手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法

2023-08-04 01:25:21

手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法。該裝置包括固定安裝於汽車半軸（3）的主動齒輪（2），與汽車半軸（3）平行的主軸（9）；還包括依次安裝於主軸上的離合機構（8）、單向傳動機構（7）、卷線輪（4）；離合機構（8）包括從動齒輪（16）；單向傳動機構（7）包括旋轉盤（12）；從動齒輪（16）和旋轉盤（12）相對側相對位置處分別設置有定位卡槽（11）和傳力銷（13）。當汽車出現倒溜時，汽車半軸帶動主、從動齒輪，由傳力銷傳到旋轉盤，經單向軸承帶動主軸連同卷線輪產生反向角位移，拉動鋼絲，驅動原有駐車制動裝置，防止汽車倒溜。
【專利說明】手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法
[0001]所屬【技術領域】:
本發明涉及汽車安全的制動系統裝置，特別是涉及一種用於手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法。
[0002]【背景技術】:
隨著消費者對車輛安全性日益重視，車輛安全措施也不斷產生和改進。而作為車輛安全性不可或缺的一部分，坡道安全也顯得尤為重要。然而，由於目前真正廣泛應用於坡道安全的措施並不多，且均在自動擋汽車上才有真正安裝，同時存在價格過高、操控不便、效果不好等原因，坡道事故仍然頻發，尤其是手動擋汽車坡道溜車造成的事故更是給駕駛員和汽車乘客的生命安全帶來嚴重威脅。所以，為了彌補目前現有坡道防倒溜裝置的不足之處，尤其是為解決手動擋汽車的倒溜問題(例如坡道起步時因汽車爬坡動力不足時的倒溜現象等)，設計新的結構簡單、操控簡便、經濟實用、可靠性高的新型手動擋汽車坡道防倒溜裝置是非常重要的，這將給駕駛員尤其是駕駛新手在坡道上帶來生命安全的保障，減少坡道事故發生率。
[0003]經查閱相關文獻資料，有很多專利技術提出了解決上述問題的方法，如名稱為「汽車坡道起步裝置」，專利號為「201210276286.7」的發明專利中提出了利用發動機主油道的機油壓力控制變速器輸入軸上的單向軸承的外圈的鎖止與解鎖，並且利用邏輯電路和電腦晶片來控制整體裝置的工作。該技術雖能起到防止汽車坡道起步倒溜的作用，但整個裝置還需利用控制電路來改變電磁閥的工作狀態，進而實現裝置的整體運轉，裝置結構過於複雜，不便於零部件的維修。並且需要在變速器殼體部分加裝油路裝置，加工成本較高，產品難以實現通用化。
[0004]如名稱為「間歇雙向驅動機構、帶該機構的防倒溜器及防倒溜汽車」，專利號為「201110107488.4」的發明專利運用了一種間歇雙向驅動機構，通過雙向驅動爪傳遞正、反兩個方向的旋轉動力，利用改變旋向到啟動之間的停頓時間，可以用來完成其它的零部件的動作，利用間歇雙向驅動機構間歇停頓時間的功能，提供一種汽車上坡起步防倒溜器。該裝置結構布置緊湊，但制動裝置和雙向驅動裝置需進一步組裝，裝置內部結構過於複雜。如果零部件運動不連續，其相互之間很容易產生運動幹涉，使裝置的可靠性降低。
[0005]如名稱為「汽車防倒溜結構」，專利號為「201110190919.8」的發明專利，其結構裝置包括汽車變速器傳動輸出主軸、防倒溜定向卡子、防倒溜定向卡斜凹凸槽、防倒溜定向卡斜凹凸槽圓座、復位彈簧等組成。防倒溜定向卡子，防倒溜定向卡斜凹凸槽的方向只限制於發動機輸出帶動汽車前進方向，反向運轉時被卡住，從而實現防倒溜功能。其裝置雖然結構簡單，但其核心部件定向卡子，定向卡斜凹凸槽圓座需要特殊加工，加工難度大，精度難以保證，各零部件難以實現通用化。
[0006]
【發明內容】
:
為了克服現有防倒溜裝置的結構複雜，加工成本高，零部件難以實現通用化等不足。本發明公開了一種手動擋汽車的自動防倒溜裝置及方法，該裝置結構簡單易於實現，零部件具有通用性及可替換性，能有效防止汽車在坡道行駛時因駐車制動器失效等原因導致的非正常倒溜情況發生，避免事故和人員傷亡。
[0007]—種手動擋汽車的自動防倒溜裝置，其特徵在於:包括固定安裝於汽車半軸的主動齒輪，與汽車半軸平行的主軸；還包括依次安裝於主軸上的離合機構、單向傳動機構、卷線輪；所述的離合機構依次包括安裝於主軸上的操縱杆、套筒、與主動齒輪嚙合的從動齒輪、回位彈簧；所述操縱杆、套筒、從動齒輪可在主軸上軸向移動；所述單向傳動機構包括通過單向軸承安裝於主軸上的旋轉盤；上述從動齒輪和旋轉盤相對側相對位置處分別設置有定位卡槽和傳力銷；上述卷線輪上卷裝著鋼絲，鋼絲的一端與卷線輪相連，另一端與駐車制動裝置相連。
[0008]所述的手動擋汽車自動防倒溜裝置的防倒溜方法，其特徵在於包括以下過程: 2-1、汽車正常向前行駛:駕駛員掛前進擋，操縱杆的軸向移動使從動齒輪的定位卡槽
與旋轉盤上的傳力銷對接；汽車正常向前行駛，主動齒輪帶動從動齒輪轉動，單向軸承正向旋轉，其內部鎖止功能不起作用，從動齒輪和旋轉盤在主軸空轉，不會影響主軸的轉動狀態；
2-2、汽車正常倒退行駛:駕駛員掛倒擋，從動齒輪不會沿軸向滑移，從動齒輪的定位卡槽與旋轉盤上的傳力銷處於分離狀態，整體裝置不起作用，不影響汽車的正常倒退行駛；2-3、當汽車在坡道起步倒溜:車體有向後運動的趨勢，主動齒輪帶動從動齒輪反向轉動；由於駕駛員掛前進擋，從動齒輪的定位卡槽與旋轉盤上的傳力銷處於對接狀態，因此從動齒輪帶動旋轉盤反向旋轉，由於安裝在旋轉盤內部的單向軸承具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸反向轉動，促使卷線輪產生反向角位移，迅速拉動鋼絲，從而驅動駐車制動裝置實現制動功能，防止汽車倒溜；
2-4、當汽車在坡道駐車倒溜:當汽車處於坡道駐車狀態時，由於長時間駐車制動盤與摩擦片會由熱變冷，導致摩擦片與制動盤之間間隙增大，汽車會出現非正常倒溜；在此種情況下，駕駛員駐車時掛空擋，操縱杆的軸向移動使從動齒輪的定位卡槽與旋轉盤上的傳力銷對接；當車體有向後運動的趨勢，主動齒輪帶動從動齒輪反向轉動，從動齒輪帶動旋轉盤反向旋轉，由於安裝在旋轉盤內部的單向軸承具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸反向轉動，促使卷線輪產生反向角位移，迅速拉動鋼絲，進一步拉緊駐車制動裝置，消除摩擦片與制動盤的間隙，防止汽車倒溜。
[0009]本發明具有的有益效果是:
1.該裝置結構簡單易於實現，零部件具有通用性、經濟實用。與市場上同類防倒溜裝置相比結構簡化，且大部分零件都為標準件，成本低，購買和加工方便；在原有手動擋汽車駐車制動器基礎上增加該裝置，即可實現手動擋汽車的自動防倒溜功能，可將坡道起步轉換為平面起步方式操作。
[0010]2.該裝置操控簡便、可靠性好。無需添加任何開關，只通過汽車換擋操作便可實現自動防倒溜功能的開啟與關閉；完全由物理機械構成，無需電子設備，大大提高了裝置的可靠性。
[0011]3.該裝置靈敏度高。根據不同車型設計主/從動齒輪系相關參數和卷線輪半徑後，可使汽車倒溜控制在0.1m以內。
[0012]4.該裝置與傳統駐車裝置並行工作，互不幹涉，可有效防止長時間坡道駐車制動盤與摩擦片變冷形成間隙導致的汽車倒溜。[0013]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是手動擋汽車的自動防倒溜裝置的工作原理示意圖；
圖2是手動擋汽車的自動防倒溜裝置的結構示意圖；
圖中標號名稱:1.車輪2.主動齒輪3.汽車半軸4.卷線輪5.鋼絲6.駐車制動器7.單向傳動裝置8.離合機構9.主軸10.操縱杆11.定位卡槽12.旋轉盤13.傳力銷14.單向軸承15.回位彈簧16.從動齒輪17.套筒。
[0014]【具體實施方式】:
下面結合附圖對本發明裝置作進一步說明:
如圖1和圖2所示，本發明包括主動齒輪2、主軸9、離合機構8、單向傳動機構7、卷線輪4、鋼絲5及原有駐車制動裝置6。所述的主動齒輪2與汽車半軸3固結；離合機構8包括操縱杆10、套筒17、從動齒輪16、回位彈簧15，並依次安裝在主軸9上，可在主軸9上沿軸向移動，從動齒輪16外側開有定位卡槽11 ;單向傳動機構7包括旋轉盤12、傳力銷13及壓配在主軸9上的單向軸承14，傳力銷13嵌入在旋轉盤12外圈，其位置與定位卡槽11對應；卷線輪4固定在主軸9上，外圈套有鋼絲5 ;鋼絲5與原有駐車制動裝置6相連接。
[0015]本發明的工作原理如下:
當汽車正常向前行駛時，汽車半軸3受發動機帶動而轉動，並帶動與之相固結的主動齒輪2同向轉動，從動齒輪16也隨之同向轉動。駕駛員掛前進擋時，其操縱力會通過撥叉傳到操縱杆10上，使操縱杆10沿軸向移動，推動套筒17也沿軸向滑移，套筒17傳遞的作用力施加在從動齒輪16上，使從動齒輪16克服回位彈簧15的預緊力向右移動，回位彈簧15處於被壓縮狀態。旋轉盤12經單向軸承14安裝在主軸9上，旋轉盤12上裝有傳力銷13，與從動齒輪16外側的定位卡槽11位置對應；當從動齒輪16向右移動時，使旋轉盤12與從動齒輪16具有相同的運動狀態。此時單向軸承14正向旋轉，其內部鎖止功能不起作用。從動齒輪16和旋轉盤12在主軸9空轉，並不會影響主軸9的轉動狀態，且零件之間布置緊湊，傳動阻力極小，可忽略不計，不會影響汽車的正常行駛。
[0016]當汽車正常倒退行駛時，即駕駛員掛倒擋，其操縱力不會通過撥叉傳到操縱杆10，套筒17無軸向移動，安裝在主軸9上的從動齒輪16也不會沿軸向滑移，不會促使傳力銷13卡死在定位卡槽11中，即離合機構8處於分離狀態，整體裝置不起作用，並不影響汽車的正常倒退行駛。
[0017]當汽車在坡道起步倒溜時，車體有向後運動的趨勢，車輪I傳遞給汽車半軸3反向轉矩，該轉矩驅動主動齒輪2並帶動從動齒輪16反向轉動。由於駕駛員掛前進擋時，其操縱力通過撥叉傳到操縱杆10上，使操縱杆10沿軸向移動，推動套筒17也沿軸向滑移，套筒17傳遞的作用力施加在從動齒輪16上，使從動齒輪16克服回位彈簧15的預緊力向右移動，回位彈簧15處於被壓縮狀態。旋轉盤12經單向軸承14安裝在主軸9上，旋轉盤12上裝有傳力銷13，與從動齒輪16外側的定位卡槽11位置對應；當從動齒輪16向右移動時，使旋轉盤12與從動齒輪16具有相同的運動狀態，此時從動齒輪16和旋轉盤12都反向旋轉。由於安裝在旋轉盤12內部的單向軸承14具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸9反向轉動，促使卷線輪4產生反向角位移，迅速拉動鋼絲5，從而驅動駐車制動裝置6實現制動功能，防止汽車倒溜。
[0018]當汽車處於坡道駐車狀態時，由於長時間駐車制動盤與摩擦片會由熱變冷，導致摩擦片與制動盤之間間隙增大，汽車會出現非正常倒溜。在此種情況下，駕駛員駐車時掛空擋，其操縱力通過撥叉傳到操縱杆10上，使操縱杆10沿軸向移動，推動套筒17也沿軸向滑移，套筒17傳遞的作用力施加在從動齒輪16上，使從動齒輪16克服回位彈簧15的預緊力向右移動，回位彈簧15處於被壓縮狀態。旋轉盤12經單向軸承14安裝在主軸9上，旋轉盤12上裝有傳力銷13，與從動齒輪16外側的定位卡槽11位置對應；當從動齒輪16向右移動時，使旋轉盤12與從動齒輪16具有相同的運動狀態。此時車體有向後運動的趨勢，車輪I傳遞給汽車半軸3反向轉矩，該轉矩驅動主動齒輪2並帶動從動齒輪16反向轉動，使旋轉盤12反向旋轉，安裝在旋轉盤12內部的單向軸承14具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸9反向轉動，促使卷線輪4產生反向角位移，連續拉動鋼絲5，消除摩擦片與制動盤的間隙，防止汽車倒溜。
【權利要求】
1.一種手動擋汽車的自動防倒溜裝置，其特徵在於: 包括固定安裝於汽車半軸(3 )的主動齒輪(2 )，與汽車半軸(3 )平行的主軸(9 );還包括依次安裝於主軸上的離合機構(8 )、單向傳動機構(7 )、卷線輪(4 ); 所述的離合機構(8)依次包括安裝於主軸(9)上的操縱杆(10)、套筒(17)、與主動齒輪(2)嚙合的從動齒輪(16)、回位彈簧(15);所述操縱杆(10)、套筒(17)、從動齒輪(16)可在主軸(9)上軸向移動； 所述單向傳動機構(7)包括通過單向軸承(14)安裝於主軸(9)上的旋轉盤(12)； 上述從動齒輪(16 )和旋轉盤(12 )相對側相對位置處分別設置有定位卡槽(11)和傳力銷(13)； 上述卷線輪(4)上卷裝著鋼絲(5)，鋼絲(5)的一端與卷線輪(4)相連，另一端與駐車制動裝置(6)相連。
2.根據權利要求1所述的手動擋汽車自動防倒溜裝置的防倒溜方法，其特徵在於包括以下過程: 2-1、汽車正常向前行駛 駕駛員掛前進擋，操縱杆(10)的軸向移動使從動齒輪(16)的定位卡槽(11)與旋轉盤(12)上的傳力銷(13)對接；汽車正常向前行駛，主動齒輪(2)帶動從動齒輪(16)轉動，單向軸承(14)正向旋轉，其內部鎖止功能不起作用，從動齒輪(16)和旋轉盤(12)在主軸(9)空轉，不會影響主軸(9)的轉動狀態； 2-2、汽車正常倒退行駛 駕駛員掛倒擋，從動齒輪(16)不會沿軸向滑移，從動齒輪(16)的定位卡槽(11)與旋轉盤(12)上的傳力銷(13)處於分離狀態，整體裝置不起作用，不影響汽車的正常倒退行駛； 2-3、當汽車在坡道起步倒溜 車體有向後運動的趨勢，主動齒輪(2)帶動從動齒輪(16)反向轉動；由於駕駛員掛前進擋，從動齒輪(16 )的定位卡槽(11)與旋轉盤(12 )上的傳力銷(13 )處於對接狀態，因此從動齒輪(16)帶動旋轉盤(12)反向旋轉，由於安裝在旋轉盤(12)內部的單向軸承(14)具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸(9)反向轉動，促使卷線輪(4)產生反向角位移，迅速拉動鋼絲(5)，從而驅動駐車制動裝置(6)實現制動功能，防止汽車倒溜； 2-4、當汽車在坡道駐車倒溜 當汽車處於坡道駐車狀態時，由於長時間駐車制動盤與摩擦片會由熱變冷，導致摩擦片與制動盤之間間隙增大，汽車會出現非正常倒溜；在此種情況下，駕駛員駐車時掛空擋，操縱杆(10)的軸向移動使從動齒輪(16)的定位卡槽(11)與旋轉盤(12)上的傳力銷(13)對接；當車體有向後運動的趨勢，主動齒輪(2 )帶動從動齒輪(16 )反向轉動，從動齒輪(16 )帶動旋轉盤(12)反向旋轉，由於安裝在旋轉盤(12)內部的單向軸承(14)具有反向鎖止功能，其能迅速帶動主軸(9)反向轉動，促使卷線輪(4)產生反向角位移，迅速拉動鋼絲(5)，進一步拉緊駐車制動裝置(6)，消除摩擦片與制動盤的間隙，防止汽車倒溜。
【文檔編號】B60K17/04GK103465774SQ201310411449
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月11日 優先權日:2013年9月11日
【發明者】金智林, 段博文, 李小龍, 周駒原, 施美娟, 楊維妙 申請人:南京航空航天大學