CN115059700B - 一种车辆滑行节能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆滑行节能装置，包括壳体、输入轴以及输出件；所述壳体中设置有相互配合的反向牙嵌离合器、正向棘轮机构，相互配合的反向牙嵌离合器与正向棘轮机构安装于输入轴上，反向牙嵌离合器包括反向从动牙轮、反向主动牙轮，壳体中还设置用于配合控制反向牙嵌离合器工作状态的脱离机构、锁止机构、释放机构，脱离机构、锁止机构、释放机构安装在反向从动牙轮外侧，脱离机构、释放机构均可活动连接于壳体中，脱离机构可往复移动于反向牙嵌离合器的反向从动牙轮外侧，锁止机构固定连接于输入轴上靠近壳体左端的位置，释放机构可往复移动于脱离机构与锁止机构之间。本发明充分利用惯性滑行实现节能，解决了以往方案所存在的负面问题。

Description

一种车辆滑行节能装置

技术领域

本发明属于车辆传动装置技术领域，具体地是涉及一种车辆滑行节能装置。

背景技术

充分利用车辆惯性进行滑行是节能的一个途径，同时也会减少车辆零部件的磨损，延长车辆的使用寿命，节能同时也就减少排放。多少年以来，对于利用车辆惯性滑行节能的研究方案层出不穷，但至今没有得到广泛应用，其主要原因就是已研究出的方案在实现了滑行节能的同时，或多或少地都会给车辆带来一定程度的负面影响，负面影响包括，在车辆滑行模式下的离合器脱离啮合状态转换到离合器刚性连接状态时，需要停车，而且还存在离合器工作状态转换不可靠的问题。因此，目前有必要研制出一种可以解决上述问题的车辆滑行节能装置。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种车辆滑行节能装置；本发明所提供的车辆滑行节能装置，能够较好地解决现有车辆节能方案所存在的负面问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供一种车辆滑行节能装置，包括壳体、输入轴以及输出件；

所述壳体中设置有相互配合的反向牙嵌离合器、正向棘轮机构，相互配合的反向牙嵌离合器与正向棘轮机构安装于输入轴上，反向牙嵌离合器包括可啮合连接的反向从动牙轮、反向主动牙轮，正向棘轮机构配合连接于反向主动牙轮上，正向棘轮机构、反向从动牙轮均连接于输入轴上；

所述壳体中还设置有用于配合控制反向牙嵌离合器工作状态的脱离机构、锁止机构、释放机构，脱离机构、锁止机构、释放机构安装在反向从动牙轮外侧，脱离机构、释放机构均可活动连接于壳体中，脱离机构可往复移动于反向牙嵌离合器的反向从动牙轮外侧，锁止机构固定连接于输入轴上靠近壳体左端的位置，释放机构可往复移动于脱离机构与锁止机构之间；

所述脱离机构用于脱离反向牙嵌离合器的啮合，锁止机构用于锁定反向牙嵌离合器的脱离啮合状态，释放机构用于释放反向牙嵌离合器的锁定脱离啮合。

进一步地，所述反向从动牙轮与反向主动牙轮具有用于啮合连接的牙嵌齿槽、轮齿；牙嵌齿槽的承载齿面与轴面之间设有α夹角，α夹角小于主从动牙轮所用材料之间的摩擦角，α夹角的取值范围在8度～15度。

进一步地，所述正向棘轮机构包括棘轮、棘爪组件，棘轮与反向主动牙轮制成一体，棘轮内侧设置有棘齿，棘轮通过棘齿与棘爪组件配合连接，棘轮还与输出件配合连接；棘爪组件包括棘爪轴、棘爪体，棘爪轴配合连接于输入轴上，棘爪轴上等间隔设置有归位槽，归位槽中设置有第二扭转弹簧轴、固定轴，固定轴连接于归位槽上端槽口处，棘爪体铰接于固定轴上，棘爪体与归位槽中的第二扭转弹簧轴配合接触，归位槽上端槽口形状与棘爪体外形相适配。

进一步地，反向从动牙轮套在输入轴上且与输入轴上的花键配合连接，输入轴一端与壳体端部之间通过轴承连接，正向棘轮机构与反向主动牙轮之间通过轴承连接，输入轴另一端与输出件之间通过轴承连接，输出件与壳体端部之间通过轴承连接；反向从动牙轮上设置有外滑槽、阶梯卡槽、内环槽，外滑槽与脱离机构配合使用，阶梯卡槽与锁止机构配合使用，内环槽中套接有控制弹簧，控制弹簧一端抵接于内环槽内侧面，控制弹簧另一端抵接于锁止机构上。

进一步地，所述脱离机构、释放机构连接有驱动器，驱动器设于壳体外侧，位于壳体上设置有开口，开口处轴向连接有导向杆，脱离机构、释放机构在驱动器的驱动下可滑动连接于导向杆上，实现沿导向杆的往复移动；脱离机构采用拨叉，拨叉包括叉体、导向套，导向套固定连接于叉体上，叉体插套于反向主动牙轮外侧并与外滑槽配合使用，导向套连接于导向杆上；释放机构采用拨环，拨环包括环形体、导向套，导向套固定连接于环形体上，环形体套设于输入轴外侧并与锁止结构配合使用，导向套连接于导向杆上；锁止机构包括锁座、锁钩、第一扭转弹簧轴，锁座固定于输入轴上且靠近壳体左端，控制弹簧的另一端抵接于锁座上，锁座上设置有轴座，锁钩通过第一扭转弹簧轴铰接于轴座上，锁钩呈L形,L形的锁钩上设有与阶梯卡槽配合使用的钩端。

进一步地，所述驱动器采用电动缸、气缸或者油缸，通过电动缸、气缸或者油缸的伸缩运动来带动脱离机构、释放机构沿导向杆做往复移动。

进一步地，所述车辆滑行节能离合装置还包括全自动控制单元，全自动控制单元，用于控制脱离机构、释放机构的动作过程,实现控制反向牙嵌离合器的工作状态；所述全自动控制单元与脱离机构、释放机构所连接的驱动器相连。

本发明有益效果：

本发明提供了一种车辆滑行节能装置，包括相互配合的反向牙嵌离合器与正向棘轮机构，还包括相互配合的用于控制反向牙嵌离合器工作状态的脱离机构、锁止机构、释放机构；当反向牙嵌离合器处于脱离啮合状态时，为本发明车辆滑行节能装置处于节能模式下的工作，即只要一松开油门，车辆就惯性滑行，充分利用惯性滑行实现节能；同时，本发明所设置的反向牙嵌离合器，为一种“单向”离合器，并结合所设置的α夹角，可以保证反向牙嵌离合器的主从动牙轮接触上就能够完全啮合，从而彻底解决了以往方案所存在的负面问题；通过使用本发明的车辆滑行节能装置，来实现车辆滑行节能，既不需要停车也不存在离合器工作状态转换不可靠的问题。

附图说明

图1是本发明所提供的一种车辆滑行节能装置的结构示意图。

图2是本发明反向牙嵌离合器的牙嵌齿槽在啮合状态下的展开示意图。

图3是本发明车辆滑行节能装置壳体内部的分解式立体结构示意图。

图4是本发明正向棘轮机构的径向截面示意图。

图中标记：11为牙嵌齿槽、12为固定轴、13为棘爪体、14为第二扭转弹簧轴、15为控制弹簧、16为归位槽、17为棘爪轴、20为棘齿、21为棘轮、24为轮齿、30为反向从动牙轮、31为外滑槽、32为阶梯卡槽、33为内环槽、40为反向主动牙轮、41为承载齿面、42为轴面、50为输入轴、51为花键、52为轴承、55为输出件、60为拨叉、61为叉体、62为导向套、63为环形体、64为导向杆、65为拨环、70为锁钩、71为钩端、72为第一扭转弹簧轴、73为锁座、74为轴座、80为壳体、81为开口。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1至图4所示，一种车辆滑行节能装置，包括壳体80、输入轴50以及输出件55，壳体80中设置有相互配合的反向牙嵌离合器、正向棘轮机构，相互配合的反向牙嵌离合器与正向棘轮机构安装于输入轴50上，反向牙嵌离合器包括可啮合连接的反向从动牙轮30、反向主动牙轮40，正向棘轮机构配合连接于反向主动牙轮40上，正向棘轮机构、反向从动牙轮30均连接于输入轴50上；壳体80中还设置有用于配合控制反向牙嵌离合器工作状态的脱离机构、锁止机构、释放机构；脱离机构、锁止机构、释放机构安装在反向从动牙轮30外侧，脱离机构、释放机构的端部均可活动连接于壳体80中，脱离机构可往复移动于反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30外侧，锁止机构固定连接于输入轴50上靠近壳体80左端的位置，释放机构可往复移动于脱离机构与锁止机构之间；脱离机构用于脱离反向牙嵌离合器的啮合，锁止机构用于锁定反向牙嵌离合器的脱离啮合状态，释放机构用于释放反向牙嵌离合器的锁定脱离啮合。通过正向棘轮机构传递驱动车辆向前行驶扭矩，通过反向牙嵌离合器传递车辆逆驱和倒车行驶扭矩。

具体地，所述反向从动牙轮30与反向主动牙轮40具有用于啮合的牙嵌齿槽11、轮齿24，如图2所示，牙嵌齿槽11的承载齿面41与轴面42之间设有α夹角，α夹角小于反向主从动牙轮所用材料之间的摩擦角，α夹角的取值范围在8度～15度，这样能够保证反向主从动牙轮自动进入完全啮合状态。

具体地，所述正向棘轮机构包括棘轮21、棘爪组件，棘轮21与反向主动牙轮40制成一体，棘轮21内侧设置有棘齿20，棘轮21通过棘齿20与棘爪组件配合连接，棘轮21还与输出件55配合连接；棘爪组件包括棘爪轴17、棘爪体13，棘爪轴17配合连接于输入轴50上，棘爪轴17上等间隔设置有归位槽16，归位槽16中设置有第二扭转弹簧轴14、固定轴12，固定轴12连接于归位槽16上端槽口处，棘爪体13铰接于固定轴12上，棘爪体13与归位槽16中的第二扭转弹簧轴14配合接触，归位槽16上端槽口形状与棘爪体13外形相适配，这样能够保证在棘爪体13合拢时，可以完全收回于归位槽16上端槽口中，在第二扭转弹簧轴14的作用下，可以使棘爪体13向外张开。

具体地，所述反向从动牙轮30套在输入轴50上且与输入轴50上的花键51配合连接，输入轴50一端与壳体80端部之间通过轴承52连接，正向棘轮机构与反向主动牙轮40之间通过轴承52连接，输入轴50另一端与输出件55之间通过轴承52连接，输出件55与壳体80端部之间通过轴承52连接；反向从动牙轮30上设置有外滑槽31、阶梯卡槽32、内环槽33，外滑槽31与脱离机构配合使用，阶梯卡槽32与锁止机构配合使用，内环槽33中套接有控制弹簧15，控制弹簧15一端抵接于内环槽33内侧面，控制弹簧15另一端抵接于锁止机构上。

具体地，所述脱离机构、释放机构连接有驱动器，驱动器设于壳体80外侧，位于壳体80上设置有开口81，开口处轴向连接有导向杆64，脱离机构、释放机构在驱动器的驱动下可滑动连接于导向杆64上，实现沿导向杆64的往复移动；脱离机构采用拨叉60，拨叉60包括叉体61、导向套62，导向套62固定连接于叉体61上，叉体61插套于反向从动牙轮30外侧并与外滑槽31配合使用，导向套62连接于导向杆64上；释放机构采用拨环65，拨环65包括环形体63、导向套62，导向套62固定连接于环形体63上，环形体63套设于输入轴50外侧并与锁止结构配合使用，导向套62连接于导向杆64上；锁止机构包括锁座73、锁钩70、第一扭转弹簧轴72，锁座73固定于输入轴50上且靠近壳体80左端，控制弹簧15的另一端抵接于锁座73上，锁座73上设置有轴座74，锁钩70通过第一扭转弹簧轴72铰接于轴座74上，锁钩70呈L形,L形的锁钩70上设有与阶梯卡槽32配合使用的钩端71；通过第一扭转弹簧轴72可以保证锁钩70在释放机构的拨环65作用后还能恢复原位。

具体地，所述脱离机构采用拨叉60拨动反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30在输入轴50上滑动脱离与反向牙嵌离合器的反向主动牙轮40的啮合，锁定机构将反向从动牙轮30锁定在脱离啮合位置，此时，本发明节能装置成为单向传动机构，只能传递发动机对车辆向前的驱动力，不能传递车辆对发动机的逆驱动。

再具体而言，所述锁止结构的锁钩70在第一扭转弹簧轴72的作用下始终压向反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30的阶梯卡槽32方向，反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30在脱离机构的拨叉60作用下移动至阶梯卡槽32与锁钩70的钩端71对齐位置时，锁钩70的钩端71落入阶梯卡槽32，反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30被锁止在脱离啮合位置，此时，通过全自动控制单元控制脱离机构的拨叉60退回。再通过释放机构采用拨环65拨动锁钩70来克服第一扭转弹簧轴72的弹力，以使锁钩70的钩端71脱出阶梯卡槽32，反向牙嵌离合器的反向从动牙轮30在控制弹簧15的作用下，再次滑向与反向牙嵌离合器的反向主动牙轮40啮合位置。

具体地，所述车辆滑行节能装置还包括全自动控制单元,全自动控制单元，用于控制脱离机构、释放机构的动作过程,实现控制反向牙嵌离合器的工作状态；全自动控制单元的信号输出端与脱离机构、释放机构所连接的驱动器相连。

需说明的是，上述提供的车辆滑行节能装置的全自动控制单元为现有技术，对其结构以及控制原理在此不做赘述。所述驱动器采用电动缸、气缸或者油缸，通过电动缸、气缸或者油缸的伸缩运动来带动脱离机构、释放机构沿导向杆64做往复移动；所述电动缸、气缸或者油缸为现有技术，对其结构以及原理在此不做赘述。

本发明的节能装置的反向牙嵌离合器处于啮合状态称为刚性连接模式，反向牙嵌离合器处于并锁定在脱离啮合状态称为节能模式；另外，全自动控制单元除设有预设模式开关和模式切换开关允许人为介入外，全自动控制单元还可以识别不利于滑行的行驶条件，控制反向牙嵌离合器自动切换到刚性连接模式。本发明的车辆滑行节能装置的滑行行驶是在档滑行，只要踏下油门车辆即进入驱动行驶，具有加速脱险能力。

本发明的车辆滑行节能装置，可以布置在车辆传动系统自变速箱至驱动轮之间的任何位置，当布置在主减速器之前时，车辆滑行节能装置所需传递的扭矩较小，其结构尺寸可以设计的较小；当布置在主减速器之后时，可以获得最佳的节能率。对广泛采用的前横置发动机前驱的中小型乘用车，可将本发明车辆滑行节能装置与变速箱布置成一体，对前置后驱车辆，可将本发明车辆滑行节能装置布置在后桥，并与差速器和主减速器布置成整体。

当反向牙嵌离合器处于脱离啮合状态时，为本发明处于节能模式下的工作状态，即只要一松开油门，车辆就惯性滑行，充分利用惯性滑行实现节能；每当滑行时，车辆滑行节能装置之前的主减速器、传动轴、变速器均与发动机一起处于怠速状态，使其磨损降低，大大延长了维修里程；通过节能降低了有害物质的排放总量；当本发明处于节能模式的工作状态时，不会出现松开油门时车速急剧降低，乘坐很不舒服的情况，车辆行驶更平稳；本发明可在档滑行，具有加速脱险能力。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车辆滑行节能装置，包括壳体、输入轴以及输出件；其特征在于：

所述壳体中设置有相互配合的反向牙嵌离合器、正向棘轮机构，相互配合的反向牙嵌离合器与正向棘轮机构安装于输入轴上，反向牙嵌离合器包括可啮合连接的反向从动牙轮、反向主动牙轮，正向棘轮机构配合连接于反向主动牙轮上，正向棘轮机构、反向从动牙轮均连接于输入轴上；

所述反向从动牙轮与反向主动牙轮具有用于啮合连接的牙嵌齿槽、轮齿；牙嵌齿槽的承载齿面与轴面之间设有α夹角，α夹角小于主从动牙轮所用材料之间的摩擦角；

所述壳体中还设置有用于配合控制反向牙嵌离合器工作状态的脱离机构、锁止机构、释放机构，脱离机构、锁止机构、释放机构安装在反向从动牙轮外侧，脱离机构、释放机构均可活动连接于壳体中，脱离机构可往复移动于反向牙嵌离合器的反向从动牙轮外侧，锁止机构固定连接于输入轴上靠近壳体左端的位置，释放机构可往复移动于脱离机构与锁止机构之间；

所述脱离机构用于脱离反向牙嵌离合器的啮合，锁止机构用于锁定反向牙嵌离合器的脱离啮合状态，释放机构用于释放反向牙嵌离合器的锁定脱离啮合。

2.根据权利要求1所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：所述α夹角的取值范围在8度～15度。

3.根据权利要求1所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：所述正向棘轮机构包括棘轮、棘爪组件，棘轮与反向主动牙轮制成一体，棘轮内侧设置有棘齿，棘轮通过棘齿与棘爪组件配合连接，棘轮还与输出件配合连接；棘爪组件包括棘爪轴、棘爪体，棘爪轴配合连接于输入轴上，棘爪轴上等间隔设置有归位槽，归位槽中设置有第二扭转弹簧轴、固定轴，固定轴连接于归位槽上端槽口处，棘爪体铰接于固定轴上，棘爪体与归位槽中的第二扭转弹簧轴配合接触，归位槽上端槽口形状与棘爪体外形相适配。

4.根据权利要求1所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：反向从动牙轮套在输入轴上且与输入轴上的花键配合连接，输入轴一端与壳体端部之间通过轴承连接，正向棘轮机构与反向主动牙轮之间通过轴承连接，输入轴另一端与输出件之间通过轴承连接，输出件与壳体端部之间通过轴承连接；反向从动牙轮上设置有外滑槽、阶梯卡槽、内环槽，外滑槽与脱离机构配合使用，阶梯卡槽与锁止机构配合使用，内环槽中套接有控制弹簧，控制弹簧一端抵接于内环槽内侧面，控制弹簧另一端抵接于锁止机构上。

5.根据权利要求1所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：所述脱离机构、释放机构连接有驱动器，驱动器设于壳体外侧，位于壳体上设置有开口，开口处轴向连接有导向杆，脱离机构、释放机构在驱动器的驱动下可滑动连接于导向杆上，实现沿导向杆的往复移动；脱离机构采用拨叉，拨叉包括叉体、导向套，导向套固定连接于叉体上，叉体插套于反向从动牙轮外侧，导向套连接于导向杆上；释放机构采用拨环，拨环包括环形体、导向套，导向套固定连接于环形体上，环形体套设于输入轴外侧并与锁止结构配合使用，导向套连接于导向杆上；锁止机构包括锁座、锁钩、第一扭转弹簧轴，锁座固定于输入轴上且靠近壳体左端，锁座上设置有轴座，锁钩通过第一扭转弹簧轴铰接于轴座上，锁钩呈L形, L形的锁钩上设有钩端。

6.根据权利要求5所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：所述驱动器采用电动缸、气缸或者油缸，通过电动缸、气缸或者油缸的伸缩运动来带动脱离机构、释放机构沿导向杆做往复移动。

7.根据权利要求1所述的一种车辆滑行节能装置，其特征在于：所述车辆滑行节能离合装置还包括全自动控制单元，全自动控制单元用于控制脱离机构、释放机构的动作过程,实现控制反向单向牙嵌离合器的工作状态。

Images