专利名称：滑行节油装置及在机动车上的安装的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车部件-滑行节油装置及它在机动车辆上的安装。
滑行节油装置是车辆在高速行驶时，减小油门利用车辆惯性行驶的装置。专利号CN88220935.3;902226223设计了用两层方向相反的棘轮棘爪机构来使车辆滑行，一层机构实现前进，另一层机构用于倒档，两层机构决不在相同的园截面上，结构都很复杂，可靠性低，至今不能推广使用，而且这种设计决不能与车辆生产厂家相配套。
本发明的目的在于克服现有车辆滑行节油装置体积大、不可靠，不能与大批量生产的卡车和轿车相配套的缺点，而且做到装上车辆后能自如的正常行驶，确保能连续加速，有效的倒车。行驶过程中在额定转速下自动开滑，自动止滑，必要时还可以实现人工锁止;特别是有两套前进机构，提高了安全性。
这种滑行节油装置不但能装在机动车辆驱动轴与轮毂连接的半轴部位上，而且可装在驱动桥主动齿轮(角齿)的前端与传动轴连接，其结构主要由盖子、外壳、芯子(芯子可单独做为一个另件与半轴分离;也可与半轴做为一体，以下不再说明)，离合块(离合块有多种形式，主要有方形、一端方形另一端半园形、园柱形、园球形、摇臂形等，以下称离合块即包含各种形式，不再作说明)、撑块(撑块有园柱形、方形、棘爪形、园球形等，以下称撑块即包含各种形式，不再作说明)，弹簧机构、轴承等构成;这种滑行节油装置在外壳上开有离合块安装和运动的缺口，内装弹簧和离合块，该离合块能顺利的进入芯子，或在离心力作用下，部分或全部藏在外壳的缺口内;同时在同一园截面上错开一定角度，开有撑块运动的轨道，轨道的曲线如
图1至图4及图9，如采用园柱形撑块时，在顺箭头方向与撑块接触部位，它的R与园柱的半径相当，能阻止撑块前进;按箭头的反方向，有一曲线使R与外壳内园沿滑过渡，其功用为滑行时平顺的使园柱进入芯子的缺口中，如用图9中的方形撑块，此曲线可是直线，外壳上这种轨道的数量应是所采用撑块数的倍数。在芯子中，按外壳相对应的角度和园截面上，也开有离合块可以进入和退出的缺口，缺口的形状随离合块的形状而改变，同时这个缺口在顺箭头方向的一边要削去一块使两边有个阶差，这个阶差具有能实现自动滑行，倒车和使车辆前进等功能;同时在芯子的相同园截面不同角度上还开有撑块安装和运动的缺口，缺口的形状随撑块外形不同而改变，撑块的功能是车辆前进时，将动力通过芯子，压住撑块再压向外壳驱动车轮转动;附图中显示，外壳和芯子内离合块运动的缺口和撑块运动的缺口，以及所安装的离合块，撑块都是在同一园截面上交错安排的，即为单层结构;它们的数量图1中各采用了三个，适当增加或减少均能工作，而外壳上与撑块相配的缺口，则可以为其倍数。
本发明的优点是离合块在惯性力作用下，工作准确可靠;车辆前进时芯子与外壳包合住撑块成为刚体，结构另件均安装同一园截面上，可做得很薄，整个组合件如同一根半轴;因此能实现与批量生产的车辆配套，也能装在现有在用的各型车辆上，不但可以装在卡车上而且可在轿车等小型车上使用;而且整个结构设计巧妙，尽管达到开滑速度时能够自动开滑，但下长坡度时却能自锁，因此很安全。
图1是适用于安装在半轴位置的滑行节油装置的结构2是适用于安装在主动齿轮前端的滑行节油装置的结构3为滑行节油装置运动情况示意4为滑行节油装置内的离合块和撑块的配置形式图5是滑行节油装置中半轴的结合形式图6是滑行节油装置在使用全浮动半轴的机动车辆上的安装(实施例之一)图7是滑行节油装置在采用半浮动或3/4浮动式半轴的机动车辆上的安装(实施例之二)图8是滑行节油装置安装在驱动桥的主动齿轮及传动轴之间(实施例之三)图9是图4的补充下面参照附图作进一步说明图1是适用于安装在半轴位置的滑行节油装置结构图，图2是安装在主动齿轮前端的滑行节油装置结构图，二者工作原理相同，结构类似，只是安装部位不同;图1中未示出半轴，(右视图未绘出盖子)，图2中不需要半轴;图中1为盖子、2轴承、3离合块、4弹簧、5外壳、6芯子、7撑块、8弹簧机构、9轴承、10油封。图中清楚的示出了离合块、撑块和几种缺口的曲线形状，几何图形和位置关系;图1中芯子6可单独做为一个另件与半轴分离，装配时再组合在一起;也可直接做成一根半轴，这根半轴与差速器齿轮连接的一端有花键，另一端则按芯子的要求制作，装配后即像一根完整的半轴。
图1和图2中外壳5与和芯子6夹住了撑块7，低速或停车时离合块在弹簧力作用下进入芯子的缺口中，该缺口的尺寸大于离合块，使两边都有明显的间隙，当车辆开动而没有达到滑行速度时，动力传递到半轴并通过芯子及撑块使外壳转动，驱动车辆向前行驶;当行驶速度达到自动滑行速度时(假定为40Km/h)，离合块在离心力作用下克服弹簧力向外壳内缩进一段距离，当发动机降到怠速，此时在惯性力作用下，车辆开始滑行;滑行时离合块则沿芯子缺口H高的低台阶处顺箭头方向，不断的越过芯子上撑块藏身的缺口而前进。
离合块有多种形状，有方形或一端为方形，另一端为半园形;也有园柱形，现以园柱形作说明，如使用园柱在滑行时更能顺利的跳过芯子上的缺口，进行不断滑行，当速度低时，园柱进入缺口中，终止滑行实现结合;由于使用园柱滑行时与芯子接触是整个园柱的园周表面，而不是固定在一个位置，撞击轻而受力面均匀，故不易损坏;采用园柱(或滚珠)结构时，外壳5，离合块安装的缺口上，内园周处，两边开有一个r(斜面也可)，倒车时及下坡时，芯子与外壳上的r夹住离合块，有效的防止离合块从芯子中跳出，提高了安全性，且在芯子上有与离合块相配合、形状相似的缺口，并在一边切出一个H高的斜面，以便离合块在滑行时跳到这个斜面上来。
从图1、图5、图6、图7看出，安装有离合块、撑块等机构的部位直径要小于与轮毂联接的法兰盘直径，这种结构简化了加工工艺。
图3是滑行节油装置运动情况示意图，是图1A放大，本图以园柱为例来作说明，a.正常行驶，此时园柱被芯子和外壳夹住，所传来的动力，通过园柱传递至外壳，低速运行时，离合块被弹簧4的力压在芯子的缺口中，即图中实线所示位置;当车辆行驶速度加快至启滑速度(由设计给定，例如40Km/h)时，在离心作用下，离合块处于虚线位置，此时如减小油门，芯子转速降低，外壳转速加快，车辆就开始滑行。b是正在滑行，当车辆具有较大速度，(大于止滑速度-止滑速度由设计给定，例如7Km/h)时，离合块在跳过芯子缺口时(由虚线位置移动至实线位置)，并不能落入芯子的缺口中，而是跳到芯子缺口的左边，由于左边削去了H高，又有一个斜面，且有小的园角，同时因离合块本身为园柱形，在图示位置按箭头方向运动时，又被推入外壳的缺口中;当速度小于止滑速度时，离合块无力跳到斜面上，在弹簧力作用下，只能落入芯子的缺口中，从而终止滑行;如想连续滑行，只需在达到止滑速度之前，加大油门数秒钟后又快速减小油门即可。c是园柱被芯子与外壳夹住在另一个位置，此时离合块藏在外壳中，车辆能正常行驶，且比较容易实现滑行，但在下坡之前应在低速行车时使离合块进入芯子的缺口中;d示出了两种工作状态，当箭头按虚线所示，芯子带着园柱向右移动一个距离，园柱被外壳右边的r夹住，则带动车轮倒转实现倒车;当下坡时，外壳转速大于芯子转速，外壳向左移动一个距离，也将园柱压住使它不能跳出，故车辆下坡的速度受发动机转速的控制，从而安全可靠。
图4和图9是离合块及撑块的配置形式。离合块的形式各有不同，但功能均是实现自动开滑和自动结合止滑及正常倒车;离合块的另件形状主要有园柱形(图4a)，撑块摇臂形(图4b)方形(图4c虚线所示)，一端为方形另一端为半园形(图4c实线所示)以及园球状的滚珠(图4d)，也可进行相近的变形，不管形状如何都必须做到，达到开滑速度时，在离心力作用下，克服弹簧力，藏于外壳中;当转速低于止滑速度时，离心力基本消失，在弹簧力作用下，又回到图示位置;图1和图2及图9中标示的另件7是撑块，它的功用是将芯子与外壳撑住，以传递动力使车辆向前行驶，另件形状有类似棘爪形，园柱形和园球形及方形等，它与离合块搭配的形式有多种多样，如何选用，应根据传递功率的大小以及部件的结构尺寸而确定，不论选用何种形状和进行怎样搭配其功能和作用都相同，但以园柱形和方形加工最方便，运动最灵活，当传递载荷较小时，例如用于小轿车，撑块可用非金属制造，离合块也可外包一层非金属，可避免撞击和降低润滑要求，图9a中撑块采用方形，可在槽中滑动，b中采用多根弹簧，c中为簧片，其截面形状可如a或c中所示;外壳上与其相配合处，要进行相应改进。
图5是滑行节油装置中半轴的结合形式。a是将芯子与半轴分开制造，再在装配时组合在一起，半轴与芯子的连接方法可用单键或花键;b是将芯子和半轴做成为一个另件，使整个滑行节油装置的外形就像一根带有法兰盘的半轴，图中的孔是与驱动桥或制动鼓、钢圈连接的。
附图1所示，是没有配置半轴，即没有和半轴装配在一起的滑行节油装置，因此所称滑行节油装置的外形，可如图1、图2和图5所示。它们除可装在后桥驱动的车辆上，也适用于安装在前桥和双桥驱动的车辆;既可安装在左侧，也可安装在右侧，只需对另件运动方向及有关尺寸作相应改变即可。
图6是滑行节油装置在采用全浮动式半轴的机动车辆上的安装(实施例之一)。全浮动式半轴外端(法兰盘)是和两个园锥滚子轴承支承于桥壳的半轴套管上的轮毂相连接的，另一端有花键，与差速器齿轮相连，它适用于轻型以上的各种载重车辆。
图7是滑行节油装置在采用半浮动及3/4浮动式半轴的机动车辆上安装(实施例之二)。半浮动式半轴是以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有园锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定，或以突缘(法兰盘)直接与车轮盘及制动鼓相联接，适用于重量轻，使用条件较好，承载负荷不大的小轿车和轻型载重汽车上。
图8是将滑行节油装置安装在驱动桥的主动齿轮(即角齿轮)与传动轴之间(实施例之三)，这种结构芯子和外壳各与一个部件连接，其控制方法，工作原理，工作程序与安装在驱动轴一样，所不同的是按图6、图7形式安装，在滑行时驱动桥齿轮是不工作的;而图8所示，滑行时盘齿是要带动角齿转动的，节油效果比装在驱动轴上略差。
图1至图9中所示均为单层结构，如果需要也可将离合块部分与撑块部分，分为两层，其工作原理、工作程序、控制方法均相同，只是厚度增加。
以上对本发明作了详细阐述，其节油效果极为优良，对在用车辆而言，不管发动机本身油耗多低，还可在此基础上再省油百分之十几，而且经实践证明，在一级公路上行驶节油率可达20%以上，这是目前任何机械的、物理的或化学的节油办法很难能达到的;目前全世界在用机动车辆有10多亿辆，每年新生产车辆3000万辆以上，故本发明的应用对节约一次能源有重要意义。
权利要求
1.一种机动车辆上使用的滑行节油装置，其特征是可安装在驱动轴与轮毂连接的半轴部位上或安装在驱动桥主动齿轮(角齿)与传动轴之间。主要由盖子、外壳、芯子、离合块、撑块、弹簧机构、轴承等构成；在外壳上开有离合块安装和运动的缺口，内装弹簧和离合块，该离合块能顺利的进入芯子中，或在离心力作用下，部分或全部藏在外壳的缺口内；同时在同一园截面上错开一定角度，开有撑块运动的轨道，轨道的曲线如图1至图4及图9所示，缺口的数量是撑块数的倍数。在芯子中按外壳相对应的角度和园截面上，也开有离合块可以进入和退出的缺口，缺口的形状随离合块的形状而改变，同时这个缺口在顺箭头方向的一边要削去一块(如图4)，使两边有个阶差；在芯子的相同园截面不同角度上还开有撑块安装和运动的缺口，缺口的形状随撑块外形不同而改变，(如图4和图9)。外壳和芯子内离合块运动的缺口和撑块运动的缺口，以及所安装的离合块和撑块都是在同一园截面交错安排的，即为单层结构；离合块与撑块的数量，图1中采用三个，适当增加或减少均能工作。
2.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是离合块的形状主要有方形、一端方形另一端半园形、园柱形、园球形、摇臂形;撑块有园柱形、方形、棘爪形、园球形，如图1至图4及图9，可按图4及图9等不同形式相互配置，其工作原理和作用相同。
3.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是芯子可单独做为一个另件与半轴分离，所装配成的滑行节油装置如图1和图5;芯子也可与半轴做成为一个整体，所装配成的滑行节油装置如图5。
4.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是当离合块采用园柱形(或滚珠)结构时，外壳与离合块安装的缺口上，内园周处，两边开有一个r(斜面也可)倒车时及下坡时，芯子与外壳上的r夹住离合块，能有效的防止离合块从芯子中跳出;且在芯子上有与离合块相配合，形状相似的缺口，并在一边削出一个H高的斜面，如图3。
5.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是，当按图1、图5、图6、图7制作和安装时，安装有离合块、撑块等机构的部位，直径小于与轮毂联接的突缘(法兰盘)直径。
6.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是当传递载荷较小时撑块可用非金属材料制作，离合块也可外包一层非金属。
7.按权利要求1所述的滑行节油装置其特征是，当安装在半轴位置时，是以突缘(法兰盘)直接与车轮轮毂或轮盘，或制动鼓相联接，如图6、图7;当安装在驱动桥的主动齿轮(角齿)与传动轴之间时，芯子和外壳各与一个部件相连。
全文摘要
一种机动车辆上使用的滑行节油装置，由盖子、外壳、芯子、离合块、撑块、弹簧机构、轴承等构成；可以安装在驱动轴与轮毂连接的部位上或安装在驱动桥主动齿轮与传动轴之间；能使车辆正常行驶，关小油门后利用惯性自动滑行，实现节油；能自动接合止滑和正常倒车。
文档编号F16D43/24GK1095143SQ9310595
公开日1994年11月16日 申请日期1993年5月15日 优先权日1993年5月15日
发明者刘运柳, 龚凯, 刘成 申请人:刘运柳, 龚凯, 刘成