CN2931951Y - 机械自动变速器换挡执行机构 - Google Patents

Abstract

一种机械自动变速器换挡执行机构，包括箱体和装设于箱体内的操纵杆，操纵杆上连有由电机控制的操纵杆摆动传动机构、由电机控制的操纵杆移动传动机构、操纵杆摆动位置、移动位置检测机构及挡位互锁机构，在操纵杆上装有被动齿轮，操纵杆上设有移动连接槽、摆动检测连接槽和移动检测连接槽，操纵杆摆动传动机构通过其所设主动齿轮与被动齿轮相啮合，操纵杆移动传动机构通过其所设移动拨销与移动连接槽连接，操纵杆摆动位置检测机构与摆动检测连接槽连接，操纵杆移动位置检测机构与移动检测连接槽连接；挡位互锁机构装于箱体上并与操纵杆上的被动齿轮相接。本实用新型结构简单，维修方便，制造难度低，操作方便可靠，工作效率高，能减轻驾驶员劳动强度。

Description

机械自动变速器换挡执行机构

技术领域

本实用新型属于汽车制造领域，具体涉及一种变速器换挡执行机构。

背景技术

目前，汽车制造领域的变速器换挡执行机构大多数为机械式手动换挡，其典型结构是通过手动杆驱动连杆和拨叉来实现同步器换挡，主要缺点是操纵频繁、劳动强度高。一些高挡客车上采用的液力传动自动换挡变速器(AT)换挡执行机构，其典型结构是通过电子阀控制复杂的液压系统和液压摩擦离合器来实现换挡，其主要缺点是效率低、能耗高、维修性和装配性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现在技术的不足，提供一种结构简单，维修方便，制造难度低，操作方便可靠，工作效率高，且减轻驾驶员的劳动强度的机械自动变速器换挡执行机构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型的机械自动变速器换挡执行机构，包括箱体和装设于箱体内的操纵杆，其特征在于在操纵杆上连接有可使操纵杆摆动的由电机驱动的操纵杆摆动传动机构、可使操纵杆移动的由电机驱动的操纵杆移动传动机构、操纵杆摆动位置检测机构、操纵杆移动位置检测机构及挡位互锁机构，在操纵杆上固定有被动齿轮，并设有移动连接槽、摆动检测连接槽和移动检测连接槽，操纵杆摆动传动机构通过其上所设主动齿轮与被动齿轮相啮合，操纵杆移动传动机构通过其上所设移动拨销与移动连接槽连接，操纵杆摆动位置检测机构与摆动检测连接槽连接，操纵杆移动位置检测机构与移动检测连接槽连接；所述挡位互锁机构装于箱体上并与操纵杆上的被动齿轮相接。

作为本实用新型的进一步改进，所述设有主动齿轮的操纵杆摆动传动机构包括第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮、第一蜗轮轴和主动齿轮，第一电机固定于箱体上，第一蜗杆和第一蜗轮轴支承于箱体中，第一电机的输出端与第一蜗杆相联接，第一蜗杆与第一蜗轮相啮合，第一蜗轮装设于第一蜗轮轴上，与操纵杆上所设被动齿轮相啮合的主动齿轮装设于第一蜗轮轴上，在操纵杆上套设有高速挡拨块、低速挡拨块和一个以上中间挡拨块，各拨块的内孔中均设有拨销槽，操纵杆上装设有置于所述拨销槽中的拨销，每件中间挡拨块连有一中间挡连杆，低速挡拨块连有低速挡连杆。所述设有移动拨销的操纵杆移动传动机构包括第二电机、第二蜗杆、第二蜗轮轴、第二蜗轮、拨叉和移动拨销，第二电机固定于箱体上，第二蜗杆和第二蜗轮轴均支承于箱体内，第二电机的输出端与第二蜗杆相联接，第二蜗杆与装设于第二蜗轮轴上的第二蜗轮相啮合，拨叉装设于第二蜗轮轴上，移动拨销装于拨叉上并插入设在操纵杆上的移动连接槽中。所述操纵杆摆动位置检测机构包括第一位移传感器、第一传感器传动轴、第一传感销和盖，所述第一位移传感器固定于与箱体固定连接的盖上，并与第一传感器传动轴连接，第一传感器传动轴上设有第一传感销，该第一传感销插入操纵杆端部所设摆动检测连接槽中并可在摆动检测连接槽中轴向滑动；所述操纵杆移动位置检测机构包括第二位移传感器、第二传感器传动轴、拨杆和第二传感销，第二位移传感器与箱体固定连接，并与第二传感器传动轴一端连接，拨杆固定于第二传感器传动轴的另一端，拨杆上设有第二传感销，第二传感销插入操纵杆端部所设移动检测连接槽中。所述挡位互锁机构包括随动杆，所述随动杆装于箱体的孔中，并可在该孔中滑动，随动杆中间部位设有连接凹槽和锁止凹槽，操纵杆上的被动齿轮的外侧插入连接凹槽中，高速挡拨块、中间挡拨块及低速挡拨块的一侧分别设有一可卡在随动杆的外圆柱面上的凹圆弧，并在凹圆弧的两侧形成凸起部。

在操纵杆上装设有摆动位置感应块和移动位置感应圈，移动位置感应圈固装于操纵杆上，摆动位置感应块与操纵杆为可相对轴向移动连接，操纵杆上设有可使摆动位置感应块随操纵杆摆动的感应块拨销，所述摆动位置感应块上设有平行于轴线方向的三条直凸台，移动位置感应圈上垂直于轴线方向设置有与高速挡拨块、低速挡拨块和一个以上中间挡拨块数量相等的环形凸台，在箱体上设有摆动位置开关和移动位置开关，摆动位置开关位于与摆动位置感应块相对的位置，移动位置开关位于与移动位置感应圈相对的位置。

所述操纵杆上设有拨套，所述移动连接槽开设于拨套上。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的机械自动变速器换挡执行机构结构简单，维修方便，制造难度较低，工作效率高，与车辆的变速传动装置结合，可免去手动操纵杆换挡动作，操作方便可靠，且减轻了驾驶员的劳动强度。操纵杆摆动传动机构和操纵杆移动传动机构中采用蜗轮蜗杆传动，可在各动作完成后实现机构运动的锁定。由于换挡执行机构由电机驱动，并采用了位移传感器分别检测操纵杆的摆动位置和操纵杆的轴向移动位置，便于与电子控制系统结合实现电子智能控制。本实用新型可适用于多种车辆变速器，本实用新型的实施具有积极的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本实用新型的结构外形图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图2的B-B剖视图；

图4为图2的C-C剖视图；

图5为图2的C1-C1剖视图；

图6为图2的D-D剖视图；

图7为图6的F-F剖视图；

图8为图6的H-H剖视图；

图9为本实用新型的结构原理图；

图10为本实用新型与变速传动装置结合的结构原理图。

具体实施方式

下面以六挡位的变速器为例，对本实用新型作进一步说明。其中中间挡拨块和中间挡连杆只有各一件，分别为二/三速拨块9和二/三速连杆11。

如图1、2、9所示，本实用新型的机械自动变速器换挡执行机构，包括箱体15和装设于箱体15内的操纵杆6，在操纵杆6上连接有可使操纵杆6摆动的由电机驱动的操纵杆摆动传动机构A1、可使操纵杆6移动的由电机驱动的操纵杆移动传动机构A2、操纵杆摆动位置检测机构A3、操纵杆移动位置检测机构A4及挡位互锁机构A5，在操纵杆6上通过弹性圆柱销固定有被动齿轮5，操纵杆6上设有移动连接槽61、摆动检测连接槽62和移动检测连接槽63。

如图2、3、4、5、6所示，操纵杆摆动传动机构A1包括第一电机16、第一蜗杆1、第一蜗轮2、第一蜗轮轴3和主动齿轮4，第一电机16通过螺栓固定于箱体15上，第一蜗杆1和第一蜗轮轴3通过轴承支承于箱体15内，第一电机16的输出端通过键与第一蜗杆1相联接，第一蜗杆1与第一蜗轮2相啮合，第一蜗轮2装于第一蜗轮轴3上并通过一弹性圆柱销固定连接，主动齿轮4通过平键联接装设于第一蜗轮轴3上，并与操纵杆6上所设被动齿轮5相啮合，在操纵杆6上套设有高速挡拨块8、二/三速拨块9和低速挡拨块10，各拨块的内孔中均设有拨销槽83，操纵杆6上装设有可置于拨销槽83中的拨销7(见图5和图6)，拨销7可在各拨块的拨销槽83中来回移动，二/三速拨块9连有二/三速连杆11，低速挡拨块10连有低速挡连杆12，二/三速连杆11与二/三速拨块9上所设拨块圆柱面91相铰连，低速挡连杆12与低速挡拨块10上所设拨块圆柱面91相铰连，二/三速连杆11和低速挡连杆12分别可绕拨块圆柱面91转动，高速挡拨块8上设有球头84，高速挡拨块8通过该球头84与变速传动装置41的高速挡拨叉42相连(参见图10)。如图2、3、4、6所示，操纵杆移动传动机构A2包括第二电机18、第二蜗杆17、第二蜗轮轴13、第二蜗轮14、拨叉19和移动拨销36，第二电机18通过螺栓固定于箱体15上，第二蜗杆17和第二蜗轮轴13均通过轴承支承于箱体15内，第二电机18的输出端通过键与第二蜗杆17相联接，第二蜗轮14装于第二蜗轮轴13上并通过一弹性圆柱销固定连接，第二蜗杆17与第二蜗轮14相啮合，拨叉19通过销与第二蜗轮轴13固定联接，操纵杆6上设有拨套37，移动连接槽61开设于拨套37上，移动拨销36装于拨叉19上并插入设在操纵杆6上的移动连接槽61中，可带动操纵杆6轴向移动。对于挡位不同时，可改变拨块及连杆的数量。

如图6所示，操纵杆摆动位置检测机构A3包括第一位移传感器31、第一传感器传动轴22和第一传感销23，第一位移传感器31通过螺栓固定在与箱体15固定连接的盖34上，第一传感器传动轴22通过销与第一位移传感器31连接，第一传感器传动轴22上设有第一传感销23，该第一传感销23插入操纵杆6端部所设摆动检测连接槽62，该摆动检测连接槽62为一直槽，第一传感销23可在该直槽62中轴向滑动；当操纵杆6摆动时，依次带动第一传感销23、第一传感器传动轴22转动，将操纵杆6的摆动位置信号传递给第一传位移传感器31。

如图6、7所示，操纵杆移动位置检测机构A4包括第二位移传感器29、第二传感器传动轴32、拨杆30和第二传感销33，第二位移传感器29通过螺栓与箱体15固定连接，第二传感器传动轴32一端通过弹性圆柱销与第二位移传感器29连接，拨杆30固定于第二传感器传动轴32的另一端，拨杆30上设有第二传感销33，操纵杆6端部套设有第二传感拨套39，移动检测连接槽63开设于第二传感拨套39上，第二传感销33插入移动检测连接槽63中，移动检测连接槽63为一环槽，第二传感销33可在此环槽中滑动。当操纵杆6轴向移动时，依次带动第二传感销33、拨杆30、第二传感器传动轴32移动，将操纵杆6的轴向移动位置信号传递给第二位移传感器29。

如图2、5、6所示，挡位互锁机构A5包括随动杆20，随动杆20装于箱体15的孔151中，并可在该孔151中滑动，随动杆20中间部位设有连接凹槽201和锁止凹槽202，操纵杆6上的被动齿轮5的外侧插入连接凹槽201中，操纵杆6可通过被动齿轮5的外侧带动随动杆20一起同步移动，高速挡拨块8、二/三速拨块9及低速挡拨块10的一侧分别设有一可卡在随动杆20的外圆柱面上的凹圆弧81，并在凹圆弧81的两侧形成凸起部82，当随动杆20移动至其锁止凹槽202与套装在操纵杆6上的高速挡拨块8、二/三速拨块9及低速挡拨块10中的其中一个拨块的凹圆弧81对正时，固定在操纵杆6上的拨销7恰好滑入此拨块的拨销槽83中，此时凸起部82才能穿过随动杆上的锁止凹槽202使此拨块绕操纵杆6轴心摆动，而其余拨块被随动杆120的圆柱面卡住而不能摆动，因此起到挡位互锁的作用。

如图6、8所示，在操纵杆6上装设有摆动位置感应块25和移动位置感应圈27，移动位置感应圈27固装于操纵杆6上，摆动位置感应块25与操纵杆6为间隙配合，摆动位置感应块25可相对操纵杆6作轴向移动，摆动位置感应块25内孔中设有拨动槽251，操纵杆6上设有感应块拨销38，感应块拨销38插入拨销槽251中，当操纵杆6转动时，感应块拨销38可带动摆动位置感应块25一起转动，当操纵杆6移动时，操纵杆6连同感应块拨销38在摆动位置感应块25的内孔中移动，而摆动位置感应块25不动。摆动位置感应块25上设有平行于轴线方向的三条直凸台251，移动位置感应圈27上垂直于轴线方向设置有三个环形凸台271，箱体15上通过螺纹固装有摆动位置开关28和移动位置开关26，摆动位置开关28位于与摆动位置感应块25相对的位置，移动位置开关26位于与移动位置感应圈27相对的位置，可采集挡位位置信息以便于对挡位故障进行诊断，在箱体15侧面还设置挡位指示灯开关21(见图6)，该挡位指示灯开关21通过顶杆24与摆动位置感应块25相连，在箱体15顶面还设置有倒挡灯开关35，该倒挡灯开关35与低速挡连杆12相接(见图4)。

本实用新型的摆动传动机构A1、移动传动机构A2中均采用电机作驱动，通过操纵杆摆动传动机构A1中的第一电机16、操纵杆移动传动机构A2中的第二电机18按执行顺序协调动作，并通过操纵杆摆动位置检测机构A3、操纵杆移动位置检测机构A4分别检测操纵杆的摆动和轴向位置来采集挡位信息，可方便的实现电子控制。机构中采用蜗轮蜗杆传动机构，可在各动作完成后实现机构运动的锁定。

图10所示，本实用新型的实施例与变速传动装置结合，本实用新型的箱体15通过螺栓40与变速传动装置41的壳体固定连接，高速挡拨块8端部的球头84通过插入高速拨叉42上的孔421中与高速拨叉42连接，二/三速拨块9通过二/三速连杆11与二/三速拨叉43连接，低速挡拨块10通过低速挡连杆12与低速拨叉44连接。本实用新型接收到换挡信号后，首先是操纵杆摆动传动机构A1的第一电机16通电，依此驱动第一蜗杆1、第一蜗轮2、第一蜗轮轴3、主动齿轮4、被动齿轮5、操纵杆6，操纵杆6上的拨销7带动各拨块驱动变速传动装置41的挡位同步器处于空挡位置，然后操纵杆移动传动机构A2的第二电机18通电，依此驱动第二蜗杆17、第二蜗轮轴13、第二蜗轮14，使拨叉19摆动，驱动操纵杆6移动，当操纵杆6上的拨销7在高速挡拨块8、二/三速拨块9及低速挡拨块10的拨销槽83之间移动到其中的一个拨块的拨销槽83中时，便实现换拨块的动作。然后第一电机16又开始动作，使操纵杆6的拨销7带动其中一拨块摆动，使挡位同步器处于所要选取的挡位位置，当拨销7带动高速挡拨块8摆动时，通过变速传动装置41的高速拨叉42驱动高速挡同步器45执行换挡动作，当拨销7带动二/三速拨块9摆动时，二/三速拨块9通过二/三速连杆11带动二/三速拨叉43驱动二/三速同步器46动作，当拨销7带动低速挡拨块10摆动时，低速挡拨块10通过低速挡连杆12带动低速拨叉44驱动低速挡同步器47动作。在执行换挡的同时，操纵杆摆动位置检测机构A3和操纵杆轴向移动位置检测机构A4将检测到的挡位位置信号输出。

Claims (10)

1、一种机械自动变速器换挡执行机构，包括箱体(15)和装设于箱体(15)内的操纵杆(6)，其特征在于在操纵杆(6)上连接有可使操纵杆(6)摆动的由电机驱动的操纵杆摆动传动机构(A1)、可使操纵杆(6)移动的由电机驱动的操纵杆移动传动机构(A2)、操纵杆摆动位置检测机构(A3)、操纵杆移动位置检测机构(A4)及挡位互锁机构(A5)，在操纵杆(6)上固定有被动齿轮(5)，并设有移动连接槽(61)、摆动检测连接槽(62)和移动检测连接槽(63)，操纵杆摆动传动机构(A1)通过其上所设主动齿轮(4)与被动齿轮(5)相啮合，操纵杆移动传动机构(A2)通过其上所设移动拨销(36)与移动连接槽(61)连接，操纵杆摆动位置检测机构(A3)与摆动检测连接槽(62)连接，操纵杆移动位置检测机构(A4)与移动检测连接槽(63)连接；所述挡位互锁机构(A5)装于箱体(15)上并与操纵杆(6)上的被动齿轮(5)相接。

2、根据权利要求(1)所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述设有主动齿轮(4)的操纵杆摆动传动机构(A1)包括第一电机(16)、第一蜗杆(1)、第一蜗轮(2)、第一蜗轮轴(3)和主动齿轮(4)，第一电机(16)固定于箱体(15)上，第一蜗杆(1)和第一蜗轮轴(3)支承于箱体中，第一电机(16)的输出端与第一蜗杆(1)相联接，第一蜗杆(1)与第一蜗轮(2)相啮合，第一蜗轮(2)装设于第一蜗轮轴(3)上，与操纵杆(6)上所设被动齿轮(5)相啮合的主动齿轮(4)装设于第一蜗轮轴(3)上，在操纵杆(6)上套设有高速挡拨块(8)、低速挡拨块(10)和一个以上中间挡拨块，各拨块的内孔中均设有拨销槽(83)，操纵杆(6)上装设有置于所述拨销槽(83)中的拨销(7)，每件中间挡拨块连有一中间挡连杆，低速挡拨块(10)连有低速挡连杆(12)。

3、根据权利要求1或2所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述设有移动拨销(36)的操纵杆移动传动机构(A2)包括第二电机(18)、第二蜗杆(17)、第二蜗轮轴(13)、第二蜗轮(14)、拨叉(19)和移动拨销(36)，第二电机(18)固定于箱体(15)上，第二蜗杆(17)和第二蜗轮轴(13)均支承于箱体内，第二电机(18)的输出端与第二蜗杆(17)相联接，第二蜗杆(17)与装设于第二蜗轮轴(13)上的第二蜗轮(14)相啮合，拨叉(19)装设于第二蜗轮轴(13)上，移动拨销(36)装于拨叉(19)上并插入设在操纵杆(6)上的移动连接槽(61)中。

4、根据权利要求3所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述操纵杆摆动位置检测机构(A3)包括第一位移传感器(31)、第一传感器传动轴(22)、第一传感销(23)和盖(34)，所述第一位移传感器(31)固定于与箱体(15)固定连接的盖(34)上，并与第一传感器传动轴(22)连接，第一传感器传动轴(22)上设有第一传感销(23)，该第一传感销(23)插入操纵杆(6)端部所设摆动检测连接槽(62)中并可在摆动检测连接槽(62)中轴向滑动；所述操纵杆移动位置检测机构(A4)包括第二位移传感器(29)、第二传感器传动轴(32)、拨杆(30)和第二传感销(33)，第二位移传感器(29)与箱体(15)固定连接，并与第二传感器传动轴(32)一端连接，拨杆(30)固定于第二传感器传动轴(32)的另一端，拨杆(30)上设有第二传感销(33)，第二传感销(33)插入操纵杆(6)端部所设移动检测连接槽(63)中。

5、根据权利要求4所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述挡位互锁机构(A5)包括随动杆(20)，所述随动杆(20)装于箱体(15)的孔(151)中，并可在该孔(151)中滑动，随动杆(20)中间部位设有连接凹槽(201)和锁止凹槽(202)，操纵杆(6)上的被动齿轮(5)的外侧插入连接凹槽(201)中，高速挡拨块(8)、中间挡拨块及低速挡拨块(10)的一侧分别设有一可卡在随动杆(20)的外圆柱面上的凹圆弧(81)，并在凹圆弧(81)的两侧形成凸起部(82)。

6、根据权利要求5所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于在操纵杆(6)上装设有摆动位置感应块(25)和移动位置感应圈(27)，移动位置感应圈(27)固装于操纵杆(6)上，摆动位置感应块(25)与操纵杆(6)为可相对轴向移动连接，操纵杆(6)上设有可使摆动位置感应块(25)随操纵杆(6)摆动的感应块拨销(38)，所述摆动位置感应块(25)上设有平行于轴线方向的三条直凸台(251)，移动位置感应圈(27)上垂直于轴线方向设置有与高速挡拨块(8)、低速挡拨块(10)和一个以上中间挡拨块数量相等的环形凸台(271)，在箱体(15)上设有摆动位置开关(28)和移动位置开关(26)，摆动位置开关(28)位于与摆动位置感应块(25)相对的位置，移动位置开关(26)位于与移动位置感应圈(27)相对的位置。

7、根据权利要求6所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述操纵杆(6)上设有拨套(37)，所述移动连接槽(61)开设于拨套(37)上。

8、根据权利要求1或2所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于所述操纵杆摆动位置检测机构(A3)包括第一位移传感器(31)、第一传感器传动轴(22)、第一传感销(23)和盖(34)，所述第一位移传感器(31)固定于与箱体(15)固定连接的盖(34)上，并与第一传感器传动轴(22)连接，  第一传感器传动轴(22)上设有第一传感销(23)，该第一传感销(23)插入操纵杆(6)端部所设摆动检测连接槽(62)中并可在摆动检测连接槽(62)中轴向滑动；所述操纵杆移动位置检测机构(A4)包括第二位移传感器(29)、第二传感器传动轴(32)、拨杆(30)和第二传感销(33)，第二位移传感器(29)与箱体(15)固定连接，并与第二传感器传动轴(32)一端连接，拨杆(30)固定于第二传感器传动轴(32)的另一端，拨杆(30)上设有第二传感销(33)，第二传感销(33)插入操纵杆(6)端部所设移动检测连接槽(63)中。

9、根据权利要求1或2所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于：在操纵杆(6)上装设有摆动位置感应块(25)和移动位置感应圈(27)，移动位置感应圈(27)固装于操纵杆(6)上，摆动位置感应块(25)与操纵杆(6)为可相对轴向移动连接，操纵杆(6)上设有可使摆动位置感应块(25)随操纵杆(6)摆动的感应块拨销(38)，所述摆动位置感应块(25)上设有平行于轴线方向的三条直凸台(251)，移动位置感应圈(27)上垂直于轴线方向设置有与高速挡拨块(8)、低速挡拨块(10)和一个以上中间挡拨块数量相等的环形凸台(271)，在箱体(15)上设有摆动位置开关(28)和移动位置开关(26)，摆动位置开关(28)位于与摆动位置感应块(25)相对的位置，移动位置开关(26)位于与移动位置感应圈(27)相对的位置。

10、根据权利要求3所述的机械自动变速器换挡执行机构，其特征在于在操纵杆(6)上装设有摆动位置感应块(25)和移动位置感应圈(27)，移动位置感应圈(27)固装于操纵杆(6)上，摆动位置感应块(25)与操纵杆(6)为可相对轴向移动连接，操纵杆(6)上设有可使摆动位置感应块(25)随操纵杆(6)摆动的感应块拨销(38)，所述摆动位置感应块(25)上设有平行于轴线方向的三条直凸台(251)，移动位置感应圈(27)上垂直于轴线方向设置有与高速挡拨块(8)、低速挡拨块(10)和一个以上中间挡拨块数量相等的环形凸台(271)，在箱体(15)上设有摆动位置开关(28)和移动位置开关(26)，摆动位置开关(28)位于与摆动位置感应块(25)相对的位置，移动位置开关(26)位于与移动位置感应圈(27)相对的位置。

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