一种换挡装置及汽车的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，特别是涉及一种换挡装置及汽车。

背景技术：

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车的发展尤为迅速。电动汽车以电力为动力源，通过电动机取代燃油发动机，不仅具有高效率、低噪声、减少废气排放等特点，而且可以大量节省燃油能源。随着电动汽车电驱动技术的日益成熟与发展，电动汽车必将成为未来汽车工业发展的主要趋势。

电驱动系统是电动汽车的动力核心，随着新能源汽车的发展，新能源电驱动系统也得到了很大的发展。目前，主流动力总成为电机、减速器和控制器，传统的减速器为固定速比，虽然发挥了电机的低速大扭矩特性，使车辆在低速区间有着良好的加速性及爬坡性能，但在高速段电机的效率下降，会影响整车的续航里程。相对于固定速比的减速器，新能源减速器中两档变速器的低速段采用一档满足整车的加速性及爬坡性，高速段满足动力性的同时使电机工作在高效区，从而使电机工作在较宽的高效率区间，有效的提升了动力总成的效率，并且在同等电池容量下，新能源减速器对整车的续航里程的扩展有着不可比拟的优势，两档变速器的发展也逐渐成为未来发展的主要趋势。

目前，大多数的电动汽车使用的均为高速电机，而传统的换挡执行机构很难满足两档换挡的时间、承载能力以及可靠性等的要求。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种换挡装置及汽车，以提高换挡可靠性，延长换挡装置的使用寿命。

本实用新型实施例提供了一种换挡装置，包括：两档箱，设置于所述两档箱内的驱动机构，以及换挡机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述换挡机构包括丝杠、支撑轴、拨叉、传感器拨块以及传感器，其中：

所述丝杠，包括丝杆，以及与所述丝杆相配合的丝杆螺母，所述驱动电机驱动所述丝杆转动；

所述支撑轴，设置于所述丝杠下方，且沿与所述丝杆垂直的方向固定于所述两档箱的侧壁，用于支撑所述换挡机构；

所述拨叉，靠近所述丝杆螺母的一端与所述丝杆螺母转动连接，靠近所述支撑轴的一端与所述支撑轴转动连接；

所述传感器拨块，与所述拨叉转动连接；

所述传感器，通过连接杆固定于所述传感器拨块，所述连接杆与所述丝杆垂直设置，所述拨叉运动带动所述传感器拨块绕所述连接杆的轴线转动。

采用本技术方案的换挡装置，首先，通过驱动电机驱动丝杆转动，以使与丝杆相配合的丝杆螺母沿丝杆做直线运动；其次，由于拨叉与丝杆螺母以及支撑轴连接，支撑轴固定于两档箱的侧壁，这样丝杆螺母会带动拨叉绕支撑轴转动；再次，由于传感器拨块与拨叉连接，传感器通过连接杆与传感器拨块连接，这样拨叉转动带动传感器拨块绕连接杆的轴线转动；最后，与传感器拨块固定连接的传感器在传感器拨块的运动下转动，这样可以根据传感器转到不同位置时发出的对应信号进行换挡。

与现有技术相比，本技术方案采用丝杠驱动换挡机构进行换挡，其结构较为简单，且重量较小，可以有效的缩短换挡执行时间，提高换挡效率；并且，利用丝杆的摩擦角大于丝杆的螺旋角的自锁性，尤其是当丝杆的扭矩比较大时，可以有效的实现换挡后的档位锁止，提高了换挡可靠性。

在本技术方案实施例中，可选的，所述换挡装置还包括设置于所述丝杆两端的推力轴承。通过采用推力轴承支撑丝杆，可以在丝杆执行换挡时，为丝杆提供较大的轴向力，以使丝杆的转动较为可靠。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述换挡装置还包括设置于所述丝杆远离所述驱动电机一侧的无内圈滚针轴承。通过设置无内圈滚针轴承来承载丝杆执行换挡时的径向力，以进一步提高丝杆的转动可靠性。

在本技术方案实施例中，可选的，所述丝杠为滚珠丝杠。由于滚珠丝杠的力矩比较大，这样就可以采用功率较小、重量较轻的直流电机作为驱动电机，以减轻驱动机构的重量。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述拨叉具有第一叉槽，所述丝杆螺母具有第一支柱，所述第一支柱与所述连接杆平行设置，所述第一支柱容置于所述第一叉槽。

通过使拨叉与丝杆螺母通过第一叉槽和第一支柱连接，可以在丝杆螺母作直线运动时，第一支柱沿第一叉槽的内壁运动来带动拨叉的转动，这样可以有效的减小第一支柱与第一叉槽的摩擦，提高第一支柱带动拨叉运动的可靠性。

在本技术方案实施例中，可选的，所述第一支柱为两个，所述第一叉槽为两个，两个所述第一支柱分别设置于所述丝杆螺母的两侧，所述第一支柱一一对应的容置于所述第一叉槽。这样可以进一步的提高丝杆螺母与拨叉连接的可靠性。

在本技术方案任一实施例中，可选的，所述传感器拨块具有第二叉槽，所述拨叉具有第二支柱，所述第二支柱与所述连接杆平行设置，所述第二支柱容置于所述第二叉槽。

通过使传感器拨块与拨叉通过第二叉槽和第二支柱连接，可以在拨叉转动时，第二支柱沿第二叉槽的内壁运动来带动传感器拨块的转动，这样可以有效的减小第二支柱与第二叉槽的摩擦，提高第二支柱带动传感器拨块运动的可靠性。

在本技术方案实施例中，可选的，所述换挡装置还包括固定于所述拨叉远离所述丝杆一侧的换挡轴，所述换挡轴与所述丝杆平行设置，包括分别设置于两端的第一档齿轮以及第二档齿轮，所述两档箱包括与所述第一档齿轮对应的第一档位，以及与所述第二档齿轮对应的第二档位。

基于相同的实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括如前所述的换挡装置。

本技术方案汽车的换挡装置采用丝杠驱动换挡机构进行换挡，其结构较为简单，且重量较小，可以有效的缩短换挡执行时间，提高换挡效率；并且，由于丝杆的摩擦角大于丝杆的螺旋角，尤其是当丝杆的扭矩比较大时，可以有效的实现换挡后的档位锁止，因此，本技术方案的汽车的换挡可靠性较佳。

在本技术方案实施例中，可选的，所述换挡装置还包括固定于所述拨叉远离所述丝杆一侧的换挡轴，所述换挡轴与所述丝杠平行设置，包括分别设置于两端的第一档齿轮以及第二档齿轮，所述两档箱包括与所述第一档齿轮对应的第一档位，以及与所述第二档齿轮对应的第二档位；

所述汽车还包括控制装置，所述控制装置用于当所述第一档齿轮位于所述第一档位时，控制所述汽车以第一档速运动；当所述第二档齿轮位于所述第二档位时，控制所述汽车以第二档速运动。

通过控制装置当所述第一档齿轮位于所述第一档位时，控制所述汽车以第一档速运动；以及当所述第二档齿轮位于所述第二档位时，控制所述汽车以第二档速运动，可以有效的提高汽车的换挡精确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例的换挡装置的结构示意图。

附图标记：

1-两档箱；

2-驱动机构；

3-换挡机构；

4-丝杠；

41-丝杆；

42-丝杆螺母；

421-第一支柱；

5-支撑轴；

6-拨叉；

61-第一叉槽；

62-第二支柱；

7-传感器拨块；

71-第二叉槽；

8-传感器；

9-连接杆；

10-推力轴承；

11-无内圈滚针轴承；

12-换挡轴；

121-第一档齿轮；

122-第二档齿轮。

具体实施方式

为提高换挡效率，延长换挡装置的使用寿命，本实用新型实施例提供了一种换挡装置及汽车。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例作进一步地详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种换挡装置，包括：两档箱1，设置于两档箱1内的驱动机构2，以及换挡机构3，驱动机构2包括驱动电机，换挡机构3包括丝杠4、支撑轴5、拨叉6、传感器拨块7以及传感器8，其中：

丝杠4，包括丝杆41，以及与丝杆41相配合的丝杆螺母42，驱动电机驱动丝杆41转动；

支撑轴5，设置于丝杆下方41，且沿与丝杆41垂直的方向固定于两档箱1的侧壁，用于支撑换挡机构3；

拨叉6，靠近所述丝杆螺母42的一端与丝杆螺母42转动连接，靠近支撑轴5的一端与支撑轴5转动连接；

传感器拨块7，与拨叉6转动连接；

传感器8，通过水平设置的连接杆9固定于传感器拨块7，连接杆9与丝杆41垂直设置，拨叉6运动带动传感器拨块7绕连接杆9的轴线转动。

在本技术方案各实施例中，丝杆41的下方是指相对丝杆41靠近水平面的一方。丝杆41的具体设置方向不限，优选的，可以将丝杆41沿与水平面平行的方向设置。

采用本技术方案的换挡装置，首先，通过驱动电机驱动丝杆41转动，以使与丝杆41相配合的丝杆螺母42做直线运动；其次，由于拨叉6与丝杆螺母42以及支撑轴5连接，支撑轴5固定于两档箱1的侧壁，这样丝杆螺母42会带动拨叉6绕支撑轴5转动；再次，由于传感器拨块7与拨叉6连接，传感器8通过连接杆9与传感器拨块7连接，这样拨叉6转动带动传感器拨块7绕连接杆9的轴线转动；最后，与传感器拨块7固定连接的传感器8在传感器拨块7的运动下转动，这样可以根据传感器8转到不同位置时发出的对应信号进行换挡。

与现有技术相比，本技术方案采用丝杠4驱动换挡机构3进行换挡，其结构较为简单，且重量较小，可以有效的缩短换挡执行时间，提高换挡效率；并且，由于丝杆41的摩擦角大于丝杆41的螺旋角，尤其是当丝杆41的扭矩比较大时，可以有效的实现换挡后的档位锁止，提高了换挡可靠性。

在本技术方案实施例中，对丝杠4的选择不做具体限定，只要能够满足扭矩比等要求即可。在一个具体实施例中，丝杆41以及丝杆螺母42的基本参数可以选择为：导程为4，右旋，总行程25.4，工作温度-40℃～120℃，额定载荷415daN，滚珠数94±3，导程精度0.33mm/m等，其可以有效的实现换挡后的档位锁止，提高了换挡可靠性。

如图1所示，在本技术方案实施例中，可选的，换挡装置还包括设置于支撑丝杆41两端的推力轴承10。

通过采用推力轴承10支撑丝杆41，可以有效的减少丝杆41以及两档箱1的磨损，并且可以在丝杆41执行换挡时，为丝杆41提供较大的轴向力，以使丝杆41的转动较为可靠。

如图1所示，在本技术方案任一实施例中，可选的，换挡装置还包括设置于丝杆41远离驱动电机一侧的无内圈滚针轴承11。

通过设置无内圈滚针轴承11来承载丝杆41执行换挡时的径向力，以进一步提高丝杆41的转动可靠性。

如图1所示，在本技术方案实施例中，可选的，丝杠4为滚珠丝杠。

由于滚珠丝杠的力矩比较大，这样就可以采用功率较小、重量较轻的直流电机作为驱动电机，以减轻驱动机构的重量。并且，滚珠丝杠的摩擦力较小，可以使换挡机构3的运动更加平稳，更加可靠。

如图1所示，在本技术方案任一实施例中，可选的，拨叉6具有第一叉槽61，丝杆螺母42具有第一支柱421，第一支柱421与连接杆9平行设置，第一支柱421容置于第一叉槽61。

通过使拨叉6与丝杆螺母42通过第一叉槽61和第一支柱421连接，可以在丝杆螺母42作直线运动时，第一支柱421沿第一叉槽61的内壁运动来带动拨叉6的转动，这样可以有效的减小第一支柱421与第一叉槽61的摩擦，提高第一支柱421带动拨叉6运动的可靠性。

如图1所示，在本技术方案实施例中，可选的，第一支柱421为两个，第一叉槽61为两个，两个第一支柱421分别设置于丝杆螺母42的两侧，第一支柱421一一对应的容置于第一叉槽61。这样可以进一步的提高丝杆螺母42与拨叉6连接的可靠性。

请继续参照图1，在本技术方案任一实施例中，可选的，传感器拨块7具有第二叉槽71，拨叉6具有第二支柱62，第二支柱62与连接杆9平行设置，第二支柱62容置于第二叉槽71。

通过使传感器拨块7与拨叉6通过第二叉槽71和第二支柱62连接，可以在拨叉6转动时，第二支柱62沿第二叉槽71的内壁运动来带动传感器拨块7的转动，这样可以有效的减小第二支柱62与第二叉槽71的摩擦，提高第二支柱62带动传感器拨块7运动的可靠性。

如图1所示，在本技术方案实施例中，可选的，换挡装置还包括固定于拨叉6远离丝杆41一侧的换挡轴12，换挡轴12与丝杆41平行设置，包括分别设置于两端的第一档齿轮121以及第二档齿轮122，两档箱1包括与第一档齿轮121对应的第一档位(图中未示出)，以及与第二档齿轮122对应的第二档位(图中未示出)。

通过设置第一档齿轮121和第二档齿轮122，这样可以在第一档齿轮121位于第一档位且与其对应结构相卡合时，实现第一档挂挡，以及在第二档齿轮122位于第二档位且与其对应结构相卡合时，实现第二档挂挡。

基于相同的实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种汽车，包括如前所述的换挡装置。

本技术方案汽车的换挡装置采用丝杠驱动换挡机构进行换挡，其结构较为简单，且重量较小，可以有效的缩短换挡执行时间，提高换挡效率；并且，利用丝杆的摩擦角大于丝杆的螺旋角的自锁性，尤其是当丝杆的扭矩比较大时，可以有效的实现换挡后的档位锁止，因此，本技术方案的汽车的换挡可靠性较佳，并且不需要另外设置换挡锁紧装置。

在本技术方案实施例中，可选的，换挡装置还包括固定于拨叉远离丝杆一侧的换挡轴，换挡轴与丝杠平行设置，包括分别设置于两端的第一档齿轮以及第二档齿轮，两档箱包括与第一档齿轮对应的第一档位，以及与第二档齿轮对应的第二档位；

汽车还包括控制装置，控制装置用于当第一档齿轮位于第一档位时，控制汽车以第一档速运动；当第二档齿轮位于第二档位时，控制汽车以第二档速运动。

通过控制装置当第一档齿轮位于第一档位时，控制汽车以第一档速运动；以及当第二档齿轮位于第二档位时，控制汽车以第二档速运动，可以有效的提高汽车的换挡精确性。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。