合齿套圆周上的环槽卡接配合,在所述拨叉的上部对称设置有一对上卡脚,这两个上卡脚与凸轮卡接配合,所述凸轮固套在连接轴上,该连接轴伸入壳体内,且伸入部分套装有蜗轮,所述蜗轮与蜗杆啮合,该蜗杆与电动机的输出轴连接。本发明不仅操纵简单、控制环节少、变挡可靠性好,而且结构简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低,能有效降低电动汽车的生产成本,有利于电动汽车的使用和推广。
Description
技术领域
本发明属于汽车技术领域,具体地说,尤其涉及电动汽车自动变速器换挡装置。
背景技术
目前,新能源汽车正在成为开发热点,特别是电动汽车的开发,已成为新能源汽车开发的重点。对于电动汽车的变速器,各汽车生产厂家的通用做法,是将燃油汽车上的手动变速器或自动离合变速器进行适应性改进后,照搬到电动汽车上,所存在的不足在于:
1、采用手动变速器,通过离合踏板和变挡杆的配合来控制拉索机构,使拨叉在导向杆上滑移,由拨叉推动同步器接合套改变啮合对象来实现变挡,不仅控制环节多,操纵繁琐,变挡可靠性较差,而且手动变速器的结构复杂、体积庞大,会增加电动汽车的成本和重量。
2、采用自动离合变速器,虽然变挡操作简单,但是自动离合变速器结构非常复杂,控制难度较大,对变挡可靠性的影响大;尤为不足的是,自动离合变速器非常昂贵,会大大增加电动汽车的成本,不利于电动汽车的使用和推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操纵简单、控制可靠的电动汽车自动变速器换挡装置。
本发明的技术方案如下:一种电动汽车自动变速器换挡装置,包括同步器接合齿套、拨叉、导向杆、凸轮、连接轴、壳体、蜗轮、蜗杆和电动机,其中拨叉活套在导向杆上,拨叉下部的卡脚与同步器接合齿套圆周上的环槽卡接配合,在所述拨叉的上部对称设置有一对上卡脚,这两个上卡脚与凸轮卡接配合,所述凸轮固套在连接轴上,该连接轴伸入壳体内,且伸入部分套装有蜗轮,所述蜗轮与蜗杆啮合,该蜗杆与电动机的输出轴连接。
采用以上技术方案,电动机运转时,电动机的输出轴带动蜗杆转动,蜗杆将动力传递给蜗轮,使蜗轮、连接轴和凸轮同步转动,凸轮推动拨叉在导向杆上左右移动,拨叉再拨动同步器接合齿套移动,即可实现变挡。本发明采用手动变挡的原理,利用电动机自动控制,这样不仅操纵简单,控制环节少,变挡可靠性好;而且自身结构紧凑,可以取代传统变速器中的离合器,使得变速器结构更简单,重量及体积更小,从而能有效降低电动汽车的生产成本。
上述凸轮的凸缘端为第一圆弧段,基圆端为第二圆弧段,在凸轮的两侧边设有对称的第三圆弧段,所述第一、第二、第三圆弧段的圆心在同一点上,并且该点在连接轴的轴线上。凸轮的第三圆弧段与拨叉上卡脚配合时,对应变速器的空挡;当电动机带动凸轮转动90度后,凸轮推动拨叉上卡脚,使拨叉拨动同步器接合套向右移动,与低速挡齿轮结合,对应变速器的低速挡;凸轮继续旋转90度后,凸轮推动拨叉回到中间位置,使同步器接合套与低速挡齿轮分离,回到变速器的空挡;凸轮再继续旋转90度后,凸轮推动拨叉上卡脚,使拨叉拨动同步器接合套向左移动,与高速挡齿轮结合,对应变速器的高速挡。以上结构使得变挡操纵不仅控制容易,而且简单可靠。
上述第一、第二、第三圆弧段的弧度相同,均为8~12度。凸轮形线为等宽形线,以第一、第二、第三圆弧段的弧度为10度,蜗轮蜗杆机构的传动比为62∶1为例,凸轮升程10毫米后,有10度停歇期,在升程10毫米后,停歇10度。凸轮停歇10度,也就是蜗轮转动10度范围内,拨叉位置不会变化,也就是说蜗杆转动620度,拨叉位置也不会变化,所以控制***对蜗杆转动圈数的控制不需要很精确,由此解决了一般控制***精度高的难题。
为了准确、可靠地响应凸轮的动作,在上述拨叉两个上卡脚的相对面上设有凸块,该凸块为圆弧形,凸块的弧顶朝向凸轮,并且凸块的弧度与凸轮第一圆弧段的弧度相适应。
在上述连接轴上沿径向穿设有钢丝,该钢丝嵌入蜗轮盘面上的凹槽中。蜗轮传递的扭矩通过钢丝带动连接轴转动,由于钢丝是有弹性的,可以改善换挡时同步器接合套与齿轮之间的碰撞冲击。
为了便于连接轴安装、并保证连接轴运转可靠,在上述壳体的外侧设有保持架,该保持架通过衬套与壳体连接,所述连接轴从衬套和保持架中穿过,并与衬套及保持架间隙配合;所述连接轴上的凸轮位于保持架内,在保持架的底部开有供凸轮旋转通过的缺口。
有益效果:本发明不仅操纵简单、控制环节少、变挡可靠性好,而且结构简单紧凑、装配容易、重量轻、制造成本低,能有效降低电动汽车的生产成本,有利于电动汽车的使用和推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中蜗轮蜗杆及钢丝的装配示意图。
图3为本发明中拨叉和凸轮的配合示意图。
图4为本发明中凸轮的结构示意图。
图5为本发明中拨叉上卡脚的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
如图1、图2所示,本发明由同步器接合齿套1、拨叉2、导向杆3、凸轮4、连接轴5、壳体6、蜗轮7、蜗杆8、电动机9、钢丝10、保持架11和衬套12等部件构成。其中壳体6为一端敞口另一端封闭的盒状结构,该壳体6的敞口端由端盖13密封。在壳体6上安装电动机9,该电动机9的输出端伸入壳体6内,且电动机9的输出轴与壳体6内的蜗杆8连接。所述蜗杆8与蜗轮7啮合,该蜗轮7也位于壳体6内,并套装于连接轴5的内端,在连接轴5上沿径向穿设有钢丝10,该钢丝10嵌入蜗轮7盘面上的凹槽中,蜗轮7通过钢丝10向连接轴5传递扭矩。所述连接轴5的外端伸出壳体6的封闭端,再依次从衬套12和保持架11中穿过,且连接轴5与壳体6、衬套12及保持架11间隙配合,连接轴5能相对壳体6、衬套12及保持架11转动。
从图1、图2、图3中可知,所述衬套12的一端与壳体6的封闭端相连接,衬套12的另一端与保持架11焊接。在保持架11内设置凸轮4,该凸轮4固套于连接轴5上,并能随连接轴5一起转动,在保持架11的底部开有供凸轮4旋转通过的缺口。所述凸轮4与拨叉2上部两个对称的上卡脚2a卡接配合,拨叉2活套在导向杆3上,导向杆3支撑在变速器壳体(图中未画出)上。所述拨叉2下部的卡脚与同步器接合齿套1圆周上的环槽卡接配合,同步器接合齿套1位于变速器壳体内的高速挡齿轮与低速挡齿轮之间。
从图3、图4和图5中进一步可知,所述凸轮4的形线为等宽形线,凸轮4的凸缘端为第一圆弧段4a,基圆端为第二圆弧段4b,在凸轮4的两侧边设有对称的第三圆弧段4c,所述第一圆弧段4a与第三圆弧段4c之间、以及第二圆弧段4b与第三圆弧段4c之间均通过圆滑过渡。所述第一、第二、第三圆弧段4a、4b、4c的圆心在同一点上,并且该点在连接轴5的轴线上。所述第一、第二、第三圆弧段4a、4b、4c的弧度相同,均为8~12度。在所述拨叉两个上卡脚2a的相对面上一体形成有两个对称的凸块2b,该凸块2b为圆弧形,凸块2b的弧顶朝向凸轮4,并且凸块2b的弧度与凸轮第一圆弧段4a的弧度相适应。
本发明的工作原理如下:电动机9运转时,电动机9的输出轴带动蜗杆8转动,蜗杆8将动力传递给蜗轮7,使蜗轮7、连接轴5和凸轮4同步转动,凸轮4推动拨叉2在导向杆3上左右移动,拨叉2再拨动同步器接合齿套1移动,即可实现变挡。当凸轮4的凸缘端朝上,凸轮的第三圆弧段4c与拨叉上卡脚2a配合时,对应变速器的空挡(见图3);当电动机带动凸轮4顺时针转动90度后,凸轮4推动拨叉上卡脚2a,使拨叉2拨动同步器接合套1向右移动,与低速挡齿轮结合,对应变速器的低速挡;凸轮继续顺时针旋转90度后,凸轮4的凸缘端朝下,凸轮推动拨叉2回到中间位置,使同步器接合套1与低速挡齿轮分离,回到变速器的空挡;凸轮4再继续顺时针旋转90度后,凸轮4推动拨叉上卡脚2a,使拨叉2拨动同步器接合套1向左移动,与高速挡齿轮结合,对应变速器的高速挡。
Claims (3)
1.一种电动汽车自动变速器换挡装置,包括同步器接合齿套(1)、拨叉(2)和导向杆(3),其中拨叉(2)活套在导向杆(3)上,拨叉(2)下部的卡脚与同步器接合齿套(1)圆周上的环槽卡接配合,其特征在于:在所述拨叉(2)的上部对称设置有一对上卡脚(2a),这两个上卡脚(2a)与凸轮(4)卡接配合,所述凸轮(4)固套在连接轴(5)上,该连接轴(5)伸入壳体(6)内,且伸入部分套装有蜗轮(7),所述蜗轮(7)与蜗杆(8)啮合,该蜗杆(8)与电动机(9)的输出轴连接;所述凸轮(4)的形线为等宽形线,凸轮(4)的凸缘端为第一圆弧段(4a),基圆端为第二圆弧段(4b),在凸轮(4)的两侧边设有对称的第三圆弧段(4c),所述第一圆弧段(4a)与第三圆弧段(4c)之间、以及第二圆弧段(4b)与第三圆弧段(4c)之间均通过圆滑过渡;所述第一、第二、第三圆弧段(4a、4b、4c)的圆心在同一点上,并且该点在连接轴(5)的轴线上;所述凸轮(4)上第一、第二、第三圆弧段(4a、4b、4c)的弧度相同,均为8~12度;在所述拨叉两个上卡脚(2a)的相对面上设有凸块(2b),该凸块(2b)为圆弧形,凸块(2b)的弧顶朝向凸轮(4),并且凸块(2b)的弧度与凸轮第一圆弧段(4a)的弧度相适应。
2.根据权利要求1所述的电动汽车自动变速器换挡装置,其特征在于:在所述连接轴(5)上沿径向穿设有钢丝(10),该钢丝(10)嵌入蜗轮(7)盘面上的凹槽中。
3.根据权利要求1所述的电动汽车自动变速器换挡装置,其特征在于:在所述壳体(6)的外侧设有保持架(11),该保持架(11)通过衬套(12)与壳体(6)连接,所述连接轴(5)从衬套(12)和保持架(11)中穿过,并与衬套(12)及保持架(11)间隙配合;所述连接轴(5)上的凸轮(4)位于保持架(11)内,在保持架(11)的底部开有供凸轮(4)旋转通过的缺口。
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