关于P档装置在纯电动汽车减速器中运用的研究

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摘要：本文涉及对P档系装置运用的研究。主要研究在传统变速P档机构的基础上对其进行创新改进。本文主要从背景、技术原理等方面对其产品进行研究讨论，从而创造出更安全、更可靠的装置。

关键词：变速器;电动汽车;P档

1背景

P档就是汽车停车锁止档，当换档操纵手柄位置置于该位置时，停车锁止机构将变速器输出轴锁止。P档在自动档汽车中是必须使用的，而P档锁止机构在P档中起到关键的作用。所以本文笔者从P档系统采用的锁止结构着手，主要从带P档驻车系统的纯电动汽车变速器内部锁止机构二种不同结构进行研究，接下来笔者将进一步阐述两种锁止结构的研究背景。

目前，新能源纯电动汽车减速器主要采用三轴式二级齿轮传动的结构，一般都将P档盘设置在中间轴或者差速器轴上，这增加了轴向空间距离，导致设置P档盘结构所需内部空间增大，增大了体积，外形尺寸也变大;其所承受的扭矩与转动惯量亦较大，故我司研究了一款新型P档驻车系统应用于纯电动汽车变速器来解决所存在的不足。电动汽车因其动力为电机驱动，不同于带传统手动变速器的燃油车，电动汽车在停车状态下传动系统阻力与自动变速器相似，在停车时如果不设置P档锁止，汽车很容易滑行，会造成不必要的意外事故。而自动档汽车换档器结构复杂，上述的AT变速器P档锁止机构在电动汽车中并不适用。因此在电动汽车中，如何设置结构简单、工作可靠的P档锁止机构，对于保证电动汽车驻车时的安全，防止发生意外事故具有重要的意义。

2带P档驻车系统的纯电动汽车变速器

2.1技术方案一。本装置的目的是提供一种带P档驻车系统的纯电动汽车变速器，它能减少变速器外观尺寸，体积与现有无P档锁止的变速器无明显差别，同时减少拨爪和P档盘所承受的大扭矩与转动惯量，利用有限的内部空间，把P档盘布置在输入轴上，本方案中P档盘锁止齿槽分布于盘的外圆径向布置，可实现最小的轴向空间占用。在使P档机构在实现停车锁止功能的基础上，进一步优化空间结构，从而达到空间紧凑，功能实用的效果。为了达到上述目的，笔者采用了以下技术方案：一种带P档驻车系统的纯电动汽车变速器，包括变速器，其特征在于：所述的变速器的输入轴上设有P档盘，P档盘的外侧上沿其周向设有若干驻车外齿，所述的P档盘的外侧设有拨爪，拨爪通过连杆连接曲柄，曲柄连接有由P档电机驱动的转动套，由P档电机驱动转动套顺时针或逆时针转动，进而带动曲柄、连杆，使拨爪伸入驻车外齿齿槽进行锁止P档盘或使拨爪脱离驻车外齿齿槽进行脱离P档盘。在上述的一种带P档驻车系统的纯电动汽车变速器中，所述的转动套与曲柄之间为柔性连接，二者之间安装有扭转弹簧。在上述的一种带P档驻车系统的纯电动汽车变速器中，所述的连杆设有限位销，拨爪处于锁止状态或脱离状态时，曲柄均被限位销限位。

2.1.1附加图说明

2.1.2具体实施方式。参照图1-4，一种带P档驻车系统的纯电动汽车变速器，包括变速器，所述的变速器的输入轴上设有P档盘，P档盘的外侧上沿其周向设有若干驻车外齿，所述的P档盘的外侧设有拨爪，拨爪通过连杆连接曲柄，曲柄连接有由P档电机驱动的转动套，由P档电机驱动转动套顺时针或逆时针转动，进而带动曲柄、连杆，使拨爪伸入驻车外齿齿槽进行锁止P档盘或使拨爪脱离驻车外齿齿槽进行脱离P档盘。转动套与曲柄之间为柔性连接;连杆设有限位销，拨爪处于锁止状态或脱离状态时，曲柄均被限位销限位。

P档驻车系统是这样完成驻车锁止工作的：P档电机轴顺时针转动，带动转动套旋转，转动套上半轴面与曲柄半轴面相连接，转动套与曲柄间装有扭簧，在扭簧的作用下转套与曲柄的其中一个半轴面接触，形成柔性连接。曲柄转过一定角度后，会出现两种状况，一种是拨爪爪头直接进入P档盘齿槽内，进入锁止状态;另一种是拨爪爪头与P档盘外齿面接触，受阻停止运动，曲柄受拨爪反作用力亦停止转动，但电机带动转动套继续作顺时针旋转，原本转动套与曲柄相接触的半轴面开始分离，继续旋转直至到达电机设定角度（但未到另一对半轴面相接触位置），扭簧作用于转动套与曲柄之间的力达到峰值，电机锁止，停止转动。当P档盘转过一定角度后，曲柄在扭簧作用下带动拨爪爪头瞬间进入P档盘齿槽内，进入锁止状态。此时曲柄与连杆在一直线上，连杆上的限位销卡住曲柄，使曲柄不再作顺时针转动。P档驻车系统是这样完成脱离工作的：P档电机轴逆时针旋转，带动曲柄旋转，继而通过铰链四杆机构，带动拨爪脱离P档盘，曲柄接近限位销的限位位置（防止电机控制出错，超过设定角度），此时P档机构处于脱开状态。

2.2技术方案二。本技术方案同样将P档锁止机构设置在减速器输入轴上，在减少空间结构同时提供一个在P档般端面设置齿槽的锁止机构，下面将该方案进行逐步阐述。本装置提供了一种电动汽车变速器P档锁止机构，所述的P档锁止机构设置在变速器箱体内，在所述的变速器输入轴上固定设置锁止齿轮，该锁止齿轮齿槽设计在端面上，在所述的锁止齿轮侧面与箱体外壳之间设置锁止部件，所述的锁止部件包括固定部件和活动部件，所述的固定部件与箱体固定连接，所述的活动部件可安装在所述的固定部件上，并且能左右滑动，在所述的活动部件上设置推动活动部件运动的推杆，所述的活动部件设置在与锁止齿轮侧面相对的一侧，在所述的活动部件上设置有端面齿槽，所述的端面齿槽与锁止齿轮转动时齿轮齿槽的位置相对应。

上述的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的固定部件设置为滑块导轴，所述的滑块导轴的二端与箱体外壳固定连接，所述的滑块导轴设置为二个。上述的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的活动部件设置为锁止滑块，在所述的锁止滑块上设置二个通孔，所述的通孔与滑块导轴相配合，滑块可以在二导轴上滑动。上述的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的推杆与锁止滑块之间装有弹性部件。上述的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的弹性部件设置为压缩弹簧。上述的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的推杆穿过箱体的外壳，与电动汽车换档杆连接。

2.2.1附加图说明

2.2.2具体实施方式。下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

由如图1至图3所示，本装置的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的P档锁止机构设置在变速器箱体内，在所述的变速器输入轴上固定设置锁止齿轮，该锁止齿轮齿槽设计在端面。在所述的锁止齿轮侧面与箱体外壳之间设置锁止部件，所述的锁止部件包括固定部件和活动部件，所述的固定部件与箱体固定连接，所述的活动部件可活动地安装在所述的固定部件上，在所述的活动部件上设置推动活动部件运动的推杆，所述的活动部件设置在与锁止齿轮侧面相对的一侧，在所述的活动部件上设置有齿槽，所述的活动部件齿槽与锁止齿轮转动时齿轮齿槽的位置相对应。

如图1所示，本装置的电动汽车变速器P档锁止机构，所述的固定部件设置为滑块导轴，滑块导轴的二端与箱体外壳固定连接，该滑块导轴设置为二个，该二个滑块导轴平行设置，可以使锁止滑块移动平稳。如图1、图2、图3所示，所述的活动部件设置为锁止滑块，在所述的锁止滑块上设置二个通孔，所述的通孔的形状与滑块导轴相配合，所述的滑块导轴设置在所述的通孔中，这样锁止滑块就可以在推杆的作用下延着滑块导轴滑动。作为本装置的进一步改进措施，所述的推杆与锁止滑块之间装有弹性部件，如所述的弹性部件设置为压缩弹簧，这样当锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮的卡槽没有对准时，这时推杆克服压缩弹簧弹力，压缩弹簧预压锁止滑块，使锁止滑块上的凸起部紧贴锁止齿轮侧面，当车辆轻微移动带动锁止齿轮转动后，当锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮卡槽正好对准时，压缩弹簧释放压力使锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮卡槽接合。如图2所示，所述的推杆穿过箱体的外壳，与电动汽车换档杆连接，这样锁止机构就可以由电动汽车换档杆进行操作。如图2所示，当车辆在行驶前，把换档杆从P档推开，这时换档杆带动推杆向箱体外侧移动，推杆拉动锁止滑块顺着滑块导轴向外移动，这时锁止滑块上的凸起部也向外移动，使锁止滑块上的凸起部脱离锁止齿轮，锁止滑块锁止功能解除，输出轴可以自由运转，车辆可以行驶。如图3所示，当车辆在停车后，把换档杆挂入P档位，这时换档杆带动推杆向箱体内侧移动，推杆拉动锁止滑块顺着滑块导轴向内移动，锁止滑块上的凸起部也向内移动，这时如果锁止齿轮转动的位置，使锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮的卡槽正好对准，推杆推动锁止滑块滑向锁止齿轮，锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮卡槽直接接合，锁止齿轮被锁止，使输出轴不能转动，这时电动汽车变速器P档处于锁止状态，车辆不能行驶。如图3所示，在另一种状态下，当车辆在停车后，把换档杆挂入P档位，这时换档杆带动推杆向箱体内侧移动，推杆拉动锁止滑块顺着滑块导轴向内移动，锁止滑块上的凸起部也向内移动，这时如果锁止齿轮转动的位置，使锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮的卡槽没有对准，推杆推动锁止滑块滑向锁止齿轮，那么锁止滑块上的凸起部未直接锁入锁止齿轮卡槽中，这时推杆克服压缩弹簧弹力，压缩弹簧预压锁止滑块，使锁止滑块上的凸起部紧贴锁止齿轮侧面，此时当车辆轻微移动带动锁止齿轮转动后，当锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮卡槽正好对准时，压缩弹簧释放压力使锁止滑块上的凸起部与锁止齿轮卡槽接合，锁止齿轮被锁止，使输出轴不能转动，这时电动汽车变速器P档处于锁止状态，车辆不能行驶。

结语：根据上文的技术改进创新，我司对于P档装置的运用相较于传统技术更有利于用户使用，使带P档驻车系统的纯电动汽车变速器有效地利用了变速器内部空间，将P档盘安装在输入轴上，减少了P档机构的受力状况，提高了P档机构的可靠性，变速器体积维持不变，整体结构紧凑、空间分布合理、工作稳定可靠;从而可以有效减少故障的发生，提高驻车安全系数。

参考文献：

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