不磨损式车辆传动节能装置.pdf

本发明是一种不磨损式车辆传动节能装置，它连接在车辆的动力传动部位，可以在汽车、拖拉机、摩托车等车辆上使用，它可以做成轴或轮。
    现有的车辆传动系统，在离合器不分离的情况下，是一个同步体系，车轮在被发动机推动的同时，也受到发动机的制约，这样发动机就有很大一部分在加油时做的功，在减油时被消耗掉了。已有的汽车变速节油延寿轴虽然较好地解决了这一问题，但是它的传动机构随着转速的提高，离心力显著增大，加快了机件磨损，缩短了机件的寿命，影响了装置的推广。

    本发明的目的是为车辆增加一种新装置，它能在车辆的惯性速度大于发动机的输出速度时，在不切断动力源的情况下实现自动转换，将同步变成异步，使惯性速度能够超越发动机的输出速进入滑行。它又能在发动机的输出速大于车辆惯性速时自动转换，变异步为同步使车轮加速。它能解除发动机的牵制作用，又能根据需要随时恢复发动机的牵制作用。它克服了棘齿、棘爪磨损快的难题。

    本发明地任务是通过如下方式完成的，不磨损式车辆传动节能装置是由三大型体组成。前半轴与后半轴通过轴承保持同心轴可转动关系。后半轴与其外周的轴承盖及吊架通过轴承保持可转动关系。进车功能可由两套方案完成。方案一：前半轴的侧面周围有多组进车棘爪，进车棘爪在弹簧片的作用下，可在一定角度内转动。后半轴的内侧一周有均匀的进车棘齿，进车棘齿与进车棘爪相齿合。当发动机的输出速大于车辆的惯性速时，进车棘爪与进车棘齿成倒齿合，前半轴带动后半轴转动，使车轮加速，当车辆的惯性速大于发动机的输出速时，进车棘爪与进车棘齿成顺齿合，这时即使前半轴不动，后半轴和车轮仍能以原有的速度转动。为了去除进车棘爪与进车棘齿间的摩擦，在前半轴的外侧和后半轴的内侧之间，有一惯性压爪盘，惯性压爪盘通过轴承与前半轴和后半轴都保持同心轴可转动关系，惯性压爪盘上有压爪斜面，进车棘爪上有压爪棱，当发动机的输出速大于车辆的惯性速时，惯性压爪盘的惯性力方向与前半轴的旋转方向相反，惯性压爪盘相当于后转，不压进车棘爪，进车棘爪在弹簧片的作用下，与进车棘齿成倒齿合。当车辆的惯性速大于发动机的输出速时，后半轴的转速超越前半轴，此时，惯性压爪盘在惯性力的作用下前转，转速也超越前半轴，于是惯性压爪盘上的斜面压住进车棘爪上的压爪棱，将进车棘爪压倒，使进车棘爪与进车棘齿脱离接触，如此就去除了进车棘爪与进车棘齿间的摩擦。方案二：前半轴的外周边有数个挤紧面，后半轴的内周边成圆套状，从截面上看，前半轴的挤紧面与后半轴的内表面成一楔形，楔形中间有一滚柱，当发动机的输出速大于车辆的惯性速时，前半轴转动，前半轴侧面的挤紧面与滚柱发生摩擦，在摩擦力的作用下滚柱向楔形的窄处滚动，使挤紧面与后半轴的内表面胀紧，前半轴带动后半轴转动：当车辆的惯性速大于发动机的输出速时，磨擦力使滚柱向楔形的宽处滚动，胀力消失，后半轴可超越前半轴转动。为了保证滚柱能有效地与两半轴接触，在滚柱的一侧有顶柱和压缩弹簧，顶柱和压缩弹簧使滚柱贴向楔形的窄处。

    为了解决倒车问题，前半轴的侧面有一圈倒车棘齿，后半轴的内表面有多组可在一定角度内转动的倒车棘爪，倒车棘爪的根部有压缩弹簧。当车辆静止，倒车或低速行驶时，倒车棘爪在压缩弹簧的作用下与倒车棘齿成倒齿合状，在该状态下，前半轴与后半轴保持同步运动;当车辆运动到某一速度时，倒车棘爪产生的离心力大于压缩弹簧的弹力，倒车棘爪离开倒车棘齿成分离状，在该状态下，只有进车机构发挥作用，此时前半轴和后半轴可根据情况随时进行同异步转换。

    为了解决发动机能根据需要随时起牵制作用的问题，后半轴的外侧通过轴承与吊架连接，吊架上固定有气缸、活塞连杆机构，连杆通过双向止推轴承控制一滑套，滑套的一端有锁定销，锁定销插向倒车棘爪与后半轴的内壁之间，当活塞连杆动作将锁定销抽出时，倒车棘爪与倒车棘齿的离合由速度决定，倒车机构进入自动状态。当活塞连杆动作将锁定销插入时，倒车棘爪与倒车棘齿只合不离，车辆在任何速度下发动机都起牵制作用。

    本发明能很好地利用车辆的运动惯性，降低了油料和能量消耗，减少了空气污染，能够随时自动完成发动机输出速与车辆惯性速的同、异步转换，操纵方便;它充分利用了发动机所做的功，减弱了机件磨损，延长了发动机寿命;它能根据需要随时让发动机起牵制作用，保持了原有的安全系数;它去除了棘齿，棘爪机构之间的磨损，延长了装置本身的寿命。

    以下将结合附图对该发明作详细描述

    图1、图4、都是不磨损式车辆传动节能装置的示意图

    图2是图1的A-A剖面图

    图3是图1的B-B剖面图

    图5是图4的A-A剖面图

    图6是图4的B-B剖面图

    参照图1、图2、图3、图4、图5、图6可以看出，前半轴（1）通过轴承（4）和轴承（21）与后半轴（3）保持同心轴可转动关系，端盖（2）通过丝口或螺钉固定在后半轴（3）上，并随后半轴（3）转动，进车棘爪（15）通过销轴（13）固定在前半轴（1）的外表面，并能在一定角度内转动;弹簧片（16）能使进车棘爪（15）贴向进车棘齿（26），进车棘齿（26），绕后半轴（3）的内壁一圈，固定在后半轴（3）上;惯性压爪盘（14）通过轴承与前半轴（1）和后半轴（3）都保持同心轴可转动关系，惯性压爪盘（14）上有与进车棘爪（15）相对应的压爪斜面（29），进车棘爪（15）上有与压爪斜面（29）相对应的压爪棱（20），压爪棱（20）与压爪斜面（29）保持滑动接触关系，惯性压爪盘（14）前转时将进车棘爪（15）压倒，后转时将进车棘爪（15）放开。倒车棘齿（27）绕前半轴（1）一圈，随着半轴（1）转动。倒车棘爪（17）通过倒车棘爪槽（28）固定在后半轴（3）的内壁上，并能在一定角度内转动;压缩弹簧（19）能使倒车棘爪（17）贴向倒车棘齿（27）。当车辆的发动机输出速大于车辆的惯性速时，车辆的发动机输出轴将力传给前半轴（1），前半轴（1）上的进车棘爪（15）与后半轴（3）上的进车棘齿（26）成倒齿合，进车棘爪（15）将力传给进车棘齿（26），进而传给后半轴（3），再传给车辆的驱动轮，使车轮加速，此时车辆的发动机输出速与车辆的惯性速同步。当车辆的惯性速大于车辆的发动机输出速时，后半轴（3）的转速大于前半轴（1）的转速，这时惯性压爪盘（14）的转速也大于前半轴（1），惯性压爪盘（14）上的压爪斜面（29）压住进车棘爪（15）上的压爪棱（20），将进车棘爪（15）压倒，使进车棘爪（15）与进车棘齿（26）脱离接触，形成无磨擦滑动，此时车辆可在不加油门的情况下利用惯性滑行。倒车时，前半轴（1）的旋转方向与进车时相反，倒车棘爪（17）在压缩弹簧（19）的作用下，与倒车棘齿（27）贴紧成倒齿合;倒车棘齿（27）将力传给倒车棘爪（17），进而传给后半轴（3），传给车辆的驱动轮，实现倒车;车辆在倒车或低速行驶时均不能滑行，进入滑行的条件是车辆达到一定的进车速度,倒车棘爪（17）所产生的离心力，大于压缩弹簧（19）的弹力时，倒车棘爪（17）在离心力的作用下离开倒车棘齿（27），使之形不成倒齿合，此时速度的同、异步状态由进车棘爪（15）和进车棘齿（26）之间的倒顺关系决定。为了使发动机能根据需要随时起牵制作用，后半轴（3）的外表面通过轴承（11）与吊架（12）连接，吊架（12）的外端固定在车体上，吊架（12）的侧面有轴承盖（9）和里程表主动轮（10），轴承盖（9）与气缸（8）连接，气缸（8）与活塞连杆（7）相配合，活塞连杆（7）在气缸（8）内保持可往返运动关系，活塞连杆（7）的另一端与双向止推轴承（6）连接，双向止推轴承（6）的内端与滑套（5）连接，滑套（5）与后半轴（3）保持轴向滑动关系，滑套（5）上固定有锁定销（18），锁定销（18）在后半轴（3）的内壁和倒车棘爪（17）之间保持可插入或拔出关系。当需要发动机起牵制作用时，驾驶员操纵气压或油压开关，使活塞连杆（7）发生动作，推动双向止推轴承（6），双向止推轴承（6）将力传给滑套（5），滑套（5）使锁定销（18）插入倒车棘爪（17）和后半轴（3）的内壁之间，迫使倒车棘爪（17）与倒车棘齿（27）齿合，实现发动机的人为牵制。图5是图4的A-A剖面图，它反映了进车方案二的结构原理，前半轴（1）的外表面有多条挤紧面（22），挤紧面（22）与后半轴（3）的内表面形成楔形夹角，夹角内有滚柱（23），滚柱（23）在楔形夹角内保持可滚动关系，滚柱（23）的侧面有顶柱（24），顶柱（24）在压缩弹簧（25）的作用下，可将滚柱（23）推向楔形空间的窄处。当发动机的输出速度大于车辆的惯性速时，滚柱（23）在挤紧面（22）的摩擦力和压缩弹簧（25），顶柱（24）的推力作用下，滚向挤紧面（22）与后半轴（3）内壁形成的楔形空间的窄处，使挤紧面（22）与后半轴（3）的内壁胀紧，前半轴（1）带动后半轴（3）转动;当车辆的惯性速大于发动机的输出速时，后半轴（3）的内壁与滚柱（23）产生的摩擦力，使滚柱（23）滚向楔形空间的宽处，挤紧面（22）与后半轴（3）内壁的胀力去掉，后半轴（3）超越前半轴（1）转动。