CN102330815B - 动力连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作为汽车辅助动力输出装置的动力连接器，解决了现有小型车在坡路或者坏路上说行驶时动力不足的缺陷，包括壳体、安装到壳体上的输入轴及输出轴，输入轴和输出轴上分别设置有相互啮合的主动轮和从动轮，输入轴上设置有拨叉，壳体上设置有与拨叉相对应的两个电磁线圈，该电磁线圈对应动力连接器的连接和松开两个状态，输入轴的端部设置有与动力轮相连接的膨胀连接头。动力轮将动力源通过输入轴、输出轴输出，额外增加车辆的行驶动力，提高车辆的动力性，改变车辆在坡道或者坏路上的行驶性能，膨胀连接头方便动力连接器脱开或者接合动力源，电磁线圈方便控制动力连接器的工作状态，动力连接结构比较简单，体积比较小。

Description

动力连接器

技术领域

本发明涉及一种连接器，尤其是一种作为汽车辅助动力输出装置的动力连接器。 

背景技术

离合器属于汽车上的关键部件，位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，使发动机与变速器之间能逐渐接合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换档和减少换档时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。 

离合器通过摩擦来传递动力，一般汽车上只有一套离合器，该离合器是主要的动力传递部件，但是也有双离合器结构的变速箱，提高传递效率。增加离合器的数量会扩大变速箱的体积，也会造成汽车的整体的体积变大，影响汽车的外形和汽车内部部件的布置。尤其是小型车，由于受到安装空间的限制，汽车内部的部件大都往小型化发展，对于小排量的汽车，本身功率就比较小，因此离合器传递的动力也降低，而且这种车辆两轮驱动的结构较多，当车遇到坡道或者坏路时容易出现动力不足，在行驶中可能需要更多的动力来实现爬坡或者车辆加速，这时希望通过某种与原先离合器结构并列、通过外界附加动力源进行连接实现车辆加速提高动力性或者实现四轮驱动增加动力性。 

现有的连接器比如中国专利局于2002年10月23日公告了一份CN1375601C号专利，一种用于连接工具和挖土机或类似物的吊杆的快速连接器，具有借助于一对间隔开的锁定轴能固定到一起的在吊杆侧的快速连接部件和在工具侧的快速连接部件，并具有动力环路连接器，尤其是液压连接器，用于自动地连接在工具侧的动力连接器和在吊杆侧的动力连接器，其中动力环路连接器具有在吊杆侧的动力连接部件和工具侧的动力连接部件，它们被设置在吊杆侧的快速连接部件上或工具侧的快速连接部件上，以便当两个快速连接部件围绕两锁定轴的第一个一起旋转到锁定位置时它们自动地连接。该连接器主要用来连接吊杆，但不适合使用在汽车的动力传递。 

2009年9月9日公告了一份CN101526108B号专利，单轴双向自动变速动力连接器具有连接轴，其特征在于：所述连接轴的一端具有套接在变速器动力输入轴上的套管，套管上设有贯通套管壁的螺旋槽，变速器动力输入轴上设有销孔，定位销位于螺旋槽内并与销孔配合，连接轴的另一端与减速器输出轴连接。该连接器主要正反转的变速要求，不适合作为汽车的辅助动力传递来增加汽车的动力性。 

发明内容

本发明解决了现有小型车在坡路或者坏路上说行驶时动力不足的缺陷，提供一种配合现有车辆的离合器与外接动力源能够提高车辆动力性的动力连接器。 

本发明还解决了现有小型车只配一个离合器采用两轮驱动，造成动力不足的缺陷，提供一种与外接动力源增加动力性的动力连接器。 

本发明还解决了现有技术中增加离合器会造成车辆体积增大的缺陷，提供一种动力连接器，结构简单，体积小，外接动力源可增加动力性。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种动力连接器，包括壳体、安装到壳体上的输入轴及输出轴，输入轴和输出轴上分别设置有相互啮合的主动轮和从动轮，输入轴上设置有拨叉，壳体上设置有与拨叉相对应的两个电磁线圈，该电磁线圈对应动力连接器的连接和松开两个状态，输入轴的端部设置有与动力轮相连接的膨胀连接头。输入轴通过膨胀连接头与动力轮相连接，采用膨胀的方式提高与动力轮之间的摩擦力，从而通过动力轮外接动力源，将动力输入到主动轮，输入轴与动力轮之间需要的时候才连接，不需要的时候处于断开的状态，不用动力连接器时，动力连接器不会额外消耗功率，对车辆造成的负担小，再需要的时候接上就可以增加车辆的功率输出，提高车辆的动力性，尤其在坡道爬坡或者坏路上行驶时能比较顺利地通过，不会出现半坡停止或者坏路半道停止的现象；断开与接合的两种状态改变通过拨叉与电磁线圈配合来实现，输入轴随着拨叉移动，当拨叉被处于断开位置的电磁线圈吸引时，拨叉带着输入轴移动，使得输入轴的端部与动力轮相脱离，动力轮的动力输出被截断，动力连接器处于停止状态，不会再输出额外的功率给车辆，车辆处于正常的行驶状态，当拨叉被处于接合位置的电磁线圈吸引时，拨叉带着输入轴移动，输入轴的端部逐渐向动力轮靠近，膨胀连接头被推入到动力轮内，输入轴移动过程中，膨胀连接头逐渐被撑开，使得膨胀连接头与动力轮之间的连接越来越紧密，之间产生足够的摩擦力，动力轮旋转，通过输入轴、主动轮、从动轮传递给输出轴，由输出轴传递给变速箱或者差速器，输出轴的端部可以与离合器相连接，也可以连接到车辆的非驱动轮轴处，使得两轮驱动的车辆在关键时刻成为四轮驱动的车辆，从而提高车辆的机动性能；主动轮的位置不能改变，主动轮与从动轮始终处于啮合的状态；输入轴与主动轮之间可以产生相对移动，方便输入轴与动力轮相连接传递动力；此处的动力轮可以是电机。 

作为优选，输入轴包括外部的套管和穿入到套管内的连接轴，主动轮与套管相固定，膨胀连接头设置到连接轴端部。这是一种方案，套管与主动轮处于固定不动的状态，只能绕着轴线作旋转运动，套管内的连接轴可以在拨叉的作用下沿着轴线移动，连接轴从套管内伸出时，膨胀连接头与动力轮相接触并连接固定。 

作为优选，套管壁上设置轴向的滑槽，连接轴的端部固定有叉杆，叉杆与连接轴相垂直，连接轴穿入到套管内时，叉杆从滑槽处伸出到套管壁外部。连接轴在套管内，连接轴与动力轮相连接，主动轮固定到套管上，连接轴必需将动力传递给套管，连接轴上的叉杆与滑槽相配合，连接轴旋转就可以通过叉杆带动套管旋转，从而带动主动轮旋转，连接轴还需要在套管内移动，套管壁上的滑槽就可以作为叉杆的移动轨道，套管与连接轴可以始终处于同步旋转的状态。 

作为优选，膨胀连接头为环套结构，环套包括对称的四个卡爪，卡爪之间通过圆周方向的连接环连接，卡爪的自由端的径向方向的厚度大于卡爪另一端的径向方向的厚度，卡爪自由端的内径小于卡爪另一端的内径，卡爪的内表面为外凸的弧形结构，卡爪的外表面为外凸的弧形结构。膨胀连接头套置在连接轴的端部，膨胀连接头膨胀时从中心均匀扩张，卡爪内表面的弧形结构保证连接轴端部逐渐插入到动力轮内部时，卡爪的自由端外径逐渐增大，卡爪的外表面与动力轮之间的摩擦力逐渐增大，卡爪自身的厚度变化，方便卡爪的直径扩张是在连接轴端部伸入到动力轮内部时发生，膨胀连接头与动力轮的配合完成；为了加强连接轴与膨胀连接头之间的连接稳定性，连接轴的端部位置可以增设挡块，该挡块卡住膨胀连接头的连接环。 

作为优选，动力轮的中心部位设置有轴套，轴套的轴心部位设置有与膨胀连接头相配的轴腔，轴腔的底部为凸起的锥面结构，输入轴的端部设置有倒角，该端部伸入到膨胀连接头的环套内，环套卡爪的自由端朝向输入轴的端部位置，卡爪自由端的内径小于输入轴端部的直径，卡爪的外径与轴腔的内径相适配。连接轴的端部套置膨胀连接头后与动力轮的轴套相连接，轴腔的锥面使得卡爪的自由端碰触到锥面时能沿着该斜面自动扩展，同时也能防止卡爪自动收缩，卡爪自由端的内径小，保证连接轴的端部穿入到膨胀连接头时，卡爪的自由端会逐渐扩张，卡爪自由端的外径与轴腔的内径相适配一是方便卡爪伸入到轴腔内，不会产生阻碍，二是卡爪不需要太大的扩张量就能产生足够的摩擦力带动连接轴旋转。 

作为优选，拨叉包括相互连接的套环和拨片，套环套置在输入轴上成间隙配合，拨片处于两电磁线圈之间，壳体上设置有与输入轴平行的滑轨，拨叉与滑轨相配合。拨叉带动连接轴移动，但是输入轴旋转，拨叉不能旋转，因此通过滑轨来限定拨叉，给拨叉移动一个导向的作用，同时也能限定拨叉防止拨叉旋转。 

作为优选，套管壁上的滑槽共四道，叉杆共四根，四根叉杆形成两组平行的十字架结构，两十字架的八个端部穿过滑槽伸出到套管壁外，拨叉的套环处于两十字架之间。拨叉处于两十字架之间，拨叉左右移动都可以带动连接轴移动，通过两组十字架，连接轴带动套管旋转更加稳定，输出的力矩也更大。 

作为优选，输出轴为万向节传动轴，输出轴的一端为光轴与从动轮相固定，另一端为花键轴。万向节传动轴作为输出轴，则动力连接器安装的位置可以有更多的选择，装配也更加方便。 

作为优选，壳体呈L形，输入轴通过轴承安装在壳体的L形的一边内，主动轮处于L形的转角部位，从动轮设置在壳体的L形的另一边内，主动轮的直径小于从动轮的直径。从动轮的直径较大，主动轮与从动轮啮合时可以输出更大的扭矩，L形的壳体结构比较紧凑，成本较低，而且重量比较小，对车辆的负载影响较小。 

作为优选，壳体内部与电磁线圈相对应的位置处固定有感应探头，感应探头与电磁线圈配合感应拨叉的位置状态，感应探头连接有故障报警器。通过感应探头实时监测拨叉的位置，同时确认膨胀连接头与动力轮的连接状况，确认动力连接器工作正常，如果拨叉与电磁线圈相脱离，感应探头马上发出信号给故障报警器，提醒驾驶员，采取必要措施；同时也可以在对应接合状态的电磁线圈处设置一个挡片或者固定杆，当连接轴与动力轮处于接合时，感应探头感应到拨叉的位置，挡片或者固定杆旋转将拨叉挡住，防止拨叉后腿。 

本发明的有益效果是：通过动力轮外接动力源，将动力源通过输入轴、输出轴输出，额外增加车辆的行驶动力，提高车辆的动力性，改变车辆在坡道或者坏路上的行驶性能，膨胀连接头方便动力连接器脱开或者接合动力源，电磁线圈方便控制动力连接器的工作状态，动力连接结构比较简单，体积比较小。 

附图说明

图1是本发明一种爆炸结构示意图； 

图2是本发明一种动力断开结构示意图；

图3是本发明一种动力接合结构示意图；

图中：1、壳体，2、滑轨，3、电磁线圈，4、拨叉，5、套环，6、拨片，7、叉杆，8、套管，9、滑槽，10、输出轴，11、从动轮，12、轴腔，13、卡爪，14、连接环，15、主动轮，16、膨胀连接头，17、连接轴，18、轴套，19、动力轮。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。 

实施例：一种动力连接器（参见附图1），包括壳体1、固定安装在壳体内的输入轴和与输入轴平行固定在壳体上的输出轴10及与输入轴对应的动力轮19，壳体呈L形，由钢板拼接而成，壳体内部形成L形的空腔，横向的空腔与竖向的空腔之间设置有一块板，该板将横向空腔与竖向空腔部分隔开，横向空腔的两端固定有电磁线圈3，横向空腔内还固定有与两电磁线圈的连线相平行的滑轨2，壳体内部与电磁线圈相对应的位置处固定有感应探头，感应探头连接有故障报警器。 

输入轴上固定有主动轮15，输出轴上固定有从动轮11，主动轮与从动轮相互啮合，主动轮的直径小于从动轮的直径，输入轴带着主动轮固定在横向空腔内，从动轮固定在竖向空腔内，输出轴的端部垂直竖向空腔与从动轮连接，输入轴包括外部的套管8和穿入到套管内的连接轴17，套管两端通过轴承固定在壳体内，主动轮固定在套管的端部位置。套管壁上设置四道对称的轴向的滑槽9，连接轴的端部固定有叉杆7，叉杆共四根垂直连接轴，四根叉杆形成两组平行的十字架结构，两十字架的八个端部穿过滑槽伸出到套管壁外。 

连接轴的另一端设置有倒角，该端部套置有膨胀连接头16，膨胀连接头为环套结构，环套包括对称的四个卡爪13，卡爪之间通过圆周方向的连接环14连接，卡爪的自由端的径向方向的厚度大于卡爪另一端的径向方向的厚度，卡爪自由端的内径小于卡爪另一端的内径，卡爪的内表面为外凸的弧形结构，卡爪的外表面为外凸的弧形结构，连接轴端部伸入到膨胀连接头，卡爪的自由端朝向连接轴的端部。动力轮的中心部位设置有轴套18，轴套的轴心部位设置有与膨胀连接头相配的轴腔12，轴腔的底部为凸起的锥面结构，卡爪自由端的内径小于输入轴端部的直径，卡爪的外径与轴腔的内径相适配。 

输入轴的套管上套置有拨叉4，拨叉包括相互连接的套环5和拨片6，拨片呈正方形，套环处于两十字架之间，套环套置在输入轴上成间隙配合，拨片处于两电磁线圈之间，拨片与套环连接的部位与滑轨相配合。 

输出轴为万向节传动轴，输出轴的一端为光轴与从动轮相固定，另一端为花键轴。 

两个电磁线圈分别对应动力连接器的停止和工作状态，连接轴的端部与动力轮分离时处于停止状态（参见附图2），此时左侧的电磁线圈通电，电磁线圈通电后产生磁力，吸引拨叉的拨片向左移动，拨叉带着连接轴向左移动，连接轴的端部与动力轮相分离，连接轴停止旋转，主动不传递动力，输出轴停止旋转，此时动力连接器不工作处于停止状态。 

当车辆处于爬坡或者经过坏路时，坡道的坡度较大或者坏路上有较多的坑或者土包，此时小排量的车出现自身功率不足的现象，驾驶员按动按钮，右侧的电磁线圈通电（参见附图3），通电后产生磁力，吸引拨叉的拨片向右移动，拨叉带动连接轴向右移动，连接轴端部的膨胀连接头逐渐与动力轮的轴腔相接触，膨胀连接头随着连接轴端部同时伸入到轴腔内，膨胀连接头卡爪的自由端先碰触到轴腔的底部，接着连接轴的端部碰触到轴腔的底部，此时连接轴的端部将卡爪的自由端撑开，卡爪的自由端的端部沿着轴腔底部的锥面往外滑动，卡爪的外径逐渐增大，卡爪与轴套之间的摩擦力逐渐增大，动力轮旋转，带动连接轴旋转，连接轴通过叉杆带动套管旋转，套管带动主动轮旋转，主动轮与从动轮啮合带动从动轮旋转，从动轮通过输出轴将动力输出，提高车辆的输出功率，车辆可顺利爬坡或者顺利通过坏路。通过后可再次调整电磁线圈的通电状况，使得动力连接器处于断开的状态。 

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。 

Claims (8)

1.一种动力连接器，包括壳体（1）、安装到壳体上的输入轴及输出轴（10），其特征在于输入轴和输出轴上分别设置有相互啮合的主动轮（15）和从动轮（11），输入轴上设置有拨叉（4），壳体上设置有与拨叉相对应的两个电磁线圈（3），该电磁线圈对应动力连接器的连接和松开两个状态，输入轴的端部设置有能够与动力轮（19）相连接的膨胀连接头（16），输入轴包括外部的套管（8）和穿入到套管内的连接轴（17），主动轮与套管相固定，膨胀连接头套设置到连接轴端部，拨叉包括相互连接的套环（5）和拨片（6），套环套置在输入轴上成间隙配合，拨片处于两电磁线圈之间，壳体上设置有与输入轴平行的滑轨（2），拨叉与滑轨相配合。

2.根据权利要求1所述的动力连接器，其特征在于套管壁上设置轴向的滑槽（9），连接轴的端部固定有叉杆（7），叉杆与连接轴相垂直，连接轴穿入到套管内时，叉杆从滑槽处伸出到套管壁外部。

3.根据权利要求1所述的动力连接器，其特征在于膨胀连接头为环套结构，环套包括对称的四个卡爪（13），卡爪之间通过圆周方向的连接环（14）连接，卡爪的自由端的径向方向的厚度大于卡爪另一端的径向方向的厚度，四个卡爪自由端形成的圆的内径小于四个卡爪另一端形成的圆的内径，卡爪的内表面为外凸的弧形结构，卡爪的外表面为外凸的弧形结构。

4.根据权利要求1或2或3所述的动力连接器，其特征在于动力轮的中心部位设置有轴套（18），轴套的轴心部位设置有与膨胀连接头相配的轴腔（12），轴腔的底部为凸起的锥面结构，输入轴的端部设置有倒角，该端部伸入到膨胀连接头的环套内，环套内的卡爪的自由端朝向输入轴的端部位置，四个卡爪自由端形成的圆的内径小于输入轴端部的直径，四个卡爪形成的圆的外径与轴腔的内径相适配。

5.根据权利要求2所述的动力连接器，其特征在于套管壁上的滑槽共四道，叉杆共四根，四根叉杆形成两组平行的十字架结构，两十字架的八个端部穿过滑槽伸出到套管壁外，拨叉的套环处于两十字架之间。

6.根据权利要求1或2或3所述的动力连接器，其特征在于输出轴为万向节传动轴，输出轴的一端为光轴与从动轮相固定，另一端为花键轴。

7.根据权利要求1或2或3所述的动力连接器，其特征在于壳体呈L形，输入轴通过轴承安装在壳体的L形的一边内，主动轮处于L形的转角部位，从动轮设置在壳体的L形的另一边内，主动轮的直径小于从动轮的直径。

8.根据权利要求1或2或3所述的动力连接器，其特征在于壳体内部与电磁线圈相对应的位置处固定有感应探头，感应探头与电磁线圈配合感应拨叉的位置状态，感应探头连接有故障报警器。