专利名称：车辆惯性节油装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆惯性节油装置，尤其是安装在车辆传动系上、用于发动机怠速滑行节油的车辆惯性节油装置。
背景技术：
以往的车辆传动系主要由离合器、变速器、分动器、传动轴、减速器、差速器、半轴和侧减速器等构成。根据车辆用途或功能的不同，有时车辆的传动系仅由部分部件构成。这样的车辆在为了节油而使发动机怠速车辆空挡滑行时，必须挂空挡或踩着离合器。当挂空挡或踩着离合器怠速滑行结束而需要重新用发动机进行驱动时，必须在换挡或不换挡之后，重新结合离合器。此时，如果油门掌握不好，离合器会加速磨损，且有时会出现车辆后座(发动机制动)或挂不上挡的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装在车辆的传动系上的车辆惯性节油装置，当需要发动机怠速而车辆利用惯性滑行时，只需收回油门，车辆就能怠速滑行。如果在怠速滑行阶段车速较高，可以用制动器进行制动。在需要用发动机进行驱动时，只需踩下油门，就能对车辆进行驱动。当车辆在既陡又长的下坡道上行驶需要用发动机辅助制动、或在路面情况较差，需要用发动机驱动车辆缓慢行驶时，可以通过闭锁单向超越离合器，使该车辆的传动系与通常车辆的传动系相同。
为了达到上述目的，本发明在车辆的传动系上安装车辆惯性节油装置，该车辆惯性节油装置包括单向超越离合器、闭锁装置和闭锁操纵装置，使其在从发动机传递到单向超越离合器输入端的转速比从车轮传递到单向超越离合器输出端的转速低时，输入端并不向输出端传递扭矩，输入端和输出端相对旋转，当从发动机传递到输入端的转速升高，与从车轮传递到输出端的转速相同时，单向超越离合器自动结合，来自输入端的扭矩，经过单向超越离合器向后方传递，而当希望输入端和输出端始终以相同的转速旋转时，可通过操纵闭锁操纵装置，用闭锁装置将单向超越离合器闭锁。
这样一来，安装了本发明的车辆，当需要发动机怠速而车辆利用惯性滑行时，只需收回油门，车辆就能怠速滑行。如果在怠速滑行阶段车速较高，可以用制动器进行制动。在需要用发动机进行驱动时，只需踩下油门，就能对车辆进行驱动。当车辆在既陡又长的下坡道上行驶需要用发动机辅助制动、或在路面情况较差，需要用发动机驱动车辆缓慢行驶时，可以通过闭锁单向超越离合器，使该车辆的传动系与通常车辆的传动系相同。
图1是将本发明的车辆惯性节油装置安装在变速器的输入轴上、且转轮为单向超越离合器的输入端、外环为输出端的变速器的传动简图。
图2是本发明的车辆惯性节油装置的沿图3的B-B线剖切的纵向剖视图。
图3是本发明的车辆惯性节油装置的沿图2的A-A线剖切的横向剖视图。
图4是将本发明的车辆惯性节油装置安装在变速器的输入轴上、且外环为单向超越离合器的输入端、转轮为输出端的变速器的传动简图。
具体实施例方式
以下依据附图对本发明的实施例进行说明。图1所示是本实施例变速器的传动简图，图中1是变速器的输入轴，2是用花键或其它方式连接在输入轴1上的转轮，3是摩擦滚子，4是变速器主动齿轮，5是被动齿轮，6是同步啮合器，7是闭锁装置，17是闭锁操纵装置。
图2是本发明的车辆惯性节油装置的沿图3的B-B线剖切的纵向剖视图(结构示意图)，图3是本发明的车辆惯性节油装置的沿图2的A-A线剖切的横向剖视图(结构示意图)。
如图2和图3所示，实际上本实施例的转轮2、摩擦滚子3、主动齿轮4的内圈4a、弹簧10和顶销11构成摩擦滚子式单向超越离合器16，主动齿轮4的内圈4a相当于摩擦滚子式单向超越离合器16的外环18。该摩擦滚子式单向超越离合器16，既可以是单排滚子式的，也可以是多排滚子式的。该摩擦滚子式单向超越离合器16，在转轮2的外周面上设有多个(图中为六个)沿轴向延伸的凹槽8，该凹槽8具有滚动面8a(既可以是平面也可以是曲面，也可以由多个面构成)和立面8b，摩擦滚子3安装在主动齿轮4内圈4a的内周壁4b内侧的凹槽8中。在立面8b上，在与每个摩擦滚子3相对应的位置上，设有大致沿转轮2外周的周向延伸、沿轴向空开一定距离的两个孔9(图3中仅示出一个)，在各孔9中安装有弹簧10，在弹簧10与摩擦滚子3之间安装有顶销11。顶销11的面向弹簧10的一端有一凸台11a，该凸台11a插入在弹簧10中，其松紧度应使其不易从弹簧10上脱落下来。也可以不设置凸台11a。当有多排摩擦滚子3时，在各摩擦滚子3、顶销11的轴向之间设置隔环20。总之，单向超越离合器16是公知的摩擦滚子式单向超越离合器。
通常这种单向超越离合器16的转轮2是输入端，而外环18是输出端。但也可以采用单向超越离合器16的外环18为输入端，而转轮2为输出端的结构形式。在这种情况下，变速器的传动简图如图4所示。众所周知，此时转轮2的旋转方向与转轮2为输入端时的相反。
如图2所示，在主动齿轮4的一个端面上，加工有啮合齿12，在转轮2的与主动齿轮4的啮合齿12相同的一端，加工有啮合齿13。啮合齿12与啮合齿13的模数、节圆相同。在啮合齿13上安装有模数和节圆与啮合齿12、13的相同、能与啮合齿12、13啮合且能在啮合齿12、13上自如滑动的啮合齿套14。实际上，啮合齿12、啮合齿13、啮合齿套14构成单向超越离合器的闭锁装置7，是公知的啮合齿套式闭锁离合器。在本实施例，闭锁操纵装置17主要由拨叉架15、拨块15a和销轴15b构成。在啮合齿套14的外周开设有环形槽14a，闭锁操纵装置17的拨块15a嵌入在环形槽14a中。当操纵闭锁操纵装置17时，拨块15a能拨动啮合齿套14在啮合齿12、13上沿轴向移动。
当用闭锁操纵装置17向远离主动齿轮4的方向拨动啮合齿套14、使啮合齿套14与啮合齿12分离时，该闭锁装置7解除闭锁，转轮2和主动齿轮4的内圈4a能相对旋转。当用闭锁操纵装置17向靠近主动齿轮4的方向拨动啮合齿套14，使啮合齿套14与啮合齿12相啮合时，该闭锁装置7闭锁，主动齿轮4与转轮2一起旋转。
本发明的车辆惯性节油装置包括单向超越离合器16、闭锁装置7和闭锁操纵装置17。
由于变速器的输入轴1用花键或其它方式(图中为用半圆键19)与转轮2连接，当变速器输入轴1旋转时，转轮2与变速器输入轴1一起旋转。当变速器输入轴1也就是转轮2的转速与主动齿轮4的转速相同时，由于弹簧10的推力通过顶销11作用在摩擦滚子3上，使摩擦滚子3沿主动齿轮4内周壁4b向远离立面8b的方向移动。随着变速器输入轴1的旋转，摩擦滚子3被挤在主动齿轮4内周壁4b和滚动面8a之间。由于摩擦滚子3被挤在主动齿轮4的内周壁4b和滚动面8a之间，所以，主动齿轮4与变速器输入轴1一起旋转。
而当变速器输入轴1也就是转轮2的转速比主动齿轮4的转速低时，由于摩擦滚子3与主动齿轮4内周壁4b之间的摩擦力，摩擦滚子3克服弹簧10的弹簧力，向靠近立面8b的方向移动。此时，主动齿轮4与转轮2相对旋转，在图3中，为n2＞n1。
而当希望该单向超越离合器16的转轮2和外环18(主动齿轮的内圈4a)不能相对旋转，也就是希望输入轴1和主动齿轮4始终以相同的转速旋转时，可操纵闭锁操纵装置17，用闭锁装置7将该单向超越离合器16闭锁(车辆惯性节油装置闭锁)。
由于该单向超越离合器16的转轮2(输入端)就是变速器的输入轴1，而其外环18(输出端)是变速器的所有的主动齿轮4，所以，安装了该车辆惯性节油装置的变速器与通常的变速器相比，只是在变速器的输入轴1上多了一个驱动环节。该驱动环节在输入端转速比输出端转速低时，输入端并不向输出端传递扭矩，输入端和输出端相对旋转。当输入端的转速升高，与输出端的转速相同时，该环节自动结合，来自输入端的扭矩，经过该环节向后方传递。而当希望该环节不能相对旋转，也就是希望输入端和输出端始终以相同的转速旋转时，可通过操纵闭锁操纵装置17，用闭锁装置7将该环节闭锁。
当该单向超越离合器16的外环18为输入端，而转轮2是输出端且与变速器的所有的主动齿轮4连接时，安装了该车辆惯性节油装置的变速器与通常的变速器相比，也只是在变速器的输入端多了一个驱动环节。该驱动环节在输入端转速比输出端转速低时，输入端并不向输出端传递扭矩，输入端和输出端相对旋转。当输入端的转速升高，与输出端的转速相同时，该环节自动结合，来自输入端的扭矩，经过该环节向后方传递。而当希望该环节不能相对旋转，也就是希望输入端和输出端始终以相同的转速旋转时，可通过操纵闭锁操纵装置17，用闭锁装置7将该环节闭锁。
这样一来，本实施例，在从发动机传递到变速器输入轴1的转速n1比从车轮传递到变速器主动齿轮4的转速n2低时，发动机并不向后方传递扭矩，发动机可以处于怠速状态，而车辆利用惯性滑行。而当发动机转速升高，从发动机传递到变速器输入轴1的转速n1与从车轮传到变速器主动齿轮4的转速n2相同时，发动机的驱动扭矩向后方传递。因此，当需要发动机怠速而车辆利用惯性滑行时，只需收回油门，使从发动机传递到变速器输入轴1的转速n1比从车轮传递到变速器主动齿轮4的转速n2低时，车辆就能怠速滑行。如果在怠速滑行阶段车速较高，可以用制动器进行制动。在需要用发动机进行驱动时，只需踩下油门，使从发动机传递到变速器输入轴1的转速n1与从车轮传递到变速器主动齿轮4的转速n2相同时，就能对车辆进行驱动。当车辆在既陡又长的下坡道上行驶需要用发动机辅助制动、或在路面情况较差，需要用发动机驱动车辆缓慢行驶时，可以通过闭锁单向超越离合器16，使该车辆的传动系与通常车辆的传动系相同。因此，在用发动机驱动车辆和车辆利用惯性滑行这两种工况之间进行转换时，操作非常简单，根本不用踩离合器，只需收放油门，完全排除了离合器磨损、车辆后座和挂不上挡的可能性。
本发明人用普通桑塔纳轿车在北京四环路上对本发明进行了对比试验，其结果如表1所示。
表1
在以上的说明中，虽然主要以转轮为单向超越离合器的输入端、以外环为单向超越离合器的输出端的情况进行了说明，但也可以使外环为单向超越离合器的输入端，转轮为超越离合器的输出端。
在以上的说明中，虽然车辆惯性节油装置安装在变速器的输入轴和变速器的所有主动齿轮之间，但也可以安装在变速器的输入轴与各别挡(例如几个高档)的主动齿轮之间。另外，也可以安装在变速器的输出轴与被动齿轮之间，也可以安装在离合器、分动器或减速器上，还可以安装在半轴或侧减速器上，对于有传动轴的车辆来说，也可以安装在传动轴上。也就是说，该车辆惯性节油装置可以安装在车辆传动系的离合器、分动器、变速器、传动轴、减速器、半轴和侧减速器的任何一个或多个部件上。
在以上的说明中，虽然车辆惯性节油装置采用的是摩擦滚子式的单向超越离合器，但也可以采用摩擦滚珠的结构形式或棘轮棘爪的结构形式，而且，既可以是单排的，也可以是多排的。
在以上的说明中，虽然单向超越离合器的闭锁装置采用啮合齿套式闭锁离合器的结构形式，但也可以采用端面齿离合器、电磁离合器或摩擦片式离合器等结构形式。
另外，在以上的说明中，操纵闭锁装置进行闭锁和分离的闭锁操纵装置，采用的是拨叉，该拨叉既可以是手动的，也可以是电动的，也可以是气动或液压元件驱动的。该拨叉既可以转动，也可以滑动，而且也可以不采用拨叉，而采用电磁线圈控制的形式。
另外，在以上的说明中，转轮(单向超越离合器的输入端)和变速器输入轴采用的是分体结构，但也可以采用整体式的结构。
另外，在以上的说明中，外环(单向超越离合器的输出端)和变速器的主动齿轮采用的是整体结构，但也可以采用分体式的结构。
同样，在将外环作为单向超越离合器的输入端，将转轮作为单向超越离合器的输出端时，单向超越离合器的输入端和输出端均可以采用整体式或分体式的结构形式。
如以上所述，在用发动机驱动车辆和车辆利用惯性滑行这两种工况之间进行转换时，操作非常简单，根本不用踩离合器，只需收放油门，完全排除了离合器磨损、车辆后座和挂不上挡的可能性，且根据实验，安装有本发明的车辆能节省40～50％的燃油，所以具有巨大的社会经济效益和商业应用价值。
权利要求
1.一种安装在车辆传动系上的车辆惯性节油装置，其特征是上述车辆惯性节油装置包括单向超越离合器、闭锁装置和闭锁操纵装置，使其在从发动机传递到上述单向超越离合器输入端的转速比从车轮传递到上述单向超越离合器输出端的转速低时，上述输入端并不向上述输出端传递扭矩，上述输入端和上述输出端相对旋转，当从发动机传递到上述输入端的转速升高，与从车轮传递到上述输出端的转速相同时，上述单向超越离合器自动结合，来自上述输入端的扭矩，经过上述单向超越离合器向后方传递，而当希望上述输入端和上述输出端始终以相同的转速旋转时，可通过操纵上述闭锁操纵装置，用上述闭锁装置将上述单向超越离合器闭锁。
2.根据权利要求1所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述车辆惯性节油装置安装在车辆传动系的离合器、分动器、变速器、传动轴、减速器、半轴和侧减速器的任何一个或多个部件上。
3.根据权利要求1所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述单向超越离合器是摩擦滚子式、摩擦滚珠式或棘轮棘爪式的任意一种或多种单向超越离合器。
4.根据权利要求1所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述闭锁装置是啮合齿套式闭锁离合器、端面齿离合器、电磁离合器或摩擦片式离合器的任意一种。
5.根据权利要求1所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述闭锁操纵装置是拔叉或电磁线圈。
6.根据权利要求1至3任意一项所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述单向超越离合器的上述输入端和上述输出端与传动部件采用分体或整体式的结构形式。
7.根据权利要求1和3任意一项所记载的车辆惯性节油装置，其特征是上述单向超越离合器是单排或多排摩擦滚子式、摩擦滚珠式或棘轮棘爪式的单向超越离合器。
全文摘要
提供一种安装在车辆传动系上的车辆惯性节油装置。该车辆惯性节油装置包括单向超越离合器16、闭锁装置7和闭锁操纵装置17，使其在从发动机传递到单向超越离合器16输入端2的转速比从车轮传递到单向超越离合器16输出端18的转速低时，输入端2并不向输出端18传递扭矩，输入端2和输出端18相对旋转，当从发动机传递到输入端2的转速升高，与从车轮传递到输出端18的转速相同时，单向超越离合器16自动结合，来自输入端2的扭矩，经过单向超越离合器16向后方传递，而当希望输入端2和输出端18始终以相同的转速旋转时，可通过操纵闭锁操纵装置17，用闭锁装置7将单向超越离合器16闭锁。
文档编号B60K17/26GK1907749SQ200510088779
公开日2007年2月7日 申请日期2005年8月2日 优先权日2005年8月2日
发明者张恩, 任明琪 申请人:任明琪