电磁解锁装置、P挡锁止机构及换挡器的制作方法

本实用新型属于汽车P挡解锁技术领域，特别是涉及一种电磁解锁装置、P挡锁止机构及换挡器。

背景技术：

换挡器是汽车的重要组成部分，是实现挡位切换的功能机构。其中，在自动挡汽车的换挡器中，P挡锁止机构是一个重要安全部件。P挡锁止机构能让汽车在解锁条件未完全满足的情况下，能够对换挡器的换挡杆进行锁止，以限制换挡杆的运动，起到防止误操作的作用，避免挂入错误的挡位，有效的防止误操作对汽车零部件的伤害和一些险情及车祸的发生。

在解锁条件满足的情况下，P挡锁止机构解除对换挡杆的锁止，解锁后，换挡器能够挂入R、N、D或S等其它挡位。

目前，P挡锁止机构通常包括电磁解锁装置和P挡锁止臂，P挡锁止臂通过转轴转动连接在换挡器本体上，P挡锁止臂上形成有锁止爪，换挡杆上对应地设置有凹槽，电磁解锁装置的解锁杆插入P挡锁止臂上的通孔中。

在P挡解锁条件未完全满足的情况下，锁止爪卡在凹槽内，对换挡器的换挡杆进行锁止，以限制换挡杆的运动；当满足P挡解锁条件时，电磁解锁装置通电，电磁解锁装置的解锁杆回退，并带动P挡锁止臂旋转，以使得锁止爪脱离凹槽，P挡锁止机构解除对换挡杆的锁止。

但是，现有的电磁解锁装置静音效果不佳，工作时常常发生“咔嗒”异响，解锁噪声较大。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有的电磁解锁装置解锁噪声较大的缺陷，提供一种电磁解锁装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种电磁解锁装置，包括壳体、设置在所述壳体内的导向套管、套设在所述导向套管上的线圈、设置在所述导向套管内的回位弹簧及铁芯杆，所述铁芯杆包括位于所述壳体内的铁芯体及连接在所述铁芯体一端且穿出所述壳体的解锁杆，所述回位弹簧支撑在所述铁芯体的另一端，所述铁芯体滑动设置在所述导向套管内，所述铁芯体的外壁上涂抹润滑脂。

进一步地，所述铁芯体的外壁上设置有至少一条储油槽，所述储油槽内储存有润滑脂。

进一步地，所述储油槽沿所述铁芯体的轴向延伸。

进一步地，所述导向套管内设置有弹簧固定座，所述回位弹簧的一端固定在所述弹簧固定座上，另一端支撑在所述铁芯体上。

进一步地，所述铁芯体靠近所述弹簧固定座的一端设置有减震橡胶。

进一步地，所述铁芯体靠近所述解锁杆的一端设置有橡胶环，所述壳体上与所述橡胶环接触的部位设置有多个半圆柱凸台。

进一步地，所述壳体包括金属支架及塑料支架，所述塑料支架固定包覆在所述金属支架的外侧，所述导向套管固定在所述金属支架的内侧，所述金属支架及塑料支架上分别设置有第一通孔及第二通孔，所述铁芯体穿过所述第一通孔，所述解锁杆穿过所述第二通孔。

进一步地，所述解锁杆的末端形成有弯钩。

根据本实用新型的电磁解锁装置，设置在壳体内的导向套管可以保证铁芯杆在整个运动中平行于轴线、对中地运动，由此产生较低的磨损和噪声，铁芯杆的铁芯体的外壁上涂抹润滑脂，能够避免导向套管、铁芯杆这两个金属部件的直接接触，起到了润滑的作用，降低或消除导向套管与铁芯杆之间的摩擦音， 进而降低了该电磁解锁装置的解锁噪声，消除了传统的自动挡换挡机构P挡解锁时的“咔嗒”异响，极低的解锁噪声使得人耳难以分辨，满足了汽车舒适性的要求。

另外，本实用新型还提供了一种P挡锁止机构，包括P挡锁止臂及上述的电磁解锁装置，所述电磁解锁装置的解锁杆连接至所述P挡锁止臂并能够驱动所述P挡锁止臂旋转。

另外，本实用新型还提供了一种换挡器，包括换挡器本体、换挡杆及上述的P挡锁止机构，所述电磁解锁装置固定在所述换挡器本体上，所述P挡锁止臂转动连接在所述换挡器本体上，所述换挡杆上设置有凹槽，所述P挡锁止臂上形成有锁止爪，所述锁止爪卡入所述凹槽以形成P挡锁止状态，所述锁止爪脱出所述凹槽以形成P挡解锁状态，所述电磁解锁装置的解锁杆能够驱动所述P挡锁止臂旋转以使得所述锁止爪卡入或脱出所述凹槽。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的电磁解锁装置的立体图；

图2是本实用新型一实施例提供的电磁解锁装置的俯视图；

图3是图2中沿A-A方向的剖视图；

图4是本实用新型一实施例提供的电磁解锁装置其铁芯杆的结构示意图；

图5是本实用新型另一实施例提供的电磁解锁装置其铁芯杆的结构示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的电磁解锁装置其塑料壳体的结构示意图；

图7是图2中a处的放大图(橡胶环与半圆柱凸台刚开始接触)；

图8为单质量系统自由振动模型的示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、壳体；101、金属支架；1011、第一通孔；102、塑料支架；1021、第二通孔；1022、半圆柱凸台；2、导向套管；3、线圈；4、回位弹簧；5、铁芯杆；501、铁芯体；5011、储油槽；502、解锁杆；5021、弯钩；6、减震橡胶；7、 橡胶环；8、弹簧固定座。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图6所示，本实用新型一实施例提供的电磁解锁装置，包括壳体1、导向套管2、线圈3、回位弹簧4、铁芯杆5、减震橡胶6及橡胶环7。导向套管2为铜制管件。线圈3为铜线圈绕组。线圈3与铁芯杆5构成电磁铁。线圈3通电后，吸合铁芯杆5，使得铁芯杆5向压缩回位弹簧4的方向运动。

如图1及图3所示，所述壳体1包括金属支架101及塑料支架102，所述塑料支架102通过螺栓连接或铆接等方式固定包覆在所述金属支架101的外侧，所述导向套管2固定在所述金属支架101的内侧，所述金属支架101及塑料支架102上分别设置有第一通孔1011及第二通孔1021。

如图3及图4所示，所述铁芯杆5包括位于所述壳体1内的铁芯体501及连接在所述铁芯体501一端且穿出所述壳体1的解锁杆502，所述铁芯体501穿过所述第一通孔1011，所述解锁杆502穿过所述第二通孔1021。解锁杆502的末端形成有有弯钩5021。

如图3所示，所述导向套管2内设置有弹簧固定座8，弹簧固定座8的一端固定在金属支架101上，所述回位弹簧4的一端固定在所述弹簧固定座8上，另一端支撑在所述铁芯体501上。

设置回位弹簧4的参数时需考虑电磁铁对铁芯杆5吸合时间的限制，并为铁芯杆5的回位提供能量，在此基础上，最佳的弹簧系数需满足缓冲和减震的要求，降低铁芯杆5的运动噪声。

如图3所示，减震橡胶6设置在所述铁芯体501靠近所述弹簧固定座8的一端。所述橡胶环7通过粘接的方式固定设置在所述铁芯体501靠近所述解锁 杆502的一端，并能够随所述铁芯体501一起移动。

这样，线圈3通电后，吸合铁芯杆5，使得铁芯杆5向压缩回位弹簧4的方向移动，减震橡胶6与固定在金属支架101上的弹簧固定座8相撞，避免了金属碰撞，消除了敲击音。线圈3断电时，铁芯杆5在回位弹簧4的回复力作用下沿弹簧的回复力方向移动，橡胶环7与塑料支架102相撞(柔性接触)，也避免了硬碰撞。

如图6及图7所示，所述塑料支架102上与所述橡胶环7接触的部位设置有多个半圆柱凸台1022，多个半圆柱凸台1022沿所述第二通孔1021的径向延伸，且在第二通孔1021的周向上，所述多个半圆柱凸台1022均匀排布。当铁芯杆5运动至橡胶环7与塑料壳体102接触时，由于在接触面设置有多个半圆柱凸台1022，橡胶环7的环形面与半圆柱凸台1022刚接触时为点线接触(如图7所示)，点线接触之后中，橡胶环7进一步变形，橡胶环7的环形面与半圆柱凸台1022为小面积接触。这样，能够避免橡胶环7与塑料壳体102较大面积的直接撞击，减小了撞击面积，有效发挥了橡胶环7的减震降噪作用。

图6的实施例中，半圆柱凸台1022的数量为四个，当然，根据其它需要，也可以是其它数量。

如图3及图4所示，所述铁芯体501滑动设置在所述导向套管2内，所述铁芯体501的外壁上涂抹润滑脂。所述铁芯体501的外壁上设置有两条储油槽5011，所述储油槽5011内储存有润滑脂。所述储油槽5011沿所述铁芯体502的轴向延伸，并且贯穿铁芯体502的轴向两端。

当然，在如图5所示的实施例中，所述铁芯体501的外壁上设置有四条储油槽5011。

铁芯铁501其表面涂抹润滑脂后，当其在导向套管2内部往复运动时，能够避免两个金属部件(导向套管2与铁芯杆5)的直接接触，起到润滑的作用，进而降低或消除摩擦音。同时，储油槽5011具有储存油脂的作用，可延长润滑寿命。

本实施例的电磁解锁装置，在线圈3通断电情况下，铁芯杆5的移动可简化为图8所示的单质量系统自由振动模型。单质量系统的位移坐标z的原点为静力平衡位置，由牛顿第二定律，系统的运动微分方程为：

mz″+C(z′-q′)+K(z-q)＝0 (1)

令2n＝C/m，ω₀²＝K/m，则微分方程(1)解的齐次方程为：

$z^{\′\′}+2{\mathrm{nz}}^{\′}+{\mathrm{\ω}}_0^{2}z=0---\left(2\right)$

微分方程的解为：

$z={\mathrm{Ae}}^{-nt}sin(\sqrt{{\mathrm{\ω}}_0^2-n^2}t+\mathrm{\α})----\left(3\right)$

上述式子中，m为铁芯杆质量，ω₀为系统的角频率，K为回位弹簧4的弹性系数，z为铁芯杆的位移，q为回位弹簧4的位移，C为解锁过程铁芯杆5的阻尼。

式(3)说明，有阻尼自由振动时，质量m以有阻尼固有频率振动，振幅按e^-nt衰减。根据不同的润滑需求和噪音控制要求，铁芯杆5的铁芯体501表面的储油槽5011数量和开槽深度可以进行调整，从而影响铁芯体501表面可涂抹润滑脂的容量，即改变了解锁过程铁芯杆5的阻尼C。由n＝C/2m得到，振幅按e^-C/2mt进行衰减，通过调整阻尼C可控制解锁过程中电磁解锁装置振动的衰减速度。在解锁装置的设计验证阶段对不同阻尼的铁芯杆噪声改善效果进行验证可得到最优的设计方案，以对噪声进行最优控制。

根据本实用新型上述实施例的电磁解锁装置，设置在壳体内的导向套管可以保证铁芯杆在整个运动中平行于轴线、对中地运动，由此产生较低的磨损和噪声，铁芯杆的铁芯体的外壁上涂抹润滑脂，能够避免导向套管、铁芯杆这两个金属部件的直接接触，起到了润滑的作用，降低或消除导向套管与铁芯杆之间的摩擦音，进而降低了该电磁解锁装置的解锁噪声，消除了传统的自动挡换挡机构P挡解锁时的“咔嗒”异响，极低的解锁噪声使得人耳难以分辨，满足了汽车舒适性的要求。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种P挡锁止机构，包括P挡锁止臂 及上述的电磁解锁装置，所述电磁解锁装置的解锁杆502连接至所述P挡锁止臂并能够驱动所述P挡锁止臂旋转。

本实施例中，P挡锁止机构除电磁解锁装置以外的结构均为常规部件，不再详述。

另外，本实用新型一实施例还提供了一种换挡器，包括换挡器本体、换挡杆及上述的P挡锁止机构，所述电磁解锁装置固定在所述换挡器本体上，所述P挡锁止臂转动连接在所述换挡器本体上，所述换挡杆上设置有凹槽，所述P挡锁止臂上形成有锁止爪，所述锁止爪卡入所述凹槽以形成P挡锁止状态，所述锁止爪脱出所述凹槽以形成P挡解锁状态，所述电磁解锁装置的解锁杆502能够驱动所述P挡锁止臂旋转以使得所述锁止爪卡入或脱出所述凹槽。

本实施例中，换挡器除电磁解锁装置以外的结构均为常规部件，不再详述。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。