CN101767578B - 汽车后桥减速刹车装置 - Google Patents

Abstract

汽车后桥减速刹车，是通过在汽车后桥上安装连接桥及齿轮减速器，在连接桥上安装起离合器作用的齿轮，齿轮连接减速器，当需要时减速器才运转。减速器的动力输出一端在向外延伸的同步齿轮轴上设曲轴。在曲轴连杆轴径上连接柱塞式液压油缸的柱塞杆顶端。油缸筒底端两侧设轴销连接并固定在减速器壁。柱塞杆在曲轴带动下做圆周往复伸缩运动，油缸跟随曲轴旋转来回摆动。油缸筒壁设多条并联油管至液压油箱，以满足曲轴不同转速下，液压油进出油缸的速度要求。在液压油箱内，油管端设截流阀，当柱塞杆向缸内做回缩运动时，限制油管的出油速度便限制了柱塞回缩速度，就控制了曲轴转速，就间接地控制了轮胎转速，起到了刹车作用。特点：在陡坡或长坡上可以长时间恒定车辆速度。

Description

汽车后桥减速刹车装置

技术领域：汽车后桥减速刹车装置是汽车组成的一部分，是汽车后桥兼刹车的组合，是一种能限制汽车行驶速度，起到使车辆停止运行作用的后桥刹车装置。

背景技术：当前汽车所使用的刹车形式由来已久，是由固定在轮胎钢板上的圆形刹车毂，加上固定在后桥半轴壳外端上的二个半圆形刹车蹄及上面的磨片和凸轮轴连接着桥壳上安装的刹车分泵组成。当需要时，刹车分泵在气压的作用下带动凸轮轴转动，使得刹车蹄片与刹车毂紧密解除，在摩擦力的作用下，使得刹车鼓的转速降低，直到停止转动，从而控制了轮胎转动，产生了刹车效果。

此种刹车系统缺点如下：

1、在气压不足时无法使用；

2、结构复杂，零部件繁多，任何一个小零件出故障也会导致刹车效果降低或失灵，可能引起事故；

3、当载重汽车连续下坡情况下，为降低车速会连续不断地使用刹车，会使刹车磨片与刹车毂摩擦过久产生热量过大而使铁制刹车鼓由于过热而变红，降低了以至消失摩擦效果，车辆因失去刹车可能产生重大事故。

发明内容：当前山区公路比比皆是，在相同或不同的坡路行车事故几乎每天都在发生，为了克服这一世界上的行车难题，本人悉心摸索，另寻途径，开发出另外一种原理的刹车方式，通过在车辆后桥上用齿轮连接减速器，当转速降低几倍之后，用液压油缸柱塞杆收缩背压工作来抵消向前行驶的惯性力。

技术方案：因传统刹车很难进行深入开发，现在只有另寻途径。车的动力由后桥主减速器锥齿传递给盆齿，再经差速器传递给半轴到车轮。当车辆下坡时，由于惯性作用，车速越来越快，动力是由于车轮到半轴传递给差速器到盆齿，盆齿再带动椎齿将力传递给机器，使车辆机器转速超过安全范围，高速旋转。此时，如果在后桥上向半轴或后桥主减速器施加一个相反的力，把车辆向前惯性产生的力消耗掉，或开始就用力加以限制，不让惯性的力增大，这样车辆的快慢就在掌握之中，车辆的安全就有了保障。

技术方案：连接桥

方案一、在车辆的驱动桥上安装一个连接桥，连接桥的作用是连接车辆的后桥的盆齿同减速器。连接桥包括同盆齿相齿和的连接桥主动齿，及和主动齿为一体的随动齿。随动齿再带动第二主动齿，第二主动齿固定在连接桥离合器齿轮轴上，同轴同步旋转，齿轮轴两侧固定在连接桥壁，齿轮离合器主动齿也固定在离合器齿轮轴上，同轴同步旋转，并可以在轴上的滑道内滑动，以实现同离合器随动齿结合。与分离。接合时用桥外汽缸带动拉杆，带动离合器拨叉，使主动齿滑动与随动齿结合。分离时排放气压，归位弹簧，推动拨叉带动主动齿同随动齿分离。齿轮离合器随动齿固定在连接桥的一部分，向桥壳内伸入的离合器随动齿轴上。离合器随动齿带动减速器主动齿。不工作时，离合器主动齿，离合器齿轮轴，同连接桥第一主从动齿跟随主减速器盆齿同步转动。

方案二、半挂车挂车专用。由于挂车轴结构原因，本减速刹车外形上受到空间限制，用一汽Φ457型后驱动桥为例。取下主减速器，铸造同主减速器圆孔大小相等的连接桥

40、曲轴连杆径端螺杆部分(图8)。

41、汽缸推杆。汽缸固定在桥壳上，推杆端连接进入桥壳的“巨”形拉杆(42)桥壳外侧杆端(图6)。

42、进入桥壳的“巨”形拉杆(图6)。

43、桥壳(图6)

44、连接桥壁同减速器连接部分(图6)。

45、齿轮离合器圆型档圈。

46、齿轮离合器圆型开口卡簧。

47、连接桥壁同后桥壳连接部分(图6)，连接桥起连接后桥同减速器作用，同后桥连接口为圆型，同减速连接口为方型。

48、齿轮离合器齿牙。

49、连接桥壁的一部分，齿轮离合器从动齿轮轴。

50、齿轮离合器齿轮轴。两端用轴承固定于连接桥壁。

51、连接桥第二主动齿。同离合器齿轮轴(50)同步旋转。

52、连接桥第一从动齿。同连接桥第二主动齿(51)齿合。

53、连接桥第一主动齿。同后桥主减速器盆齿(55)齿合，同连接桥第一从动齿(52)为一体。

54、连接桥第一主、从动齿轴。第一主、从动齿在轴上转动。轴两端固定于连接轿壁向桥壳内伸入部分。

55、后桥主减速器从动齿-盆型齿。

56、后桥主减速器差速器壳。

57、连接桥壁。

58、减速器油缸外侧壁部分。

59、弹簧档片(图6)

60、曲轴旋转方向(图7)。

具体实施方式

第一种方案：将连接桥同减速器直接安装在车辆的驱动桥上，以一汽Φ457驱动桥为例。打开驱动桥主减速器的后盖，将连接桥按桥上的螺丝孔对应位置，安装在驱动桥上。

汽车后桥减速刹车装置，如图1所示，其构成包括连接桥单元、减速器和油缸；

所述的连接桥单元包括桥壳，连接桥的桥壳是铸造而成，同驱动桥相连一面接口为圆型，同减速器连接一面接口为方型；分别用固定件与驱动桥和减速器连接；

桥壳中连接桥的第一主动齿(53)，它齿合于驱动桥主减速器盆齿(55)，在盆型齿的带动下绕连接桥第一主从动齿轴(54)转动；

连接桥的第一从动齿(52)，它同第一主动齿(53)为一体，它齿合于连接桥第二主动齿(51)，这是连接桥的减速齿；第一主从动齿(52)也在第一主从动齿轴(54)上转动；连接桥第一主从动齿轴(54)两端固定于连接桥壁向桥壳中间伸入的支架；

连接桥第二主动齿(51)是套在齿轮离合器齿轮轴(50)上的，并同齿轮离合器齿轮轴(50)同步旋转；

齿轮离合器齿轮轴(50)两端固定于连接桥两端的侧壁(57)上的两个中空的圆柱体内；其中，齿轮离合器齿轮轴(50)的一端置于连接桥的一端侧壁(57)上的中空的圆柱体内；连接桥的另一端侧壁(57)上也有一个中空的圆柱体(49)，该中空的圆柱体(49)也是离合器随动齿(16)的轴，离合器随动齿(16)可以其绕器转动；齿轮离合器齿轮轴(50)的另一端置于该中空的圆柱体(49)内并也通过轴承固定；

离合器主动齿(17)在离合器齿轮轴(50)上并随其同步转动，并可以在拨叉(27)的控制下，在齿轮离合器齿轮轴(50)上滑动；拨叉(27)由桥壳外的气缸推杆(41)控制，通过安装在桥壳上面的“巨”字型拉杆(42)和拨叉拉杆(28)带动(见图6)；

气缸充气时，通过拉杆(28)带动拨叉(27)带动齿轮离合器主动齿(17)向齿轮离合器随动齿(16)滑动，当与两齿的齿轮离合器齿牙(48)接触后，离合器接合开始，离合器随动齿(16)开始以中空的圆柱体(49)为轴转动；

当关掉气缸气压后，拨叉(27)带动离合器主动齿(17)在归位弹簧(29)的作用下向回滑动(见图6)，离合器主动齿(17)与离合器随动齿(16)分离，离合器随动齿(16)停止转动；

离合器随动齿(16)被圆型档圈(45)的圆型开口卡簧(46)固定在齿轮离合器的中空的圆柱体(49)轴的上面；至此，在连接桥内，盆型齿(55)带动第一主动齿(53)、第一从动齿(52)，第一从动齿(52)又带动第二主动齿(51)，第二主动齿51又带动齿轮离合器齿轮轴(50)，齿轮离合器齿轮轴(50)又带动离合器主动齿(17)，离合器主动齿(17)在拨叉(27)的作用下，再带动离合器随动齿(16)，完成整个连接桥的传递过程。

如图1所示，所述的减速器是长方形结构，左侧部分是齿轮减速器，右侧是液压的油缸；齿轮减速器的前端用固定件连接于连接桥后端的方形口上；

减速器的第一主动齿(1)与连接桥的齿轮离合器随动齿(16)相齿合，从动于齿轮离合器随动齿(16)；减速器的第一从动齿(2)同第一主动齿(1)为一体，并均置于第一主、从动齿轴(10)上，第一主、从动齿轴(10)的两端固定于减速器左侧壁(22)和减速器中间壁(23)上；减速器第二主动齿(3)，它齿合于第一从动齿(2)(见图3)，减速器第二从动齿(4)(见图3)与减速器第二主动齿(3)为一体结构，置于减速器第二主从动齿轴(11)并在其上转动，第二主从动齿轴(11)两端固定于减速器左侧壁(22)和减速器中间壁(23)；减速器第三主动齿(5)，齿合于减速器第二从动齿(4)；减速器第三从动齿(6)，第三从动齿(6)、第三主动齿(5)被固定在第三主、从动齿轴(12)的两侧，第三从动齿(6)、第三主动齿(5)同第三主、从动齿轴(12)同步转动，第三主、从动齿轴(12)的两端用轴承固定于减速器内侧壁(22)和外侧壁(22)上；随动齿(7)(见图3)，齿合于第三从动齿(6)；随动齿(7)置于随动齿轴(13)上并随该轴转动，随动齿轴(13)的两端用轴承固定于减速器中间壁(23)和外侧壁(22)上；第四主动齿(8)齿合于随动齿(7)，第四主动齿固定在动力输出轴-曲轴(14)上面(见图3)，同曲轴(14)同步转动；曲轴(14)里端穿过减速器外则壁(22)，并用轴承固定在减速器中间壁(23)和外侧壁(22)；曲轴(14)外端的曲轴连杆径与可以拆开的曲轴臂(19)连接，曲轴臂(19)的位置是在减速器曲轴油缸外侧壁部分，曲轴连杆径与曲轴臂(19)通过锥形接头(39)，由曲轴连接锁紧螺母(20)固定在曲轴连杆径的螺杆(40)上，紧固之后，使曲轴两部分结合为一个整体(以上见图8)；曲轴臂(19)的外端，由轴承固定在减速器油缸外侧壁(58)上；动力输出齿(8)置于曲轴(14)上同曲轴(14)同步转动；同步动力输出齿(9)置于曲轴(15)上，曲轴(14)和曲轴(15)结构相同，上下排列；同步动力输出齿(9)同动力输出齿(8)相齿合，并在动力输出齿(8)带动下在曲轴(15)上同步转动，方向相反(以上见图4、5)；

如图1、5、7所示，所述的油缸包括：两个上下放置的液压油缸缸体(24)，均由轴销(30)分别固定于减速器外侧壁(22)和油缸外侧壁(58)上；液压油缸柱塞杆(25)的顶端分别被上下排列结构相同的曲轴(14)和曲轴(15)的曲轴连杆径穿过，曲轴的旋转带动柱塞杆上下摆动着伸缩，液压油缸分别以轴销(30)为支点随着上下摆动；液压油缸的进出油孔(38)为多个并联进出油孔，以配合柱塞杆伸缩，达到液压油进出的速度要求(见图1、图8、图9)；经减速器第一主动齿(1)、第一从动齿(2)带动减速器第二主动齿(3)、减速器第二从动齿(4)又带动第三主动齿(5)、第三从动齿(6)，经过随动齿(7)又带动第四主动齿(8)-动力输出齿，使动力在曲轴连杆径上与液压油缸柱塞杆(25)相互作用，液压油缸柱塞杆(25)在伸出到顶端向回收缩时，控制液压油缸进出油管出油端阀门的大小，控制了液压油缸柱塞杆(25)的回缩速度，就控制了减速器单元和和连接桥单元的齿轮转速，也就控制了主减速器的盆齿(55)的转速，进而控制了半轴转速，因此，轮胎的转速就相应得到控制；

齿轮离合器刚开始接合时，液压油缸出油管不限压，使离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)在没有阻力的情况下结合，待离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)完全结合后，再限制出油阀门的流量，刹车开始有动力。分离时亦是先撤销液压油缸出油管出油阀门的压力之后，在没有阻力的情况下，离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)分离；

液压油缸进出油孔以可以随液压油缸运动的橡胶油管连接至减速器单元上方的液压油箱；二个液压油缸交替作用，液压油缸柱塞杆(25)柱塞杆伸出时，油管阀门全部打开。油管出油阀门可以机械控制，也可电子控制。所述的油缸外侧壁(58)同外侧壁(22)之间，用多道横梁固定；外侧壁(58)也是可以拆卸的活动壁；液压油缸部位上下皆是空间，以便于安装橡胶液压油管。

第二种方案

第二种方案是将连接桥直接固定在拆掉主减速器，保留半轴的驱动桥壳上。以一汽Φ457桥壳为例，将去掉主减速器，保留后轿的半轴(18)的驱动桥壳作为半挂车的挂车车轴使用(见图2)。后轿的半轴(18)内端穿过并在连接桥壁的一部分，齿轮离合器随动齿轴(49)的内圆里面转动。齿轮离合器主动齿(17)固定在半轴内端的齿牙上同半轴同步旋转。由拨叉(27)控制，可以在半轴上来回滑动，使离合器结合与分离。拨叉(27)系统同第一种方案。离合器随动齿(16)在圆形档圈(45)和圆形开口卡黄(46)的作用下，固定在连接桥壁的一部分，齿轮离合器的从动齿轮轴(49)上面。连接桥壁(21)和连接桥壁齿轮离合器随动齿轮轴(49)，即固定了半轴，又安装了齿轮离合器，同时还是连接桥壁。由于拆掉了主减速器，桥壳两侧各可以安装一套减速刹车，以各控制一侧半轴。由于两侧半轴均向同一方向转动，所以两侧半轴上的离合器齿牙是相反的。

半轴离合器随动齿齿合于减速器第一主动齿。减速器结构原理均同第一种方案。由于挂车各轴之间距离固定，所以减速器外型大小受到空间限制，从后桥壳起到减速器尾端总长不能超过55cm。其余的同第一种方案。

Claims (2)

1.汽车后桥减速刹车装置，其特征在于，其构成包括连接桥单元、减速器和油缸； 

所述的连接桥单元包括桥壳，连接桥的桥壳是铸造而成，同驱动桥相连一面接口为圆型，同减速器连接一面接口为方型；分别用固定件与驱动桥和减速器连接； 

桥壳中连接桥的第一主动齿(53)，它齿合于驱动桥主减速器盆齿(55)，在盆齿(55)的带动下绕连接桥第一主从动齿轴(54)转动； 

连接桥的第一从动齿(52)，它同第一主动齿(53)为一体，它齿合于连接桥第二主动齿(51)，这是连接桥的减速齿；第一主从动齿(52)也在第一主从动齿轴(54)上转动；连接桥第一主从动齿轴(54)两端固定于连接桥壁向桥壳中间伸入的支架上； 

连接桥第二主动齿(51)是套在齿轮离合器齿轮轴(50)上的，并同齿轮离合器齿轮轴(50)同步旋转； 

齿轮离合器齿轮轴(50)两端固定于连接桥两端的侧壁(57)上的两个中空的圆柱体内；其中，齿轮离合器齿轮轴(50)的一端置于连接桥的一端侧壁(57)上的中空的圆柱体内；连接桥的另一端侧壁(57)上也有一个中空的圆柱体(49)，该中空的圆柱体(49)也是离合器随动齿(16)的轴，离合器随动齿(16)可以其绕器转动；齿轮离合器齿轮轴(50)的另一端置于该中空的圆柱体(49)内并也通过轴承固定； 

离合器主动齿(17)在离合器齿轮轴(50)上并随其同步转动，并可以在拨叉(27)的控制下，在齿轮离合器齿轮轴(50)上滑动；拨叉(27)由桥壳外的气缸推杆(41)控制，通过安装在桥壳上面的“巨”字型拉杆(42)和拨叉拉杆(28)带动； 

气缸充气时，通过拉杆(28)带动拨叉(27)带动齿轮离合器主动齿(17)向齿轮离合器随动齿(16)滑动，当与两齿的齿轮离合器齿牙(48)接触后，离合器接合开始，离合器随动齿(16)开始以中空的圆柱体(49)为轴转动； 

当关掉气缸气压后，拨叉(27)带动离合器主动齿(17)在归位弹簧(29)的作用下向回滑动，离合器主动齿(17)与离合器随动齿(16)分离，离合器随动齿(16)停止转动； 

离合器随动齿(16)被圆型档圈(45)的圆型开口卡簧(46)固定在齿轮离合器的中空的圆柱体(49)轴的上面；至此，在连接桥内，盆齿(55)带动第一主动齿(53)、第一从动齿(52)，第一从动齿(52)又带动第二主动齿(51)，第二主动齿(51)又带动齿轮离合器齿轮轴(50)，齿轮离合器齿轮轴(50)又带动离合器主动齿(17)，离合器主动齿(17)在拨叉(27)的作用下，再带动离合器随动齿(16)，完成整个连接桥的传递过程； 

所述的减速器是长方形结构，左侧部分是齿轮减速器，右侧是液压的油缸；齿轮减速器的前端用固定件连接于连接桥后端的方形口上； 

减速器的第一主动齿(1)与连接桥的齿轮离合器随动齿(16)相齿合，从动于齿轮离合器随动齿(16)；减速器的第一从动齿(2)同第一主动齿(1)为一体，并均置于第一主、从动齿轴(10)上，第一主、从动齿轴(10)的两端固定于减速器左侧壁(22)和减速器中间壁(23)上；减速器第二主动齿(3)，它齿合于第一从动齿(2)，减速器第二从动齿(4)与减速器第二主动齿(3)为一体结构，置于减速器第二主从动齿轴(11)并在其上转动，第二主从动齿轴(11)两端固定于减速器左侧壁(22)和减速器中间壁(23)；减速器第三主动齿(5)，齿合于减速器第二从动齿(4)；第三从动齿(6)、第三主动齿(5)被固定在第三主、从动齿轴(12)的两侧，第三从动齿(6)、第三主动齿(5)同第三主、从动齿轴(12)同步转动，第三主、从动齿轴(12)的两端用轴承固定于减速器内侧壁(22)和外侧壁(22)上；随动齿(7)，齿合于第三从动齿(6)；随动齿(7)置于随动齿轴(13)上并随该轴转动，随动齿轴(13)的两端用轴承固定于减速器中间壁(23)和外侧壁(22)上；第四主动齿(8)齿合于随动齿(7)，第四主动齿固定在动力输出轴一第一曲轴(14)上面，同第一曲轴(14)同步转动；第一曲轴(14)里端穿过减速器外侧壁(22)，并用轴承固定在减速器中间壁(23)和外侧壁(22)；第一曲轴(14)外端的曲轴连杆径与可以拆开的曲轴臂(19)连接，曲轴臂(19)的位置是在减速器曲轴油缸外侧壁部分，曲轴连杆径与曲轴臂(19)通过锥形接头(39)，由曲轴连接锁紧螺母(20)固定在曲轴连杆径的螺杆(40)上，紧固之后，使曲轴两部分结合为一个整体；曲轴臂(19)的外端，由轴承固定在减速器油缸外侧壁(58)上；动力输出齿(8)置于第一曲轴(14)上同第一曲轴(14)同步转动；同步动力输出齿(9)置于第二曲轴(15)上，第一曲轴(14)和第二曲轴(15)结构相同，上下排列；同步动力输出齿(9)同动力输出齿(8)相齿合，并在动力输出齿(8)带动下在第二曲轴(15)上同步转动，方向相反； 

所述的油缸包括：两个上下放置的液压油缸缸体(24)，均由轴销(30)分别固定于减速器外侧壁(22)和油缸外侧壁(58)上；液压油缸柱塞杆(25)的顶端分别被上下排列结构相同的第一曲轴(14)和第二曲轴(15)的曲轴连杆径穿过，曲轴的旋转带动柱塞杆上下摆动着伸缩，液压油缸分别以轴销(30)为支点随着上下摆动；液压油缸的进出油孔(38)为多个并联进出油孔，以配合柱塞杆伸缩，达到液压油进出的速度要求；经减速器第一主动齿(1)、第一从动齿(2)带动减速器第二主动齿(3)、减速器第二从动齿(4)又带动第三主动齿(5)、第三从动齿(6)，经过随动齿(7)又带动第四主动齿(8)一动力输出齿，使动力在曲轴连杆径上与液压油缸柱塞杆(25)相互作用，液压油缸柱塞杆(25)在伸出到顶端向回收缩时，控制液压油缸进出油管出油端阀门的大小，控制了液压油缸柱塞杆(25)的回缩速度，就控制了减速器单元和和连接桥单元的齿轮转速，也就控制了主减速器的盆齿(55)的转速，进而控制了半轴转速，因此，轮胎的转速就相应得到控制； 

齿轮离合器刚开始接合时，液压油缸出油管不限压，使离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)在没有阻力的情况下结合，待离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)完全结合后，再限制出油阀门的流量，刹车开始有动力，分离时亦是先撤销液压油缸出油管出油阀门的压力之后，在没有阻力的情况下，离合器随动齿(16)和离合器主动齿(17)分离； 

液压油缸进出油孔以可以随液压油缸运动的橡胶油管连接至减速器单元上方的液压油箱；二个液压油缸交替作用，液压油缸柱塞杆(25)柱塞杆伸出时，油管阀门全部打开，油管出油阀门可以机械控制，也可电子控制，所述的油缸外侧壁(58)同外侧壁(22)之间，用多道横梁固定；外侧壁(58)也是可以拆卸的活动壁；液压油缸部位上下皆是空间，以便于安装橡胶液压油管。 

2.如权利要求1所述的汽车后桥减速刹车装置，其特征在于，是将去掉主减速器，保留后轿的半轴(18)的驱动桥壳作为半挂车的挂车车轴使用；后轿的半轴(18)内端穿过并在连接桥壁的一部分，齿轮离合器随动齿轴(49)的内圆里面转动；齿轮离合器主动齿(17)固定在半轴内端的齿牙上同半轴同步旋转；由拨叉(27)控制，可以在半轴上来回滑动，使离合器结合与分离；离合器随动齿(16)在圆形档圈(45)和圆形开口卡黄(46)的作用下，固定在连接桥壁的一部分，齿轮离合器的从动齿轮轴(49)上面；连接桥壁(21)和连接桥壁齿轮离合器随动齿轮轴(49)，即固定了半轴，又安装了齿轮离合器，同时还是连接桥壁；由于拆掉了主减速器，桥壳两侧各可以安装一套减速刹车，以各控制一侧半轴；由于两侧半轴均向同一方向转动，所以两侧半轴上的离合器齿牙是相反的；半轴离合器随动齿齿合于减速器第一主动齿。 

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