CN105172585A - 一种车辆防打滑装置 - Google Patents

Abstract

一种车辆防打滑装置，车辆同侧前轮与后轮间连接有单向离合器，并使单向离合器连接前轮端的转速大于单向离合器连接后轮端的转速，并由后轮驱动，车辆正常行进时同侧单向离合器连接前轮端的转速大于单向离合器连接后轮端的转速，单向离合器解锁，车辆打滑时，前轮转速变慢，而打滑的后轮转速反而更快，单向离合器迅速锁止，动力迅速传到同侧前轮上，其特征在于车辆前轮与后轮之间有单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承将车辆前轮与后轮连接，连接在车辆前轮与后轮之间的单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承和车辆的前轮与后轮相对于车辆本身可以一起轴向转动，可以有效防止车辆打滑，全机械，全自动。

Description

一种车辆防打滑装置

技术领域

本发明属于机械领域，尤其是汽车中的越野车。

背景技术

目前公知的车辆防打滑装置有手控的、电控的、差速锁的；但它们存在防打滑效果差、制造工艺特殊、反应慢、磨损大、结构复杂、打滑时转弯受限制、使用寿命短等缺点。

发明内容

为了克服目前车辆防打滑装置存在的防打滑效果差、制造工艺特殊、反应慢、磨损大、结构复杂、转弯受限制、使用寿命短的缺点，提供了一种防打滑效果好、制造工艺无特殊要求、反应较快、磨损小、结构简单、打滑时转弯不受限制、使用寿命长的车辆防打滑装置。

本发明解决技术问题所采用的方法是：在车辆同侧前轮与后轮间连接一单向离合器，并使前轮连接的单向离合器端的转速略大于后轮连接的单向离合器端的转速(只需改变各相关齿轮的大小及齿轮方向)，在这时由后轮驱动整车运动，其原理是：在车辆正常运行时，后轮带动前轮运动，排除制造误差，同侧的前轮与后轮的速度相同(只是在转弯时，前轮转速略大于后轮转速)，由于前轮连接的单向离合器端的转速大于后轮连接的单向离合器端的转速，此时单向离合器解锁，当车辆打滑时，前轮转速变慢，前轮连接的单向离合器端的转速变慢，此时后轮打滑的一边转速反而加快，由于前轮连接的单向离合器端的转速小于后轮连接的单向离合器端的转速，此时单向离合器锁止，同侧后轮的动力传到同侧前轮上，车辆脱困。因为前轮连接的单向离合器端与后轮连接的单向离合器端的转速差可以很小，只需克服制造误差及轮胎气压带来的误差就可以，所以反应非常快，后轮稍一打滑就会将动力传到前轮上，这里的单向离合器由于转速差很小所以采用原始的棘爪棘轮式，棘爪棘轮式单向离合器的优点是可以传递大的扭矩，锁止可靠，缺点是转速差过大时对棘爪、棘轮的磨损过大，但这里的棘爪、棘轮的相对速度很小，所以对棘爪、棘轮的磨损也就很小。其特征是：1、车辆前轮与后轮之间有单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承将车辆前轮与后轮连接在一起。2、连接在车辆前轮与后轮之间的单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承和车辆的前轮与后轮相对于车辆本身可以一起轴向转动。3、所述车辆的前轮与后轮在同一侧。4、所述单向离合器上包括第一单向离合器、第二单向离合器，第一单向离合器上有锥形齿轮，第二单向离合器上有锥形齿轮，第一单向离合器上的锥形齿轮与第二单向离合器上锥形齿轮相齿合，第一单向离合器与第二单向离合器锁止方向相反。5、所述单向离合器包括第一单向离合器、第三单向离合器齿轮，第一单向离合器上有齿轮齿，第三单向离合器上有齿轮齿，第一单向离合器的齿轮与第三单向离合器的齿轮相齿合，第一单向离合器与第三单向离合器锁止方向相反。6、所述单向离合器还包括第二单向离合器、第四单向离合器，第二单向离合器上有齿轮齿，第四单向离合器上有齿轮齿，第二单向离合器上的齿轮齿与第四单向离合器上的齿轮齿相齿合，第二单向离合器与第一单向离合器上在同一轴上，第三单向离合器与第四单向离合器在另一轴上，第二单向离合器与第四单向离合器锁止方向相反，第二单向离合器与第一单向离合器锁止方向相反。

有益效果，

包括可以使车辆在打滑路面照常行驶、两后轮同时离地车辆可以行驶、两前轮同时离地车辆可以行驶、左前轮与右后轮同时离地可以行驶、右前轮与左后轮同时离地可行驶、打滑的车轮向没打滑车轮传递的扭矩大、防打滑效率高、制造工艺要求简单、无需手动干预、可长时间连续在路况差的条件下运行、即使出故障车辆也能在正常路面行驶、磨损小、使用寿命长、在打滑时车辆转弯不受限制、造价低、反应较快、灵敏度高、结构简单、可靠性高、全自动、全机械。

附图说明，

图1，是实施例1的连接示意图，其中，

1——前轮2——第一轴3——万向节4——第二轴5——第一锥形齿轮6——第二锥形齿轮7——第三轴8——棘轮9——棘爪10——棘爪轮上的轴11——棘爪轮12——第四轴13——第三锥形齿轮14——后轮15——半轴16——第四锥形齿轮17——单向离合器18——差速器

图2，是实施例2的连接示意图，其中，

201——前轮202——第一轴203——万向节204——第二轴205——第一锥形齿轮206——第二锥形齿轮207——第三轴208——第一棘轮209——第一棘爪

2010——第一棘爪轮上的轴2011——第一棘爪轮2013——第三锥形齿轮2014——后轮2015——半轴2016——第四锥形齿轮2017——第一单向离合器2018——差速器2019——第二棘爪轮2020——第二棘爪轮上的轴2021——第二棘爪2022——第二单向离合器2023——第二棘轮

图3，是实施例3的连接示意图，其中，

301——前轮302——第一轴303——万向节304——第二轴305——第一锥形齿轮306——第二锥形齿轮307——第三轴308——第一棘轮309——第一棘爪

310——第一棘爪轮上的轴311——第一棘爪轮312——第四轴313——第三锥形齿轮

314——后轮315——半轴316——第四锥形齿轮317——第一单向离合器

318——差速器319——第二棘爪轮320——第二棘爪轮上的轴321——第二棘爪322——第二单向离合器323——第二棘轮324——第三棘爪轮325——第三棘爪轮上的轴326——第三棘爪327——第三棘轮328——第三单向离合器329——第四棘爪轮330——第四棘爪轮上的轴331——第四棘爪332——第四棘轮333——第四单向离合器334——弹簧

图4，是单向离合器的连接示意图，其中，

401——棘轮402——棘爪轮403——棘爪404——弹簧405——棘轮上的锯齿形齿406——轴407——棘爪轮上的轴408——棘爪轮上的齿轮齿

具体实施方式，

实施例1，本发明的基本方式，在车辆底盘上左侧，前轮(1)上固定有第一轴(2)，第一轴(2)与转向装置连接，这里转向装置因为车辆前驱技术已成熟就不再描述，第一轴(2)的另一端固定有万向节(3)，万向节(3)另一端固定在第二轴(4)上，第二轴(4)另一端固定有第一锥形齿轮(5)，第二锥形齿轮(6)与第一锥形齿轮(5)相齿合，第二锥形齿轮(6)直径略小于第一锥形齿轮(5)直径，这里所说的‘略小于’只要排除了制造误差和轮胎气压等造成的棘轮(8)转速小于棘爪轮(11)转速就行，第二锥形齿轮(6)固定在第三轴(7)的一端，第三轴(7)的另一端固定有棘轮(8)，为了叙述方便这里列举的单向离合器(17)为棘爪棘轮式单向离合器，单向离合器(17)包括棘轮(8)、棘爪轮(11)、棘爪轮上的轴(10)、棘爪(9)以及弹簧，棘轮(8)固定在第三轴(7)的另一端，第四轴(12)固定有棘爪轮(11)，棘爪轮(11)上有轴，棘爪(9)通过轴承固定在棘爪轮上的轴(10)上并由弹簧压在棘轮(8)上，第四轴(12)另一端固定有第三锥形齿轮(13)，第三锥形齿轮(13与第四锥形齿轮(16)相齿合，第四锥形齿轮(16)固定在车辆后桥差速器(18)的半轴(15)上，差速器(18)的半轴(15)固定在后轮(14)上，以上所述第一轴(2)、第二轴(4)、第三轴(7)、第四轴(12)都通过轴承固定在车辆底盘上且可以轴向转动，单向离合器(17)的安装方向应使车辆前进时第四轴(12)能锁止第三轴(7)，第一锥形齿轮(5)的锥形面与第四锥形齿轮(16)的锥形面相对，车辆左侧与右侧连接方法一样，就不再叙述。工作过程：在车辆正常运行时，动力使差速器(18)的两半轴(15)转动半轴(15)使第四锥形齿轮(16)和后轮(14)转动，整车运动，前轮(1)也转动，第四锥形齿轮(16)带动第三锥形齿轮(7)转动，第三锥形齿轮(7)使第四轴(12)上的棘爪轮(11)转动，除了制造误差，同侧的前轮与后轮的速度相同(只是在转弯时，前轮转速略大于后轮转速)，前轮(1)带动第一轴(2)、万向节(3)、第二轴(4)、第一锥形齿轮(5)、第二锥形齿轮(6)、第三轴(7)、棘轮(8)转动，由于第二锥形齿轮(6)直径小于第一锥形齿轮(5)直径，所以前轮(1)连接的棘轮(8)的转速大于后轮(14)连接的棘爪轮(11)的转速，此时单向离合器(17)解锁，当车辆打滑时，前轮(1)转速变慢，前轮(1)连接的棘轮(8)的转速变慢，此时打滑的一边后轮(14)转速反而更快，由于前轮(1)连接的单向离合器(17)的棘轮(8)的转速小于后轮(14)连接的棘爪轮(11)的转速，此时单向离合器(17)锁止，同侧后轮(14)的动力传到同侧前轮(1)上，车辆脱困。这里有一个意想不到的效果：当车辆上山时失去动力和刹车失灵时，前轮就会锁紧后轮，车辆就不会下滑，或者使下滑速度减缓，保障了安全，这里取决于单向离合器两端的转速差，这也是越野车时常遇到的事，当然要同时解决与倒车的矛盾不是本发明的范围，这里有一个思路：用电控使单向离合器在倒车时失去作用。

实施例2，本实施例解决车辆倒车时本该单向离合器解锁却锁止矛盾的方式，在车辆底盘上左侧，前轮(201)上固定有第一轴(202)，第一轴(202)与转向装置连接，这里转向装置因为车辆前驱技术已成熟就不再描述，第一轴(202)的另一端固定有万向节(203)，万向节(203)另一端固定在第二轴(204)上，第二轴(204)另一端固定有第一锥形齿轮(205)，第二锥形齿轮(206)与第一锥形齿轮(205)相齿合，第二锥形齿轮(206)直径略小于第一锥形齿轮(205)直径，这里所说的‘略小于’只要排除了制造误差和轮胎气压等造成的棘轮(208)转速小于棘爪轮(2011)转速就行，第二锥形齿轮(206)固定在第三轴(207)的一端，这里列举的单向离合器为棘爪棘轮式单向离合器，第一单向离合器(2017)包括第一棘轮(2018)、第一棘爪轮(2011)、第一棘爪轮上的轴(2010)、第一棘爪(209)以及弹簧，第一棘轮(208)固定在第三轴(207)的另一端，第三轴(207)另一端还通过轴承固定有第一棘爪轮(2011)，第一棘爪轮(2011)可以轴向转动，第一棘爪轮(2011)上有第三锥形齿轮(2013)，第一棘爪(209)通过轴承固定在第一棘爪轮上的轴(2010)上并由弹簧压在第一棘轮(208)上，第二单向离合器(2022)包括第二棘轮(2023)、第二棘爪轮(2019)、第二棘爪轮上的轴(2020)、第二棘爪(2021)以及弹簧，第二棘轮(2023)固定在差速器(2018)的半轴(2015)上，差速器(2018)的半轴(2015)上还通过轴承固定有第二棘爪轮(2019)，第二棘爪轮(2019)可以轴向转动，第二棘爪轮(2019)上有第四锥形齿轮(2016)，第二棘爪(2021)通过轴承固定在第二棘爪轮上的轴(2020)上并由弹簧压在第二棘轮(2023)上，第一单向离合器(2017)与第二单向离合器(2022)锁止方向相反并在车辆前进时能锁止，第三锥形齿轮(2013)与第四锥形齿轮(2016)相齿合，第一锥形齿轮(205)的锥形面与第四锥形齿轮(2016)的锥形面相对，以上所述的第一轴(202)、第二轴(204)、第三轴(207)都通过轴承固定在车辆底盘上且可以轴向转动，车辆左侧与右侧连接方法一样，就不再叙述。工作过程：在车辆正常运行时，动力使差速器(2018)的两个半轴(2015)转动，半轴(2015)使第二单向离合器(2022)的第二棘轮(2023)和后轮(2014)转动，整车运动，前轮(201)也转动，第二棘轮(2023)使第四锥形齿轮(2016)转动，第四锥形齿轮(2016)带动第三锥形齿轮(2013)转动，除了制造误差，车辆同侧的前轮与后轮的速度相同(只是在转弯时，前轮转速略大于后轮转速)，前轮(201)带动第一轴(202)、万向节(203)、第二轴(204)、以及固定在第二轴(204)上的第一锥形齿轮转动(205)，第一锥形齿轮(205)带动第二锥形齿轮(206)转动，第二锥形齿轮(206)使第三轴(207)及第一棘轮转动(208)，由于第二锥形齿轮(206)直径小于第一锥形齿轮(205)直径，所以第一棘轮(205)转速大于第一棘爪轮(2011)的转速，此时第一单向离合器(2017)解锁，当车辆打滑时，前轮(201)转速变慢，前轮(201)连接的第一棘轮(208)转速变慢，此时后轮打滑的一边转速反而加快，由于前轮(201)连接的第一棘轮(208)转速小于第一棘爪轮(2011)的转速，此时第一单向离合器(2017)与第二单向离合器(2022)锁止，同侧后轮(2014)的动力传到同侧前轮(201)上，车辆脱困，车辆倒车时，第一单向离合器(2017)与第二单向离合器(2022)都处于开锁状态，车辆正常倒车。

实施例3，本发明车辆倒车时也能防止车辆打滑的实施方式，在车辆底盘上左侧，前轮(301)上固定有第一轴(302)，第一轴(302)与转向装置连接，这里转向装置因为车辆前驱技术已成熟就不再描述，第一轴(302)的另一端固定有万向节(303)，万向节(303)另一端固定在第二轴(304)上，第二轴(304)另一端固定有第一锥形齿轮(305)，第二锥形齿轮(306)与第一锥形齿轮(305)相齿合，第二锥形齿轮(306)直径略小于第一锥形齿轮(305)直径，第二锥形齿轮(306)固定在第三轴(307)的一端，第三轴(307)另一端有第一单向离合器(317)、第二单向离合器(322)，第四轴(312)上有第三单向离合器(328)、第四单向离合器(333)，这里列举的单向离合器为棘爪棘轮式单向离合器，第一单向离合器(317)包括第一棘轮(308)、第一棘爪轮(311)、第一棘爪(309)以及弹簧，第一棘轮(308)固定在第三轴(307)上，第一棘爪轮(311)通过轴承固定在第三轴(307)上并可轴向转动，第一棘爪轮(311)上有轴，第一棘爪(309)通过轴承固定在第一棘爪轮上的轴(310)上且可以轴向转动并由弹簧压在第一棘轮(308)上，第一棘爪轮(311)上有齿轮齿；第二单向离合器(322)包括第二棘轮(323)、第二棘爪轮(319)、第二棘爪(321)以及弹簧，第二棘轮(323)固定在第三轴(307)上，第二棘爪轮(319)通过轴承固定在第三轴(307)上并可轴向转动，第二棘爪轮(319)上有轴，第二棘爪(321)通过轴承固定在第二棘爪轮上的轴(320)上且可以轴向转动并由弹簧压在第二棘轮(323)上，第二棘爪轮(319)上有齿轮齿；第三单向离合器(328)包括第三棘轮(327)、第三棘爪轮(324)、第三棘爪(326)以及弹簧，第三棘轮(327)固定在第四轴(312)上，第三棘爪轮(324)通过轴承固定在第四轴(312)上并可轴向转动，第三棘爪轮(327)上有轴，第三棘爪(326)通过轴承固定在第三棘爪轮上的轴(325)上且可以轴向转动并由弹簧压在第三棘轮(327)上，第三棘爪轮(324)上有齿轮齿；第四单向离合器(333)包括第四棘轮(332)、第四棘爪轮(329)、第四棘爪(331)以及弹簧，第四棘轮(332)固定在第四轴(312)上，第四棘爪轮(329)通过轴承固定在第四轴(312)上并可轴向转动，第四棘爪轮(329)上有轴，第四棘爪(331)通过轴承固定在第四棘爪轮上的轴(330)上且可以轴向转动并由弹簧压在第四棘轮(332)上，第四棘爪轮(332)上有齿轮齿；第一棘爪轮(308)上的齿轮齿与第三棘爪轮(324)上的齿轮齿相齿合，第二棘爪轮(319)上的齿轮齿与第四棘爪轮(329)上的齿轮齿相齿合；第一单向离合器(317)与第二单向离合器(322)锁止方向相反，第一单向离合器(317)与第三单向离合器(328)锁止方向相反，第三单向离合器(328)与第四单向离合器(333)锁止方向相反，第四轴(312)的另一端固定有第三锥形齿轮(313)，在差速器(318)的半轴(315)上固定有第四锥形齿轮(316)，第四锥形齿轮(312)与第三锥形齿轮(313)相齿合，后轮(314)固定在差速器(318)的半轴(315)上，为了防止车辆前进时第二棘爪轮(319)与第四棘爪轮(329)不跟着转动，造成第二单向离合器(322)与第四单向离合器(333)磨损严重，在第四轴(312)上固定有弹簧(334)，弹簧(334)另一端压在第二棘爪轮(319)上，使其跟着第四轴(312)转动，减小第四棘轮(332)与第四棘爪(331)的相对速度，减小磨损，第一锥形齿轮(305)的锥形面与第四锥形齿轮(316)的锥形面方向相同，以上所述的第一轴(302)、第二轴(304)、第三轴(307)、第四轴(312)都通过轴承固定在车辆底盘上且可以轴向转动，车辆左侧与右侧连接方法一样，就不再叙述。工作过程：在车辆正常运行时，动力使差速器(318)的两半轴(315)转动，半轴(315)使后轮(314)转动，整车运动，前轮(301)也转动，前轮(301)使第一轴(302)、万向节(303)、第二轴(304)、第一锥形齿轮(305)、第二锥形齿轮(306)、第三轴(307)、第一棘轮(308)、第二棘轮(323)转动，差速器的半轴(315)带动第四锥形齿轮(316)、第三锥形齿轮(313)、第三棘轮(327)、第四棘轮(332)、第三棘爪轮(324)、第四棘爪轮(329)、第一棘爪轮(311)、第二棘爪轮(319)转动，除了制造误差，车辆同侧的前轮(301)与后轮(314)的速度相同(只是在转弯时，前轮转速略大于后轮转速)，由于第二锥形齿轮(306)直径小于第一锥形齿轮(305)直径，所以第一棘轮(308)转速大于第一棘爪轮(311)的转速，此时单向离合器解锁，此时无论前轮与后轮转速如何第二单向离合器(322)与第四单向离合器(333)都处于开锁状态，当车辆打滑时，前轮(301)转速变慢，前轮(301)连接的第一棘轮(308)转速变慢，此时后轮(314)转速反而加快，由于前轮(301)连接的第一棘轮(308)转速小于第一棘爪轮(311)的转速，此时第一单向离合器(317)与第三单向离合器(328)锁止，同侧后轮(314)的动力传到同侧前轮(301)上，车辆脱困，车辆倒车时，过程与车辆前进时一样，只是无论前轮(301)与后轮(314)转速如何第一单向离合器(317)与第三单向离合器(328)都处于开锁状态，而只要第二棘轮(323)转速小于第四棘轮(332)转速就锁止，使车辆倒车时也能防打滑。

Claims (7)

1.一种车辆防打滑装置，它包括有：轴、前轮、后轮、万向节、锥形齿轮、单向离合器、轴承，轴包括第一轴、第二轴、第三轴、半轴，锥形齿轮包括第一锥形齿轮、第二锥形齿轮、第三锥形齿轮、第四锥形齿轮，单向离合器包括第一单向离合器、第二单向离合器，前轮包括左前轮、右前轮，后轮包括左后轮、右后轮，其特征在于：车辆前轮与后轮之间包括有单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承将车辆前轮与后轮连接。

2.根据权利要求1所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：连接在车辆前轮与后轮之间的单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承和车辆的前轮与后轮相对于车辆本身可以一起轴向转动。

3.根据权利要求1所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：所述车辆的前轮与后轮在同一侧。

4.根据权利要求1和权利要求3所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：所述车辆的前轮包括左前轮、右前轮，车辆左前轮与左后轮之间包括有单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承将车辆左前轮与右后轮连接，所述后轮包括左后轮、右后轮，车辆右前轮与右后轮之间包括有单向离合器、轴、万向节、锥形齿轮、轴承将车辆右前轮与右后轮连接。

5.根据权利要求1所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：所述单向离合器包括第一单向离合器（2017）、第二单向离合器（2022），第一单向离合器（2017）上有第三锥形齿轮（2013），第二单向离合器（2022）上有第四锥形齿轮（2016），第一单向离合器（2017）上的第三锥形齿轮（2013）与第二单向离合器（2022）上的第四锥形齿轮（2016）相齿合，第一单向离合器（2017）与第二单向离合器（2022）锁止方向相反。

6.根据权利要求1所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：所述单向离合器包括第一单向离合器（317）、第三单向离合器（328），第一单向离合器（317）上有齿轮齿，第三单向离合器（328）上有齿轮齿，第一单向离合器（317）的齿轮齿与第三单向离合器（328）的齿轮齿相齿合，第一单向离合器（317）与第三单向离合器（328）锁止方向相反。

7.根据权利要求1和权利要求5所述的一种车辆防打滑装置，其特征在于：所述单向离合器还包括第二单向离合器（322）、第四单向离合器（333），第二单向离合器（322）上有齿轮齿，第四单向离合器（333）上有齿轮齿，第二单向离合器（322）上的齿轮齿与第四单向离合器（333）上的齿轮齿相齿合，第二单向离合器（322）与第一单向离合器（317）在第三轴（307）上，第三单向离合器（328）与第四单向离合器（333）在第四轴（312）上，第二单向离合器（322）与第四单向离合器（333）锁止方向相反，第二单向离合器（322）与第一单向离合器（317）锁止方向相反，第三单向离合器（328）与第一单向离合器（317）锁止方向相反。