CN112572374A - 一种轮边减速器总成及车轮总成 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种轮边减速器及车轮总成，该轮边减速器总成包括轮边输出轴、套装并固定在轮边输出轴上的车轮安装机构和减速器壳体、安装在减速器壳体内的动力传动组件以及固定在减速器壳体上的制动钳和转向节组件，动力传动组件包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮的齿轮轴套装用于输入车辆动力的输入法兰，从动齿轮与轮边输出轴固定连接；对称布置的双制动钳固定在减速器壳体上，实现对车辆同时制动，提高了车辆的制动能力。本发明车轮总成还设置有充放气机构，该充放气机构连接车辆的辅助气源，并通过轮边阀连接轮胎的气门嘴，有效利用车辆自身设有的辅助气源对轮胎进行充放气，不用单独外加气源，操作简单，效率高，成本低。

Description

一种轮边减速器总成及车轮总成
技术领域
本发明属于车辆设备技术领域，具体涉及一种双制动钳式轮边减速器总成及包括该轮边减速器总成的车轮总成。
背景技术
在军用车越野或轻型装甲车上，独立悬架的驱动桥普遍采用一级减速式带有盘式制动器的轮边减速器总成。但是军用车辆普遍载荷较重，行驶路况复杂，保证军用车辆安全运行需要有良好的动力性和制动性。目前的军用带有盘式制动的军用车辆普遍采用单制动钳，再通过分配阀控制前后轮制动力大小。但是，军用车辆由于外形大，载荷重，导致整车重心较高，在制动过程载荷向前的冲击力较大，这就要求前轮的制动力矩比较大才能实现有效制动。受制于体积和重量的原因，单制动钳的制动力有限，所以制动距离就会变长。对于需要紧急刹车的场合，由于制动距离的限制，易出现事故。
当车辆行驶在不同附着力的路面时，通常需要通过对轮胎充放气来调整轮胎与路面的附着力，防止车轮扭矩过大，以致出现意外翻车事故，现有的轮边减速器一般没有自带轮胎充放气功能，需要在轮胎的气门嘴处外加充放气机构，并通过外接气源对轮胎进行充气，结构复杂，操作不便。
特别对于军用车辆，通常其负载较大，轮胎的硬度和重量也比较大，需要专门的充放气机构和气源对轮胎进行充放气，成本高，操作复杂，不满足现代化军用车辆的要求。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供一种具有充放气功能的双制动钳式轮边减速器总成。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种轮边减速器总成，包括轮边输出轴(4)、套装并固定在轮边输出轴(4)上的制动盘(12)和减速器壳体(2)、安装在减速器壳体内的动力传动组件(3)以及固定在减速器壳体(2)上的制动钳(6)和转向节组件(8)，动力传动组件(3)包括相啮合的主动齿轮(31)和从动齿轮(36)，主动齿轮(31)与减速器壳体(2)、转向节组件(8)通过轴承连接，主动齿轮(31)的齿轮轴连接车辆动力输出机构的输出轴，从动齿轮(36)套装在轮边输出轴(4)上并固定连接，制动钳(6)设置有两个，对称设置在减速器壳体(2)上，用于与制动盘(12)配合使用；所述制动盘(12)为分体式组合结构，包括连接环筒(121)以及固定在连接环筒端部的制动盘本体(122)。
上述轮边减速器总成中，所述两个制动钳(6)通过一制动油管组件(7)与车辆的液压油泵相连，制动油管组件(7)包括安装至减速器壳体(2)上的三通接头(72)，该三通接头(72)的一个接头连接车辆的液压油泵，另两个接头分别通过管道(71)与两个制动钳(6)上设有的液压油缸液路连通。
上述轮边减速器总成中，所述主动齿轮(31)的齿轮轴外端还依次套装有ABS齿盘(33)、输入法兰(32)和固定螺母，ABS齿盘(33)的外周均匀设有圈齿，用于采集ABS信号以实现测速目的，输入法兰(32)用于连接车辆动力输出机构的输出轴。
上述轮边减速器总成还包括一车轮安装机构(1)，所述车轮安装机构(1)是由车轮安装盘(11)和制动盘(12)形成中空环筒结构，车轮安装盘(11)与制动盘(12)连接并固定在轮边输出轴(4)的端部，用于安装套装有轮胎(012)的轮辋(011)。
上述轮边减速器总成中，所述减速器壳体(2)与套装在轮边输出轴(4)上的连接轴承(41)的外周固定连接，连接轴承(41)设有两个有两个且由隔套隔开。
上述轮边减速器总成中，所述转向节组件(8)包括转向节本体(81)，转向节本体上端延伸一上销轴座(82)、下端延伸一下销轴座(83)，上销轴座(82)和下销轴座(83)上各设有一个轴孔，分别用于安装车辆悬架的上控制臂和下控制臂；转向节本体(81)的侧面设有一转向节臂安装座(84)，用于安装转向节臂以连接转向助力器的横拉杆。
上述轮边减速器总成还包括一充放气机构(5)，所述充放气机构(5)包括：
中空内腔(52)，设置在轮边输出轴(4)中；
轮边阀(51)，用于连接轮胎(012)上设有的气门嘴，其安装在中空内腔(52)靠近车轮安装机构(1)的一端，且与中空内腔(52)连通；
气管组件(54)，用于连接车辆辅助气源，其设置在中空内腔(52)靠近转向节组件(8)的一端，且与中空内腔(52)连通。
上述轮边减速器总成中，所述充放气机构(5)还包括设置在中空内腔(52)与轮边阀(51)、气管组件(54)连接处的密封结构(53)，所述密封结构(53)包括：
密封连接件(531)，其设有安装在中空内腔(52)靠近轮边阀(51)一端的连接轴塞，该连接轴塞通过一卡簧固定在轮边输出轴(4)上，并通过O形圈与轮边阀的阀体(511)连接，连接轴塞的中部设有连通轮边阀(51)与中空内腔(52)的通孔；
旋转气封结构(532)，其为多个密封圈与压块交替叠压形成的组合密封结构，其与转向节组件(8)的转向节本体(81)固定，并与气管组件(8)相连通。
上述轮边减速器总成中，所述轮边阀(51)包括安装在轮边输出轴(4)上的阀体(511)，阀体(511)内设有与中空内腔(52)相连通的气体通路，阀体(511)还外接有一与该气体通路相连通的气体管路(513)，气体管路(513)上还串接用于控制气体管路通断的阀门开关(512)，气体管路(513)与轮胎(012)上设有的气门嘴连通。
本发明还提供一种车轮总成，所述车轮总成包括轮边减速器总成、安装在轮边减速器总成上的轮辋(011)以及套装在轮辋(011)上的轮胎(012)，其特征在于，所述轮边减速器总成为权利要求1至9任一项所述的轮边减速器总成(02)，其同轴安装在车轮的轮辋(011)内。
采用以上设计，本发明具有以下优点：
(1)通过设置充放气机构，有效利用车辆本身设有的辅助气源对轮胎进行充放气，不用单独外加气源，操作简单，效率高，成本低；同时充放气机构的中空内腔设置在轮边输出轴的内部，与轮边输出轴一体设置，结构紧凑，布局合理；
(2)采用对称布置的双制动钳结构，一次制动，两个制动钳同时施加制动力，大大提高了轮边减速器的制动力，适用于载重量较大的车辆；
(3)充放气机构的中空内腔与转向节本体之间的密封结构为旋转气封结构，线速度低，密封性好，安装简单，维修方便；
(4)采用分体结构组合而成的制动盘，方便制动盘的加工，提高了制动盘的铸造成品率，降低了成本。
附图说明
图1是本发明轮边减速器总成的立体结构示意图；
图2是本发明轮边减速器总成的分解结构示意图；
图3是本发明轮边减速器总成的主视图；
图4是图3中沿A-A线截取的截面图；
图5是图4中区域K的放大视图；
图6是充放气组件的结构示意图；
图7是轮边阀的结构示意图；
图8是本发明车轮总成的结构示意图。
附图标记表示为：
01-车轮总成，011-轮辋，012-轮胎；
02-轮边减速器总成；
1-车轮安装机构，11-车轮安装盘，12-制动盘，121-连接环筒，122-制动盘本体；
2-减速器壳体；
3-动力传动组件，31-主动齿轮，32-输入法兰，33-ABS齿盘，34-第一轴承，35-第二轴承，36-从动齿轮，37-第三轴承；
4-轮边输出轴，41-连接轴承；
5-充放气组件,51-轮边阀，511-阀体，512-阀门开关，513-气体管路；52-中空内腔；53-密封结构，531-密封连接件，532-旋转气封结构；54-气管组件，541-气体通道，542-第一接头，543-气管，544-第二接头；
6-制动钳；
7-制动油管组件，71-管道，72-三通接头；
8-转向节组件，81-转向节本体；82-上销轴座，83-下销轴座，84-转向节臂安装座。
具体实施方式
现有的轮边减速器通常采用单制动钳，针对载荷重、重量大、重心高的军用车辆来说，存在制动距离长的问题；现有的轮边减速器对轮胎充放气操作需要采用专门的充放气机构和外接气源，造成成本高、充放气操作复杂等问题。未解决上述问题，本发明提供一种轮边减速器及车轮总成，该轮边减速器总成包括轮边输出轴、套装并固定在轮边输出轴上的车轮安装机构和减速器壳体、安装在减速器壳体内的动力传动组件以及固定在减速器壳体上的制动钳和转向节组件，动力传动组件包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮的齿轮轴套装用于输入车辆动力的输入法兰，从动齿轮与轮边输出轴固定连接；对称布置的双制动钳固定在减速器壳体上，并通过制动油管组件的三通接头同时连接液压油泵，实现对车辆同时制动，提高了车辆的制动能力。本发明车轮总成还设置有充放气机构，该充放气机构连接车辆的辅助气源，并通过轮边阀连接轮胎的气门嘴，有效利用车辆自身设有的辅助气源对轮胎进行充放气，不用单独外加气源，操作简单，效率高，成本低。
以下结合附图及实施例对本发明轮边减速器及车轮总成进行详细说明。
图8为本发明车轮总成的结构示例。如图8所示，该车轮总成01包括轮边减速器总成02、安装在轮边减速器总成02上的轮辋011以及套装在轮辋011上的轮胎012，轮边减速器总成02是车辆传动系统的最后一个环节，其同轴安装在车轮的轮辋011内。
图1和图2示出了本发明轮边减速器总成02的结构。如图1和图2所示，轮边减速器总成02包括轮边输出轴4、套装并固定在轮边输出轴4上的车轮安装机构1和减速器壳体2、安装在减速器壳体2内的动力传动组件3以及固定在减速器壳体2上的制动钳6和转向节组件8，其中：
车轮安装机构1为中空的环筒结构，其套装并固定在轮边输出轴4上，用于连接轮辋011以及配合制动钳6进行车辆制动。参见图4，车轮安装机构1包括车轮安装盘11和制动盘12，制动盘12为分体式组合结构，包括连接环筒121以及固定在连接环筒121端部的制动盘本体122，优选的，二者通过螺栓连接而成，这种分体的制动盘12加工方便，铸造成品率稿，成本较低。车轮安装盘11和制动盘12通过螺母和双头螺柱固定至轮边输出轴4的端部，优选的，车轮安装盘11上设有锥形套，双头螺柱依次穿过锥形套、连接环12的通孔和轮边输出轴4的螺纹孔并分别与锥形套、轮边输出轴4螺接，车轮安装盘11和制动盘本体122设置在连接环筒121的两端。车轮安装盘11周向呈间距设有多个车轮螺栓，轮辋011通过该车轮螺栓固定在车轮安装盘11上。
参见图2和图4，减速器壳体2为中空的圆柱结构和异形结构的结合体，其圆柱结构部分与套装在轮边输出轴4上的连接轴承41的外周固定连接，该连接轴承41为内转子轴承，优选的，连接轴承41设有两个且由隔套隔开，用于调节轴承油隙，有助于减速器壳体2与轮边输出轴4的连接更稳定可靠，轮边输出轴4能够相对于减速器壳体2转动。
参见图1、图3和图4，转向节组件8包括转向节本体81，转向节本体81上端延伸一上销轴座82，转向节本体81下端延伸一下销轴座83，上销轴座82和下销轴座83上各设有一个轴孔，分别用于安装车辆悬架的上控制臂和下控制臂。转向节本体81的侧面设有一转向节臂安装座84，用于安装转向节臂(转向节臂用于连接转向助力器的横拉杆，以驱动车辆转向)。转向节本体81通过螺栓固定连接至减速器壳体2的端部。
动力传动组件3安装在减速器壳体2的异形结构部分的内部，如图4和图5所示，动力传动组件3包括主动齿轮31、从动齿轮36以及与主动齿轮31同轴设置的ABS齿盘33和输入法兰32，其中，从动齿轮36套装在轮边输出轴4上，并通过花键与轮边输出轴4固定连接，轮边输出轴4作为从动齿轮36的齿轮轴，从动齿轮36的齿轮轴外端套装有第三轴承37，第三轴承37为内外圈分离轴承，该轴承外圈固定在转向节本体81上，轴承内圈安装在轮边输出轴4上。从动齿轮36两侧设有螺母和/或制动锁片组成的限位结构。主动齿轮31位于减速器壳体2的内部，并与从动齿轮36相啮合，其齿轮轴内端套装有第一轴承34，第一轴承34的外周固定在减速器壳体2上，齿轮轴的外端套装有第二轴承35，第二轴承35的外周固定在转向节本体81上，第一轴承34和第二轴承35均为内转子轴承。主动齿轮31的齿轮轴外端还依次套装有ABS齿盘33、输入法兰32和固定螺母，ABS齿盘33的外周均匀设有圈齿，用于采集ABS信号以实现测速目的，输入法兰32用于连接车辆动力输出机构的输出轴。在动力的驱动下，输入法兰32、ABS齿盘33和主动齿轮31同步转动，进而驱动从动齿轮36、轮边输出轴4转动，进而带动车轮轮胎转动，从而实现车辆的行驶。
本发明采用对称布置的双制动钳结构，如图1和图4所示，为实现双制动钳结构，本发明还包括一制动油管组件7，该制动油管组件7包括安装在减速器壳体2上的三通接头72，该三通接头72的其中两个接头分别通过管道71与两制动钳6上设有的液压油缸液路连通，第三个接头与车辆的液压油泵相连；两制动钳6对称安装在减速器壳体2上，制动盘13伸入制动钳6设有的凹槽内且不接触。车辆正常行驶过程中，制动钳6与制动盘13非接触；当刹车时，液压油同时进入两制动钳6的液压油缸，并推动制动钳6抱紧制动盘，实现车辆制动。该双制动钳结构能够大大提高车辆的制动力，尤其适用于重型载重车辆。
本发明还设有充放气机构5，参见图4、图5和图6，该充放气机构5包括轮边阀51、设置在轮边输出轴4中的中空内腔52、密封结构53以及气管组件54，轮边阀51安装在中空内腔52靠近车轮安装机构1的一端，且与中空内腔52连通；气管组件54设置在中空内腔52靠近转向节本体81的一端，且与中空内腔52连通。其中，气管组件54包括穿过转向节本体81的气体通道541和安装在气体通道541端口处的第一接头542、用于连接车辆辅助气源的第二接头544以及连接第一接头和第二接头的气管543。密封结构53设置在中空内腔52与轮边阀51和气体通道541的连接处，防止中空内腔52内的气体泄漏。
具体的，如图7所示，轮边阀51包括安装在轮边输出轴4上的阀体511，阀体511内设有与中空内腔52相连通的气体通路，阀体511还外接有一与该气体通路相连通的气体管路513，气体管路513上还串接用于控制气体管路通断的阀门开关512。在一实施例中，如图5和图8所示，轮辋011与轮边输出轴4同轴安装，并固定在车轮安装机构1上，轮胎012套设在轮辋011的外周，轮边阀51的气体管路513与轮胎012上设有的气门嘴连通。
具体的，如图5和图6所示，中空内腔52与轮边阀51的阀体511的连接处的密封结构53为密封连接件531。在一个实施例中，密封连接件531为卡簧和连接轴塞所形成的密封结构，连接轴塞安装在中空内腔52靠近轮边阀51的一端，并用卡簧将连接轴塞固定在轮边输出轴4上，连接轴塞与轮边阀的阀体511连接，并通过O形圈密封，连接轴塞的中部设有通孔，该通孔将轮边阀51与中空内腔52连通。中空内腔52与气管组件8、转向节本体81之间的密封结构53为旋转气封结构532，其将设置在转向节本体81内的气体通道541通过旋转气封结构532与中空内腔52连通。旋转气封结构532与转向节本体81固定连接，轮边输出轴4转动时，旋转气封结构532静止，旋转气封结构可采用现有的密封结构，例如，采用多个密封圈与压块交替叠压形成的组合密封结构。
轮边减速器总成02工作的环境比较恶劣，面临水、灰尘等多方面的影响，在密封方面有较高的要求，充放气机构5的中空内腔52与转向节本体81之间的密封结构53为旋转气封结构532，轮边输出轴4相对于转向节本体81、气管组件54转动，由于该旋转气封结构532的存在，使得经气管组件54、中空内腔52通入轮边阀51的气体不泄露，该旋转密封结构线速度低，密封性好，安装简单，维修方便。
结合图4和图8，本实施例的轮边减速器总成02及车轮总成01工作过程如下：
车辆行驶过程中，车辆的动力通过输入法兰32驱动主动齿轮31转动，从而使与主动齿轮31啮合的从动齿轮36、与从动齿轮固定的轮边输出轴4转动，轮边输出轴4带动与其固定连接的车轮安装机构1转动，从而带动轮辋011、轮胎012和制动盘12转动，同时轮边阀51也随之转动；制动钳6固定在减速器壳体2上，固定不动，需要制动时，两个制动钳6同时抱紧制动盘12，实现车辆制动。
本发明车轮总成01采用车辆本身的辅助气源，打开轮边阀51的阀门开关512后，可以直接对轮胎012充放气，不用外加气源，大大方便充放气操作。当车辆行驶至低附着力路面时，可以通过对轮胎012放气，增大轮胎012与地面的接触面积，从而提高传动扭矩；当车辆行驶至高附着力路面时，可以通过对轮胎012充气，防止车轮扭矩过大。充气时，打开轮边阀51的阀门开关512，气源从车辆的辅助气罐中流出，通过气管组件54、设置在转向节本体81内的气体通道541进入中空内腔52内，再通过轮边阀51和气门嘴进入轮胎012内。放气时，轮胎012里的气体，依次经气门嘴、轮边阀51、中空内腔52和气管组件54，进入气管543中由车辆上的中央控制器上的放气阀进入大气中。充放气结束后，将轮边阀51上的阀门开关512关闭即可。
本发明轮边减速器总成02及车轮总成01具有以下特定：
(1)通过设置充放气机构5，有效利用车辆本身设有的辅助气源对轮胎012进行充放气，不用单独外加气源，操作简单，效率高，成本低；同时充放气机构5的中空内腔52设置在轮边输出轴4的内部，与轮边输出轴4一体设置，结构紧凑，布局合理；
(2)采用对称布置的双制动钳结构，一次制动，两个制动钳6同时施加制动力，大大提高了轮边减速器的制动力，适用于载重量较大的车辆；
(3)充放气机构5的中空内腔52与转向节本体81之间的密封结构为旋转气封结构，线速度低，密封性好，安装简单，维修方便；
(4)采用分体结构组合而成的制动盘，方便制动盘的加工，提高了制动盘的铸造成品率，降低了成本。
本领域技术人员应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。

Claims (10)

1.一种轮边减速器总成，其特征在于，包括轮边输出轴(4)、套装并固定在轮边输出轴(4)上的制动盘(12)和减速器壳体(2)、安装在减速器壳体内的动力传动组件(3)以及固定在减速器壳体(2)上的制动钳(6)和转向节组件(8)，动力传动组件(3)包括相啮合的主动齿轮(31)和从动齿轮(36)，主动齿轮(31)与减速器壳体(2)、转向节组件(8)通过轴承连接，主动齿轮(31)的齿轮轴连接车辆动力输出机构的输出轴，从动齿轮(36)套装在轮边输出轴(4)上并固定连接，制动钳(6)设置有两个，对称设置在减速器壳体(2)上，用于与制动盘(12)配合使用；所述制动盘(12)为分体式组合结构，包括连接环筒(121)以及固定在连接环筒端部的制动盘本体(122)。
2.根据权利要求1所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述两个制动钳(6)通过一制动油管组件(7)与车辆的液压油泵相连，制动油管组件(7)包括安装至减速器壳体(2)上的三通接头(72)，该三通接头(72)的一个接头连接车辆的液压油泵，另两个接头分别通过管道(71)与两个制动钳(6)上设有的液压油缸液路连通。
3.根据权利要求1或2所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述主动齿轮(31)的齿轮轴外端还依次套装有ABS齿盘(33)、输入法兰(32)和固定螺母，ABS齿盘(33)的外周均匀设有圈齿，用于采集ABS信号以实现测速目的，输入法兰(32)用于连接车辆动力输出机构的输出轴。
4.根据权利要求1至3任一项所述的轮边减速器总成，其特征在于，还包括一车轮安装机构(1)，所述车轮安装机构(1)是由车轮安装盘(11)和制动盘(12)形成中空环筒结构，车轮安装盘(11)与制动盘(12)连接并固定在轮边输出轴(4)的端部，用于安装套装有轮胎(012)的轮辋(011)。
5.根据权利要求1至4任一项所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述减速器壳体(2)与套装在轮边输出轴(4)上的连接轴承(41)的外周固定连接，连接轴承(41)设有两个有两个且由隔套隔开。
6.根据权利要求1至5任一项所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述转向节组件(8)包括转向节本体(81)，转向节本体上端延伸一上销轴座(82)、下端延伸一下销轴座(83)，上销轴座(82)和下销轴座(83)上各设有一个轴孔，分别用于安装车辆悬架的上控制臂和下控制臂；转向节本体(81)的侧面设有一转向节臂安装座(84)，用于安装转向节臂以连接转向助力器的横拉杆。
7.根据权利要求1至6任一项所述的轮边减速器总成，其特征在于，还包括一充放气机构(5)，所述充放气机构(5)包括：
中空内腔(52)，设置在轮边输出轴(4)中；
轮边阀(51)，用于连接轮胎(012)上设有的气门嘴，其安装在中空内腔(52)靠近车轮安装机构(1)的一端，且与中空内腔(52)连通；
气管组件(54)，用于连接车辆辅助气源，其设置在中空内腔(52)靠近转向节组件(8)的一端，且与中空内腔(52)连通。
8.根据权利要求7所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述充放气机构(5)还包括设置在中空内腔(52)与轮边阀(51)、气管组件(54)连接处的密封结构(53)，所述密封结构(53)包括：
密封连接件(531)，其设有安装在中空内腔(52)靠近轮边阀(51)一端的连接轴塞，该连接轴塞通过一卡簧固定在轮边输出轴(4)上，并通过O形圈与轮边阀的阀体(511)连接，连接轴塞的中部设有连通轮边阀(51)与中空内腔(52)的通孔；
旋转气封结构(532)，其为多个密封圈与压块交替叠压形成的组合密封结构，其与转向节组件(8)的转向节本体(81)固定，并与气管组件(8)相连通。
9.根据权利要求7或8所述的轮边减速器总成，其特征在于，所述轮边阀(51)包括安装在轮边输出轴(4)上的阀体(511)，阀体(511)内设有与中空内腔(52)相连通的气体通路，阀体(511)还外接有一与该气体通路相连通的气体管路(513)，气体管路(513)上还串接用于控制气体管路通断的阀门开关(512)，气体管路(513)与轮胎(012)上设有的气门嘴连通。
10.一种车轮总成，包括轮边减速器总成、安装在轮边减速器总成上的轮辋(011)以及套装在轮辋(011)上的轮胎(012)，其特征在于，所述轮边减速器总成为权利要求1至9任一项所述的轮边减速器总成(02)，其同轴安装在车轮的轮辋(011)内。
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