汽车换挡器基础知识及设计要点

汽车换挡器基础知识汽车换挡器基础知识及设计要点及设计要点Presentby：孟志华13651996182MTShifterATShifterElectronicShifterShifterTypes(换挡机构分类)5MTShifter上提R档保护下压R档保护MTShifterTypes(手动档分类）•InlineGate•SGate•Tiptronic(SGatewithtiptronic)(HGate)ATShifterTypes(自动档分类(档位形式))FloorMountingShifter使用广泛地板下装（欧系)地板上装（美系和日系）IPMountingShifter对换挡机构的空间要求较高小换挡角度和行程ColumnMounting结构小巧而复杂，对力的要求比较高，以铁件居多ATShifterTypesAMTShifterAMT(AutomaticMechanicalTransmission)是在传统的手动变速箱的基础上加装了电子控制的代替人工油离配合的执行单元来实现自动换档。最早应用于法拉利的F1赛车上。换档机构是用电气信号来实现换挡的而代替了原来的拉索驱动的形式；DCTShifterDCT(DoubleClutchTransmission)双离合器技术是基于平行轴式手动变速器发展而来的，通过CAN网络的形式将换档器端的档位信号，并根据车辆行驶的各项参数来对变速箱的自动控制，因此它在继承了手动变速器传动效率高、安装空间紧凑、质量轻、价格低等优点的同时，又具有自动变速器起步和换档品质优良的特性，具有广阔的发展前景和推广应用的显著优势；ElectronicShifterTypes换档机构的发展趋势•自动档的比例将近一步提高；•电子换档机构的比重会近一步提升；•换档机构将越来越小型化，这样可以让出更多的空间给其它零件的布置；•核心机构的设计形式，产品模块化，节省开发时间和成本；ShifterDesign（换档机构设计）•Concept(概念）•Kinematics(动态文件)•Package(布置)•SubSystem(子系统)•Performance(产品的性能)ConceptDesign（概念设计）就是前期有限输入情况下，将客户的想法表现成简单的设计。包括设计是如何满足客户的主要参数，是用什么样的结构来实现的。注意:•概念设计力求简单明了，让客户了解你的想法；•尽量沿用以有的设计方案，和最大程度的零件用；•不一定要考虑产品的可制作性和工艺性；Kinematics-TransSide（动态文件-变速箱端）3点•Pivot-摇臂转点•CablePin-摇臂拉索头转点•CableFace-拉索角度转点4角；•CablePinP档初始角度；•LeverP档初始角度；•N档时拉索的中心角度；•P档和L档时拉索的上下角度；CablePinPivotCableFaceKinematics-ShifterSide（动态文件-机构端）3点•Pivot-机构换档杆转点•CablePin-机构拉索头转点•CableFace-拉索角度转点4角；•CablePinP档初始角度；•LeverP档初始角度；•N档时拉索的中心角度；•P档和L档时拉索的上下角度；CablePinPivotCableFaceKinematics（动态文件）CableRC-P170.92CableRC-P130CableRC-R153.61CableRC-R147.31CableRC-N143.67CableRC-N157.25CableRC-D133.83CableRC-D167.09CableRC-W124.13CableRC-W176.79P-R17.31P-R17.31P-N27.25P-N27.25P-D37.09P-D37.09P-W46.79P-W46.79P-R17.77P-R9.95P-N27.6P-N15.55P-D37.43P-D21.08P-W47.58P-W26.58PivottoCablePin58PivottoCablePin102PtoVertical11CablePintoVertical(P)41TransSideShifterSideCableTravelTravelAngleTravelAngleCableTravelCableRotateCentreltoPositionsCableRotateCentreltoPositions最终要使变速箱端和机构端的拉索的行程保持一致，然后使整个系统的参数达到比较理想的状态；它是机构设计的关键，如果这个有问题系统就无法正常运转；Package（布置）换档机构的设计满足客户BlackBox的要求；•操纵杆是否在人机工程要求范围；•前后左右的操纵范围是和其它件有干涉，是否合理；•4个安装孔是否和地板相匹配；•整个换档机构是可以容纳在Console的范围内，而且和其它零件不干涉；•滑条的前后运行，是否空间足够，是否和其它零件干涉；•接头的布置是否便于现场工人安装；•。。。•KeyLock•PLock•ManualRelease•NLock•PositionLocation•PositionGate•Tiptronic•PositionIndicator•Slidersystem•KnobSystem•OtherSystemSubSystem（子系统）KeyLock（钥匙互锁）车辆进入P档时，为系统提供1电气信号，告诉系统现在车辆已经在驻车状态可以安全的将钥匙拔出；换档机构P档信号TCU点火开关PLock（P档锁止）车辆启动时，驾驶员必须踩住刹车这时电磁阀工作将换挡机构解锁，换挡杆可以拉出P档进行相关操作。避免了启动时的误踩油门而引起的事故，已上升为国家强制法规要求。几种形式：1.锁Pawl2.锁Lever3.锁CableBracketManualRelease（手动解锁）电磁阀失效时，为了能让驾驶员继续驾驶车辆提供了手动的解锁功能；这个系统平时基本不用，只是作一个备份，以防万一；NLock（N档锁止）车辆在进入低速（5Km/h)时，且在N档的情况下，N档锁会智能锁定，必须踩刹车来解锁，以增强行车安全；现在已成为欧盟强制法规；PositionLocation（档位定位）用于换挡机构的前后的各个档位的定位（以输出正确的拉索行程来正确换档），并为操作者提供良好的换挡手感；RoustComb-LeafSpringDetent-BulletDetent-RollerLeafSpringDetent-RollerDetent-BulletPositionGate（档位限位）用于划分各档位，并杜绝行驶过程中可能引起的误操作而带来的潜在危险；DetentGate-用提拉杆的驱动来实现档位锁止；结构复杂，手柄必须带按钮；CushionGate-用限位板的形状来限制换档杆的运动；结构简单，但限位安全性相对较差；DetentGateCushionGateTiptronicFunction（手自一体）用于提供手动换档的功能，一般情况下是通过换档机构电气信号的输出，然后由TCU来处理相应的动作。前两种形式都是靠换档杆的移动来实现信号切换的，对于Hall的形式由于要考虑EMC因此在产品的可靠性和实验成本上相对来说不占优势。把+、-开关放在手球上，只是相当与在直线型或蛇型的机构增加了一组开关，实现简单，而且模块华强；TipSWonKnobTipSWDrivebyLeverHallSWDrivebyMagnetPositionIndicator（档位指示）用于指示白天和夜间的换档机构所处的正确位置，并提供夜间照明。LED的形式对光的均匀度、显示效果要好，但成本较高，而且电路板的实验也比较烦；灯泡的形式成本比较低，显示效果差些；LEDIlluminationLampSliderSystem（滑条系统）用于防尘和装饰；Slider(滑片，软材料，TPE\TEEE）Boot(防尘套，皮、革、橡胶等）KnobSystem（手柄系统）为操作者提供操作的介质，并为档位解锁提供必要的行程；手柄由于机构小巧、装配零件多、工艺复杂（包胶，缝皮、涂装等）因此，对于设计和制造都有一定的难度；TopButtonSideButtonNoButtonFrontButtonOtherSystem（其它系统）SW（开关）：（S,W,E,OD…)提供相应的触发信号；Performance(产品的性能)LashorLooseness(松动或间隙)C/M:结构选型；公差的合理设置；精扎管或POM垫圈或橡胶调节块的运用；杠杆比的合理设置；预防措施：过去或类似产品经验Performance(产品的性能)ShiftEffort&ShiftFeeling(换档力和换档感觉)C/M:结构选型；Detent形状设计；材料选择，油脂的选择；弹簧力的大小；产品表面的光滑度；杠杆比的设置；预防措施：软件模拟、Prototype样件Performance(产品的性能)Strength&Rigidity(强度刚度)C/M:产品结构设计；材料选择；模具的设计（熔接痕等）；预防措施：FEA分析、产品改进备选方案Performance(产品的性能)Noise(声音改善)C/M:产品结构设计，尽量少的冲击；撞击或接触面，TPE或橡胶等软材料选择；非接触形式；油脂应用或；产品表面光洁度；预防措施：过去产品经验，Prototype样件Performance(产品的性能)Durability(耐久)C/M:定位形式的选择；(RoustComb,Detent)材料的选择（耐磨）；Detent的形状；（档位与档位的定位越深，耐久性能越差）弹簧的耐久；（刚度越大，压缩行程越长，耐久性能越差）油脂应用；（阻力小，耐久性能好）预防措施：过去产品或类似产品经验Thanks！