CN103192943A - 一种节能赛车的动力传递机构 - Google Patents

Abstract

一种节能赛车的动力传递机构，该节能赛车包括车架和固定于该车架上的后车轴，所述动力传递机构包括有驱动部件、轮毂部件、电磁控制部件和端面牙嵌离合器，其中，驱动部件轴向滑动地套置于后车轴外周的左部，轮毂部件轴向定位并可旋转地安装于后车轴外周的右部，端面牙嵌离合器包括离合器主动牙和离合器从动牙，该离合器主动牙套置于驱动部件的右侧且由该驱动部件带动旋转，该离合器从动牙固定于轮毂部件的左侧且与离合器主动牙相对，电磁控制部件固定安装于车架上，其固定连接驱动部件且带动该驱动部件在后车轴上滑动。本发明具有滑行距离远、节能效果好的优点，可应用于节能赛车的动力传动系统上。

Description

一种节能赛车的动力传递机构

技术领域

本发明涉及一种车辆动力传动装置，具体涉及一种节能赛车的动力传递机构，属于节能技术领域。

背景技术

自上世纪中叶起，随着世界经济和科技的发展，能源问题和环境问题日益成为人们面临的迫切需要解决的严峻问题。在工业化进程不断推进的同时，消耗燃油的机动车，尤其是汽车的生产和消费呈现出飞跃的发展。与此相应的是，能源的巨量消耗和环境的日益污染。而目前超速发展的中国也正面临着在享受现代化科技成果的同时，如何尽可能地减少能源消耗和保护环境的课题。

为了减少大气污染以及资源节约化，在燃油机动车领域中，开发低公害、低燃耗的机动车成为当前世界性的技术课题。日本Honda公司从50年前起就开始关注这个问题，1981年Honda在日本举行了首届节能竞技大赛，以搭建由全民参与创新并向全社会宣传节能低碳、环保理念的平台，至今已有30届的历史。该赛事任何人都可以参加，不论职业、地域和年龄的参赛队员们通过自我创意，设计和制造出与众不同的节能赛车参与角逐，以油耗最低的为优胜者。如今，节能竞技大赛不仅在日本成为了家喻户晓的环保赛事，在中国也有着广泛知晓与认可。中国是继日本、泰国之后，第3个举办这一大赛的国家，2007年第一届中国节能竞技大赛在上海国际赛车场举办，吸引了各方关心环保、热爱汽车的人群参加。中国节能竞技大赛至今已举办了六届，大赛规模年年壮大，参赛队伍已超过了100支，每年都有不少优秀的中国选手展示新奇创意，创造傲人成绩，第7届HONDA中国节能竞技大赛将于2013年10月在广东举行。世界历届节能竞技大赛至今，选手们已创造了3435公里/升的优秀记录。

参加节能竞技大赛的节能赛车使用低油耗摩托车的4冲程发动机作为动力来源，其目标是在规定时间内，车辆通过同样距离所消耗的油量越少，成绩越好。节能赛车除了采用低燃耗发动机之外，其节约能源的主要途径是采用空气阻力尽可能小的形状以及摩擦阻力尽可能小的动力传动结构。实践证明，节能赛车最经济的行驶方式为加速—滑行—加速—滑行的循环驱动方式，即先由发动机通过传动机构驱动车轮行驶，达到一定车速后停止发动机对车轮的动力传递，由车轮依惯性滑行，待车速降至一定水平后再启动发动机对车轮的动力驱动，如此反复循环，从而达到减少能源消耗的目的。显然，动力驱动的时间越短，滑行的距离越长，节能赛车消耗的能源就越少，比赛中节能赛车的滑行距离很大程度影响比赛的最终成绩。为了降低能耗，节能赛车的车轮在滑行的时候就不能反过来带动发动机空转，因此动力传动系统与车轮之间的连接是否有摩擦损耗对节能效果有着重要的影响。

现有节能赛车的传动系统与后轮之间一般是采用单向轴承，以实现力矩的单向传动。请参阅图1，车辆轮毂27通过轴承设置于与车架连接的主轴28上，动力盘26通过单向轴承25设置于车辆轮毂27上。当发动机动力输出时，单向轴承25锁止，动力盘26通过单向轴承25带动车辆轮毂27及车轮，实现车辆前进；当发动机动力输出中止时，动力轮26停止转动，车轮和车辆轮毂27继续转动，由于单向轴承25的作用，车辆轮毂27与动力盘26脱离联动，实现相对动力盘26的空转，车辆实现滑行。这种方式虽然结构简单，便于实现，但是当节能赛车加速到一定车速依靠惯性继续滑行的时候，由于滑行过程中后轮始终通过单向轴承与传动系统连接，未能完全脱离，因此会产生碰撞和摩擦，导致空转摩擦力矩比较大，从而损失部分能量，使节能赛车的滑行距离大大减少，严重降低了节能效果，影响了比赛成绩。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种节能赛车的动力传递机构，通过电磁驱动的端面牙嵌离合器控制车轮与动力系统之间的连接，使节能赛车在滑行时，车轮与动力系统之间完全脱离连接，从而达到减少摩擦、减少能量消耗的目的，使节能赛车滑行距离更远、节能效果更好、油耗更低、比赛成绩更优异。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种节能赛车的动力传递机构，该节能赛车包括车架和固定于该车架上的后车轴，所述动力传递机构包括有驱动部件、轮毂部件、电磁控制部件和端面牙嵌离合器，其中，驱动部件轴向滑动地套置于后车轴外周的左部，轮毂部件轴向定位并可旋转地安装于后车轴外周的右部，端面牙嵌离合器包括离合器主动牙和离合器从动牙，该离合器主动牙套置于驱动部件的右侧且由该驱动部件带动旋转，该离合器从动牙固定于轮毂部件的左侧且与离合器主动牙相对，电磁控制部件固定安装于车架上，其固定连接驱动部件且带动该驱动部件在后车轴上滑动。

所述的后车轴为空心轴，其设有沿轴向贯通的带有台阶的中心孔，该后车轴外周设有一凸起的台肩，左部设有贯通侧壁的槽孔。

所述的离合器主动牙为一套筒状构件，其右侧面设置有端面牙嵌齿，所述的离合器从动牙的左侧面设置有端面牙嵌齿且与该离合器主动牙的端面牙嵌齿相对，该离合器从动牙的端面牙嵌齿的齿形与所述离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形呈横向进入的相嵌形状。

所述的离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形为三角形、矩形、梯形或者弧形。

所述的离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形为棘齿形，该棘齿形的前端面为垂直于节能赛车前进方向的平面且为施力的推动面，其后面为光滑过渡的弧形，该离合器从动牙的端面牙嵌齿的齿形上具有与离合器主动牙的端面牙嵌齿齿形的前端面相对的后端面，该后端面为受力的承推面。

所述的驱动部件包括有滑动衬套、动力轮和两挡圈，其中，滑动衬套轴向滑动地套置于后车轴上，所述的离合器主动牙通过轴承套置于该滑动衬套上，动力轮套置于该离合器主动牙外周上且通过花键带动离合器主动牙在滑动衬套上旋转，两挡圈设置于所述离合器主动牙外周的两端，动力轮在该两挡圈之间沿轴向滑动。

所述的轮毂部件包括有轮毂和衬套，其中，轮毂通过两轴承套置于所述的后车轴上并能够在之上转动，衬套套置在该后车轴外周的两轴承之间，其中一轴承抵靠于所述后车轴外周上凸起的台肩以对轮毂进行定位。

所述的电磁控制部件包括有固定架、电磁铁、磁芯、传动杆、传动块、传动销和弹簧，其中，固定架与所述的车架相固定连接，电磁铁固定在该固定架上，磁芯活动地插置于电磁铁内，传动杆活动地穿置于后车轴的中心孔中，其左端与传动块固定连接，右端与磁芯固定连接，传动销横向穿固于传动块上且穿过后车轴侧壁上的槽孔，该传动销的两端与所述的滑动衬套相固定，弹簧设置于后车轴的中心孔内且套置于传动杆上，该弹簧的一端抵靠于传动块上，另一端抵靠于后车轴中心孔内的台阶上。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

a、在节能赛车的驱动动力与车轮之间的传动系统采用了端面牙嵌离合器，当发动机停止动力驱动时，车轮与发动机完全脱离传动连接，从而减少了摩擦导致的能量损耗，增加了节能赛车的滑行距离。

b、端面牙嵌离合器的两端面牙嵌齿的齿形呈横向进入的相嵌形状，因此当端面牙嵌离合器横向对合时，两端面牙嵌齿能够平稳啮合而减少碰撞，从而达到降低阻力的效果。

c、显著提高了节能赛车的节能效果，提高了节能赛车的成绩。

附图说明

图1是现有节能赛车动力传动系统的结构示意图。

图2是本发明的外观示意图。

图3是本发明的结构剖视图。

图4a，b，c，d是本发明端面牙嵌离合器的各种齿形示意图。

图5是本发明端面牙嵌离合器的棘齿形示意图。

图中，

1车架，2弹性挡圈，3轴承，4传动销，5传动块，6滑动衬套，7后车轴，8轮毂，9衬套，10固定杆，11磁芯，12螺帽，13螺杆，14左固定环，15离合器主动牙，16动力轮，17挡圈，18离合器从动牙，19弹簧，20传动杆，21轴承，22右固定环，23电磁铁，24固定架，25单向轴承，26动力盘，27车辆轮毂，28主轴，29槽孔，30中心孔，31螺帽，32前端面，33后端面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细说明，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请参阅图2和图3所示的本发明的结构图，所述节能赛车的动力传递机构安装于该节能赛车的车架1和固定于该车架1上的后车轴7上。

所述后车轴7的右端通过右固定环22和螺帽31固定在车架1的右部，其左端螺纹连接一螺杆13并通过左固定环14和螺帽12固定在车架1的左部。该后车轴7为空心轴，其设有沿轴向贯通的带有台阶的中心孔30，所述后车轴7的外周设有一凸起的台肩，其左部设有贯通后车轴7侧壁的槽孔29。

所述节能赛车的动力传递机构包括有驱动部件、轮毂部件、电磁控制部件和端面牙嵌离合器；其中，驱动部件轴向滑动地套置于后车轴7外周的左部，轮毂部件轴向定位并可旋转地安装于后车轴7外周的右部；端面牙嵌离合器包括离合器主动牙15和离合器从动牙18，该离合器主动牙15套置于驱动部件的右侧且由该驱动部件带动旋转，该离合器从动牙18固定于轮毂部件的左侧且与离合器主动牙15相对；电磁控制部件固定安装于车架1上，其固定连接驱动部件且带动该驱动部件在后车轴7上左右滑动。

所述的离合器主动牙15为一套筒状构件，其右侧面设置有端面牙嵌齿，请参阅图4a、b、c、d，该端面牙嵌齿的齿形为三角形、矩形、梯形、弧形或者棘齿形。所述的离合器从动牙18的左侧面设置有端面牙嵌齿，并且与该离合器主动牙15的端面牙嵌齿相对，该离合器从动牙18的端面牙嵌齿的齿形与所述离合器主动牙15的端面牙嵌齿的齿形呈横向进入的相嵌形状，以便端面牙嵌离合器横向对合时两端面牙嵌齿容易平稳啮合而减少碰撞。请参阅图5，当所述的离合器主动牙15的端面牙嵌齿的齿形为棘齿形时，该棘齿形的前端面32为垂直于节能赛车前进方向V的平面，同时也为动力驱动施力的推动面，该棘齿形的后面为光滑过渡的弧形，以便两端面牙嵌齿对合时能够横向平稳啮合。所述的离合器从动牙18的端面牙嵌齿的齿形上具有与离合器主动牙15的端面牙嵌齿齿形的前端面32相对的后端面33，该后端面33为受力的承推面。

所述的驱动部件包括有滑动衬套6、动力轮16和两挡圈17。所述滑动衬套6套置于后车轴7上，并且能够沿后车轴7的轴向滑动。所述离合器主动牙15通过一对轴承3套置于该滑动衬套6上，并能够在之上转动。该轴承3的内圈套装在所述滑动衬套6的外周上，外圈设置于该离合器主动牙15的内孔中，并由卡箍在离合器主动牙15内孔中的弹性挡圈2定位。所述动力轮16与节能赛车的发动机动力连接，其套置于该离合器主动牙15的外周上，并且通过花键带动离合器主动牙15在滑动衬套6上转动，从而将动力传输至离合器主动牙15。所述两挡圈17设置于所述离合器主动牙15外周的两端以对所述动力轮16限位，该动力轮16在该两挡圈17之间能够沿轴向滑动。

所述的轮毂部件包括有轮毂8和衬套9。所述轮毂8通过两轴承21套置于所述的后车轴7上并能够在之上转动，该两轴承21的内圈套装在后车轴7的外周上，外圈设置于该轮毂8的内孔中。所述衬套9套置在该后车轴7外周的两轴承21之间，其中一轴承21抵靠于所述的后车轴7外周上凸起的台肩，另一轴承21抵靠于所述后车轴7上的右固定环22的侧面，从而对轮毂8进行定位。所述离合器从动牙18固定于该轮毂8的左端且与所述离合器主动牙15相对。

所述的电磁控制部件包括有固定架24、电磁铁23、磁芯11、传动杆20、传动块5、传动销4和弹簧19。所述固定架24通过固定杆10固定于车架1的右部，所述电磁铁23固定在该固定架24上，所述磁芯11活动地插置于该电磁铁23内。所述传动杆20活动地穿置于所述后车轴7的中心孔30中，其左端通过螺纹与传动块5固定连接，右端伸出该后车轴7的中心孔30，并与所述磁芯11通过螺纹固定连接。所述传动销4横向穿过传动块5的销孔并固定于传动块5上，该传动销4的两端穿过所述后车轴7侧壁上的槽孔29并且与所述滑动衬套6相固定。从而传动杆20通过传动块5和传动销4能够带动滑动衬套6及其上的离合器主动牙15沿后车轴7的轴向滑动，进而使离合器主动牙15与离合器从动牙18相啮合或脱离。所述弹簧19设置于后车轴7的中心孔30内，并且套置于传动杆20的外周上，该弹簧19的一端抵靠于传动块5上，另一端抵靠于后车轴7中心孔30内的台阶上。当电磁铁23断电时，该弹簧19通过其恢复力推动传动块5，继而带动传动杆20和滑动衬套6向左移动；当电磁铁23通电吸合磁芯11时，带动传动杆20向右移动。

本发明的运行原理如下：

当发动机输入动力通过所述动力传递机构驱动节能赛车行驶时，电磁铁23通电吸合磁芯11并带动传动杆20、传动块5和传动销4，从而带动滑动衬套6及其上的离合器主动牙15沿后车轴7向右移动，使得离合器主动牙15与离合器从动牙18通过其端面牙嵌齿相啮合，因而动力由动力轮16传递至轮毂8上驱动车轮转动；当节能赛车达到一定车速后停止发动机对车轮的动力传递，电磁铁23断电，弹簧19由其恢复力推动传动块5，继而通过传动销4带动滑动衬套6及其上的离合器主动牙15向左移动，使得离合器主动牙15与离合器从动牙18的端面牙嵌齿脱离啮合，与此同时，传动杆20带动磁芯11复位，因而车轮脱离动力输入而依惯性滑行，由于此时轮毂8与传递动力的动力轮16脱离连接，因此大大降低了摩擦损耗，从而达到了增加滑行距离、节约能源消耗的目的。

本发明具有滑行距离远、节能效果好的优点，可应用于节能赛车的动力传动系统上。

Claims (8)

1.一种节能赛车的动力传递机构，该节能赛车包括车架和固定于该车架上的后车轴，其特征在于：所述动力传递机构包括有驱动部件、轮毂部件、电磁控制部件和端面牙嵌离合器，其中，驱动部件轴向滑动地套置于后车轴外周的左部，轮毂部件轴向定位并可旋转地安装于后车轴外周的右部，端面牙嵌离合器包括离合器主动牙和离合器从动牙，该离合器主动牙套置于驱动部件的右侧且由该驱动部件带动旋转，该离合器从动牙固定于轮毂部件的左侧且与离合器主动牙相对，电磁控制部件固定安装于车架上，其固定连接驱动部件且带动该驱动部件在后车轴上滑动。

2.根据权利要求1所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的后车轴为空心轴，其设有沿轴向贯通的带有台阶的中心孔，该后车轴外周设有一凸起的台肩，左部设有贯通侧壁的槽孔。

3.根据权利要求2所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的离合器主动牙为一套筒状构件，其右侧面设置有端面牙嵌齿，所述的离合器从动牙的左侧面设置有端面牙嵌齿且与该离合器主动牙的端面牙嵌齿相对，该离合器从动牙的端面牙嵌齿的齿形与所述离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形呈横向进入的相嵌形状。

4.根据权利要求3所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形为三角形、矩形、梯形或者弧形。

5.根据权利要求3所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的离合器主动牙的端面牙嵌齿的齿形为棘齿形，该棘齿形的前端面为垂直于节能赛车前进方向的平面且为施力的推动面，其后面为光滑过渡的弧形，该离合器从动牙的端面牙嵌齿的齿形上具有与离合器主动牙的端面牙嵌齿齿形的前端面相对的后端面，该后端面为受力的承推面。

6.根据权利要求3所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的驱动部件包括有滑动衬套、动力轮和两挡圈，其中，滑动衬套轴向滑动地套置于后车轴上，所述的离合器主动牙通过轴承套置于该滑动衬套上，动力轮套置于该离合器主动牙外周上且通过花键带动离合器主动牙在滑动衬套上旋转，两挡圈设置于所述离合器主动牙外周的两端，动力轮在该两挡圈之间沿轴向滑动。

7.根据权利要求6所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的轮毂部件包括有轮毂和衬套，其中，轮毂通过两轴承套置于所述的后车轴上并能够在之上转动，衬套套置在该后车轴外周的两轴承之间，其中一轴承抵靠于所述后车轴外周上凸起的台肩以对轮毂进行定位。

8.根据权利要求7所述的节能赛车的动力传递机构，其特征在于：所述的电磁控制部件包括有固定架、电磁铁、磁芯、传动杆、传动块、传动销和弹簧，其中，固定架与所述的车架相固定连接，电磁铁固定在该固定架上，磁芯活动地插置于电磁铁内，传动杆活动地穿置于后车轴的中心孔中，其左端与传动块固定连接，右端与磁芯固定连接，传动销横向穿固于传动块上且穿过后车轴侧壁上的槽孔，该传动销的两端与所述的滑动衬套相固定，弹簧设置于后车轴的中心孔内且套置于传动杆上，该弹簧的一端抵靠于传动块上，另一端抵靠于后车轴中心孔内的台阶上。

Images