CN201187538Y - 滑行离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种滑行离合器。旨在克服现有技术所存在的可靠性和可行性不高的问题。该滑行离合器包括有分离套筒(1)、棘爪(6)、回位弹簧(7)、法兰座(8)与棘轮(9)。棘轮(9)与后轮轮毂(10)左端螺纹连接，法兰座(8)与分离套筒(1)套装在棘轮(9)左端的后轴(3)上成动配合连接，棘爪(6)安装在法兰座(8)上沿轴向设置的贯通凹槽内，其左端与法兰座(8)销钉连接，其右端插入棘轮(9)内，当滑行离合器处于驱动工况时其右端和棘轮(9)的内齿面接触连接，在棘爪(6)与法兰座(8)贯通凹槽底部之间安装有回位弹簧(7)。该离合器既能使节能车滑行时彻底分离，又能使发动机重新启动时以较小冲击完成结合。

Description

滑行离合器

技术领域

本实用新型涉及一种应用在车辆上的离合器，更具体地说，它涉及一种应用在节能车传动系统中安装在后轮上的滑行离合器。

背景技术

用发动机作为动力来源的节能车，其设计目标是节能环保。实践证明，节能车最经济的行驶方式为加速----滑行的循环行驶方式。采用这种行驶方式的节能车在滑行过程中，传动系统与后轮之间安装的离合器的滑磨过程对节能效果有重要影响。

目前在节能车上安装的离合器分为以下三种：

1.在传动系统与后轮之间加装飞轮机构，这种机构简单，尺寸小，便于安装。采用这种机构的节能车在驱动工况时，传动系统带动后轮前进；在滑行工况时，后轮不能反向拖动传动系统，但此时传动系统与后轮并未完全分离，滑磨过程依然存在。

2.在传动系统和后轮之间加装机床上用的单向离合器。这种离合器在机床上使用时是无声的，运行比较顺畅。节能车在驱动工况时，传动系统带动离合器的外圈挤压楔形空间内的圆柱块进而驱动后轮运动；滑行工况时，后轮无法反向拖动传动系统，可以实现节能车无声滑行。但是这种离合器内部充满润滑油，两侧加装密封圈，因此节能车在滑行时由于润滑油粘度而产生的阻力不可忽视，这种情况在温度低的北方更为严重。

3.在传动系统与后轮之间加装牙嵌式离合器，通过控制机构可以实现后轮和整个传动系统的分离与结合。这种方案可以实现节能车在滑行时通过控制机构将后轮和传动系统彻底分离，从而以很小的阻力滑行。但是当车速较低，需要发动机重新启动时，由于后轮与传动系统之间有转速差，而使得结合过程产生较大的冲击，影响节能车运行的经济性。

经专利文献检索，如中国专利申请：申请号200710056116.7，申请日2007.09.28，公开号CN101126423A，公开日2008.2.20，申请人吉林大学，发明创造名称为车轮离合器，该申请案所述的机构可以实现节能车滑行时后轮与传动系统的彻底分离，以较小的阻力滑行；通过控制机构可以实现在车速低，发动机重新点火时车轮离合器以较小的冲击实现后轮和传动系统的结合，保证运行的平稳性。但是该机构有三处设计使得机构的可靠性和可行性不高，现分别叙述如下：

1该种车轮离合器在节能车由驱动工况转到滑行工况时，控制机构控制分离套筒将棘爪压到法兰座的凹槽中，分离套筒与棘爪接触的部分：分离套筒设计有倒角，棘爪设计有圆弧面，分离套筒要把棘爪压到法兰座凹槽里，需要用很大的力。由于此时棘爪是绕后轴转动的，而分离套筒是不转动的，它们之间的速度差会使接触过程中产生摩擦和发热，影响机构的可靠性。

2.该种车轮离合器的棘爪安装的法兰座的凹槽里，当发动机驱动节能车运行时，棘爪与棘轮内齿接触部分受力大，而棘爪的另一端没有约束力，这会使整个棘爪受力不均，影响棘爪运行的可靠性。

3.该种车轮离合器的分离套筒与后轴通过直线轴承连接。直线轴承能够实现轴向移动，但不能绕轴高速转动，此时滚珠与轴摩擦发热会磨损保持架。节能车由驱动工况转换到滑行工况时，控制机构通过控制分离套筒将棘爪压到法兰座的凹槽内。此时，法兰座在高速运转，而分离套筒是不转动的，分离套筒与棘爪之间的转速差会通过分离套筒与棘爪的摩擦传递到直线轴承上，增加了直线轴承的磨损，降低了车轮离合器的节能效果。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的问题，提供了一种滑行离合器。该离合器能够使节能车在滑行时后轮与传动系统彻底分离，同时能保证发动机重新启动时后轮与传动系统以较小的冲击完成结合。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用了如下技术方案实现的：滑行离合器在现有回位弹簧的基础上，还包括有经过改进了的分离套筒、棘爪、法兰座与棘轮。

棘轮与后轮轮毂的左端螺纹连接，法兰座与分离套筒依次套装在棘轮左端的后轴上成动配合连接，棘爪安装在法兰座上沿轴向设置的贯通凹槽内，其左端与法兰座销钉连接，其右端插入棘轮内，当滑行离合器处于驱动工况时其右端和棘轮的内齿面接触连接，在棘爪的底面与法兰座贯通凹槽底面之间安装有回位弹簧。

技术方案中所述的法兰座与分离套筒依次套装在棘轮左端的后轴上成动配合连接是指：法兰座通过滚动轴承套装在棘轮左端的后轴上，分离套筒通过滚动轴承套装在滑动套筒上成转动连接，滑动套筒再套装在法兰座左端的后轴上成滑动配合连接；所述的棘轮是一圆环型结构件，沿对称轴线设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔内设置有与后轮轮毂连接用的左旋内螺纹，在小直径圆孔内设置有与棘爪相配合的棘轮内齿；所述的棘爪是一变截面的长条形杆件，其左段部分是矩形杆件，其右段部分是由三个平面和一个曲面所构成的杆件，其中两个平面相互平行，作为棘爪底面的第三个平面与相互平行的两个平面垂直相交，曲面将相互平行的两个平面连接，两种截面不同的杆件的底面相交成160°，棘爪的宽度和法兰座上的贯通凹槽的宽度相同，棘爪右段部分的曲面是和组成棘轮内齿的曲面相同，棘爪与法兰座连接处的底角部位用曲面过渡，在棘爪的底面设置有放置回位弹簧的弧形弹簧槽；所述的法兰座是由设置有四个安装链轮用的通孔的阶梯法兰盘和四个在阶梯法兰盘周向均匀布置的用于安装棘爪的支座所组成。阶梯法兰盘是由设置有四个安装链轮用的通孔的圆环盘和圆环体所构成，阶梯法兰盘内孔的两端设置有安装轴承的轴承孔，每个支座是沿轴向设置在阶梯法兰盘的圆环体的外圆柱面上，每个支座上沿轴向设置有安装棘爪的贯通凹槽，在贯通凹槽中间的底面上设置有安装回位弹簧的支座；所述的分离套筒是一个圆筒型结构件，在其对称轴线上设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔的孔口处设置有安装分离套筒轴承的轴承孔，在小直径圆孔的两端处设置有安装用于连接滑动套筒的滚动轴承的轴承孔，在与小直径圆孔相对应的分离套筒的外圆周面上设置有环形槽。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的滑行离合器可以使节能车在熄火滑行时，分离套筒在控制机构作用下将棘爪压伏在法兰座的贯通凹槽内，同时把法兰座和分离套筒之间的转速差用轴承来转化，减少了分离套筒与棘爪之间的摩擦。分离套筒与后轴之间的摩擦通过滑动套筒和轴承来解决。综合起来，在分离套筒和棘爪上的改进能够提高节能车在滑行时滑行离合器的可靠性。

2.本实用新型所述的滑行离合器可以以较小冲击实现节能车由滑行工况转到驱动工况，保证后轮与传动系统稳定结合，提高节能车运行的经济性。

结构分析

之所以能够产生如上所述的有益效果是因为采用了如下的技术措施：

1.为了解决现有车轮离合器在节能车由驱动工况转到滑行工况时，分离套筒与棘爪接触处产生摩擦的问题，本实用新型所述的滑行离合器采用在分离套筒与棘爪接触部分加装轴承的措施来解决这一问题。当节能车由驱动工况转到滑行工况时，分离套筒在控制机构的作用下压向棘爪，由于分离套筒与棘爪接触部分加装了轴承，棘爪与轴承的内圈接触，此时，棘爪的高速运动能够快速传递到轴承内圈，而轴承内圈与轴承外圈之间有滚珠相连接，滚动阻力小，这样就可以解决现有车轮离合器分离套筒与棘爪接触时产生摩擦的问题。

2.为了解决现有车轮离合器棘爪的可靠性问题，本实用新型所述的滑行离合器对现有车轮离合器的棘爪进行了改进。现有车轮离合器的棘爪在节能车处于驱动工况时，棘爪一侧受力，另一侧不受力，影响了棘爪的可靠性；滑行离合器的棘爪采用长条型杆件的棘爪，与棘轮内齿接触的部分是和棘轮内齿相同的曲面与平面，跟棘轮内齿配合紧密，保证传动时有足够的接触面来传递力矩；棘爪的另一端是通过销钉安装在法兰座的贯通凹槽内的左端，在棘爪和法兰座贯通凹槽之间安装有回位弹簧，棘爪与回位弹簧接触的位置加工有弧形凹槽。这种棘爪在节能车处于驱动工况时，两端都能受力，发动机输出的力矩传到法兰座上，法兰座通过与棘爪接触的侧面将力矩传递给棘轮，进而传递到后轮上。滑行离合器的棘爪由于两端都能受力，保证了离合器运行的可靠性。

3.为了解决现有车轮离合器分离套筒与后轴用直线轴承连接，不能实现分离套筒绕后轴高速转动的问题，本实用新型所述的滑行离合器改进了分离套筒与后轴之间的连接，在分离套筒与后轴之间加装滑动套筒，滑动套筒由黄铜加工而成，保证滑动套筒在后轴上滑动阻力小，散热快；同时对后轴上滑动套筒滑动的区间进行磨削，降低粗糙度，减小滑动套筒在滑动过程中的摩擦阻力。分离套筒与滑动套筒之间用两个轴承连接，保证在节能车由驱动工况转到滑行工况时，分离套筒与棘爪接触产生绕后轴的转动不能传递到滑动套筒上，这样滑动套筒就不会绕后轴转动，减小了滑动套筒与后轴之间的摩擦。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是滑行离合器在节能车处于驱动工况时主视图上的全剖视图；

图2是在图1中A-A位置的剖面视图；

图3是滑行离合器在节能车处于滑行工况时主视图上的全剖视图；

图4是在图3中A-A位置的剖面视图；

图5是滑行离合器中棘爪的主视图；

图6是图5中滑行离合器棘爪B向的向视图；

图7是滑行离合器棘爪的立体示意图；

图8是滑行离合器中法兰座的主视图；

图9是在图8中C-C位置的旋转剖视图；

图中：1.分离套筒，2.滑动套筒，3.后轴，4.滚动轴承，5.分离套筒轴承，6.棘爪，7.回位弹簧，8.法兰座，9.棘轮，10.后轮轮毂，11.后轮辐条，12.后轮轮圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

本实用新型针对现有车轮离合器的不足，对其某些零件进行改进，增加了机构的可靠性，使得节能车在滑行工况时，传动系统和后轮既能够顺利彻底分离，又能在发动机重新点火时，传动系统和后轮以较小冲击实现顺利结合。本实用新型所述的滑行离合器对现有车轮离合器的棘爪，法兰座，分离套筒进行改进，能够实现离合器的可靠工作。

参阅图5至图7，所述的滑行离合器采用的棘爪6不同于现有技术中的棘爪，它比现有技术中的棘爪长。所述的棘爪6是一变截面的长条形杆件，由两段杆件所组成，其左段部分是矩形杆件，其右段部分是由三个平面和一个曲面所构成的杆件；其中两个平面相互平行，作为棘爪6底面的第三个平面与相互平行的两个平面垂直相交，曲面将相互平行的两个平面连接。两种截面不同的杆件的底面不在同一平面上，形成一个160°的夹角，棘爪6的宽度和法兰座8上的贯通凹槽的宽度相同，棘爪6右段部分的曲面是和组成棘轮内齿的曲面相同，棘爪6与法兰座8连接处的端部底角部位用曲面过渡，避免棘爪6绕销钉转动时与贯通凹槽的底面发生干涉，在棘爪6的底面设置有放置回位弹簧7的弧形弹簧槽。棘爪6的右端插入棘轮9内，当滑行离合器处于驱动工况时其右端和棘轮9的内齿面接触连接，也就是说，棘爪6的右端与棘轮的内齿啮合传递发动机输出到法兰座8上的扭矩，棘爪6的左端与法兰座8通过销钉连接在一起。与现有技术中的车轮离合器的棘爪相比，滑行离合器的棘爪6厚(宽)度大，可靠性高。棘爪的转动方式由原来的绕法兰座8上的棘爪凹槽转动变为绕法兰座8左端销钉转动，增大了转动的可靠性和灵活性。

参阅图8与图9，法兰座8是由设置有四个安装链轮用的通孔的阶梯法兰盘和四个在阶梯法兰盘周向均匀布置的安装棘爪6的支座所组成的一个整体结构件。阶梯法兰盘又是由设置有四个安装链轮用的通孔的圆环盘和圆环体所构成，设计成阶梯法兰盘一方面便于大链轮的安装，另一方面便于棘爪6的固定，保证棘爪6在转动时能工作平稳。阶梯法兰盘(圆环体)内孔的两端设置有安装轴承的轴承孔。每个支座是沿轴向设置在阶梯法兰盘的圆环体的外圆柱面上，在每个支座上沿轴向设置有安装棘爪6的贯通凹槽，保证棘爪6在贯通凹槽内工作平稳。贯通凹槽的左端加工有安装棘爪6的销钉孔，在贯通凹槽中间的底面上加工有安装回位弹簧7的支座。

参阅图1与图3，分离套筒1是一个可以实现绕后轴转动的回转体。所述的分离套筒1是一个圆筒型结构件，在其对称轴线上设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔的孔口处设置有安装分离套筒轴承5的轴承孔，在小直径圆孔的两端处设置有安装用于连接滑动套筒2的滚动轴承4的轴承孔，在与小直径圆孔相对应的分离套筒1的外圆周面上设置有环形槽。节能车从驱动工况转到滑行工况时，分离套筒1在控制机构作用下压向棘爪6，棘爪6与分离套筒1之间的转速差会被安装在分离套筒1的右端的分离套筒轴承5快速消除，减小摩擦。滑行离合器在分离套筒1与后轴3之间安装滑动套筒2，并且在滑动套筒2和分离套筒1之间安装滚动轴承4，可以保证滑动套筒沿轴向滑动而不转动。

滑行离合器包括有分离套筒1、滑动套筒2、滚动轴承4、分离套筒轴承5、棘爪6、回位弹簧7、法兰座8与棘轮9。

棘轮9与后轮轮毂10的左端是左旋螺纹连接。所述的棘轮9是一圆环型结构件，沿对称轴线设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔内设置有与后轮轮毂10连接用的左旋内螺纹，在小直径圆孔内设置有与棘爪6相配合的棘轮内齿。法兰座8与分离套筒1依次套装在棘轮9左端的后轴3上成动配合连接。就是说，法兰座8通过滚动轴承安装在棘轮9左端的后轴3上，分离套筒1通过滚动轴承4套装在滑动套筒2上成转动连接，滑动套筒2再套装在法兰座8左端的后轴3上成滑动配合连接，更具体地说，滑动套筒2可以在后轴3上左右移动。棘爪6安装在法兰座8上沿轴向设置的贯通凹槽内，其左端与法兰座8销钉连接，其右端插入棘轮9内，当滑行离合器处于驱动工况时其右端和棘轮9的内齿面接触连接，在棘爪6与法兰座8贯通凹槽底面之间安装有回位弹簧7。

滑行离合器的工作原理：

1.节能车在驱动工况下滑行离合器的工作原理

参阅图1与图2，发动机的转矩经变速器、链条，传递到大链轮上，大链轮通过四个螺栓与法兰座8连接在一起，转矩通过四个螺栓传递到法兰座8上，此时分离套筒1与棘爪6分开，棘爪6在回位弹簧7的作用下，右端与棘轮9内齿结合，转矩通过棘爪6传递到棘轮9上；然后通过棘轮9与后轮轮毂10之间的左旋螺纹传递到后轮轮毂10上，进而通过后轮辐条11传递到后轮轮圈12上，后轮就可以在转矩的作用下转动。

2.节能车在滑行工况下滑行离合器的工作原理

在发动机刚刚熄火时，节能车处于惯性滑行状态。与发动机通过链条连接的大链轮转速很快下降到零；而后轮轮毂10通过后轮辐条11与后轮轮圈12相连，节能车在惯性作用下滑行。此时若没有分离套筒1的控制作用，与大链轮相连的法兰座8与棘轮9之间有转速差，而后轮轮毂10不能反向拖动大链轮转动，但棘轮9的内齿与棘爪6之间仍然存在滑磨过程。

参阅图3与图4，此时通过控制机构控制分离套筒1右移，将棘爪6压伏在法兰座8的凹槽内，实现棘爪6与棘轮9之间没有滑动摩擦，此时后轮与传动系统实现分离，节能车无阻力滑行，提高了节能车运行的经济性。

3.节能车由滑行工况转到驱动工况的工作原理

参阅图1至图4，当车速降到一定数值时，发动机需要重新启动，在启动过程中后轮轮速与大链轮的速度差越来越小，当后轮轮速等于大链轮的转速时，可以实现无冲击结合。此时，控制机构控制分离套筒1向左移动，棘爪6在回位弹簧7作用下与棘轮9结合，使发动机的转矩无冲击传递到车轮上，对车轮进行加速。

此时节能车重新进入驱动工况，传动系统与后轮重新结合的过程结束，在结合的过程中并没有较大的冲击，提高了节能车运行的经济性。

Claims (6)

1.一种滑行离合器，包括有回位弹簧(7)，其特征在于，该滑行离合器还包括有经过改进了的分离套筒(1)、棘爪(6)、法兰座(8)与棘轮(9)；

棘轮(9)与后轮轮毂(10)的左端螺纹连接，法兰座(8)与分离套筒(1)依次套装在棘轮(9)左端的后轴(3)上成动配合连接，棘爪(6)安装在法兰座(8)上沿轴向设置的贯通凹槽内，其左端与法兰座(8)销钉连接，其右端插入棘轮(9)内，当滑行离合器处于驱动工况时其右端和棘轮(9)的内齿面接触连接，在棘爪(6)的底面与法兰座(8)贯通凹槽底面之间安装有回位弹簧(7)。

2.按照权利要求1所述的滑行离合器，其特征在于，所述的法兰座(8)与分离套筒(1)依次套装在棘轮(9)左端的后轴(3)上成动配合连接是指：法兰座(8)通过滚动轴承套装在棘轮(9)左端的后轴(3)上，分离套筒(1)通过滚动轴承(4)套装在滑动套筒(2)上成转动连接，滑动套筒(2)再套装在法兰座(8)左端的后轴(3)上成滑动配合连接。

3.按照权利要求1所述的滑行离合器，其特征在于，所述的棘轮(9)是一圆环型结构件，沿对称轴线设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔内设置有与后轮轮毂(10)连接用的左旋内螺纹，在小直径圆孔内设置有与棘爪(6)相配合的棘轮内齿。

4.按照权利要求1所述的滑行离合器，其特征在于，所述的棘爪(6)是一变截面的长条形杆件，其左段部分是矩形杆件，其右段部分是由三个平面和一个曲面所构成的杆件，其中两个平面相互平行，作为棘爪(6)底面的第三个平面与相互平行的两个平面垂直相交，曲面将相互平行的两个平面连接，两种截面不同的杆件的底面相交成160°，棘爪(6)的宽度和法兰座(8)上的贯通凹槽的宽度相同，棘爪(6)右段部分的曲面是和组成棘轮内齿的曲面相同，棘爪(6)与法兰座(8)连接处的底角部位用曲面过渡，在棘爪(6)的底面设置有放置回位弹簧(7)的弧形弹簧槽。

5.按照权利要求1所述的滑行离合器，其特征在于，所述的法兰座(8)是由设置有四个安装链轮用的通孔的阶梯法兰盘和四个在阶梯法兰盘周向均匀布置的用于安装棘爪(6)的支座所组成；

阶梯法兰盘是由设置有四个安装链轮用的通孔的圆环盘和圆环体所构成，阶梯法兰盘内孔的两端设置有安装轴承的轴承孔，每个支座是沿轴向设置在阶梯法兰盘的圆环体的外圆柱面上，每个支座上沿轴向设置有安装棘爪(6)的贯通凹槽，在贯通凹槽中间的底面上设置有安装回位弹簧(7)的支座。

6.按照权利要求1所述的滑行离合器，其特征在于，所述的分离套筒(1)是一个圆筒型结构件，在其对称轴线上设置两个直径不同的圆孔，在大直径圆孔的孔口处设置有安装分离套筒轴承(5)的轴承孔，在小直径圆孔的两端处设置有安装用于连接滑动套筒(2)的滚动轴承(4)的轴承孔，在与小直径圆孔相对应的分离套筒(1)的外圆周面上设置有环形槽。

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