专利名称：一种电控式汽车滑行节油离合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车行驶中，充分利用滑行技术具有明显节 油效果的电控式汽车滑行节油的离合器装置。
凡会骑自行车的人，都有这样的切身体会合理利用滑行，可以 节省体能。以自行车在平路上行驶为例，当自行车被蹬踏到具有一定 速度时，骑车者可以不再蹬踏，充分利用自行车已经具有的动能和惯 性滑行前进；由于自然界中存在着摩擦力和空气阻力，克服这些阻力 需要付出能量，所以自行车在平路上滑行的过程中，车速会逐渐降低; 当车速降低到某一速度时，骑车者会再奋力蹬踏，于是车速又获得上 升；当车速升高之后，再停止蹬踏，又利用自身的动能和惯性滑 行……。如此交替进行、循环往复。可使骑车者在享受驾乘乐趣的同 时，最大限度地节省体能。如果在安全的条件下，能利用坡道地形滑 行，那么节省体能的效果就一定会更加明显和扩大了 ！
如上所述，自行车能如此地操作和使用，是因为在自行车的后轮 毂内部，存在着一个称为"内棘爪式的单向超越离合器"的机械装置。
该装置具有如下的功能和特性
当蹬踏转速大于车轮转速时，该装置可使离合器处于接合的状 态。此时骑车者以体能驱动车轮不断增速；当停止蹬踏或蹬踏转速小 于车轮转速时，该装置马上自动处于分离状态。此时车轮的转动并不 受蹬踏动作停止的影响，车轮能超越蹬踏靠惯性转动。
自行车行驶中，利用惯性滑行，可以节省体能。实践证明在汽
车行驶中，如果能根据地形、道路等交通情况，合理、充分、灵活地
利用汽车惯性(空档)滑行，那么必然也能获得显著的"节油节能"
效果。两者的科学道理是一样的，只不过自行车节省的是人的体能， 而汽车节省的则是燃料能而己。
试验资料表明在平原、丘陵地区行驶的汽车，每日的滑行距离 可达到行驶里程的30 40%。因此，同是中速行驶，用与不用滑行 的汽车，其油耗也可以相差30%以上。这是一个不容小视的数字！ 所以，在保证安全的条件下，滑行是一种有效的节油措施。与其他众 多的节油措施相比较，也是潜力最大的一种节油措施。
由于汽车与自行车的构造不同，目前在汽车上还没有专门用于滑
行的设备或装置，以供驾驶员使用，这不能不是一件憾事！因为没有 任何设备和装置的帮助，汽车滑行技术的运用与推广，完全要依靠驾 驶员的自觉、自愿和经验。这样一来，无疑等于增加了汽车滑行技术 运用与推广的难度。汽车滑行技术未被普遍广泛运用，其原因是多方 面的，但是汽车上没有为滑行技术服务的专用的设备与装置，也不能 不是一个重要的原因。
统计资料表明目前全世界、全国的汽车保有量已是天文数字， 并以迅猛势头在继续增长；汽油、柴油等燃料的消耗量在逐年同步剧 增；环境污染也在与日俱增。形势十分严峻。因此，积极开展有关汽 车节油技术和装置的研究，事关国计民生、能源、环保和人民的身体 健康，有着巨大的经济、社会价值和现实意义。可以说本发明的技 术经济效益是显而易见的、迫切需要的，并且有着极其广阔的市场前 景和巨大的社会需求量。
发明内容
本发明的目的是为汽车滑行节油技术提供一种专用设备。从而 使汽车滑行技术的实际应用和普及推广变得简单、容易和安全。使得 汽车滑行时空档的切入和终止完全由设备自动完成，特提出一种电控 式汽车滑行节油离合器。
为了达到上述目的，本发明解决此技术问题所用的技术方案是 一种电控式汽车滑行节油离合器，由一个滚柱式超越离合器和一个电 磁力控制的多片摩擦离合器并联组成，其技术特征是滚柱式超越离 合器安装在左壳体6的空腔中，它由输入轴5、左壳体6、左轴承7、
星轮17、滚柱19、推柱20和推柱弹簧21组成；发动机与输入轴5 相连，输入轴5通过花键27与星轮17相连，星轮17是主动件；左 壳体6是被动件，它通过连接螺栓26与右壳体13连接为一体，右壳 体13与输出轴16连接，输出轴16连着汽车底盘；在星轮17与左壳 体6所形成的楔形空间里，安装着滚柱19、推柱20和推柱弹簧21， 在推柱20孔的底部有气孔22与外界相连，在星轮17上镶嵌有硬质 合金镶块18;多片摩擦离合器安装在右壳体13的空腔中，它由输入 轴5、右壳体13、右轴承15、从动摩擦片9、主动摩擦片IO、线圈 盒8、电磁线圈ll、压盘12组成；发动机与输入轴5相连，输入轴 5通过平键23与线圈盒8相连，线圈盒8的外圆柱表面上有凹槽， 主动摩擦片IO的内孔上有内凸齿，嵌入线圈盒8外圆柱表面的这些
凹槽中；右壳体13的左端通过连接螺柱26与左壳体6相连，其右端 与输出轴16相连，在右壳体l'3的左端筒壁上沿母线开有若干径向通 槽，从动摩擦片9的外缘上有外凸齿，嵌入在这些径向通槽中；在右 壳体13和线圈盒8之间，从动摩擦片9和主动摩擦片10是相间安装 的，即一片主动片， 一片从动片；在这些摩擦片的最右端处安装着压 盘12，压盘12通过平键23安装在输入轴5上，两者间不能相对转 动，但能沿轴向相对滑动；在线圈盒8的右端面上开有若干均布盲孔， 在盲孔里安装着挺柱24和复位弹簧25，当电磁线圈11不通电时， 压盘12在复位弹簧25的作用下，被向右推开，使各摩擦片之间不承 受压力。此时，摩擦离合器处于分离状态；反之，当压盘12在电磁 力作用下向左运动，将各摩擦片相互压紧时，则摩擦离合器处于接合 状态。
在多片摩擦离合器内安装有一控制电路，该控制电路由转速传感 器28、控制器29、电磁开关30和电磁线圈11组成，转速传感器28 安装在车轮31附近，传感器28连着控制器29，控制器29连着电磁 开关30，电磁开关30又连着电磁线圈11。在线圈盒8的主体上制作 有一个大的环形空间，电磁线圈11安装在这个环形空间中；在输入 轴5上有电刷和电刷环3，在输入轴5的中心有电缆孔1;外界电流 可通过电刷、电刷环3、中心电缆孔l中的电缆到达电磁线圈11，然 后通过搭铁形成电流闭合回路。
当星轮17转速高于左壳体6的转速时，摩擦力和弹簧力将滚柱 19推向星轮17楔形空间的狭窄处，从而使星轮17和左壳体6楔紧 为一个整体，此时使超越离合器处于接合状态；加大油门可使汽车不 断加速。当车速升高到一定水平后，松开加速踏板，发动机转速立刻 降低，带动星轮17转速同步降低。摩擦力反向，在克服推柱弹簧21 的弹力后，使滚柱19向星轮17楔形空间的宽敞处运动。于是星轮 17和左壳体6分离，则超越离合器处于分离状态。相当于汽车自动 挂入空档，依靠自身己经具备的动能和惯性前进。实际上，此时发动 机并未熄火，变速器档位也未变化，上述一切都是机器自动完成的。
当汽车在坡道上下滑，下滑力会使汽车不断地加速。当最高车速 高于某限定值时，即车轮转速升高使传感器电压K'高过某限定值K， 控制器29会发出讯号，接通电磁开关30，使安装着电磁线圈ll的 电路得电，使摩擦离合器由分离态转变为接合态。较低的发动机转速 可抑制车速的进一步升高；反之，当车速降低使传感器电压K，低于
该限定值K时，控制器29又会发出讯号，断开电磁开关30,使安装 着电磁线圈11的电路失电，则摩擦离合器由接合态转变为分离态， 坡道下滑力起作用，。j继续使汽车加速。
上述的摩擦离合器及相应控制电路都是为汽车的坡道滑行准备 的，是为确保汽车坡道滑行的安全性设计的。众所周知当汽车在坡 道上松开油门、挂入空档向下滑行是处于等加速运动状态，车速必然 会越来越快， 一旦失控容易酿成车祸。所以，必须限制坡道滑行汽车 的最高车速，使汽车在坡道上由原来的等加速下滑，变为在安全的限 定车速下的匀速下滑。
这一过程是这样实现的——安装着滑行离合器的汽车在坡道上 滑行时，虽然发动机没有熄火，变速器也未挂空档，由于油门松开， 滑行离合器处于分离状态。此时和挂空档是同样效果，若不控制，汽 车在坡道上必然会越滑越快。当车速达到限定值时，控制器29会发 出讯号使电磁开关30闭合，电磁线圈ll得电，于是压盘12向左运 动，使各摩擦片压紧，滑行离合器由分离态变为接合态，这样就把汽 车底盘和怠速运转的发动机连接了起来。在发动机和刹车双重制动的 作用下，车速必然会逐渐降低；当车速低于限定值时，控制器29又 会发出讯号使电磁开关30断开，于是电磁线圈ll失电，压盘12在 弹簧力的作用下复位，各摩擦片放松，滑行离合器由接合态变为分离 态。这相当于汽车挂空档，如果放松制动踏板，汽车又会重新在坡道 上加速下滑；当车速再次高于限定值时，控制器再发出讯号使电磁开 关闭合，电磁线圈得电，滑行离合器又变分离态为接合态……。实际 上，摩擦离合器的这种分离与接合反复作用的结果，在稳定、均匀的 坡道上，汽车必然是保持一种动态的平衡状态，即汽车将会以限定的 安全车速在坡道上稳定地匀速下滑。
由于限定车速所对应的电压值K是可以改变和调节的，所以汽车 在坡道上匀速下滑的最高车速也是可以改变和调节的。通过合理的调 节，就可以满足因人而异的不同需要。
本发明的有益效果是(1)汽车滑行节油离合器采用了超越离 合器与电控摩擦离合器的并联设计，既能满足汽车坡道滑行所必须的 安全性要求，又能充分利用坡道滑行所能带来的实际经济效益；(2) 在该装置的帮助下，能使汽车滑行节油技术变得简单、容易和安全， 因装置结构简单、易于实施，故可广泛应用于各类汽车中，获得明显 的节油效果。
图1是本发明汽车滑行节油离合器的纵向剖视图，由该图我们可 以观察滚柱式超越离合器和电控式摩擦离合器的纵向结构和并联形 式。
图2是本发明汽车滑行节油离合器的滚柱式超越离合器部分的 横向剖视图，由该图我们可以观察滚柱式超越离合器的零件形状和结 构。
在上述两图中1、电缆孔，2、绝缘层，3、电刷环，4、油封， 5、输入轴，6、左壳体，7、左轴承，8、线圈盒，9、从动摩擦片， 10、主动摩擦片，11、电磁线圈，12、压盘，13、右壳体，14、套筒， 15、右轴承，16、输出轴，17、星轮，18、合金镶块，19、滚柱，20、 推柱，21、推柱弹簧，22、气孔，23、平键，24、挺柱，25、复位弹 簧，26、连接螺栓，27、花键。
图3是本发明汽车滑行节油离合器的控制电路框图，在该图中 28、转速传感器，29、控制器，30、电磁开关，31、车轮，11、电磁 线圈。
具体实施例方式
参看图1和图2， 一种电控式汽车滑行节油离合器由一个滚柱式 超越离合器和一个由电磁力控制的多片摩擦离合器并联组成。
滚柱式超越离合器在图1的左边位置，安装在左壳体6的空腔之 中。它主要由输入轴5、左壳体6、左轴承7、星轮17、滚柱19、推 柱20和推柱弹簧21组成；发动机与输入轴5相连，输入轴5通过花 键27与星轮17相连。因此，星轮17是主动件，左壳体6是被动件。 左壳体6通过连接螺栓26与右壳体13连接，右壳体13与输出轴16 连接，输出轴16连接着汽车底盘；在星轮17与左壳体6所形成的楔 形空间里，安装着滚柱19、推柱20和推柱弹簧21。在推柱20孔的 底部有气孔22与外界相连。为提高星轮的寿命，在星轮上还镶嵌有 硬质合金镶块18。
电控式多片摩擦离合器在图1的右边位置，安装在右壳体13的 空腔之中。它主要由输入轴5、右壳体13、右轴承15、从动摩擦片9、 主动摩擦片IO、线圈盒8、电磁线圈ll、压盘12等组成。发动机与 输入轴5相连；输入轴5通过平键23与线圈盒8相连，线圈盒8外 圆柱表面上有凹槽，主动摩擦片IO的内孔上有内凸齿，可嵌入线圈 盒8外圆柱表面的这些凹槽中；右壳体13的左端通过连接螺栓26与
左壳体6相连，其右端与输出轴16相连。在右壳体13的左端筒壁上 沿母线开有若干径向通槽，从动摩擦片9的外缘上有外凸齿，可嵌入 这些径向通槽中。输出轴16与汽车底盘相连。在右壳体13和线圈盒 8中间，从动摩擦片9和主动摩擦片10是相间安装的，即一片主动 片， 一片从动片。在摩擦片的最右端处安装着压盘12，压盘12通过 平键23安装在输入轴5上，两者间不能相对转动，但可以沿轴向相 对滑动。在线圈盒8的右端面上还开有若干均布盲孔，在盲孔里安装 着挺柱24和复位弹簧25。当电磁线圈ll不通电时，复位弹簧25将 压盘12向右推开，使各摩擦片之间不承受压力。此时，摩擦离合器 处于分离状态。
线圈盒8上还有一个大的环形空间，里面安装着电磁线圈ll， 多片摩擦离合器工作时所需要的直流电，由外界电源经输入轴5上的 电刷、电刷环3和中心电缆孔1中的电缆到达电磁线圈11，电磁线 圈ll在得电后形成电磁场，通过搭铁使直流电形成电流闭合回路。
参看图3，传感器28把车轮31的转速信号转变为相应的电压信 号，车轮转速越高，则电压越高。并将该电压信号传送给控制器29; 控制器29把传感器28传来的实际的电压信号K'与限定的电压信号 K进行比较，如果K'》K，则控制器29发出讯号，使回路中的电磁 开关30闭合，电磁线圈ll得电，在线圈盒8周围形成电磁场，吸引 压盘12向左运动，使摩擦离合器处于接合状态，通过怠速运转的发 动机对汽车进行制动，以抑制车速的进一步增高；反之，若K' <K， 则控制器29也发出讯号，使回路中的电磁开关30断开，电磁线圈 ll失电，线圈盒8周围的电磁场随即消失，使摩擦离合器处于分离 状态。当我们在坡道上对汽车进行制动，使车速降低时，这种现象即 会出现。
通过改变和调节限定的电压信号K值的大小，我们可以达到改 变和调节最高滑行车速的目的，并适应不同驾驶员对最高滑行车速的 不同需要。
权利要求
1.一种电控式汽车滑行节油离合器，由一个滚柱式超越离合器和一个电磁力控制的多片摩擦离合器并联组成。其特征是滚柱式超越离合器安装在左壳体(6)的空腔中，它由输入轴(5)、左壳体(6)、左轴承(7)、星轮(17)、滚柱(19)、推柱(20)和推柱弹簧(21)组成；发动机与输入轴(5)相连，输入轴(5)通过花键(27)与星轮(17)相连。星轮(17)是主动件；左壳体(6)是被动件，它通过连接螺栓(26)与右壳体(13)连为一体，右壳体(13)与输出轴(16)连接，输出轴(16)连接着汽车底盘；在星轮(17)与左壳体(6)所形成的楔形空间里，安装着滚柱(19)、推柱(20)和推柱弹簧(21)，在推柱(20)孔的底部有气孔(22)与外界相连，在星轮(17)上镶嵌有硬质合金镶块(18)；多片摩擦离合器安装在右壳体(13)的空腔中，它由输入轴(5)、右壳体(13)、右轴承(15)、从动摩擦片(9)、主动摩擦片(10)、线圈盒(8)、电磁线圈(11)、压盘(12)组成；发动机与输入轴(5)相连，输入轴(5)通过平键(23)与线圈盒(8)相连，线圈盒(8)的外圆柱表面上有凹槽，主动摩擦片(10)的内孔中有内凸齿，嵌入线圈盒(8)外圆柱表面的这些凹槽中；右壳体(13)的左端通过连接螺栓(26)与左壳体(6)相连，其右端与输出轴(16)相连，在右壳体(13)的左端筒壁上沿母线开有若干径向通槽，从动摩擦片(9)的外缘上有外凸齿，嵌入在这些径向通槽中；在右壳体(13)和线圈盒(8)之间，从动摩擦片(9)和主动摩擦片(10)是相间安装的，即一片主动片，一片从动片；在这些摩擦片的最右端处安装着压盘(12)，压盘(12)通过平键(23)安装在输入轴(5)上，两者间不能相对转动，但能沿轴向相对滑动；在线圈盒(8)的右端面上开有若干均布盲孔，在盲孔里安装着挺柱(24)和复位弹簧(25)。当电磁线圈(11)不通电时，复位弹簧(25)将压盘(12)向右推开，使各摩擦片间不承受压力，此时摩擦离合器处于分离状态。
2. 根据权利要求1所述的电控式汽车滑行节油离合器，其特征是: 在多片摩擦离合器内安装有一控制电路，该控制电路由转速传感器(28)、控制器(29)、电磁开关(30)和电磁线圈(11)组成，转速 传感器(28)安装在车轮(31)附近，并与控制器(29)相连，控制 器(29)与电磁开关(30)相连，电磁开关(30)与电磁线圈(11) 相连。
3. 根据权利要求1所述的电控式汽车滑行节油离合器，其特征是 在线圈盒(8)的主体上制作有一个大的环形空间，电磁线圈(11) 安装在该环形空间中；在输入轴(5)上有电刷和电刷环(3),在输 入轴(5)的中心有电缆孔(1);外界电流通过电刷、电刷环(3)、 中心电缆孔(1)中的电缆到达电磁线圈(11)，然后通过搭铁的方式 形成电流闭合回路。
全文摘要
本发明涉及用于汽车行驶中，利用滑行技术有明显节油效果的电控式汽车滑行节油离合器。该设备使汽车滑行技术的实际应用和普及变得简单、容易和安全，使汽车滑行时空档的切入和终止完全由设备自动完成。它是由滚柱式超越离合器和多片摩擦离合器并联组成。超越离合器安装在左壳体内，由输入轴、左壳体、左轴承、星轮、滚柱、推柱和推柱弹簧组成；发动机与输入轴相连，输入轴通过花键与星轮相连，星轮是主动件，左壳体是被动件；摩擦离合器安装在右壳体中，由右壳体、右轴承、主从动摩擦片、线圈盒、电磁线圈和压盘组成；输入轴通过平键与线圈盒相连，主、从动摩擦片相间安装，右壳体与输出轴相连。该离合器结构简单、易于实施；可广泛用于各类汽车中。
文档编号F16D45/00GK101196221SQ20081004512
公开日2008年6月11日 申请日期2008年1月2日 优先权日2008年1月2日
发明者夏麒彪, 聪 朱, 李书菊, 郑悦明 申请人:西南石油大学