CN104791481A - 一种车用双挡自动变速器总成 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用双挡自动变速器总成，包括双挡变速器、拨叉、换挡片和换挡轴，在双挡变速器外设置有转速传感器和自动换挡装置，自动换挡装置包括正反转直流电机、蜗轮、蜗杆、蜗轮轴和角度传感器，蜗轮轴的一端卡在换挡轴的外端，蜗轮轴的另一端与角度传感器相连，正反转直流电机带动蜗杆转动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮通过蜗轮轴带动换挡轴转动；在双挡变速器的箱盖上设置有环形凸台和环形筋，且靠近动力输入孔一侧的条形筋多于远离动力输入孔一侧的条形筋，条形筋位于环形筋与环形凸台之间的部分与环形筋、环形凸台共面，位于环形筋外的部分厚度逐渐降低，直至与箱盖齐平。能实现高速挡和低速挡的自动变换，并提高箱盖强度。

Description

一种车用双挡自动变速器总成
技术领域
本发明涉及汽车变速器，属于机械结构技术领域，适用于纯电动汽车。
背景技术
双挡变速器仅含有两个挡位，为高速挡和低速挡。双挡变速器与其它变速器一样，换挡时，通过外力作用使换挡轴转动，再通过换挡片推动拨叉实现换挡。目前，双挡变速器为手动换挡，换挡轴伸到变速器箱体外，通过换挡手柄来带动换挡轴转动。随着消费者对汽车驾驶舒适性要求的不断提高，汽车自动化程度的也要求随之提高。
另外，现有的双挡变速器总成的外壳，由箱盖和箱体扣合后通过螺栓螺母锁紧在一起，两者均为铸造件，在箱盖上设置有动力输入孔和动力输出孔。在变速器工作时，箱体和箱盖都会承受较大的扭矩，但由于动力输入、输出均在箱盖一侧，因此对箱盖的强度要求更高，而现有的箱盖强度仍有待提高。
发明内容
本发明旨在提供一种可以适车用双挡自动变速器总成，能实现高速挡和低速挡的自动变换，从而与对应的发动机转速匹配。
为此，本发明所采用的技术方案为：一种车用双挡自动变速器总成，包括双挡变速器(1)，以及设置在双挡变速器(1)内的拨叉(2)、换挡片(3)和换挡轴(4)，所述换挡轴(4)的一端伸到双挡变速器(1)外，另一端与换挡片(3)相连，其特征在于：在所述双挡变速器(1)外还设置有转速传感器(5)和自动换挡装置，所述转速传感器(5)用于检测双挡变速器(1)的输出转速，所述自动换挡装置包括正反转直流电机(6)、蜗轮(7)、蜗杆(8)、蜗轮轴(9)和角度传感器(10)，所述蜗轮(7)套装在蜗轮轴(9)上，蜗轮(7)和蜗杆(8)构成蜗轮蜗杆传动副，并通过轴承(11)安装在蜗轮蜗杆箱体(12)内，所述蜗轮轴(9)的一端卡在换挡轴(4)的外端，蜗轮轴(9)的另一端与角度传感器(10)相连，所述正反转直流电机(6)带动蜗杆(8)转动，蜗杆(8)带动蜗轮(7)转动，蜗轮(7)通过蜗轮轴(9)带动换挡轴(4)转动；
所述双挡变速器(1)的外壳由箱盖和箱体扣合后通过螺栓螺母锁紧在一起，所述箱盖和箱体均为铝铸造件，所述箱盖上设置有动力输入孔(1a)和动力输出孔(1b)，以所述动力输出孔(1b)为圆心设置有一道环形凸台(1c)和一道环形筋(1d)，所述环形凸台(1c)环绕在动力输出孔(1b)外周，环形筋(1d)的直径大于环形凸台(1c)的直径，以动力输出孔(1b)为圆心还设置有呈发散状分布的条形筋(1e)，每根条形筋(1e)的内侧端连接在环形凸台(1c)上，部分条形筋(1e)的外侧端延伸到环形筋(1d)外，部分条形筋(1e)的外侧端与环形筋(1d)上设置的定位柱(1j)相连，且靠近动力输入孔(1a)一侧的条形筋(1e)多于远离动力输入孔(1a)一侧的条形筋(1e)，所述条形筋(1e)位于环形筋(1d)与环形凸台(1c)之间的部分与环形筋(1d)、环形凸台(1c)共面，位于环形筋(1d)外的部分厚度逐渐降低，直至与箱盖齐平；所述动力输入孔(1a)外周设置有四个呈圆周均布的定位安装凸台(1f)，其中一个定位安装凸台(1f)位于动力输入孔(1a)和动力输出孔(1b)之间，并通过三条连接筋(1g)与动力输入孔(1a)连接，其余三个定位安装凸台(1f)分别通过各自对应的连接板(1h)与动力输入孔(1a)相连，且连接筋(1g)与连接板(1h)共面。
工作原理及过程介绍：变速器的输出转速与汽车发动机的转速一致，假定4000N/min为发动机高速挡与低速挡的分界线，当转速传感器检测到双挡变速器的输出转速达到4000N/min时，转速传感器将信号反馈给中央控制器，中央控制器控制正反转直流电机开始正转/反转，再依次通过蜗轮蜗杆传动副、蜗轮轴、换挡轴、换挡片、拨叉实现低速挡向高速挡的转换；当转速传感器检测到双挡变速器的输出转速低于4000N/min时，转速传感器将信号反馈给中央控制器，中央控制器控制正反转直流电机开始反转/正转，再依次通过蜗轮蜗杆传动副、蜗轮轴、换挡轴、换挡片、拨叉实现高速挡向低速挡的转换。角度传感器用于检测正反转直流电机是否转动到位，当角度传感器检测到转动角度达到设定角度时，中央控制器控制正反转直流电机停止转动，换挡完成。
作为上述方案的优选，所述换挡轴(4)的外端呈扁平状，蜗轮轴(9)与换挡轴(4)相连的一端开有与换挡轴(4)外端截面匹配的贯通缺口(9a)，所述换挡轴(4)的外端卡入贯通缺口(9a)内，从而实现同步转动。
本发明的有益效果：
在现有的双挡变速器基础上增加了换挡装置，能实现高速挡和低速挡的自动变换，从而与对应的发动机转速匹配，不需要手动换挡，也避免了因手动换挡不及时造成的发动机转动与挡位不匹配的问题，提高了汽车的自动化程度和驾乘的舒适性，延长了变速器的使用寿命；采用直流正反正电机，相对伺服电机，成本低，更具市场竞争力，特别适合在纯电动汽车上使用。
另外，在变速器总成工作时，动力输入孔与动力输出孔之间的箱盖部分会承受较大的扭矩，而本发明在动力输入孔与动力输出孔之间设置由条形筋和环形筋构成的组合加强筋，并限定靠近动力输入孔一侧的条形筋多于远离动力输入孔一侧的条形筋，以增强了箱盖中间部位的强度，在确保箱盖可以承受更大扭矩的同时，最大限度地节省了材料，降低了成本；同时，通过限定条形筋的厚度，使条形筋与环形凸台、环形筋、箱盖外表面之间完美过渡，整体更为协调。
附图说明
图1是本发明的立体图。
图2是本发明的结构示意图。
图3是图1中双挡变速器的箱盖结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明作进一步说明：
结合图1、图2所示，一种车用双挡自动变速器总成，主要由双挡变速器1、拨叉2、换挡片3、换挡轴4等组成。双挡变速器1含有高速挡和低速挡两个挡位，可以输出高、低两种不同的转速。拨叉2、换挡片3、换挡轴4设置在双挡变速器1内，通过外力作用使换挡轴4转动，再通过换挡片3推动拨叉2实现高速挡和低速挡之间的转换。换挡轴4的一端伸到双挡变速器1外，另一端与换挡片3相连。现有的双挡变速器为手动变挡，在换挡轴4的外端连接有换挡手柄，通过转动换挡手柄来带动换挡轴4一起转动。图2中所示仅包含了双挡变速器1的部分壳体。以上所述为现有技术，在此不再赘述。
区别在于：在双挡变速器1外还设置有转速传感器5和自动换挡装置，转速传感器5用于检测双挡变速器1的输出转速，自动换挡装置用于实现高速挡和低速挡的自动变换。
自动换挡装置主要由正反转直流电机6、蜗轮7、蜗杆8、蜗轮轴9和角度传感器10组成。蜗轮7套装在蜗轮轴9上，蜗轮7和蜗杆8构成蜗轮蜗杆传动副，并通过轴承11安装在蜗轮蜗杆箱体12内。蜗轮轴9的一端卡在换挡轴4的外端，蜗轮轴9的另一端与角度传感器10相连，正反转直流电机6带动蜗杆8转动，蜗杆8带动蜗轮7转动，蜗轮7通过蜗轮轴9带动换挡轴4转动。自动换挡装置替代了现有的换挡手柄，并结合转速传感器5共同实现自动换挡。在车上还需配备中央控制器，用于控制正反转直流电机6的启停和旋转方向。
双挡变速器1的输出转速与汽车发动机的转速一致，假定4000N/min为发动机高速挡与低速挡的分界线，当转速传感器5检测到双挡变速器1的输出转速达到4000N/min时，转速传感器5将信号反馈给中央控制器，中央控制器控制正反转直流电机6开始正转/反转，再依次通过蜗轮蜗杆传动副、蜗轮轴9、换挡轴4、换挡片3、拨叉2实现低速挡向高速挡的转换；当转速传感器检测到双挡变速器的输出转速低于4000N/min时，转速传感器将信号反馈给中央控制器，中央控制器控制正反转直流电机6开始反转/正转，再依次通过蜗轮蜗杆传动副、蜗轮轴9、换挡轴4、换挡片3、拨叉2实现高速挡向低速挡的转换。角度传感器10用于检测正反转直流电机6是否转动到位，当角度传感器10检测到转动角度达到设定角度时，中央控制器控制正反转直流电机6停止转动，换挡完成。
最好是，换挡轴4的外端呈扁平状，蜗轮轴9与换挡轴4相连的一端开有与换挡轴4外端截面匹配的贯通缺口9a，换挡轴4的外端卡入贯通缺口9a内，从而实现同步转动。另外，轴承11共四个，其中两个用于安装蜗轮轴9，另外两个用于安装蜗杆8，四个轴承11最好选用角接触球轴承。
结合图1、图3所示，双挡变速器1的外壳由箱盖和箱体扣合后通过螺栓螺母锁紧在一起，箱盖上设置有动力输入孔1a和动力输出孔1b，以动力输出孔1b为圆心设置有一道环形凸台1c和一道环形筋1d，环形凸台1c环绕在动力输出孔1b外周，环形筋1d的直径大于环形凸台1c的直径。以动力输出孔1b为圆心还设置有呈发散状分布的条形筋1e，每根条形筋1e的内侧端连接在环形凸台1c上，部分条形筋1e的外侧端延伸到环形筋1d外，部分条形筋1e的外侧端与环形筋1d上设置的定位柱1j相连。为了增大箱盖上动力输入孔1a和动力输出孔1b之间的强度，靠近动力输入孔1a一侧的条形筋1e多于远离动力输入孔1a一侧的条形筋1e，即位于动力输入孔1a和动力输出孔1b之间的条形筋1e更密，远离动力输入孔1a一侧的条形筋1相对稀疏。条形筋1e位于环形筋1d与环形凸台1c之间的部分与环形筋1d、环形凸台1c共面，位于环形筋1d外的部分厚度逐渐降低，直至与箱盖齐平。动力输入孔1a外周设置有四个呈圆周均布的定位安装凸台1f，其中一个定位安装凸台1f位于动力输入孔1a和动力输出孔1b之间，并通过三条连接筋1g与动力输入孔1a连接，其余三个定位安装凸台1f分别通过各自对应的连接板1h与动力输入孔1a相连，且连接筋1g与连接板1h共面。

Claims (3)

1.一种车用双挡自动变速器总成，包括双挡变速器(1)，以及设置在双挡变速器(1)内的拨叉(2)、换挡片(3)和换挡轴(4)，所述换挡轴(4)的一端伸到双挡变速器(1)外，另一端与换挡片(3)相连，其特征在于：在所述双挡变速器(1)外还设置有转速传感器(5)和自动换挡装置，所述转速传感器(5)用于检测双挡变速器(1)的输出转速，所述自动换挡装置包括正反转直流电机(6)、蜗轮(7)、蜗杆(8)、蜗轮轴(9)和角度传感器(10)，所述蜗轮(7)套装在蜗轮轴(9)上，蜗轮(7)和蜗杆(8)构成蜗轮蜗杆传动副，并通过轴承(11)安装在蜗轮蜗杆箱体(12)内，所述蜗轮轴(9)的一端卡在换挡轴(4)的外端，蜗轮轴(9)的另一端与角度传感器(10)相连，所述正反转直流电机(6)带动蜗杆(8)转动，蜗杆(8)带动蜗轮(7)转动，蜗轮(7)通过蜗轮轴(9)带动换挡轴(4)转动；
所述双挡变速器(1)的外壳由箱盖和箱体扣合后通过螺栓螺母锁紧在一起，所述箱盖和箱体均为铝铸造件，所述箱盖上设置有动力输入孔(1a)和动力输出孔(1b)，以所述动力输出孔(1b)为圆心设置有一道环形凸台(1c)和一道环形筋(1d)，所述环形凸台(1c)环绕在动力输出孔(1b)外周，环形筋(1d)的直径大于环形凸台(1c)的直径，以动力输出孔(1b)为圆心还设置有呈发散状分布的条形筋(1e)，每根条形筋(1e)的内侧端连接在环形凸台(1c)上，部分条形筋(1e)的外侧端延伸到环形筋(1d)外，部分条形筋(1e)的外侧端与环形筋(1d)上设置的定位柱(1j)相连，且靠近动力输入孔(1a)一侧的条形筋(1e)多于远离动力输入孔(1a)一侧的条形筋(1e)，所述条形筋(1e)位于环形筋(1d)与环形凸台(1c)之间的部分与环形筋(1d)、环形凸台(1c)共面，位于环形筋(1d)外的部分厚度逐渐降低，直至与箱盖齐平；所述动力输入孔(1a)外周设置有四个呈圆周均布的定位安装凸台(1f)，其中一个定位安装凸台(1f)位于动力输入孔(1a)和动力输出孔(1b)之间，并通过三条连接筋(1g)与动力输入孔(1a)连接，其余三个定位安装凸台(1f)分别通过各自对应的连接板(1h)与动力输入孔(1a)相连，且连接筋(1g)与连接板(1h)共面。
2.根据权利要求1所述的车用双挡自动变速器总成，其特征在于：所述换挡轴(4)的外端呈扁平状，蜗轮轴(9)与换挡轴(4)相连的一端开有与换挡轴(4)外端截面匹配的贯通缺口(9a)，所述换挡轴(4)的外端卡入贯通缺口(9a)内，从而实现同步转动。
3.根据权利要求1所述的车用双挡自动变速器总成，其特征在于：所述轴承(11)为角接触球轴承。
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