CN103465774B - 手动挡汽车的自动防倒溜装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手动挡汽车的自动防倒溜装置及方法。该装置包括固定安装于汽车半轴（3）的主动齿轮（2），与汽车半轴（3）平行的主轴（9）；还包括依次安装于主轴上的离合机构（8）、单向传动机构（7）、卷线轮（4）；离合机构（8）包括从动齿轮（16）；单向传动机构（7）包括旋转盘（12）；从动齿轮（16）和旋转盘（12）相对侧相对位置处分别设置有定位卡槽（11）和传力销（13）。当汽车出现倒溜时，汽车半轴带动主、从动齿轮，由传力销传到旋转盘，经单向轴承带动主轴连同卷线轮产生反向角位移，拉动钢丝，驱动原有驻车制动装置，防止汽车倒溜。

Description

手动挡汽车的自动防倒溜装置及方法

所属技术领域：

本发明涉及汽车安全的制动系统装置，特别是涉及一种用于手动挡汽车的自动防倒溜装置及方法。

背景技术：

随着消费者对车辆安全性日益重视，车辆安全措施也不断产生和改进。而作为车辆安全性不可或缺的一部分，坡道安全也显得尤为重要。然而，由于目前真正广泛应用于坡道安全的措施并不多，且均在自动挡汽车上才有真正安装，同时存在价格过高、操控不便、效果不好等原因，坡道事故仍然频发，尤其是手动挡汽车坡道溜车造成的事故更是给驾驶员和汽车乘客的生命安全带来严重威胁。所以，为了弥补目前现有坡道防倒溜装置的不足之处，尤其是为解决手动挡汽车的倒溜问题（例如坡道起步时因汽车爬坡动力不足时的倒溜现象等），设计新的结构简单、操控简便、经济实用、可靠性高的新型手动挡汽车坡道防倒溜装置是非常重要的，这将给驾驶员尤其是驾驶新手在坡道上带来生命安全的保障，减少坡道事故发生率。

经查阅相关文献资料，有很多专利技术提出了解决上述问题的方法，如名称为“汽车坡道起步装置”，专利号为“201210276286.7”的发明专利中提出了利用发动机主油道的机油压力控制变速器输入轴上的单向轴承的外圈的锁止与解锁，并且利用逻辑电路和电脑芯片来控制整体装置的工作。该技术虽能起到防止汽车坡道起步倒溜的作用，但整个装置还需利用控制电路来改变电磁阀的工作状态，进而实现装置的整体运转，装置结构过于复杂，不便于零部件的维修。并且需要在变速器壳体部分加装油路装置，加工成本较高，产品难以实现通用化。

如名称为“间歇双向驱动机构、带该机构的防倒溜器及防倒溜汽车”，专利号为“201110107488.4”的发明专利运用了一种间歇双向驱动机构，通过双向驱动爪传递正、反两个方向的旋转动力，利用改变旋向到启动之间的停顿时间，可以用来完成其它的零部件的动作，利用间歇双向驱动机构间歇停顿时间的功能，提供一种汽车上坡起步防倒溜器。该装置结构布置紧凑，但制动装置和双向驱动装置需进一步组装，装置内部结构过于复杂。如果零部件运动不连续，其相互之间很容易产生运动干涉，使装置的可靠性降低。

如名称为“汽车防倒溜结构”，专利号为“201110190919.8”的发明专利，其结构装置包括汽车变速器传动输出主轴、防倒溜定向卡子、防倒溜定向卡斜凹凸槽、防倒溜定向卡斜凹凸槽圆座、复位弹簧等组成。防倒溜定向卡子，防倒溜定向卡斜凹凸槽的方向只限制于发动机输出带动汽车前进方向，反向运转时被卡住，从而实现防倒溜功能。其装置虽然结构简单，但其核心部件定向卡子，定向卡斜凹凸槽圆座需要特殊加工，加工难度大，精度难以保证，各零部件难以实现通用化。

发明内容：

为了克服现有防倒溜装置的结构复杂，加工成本高，零部件难以实现通用化等不足。本发明公开了一种手动挡汽车的自动防倒溜装置及方法，该装置结构简单易于实现，零部件具有通用性及可替换性，能有效防止汽车在坡道行驶时因驻车制动器失效等原因导致的非正常倒溜情况发生，避免事故和人员伤亡。

一种手动挡汽车的自动防倒溜装置，其特征在于：包括固定安装于汽车半轴的主动齿轮，与汽车半轴平行的主轴；还包括依次安装于主轴上的离合机构、单向传动机构、卷线轮；所述的离合机构依次包括安装于主轴上的操纵杆、套筒、与主动齿轮啮合的从动齿轮、回位弹簧；所述操纵杆、套筒、从动齿轮可在主轴上轴向移动；所述单向传动机构包括通过单向轴承安装于主轴上的旋转盘；上述从动齿轮和旋转盘相对侧相对位置处分别设置有定位卡槽和传力销；上述卷线轮上卷装着钢丝，钢丝的一端与卷线轮相连，另一端与驻车制动装置相连。

所述的手动挡汽车自动防倒溜装置的防倒溜方法，其特征在于包括以下过程：

2-1、汽车正常向前行驶：驾驶员挂前进挡，操纵杆的轴向移动使从动齿轮的定位卡槽与旋转盘上的传力销对接；汽车正常向前行驶，主动齿轮带动从动齿轮转动，单向轴承正向旋转，其内部锁止功能不起作用，从动齿轮和旋转盘在主轴空转，不会影响主轴的转动状态；

2-2、汽车正常倒退行驶：驾驶员挂倒挡，从动齿轮不会沿轴向滑移，从动齿轮的定位卡槽与旋转盘上的传力销处于分离状态，整体装置不起作用，不影响汽车的正常倒退行驶；

2-3、当汽车在坡道起步倒溜：车体有向后运动的趋势，主动齿轮带动从动齿轮反向转动；由于驾驶员挂前进挡，从动齿轮的定位卡槽与旋转盘上的传力销处于对接状态，因此从动齿轮带动旋转盘反向旋转，由于安装在旋转盘内部的单向轴承具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴反向转动，促使卷线轮产生反向角位移，迅速拉动钢丝，从而驱动驻车制动装置实现制动功能，防止汽车倒溜；

2-4、当汽车在坡道驻车倒溜：当汽车处于坡道驻车状态时，由于长时间驻车制动盘与摩擦片会由热变冷，导致摩擦片与制动盘之间间隙增大，汽车会出现非正常倒溜；在此种情况下，驾驶员驻车时挂空挡，操纵杆的轴向移动使从动齿轮的定位卡槽与旋转盘上的传力销对接；当车体有向后运动的趋势，主动齿轮带动从动齿轮反向转动，从动齿轮带动旋转盘反向旋转，由于安装在旋转盘内部的单向轴承具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴反向转动，促使卷线轮产生反向角位移，迅速拉动钢丝，进一步拉紧驻车制动装置，消除摩擦片与制动盘的间隙，防止汽车倒溜。

本发明具有的有益效果是：

1.该装置结构简单易于实现，零部件具有通用性、经济实用。与市场上同类防倒溜装置相比结构简化，且大部分零件都为标准件，成本低，购买和加工方便；在原有手动挡汽车驻车制动器基础上增加该装置，即可实现手动挡汽车的自动防倒溜功能，可将坡道起步转换为平面起步方式操作。

2.该装置操控简便、可靠性好。无需添加任何开关，只通过汽车换挡操作便可实现自动防倒溜功能的开启与关闭；完全由物理机械构成，无需电子设备，大大提高了装置的可靠性。

3.该装置灵敏度高。根据不同车型设计主/从动齿轮系相关参数和卷线轮半径后，可使汽车倒溜控制在0.1m以内。

4.该装置与传统驻车装置并行工作，互不干涉，可有效防止长时间坡道驻车制动盘与摩擦片变冷形成间隙导致的汽车倒溜。

附图说明：

图1是手动挡汽车的自动防倒溜装置的工作原理示意图；

图2是手动挡汽车的自动防倒溜装置的结构示意图；

图中标号名称：1.车轮2.主动齿轮3.汽车半轴4.卷线轮5.钢丝6.驻车制动器7.单向传动装置8.离合机构9.主轴10.操纵杆11.定位卡槽12.旋转盘13.传力销14.单向轴承15.回位弹簧16.从动齿轮17.套筒。

具体实施方式:

下面结合附图对本发明装置作进一步说明：

如图1和图2所示，本发明包括主动齿轮2、主轴9、离合机构8、单向传动机构7、卷线轮4、钢丝5及原有驻车制动装置6。所述的主动齿轮2与汽车半轴3固结；离合机构8包括操纵杆10、套筒17、从动齿轮16、回位弹簧15，并依次安装在主轴9上，可在主轴9上沿轴向移动，从动齿轮16外侧开有定位卡槽11；单向传动机构7包括旋转盘12、传力销13及压配在主轴9上的单向轴承14，传力销13嵌入在旋转盘12外圈，其位置与定位卡槽11对应；卷线轮4固定在主轴9上，外圈套有钢丝5；钢丝5与原有驻车制动装置6相连接。

本发明的工作原理如下：

当汽车正常向前行驶时，汽车半轴3受发动机带动而转动，并带动与之相固结的主动齿轮2同向转动，从动齿轮16也随之同向转动。驾驶员挂前进挡时，其操纵力会通过拨叉传到操纵杆10上，使操纵杆10沿轴向移动，推动套筒17也沿轴向滑移，套筒17传递的作用力施加在从动齿轮16上，使从动齿轮16克服回位弹簧15的预紧力向右移动，回位弹簧15处于被压缩状态。旋转盘12经单向轴承14安装在主轴9上，旋转盘12上装有传力销13，与从动齿轮16外侧的定位卡槽11位置对应；当从动齿轮16向右移动时，使旋转盘12与从动齿轮16具有相同的运动状态。此时单向轴承14正向旋转，其内部锁止功能不起作用。从动齿轮16和旋转盘12在主轴9空转，并不会影响主轴9的转动状态，且零件之间布置紧凑，传动阻力极小，可忽略不计，不会影响汽车的正常行驶。

当汽车正常倒退行驶时，即驾驶员挂倒挡，其操纵力不会通过拨叉传到操纵杆10，套筒17无轴向移动，安装在主轴9上的从动齿轮16也不会沿轴向滑移，不会促使传力销13卡死在定位卡槽11中，即离合机构8处于分离状态，整体装置不起作用，并不影响汽车的正常倒退行驶。

当汽车在坡道起步倒溜时，车体有向后运动的趋势，车轮1传递给汽车半轴3反向转矩，该转矩驱动主动齿轮2并带动从动齿轮16反向转动。由于驾驶员挂前进挡时，其操纵力通过拨叉传到操纵杆10上，使操纵杆10沿轴向移动，推动套筒17也沿轴向滑移，套筒17传递的作用力施加在从动齿轮16上，使从动齿轮16克服回位弹簧15的预紧力向右移动，回位弹簧15处于被压缩状态。旋转盘12经单向轴承14安装在主轴9上，旋转盘12上装有传力销13，与从动齿轮16外侧的定位卡槽11位置对应；当从动齿轮16向右移动时，使旋转盘12与从动齿轮16具有相同的运动状态，此时从动齿轮16和旋转盘12都反向旋转。由于安装在旋转盘12内部的单向轴承14具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴9反向转动，促使卷线轮4产生反向角位移，迅速拉动钢丝5，从而驱动驻车制动装置6实现制动功能，防止汽车倒溜。

当汽车处于坡道驻车状态时，由于长时间驻车制动盘与摩擦片会由热变冷，导致摩擦片与制动盘之间间隙增大，汽车会出现非正常倒溜。在此种情况下，驾驶员驻车时挂空挡，其操纵力通过拨叉传到操纵杆10上，使操纵杆10沿轴向移动，推动套筒17也沿轴向滑移，套筒17传递的作用力施加在从动齿轮16上，使从动齿轮16克服回位弹簧15的预紧力向右移动，回位弹簧15处于被压缩状态。旋转盘12经单向轴承14安装在主轴9上，旋转盘12上装有传力销13，与从动齿轮16外侧的定位卡槽11位置对应；当从动齿轮16向右移动时，使旋转盘12与从动齿轮16具有相同的运动状态。此时车体有向后运动的趋势，车轮1传递给汽车半轴3反向转矩，该转矩驱动主动齿轮2并带动从动齿轮16反向转动，使旋转盘12反向旋转，安装在旋转盘12内部的单向轴承14具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴9反向转动，促使卷线轮4产生反向角位移，连续拉动钢丝5，消除摩擦片与制动盘的间隙，防止汽车倒溜。

Claims (2)

1.一种手动挡汽车的自动防倒溜装置，其特征在于：

包括固定安装于汽车半轴（3）的主动齿轮（2），与汽车半轴（3）平行的主轴（9）；还包括依次安装于主轴上的离合机构（8）、单向传动机构（7）、卷线轮（4）；

所述的离合机构（8）依次包括安装于主轴（9）上的操纵杆（10）、套筒（17）、与主动齿轮（2）啮合的从动齿轮（16）、回位弹簧（15）；所述操纵杆（10）、套筒（17）、从动齿轮（16）可在主轴（9）上轴向移动；

所述单向传动机构（7）包括通过单向轴承（14）安装于主轴（9）上的旋转盘（12）；

上述从动齿轮（16）和旋转盘（12）相对侧相对位置处分别设置有定位卡槽（11）和传力销（13）；

上述卷线轮（4）上卷装着钢丝（5），钢丝（5）的一端与卷线轮（4）相连，另一端与驻车制动装置（6）相连。

2.根据权利要求1所述的手动挡汽车自动防倒溜装置的防倒溜方法，其特征在于包括以下过程：

2-1、汽车正常向前行驶

驾驶员挂前进挡，操纵杆（10）的轴向移动使从动齿轮（16）的定位卡槽（11）与旋转盘（12）上的传力销（13）对接；汽车正常向前行驶，主动齿轮（2）带动从动齿轮（16）转动，单向轴承（14）正向旋转，其内部锁止功能不起作用，从动齿轮（16）和旋转盘（12）在主轴（9）空转，不会影响主轴（9）的转动状态；

2-2、汽车正常倒退行驶

驾驶员挂倒挡，从动齿轮（16）不会沿轴向滑移，从动齿轮（16）的定位卡槽（11）与旋转盘（12）上的传力销（13）处于分离状态，整体装置不起作用，不影响汽车的正常倒退行驶；

2-3、当汽车在坡道起步倒溜

车体有向后运动的趋势，主动齿轮（2）带动从动齿轮（16）反向转动；由于驾驶员挂前进挡，从动齿轮（16）的定位卡槽（11）与旋转盘（12）上的传力销（13）处于对接状态，因此从动齿轮（16）带动旋转盘（12）反向旋转，由于安装在旋转盘（12）内部的单向轴承（14）具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴（9）反向转动，促使卷线轮（4）产生反向角位移，迅速拉动钢丝（5），从而驱动驻车制动装置（6）实现制动功能，防止汽车倒溜；

2-4、当汽车在坡道驻车倒溜

当汽车处于坡道驻车状态时，由于长时间驻车制动盘与摩擦片会由热变冷，导致摩擦片与制动盘之间间隙增大，汽车会出现非正常倒溜；在此种情况下，驾驶员驻车时挂空挡，操纵杆（10）的轴向移动使从动齿轮（16）的定位卡槽（11）与旋转盘（12）上的传力销（13）对接；当车体有向后运动的趋势，主动齿轮（2）带动从动齿轮（16）反向转动，从动齿轮（16）带动旋转盘（12）反向旋转，由于安装在旋转盘（12）内部的单向轴承（14）具有反向锁止功能，其能迅速带动主轴（9）反向转动，促使卷线轮（4）产生反向角位移，迅速拉动钢丝（5），进一步拉紧驻车制动装置（6），消除摩擦片与制动盘的间隙，防止汽车倒溜。