專(zhuān)利名稱：滑行節(jié)油裝置及在機(jī)動(dòng)車(chē)上的安裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)部件-滑行節(jié)油裝置及它在機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的安裝。
滑行節(jié)油裝置是車(chē)輛在高速行駛時(shí)，減小油門(mén)利用車(chē)輛慣性行駛的裝置。專(zhuān)利號(hào)CN88220935.3;902226223設(shè)計(jì)了用兩層方向相反的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)來(lái)使車(chē)輛滑行，一層機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)，另一層機(jī)構(gòu)用于倒檔，兩層機(jī)構(gòu)決不在相同的園截面上，結(jié)構(gòu)都很復(fù)雜，可靠性低，至今不能推廣使用，而且這種設(shè)計(jì)決不能與車(chē)輛生產(chǎn)廠家相配套。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有車(chē)輛滑行節(jié)油裝置體積大、不可靠，不能與大批量生產(chǎn)的卡車(chē)和轎車(chē)相配套的缺點(diǎn)，而且做到裝上車(chē)輛后能自如的正常行駛，確保能連續(xù)加速，有效的倒車(chē)。行駛過(guò)程中在額定轉(zhuǎn)速下自動(dòng)開(kāi)滑，自動(dòng)止滑，必要時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)人工鎖止;特別是有兩套前進(jìn)機(jī)構(gòu)，提高了安全性。
這種滑行節(jié)油裝置不但能裝在機(jī)動(dòng)車(chē)輛驅(qū)動(dòng)軸與輪轂連接的半軸部位上，而且可裝在驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)齒輪(角齒)的前端與傳動(dòng)軸連接，其結(jié)構(gòu)主要由蓋子、外殼、芯子(芯子可單獨(dú)做為一個(gè)另件與半軸分離;也可與半軸做為一體，以下不再說(shuō)明)，離合塊(離合塊有多種形式，主要有方形、一端方形另一端半園形、園柱形、園球形、搖臂形等，以下稱離合塊即包含各種形式，不再作說(shuō)明)、撐塊(撐塊有園柱形、方形、棘爪形、園球形等，以下稱撐塊即包含各種形式，不再作說(shuō)明)，彈簧機(jī)構(gòu)、軸承等構(gòu)成;這種滑行節(jié)油裝置在外殼上開(kāi)有離合塊安裝和運(yùn)動(dòng)的缺口，內(nèi)裝彈簧和離合塊，該離合塊能順利的進(jìn)入芯子，或在離心力作用下，部分或全部藏在外殼的缺口內(nèi);同時(shí)在同一園截面上錯(cuò)開(kāi)一定角度，開(kāi)有撐塊運(yùn)動(dòng)的軌道，軌道的曲線如

圖1至圖4及圖9，如采用園柱形撐塊時(shí)，在順箭頭方向與撐塊接觸部位，它的R與園柱的半徑相當(dāng)，能阻止撐塊前進(jìn);按箭頭的反方向，有一曲線使R與外殼內(nèi)園沿滑過(guò)渡，其功用為滑行時(shí)平順的使園柱進(jìn)入芯子的缺口中，如用圖9中的方形撐塊，此曲線可是直線，外殼上這種軌道的數(shù)量應(yīng)是所采用撐塊數(shù)的倍數(shù)。在芯子中，按外殼相對(duì)應(yīng)的角度和園截面上，也開(kāi)有離合塊可以進(jìn)入和退出的缺口，缺口的形狀隨離合塊的形狀而改變，同時(shí)這個(gè)缺口在順箭頭方向的一邊要削去一塊使兩邊有個(gè)階差，這個(gè)階差具有能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)滑行，倒車(chē)和使車(chē)輛前進(jìn)等功能;同時(shí)在芯子的相同園截面不同角度上還開(kāi)有撐塊安裝和運(yùn)動(dòng)的缺口，缺口的形狀隨撐塊外形不同而改變，撐塊的功能是車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，將動(dòng)力通過(guò)芯子，壓住撐塊再壓向外殼驅(qū)動(dòng)車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng);附圖中顯示，外殼和芯子內(nèi)離合塊運(yùn)動(dòng)的缺口和撐塊運(yùn)動(dòng)的缺口，以及所安裝的離合塊，撐塊都是在同一園截面上交錯(cuò)安排的，即為單層結(jié)構(gòu);它們的數(shù)量圖1中各采用了三個(gè)，適當(dāng)增加或減少均能工作，而外殼上與撐塊相配的缺口，則可以為其倍數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是離合塊在慣性力作用下，工作準(zhǔn)確可靠;車(chē)輛前進(jìn)時(shí)芯子與外殼包合住撐塊成為剛體，結(jié)構(gòu)另件均安裝同一園截面上，可做得很薄，整個(gè)組合件如同一根半軸;因此能實(shí)現(xiàn)與批量生產(chǎn)的車(chē)輛配套，也能裝在現(xiàn)有在用的各型車(chē)輛上，不但可以裝在卡車(chē)上而且可在轎車(chē)等小型車(chē)上使用;而且整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，盡管達(dá)到開(kāi)滑速度時(shí)能夠自動(dòng)開(kāi)滑，但下長(zhǎng)坡度時(shí)卻能自鎖，因此很安全。
圖1是適用于安裝在半軸位置的滑行節(jié)油裝置的結(jié)構(gòu)2是適用于安裝在主動(dòng)齒輪前端的滑行節(jié)油裝置的結(jié)構(gòu)3為滑行節(jié)油裝置運(yùn)動(dòng)情況示意4為滑行節(jié)油裝置內(nèi)的離合塊和撐塊的配置形式圖5是滑行節(jié)油裝置中半軸的結(jié)合形式圖6是滑行節(jié)油裝置在使用全浮動(dòng)半軸的機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的安裝(實(shí)施例之一)圖7是滑行節(jié)油裝置在采用半浮動(dòng)或3/4浮動(dòng)式半軸的機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的安裝(實(shí)施例之二)圖8是滑行節(jié)油裝置安裝在驅(qū)動(dòng)橋的主動(dòng)齒輪及傳動(dòng)軸之間(實(shí)施例之三)圖9是圖4的補(bǔ)充下面參照附圖作進(jìn)一步說(shuō)明圖1是適用于安裝在半軸位置的滑行節(jié)油裝置結(jié)構(gòu)圖，圖2是安裝在主動(dòng)齒輪前端的滑行節(jié)油裝置結(jié)構(gòu)圖，二者工作原理相同，結(jié)構(gòu)類(lèi)似，只是安裝部位不同;圖1中未示出半軸，(右視圖未繪出蓋子)，圖2中不需要半軸;圖中1為蓋子、2軸承、3離合塊、4彈簧、5外殼、6芯子、7撐塊、8彈簧機(jī)構(gòu)、9軸承、10油封。圖中清楚的示出了離合塊、撐塊和幾種缺口的曲線形狀，幾何圖形和位置關(guān)系;圖1中芯子6可單獨(dú)做為一個(gè)另件與半軸分離，裝配時(shí)再組合在一起;也可直接做成一根半軸，這根半軸與差速器齒輪連接的一端有花鍵，另一端則按芯子的要求制作，裝配后即像一根完整的半軸。
圖1和圖2中外殼5與和芯子6夾住了撐塊7，低速或停車(chē)時(shí)離合塊在彈簧力作用下進(jìn)入芯子的缺口中，該缺口的尺寸大于離合塊，使兩邊都有明顯的間隙，當(dāng)車(chē)輛開(kāi)動(dòng)而沒(méi)有達(dá)到滑行速度時(shí)，動(dòng)力傳遞到半軸并通過(guò)芯子及撐塊使外殼轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)車(chē)輛向前行駛;當(dāng)行駛速度達(dá)到自動(dòng)滑行速度時(shí)(假定為40Km/h)，離合塊在離心力作用下克服彈簧力向外殼內(nèi)縮進(jìn)一段距離，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)降到怠速，此時(shí)在慣性力作用下，車(chē)輛開(kāi)始滑行;滑行時(shí)離合塊則沿芯子缺口H高的低臺(tái)階處順箭頭方向，不斷的越過(guò)芯子上撐塊藏身的缺口而前進(jìn)。
離合塊有多種形狀，有方形或一端為方形，另一端為半園形;也有園柱形，現(xiàn)以園柱形作說(shuō)明，如使用園柱在滑行時(shí)更能順利的跳過(guò)芯子上的缺口，進(jìn)行不斷滑行，當(dāng)速度低時(shí)，園柱進(jìn)入缺口中，終止滑行實(shí)現(xiàn)結(jié)合;由于使用園柱滑行時(shí)與芯子接觸是整個(gè)園柱的園周表面，而不是固定在一個(gè)位置，撞擊輕而受力面均勻，故不易損壞;采用園柱(或滾珠)結(jié)構(gòu)時(shí)，外殼5，離合塊安裝的缺口上，內(nèi)園周處，兩邊開(kāi)有一個(gè)r(斜面也可)，倒車(chē)時(shí)及下坡時(shí)，芯子與外殼上的r夾住離合塊，有效的防止離合塊從芯子中跳出，提高了安全性，且在芯子上有與離合塊相配合、形狀相似的缺口，并在一邊切出一個(gè)H高的斜面，以便離合塊在滑行時(shí)跳到這個(gè)斜面上來(lái)。
從圖1、圖5、圖6、圖7看出，安裝有離合塊、撐塊等機(jī)構(gòu)的部位直徑要小于與輪轂聯(lián)接的法蘭盤(pán)直徑，這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了加工工藝。
圖3是滑行節(jié)油裝置運(yùn)動(dòng)情況示意圖，是圖1A放大，本圖以園柱為例來(lái)作說(shuō)明，a.正常行駛，此時(shí)園柱被芯子和外殼夾住，所傳來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)園柱傳遞至外殼，低速運(yùn)行時(shí)，離合塊被彈簧4的力壓在芯子的缺口中，即圖中實(shí)線所示位置;當(dāng)車(chē)輛行駛速度加快至啟滑速度(由設(shè)計(jì)給定，例如40Km/h)時(shí)，在離心作用下，離合塊處于虛線位置，此時(shí)如減小油門(mén)，芯子轉(zhuǎn)速降低，外殼轉(zhuǎn)速加快，車(chē)輛就開(kāi)始滑行。b是正在滑行，當(dāng)車(chē)輛具有較大速度，(大于止滑速度-止滑速度由設(shè)計(jì)給定，例如7Km/h)時(shí)，離合塊在跳過(guò)芯子缺口時(shí)(由虛線位置移動(dòng)至實(shí)線位置)，并不能落入芯子的缺口中，而是跳到芯子缺口的左邊，由于左邊削去了H高，又有一個(gè)斜面，且有小的園角，同時(shí)因離合塊本身為園柱形，在圖示位置按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，又被推入外殼的缺口中;當(dāng)速度小于止滑速度時(shí)，離合塊無(wú)力跳到斜面上，在彈簧力作用下，只能落入芯子的缺口中，從而終止滑行;如想連續(xù)滑行，只需在達(dá)到止滑速度之前，加大油門(mén)數(shù)秒鐘后又快速減小油門(mén)即可。c是園柱被芯子與外殼夾住在另一個(gè)位置，此時(shí)離合塊藏在外殼中，車(chē)輛能正常行駛，且比較容易實(shí)現(xiàn)滑行，但在下坡之前應(yīng)在低速行車(chē)時(shí)使離合塊進(jìn)入芯子的缺口中;d示出了兩種工作狀態(tài)，當(dāng)箭頭按虛線所示，芯子帶著園柱向右移動(dòng)一個(gè)距離，園柱被外殼右邊的r夾住，則帶動(dòng)車(chē)輪倒轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)倒車(chē);當(dāng)下坡時(shí)，外殼轉(zhuǎn)速大于芯子轉(zhuǎn)速，外殼向左移動(dòng)一個(gè)距離，也將園柱壓住使它不能跳出，故車(chē)輛下坡的速度受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，從而安全可靠。
圖4和圖9是離合塊及撐塊的配置形式。離合塊的形式各有不同，但功能均是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)滑和自動(dòng)結(jié)合止滑及正常倒車(chē);離合塊的另件形狀主要有園柱形(圖4a)，撐塊搖臂形(圖4b)方形(圖4c虛線所示)，一端為方形另一端為半園形(圖4c實(shí)線所示)以及園球狀的滾珠(圖4d)，也可進(jìn)行相近的變形，不管形狀如何都必須做到，達(dá)到開(kāi)滑速度時(shí)，在離心力作用下，克服彈簧力，藏于外殼中;當(dāng)轉(zhuǎn)速低于止滑速度時(shí)，離心力基本消失，在彈簧力作用下，又回到圖示位置;圖1和圖2及圖9中標(biāo)示的另件7是撐塊，它的功用是將芯子與外殼撐住，以傳遞動(dòng)力使車(chē)輛向前行駛，另件形狀有類(lèi)似棘爪形，園柱形和園球形及方形等，它與離合塊搭配的形式有多種多樣，如何選用，應(yīng)根據(jù)傳遞功率的大小以及部件的結(jié)構(gòu)尺寸而確定，不論選用何種形狀和進(jìn)行怎樣搭配其功能和作用都相同，但以園柱形和方形加工最方便，運(yùn)動(dòng)最靈活，當(dāng)傳遞載荷較小時(shí)，例如用于小轎車(chē)，撐塊可用非金屬制造，離合塊也可外包一層非金屬，可避免撞擊和降低潤(rùn)滑要求，圖9a中撐塊采用方形，可在槽中滑動(dòng)，b中采用多根彈簧，c中為簧片，其截面形狀可如a或c中所示;外殼上與其相配合處，要進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)。
圖5是滑行節(jié)油裝置中半軸的結(jié)合形式。a是將芯子與半軸分開(kāi)制造，再在裝配時(shí)組合在一起，半軸與芯子的連接方法可用單鍵或花鍵;b是將芯子和半軸做成為一個(gè)另件，使整個(gè)滑行節(jié)油裝置的外形就像一根帶有法蘭盤(pán)的半軸，圖中的孔是與驅(qū)動(dòng)橋或制動(dòng)鼓、鋼圈連接的。
附圖1所示，是沒(méi)有配置半軸，即沒(méi)有和半軸裝配在一起的滑行節(jié)油裝置，因此所稱滑行節(jié)油裝置的外形，可如圖1、圖2和圖5所示。它們除可裝在后橋驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛上，也適用于安裝在前橋和雙橋驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛;既可安裝在左側(cè)，也可安裝在右側(cè)，只需對(duì)另件運(yùn)動(dòng)方向及有關(guān)尺寸作相應(yīng)改變即可。
圖6是滑行節(jié)油裝置在采用全浮動(dòng)式半軸的機(jī)動(dòng)車(chē)輛上的安裝(實(shí)施例之一)。全浮動(dòng)式半軸外端(法蘭盤(pán))是和兩個(gè)園錐滾子軸承支承于橋殼的半軸套管上的輪轂相連接的，另一端有花鍵，與差速器齒輪相連，它適用于輕型以上的各種載重車(chē)輛。
圖7是滑行節(jié)油裝置在采用半浮動(dòng)及3/4浮動(dòng)式半軸的機(jī)動(dòng)車(chē)輛上安裝(實(shí)施例之二)。半浮動(dòng)式半軸是以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有園錐面的軸頸及鍵與車(chē)輪輪轂相固定，或以突緣(法蘭盤(pán))直接與車(chē)輪盤(pán)及制動(dòng)鼓相聯(lián)接，適用于重量輕，使用條件較好，承載負(fù)荷不大的小轎車(chē)和輕型載重汽車(chē)上。
圖8是將滑行節(jié)油裝置安裝在驅(qū)動(dòng)橋的主動(dòng)齒輪(即角齒輪)與傳動(dòng)軸之間(實(shí)施例之三)，這種結(jié)構(gòu)芯子和外殼各與一個(gè)部件連接，其控制方法，工作原理，工作程序與安裝在驅(qū)動(dòng)軸一樣，所不同的是按圖6、圖7形式安裝，在滑行時(shí)驅(qū)動(dòng)橋齒輪是不工作的;而圖8所示，滑行時(shí)盤(pán)齒是要帶動(dòng)角齒轉(zhuǎn)動(dòng)的，節(jié)油效果比裝在驅(qū)動(dòng)軸上略差。
圖1至圖9中所示均為單層結(jié)構(gòu)，如果需要也可將離合塊部分與撐塊部分，分為兩層，其工作原理、工作程序、控制方法均相同，只是厚度增加。
以上對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)闡述，其節(jié)油效果極為優(yōu)良，對(duì)在用車(chē)輛而言，不管發(fā)動(dòng)機(jī)本身油耗多低，還可在此基礎(chǔ)上再省油百分之十幾，而且經(jīng)實(shí)踐證明，在一級(jí)公路上行駛節(jié)油率可達(dá)20%以上，這是目前任何機(jī)械的、物理的或化學(xué)的節(jié)油辦法很難能達(dá)到的;目前全世界在用機(jī)動(dòng)車(chē)輛有10多億輛，每年新生產(chǎn)車(chē)輛3000萬(wàn)輛以上，故本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)節(jié)約一次能源有重要意義。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)動(dòng)車(chē)輛上使用的滑行節(jié)油裝置，其特征是可安裝在驅(qū)動(dòng)軸與輪轂連接的半軸部位上或安裝在驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)齒輪(角齒)與傳動(dòng)軸之間。主要由蓋子、外殼、芯子、離合塊、撐塊、彈簧機(jī)構(gòu)、軸承等構(gòu)成；在外殼上開(kāi)有離合塊安裝和運(yùn)動(dòng)的缺口，內(nèi)裝彈簧和離合塊，該離合塊能順利的進(jìn)入芯子中，或在離心力作用下，部分或全部藏在外殼的缺口內(nèi)；同時(shí)在同一園截面上錯(cuò)開(kāi)一定角度，開(kāi)有撐塊運(yùn)動(dòng)的軌道，軌道的曲線如圖1至圖4及圖9所示，缺口的數(shù)量是撐塊數(shù)的倍數(shù)。在芯子中按外殼相對(duì)應(yīng)的角度和園截面上，也開(kāi)有離合塊可以進(jìn)入和退出的缺口，缺口的形狀隨離合塊的形狀而改變，同時(shí)這個(gè)缺口在順箭頭方向的一邊要削去一塊(如圖4)，使兩邊有個(gè)階差；在芯子的相同園截面不同角度上還開(kāi)有撐塊安裝和運(yùn)動(dòng)的缺口，缺口的形狀隨撐塊外形不同而改變，(如圖4和圖9)。外殼和芯子內(nèi)離合塊運(yùn)動(dòng)的缺口和撐塊運(yùn)動(dòng)的缺口，以及所安裝的離合塊和撐塊都是在同一園截面交錯(cuò)安排的，即為單層結(jié)構(gòu)；離合塊與撐塊的數(shù)量，圖1中采用三個(gè)，適當(dāng)增加或減少均能工作。
2.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是離合塊的形狀主要有方形、一端方形另一端半園形、園柱形、園球形、搖臂形;撐塊有園柱形、方形、棘爪形、園球形，如圖1至圖4及圖9，可按圖4及圖9等不同形式相互配置，其工作原理和作用相同。
3.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是芯子可單獨(dú)做為一個(gè)另件與半軸分離，所裝配成的滑行節(jié)油裝置如圖1和圖5;芯子也可與半軸做成為一個(gè)整體，所裝配成的滑行節(jié)油裝置如圖5。
4.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是當(dāng)離合塊采用園柱形(或滾珠)結(jié)構(gòu)時(shí)，外殼與離合塊安裝的缺口上，內(nèi)園周處，兩邊開(kāi)有一個(gè)r(斜面也可)倒車(chē)時(shí)及下坡時(shí)，芯子與外殼上的r夾住離合塊，能有效的防止離合塊從芯子中跳出;且在芯子上有與離合塊相配合，形狀相似的缺口，并在一邊削出一個(gè)H高的斜面，如圖3。
5.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是，當(dāng)按圖1、圖5、圖6、圖7制作和安裝時(shí)，安裝有離合塊、撐塊等機(jī)構(gòu)的部位，直徑小于與輪轂聯(lián)接的突緣(法蘭盤(pán))直徑。
6.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是當(dāng)傳遞載荷較小時(shí)撐塊可用非金屬材料制作，離合塊也可外包一層非金屬。
7.按權(quán)利要求1所述的滑行節(jié)油裝置其特征是，當(dāng)安裝在半軸位置時(shí)，是以突緣(法蘭盤(pán))直接與車(chē)輪輪轂或輪盤(pán)，或制動(dòng)鼓相聯(lián)接，如圖6、圖7;當(dāng)安裝在驅(qū)動(dòng)橋的主動(dòng)齒輪(角齒)與傳動(dòng)軸之間時(shí)，芯子和外殼各與一個(gè)部件相連。
全文摘要
一種機(jī)動(dòng)車(chē)輛上使用的滑行節(jié)油裝置，由蓋子、外殼、芯子、離合塊、撐塊、彈簧機(jī)構(gòu)、軸承等構(gòu)成；可以安裝在驅(qū)動(dòng)軸與輪轂連接的部位上或安裝在驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)齒輪與傳動(dòng)軸之間；能使車(chē)輛正常行駛，關(guān)小油門(mén)后利用慣性自動(dòng)滑行，實(shí)現(xiàn)節(jié)油；能自動(dòng)接合止滑和正常倒車(chē)。
文檔編號(hào)F16D43/24GK1095143SQ9310595
公開(kāi)日1994年11月16日 申請(qǐng)日期1993年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月15日
發(fā)明者劉運(yùn)柳, 龔凱, 劉成 申請(qǐng)人:劉運(yùn)柳, 龔凱, 劉成