换档装置及变速器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种换档装置及变速器，所述换档装置包括换档摇臂，所述换档摇臂的第一端设置有电磁线圈能够吸附的吸附部件，与所述第一端相对的第二端用于连接换档拨叉，所述换档摇臂的两端之间的部位安装在转轴上并能够绕所述转轴转动；所述换档装置还包括在通电状况下用于吸附所述吸附部件以使得所述换档摇臂转动从而驱动所述换档拨叉移动的电磁线圈。本实用新型提供的换档装置及变速器，其中的换档装置结构简单，维修检测方便，占用空间小，而且不受气温或油温影响，对环境适应性好，相对于目前的换档装置成本相对较低。
【专利说明】
换档装置及变速器
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种换档装置及变速器。
【背景技术】
[0002]现有技术中，常见的换档装置主要有电控电液式、电动气动式以及电控电动式三种。
[0003]—、电控电液式换档装置中，液压系统根据电控单元的指令控制电磁换向阀，使执行机构自动的完成变速器选、换档等工作，在此过程中能够保证换档无冲击、动作迅速以及动力不中断。但是，电控电液式换档装置具有如下缺点:(I)为了建立油压，需要专门的油栗和贮压器，造成发动机功率损耗，而且提高了成本；(2)液压元件精度要求较高，进而提高了制造成本，且油源被污染后，容易造成阀体堵塞，另外使用维护要求也比较严格；(3)液压控制油路复杂，制造难度大，且结构复杂，出现故障不易检查和排除，检测和维修困难。
[0004]二、电动气动式换档装置也是根据电控单元的指令控制电磁阀，完成变速器选、换档工作，由于气体有可压缩性、执行速度慢且控制精度低，主要用在具有气压源的特殊车辆上。电控电动式换档操纵系统一般采用控制电机带动蜗轮蜗杆进行换档，其在价格、质量上有一定的优势。但是电动气动式换档装置需要的空压机、阀件、空气管路等会占用较大的空间，且换气时有一定的噪音。
[0005]三、电控电动式换档装置一般采用控制电机带动蜗轮蜗杆进行换档，其在价格、质量上有一定的优势。但是电控电动式换档装置具有如下缺陷:(I)采用直流电机需要脉冲调制进行电机调速，因此需在单片机外附加放大电路，这样就增加了硬件，降低了控制系统的可靠性；(2)直流电机输出的转速高，而转矩低，这就需要另外设计相应的减速机构来降低转速，提高扭矩。进而使系统结构更加复杂，给系统的布置和安装带来困难；(3)需设计专门的换档机构连接选、换档电机，使其既能直线运动，也能旋转运动。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种换档装置及变速器，以解决现有技术中的换档装置存在的结构复杂、维修检测困难、占用空间大等问题。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0008]—种换档装置，所述换档装置包括换档摇臂，所述换档摇臂的第一端设置有电磁线圈能够吸附的吸附部件，与所述第一端相对的第二端用于连接换档拨叉，所述换档摇臂的两端之间的部位安装在转轴上并能够绕所述转轴转动;所述换档装置还包括在通电状况下用于吸附所述吸附部件以使得所述换档摇臂转动从而驱动所述换档拨叉移动的电磁线圈。
[0009]进一步的，所述电磁线圈包括在所述换档摇臂的一侧设置的用于吸附所述吸附部件从而使得所述换档拨叉从空档位移动至第一档位的第一电磁线圈；
[0010]所述电磁线圈还包括在所述换档摇臂的另一侧设置的用于吸附所述吸附部件从而使得所述换档拨叉从空档位移动至第二档位的第二电磁线圈。
[0011]进一步的，所述换档摇臂上的所述吸附部件包括在所述换档摇臂的一侧设置的用于与所述第一电磁线圈配合吸附的第一永磁体以及另一侧设置的用于与所述第二电磁线圈配合吸附的第二永磁体。
[0012]进一步的，所述换档装置还包括在所述换档摇臂转动至所述第一档位或所述第二档位时能够将所述换档摇臂保持在所述第一档位或所述第二档位的锁止机构。
[0013]进一步的，所述锁止机构包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧的一端连接在所述换档摇臂的所述第一端，所述螺旋弹簧的另一端连接在所述转轴的靠近所述换档拨叉的一侧的偏心位置。
[0014]进一步的，所述换档装置还包括在所述换档摇臂处于所述空档位时能将所述换档摇臂保持在所述空档位的保持机构。
[0015]进一步的，所述换档摇臂的所述第一端设置有朝向外侧凸出的弧形面，所述保持机构包括在靠近所述换档摇臂的所述第一端处的弹性部件，两个所述弹性部件用于分别顶在所述弧形面的两侧以使得所述弧形面的顶部保持在两个所述弹性部件之间从而将所述换档摇臂保持在所述空档位。
[0016]进一步的，所述换档装置还包括保持架，所述保持架上形成有间隔设置的两个安装孔，所述弹性部件包括分别在所述安装孔内依次设置的压缩弹簧和感力销。
[0017]进一步的，所述换档拨叉上形成有凹槽，所述换档摇臂的所述第二端位于所述换档拨叉的所述凹槽中且能在所述凹槽中转动。
[0018]本实用新型中提供的换档装置通过设置电磁线圈的通、断电来控制换档摇臂的转动从而控制换档拨叉来实现换档的方式，不需要像气动式或液压式换档操纵系统那样设置繁多的管路、阀件以及空气压缩机或油栗等设施。本实用新型中的换档装置结构简单，制造、检测和维修方便，而且本实用新型提供的换档装置不受气温或油温影响，对环境适应性好，相对于目前的换档装置成本相对较低。
[0019]本实用新型还提供一种变速器，所述变速器上设置有如上所述的换档装置。
[0020]所述变速器相对于现有技术与上述的换档装置所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0021]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0022]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0023]图1为本实用新型的一个实施方式中换档装置的结构示意图；
[0024]图2为图1中的换档装置从另一方向看的结构示意图；
[0025]图3为图2中的换档装置在A处的放大图；
[0026]图4为图2所示的换档装置在换到第一档位的结构示意图；
[0027]图5为图2所示的换档装置在换到第二档位的结构示意图；
[0028]图6为螺旋弹簧在换档过程中两端之间的距离示意图。
[0029]附图标记说明:
[0030]丨-换档摇臂；2-转轴；
[0031]3-螺旋弹簧；4-第一电磁线圈；
[0032]5-第二电磁线圈；6-第一永磁体；
[0033]7-第二永磁体；8-保持架；
[0034]81-安装孔；9-弹性部件；
[0035]91-压缩弹簧；92-感力销；
[0036]10-弧形面；11-销子；
[0037]12-换档拨叉；121-凹槽；
[0038]13-拨叉轴；14-第一齿轮；
[0039]15-第一齿套；16-第二齿轮；
[0040]17-第二齿套；18-结合齿套。
【具体实施方式】
[0041]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]本实用新型提供一种换档装置，所述换档装置包括换档摇臂I，所述换档摇臂I的第一端设置有电磁线圈能够吸附的吸附部件，与所述第一端相对的第二端用于连接换档拨叉12，所述换档摇臂I的两端之间的部位安装在转轴2上并能够绕所述转轴2转动;所述换档装置还包括在通电状况下用于吸附所述吸附部件以使得所述换档摇臂I转动从而驱动所述换档拨叉12移动的电磁线圈。
[0043]本实用新型中提供的换档装置通过设置电磁线圈的通、断电来控制换档摇臂I的转动从而控制换档拨叉12来实现换档的方式，不需要像气动式或液压式换档操纵系统那样设置繁多的管路、阀件以及空气压缩机或油栗等设施。本实用新型中的换档装置结构简单，制造、检测和维修方便，而且本实用新型提供的换档装置不受气温或油温影响，对环境适应性好，相对于目前的换档装置成本相对较低。
[0044]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0045]在本实用新型的【具体实施方式】中，如图1-图4所示，所述电磁线圈包括在所述换档摇臂I的一侧设置的第一电磁线圈4，该第一电磁线圈4用于吸附换档摇臂I上的所述吸附部件以使得换档摇臂I转动从而使得换档拨叉12从空档位移动至第一档位;所述电磁线圈还包括在所述换档摇臂I的另一侧设置的第二电磁线圈5，该第二电磁线圈5用于吸附所述换档摇臂上的所述吸附部件以使得换档摇臂I以与上述相反的方向转动从而使得所述换档拨叉12从空档位移动至第二档位。其中，换档拨叉12从空档位移动至第一档位或第二档位具体是指换档拨叉12带动结合齿套18移动实现与第一齿轮14的第一齿套15的结合或者与第二齿轮16的第二齿套17的结合。通过电磁线圈实现换档、选档，可以集中及远程控制，在设备中与其它电器元件协同实现自动控制。
[0046]优选地，所述换档摇臂I上的所述吸附部件包括在所述换档摇臂I的一侧设置的用于与所述第一电磁线圈4配合吸附的第一永磁体6以及另一侧设置的用于与所述第二电磁线圈5配合吸附的第二永磁体7。当然，所述吸附部件并不限于为永磁体，也可为电磁线圈能够吸附的铁质部件，因永磁体与电磁线圈之间的吸力更强，因此，所述吸附部件优选为永磁体。
[0047]当第一电磁线圈4通电时，第一电磁线圈4吸附第一永磁体6，使得换档摇臂I沿顺时针方向转动至如图4所示状态，换档拨叉12沿拨叉轴13移动，带动结合齿套18与第一齿轮14的第一齿圈15进行，从而实现从空档位至第一档位的转换。当第二电磁线圈5通电时，第二电磁线圈5吸附第二永磁体7，使得换档摇臂I沿逆时针方向转动至如图5所示状态，从而实现从空档位至第二档位的转换。
[0048]在本实用新型的优选实施方式中，所述换档装置还包括在换档摇臂I转动至第一档位或所述第二档位时能够将所述换档摇臂I保持在所述第一档位或所述第二档位的锁止机构。
[0049]优选地，如图1和图2所示，所述锁止机构包括螺旋弹簧3，所述螺旋弹簧3的一端连接在所述换档摇臂I的第一端，螺旋弹簧3的另一端连接在转轴2的靠近所述换档拨叉12的一侧的偏心位置，螺旋弹簧3的两端优选分别以铰接的方式连接，如图3中，螺旋弹簧的一端可通过销子11铰接在换档摇臂I的第一端，另一端可也通过铰接的方式连接在转轴2上。
[0050]在换档摇臂I处于空档位时，螺旋弹簧3处于伸长状态，结合如图6，换档摇臂I处于中间位置(即空档位)时，螺旋弹簧3两端的连接点之间的距离Rl最长，螺旋弹簧3具有最大的弹性势能。而当换档摇臂I向两侧转动时，由于螺旋弹簧的两端连接点之间的距离R2和R3小于Rl，因此，在换档摇臂I转动至第一档位或第二档位时，螺旋弹簧3收缩，弹性势能至少部分释放，这时，该螺旋弹簧3将换档摇臂I锁止在第一档位或第二档位，在无外力的条件下，换档摇臂I通过螺旋弹簧3保持在所在的档位。
[0051]在此需说明的是，本实用新型提供的换档装置中将换档摇臂I保持在第一档位或第二档位的锁止机构并不限于通过螺旋弹簧3进行锁止的方式，例如，还可在第一档位或第二档位处设置两侧具有斜面的弹性凸起，在换档摇臂I转动至第一档位或第二档位时，换档摇臂I沿弹性凸起一侧的斜面移动，并压缩该该弹性凸起下凹，在移动至另一侧的斜面上时，弹性凸起弹起阻止换档摇臂I脱离档位;而在换档摇臂I从第一档位或第二档位换到空档位时，换档摇臂在吸附力的作用下移动并压在弹性凸起的另一侧的斜面上，使得弹性凸起再次下凹，越过弹性凸起后可移动至所述空档位。
[0052]由于换档摇臂I在空档位时，螺旋弹簧3具有最大的弹性势能，螺旋弹簧3会拉动换档摇臂I偏离空档位，因此本实施方式中，所述换档装置还包括在所述换档摇臂I处于空档位时能将所述换档摇臂I保持在所述空档位的保持机构。
[0053]优选地，如图2和图3所示，换档摇臂I的所述第一端设置有朝向外侧凸出的弧形面10，具体可在换档摇臂的第一端固定具有弧形面10的连接块，或者在换档摇臂I第一端直接形成弧形面10。所述保持机构包括在靠近换档摇臂I的所述第一端处设置的两个弹性部件9，所述弹性部件9用于顶在所述弧形面10两侧以使得所述弧形面10的顶部保持在两个所述弹性部件9之间从而将所述换档摇臂I保持在所述空档位。
[0054]具体的，所述换档装置还包括保持架8，所述保持架8上形成有间隔设置的两个安装孔81，所述弹性部件9包括分别在所述安装孔81内依次设置的压缩弹簧91和感力销92，感力销92能往复移动，以压缩或释放该压缩弹簧91。其中，感力销92分别顶在弧形面10上以将换档摇臂I保持在空档位。在第一通电线圈4或第二通电线圈5通电时，通过吸附力的作用使得换档摇臂I转动，弧形面10在转动过程中通过感力销92压缩压缩弹簧91，在换档摇臂I克服压缩弹簧91的弹力到达临界位置后，压缩弹簧91的弹性势能开始释放推动换档摇臂I转动，此时对换档摇臂I的换档起到助力作用，能够实现快速换档。
[0055]应可理解的是，将所述换档摇臂I保持在空档位的保持机构也不限于本实施方式中的通过弹性部件限制弧形面的方式，例如还可在换档摇臂的第一端设置具有锥形侧壁的凹槽，保持架上设置能位于所述凹槽中并能沿所述锥形侧壁脱出所述凹槽的弹性件，这样通过弹性件与凹槽的配合也能将换档摇臂I保持在空档位置。
[0056]另外，本实施方式中，换档拨叉12上形成有凹槽121，所述换档摇臂I的所述第二端位于所述凹槽12中且能在所述凹槽12中转动。在换档摇臂I的第二端转动时，该第二端与换档拨叉12的凹槽121配合推动换档拨叉12沿换档轴13移动。
[0057]下面对用本实用新型提供的换档装置进行换档的具体过程进行详细描述。
[0058]如图2示，此时，换档摇臂I处于空档位，当车辆需要换到第一档位(本实施方式中为低档位)时，第一电磁线圈4通电，对固定在换档摇臂I上的第一永磁体6产生吸附力，在该吸附力的作用下产生旋转力矩使换档摇臂I顺时针转动并带动换档拨叉12向第一档位的方向转动，换档摇臂I上的弧形面10在移动过程中对一侧的弹性部件9产生压力，弹性部件9产生势能，在换档摇臂I克服弹性部件9的弹力到达临界位置后，弹性部件9的弹性势能开始释放推动换档摇臂I转动，对换档摇臂I的换档起到助力作用，使其快速换档。在换档摇臂I转动的过程中，换档拨叉12在换档摇臂I的带动下沿拨叉轴13移动，从而带动结合齿套18与第一齿轮14上的第一齿套15结合，实现第一档位的换档，如图4所示。此时，螺旋弹簧3的势能也逐渐释放，直至换档摇臂I转动至第一档位，螺旋弹簧3的势能释放完毕，在没有外力的条件下时将换档摇臂I保持在第一档位。
[0059]当车辆需要从空档位换到第二档位(本实施方式中为高档位)时，与上述的过程类似，第二电磁线圈5通电，对固定在换档摇臂I上的第二永磁体7产生吸附力，换档摇臂I逆时针时针转动并带动换档拨叉12向第二档位的方向转动，换档摇臂I上的弧形面10在移动过程中对另一侧的弹性部件9产生压力，弹性部件9产生势能，在换档摇臂I克服弹性部件9的弹力到达临界位置后，弹性部件9的弹性势能开始释放推动换档摇臂I转动，对换档摇臂I的换档起到助力作用以实现快速换档。换档拨叉12在换档摇臂I的带动下沿拨叉轴13移动，带动结合齿套18与第二齿轮16上的第二齿套17结合，实现第二档位的换档，如图5所示。此时，螺旋弹簧3的势能释放，将换档摇臂I保持在第二档位。
[0060]如果车辆需要从第一档位换到空档位时，第一电磁线圈4断电，而第二电磁线圈5通电，第二永磁体7与第二电磁线圈5产生吸附力，使得换档摇臂I从第一档位逆时针向转动，在换档摇臂I的第一端处于两个弹性部件9之间时，第二电磁线圈5断电，换档摇臂I保持在空档位。
[0061]同样的道理，当车辆从第二档位换到空档位时，第一电磁线圈4通电，而第二电磁线圈5断电，在换档摇臂的第一端转动至两个弹性部件9之间时，第一电磁线圈4断电，换档摇臂I保持在空档位。
[0062]本实用新型提供的换档装置，不仅结构简单，而且能够实现快速换档，且在完成换档后对档位具有锁止功能，能够减少换档时间且能防止档位脱档，极大地改善了车辆换档过程中的舒适性。
[0063]本实用新型还提供一种变速器，所述变速器上设置有如上所述的换档装置。
[0064]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种换档装置，其特征在于，所述换档装置包括换档摇臂(I)，所述换档摇臂(I)的第一端设置有电磁线圈能够吸附的吸附部件，与所述第一端相对的第二端用于连接换档拨叉(12)，所述换档摇臂(I)的两端之间的部位安装在转轴(2)上并能够绕所述转轴(2)转动； 所述换档装置还包括在通电状况下用于吸附所述吸附部件以使得所述换档摇臂(I)转动从而驱动所述换档拨叉(12)移动的电磁线圈。2.根据权利要求1所述的换档装置，其特征在于，所述电磁线圈包括在所述换档摇臂(I)的一侧设置的用于吸附所述吸附部件从而使得所述换档拨叉(12)从空档位移动至第一档位的第一电磁线圈(4); 所述电磁线圈还包括在所述换档摇臂(I)的另一侧设置的用于吸附所述吸附部件从而使得所述换档拨叉(12)从空档位移动至第二档位的第二电磁线圈(5)。3.根据权利要求2所述的换档装置，其特征在于，所述换档摇臂(I)上的所述吸附部件包括在所述换档摇臂(I)的一侧设置的用于与所述第一电磁线圈(4)配合吸附的第一永磁体(6)以及另一侧设置的用于与所述第二电磁线圈(5)配合吸附的第二永磁体(7)。4.根据权利要求2所述的换档装置，其特征在于，所述换档装置还包括在所述换档摇臂(I)转动至所述第一档位或所述第二档位时能够将所述换档摇臂(I)保持在所述第一档位或所述第二档位的锁止机构。5.根据权利要求4所述的换档装置，其特征在于，所述锁止机构包括螺旋弹簧(3)，所述螺旋弹簧(3)的一端连接在所述换档摇臂(I)的所述第一端，所述螺旋弹簧(3)的另一端连接在所述转轴(2)的靠近所述换档拨叉(12)的一侧的偏心位置。6.根据权利要求2所述的换档装置，其特征在于，所述换档装置还包括在所述换档摇臂(I)处于所述空档位时能将所述换档摇臂(I)保持在所述空档位的保持机构。7.根据权利要求6所述的换档装置，其特征在于，所述换档摇臂(I)的所述第一端设置有朝向外侧凸出的弧形面(10)，所述保持机构包括在靠近所述换档摇臂(I)的所述第一端处的弹性部件(9)，两个所述弹性部件(9)用于分别顶在所述弧形面(10)的两侧以使得所述弧形面(10)的顶部保持在两个所述弹性部件(9)之间从而将所述换档摇臂(I)保持在所述空档位。8.根据权利要求7所述的换档装置，其特征在于，所述换档装置还包括保持架(8)，所述保持架(8)上形成有间隔设置的两个安装孔(81)，所述弹性部件(9)包括分别在所述安装孔(81)内依次设置的压缩弹簧(91)和感力销(92)。9.根据权利要求1-8中任意一项所述的换档装置，其特征在于，所述换档拨叉(12)上形成有凹槽(121)，所述换档摇臂(I)的所述第二端位于所述换档拨叉(12)的所述凹槽(12)中且能在所述凹槽(12)中转动。10.—种变速器，其特征在于，所述变速器上设置有根据权利要求1-9中任意一项所述的换档装置。
【文档编号】F16H61/26GK205715617SQ201620655577
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】靳少辉, 孙来九, 李泞原, 邢明星, 王崇龙
【申请人】长城汽车股份有限公司