一种内置选换挡机构式变速箱的制作方法

1.本发明涉及变速箱，尤其涉及一种内置选换挡机构式变速箱。


背景技术：

2.目前现有技术中，变速箱对于汽车的构成有着至关重要的地位，而选换挡机构不论对于变速箱的安全性还是操作性都是最重要的一部分，因为这直接关系到人们的安全问题。而无论是传统汽车的拉线、摆臂式的手动挡(mt)，或是新能源汽车的电控机械式的自动挡(amt)，都会在变速箱以外布置一套结构复杂的选换挡装置。
3.相关技术中，传统汽车变速箱手动挡的工作原理为：整车通过拉线与选换挡臂连接，选挡则通过拉线带动选挡臂旋转，从而带动选挡轴及选挡摆臂旋转，选挡摆臂带动换挡拨头在花键槽中轴向移动是选选挡。换挡则通过拉线带动换挡臂旋转，从而带动换挡轴旋转，换挡轴则通过花键带动换挡博友在拨叉槽中前后摆动实现换挡。
4.相关技术中，电控机械式自动挡的变速箱，在传统的手动齿轮式变速器上，保留了绝大部分原总成部件，去除了手动操作系统的换挡杆部分，在变速箱上外挂了电控机械式的选换挡机构。其工作原理为：利用两套成一定角度布置的电机、滚珠丝杠机构，将电机的旋转位移转换成直线位移，一套负责选挡，一套负责换挡，两套机构相互协调，从而实现变速箱的选换挡。
5.目前现有技术中，存在以下问题或不足，选换挡机构均为变速箱的外挂部分，占用整车布置空间；传统手动挡由手动操作，容易造成选晃荡不准确，选换挡不到位，以损害变速箱本体，且还需根据车速、发动机转速等配合操作离合器，使换挡相对复杂；而外挂机械式的自动挡选换挡机构是由两套机构相互协调，结构相对复杂，且协调不好容易出现选挡位置不准确、或换挡不到位等问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种内置选换挡机构式变速箱。
7.本公开的技术方案是这样实现的：
8.一种内置选换挡机构式变速箱，包括：变速箱体和选换挡机构；
9.所述选换挡机构包括控制器、以及设置于所述变速箱体内的n个滑杆，n≥1；每个所述滑杆上均安装有换挡拨叉，每个所述滑杆分别对应与一驱动装置传动连接，所述驱动装置可驱动所述滑杆沿轴向往复移动；所述滑杆可带动对应的所述换挡拨叉往复移动；每个所述驱动装置均与所述控制器相连；所述变速箱体内装有变速齿轮组，所述换挡拨叉与所述变速齿轮组的啮合套相连。
10.进一步地，所述换挡拨叉包括拨叉端和连接柄，每个所述连接柄具有弯曲部以使所有所述换挡拨叉的拨叉端位于同一直线；所述拨叉端与所述变速齿轮组的啮合套相连。
11.进一步地，所述变速箱体的上侧面为变速箱上盖，n个所述滑杆通过滑杆支架安装
于所述变速箱上盖的内侧面，所述控制器安装于所述变速箱上盖的外侧面。
12.进一步地，所述驱动装置为气缸，所述控制器为阀岛，所述阀岛的出气口通过管路与所述气缸的进气口相连。
13.进一步地，所述气缸的输出端与所述滑杆直接相连。
14.进一步地，所述阀岛上设置有用于连接整车控制器的控制线束和/或线束接口。
15.进一步地，所述选换挡机构还包括自锁机构，所述自锁机构包括自锁螺栓、自锁弹簧和自锁珠；
16.所述滑杆支架开设有螺栓孔，所述自锁珠、所述自锁弹簧、所述自锁螺栓依次设置于所述螺栓孔内，并且所述自锁弹簧与所述自锁珠顶触相连，所述自锁珠可顶触于所述滑杆的杆壁；
17.每根所述滑杆上均设有至少一个楔形槽，当所述滑杆沿其轴向移动时，所述珠可落入所述楔形槽中。
18.进一步地，所述自锁弹簧的轴向与所述滑杆的轴向相垂直。
19.进一步地，所述滑杆的数量为至少两个，所述选换挡机构还包括互锁机构，所述互锁机构包括顶销和互锁珠，所述滑杆设有沿其径向贯穿的中心孔，所述顶销和所述互锁珠设置于所述中心孔内；所述滑杆支架上设置有限位孔。
20.进一步地，所有所述滑杆的轴向相互平行。
21.进一步地，所述选换挡机构还包括监测系统，所述监测系统包括n个直线位移传感器，每个直线位移传感器的对应设置于一个所述滑杆的一端，并与所述滑杆间隔一定距离；所述直线位移传感器设置有用于连接整车控制器的控制线束和/或线束接口。
22.进一步地，所述驱动装置位于所述滑杆远离所述直线位移传感器的另一端。
附图说明
23.附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
24.图1是本公开的内置选换挡机构式变速箱外观整体示意图；
25.图2是本公开的内置选换挡机构式变速箱内部剖面示意图；
26.图3是本公开的变速箱上盖、及选换挡机构示意图；
27.图中：变速箱上盖1、控制器2、管路3、驱动装置4、自锁螺栓5、自锁弹簧6、顶销7、互锁珠8、滑杆9、换挡拨叉10、滑杆支架11、直线位移传感器12、传感器支架13、变速箱体14、动力输入轴15、动力输出轴16。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
30.参照图1
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图3，本实施例提供了一种内置选换挡机构式变速箱，包括：变速箱体14和选换挡机构；所述变速箱体14的前端装又动力输入轴15，所述变速箱后端装有动力输出轴16；发动机转速和转矩经所述动力输入轴15输入，经过含有d个挡位的变速箱体14改变转速和转矩后，由所述动力输出轴16输出；其中d≥2。
31.所述选换挡机构包括：控制器2、以及设置于所述变速箱体14内的n个滑杆9，n≥1；每个所述滑杆9上均安装有换挡拨叉10，每个所述滑杆9分别对应与一驱动装置4传动连接，所述驱动装置4可驱动所述滑杆9沿轴向往复移动；所述滑杆9可带动对应的所述换挡拨叉10往复移动；每个所述驱动装置4均与所述控制器2相连；所述变速箱体内装有变速齿轮组，所述换挡拨叉包括拨叉端和连接柄，所述连接柄具有弯曲部以使所有所述换挡拨叉的拨叉端位于同一直线；所述换挡拨叉的拨叉端与所述变速齿轮组的啮合套相连。
32.所述变速箱体14的上侧面为变速箱上盖1，n个所述滑杆9通过滑杆支架11安装于所述变速箱上盖1的内侧面，所述控制器2安装于所述变速箱上盖1的外侧面。所述滑杆9、所述换挡拨叉10构成了所述换挡执行机构。本公开通过将所述滑杆9设置于所述变速箱上盖1的内侧面，使得所述滑杆9、所述换挡拨叉10等均位于所述变速箱体14内部，并由变速箱上盖1提供支撑，便于换挡执行机构的安装、维护等。
33.本公开将选换挡机构集成到变速箱体内，结构简单，减少整车空间占用，而且由于根据滑杆数量设置了相应数量的驱动装置，每个驱动装置直接对应驱动一个滑杆移动，实现选挡，解决现有选换挡机构由两套机构配合容易导致的选挡不准确等问题。
34.参照图1
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图3，本实施例中，以七挡变速箱为例，每个滑杆9上最多对应设置两个挡位，共需要四个滑杆9、四个换挡拨叉10，每个换挡拨叉10对应安装于一个滑杆9上。本公开的挡位数不限于上述例举。优选的，本实施例中所有所述滑杆9的轴向相互平行，所述拨叉沿着所述滑杆9的轴向交错布置，避免滑杆9之间相互影响。
35.参照图1
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图3，根据需要的配置，所述驱动装置4可选为气缸，所述控制器2为阀岛，所述阀岛的出气口通过管路3与所述气缸的进气口相连。所述阀岛通过管路3引入车辆上的压缩空气到所述气缸，每个所述气缸的输出端对应与一个所述滑杆9的一端直接相连；所述阀岛上设置有用于连接整车控制器2的控制线束和/或线束接口。所述阀岛、所述管路3、以及所述气缸等为主要部件组成了选换挡机构的动力系统；所述整车控制器2通过向阀岛发出控制信号，控制所述阀岛上的出气口进而控制对应气缸的动作，为所述滑杆9提供沿其轴向往复移动的动力，所述滑杆9的移动进而带动安装于其上的所述换挡拨叉10移动，进行换挡动作。
36.参照图1
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图3，所述选换挡机构还包括自锁机构，所述自锁机构包括自锁螺栓5、自锁弹簧6和自锁珠；所述滑杆支架11开设有螺栓孔，所述自锁珠、所述自锁弹簧6、所述自锁螺栓5依次设置于所述螺栓孔内，并且所述自锁弹簧6与所述自锁珠顶触相连，所述自锁珠可顶触于所述滑杆9的杆壁；每根所述滑杆9上均设有至少一个楔形槽，所述楔形槽能够容纳所述自锁珠，当所述滑杆9沿其轴向移动时，所述珠可落入所述楔形槽中。
37.参照图1
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图3，当滑杆9移动到对应挡位时，锁止该滑杆9；本发明中“锁止”是指在外力小于一定值时，挡位滑杆9相对静止，当施加的轴线外力达到一定程度时，挡位滑杆9仍可移动，以便于在满足换挡需求的时候，防止挡位滑杆9在轻微振动等情况下自行退挡等情况的发生。
38.当滑杆9移动到设定的挡位时，既进挡后，自锁珠刚好落在所述的挡位滑杆9上的楔形槽内，此时，挡位滑杆9上的负载为零，自锁珠将锁止挡位滑杆9，实现自锁。需要说明的是，每根挡位滑杆9上均设置有多组楔形槽。优选的，为了提高自锁效果，所述自锁弹簧6的轴向与所述滑杆9的轴向相垂直。
39.当所述滑杆9的数量为至少两个时，所述选换挡机构还包括互锁机构，所述互锁机构包括顶销7和互锁珠8，所述滑杆9设有沿其径向贯穿的中心孔，所述顶销7和所述互锁珠8设置于所述中心孔内；所述滑杆支架上设置有限位孔。每根滑杆9上中心孔内的顶销7、互锁珠8联动，通过滑杆支架的限位孔进行限位，使得当一根滑杆9轴向运动时，其余滑杆9互锁珠8和顶销7锁定而无法移动，从而实现多挡位选换挡时，挡位之间的互锁功能，避免同时移动多个滑杆9挂入多个挡位的风险。使得变速箱任何时候有且仅有任意一个挡位滑杆9能够移动。
40.参照图1
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图3，所述选换挡机构还包括监测系统，所述监测系统包括n个直线位移传感器12，每个直线位移传感器12的对应设置于一个所述滑杆9的一端，所述直线位移传感器12通过传感器支架13固定安装于所述变速箱上盖1的内侧面，并与所述滑杆9间隔一定距离；所述直线位移传感器12设置有用于连接整车控制器2的控制线束和/或线束接口；直线位移传感器12的控制线束或线束接口连接到整车控制器2上，在车辆需要进行换挡时，变速箱即可根据车辆指令自动的进行挡位切换。当选换挡机构动力系统连接并带动换挡执行机构产生预定的动作时，所述直线位移传感器12实时监测进挡的深度位移、换挡次数状态信息。并发送给整车控制器2。
41.参照图1
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图3，所述驱动装置4位于所述滑杆9远离所述直线位移传感器12的另一端。
42.需要说明的是，本公开的所述控制器不局限于阀岛，所述驱动装置也不局限于气缸，所述驱动装置也可根据需要选配电机、液压缸等，所述控制器根据所述驱动装置的选型做出选择。
43.本公开“轴向”是指滑杆轴线方向或与轴线平行的方向，与之垂直的方向称为“径向”，不能理解为限定滑杆为圆柱轴状，本公开的滑杆形状包括但不限于圆柱轴状。
44.本在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。