CN1329219C - 不规则地面行驶用车辆 - Google Patents

Abstract

通过在不规则地面行驶用车辆的动力传递路线上设置转矩变换器，可使传递到驱动轴的扭矩(T)平滑地变化。因此，传递到驱动轴的扭矩不会超过轮胎侧滑的极限。因此可以抑制在泥泞、湿地、沙土地、雪地、或砂石地等不规则地面行驶时的打滑。

Description

不规则地面行驶用车辆

技术领域

本发明涉及一种鞍座型四轮(三轮)小货车等不规则地面行驶用车辆。

背景技术

在泥泞、湿地、沙土地、雪地、或砂石地等磨擦系数(μ)较小的土地上行驶，地面接触压力(轮胎1的载荷/接地面积)kg/cm²成为重要的因素。

即，一般的乘用车的地面接触压力为1.8～2.3kg/cm²，就此种乘用车来说，在摩擦系数(μ)较小的路面上行驶时，轮胎的下沉量加大，另外，在如砂石道那样的具有较小的突起的路面上，路面的抓地力降低，行驶性能下降。

因此，为了能实现上述的不规则地面行驶，提出了安装有地面接触压力较小的低压(汽球)轮胎的车辆。该低压轮胎的地面接触压力为乘用车的1/5，即，0.50kg/cm²以下。

图1是表示安装有低压轮胎的不规则地面行驶车辆的扭矩传递时间(横轴)与传递到传动轴(纵轴)之间关系的曲线图，线段b表示采用手动变速(MT)的以往的不规则地面行驶车辆。

由该曲线图，尽管安装有地面接触压力较小的低压轮胎，但手动变速(MT)从空档位置切换到低速位置时，变速扭矩仍然会照样增大，并屡屡超过轮胎侧滑极限。

发明内容

为了解决上述问题，本发明在安装有低压轮胎的不规则地面行驶用车辆中，在从发动机曲轴到多级变速器输入轴的动力传递路线上设有转矩变换器。低压轮胎的较理想地面接触压力为0.50kg/cm²以下。

本发明的一种不规则地面行驶车辆，安装有低压轮胎，其特征在于，从发动机曲轴到多级变速器输入轴的动力传递路线上设有转矩变换器，还设有与所述转矩变换器成串联关系的离合器，在空转时，该离合器成为脱开状态。

就通过转矩变换器传递的扭矩(T)来说，将扭矩容量设为(τ)、转数设为(N)时，用T＝τ·(N/1000)²表示，并按照扭矩容量·转数(N)的变化而平滑地变化，如图1的线段a所示，传递到传动轴上的力矩不会超过轮胎侧滑的极限。

另外，按照本发明的第二方面，在上述动力传递路线上与转矩变换器串联地设有离合器。

就转矩变换器具有平滑的功能而言，由于与发动机的动力输入无关地对扭矩进行传递，因此在进行发动时，即，从空档位置切换到低速位置，尽管发动机在空载状态、有多少个驱动轮，传递动力都会发生蠕变现象。另外，变速器的切换滑动部分经常作用有由传递扭矩引起的摩擦，因此，变速器的切换阻抗变大。

然而，通过与转矩变换器串联的设置离合器，在发动机的空载状态时，尽管在变速器的低速位置，通过使离合器脱开，就会在与转矩变换器的存在无关地切断传递到离合器下游侧的动力传递，从而能防止蠕变现象发生，另外在变速操作时，通过在最初使离合器处于脱开状态，就能与转矩变换器的存在无关地、使变速器在无负载的状态下轻松地进行变速，而不会出现扭矩冲击。

附图说明

图1是在低摩擦系数路面上发动时，比较采用转矩变换器的车辆与手控车辆的传递扭矩的曲线图；

图2是本发明的不规则地面行驶车辆整体的侧视图；

图3是该不规则地面行驶车辆整体的平面图；

图4是装载在该不规则地面行驶车辆上的动力单元的剖面图；

图5是以图3的转矩变换器为中心的局部放大视图；

图6是以图3的多级变速机构为中心的局部放大视图；

图7是图4-图6示出的动力单元的油压控制回路图；

图8是表示动力单元的另一实施例的剖面图。

具体实施方式

下面参照着附图对本发明的实施例进行说明。图2是本发明的不规则地面行驶车辆整体的侧视图，图3是该不规则地面行驶车辆整体的平面图，图4是装载在该不规则地面行驶车辆上的动力单元的剖面图，图5是以图3的转矩变换器为中心的局部放大视图，图6是以图3的多级(级)变速机构为中心的局部放大视图，图7是图4示出的动力单元的油压控制回路的视图。

图示的不规则地面行驶车辆是鞍座型四轮小货车，该四轮小货车是将左右的一对转向轮兼驱动轮的前轮2悬架在管焊接而成的车架1的前部，并将左右一对作为驱动轮的后轮3悬架在车架1的后部，该前轮2及后轮3的地面接触压力小于0.50kg/cm²，在本实施例中使用0.25kg/m²以下的低压轮胎。

车架1的前端设有操纵前轮的手柄4，车架1的前后方向的中间部位设有燃料箱5，该燃料箱5的后方的车架1的上部配设有骑坐式车座6，该车座6及上述燃料箱5的下方，装载有发动机E、转矩变换器T、及包括变速机构M的动力单元P。

位于发动机E的缸体7上部的缸盖13前面的排气口上，连接着排气管8的一端，该排气管8的另一端，通过动力单元P侧向并与设置在车体后侧部的消音器9相连。

下面，对动力单元P的构造进行说明。

首先，发动机E的曲轴箱10中，沿上下方向设有上述缸体7，该缸体7的内侧通过套筒11可自由滑动地装配着活塞12，缸体7上部的缸盖13上连接着空气净化器(未图示出)14及气化器。

上述曲轴箱10内曲轴16通过球轴承17、17被可自由旋转地支承着，该曲轴16与上述活塞12通过连杆18相互连接。

上述曲轴16在车体的前后方向平行地配置，该曲轴16由曲轴箱10向前方(图4的左方)突出的部分被容纳在发动机前盖19内，同时，前端部通过球轴承20可自由旋转地支撑，从曲轴箱10向后方(图4的右方)突出的部分被容纳在发动机后盖21内。

发动机后盖21内部，面向曲轴16，安装着发电机22的转子23，配置在该转子23内侧的定子24固定在发动机的后壳21上。另外，在曲轴16后端侧的柄部向动力单元P后方部位突出的线圈起动器25是通过夹住发电机22而进行安装的，发电机22与曲轴箱10之间配置有起动电机啮合齿轮15。

上述前盖19内配设着转矩变换器T。该转矩变换器T由泵叶轮30、涡轮31及定子叶轮32构成，内部填充有油，以传递动力。

本实施例中，在车体的前后方向，由于转矩变换器T与曲轴16的长度方向一致地配设并同时设置在曲轴16的前端，因此，行驶风与转矩变换器T一侧的发电机E接触时，具有使转矩变换器T温度下降的效果。

泵叶轮30与上述曲轴16一体地旋转，涡轮(タ-ビンランナ)31与泵叶轮30相对地配置，并固定在涡轮轴34上，该涡轮轴34可相对曲轴16自由旋转地同轴配置，该涡轮34与上述泵叶轮30通过单向离合器33相连。因此，通过填充到其内部的油将泵叶轮30的旋转传递到涡轮31，并通过初级齿轮35、离合器40将动力传递到变速机构M。

上述定子叶轮32的定子轴36通过单向离合器37可旋转地围绕着支承部件38，该支承部件38固定在曲轴箱中，泵叶轮30的旋转与涡轮31的旋转差较大时，定子叶轮32不旋转，使来自涡轮31的油平稳地流动，因此增加了定子叶轮32的转矩反力。另外，泵叶轮30与涡轮31的旋转差较小时，定子叶轮32无阻抗地空转。

变速机构M被容纳在与曲轴箱10一体地形成的变速箱50内，与曲轴16平行的输入轴51通过球轴承52可自由旋转地支撑在变速箱50中，而且，与该曲轴16平行的输出轴53通过球轴承54可自由旋转地支撑在变速箱50中。

因此，输入轴51的一端(车体的前方侧)设有离合器40。该离合器40配置在上述转矩变换器T与曲轴箱10之间，从车体的前方观察到的那一部分与转矩变换器T重叠在一起，以便于有效地利用空间。

离合器40包括：离合器中心部分41，它可在输入轴51上自由旋转；被动齿轮43，该被动齿轮可通过缓冲弹簧42连接在该离合器中心部分41上并与前述转矩变换器T的驱动齿轮35啮合；多个第一离合片44，它们相对离合器中心部分41的外周不可旋转地啮合；多个第二离合片45，它们重合地配置在该多个第一离合片44之间；离合器外侧部分46，它可容纳第一离合片44及第二离合片45，同时，相对第二离合片45的外周不旋转地啮合，并与上述输入轴51一体地旋转；油压活塞47，它可滑动地与该离合器外侧部分46的内侧配合。

油压活塞47与离合器外侧部分46的内侧之间形成油腔48，油压活塞47的油腔48的相反侧配置着弹簧49，该弹簧49可在使油腔48缩小的方向对油压活塞47施加作用力。

另外，在上述输入轴51上沿轴向方向形成有油路56，该油路56与上述油腔48通过油路57连通，另外，在油路56上，通过架设到发动机前盖19的配管58进行供油。

而且，通过配管58、油路56、57向油腔48内供油时，抵抗弹簧49的油压活塞47移动，施加压力使第一离合片44与第二离合片45接合，接通离合器40，以使转矩变换器T的动力传递到输入轴51。

相反地，抽出油腔48内的油，可使活塞47沿相反的方向移动，第一离合片44与第二离合片45分离，使离合器40脱开。

在本实施例中，离合器40的接通脱开是根据空载传感器及变速操作传感器的信号而进行的。即，发动机空载状态时及变速操作时，离合器40脱开，使转矩变换器T的动力不传递到输入轴51。

因此，不会出现空载时的蠕变现象，同时，可使变速操作时的阻抗减小。

上述输入轴51上设有与该轴一体的或分体的驱动齿轮61、62、63，以便与输入轴51一体地旋转，另外，上述输出轴53上可自由旋转地设有被动齿轮71、72、73、74。因此，驱动齿轮61与被动齿轮71啮合，所说驱动齿轮61与被动齿轮71构成第一档齿轮系，驱动齿轮62与被动齿轮73啮合，所说驱动齿轮62与被动齿轮73构成第二档齿轮系，驱动齿轮63与被动齿轮74啮合，所说驱动齿轮63与被动齿轮74构成第三档齿轮系，另外，输入轴51与输出轴53之间设有未图示出的中间轴，上述传动轴61与被动齿轮72通过设置在该中间轴上的中间齿轮啮合，所说驱动齿轮61、中间齿轮及被动齿轮72构成后退齿轮系。

此外，与输出轴53一体旋转并可沿轴向滑动的爪形离合器75、76，与上述输出轴53花键配合。所说爪形离合器75、76由后述的换档拔叉91、92择一地与被动齿轮71、73、74、72中的任何一个接合，以确立第一当、第二档、第三档后退齿轮系。

另外，爪形离合器75、76与哪个被动齿轮都不接合的状态为空档位置。

因此，与输出轴53平行的传动轴80通过球轴承81、82可自由旋转地支撑在变速箱50中，设置在上述输出轴53上的驱动齿轮77与设置在传动轴80上的被动齿轮83啮合，因此，传动轴80以所确立的齿轮系的齿数比及旋转方向旋转，该旋转驱动力通过驱动轴传递到前轮2及后轮3。

此外，传动轴80的驱动力传递到前轮2是通过驱动轴及差动齿轮84实现的，而驱动力传递到后轮3是通过容纳在摆动臂85内的驱动轴86实现的。另外，传动轴与驱动轴通过等速接头连接。

变速箱50中设有与输出轴53平行的轴90，该轴90上设有可自由滑动的换档拔叉91、92。

图中，为避免线条的交错，爪形离合器75、76与换档拔叉91、92是离开的，而实际上是爪形离合器75与换挡拔叉91接合，爪形离合器76与换档拔叉92接合。

上述换档拔叉91、92的底端部与平行于轴90地设置的换档滑块93的凸轮槽94、95接合，通过扇形齿轮97及被动齿轮98将换挡主轴96的旋转传递到换挡滑块93。

就上述换挡主轴96的旋转来说，是通过减速齿轮系来传递未图示出的电动马达的旋转运动。另外，由于换档位置由换档滑块93的旋转量来决定，因此，可将检测换档位置的检测器99安装在换档滑块93的后端。

图7是图4-图6所示的动力单元P的油压控制回路的视图，该实施例中，使用以油为转矩变换器T、离合器40的动作油，同时还使用供给到曲轴16、缸盖13及变速机构M的润滑油。

油盘100内的油通过油料过滤器101、由冷却泵102抽吸、并在油冷却器103中冷却后再返回到油盘100中。

另外，油盘100内的油通过油料过滤器101、由供给泵104抽吸、通过油过滤器105送到线性电磁阀107，并通过使该线性电磁阀107工作而将油供给到离合器40的油腔48，使油压活塞47在图7中的向右的方向移动，施加压力使第一离合片与第二离合片接合以使离合器40接通。

通过接通离合器40，可将上述的转矩变换器T的驱动力传递到变速机构M。

另外，接通线性电磁阀107时，对离合器的供油压力下降，使离合器变成脱开状态。这时，离合器阀108动作，通过使供给到离合器的油快速排出，而提高离合器的动作灵敏度。

另外，通过油过滤器105的油的一部分被作为润滑供给到缸盖13及变速机构M(变速箱)，其余的油被作为工作油供给到转矩变换器T，此外，从转矩变换器T出来的油作为润滑油供给到曲轴16。

因此，可将作为润滑油或工作油使用的油再收集到油盘100内。

图8是表示动力单元的另一实施例的与图4相同的剖面图，该实施例中，传动轴120与前轮用驱动轴121没有靠上述实施例一样的等速接头连接，前轮驱动轴通过球轴承122可自由旋转地支撑在延伸到变速箱50的前侧的前盖19上，在它们之间，设有实现接通·脱开动力传递的离合器123。

而且，离合器123在接通状态时，通过传动轴120将动力传递到前轮驱动轴121，使前后轮都变成驱动轮，离合器123在脱开状态时，由于前轮驱动轴121的动力传递被断开，使前轮变成转向轮。

而且，图示的实例中，示出的是鞍座型不规则地面行驶用车辆，但本发明所适用的车辆并不仅限于鞍座型车辆。

另外，图示的实例中，借助摆动臂可使后轮上下地摆动，但也可以是四轮独立悬架。

此外，在图示的实例中，曲轴配置在车体的前后方向，但也可以在车体的左右方向。

通过以上的说明，本发明的第一方面，通过将转矩变换器设置在从安装着低压轮胎的不规则地面行驶车辆的曲轴到多级变速器的输入轴的动力传递路线上，可以抑制在泥泞、湿地、沙土地、雪地、或砂石地等不规则地面行驶时的打滑，提高行驶性。

即，以往的不规则地面行驶车辆中，由于是手动变速(MT)，如上所述，传递扭矩只依靠压紧力，扭矩变化较大时，如图1的线段b所示，在低μ路面行驶时，传递到驱动轴的扭矩超过轮胎侧滑的极限。

然而，通过将转矩变换器设置在动力传递路线上，驱动轴的传递扭矩(T)用T＝τ·(N/1000)²表示，并按照扭矩容量(τ)·转数(N)的变化而平滑地变化。如图1的线段a所示，传递到驱动轴上的力矩不会超过轮胎侧滑的极限。

在本发明中，地面接触压力小的轮胎，也就是在较软的路面下沉量较小，能相对砂石等较小的凹凸随动，对具体的地面接触压力为0.50kg/cm²以下的低压轮胎特别有效。

本发明的第二方面，除转矩变换器之外，还设有与转矩变换器串联的离合器，在空档位置，可以避免发动机的动力传递到驱动轴上的所谓蠕变现象。

另外，以前，变速器的切换滑动部分经常作用有由传递扭矩引起的摩擦，因此，变速器的切换阻抗变大，通过设置离合器，就会在与转矩变换器的存在无关、变速器无负载的状态下轻松地进行变速，不会出现扭矩冲击。

Claims (1)

1.一种不规则地面行驶车辆，安装有低压轮胎，其特征在于，从发动机曲轴到多级变速器输入轴的动力传递路线上设有转矩变换器，还设有与所述转矩变换器成串联关系的离合器，在空转时，该离合器成为脱开状态。

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