CN103629314B - 节能竞技赛车传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能竞技赛车传动系统，使用二级链传动，从动轴上套置有驱动后轮的花毂筒，从动轴与花毂筒之间设置有棘轮离合器，棘轮离合器包括与花毂筒相固定的棘轮、连接棘轮和从动轴的棘爪及与棘爪相连的用于松开棘爪与棘轮的松开弹簧。使用棘爪与棘齿啮合与脱开实现离合，结构简单，达到降低能耗的目的。

Description

节能竞技赛车传动系统

技术领域

本发明涉及一种传动系统，尤其是一种节能竞技大赛中所用的节能竞技赛车传动系统。

背景技术

目前，节能环保为工业发展的趋势，也为国家科技攻关及汽车制造厂锁关注研发的终点，本田节能竞技大赛适时迎合了时代提高社会节能和环保意识的要求，节能竞技大赛较量1L燃油能行驶多少公里的比赛，该大赛是一项注重能源、创建节约型社会为主题的活动，也是由于车辆的急剧增多而造成的尾气排放引起的大气污染问题这个社会背景下的全球节能活动。而经济的简单性为每个人参赛提供了可能，人们可以在大赛中学习、体验创意和创造带来的乐趣。随着比赛的每一次进行，行驶的公里数被一次次刷新，也体现了节能带来的研发的灵感，同时也是企业履行其社会责任的表现。

节能竞技大赛使用官方提供的发动机，经过改造后装配到自己研发的车身上，全程平均时速在25km/h以上，参赛车一般都是加速到40km/h后滑行到15km/h再加速的驱动方式，滑行过程中会将发动机停止，以起到节能的目的，因此任何环节的能耗降低都是赛车要考虑的节能关键点。

目前，节能赛车的传动系统为摩擦带传动和齿轮传动，发动机停止转动时使用的离合方式为牙嵌式离合器，但是现有的传动方式均存在些缺陷，摩擦带传动存在弹性滑动和整体打滑现象，齿轮传动存在安装精度要求高、成本高和远距离传动结构复杂的缺陷，牙嵌式离合器重量较大，结构比较复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能竞技赛车传动系统，使用棘爪与棘齿啮合与脱开实现离合，结构简单，达到降低能耗的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能竞技赛车传动系统，包括固定在车架上的发动机、主动轴、中间轴和从动轴，主动轴上固定有主动轮，中间轴上固定有一级从动轮和一级主动轮，从动轴上固定有二级从动轮，主动轮与一级从动轮之间、一级主动轮和二级从动轮之间通过传动链相连，从动轴上套置有驱动后轮的花毂筒，从动轴与花毂筒之间设置有棘轮离合器，棘轮离合器包括与花毂筒相固定的棘轮、连接棘轮和从动轴的棘爪及与棘爪相连的用于松开棘爪与棘轮的松开弹簧。三根轴两条传动链，实现二级链传动，二级链传动能够给二级从动轮提供更大的驱动力，从而带动后轮形式，在一定程度上降低油耗；由于竞技赛车的行驶方式是加速-滑行-加速的重复过程，在滑行过程中为了防止燃油损耗，发动机处于停机状态，本技术方案使用棘轮离合器，在发动机停止转动时，通过松开弹簧将棘爪与棘轮的棘齿相分离，从而防止棘爪与棘齿不断敲击而造成的动力损失，发动机运转后克服松开弹簧的弹力，棘爪再次与棘齿相啮合将动力传输给花毂筒，由花毂筒带动后轮转动，实现再次加速，整个传动系统能最大限度减小滑行过程中的动力损失，延长滑行的距离，从而提高竞技成绩，整体结构比较简单，达到降低能耗的目的。

作为优选，棘爪与从动轴相铰接，棘爪采用旋转离心力张开并与棘轮相啮合。采用旋转时产生的离心力来克服松开弹簧的弹力，从而来使棘爪张开与棘齿相啮合，棘爪使用离心力来张开，在发动机停止动力输出后，棘爪不受离心力，在松开弹簧的弹力下缩回与棘齿相分离，而且发动机动力输出过程中，棘爪受到较大的离心力，从而形成类似飞轮的功能起到储能的作用，也能提高输出动力的有效利用率。

作为优选，从动轴上固定有驱动盘，棘爪铰接到驱动盘上，松开弹簧为复位拉簧，复位拉簧设置在棘爪与驱动盘之间，发动机转动时，棘爪的离心力大于复位拉簧的弹力。复位拉簧的弹力要大于棘爪受到的重力。

另一种优选的方案：从动轴上固定有驱动盘，棘爪铰接到驱动盘上，松开弹簧为套置在棘爪铰接部位上的复位扭簧，发动机转动时，棘爪的离心力大于复位扭簧的扭力。复位扭簧的弹力要大于棘爪受到的重力。

作为优选，棘爪的重心为偏心结构，棘爪的重心偏向棘爪自由端，棘爪自由端的尺寸大于棘爪铰接端的尺寸。偏心的棘爪，且中心偏向棘爪自由端，此时高速转动时，棘爪的离心力会更快克服松开弹簧的弹力，能缩短棘爪张开的时间。

作为优选，棘爪包括爪头和爪身，爪头由三角端、外弧形边和内弧形边围成，三角端的形状为与棘轮上的棘齿相啮合的形状，外弧形边连接三角端的外圈，内弧形边连接三角端的内圈，外弧形边和内弧形边均为外凸弧形，爪身为等宽结构，爪身的宽度小于爪头的宽度。

作为优选，所述的传动链单排滚子链，中间轴与主动轴和从动轴相互平行，中间轴处于主动轴和从动轴的对称位置上。

作为优选，一级从动轮的直径大于一级主动轮的直径，主动轮的直径小于一级从动轮的直径，二级从动轮的直径大于一级主动轮的直径。

作为优选，从动轴两端连接有定位座，定位座固定到车架上，中间轴两端连接有定位座，定位座固定到车架上，定位座上设置有定位槽，从动轴或中间轴的两端分别穿入到定位槽内并与鱼尾螺丝连接。通过鱼尾螺丝在定位槽内的移动来实现传动链张紧。

作为优选，棘爪与棘轮相啮合的端部设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲弹簧，棘爪的端部设置有缓冲弹簧固定部，缓冲弹簧与固定部相固定。棘爪高速转动时与棘齿相啮合，之间会存在一个速度差，为防止速度突变引起的震动，在棘爪与棘齿相啮合的部位设置缓冲弹簧，通过缓冲弹簧来降低接触时的冲击力。

作为优选，缓冲弹簧呈锥台状，其中大径端与固定部相固定，小径端朝向棘齿。锥台状的缓冲弹簧压缩后能形成一个平面，该平面能保证棘爪与棘齿啮合时的动力传递接触面积。

本发明的有益效果是：使用棘轮离合器，在发动机停止转动时，通过松开弹簧将棘爪与棘轮的棘齿相分离，从而防止棘爪与棘齿不断敲击而造成的动力损失，发动机运转后克服松开弹簧的弹力，棘爪再次与棘齿相啮合将动力传输给花毂筒，由花毂筒带动后轮转动，实现再次加速，整个传动系统能最大限度减小滑行过程中的动力损失，延长滑行的距离，从而提高竞技成绩。

附图说明

图1是本发明一种传动示意图；

图2是本发明一种传动结构示意图；

图3是本发明图2所示结构的俯视图；

图4是本发明一种从动轴定位座的结构示意图；

图5是本发明图4所示结构的侧视图；

图6是本发明一种中间轴定位座的结构示意图；

图7是本发明图6所示结构的侧视图；

图8是本发明一种鱼尾螺丝的结构示意图；

图9是本发明图8所示结构的俯视图；

图10是本发明一种棘轮离合器的结构示意图；

图11是本发明第二种棘轮离合器的结构示意图；

图12是本发明一种棘爪的结构示意图；

图13是本发明第二种棘爪的结构示意图；

图中：1、主动轴，2、主动轮，3、传动链，4、中间轴，5、一级从动轮，6、从动轴，7、二级从动轮，8、一级主动轮，9、后轮，10、发动机，11、车架，12、花毂筒，13、鱼尾螺丝，14、从动轴定位座，15、定位槽，16、中间轴定位座，17、连接套，18、棘齿，19、棘轮，20、棘爪，21、复位扭簧，22、铰轴，23、驱动盘，24、复位拉簧，25、三角端，26、爪身，27、铰孔，28、爪头，29、外弧形边，30、内弧形边。

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1：一种节能竞技赛车传动系统（参见附图1附图2附图3），包括固定在车架11上的发动机10、主动轴1、中间轴4和从动轴6，主动轴上固定有主动轮2，中间轴4上通过深沟球轴承套置有花毂筒，花毂筒上固定有一级从动轮5和一级主动轮8，从动轴6上固定有二级从动轮7，主动轮2与一级从动轮5之间、一级主动轮8和二级从动轮7之间通过传动链3相连。传动链使用单排滚子链，中间轴与主动轴和从动轴相互平行，中间轴处于主动轴和从动轴的对称位置上。一级从动轮的直径大于一级主动轮的直径，主动轮的直径小于一级从动轮的直径，二级从动轮的直径大于一级主动轮的直径。一级从动轮和一级主动轮分别通过右旋螺纹和左旋螺纹固定在中间轴的花毂筒上。从动轴的两端连接有从动轴定位座14（参见附图4附图5），从动轴定位座固定到车架上，从动轴定位座上设置有定位槽15，定位槽的开口朝向远离中间轴的方向，定位槽内设置有鱼尾螺丝13（参见附图8附图9），鱼尾螺丝具有螺柱和固定在螺柱端部的扁平的连接套17，从动轴的端部穿入到连接套内，连接套处于定位槽的深处，螺柱伸出到定位槽外，螺柱上旋有调节螺母，通过旋转调节螺母来调节鱼尾螺丝的位置，从而实现传动链张紧。中间轴的两端连接有中间轴定位座16（参见附图6附图7），中间轴定位座固定到车架上，中间轴定位座上设置有定位槽15，定位槽的开口朝向靠近从动轴的方向，定位槽内设置有鱼尾螺丝13（参见附图8附图9），鱼尾螺丝具有螺柱和固定在螺柱端部的扁平的连接套17，从动轴的端部穿入到连接套内，连接套处于定位槽的深处，螺柱伸出到定位槽外，螺柱上旋有调节螺母，通过旋转调节螺母来调节鱼尾螺丝的位置，从而实现传动链张紧。

从动轴上套置有驱动后轮的花毂筒12，从动轴与花毂筒之间设置有棘轮离合器。棘轮离合器（参见附图10）包括与从动轴上的花毂筒12相固定的棘轮19、固定在从动轴上的驱动盘23、连接棘轮和驱动盘的棘爪20。棘爪具有爪头28和爪身26，爪身的端部设置有铰孔27，棘爪由铰轴22通过铰孔与驱动盘相铰接，铰轴上套置有复位扭簧21，棘爪的自由端为三角端25，棘轮的内圈设置有棘齿18，棘爪的三角端与棘齿相啮合。发动机转动时，棘爪的离心力大于复位扭簧的扭力。棘爪采用驱动盘旋转时的离心力张开并与棘齿相啮合，在发动机旋转赛车处于加速时，棘爪张开与棘齿啮合推动棘轮转动，从而驱动赛车后轮9旋转实现加速。发动机停机赛车处于滑行时，从动轴停止旋转，棘爪失去离心力在复位扭簧的作用下缩回与棘齿相分离。

实施例2：一种节能竞技赛车传动系统，与实施例不同之处在于棘爪铰接到驱动盘上，棘爪与驱动盘之间连接有复位拉簧24（参见附图11），发动机转动时，棘爪的离心力大于复位拉簧的弹力。其余结构参照实施例1。

实施例3：一种节能竞技赛车传动系统，棘轮离合器中的棘爪的重心为偏心结构（参见附图12），棘爪包括爪头28和爪身26，爪头具有三角端25，爪身的端部设置有铰孔27，棘爪的重心偏向棘爪的爪头，棘爪的宽度从爪头向爪身的尾端逐渐减小。其余结构参照实施例1或实施例2。

实施例4：一种节能竞技赛车传动系统，棘轮离合器中的棘爪的重心为偏心结构（参见附图13），棘爪包括爪头28和爪身26，爪头由三角端、外弧形边和内弧形边围成，三角端的形状为与棘轮上的棘齿相啮合的形状，外弧形边连接三角端的外圈，内弧形边连接三角端的内圈，外弧形边和内弧形边均为外凸弧形，爪身为等宽结构，爪身的宽度小于爪头的宽度。其余结构参照实施例1或实施例2。

实施例5：一种节能竞技赛车传动系统，棘爪与棘轮相啮合的端部设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲弹簧，棘爪的端部设置有缓冲弹簧固定部，缓冲弹簧与固定部相固定；缓冲弹簧呈锥台状，其中大径端与固定部相固定，小径端朝向棘齿。其余结构参照实施例1或实施例2。

以上所述的实施例只是本发明的几种较佳方案，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 (10)

1.一种节能竞技赛车传动系统，包括固定在车架上的发动机、主动轴、中间轴和从动轴，主动轴上固定有主动轮，中间轴上固定有一级从动轮和一级主动轮，从动轴上固定有二级从动轮，主动轮与一级从动轮之间、一级主动轮和二级从动轮之间通过传动链相连，其特征在于从动轴上套置有驱动后轮的花毂筒，从动轴与花毂筒之间设置有棘轮离合器，棘轮离合器包括与花毂筒相固定的棘轮、连接棘轮和从动轴的棘爪及与棘爪相连的用于松开棘爪与棘轮的松开弹簧。

2.根据权利要求1所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于棘爪与从动轴相铰接，棘爪采用旋转离心力张开并与棘轮相啮合。

3.根据权利要求2所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于从动轴上固定有驱动盘，棘爪铰接到驱动盘上，松开弹簧为复位拉簧，复位拉簧设置在棘爪与驱动盘之间，发动机转动时，棘爪的离心力大于复位拉簧的弹力。

4.根据权利要求2所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于从动轴上固定有驱动盘，棘爪铰接到驱动盘上，松开弹簧为套置在棘爪铰接部位上的复位扭簧，发动机转动时，棘爪的离心力大于复位扭簧的扭力。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于棘爪的重心为偏心结构，棘爪的重心偏向棘爪自由端，棘爪自由端的尺寸大于棘爪铰接端的尺寸。

6.根据权利要求5所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于棘爪包括爪头和爪身，爪头由三角端、外弧形边和内弧形边围成，三角端的形状为与棘轮上的棘齿相啮合的形状，外弧形边连接三角端的外圈，内弧形边连接三角端的内圈，外弧形边和内弧形边均为外凸弧形，爪身为等宽结构，爪身的宽度小于爪头的宽度。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于所述的传动链单排滚子链，中间轴与主动轴和从动轴相互平行，中间轴处于主动轴和从动轴的对称位置上。

8.根据权利要求7所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于一级从动轮的直径大于一级主动轮的直径，主动轮的直径小于一级从动轮的直径，二级从动轮的直径大于一级主动轮的直径。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于从动轴两端连接有定位座，定位座固定到车架上，中间轴两端连接有定位座，定位座固定到车架上，定位座上设置有定位槽，从动轴或中间轴的两端分别穿入到定位槽内并与鱼尾螺丝连接。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的节能竞技赛车传动系统，其特征在于棘爪与棘轮相啮合的端部设置有缓冲机构，缓冲机构包括缓冲弹簧，棘爪的端部设置有缓冲弹簧固定部，缓冲弹簧与固定部相固定；缓冲弹簧呈锥台状，其中大径端与固定部相固定，小径端朝向棘齿。