CN102410375A - 一种两栖车辆水上密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种两栖车辆水上密封装置，用于解决车辆的水上密封问题，可以通过对现有车辆的结构改造，借助车上原有的部件和装置，实现车桥和轮边减速器等旋转部件的水上密封。密封装置由空气压缩机、减压阀、开关阀、单向阀、三通单向阀、呼吸器和链接管路等组成，空气压缩机连接在发动机输出端，将产生的高压空气经减压阀减压后，经过开关阀、单向阀和三通单向阀进入到车桥或者轮边减速器的箱体中，建立高压，实现车辆水上行驶状态的密封。本密封装置结构简单，节省空间，利于布置；操控方便，可靠性强，普适性好，能够推广应用于多种水陆两栖车辆。

Description

一种两栖车辆水上密封装置

技术领域

本发明属于机械车辆的压力密封领域，具体讲涉及一种两栖车辆水上密封装置。

背景技术

水陆两栖车辆在进行水上行驶时需要对其传动部件进行密封，以防止水进入传动部件的箱体内。当水进入到传动部件的箱体后，润滑油将很快变质，失去润滑效果，降低传动效率，进而损坏传动部件。水陆两栖车辆传动部件的水上密封是一个重要的实际工程问题，对车辆的工作可靠性有重要的影响。

对于水陆两栖车辆，车桥和轮边减速器的密封需要同时考虑陆上行驶状态密封和水上行驶状态。在车辆的陆上行驶中，由于车桥和轮边减速器的齿轮啮合和摩擦而发热，箱体体内产生高温和高压，陆上密封的主要目的是封住箱体中的润滑油不渗漏。为保证在车桥和轮边减速器的冷态和工作发热状态下箱体内外压力一致，通常在箱体上面开有通气孔，并安装呼吸器。在车辆的水上行驶中，需要同时封住润滑油不从箱体中出来和水不进入箱体中。

按照以往的工程经验，解决车桥和轮边减速器的水上密封需要占用很大的车内空间；在车辆结构紧凑、空间紧张的情况下，解决两栖车辆的水上密封成为难题。

现代工业生产中常见的通气装置有气孔、单向气阀、气门开关等，在机械设备通气管路中，这些通气装置大多用在大气工作环境下，虽然排气功能很好，但逆向防水效果很差，使它们的使用范围受到极大的限制。对于水陆两栖车辆在水上行驶条件下的车辆驱动桥和轮边减速器的密封要求，此类装置不再有效。

关于水上两栖车辆水上密封装置，申请号为CN94220280.5、发明名称“两栖汽车传动轴密封装置”的实用新型专利，公开的技术方案为：密封装置由密封法兰、波纹管和刚性连接管等构成，密封法兰固定在汽车的前桥或后桥上，前波纹管分别与密封法兰和刚性连接管连接，后波纹管分别与刚性连接管和密封车体连接；由于将汽车的传动部分进行了密封，既保证了车辆原有的传动效果和行驶性能，又有效地防止车辆在水中或陆地行驶传动部件中的润滑油被水冲走或泄漏，有利于提高汽车的使用性能及寿命。

申请号为CN95228827.3、发明名称“水陆两栖汽车传动轴防水密封装置”的专利，公开的技术方案为：在汽车分动箱壳体前驱动输出轴轴突部位固定一刚性平面密封板，在手制动安装底板外沿焊接一圆柱筒；用柔性胶管分别与碗状密封连接筒和前传动轴外伸圆筒以及圆柱筒和后传动轴外伸圆筒连接；密封装置与车辆传动轴部位的运动部件无任何摩擦和引起疲劳断裂的接触。

另外，申请号为C N200810047012.4、发明名称为“通气防水装置及其制作方法”的发明专利申请，公开的通气防水装置，膜片座卡在气塞体环形槽内，孔挡圈卡在气塞体内槽里，气塞体轴向有阶梯形的通气孔及环形槽，其环形间隙与通气孔形成排气通道，橡胶膜片开口向外装入膜片座内，气塞体的圆环形凸台与膜片座的圆环形凸台对橡胶膜片形成挤压，橡胶膜片为U形平底结构，气塞体上装有密封盖；可将设备内箱体中高压热气排出一部分以降低箱体内气压，延长使用寿命，且可自动阻止水进入运转设备，特别是可防止水陆两栖车辆使用的球笼式同步万向传动轴进水，降低零部件锈蚀率，保护万向节内部润滑环境，减小传动阻力，满足在特殊环境下设备的工作要求。

上述专利有的对原有车辆的改动较大，有的占用车内空间较大，且密封装置没有提及对轮边减速器的密封。

发明内容

本发明目的在于提供水陆两栖车辆的车桥和轮边减速器密封装置，用于解决车辆的水上密封问题。可以通过对现有车辆结构改造最小的情况下，借助车上原有的部件和装置，在车桥和轮边减速器中通气形成正压力，实现车桥和轮边减速器等旋转部件的水上密封。密封装置由空气压缩机、减压阀、开关阀、单向阀、三通单向阀、呼吸器和连接管路等组成，空气压缩机连接在发动机输出端，高压空气经减压阀减压后，通过开关阀、单向阀和三通单向阀进入到车桥或者轮边减速器的箱体中，建立一定的高压，实现车辆水上行驶状态的密封。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：

一种两栖车辆水上密封装置，其改进之处在于密封装置包括空气压缩机、减压阀、开关阀、连接管路、单向阀、三通单向阀和呼吸器组成；车桥和轮边减速器的通气孔分别连接双通单向阀的连接接口，所述三通单向阀的另外2个连接接口分别连接呼吸器和单向阀。

其中：三通单向阀的一个接口连接车桥或轮边减速器的箱体，另外2个连接接口分别连接呼吸器和单向阀，连接呼吸器和单向阀的接口中间设置活塞和回位弹簧，不能直接连通。车辆陆上工况工作时，箱体可以通过三通单向阀和呼吸器连通大气，保证箱体内外气压一致，防止箱体内气压过高；车辆水上工况工作时，空气压缩机将高压空气通过减压阀和开关阀后，克服三通单向阀中回位弹簧的预压力，顶开活塞，使得车辆的车桥和轮边减速器的箱体内维持一定高压，防止水进入到箱体中。

车辆在陆上行驶时，开关阀关闭，无高压空气进入到管路中；车辆在水上行驶时，开关阀打开，高压空气进入到管路中。仅靠开关阀的操作即可完成水、陆两种行驶工况下车辆密封状态的切换。

三通单向阀和开关阀中设置单向阀，保证高压空气只能从空气压缩机端进入到车桥和轮边减速器箱体中，空气不能反向流动。

其中：与发动机连接的空气压缩机提供高压起源。

其中：车辆在水中行驶时，所述轮边减速器和车桥的箱体内气体压力一般设置为1.5倍的大气压力。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1)结构简单

仅在原车基础上进行了少许改动，即在轮边减速器和车桥的通气孔上安装三通单向阀、呼吸器和单向阀，并将所有连接管路并联连接起来与开关阀和减压阀相连，可实现水上行驶状态的密封；

2)节省空间，利于布置；

3)操控方便

切换陆上和水上工作状态只需要对开关阀进行一键操作，且控制开关可与水上切换机构共用；

4)可靠性强

可以同时满足车辆陆上和水上行驶可靠性的要求；

5)普适性好，能够推广应用于多种水陆两栖车辆。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是两栖车辆车桥和轮边减速器水上密封装置示意图；

图2是初始位置(连通17和18)的双通单向阀的气路导通状态；

图3是水上状态(连通17和19)的双通单向阀的气路导通状态；

附图标记：

1-发动机、2-离合器、3-变速箱(含分动箱和水上传动箱)、4-水上推进器、5-前桥、6-后桥、7-轮边减速器总成、8-车轮、9-空气压缩机、10-减压阀、11-连接管路、12-单向阀、13-双通单向阀、14-呼吸器、15-传动轴、16-开关阀、17-三通接口(连接7-轮边减速器)、18-三通接口(连接14-呼吸器)、19-三通接口(连接12-单向阀)、20-回位弹簧、21-活塞。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细的说明。

本发明综合考虑水陆两栖车辆的车桥和轮边减速器的结构和使用特性，在对普通车辆车桥和轮边减速器改动最小的情况下，发明一种在车桥和轮边减速器中通气形成正压力的密封装置。

一种解决水陆两栖车辆车桥和轮边减速器水上密封的装置，如图1两栖车辆车桥和轮边减速器水上密封装置示意图所示，密封装置由空气压缩机、减压阀、开关阀、连接管路、单向阀、三通单向阀和呼吸器组成。不需要对原有车辆进行大的改动，只要增加减压阀、开关阀、单向阀、三通单向阀和连接管路部件，即可使原有车辆达到水上密封的效果，且对原有车辆的路上密封状态无任何影响。

与发动机连接的空气压缩机提供高压空气。

车辆在陆上行驶时，开关阀关闭，无高压空气进入到管路中；车辆在水上行驶时，开关阀打开，高压空气进入到管路中。仅靠开关阀的操作即可完成水、陆两种行驶工况下车辆密封状态的切换。

三通单向阀的一个接口连接车桥或轮边减速器的箱体，另外2个连接接口分别连接呼吸器和单向阀，连接呼吸器和单向阀的接口中间设置活塞和回位弹簧，不能直接连通。车辆陆上工况工作时，箱体可以通过三通单向阀和呼吸器连通大气，保证箱体内外气压一致，防止箱体内气压过高；车辆水上工况工作时，空气压缩机将高压空气通过减压阀和开关阀后，克服三通单向阀中回位弹簧的预压力，顶开活塞，使得车辆的车桥和轮边减速器的箱体内维持一定高压，防止水进入到箱体中。

连接管路一端连接开关阀，另外一端连接各个密封处的单向阀。在车辆陆上状态行驶时，保证轮边减速器和车桥的通气功能；在车辆水上状态行驶时，保证高压气空气可以在轮边减速器和车桥的箱体中形成正压力，保持水不能进入到箱体中。

一种具体实施方式：在轮边减速器和车桥的通气孔上安装三通单向阀，并在三通单向阀的常通端安装呼吸器，三通单向阀的另外一端连接单向阀，所有连接单向阀的管路并联连接起来与开关阀相连。在陆上行驶状态，车桥和轮边减速器的箱体与大气相同，起到轮边减速器和车桥的通气作用；在水上行驶状态，三通单向阀连通经过减压的高压空气，使得在轮边减速器和车桥的箱体内形成高压，起到阻止水进入箱体的作用。

三通单向阀和开关阀中设置单向阀，保证高压空气只能从空气压缩机端进入到车桥和轮边减速器箱体中，空气不能反向流动。

高压空气在进入桥和轮边减速器的箱体之前需要经过可调节的减压阀进行压力调节，以适应不同车辆涉水、潜渡和水上行进的要求。

在车辆陆上行驶过程中，动力从发动机发出、经离合器传递到变速箱后，分别传递到前、后桥；经前桥、后桥减速后，再将动力分别传递到左、右轮边传动轴，而后经轮边减速器减速后驱动车轮。此时，车桥和轮边减速器的箱体中的润滑油因高温而产生高压，箱体内部空气经过三通单向阀和“呼吸器”接通大气，车桥和轮边减速器中的高压可以有效释放。在陆上行驶工况，箱体中的油封仅需要封住箱体中的润滑油不外泄即可。

在车辆水上行驶过程中，动力从发动机发出、经离合器传递到变速箱后，驱动水上传动装置，推进车辆在水中行驶。此时在桥和轮边减速器的箱体内形成正压力，起到防止水进入到箱体中的作用。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (6)

1.一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于密封装置包括空气压缩机(9)、减压阀(10)、开关阀(16)、连接管路(11)、单向阀(12)、三通单向阀(13)和呼吸器(14)；车桥(5、6)和轮边减速器(7)的通气孔分别连接双通单向阀(13)的连接接口(17)，所述三通单向阀(13)的另外2个连接接口(18、19)分别连接呼吸器(14)和单向阀(12)。

2.如权利要求1所述的一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于三通单向阀(13)的连接接口(18)和(19)不能连通，其初始状态为车辆在陆上行驶状态时，连接接口(17)和(18)连通，车辆的车桥(5、6)和轮边减速器(7)的箱体通过三通单向阀(13)和呼吸器(14)连通大气，保证箱体内外气压一致；三通单向阀(13)在车辆在水上行驶状态时，连接接口(17)和(19)连通，空气压缩机(9)将高压空气通过减压阀(10)和开关阀(16)后，克服三通单向阀(13)中回位弹簧(20)的预应压力，顶开活塞(21)，使得车辆的车桥(5、6)和轮边减速器(7)的箱体内维持一定高压；不同阀组之间通过所述连接管路(11)连接。

3.如权利要求1所述的一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于车辆在陆上行驶时，开关阀(16)关闭，无高压空气进入到管路中；车辆在水上行驶时，开关阀(16)打开，高压空气进入到管路中。

4.如权利要求1所述的一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于所述三通单向阀(13)和开关阀(16)中间设置单向阀(12)，保证高压空气只能从空气压缩机(9)端进入到车桥(5、6)和轮边减速器(7)箱体中，空气不能反向流动。

5.如权利要求1所述的一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于所述空气压缩机(9)与发动机(1)相连接，在发动机发动状态下，可以持续为此装置提供高压空气。

6.如权利要求1所述的一种两栖车辆水上密封装置，其特征在于车辆在水中行驶时，所述轮边减速器(7)和车桥(5、6)的箱体内气体压力由减压阀(10)决定，所述连接管路(11)中的气体压力为1.5倍的大气压力。

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