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1、汽車變速箱P擋駐車機構設計
摘要：汽車自動變速箱中P擋駐車機構作為一項重要配置，在車輛長時間停放，特別是坡道停放的平安上起到了特別重要的作用。對于搭載自動變速箱的汽車，P擋機構的可靠性對車輛的平安性能有著非常重要的意義。文章主要從P擋駐車機構設計的角度，對結構設計上的幾個關鍵點作簡要闡述。
關鍵詞：P擋駐車機構；設計；解檔力；棘齒效應；臨界駐車車速
1引言
隨著汽車工業(yè)的開展，國內汽車變速箱行業(yè)從手動擋逐步向自動擋方向開展，比方AT、DCT等形式。自動變速箱相比手動箱，增加了P擋駐車機構。另外國內開展較快的新能源汽車單檔變速箱也設置了這一配置。汽車
2、自動變速箱中P擋駐車機構作為一項重要配置，在車輛長時間停放，特別是坡道停放的平安上起到了特別重要的作用。對于搭載自動變速箱的汽車，P擋機構的可靠性對車輛的平安性能有著非常重要的意義。本文主要從P擋機構設計的角度，對結構設計上的幾個關鍵點作簡要闡述。P擋駐車機構滿足平安可靠要求，需要實現(xiàn)以下幾個關鍵點：〔1〕當汽車停止掛入P擋時，駐車機構能順利的完成鎖止動作，并可靠鎖止車輛。即便坡道也不能自動脫檔，引起駐車功能失效?！?〕當汽車準備啟動退出P擋時，駐車機構能順利解除鎖止。即便坡道上，適宜的解檔力也能完成解檔動作。如采用電子P擋，要考慮足夠的扭矩平安系數(shù)?！?〕當車速大于某一限定值時，如駕駛員誤掛
3、入P擋，駐車機構不能鎖止變速箱，且機構不發(fā)生損壞。〔4〕行車過程中任何工況下，比方車輛振動、急加速、急減速等情況，不能引起駐車機構意外鎖止?！?〕當車輛完成駐車后，很多情況下松開剎車，車輛會有一定向前或向后的溜車距離，保證駐車平安，溜車距離不能過大。國內自動變速箱的設計起步較晚，相比歐美日等國家技術上有明顯差距。相應的，在P擋駐車機構設計方面，幾乎找不到較全面的設計資料，大多數(shù)情況都以對標參照設計為主。本文以某款已量產(chǎn)機型為背景，簡要分析P擋駐車機構的設計。
2設計關鍵點
駐車機構設計需要滿足強度、可靠性要求。由于機構強度與整車質量直接相關，進行設計時需要
4、了解整車的相關參數(shù)。
駐車機構結構主要根據(jù)變速箱內部空間布置不同可設計成不用的結構形式。本文以下列圖1結構為例簡要介紹駐車機構。一般駐車機構主要由棘輪、棘爪、回位彈簧、錐銷推桿組件、壓力導塊、旋轉齒板等組成。當進行入P擋操作時，錐銷推桿進入壓力倒塊與棘爪之間，下壓棘爪使棘輪棘爪齒嚙合，完成鎖止動作。如入P擋時，棘輪與棘爪是齒對齒狀態(tài)，那么錐銷推桿彈簧被壓縮，棘爪保持與棘輪嚙合的趨勢，車輛稍微溜車即完成鎖止。當退出P擋時，錐銷推桿抽出，棘輪與棘爪脫開，解除P擋鎖止。
駐車機構受力大小隨坡道角度的變化而變化。車輛停放平路時，駐車機構幾乎不受力，隨
5、著角度的增加，棘輪端對棘爪的壓力越大，駐車機構受力越大。以上坡時棘輪與棘爪的受力為例。盡管實際應用中棘爪還會受到回位扭簧的力矩，自身重力力矩等的影響，但相比棘爪端受力產(chǎn)生的脫開力矩，此局部受力較小，本計算過程忽略其影響。滿足以上關系式可以滿足解檔后自動脫開的要求。但自動脫開的力矩大會出現(xiàn)解檔力過大的問題。因此要滿足順利解檔要求，特別是坡道上解檔力不能過大。一方面，棘爪與棘輪嚙合時的角度值需設計在合理范圍內；另一方面，便于錐銷從棘爪脫出，掛擋后錐銷的自鎖面錐角a值也需設計合理。a角過大，起不到自鎖作用，容易坡道脫檔；過小脫檔力過大，難解檔。因此，既要確保解檔后能順利脫開，又要防止解檔力過大，引起
6、換擋不便。需要設計合理的棘爪受力角度，還要設計合理的錐銷自鎖角度。駐車機構上坡與下坡的運動學關系根本相同，只是棘爪工作齒面不同，受力方向相反，分析方法可參照上坡方向，不另外闡述。
一般情況下，汽車正常行駛時棘爪不會卡入棘輪。但特殊情況下，如路面嚴重顛簸，地面出現(xiàn)較大坑等，由于較大加速度，回位彈簧扭力不夠，棘爪意外卡入棘輪，出現(xiàn)瞬時行駛中駐車的情況。以免造成事故，回位扭力彈簧需要設計足夠的充裕量。
車輛在正常行駛過程中一般不會掛入P擋，但意外情況下有誤操作的情況，特別是高速行駛過程中。一旦高速行車掛入P擋，可能會發(fā)生較嚴重事故。那么需要駐車機構
7、在結構上防止這種情況發(fā)生。車輛高于某一臨界車速時，即使有掛P擋動作，由于棘輪的轉動，棘爪無法直接掛入棘輪齒槽，棘爪與棘輪連續(xù)的相互撞擊，發(fā)生棘齒效應。也就是說，車輛高于臨界車速時發(fā)生棘齒效應，低于臨界車速時可以掛擋。設計合理的臨界車速可以保證機構平安駐車。利用零件之間的受力關系式，可計算需要的錐銷彈簧彈力，彈簧力大小決定臨界車速的大小，彈力越大，臨界車速越大。調整錐銷彈簧力可將臨界車速設計在合理范圍內。
3結語
本文根據(jù)我工作中對應的某款變速箱P擋駐車機構為背景，初步闡述了駐車機構設計過程中需要重視幾個關鍵要點，如坡道解檔、平安駐車車速、解檔力、防意外駐車等，通過以上理
8、論計算，可完成較初步的機構設計。另外結合計算機仿真軟件進行分析，可將設計進行優(yōu)化，而且得到更準確的數(shù)據(jù)，比方臨界駐車車速仿真，結構強度仿真等。最終通過對樣件進行臺架試驗、實車試驗后，設計出平安、可靠的P擋駐車系統(tǒng)，從而滿足整車P擋駐車需要。
參考文獻
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汽車變速箱P擋駐車機構設計
