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技术领域

本实用新型涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种电控分动器的换 挡操纵装置。

背景技术

随着汽车市场的发展，人们对于越野路况的驾驶要求越来越普遍，多 轴驱动的汽车越来越多。由于多轴驱动的汽车依靠分动器将变速器输出的 动力分配到各个驱动桥，而手动分动器需要驾驶员在复杂越野路况下手动 切换分动器档位，同时兼顾车辆其他操作系统。这样一方面对驾驶技术提 出了极高要求，另一方面由于分动器档位之间的切换具有严格的先后顺序， 手动换挡容易出现误操作。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述技术问题，提供一种电控分动器的换挡操纵 装置，该装置能很好的解决上述技术问题，通过合理设计的电控结构实现 换挡。

为实现此目的，本实用新型所设计的电控分动器的换挡操纵装置，包 括拨叉轴，拨叉轴的一端固定有限位螺母，拨叉轴上套设有高低档拨叉、 差速锁止拨叉、差速锁止支架、弹簧固定支架、差速退档弹簧和差速进档 弹簧；差速退档弹簧位于限位螺母和差速锁止支架之间，弹簧固定支架位 于差速锁止支架的左右两块挡板之间，差速进档弹簧的两端固定于弹簧固 定支架的左右两端，差速锁止拨叉的底部位于弹簧固定架的左右两块挡板 之间，其特征在于：它还包括换挡电机，换挡电机的输出端连接有减速器， 减速器的输出端连接有凸轮轴，凸轮轴上套设有凸轮；凸轮上设有锁止轨 道和高低档轨迹槽，并固定有凸轮挡块，凸轮轴伸出凸轮的部分上设有推 动凸轮挡块的弹性结构；所述差速锁止支架的底部固定有差速锁止滚轮， 差速锁止滚轮设置于锁止轨道中，所述高低档拨叉底部固定有高低档滚轮， 高低档滚轮设置于高低档轨迹槽中。

进一步地，所述弹性结构包括固定于凸轮轴端部的弹性支撑片和套设 于凸轮轴上的卷簧，卷簧的两端向上弯曲形成推动挡块，所述凸轮挡块和 弹性支撑片位于两块推动挡块之间。

进一步地，所述弹性支撑片包括与凸轮轴固定的固定圆盘，固定圆盘 的侧面连接有与固定圆盘垂直的限位挡块，限位挡块位于两块推动挡块之 间。

进一步地，所述推动挡块包括外侧的第一推动挡块和内侧的第二推动 挡块，所述凸轮挡块伸出凸轮的部分上开有与第一推动挡块配合的挡块槽。

进一步地，所述锁止轨道设置于凸轮的一端的端面上，所述高低档轨 迹槽开设于凸轮的另一端，所述凸轮挡块固定于凸轮的另一端上。

进一步地，所述锁止轨道包括非锁止导向面，非锁止导向面连接有零 轴向行程的高档锁止平面，高档锁止平面连接有具有轴向行程的非锁止弧 面，非锁止弧面连接有零轴向行程的低档锁止平面，低档锁止平面的末端 连接有低档锁止导向面。

进一步地，所述高低档轨迹槽为螺旋槽，包括高档槽，高档槽连接有 零轴向行程的高档行程槽段，高档行程槽段连接有具有轴向行程的空挡行 程槽段，空挡行程槽段连接有零轴向行程的低档行程槽段，低档行程槽段 的末端连接有低档槽。

进一步地，所述高档槽和非锁止导向面对应，所述高档行程槽段与高 档锁止平面对应，所述空挡行程槽段与非锁止弧面对应，所述低档行程槽 段与低档锁止平面对应，所述低档槽与低档锁止导向面对应。

更进一步地，所述减速器上设有电机位置编码器。

本实用新型的有益效果是：通过滚轮与轨迹槽和轨道的配合运动，推 动拨叉进入目标档位，各个档位的切换顺序通过凸轮上的轨迹槽和轨道来 确定，避免了在换挡遇到阻碍时拨叉推不进档位使电机赌转，造成电机和 操纵机构的损坏；通过弹性结构推动凸轮转动，避免了电机减速器输出端 和凸轮的刚性连接，当换挡遇到阻力时，电机的输出转矩将转换为卷簧的 弹性势能储存在缓冲器中，在阻力减小时带动凸轮转动，从而推动拨叉换 挡，提高了换挡操纵装置的使用寿命。避免了驾驶员手动换挡时，未按照 分动器换挡先后顺序导致的误操作，并极大简化了驾驶员在复杂路面切换 分动器档位的操作，可实现快捷准确的换挡操作。

附图说明

图1为本实用新型中换挡操纵装置的正面结构示意图；

图2为本实用新型中换挡操纵装置背面的结构示意图；

图3为本实用新型中弹性结构设置于凸轮上的结构示意图；

图4为本实用新型中凸轮一个方向的轴测图；

图5为本实用新型中凸轮另一个方向的轴测图；

图6为本实用新型中凸轮端部的正视图；

图7为本实用新型中凸轮的主视图；

图8为本实用新型的图7中凸轮旋转一定角度后的主视图；

图9为本实用新型的图8中凸轮继续旋转一定角度后的主视图；

图10为本实用新型的图9中凸轮继续旋转一定角度后的主视图；

其中，100—拨叉轴，101—限位螺母，102—高低档拨叉，103—差速 锁止拨叉，104—差速锁止支架，105—弹簧固定支架，106—差速退档弹簧， 107—差速进档弹簧，108—换挡电机，109—减速器，110—电机位置编码 器，111—凸轮轴，112—凸轮，113—锁止轨道，113.1—非锁止导向面，113.2 —高档锁止平面，113.3—非锁止弧面，113.4—低档锁止平面，113.5—低档 锁止导向面，114—高低档轨迹槽，114.1—高档槽，114.2—高档行程槽段， 114.3—空挡行程槽段，114.4—低档行程槽段，114.5—低档槽，115—凸轮 挡块，116—差速锁止滚轮，117—高低档滚轮，118—弹性支撑片，118.1— 固定圆盘，118.2—限位挡块，119—卷簧，120—第一推动挡块，121—第二 推动挡块，122—挡块槽。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步地详细说明：

如图1—2所示的电控分动器的换挡操纵装置，包括拨叉轴100，拨叉 轴100的一端固定有限位螺母101，拨叉轴100上套设有高低档拨叉102、 差速锁止拨叉103、差速锁止支架104、弹簧固定支架105、差速退档弹簧 106和差速进档弹簧107；差速退档弹簧106位于限位螺母101和差速锁止 支架104之间，弹簧固定支架105位于差速锁止支架104的左右两块挡板 之间，差速进档弹簧107的两端固定于弹簧固定支架105的左右两端，差 速锁止拨叉103的底部位于弹簧固定架105的左右两块挡板之间，换挡操 纵装置还包括换挡电机108，换挡电机108的输出端连接有减速器109，减 速器109的输出端连接有凸轮轴111，凸轮轴111上套设有凸轮112；凸轮 112上设有锁止轨道113和高低档轨迹槽114，并固定有凸轮挡块115，凸 轮轴111伸出凸轮112的部分上设有推动凸轮挡块115的弹性结构；所述差 速锁止支架104的底部固定有差速锁止滚轮116，差速锁止滚轮116设置于 锁止轨道113中，所述高低档拨叉102底部固定有高低档滚轮117，高低档 滚轮117设置于高低档轨迹槽114中。通过换挡电机108和减速器109驱 动凸轮轴111，凸轮轴111带动凸轮112转动，通过凸轮112上的轨迹槽与 滚轮的配合，实现换挡拨叉的移动，从而实现换挡，避免了手动换挡时的 误操作。

上述技术方案中，所述锁止轨道113设置于凸轮112的一端的端面上， 所述高低档轨迹槽114开设于凸轮112的另一端，所述凸轮挡块115固定于 凸轮112的另一端上。

上述技术方案中，减速器109上设有电机位置编码器110。

上述技术方案中，如图3所示，弹性结构包括固定于凸轮轴111端部 的弹性支撑片118和套设于凸轮轴111上的卷簧119，卷簧119的两端向上 弯曲形成推动挡块，凸轮挡块115和弹性支撑片118位于两块推动挡块之 间。通过推动挡块推动凸轮挡块115，从而使凸轮112转动，这样避免了电 机和凸轮112的刚性连接，当换挡阻力较大时，卷簧119发生形变，将电 机输出的动能储存在卷簧119的弹性势能中，待换挡阻力减小时推动凸轮 112旋转，完成换挡，避免换挡电机108堵转和换挡机构损坏。卷簧119可 使用扭簧等弹性件替换，因此弹性结构有多种结构形式，易于生产制造。

上述技术方案中，弹性支撑片118包括与凸轮轴111固定的固定圆盘 118.1，固定圆盘118.1的侧面连接有与固定圆盘118.1垂直的限位挡块

118.2，限位挡块118.2位于两块推动挡块之间。通过限位挡块118.2的结构 进一步限定凸轮挡块115的位置，保证凸轮挡块115的工作稳定，同时限 位挡块118.2也是弹性结构的动力输入端，限位挡块118.2作用在推动挡块 上，使推动挡块推动凸轮挡块115转动。

上述技术方案中，如图3—6所示，推动挡块包括外侧的第一推动挡块 120和内侧的第二推动挡块121，凸轮挡块115伸出凸轮112的部分上开有 与第一推动挡块120配合的挡块槽122。通过挡块槽122的结构，进一步保 证了推动挡块与凸轮挡块115的配合。

上述技术方案中，如图7—10所示，锁止轨道113包括非锁止导向面 113.1，非锁止导向面113.1连接有零轴向行程的高档锁止平面113.2，高档 锁止平面113.2连接有具有轴向行程的非锁止弧面113.3，非锁止弧面113.3 连接有零轴向行程的低档锁止平面113.4，低档锁止平面113.4的末端连接 有低档锁止导向面113.5。

上述技术方案中，高低档轨迹槽114为螺旋槽，包括高档槽114.1，高 档槽114.1连接有零轴向行程的高档行程槽段114.2，高档行程槽段114.2 连接有具有轴向行程的空挡行程槽段114.3，空挡行程槽段114.3连接有零 轴向行程的低档行程槽段114.4，低档行程槽段114.4的末端连接有低档槽 114.5。

上述技术方案中，高档槽114.1和非锁止导向面113.1对应，高档行程 槽段114.2与高档锁止平面113.2对应，空挡行程槽段114.3与非锁止弧面 113.3对应，低档行程槽段114.4与低档锁止平面113.4对应，低档槽114.5 与低档锁止导向面113.5对应。通过合理设计的高低档轨迹槽114和锁止轨 道113，保证了两个拨叉在每个档位的位置都一一对应，结构稳定，保证了 换挡效果。

本实用新型的换挡过程是：换挡电机108驱动减速器109，减速器109 驱动凸轮轴111转动，凸轮轴111驱动凸轮112转动，通过滚轮与轨迹槽的 配合实现拨叉的移动，以下以H档为起始档位对四个档位(H、HL、N、L) 进行说明：

H档：高低档滚轮117位于高档槽114.1中，此时差速锁止滚轮116位 于非锁止导向面113.1上，此时高低档拨叉102与高低档滑动齿套配合，高 低档滑动齿套与分动器输入轴轴套的高档轮齿啮合，差速锁止拨叉103与 行星差速机构的差速锁止拨叉套配合，此时行星差速机构处于非锁止状态， 分动器位于H档。

HL档：凸轮112旋转一定角度，高低档滚轮117位于高档行程槽段114.2 中，差速锁止滚轮116位于高档锁止平面113.2上，高低档拨叉102与高低 档滑动齿套配合，高低档滑动齿套与分动器输入轴轴套的高档轮齿啮合，

差速锁止拨叉103与行星差速机构的差速锁止拨叉套配合，此时行星差速 机构处于锁止状态，分动器位于HL档。

N档：凸轮112旋转一定角度，高低档滚轮117位于空挡行程槽段114.3 中，差速锁止滚轮116位于非锁止弧面113.3上，高低档拨叉102与高低档 滑动齿套配合，高低档滑动齿套不处于啮合状态，差速锁止拨叉103与行 星差速机构的差速锁止拨叉套102配合，此时行星差速机构处于非锁止状 态，分动器位于N档。

L档：凸轮112旋转一定角度，高低档滚轮117位于低档行程槽段114.4 中时，差速锁止滚轮116位于低档锁止平面113.4上，高低档滚轮117位于 低档槽114.5中时，差速锁止滚轮116位于低档锁止导向面113.5上。高低 档拨叉102与行星减速机构的低档轮齿啮合，差速锁止拨叉103与行星差 速机构的差速锁止拨叉套配合，此时行星差速机构处于锁止状态，分动器 位于L档。

当分动器进档时，差速进档弹簧107作用在差速锁止拨叉103上，使 差速锁止拨叉103移动，实现差速器的换挡锁止，当分动器退档时，差速 退档弹簧106作用在差速锁止支架104上，使差速锁止滚轮116与锁止轨 道113相互压紧，保证了结构稳定性。本实用新型的电控操作简单，有效 防止了电机堵转和人为误操作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术 范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之 内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为 准。