CN114454663A - 一种空档锁紧的断开式电动车桥总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，属于电动汽车车桥技术领域。它包括两组结构完全相同的独立车桥组件，以及设于两组独立车桥组件之间的车轮转向锁紧装置；独立车桥组件包括半车桥装置，由车架连接件、承载架和承载弹簧组成的独立悬架装置，以及装设于半车桥装置与独立悬架装置之间、用于锁紧车轮轴向转动的车轮轴向转动锁紧机构；半车桥装置包括车轴、车轮、电机板和驱动电机；车轮转向锁紧装置用于车辆静止前驱动两个车轮在水平面内同步反向转动成倒八字形状态。本发明是一种结构合理、具有车轮转向间接自锁和车轮转动直接自锁两重自锁功能，可以对车桥空挡高稳定性自锁的断开式车桥总成。

Description

一种空档锁紧的断开式电动车桥总成

技术领域

本发明主要涉及电动汽车车桥技术领域，特指一种空档锁紧的断开式电动车桥总成。

背景技术

汽车车桥通过悬架与车架相连接，其两端安装车轮，能够维持汽车在正常道路上的行驶。现有技术中的车桥有整体式和断开式两种，整体式车桥犹如一个巨大的杠铃，左右两车轮始终相互平行；断开式车桥由两个半轴组成，通常与独立悬架配用。现有技术中的车桥虽然可以在斜坡路面上静止，但通常是依靠驻车挡或手闸，即现有技术中的车桥无法实现斜坡路面的空挡自锁，从而降低了斜坡路面上车辆熄火后的静止稳定性。因此，设计一种可以在斜坡路面上空挡锁紧车桥的车桥总成具有一定的应用价值。

发明内容

本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构合理、具有车轮转向间接自锁和车轮转动直接自锁两重自锁功能，可以对车桥空挡高稳定性自锁的断开式车桥总成。

]为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，包括两组结构完全相同的独立车桥组件，还包括设于两组所述独立车桥组件之间的车轮转向锁紧装置。

所述独立车桥组件包括半车桥装置，由车架连接件、承载架和承载弹簧组成的独立悬架装置，以及装设于所述半车桥装置与独立悬架装置之间用于锁紧车轮轴向转动的车轮轴向转动锁紧机构。

所述半车桥装置包括车轴，固定装设于所述车轴一端上的车轮，转动装设于所述车轴另一端上的电机板，装设在所述电机板上驱动所述车轴转动的驱动电机。

所述车轮转向锁紧装置用于车辆静止前驱动两个所述车轮在水平面内同步反向转动成倒八字形状态。

进一步地，所述车架连接件固定装设于车架上；所述承载架的上端沿铅垂方向滑动且转动装设于所述车架连接件上，其下端滑动且转动装设于所述车轴上；所述承载弹簧两端分别与所述车架连接件和承载架相连。

进一步地，所述车轮轴向转动锁紧机构，包括固定装设在所述车轴上的棘轮，转动装设在所述承载架上的棘爪，两端分别与所述棘爪和承载架相连的棘爪弹簧，一端与所述棘爪相连、另一端缠绕在所述车架连接件上的牵引绳。

进一步地，所述车轮转向锁紧装置包括双杆液压缸、连杆A、连杆B、连杆C和连杆D；所述双杆液压缸采用缸体架与车架固定相连；所述连杆A的一端与连杆B的一端同点铰接于所述双杆液压缸中输出杆A上，所述连杆A的另一端与连杆B的另一端分别铰接于两个所述电机板上；所述连杆C的一端与连杆D的一端同点铰接于所述双杆液压缸中输出杆B上，所述连杆C的另一端与连杆D的另一端分别铰接于两个所述电机板上。

进一步地，所述车轴上滑动套装有滑动套筒，所述滑动套筒外部套装有滚动轴承，所述滚动轴承装设于所述承载架上；所述车轴上固定装设有传动键，所述滑动套筒的内壁沿轴线还开设有与所述传动键相配合的键槽。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成在车辆停止挂空挡后，利用双杆液压缸的作用使两个半车桥装置同步反向转动，进而使两个车轮由平行状态切换到倒八字形状态；呈倒八字形结构的车轮具有相互靠近或相互远离的滚动趋势，而连杆A、连杆B、连杆C和连杆D则组成了一个瞬态刚体结构，这个瞬态刚体结构刚好消除了这种滚动趋势，从而达到了车桥间接自锁的效果；此外，两个车轮的反向转动带动车架连接件相对转动释放牵引绳，从而通过棘爪和棘轮对车桥直接自锁。由此可知，本发明是一种结构合理、具有车轮转向间接自锁和车轮转动直接自锁两重自锁功能，可以对车桥空挡高稳定性自锁的断开式车桥总成。

附图说明

图1是本发明的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成的结构原理示意图。

图2是图1中的A-A剖视图。

图3是实施空挡锁紧后的结构俯视原理示意图。

图中，11—车轴；12—车轮；13—电机板；14—驱动电机；20—车架；21—车架连接件；22—承载架；23—承载弹簧；24—缸体架；31—棘轮；32—棘爪；33—棘爪弹簧；34—牵引绳；41—连杆A；42—连杆B；43—连杆C；44—连杆D；45—双杆液压缸；451—输出杆A；452—输出杆B；51—滑动套筒； 52—传动键；53—滚动轴承。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，包括两组结构完全相同的独立车桥组件，还包括设于两组独立车桥组件之间的车轮转向锁紧装置。

独立车桥组件包括半车桥装置，由车架连接件21、承载架22和承载弹簧23组成的独立悬架装置，以及装设于半车桥装置与独立悬架装置之间、用于锁紧车轮12轴向转动的车轮轴向转动锁紧机构。

半车桥装置包括车轴11，固定装设于车轴11一端上的车轮12，转动装设于车轴11另一端上的电机板13，装设在电机板13上驱动车轴11转动的驱动电机14。

车轮转向锁紧装置用于车辆静止前驱动两个车轮12在水平面内同步反向转动成倒八字形状态。

作为优选地，车架连接件21固定装设于车架20上；承载架22的上端沿铅垂方向滑动且转动装设于车架连接件21上，其下端滑动且转动装设于车轴11上；承载弹簧23两端分别与车架连接件21和承载架22相连。

作为优选地，车轮轴向转动锁紧机构，包括固定装设在车轴11上的棘轮31，转动装设在承载架22上的棘爪32，两端分别与棘爪32和承载架22相连的棘爪弹簧33，一端与棘爪32相连、另一端缠绕在车架连接件21上的牵引绳34。

参见图2和图3，作为优选地，车轮转向锁紧装置包括双杆液压缸45、连杆A41、连杆B42、连杆C43和连杆D44；双杆液压缸45采用缸体架24与车架20固定相连；连杆A41的一端与连杆B42的一端同点铰接于双杆液压缸45中输出杆A451上，连杆A41的另一端与连杆B42的另一端分别铰接于两个电机板13上；连杆C43的一端与连杆D44的一端同点铰接于双杆液压缸45中输出杆B452上，连杆C43的另一端与连杆D44的另一端分别铰接于两个电机板13上。

作为优选地，车轴11上滑动套装有滑动套筒51，滑动套筒51外部套装有滚动轴承53，滚动轴承53装设于承载架22上；车轴11上固定装设有传动键52，滑动套筒51的内壁沿轴线还开设有与传动键52相配合的键槽。

本发明的工作原理如下：假设车辆在行驶状态时，双杆液压缸45的输出杆A451和输出杆B452处于最短状态，此时两个半车桥装置中的两根车轴11共线，两个车轮12所在的平面相互平行；当车辆需要在斜坡路面停止时，司机通过挂空挡来控制双杆液压缸45正向工作，使得输出杆A451和输出杆B452向外延伸。由于连杆A41和连杆C43分别位于车轴11的两侧，因此输出杆A451和输出杆B452的同时伸长将使得连杆A41和连杆C43分别推动和拉动左侧的电机板13，从而使得左侧的半车桥装置在水平面内逆时针方向转动，与此同时连杆B42和连杆D44分别推动和拉动右侧的电机板13，从而使得右侧的半车桥装置在水平面内顺时针方向转动；即车轮转向锁紧装置中的双杆液压缸45控制输出杆A451和输出杆B452同时向外延伸时，两个半车桥装置同时反向转动，两个车轮12反向转动；直至输出杆A451和输出杆B452向外延伸到最长位置，两个车轮12处于倒八字形状态。当车辆需要在斜坡路面上继续行驶时，司机将空挡切换为前进挡或后退挡，此时空挡切换先使得双杆液压缸45反向工作，即双杆液压缸45的输出杆A451和输出杆B452向里缩短时，左侧的车轮12顺时针方向转动，右侧的车轮12逆时针方向转动；输出杆A451和输出杆B452缩到最短位置时，两个车轮12恢复到初始的平行状态。这里的挂空挡来控制双杆液压缸45正向工作，既包括斜坡上车辆停止前的挂空挡，又包括平地上车辆停止前的挂空挡。

两个半车桥装置同步反向转动过程中，带动承载架22绕铅垂方向的轴线相对于车架连接件21转动，从而实施缠绕或释放牵引绳34；两个车轮12由平行状态转变到倒八字形状态的过程中，车架连接件21相对于承载架22正向转动，车架连接件21逐渐释放牵引绳34，棘爪32在棘爪弹簧33的弹力作用下绕铰接点向下转动，直至抵住车轴11上的棘轮31；两个车轮12由倒八字形状态转变到平行状态的过程中，车架连接件21相对于承载架22反向转动，车架连接件21逐渐缠绕牵引绳34，棘爪32在牵引绳34的拉力作用下拉伸棘爪弹簧33，棘爪32绕铰接点向上转动，逐渐远离棘轮31，直至与棘轮31脱离接触。

车轮12停止行驶并挂空挡后，两个半车桥装置在输出杆A451和输出杆B452的作用下同步反向转动，带动两个车轮12由平行状态切换到倒八字形结构状态，此时两个车轮12如果发生滚动则使得两个车轮12相互靠近或相互远离，而连杆A41、连杆B42、连杆C43和连杆D44则组成了一个瞬态刚体结构，使得两个车轮12无法沿斜坡路面发生滚动，阻碍了两个车轮12相互靠近或相互远离的滚动。因此，瞬态刚体结构不仅将车轮12与地面之间的摩擦力由滚动摩擦转变为滑动摩擦，而且还使得两个车轮12所受地面静滑动摩擦力方向与车轮平面斜交，这是因为车轮12的静滑动摩擦力方向总是与车架20沿斜坡路面向下的滑动趋势相反，车轮平面是指与车轮12的轴线相垂直的平面。车轮12的外圈通常装设有轮胎，因此车轮12侧向滑动（滑动趋势斜交于车轮平面的滑动）时轮胎的滑动摩擦系数

大于其正向滑动（滑动趋势平行于车轮平面的滑动）时轮胎的静滑动摩擦系数

，即

。因此，呈倒八字形状态的两个车轮12与地面之间的最大静摩擦力

大于处于平行状态中车轮12的最大静摩擦力

。这里的

为车辆所受斜坡路面的支持力，其大小为

。不妨设斜坡路面的倾角

，则车辆重力

的下滑分力为

，很显然车辆重力的下滑分力随着斜坡的倾角

增加而增加。对于满足

的斜坡路面，即使两个车轮12不发生滚动，呈平行状态的两个车轮12仍然可以在斜坡路面上向下滑动，而本发明中呈倒八字形状态的两个车轮12却不会在该斜坡上发生滑动。由于倒八字形状态的两个车轮12是由瞬态刚体结构锁定，即瞬态刚体结构有效阻止了车辆沿斜坡路面向下运动，实现了车桥间接自锁；此外，棘爪32在棘爪弹簧33的作用下抵住车轴11上的棘轮31，进一步锁死车轴11，实现了车桥直接自锁。车辆停止后，当棘爪32非接触棘轮31的棘齿时，实施车桥间接自锁；当棘爪32抵住到棘轮31的棘齿时，同时实施车桥间接自锁与车桥直接自锁。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，包括两组结构完全相同的独立车桥组件，其特征在于：还包括设于两组所述独立车桥组件之间的车轮转向锁紧装置；

所述独立车桥组件包括半车桥装置，由车架连接件（21）、承载架（22）和承载弹簧（23）组成的独立悬架装置，以及装设于所述半车桥装置与独立悬架装置之间用于锁紧车轮（12）轴向转动的车轮轴向转动锁紧机构；

所述半车桥装置包括车轴（11），固定装设于所述车轴（11）一端上的车轮（12），转动装设于所述车轴（11）另一端上的电机板（13），装设在所述电机板（13）上驱动所述车轴（11）转动的驱动电机（14）；

所述车轮转向锁紧装置用于车辆静止前驱动两个所述车轮（12）在水平面内同步反向转动成倒八字形状态。

2.根据权利要求1所述的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，其特征在于：所述车架连接件（21）固定装设于车架（20）上；所述承载架（22）的上端沿铅垂方向滑动且转动装设于所述车架连接件（21）上，其下端滑动且转动装设于所述车轴（11）上；所述承载弹簧（23）两端分别与所述车架连接件（21）和承载架（22）相连。

3.根据权利要求1所述的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，其特征在于：所述车轮轴向转动锁紧机构，包括固定装设在所述车轴（11）上的棘轮（31），转动装设在所述承载架（22）上的棘爪（32），两端分别与所述棘爪（32）和承载架（22）相连的棘爪弹簧（33），一端与所述棘爪（32）相连、另一端缠绕在所述车架连接件（21）上的牵引绳（34）。

4.根据权利要求1所述的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，其特征在于：所述车轮转向锁紧装置包括双杆液压缸（45）、连杆A（41）、连杆B（42）、连杆C（43）和连杆D（44）；所述双杆液压缸（45）采用缸体架（24）与车架（20）固定相连；所述连杆A（41）的一端与连杆B（42）的一端同点铰接于所述双杆液压缸（45）中输出杆A（451）上，所述连杆A（41）的另一端与连杆B（42）的另一端分别铰接于两个所述电机板（13）上；所述连杆C（43）的一端与连杆D（44）的一端同点铰接于所述双杆液压缸（45）中输出杆B（452）上，所述连杆C（43）的另一端与连杆D（44）的另一端分别铰接于两个所述电机板（13）上。

5.根据权利要求1所述的一种空档锁紧的断开式电动车桥总成，其特征在于：所述车轴（11）上滑动套装有滑动套筒（51），所述滑动套筒（51）外部套装有滚动轴承（53），所述滚动轴承（53）装设于所述承载架（22）上；所述车轴（11）上固定装设有传动键（52），所述滑动套筒（51）的内壁沿轴线还开设有与所述传动键（52）相配合的键槽。

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