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Title:
DRIVESHAFT STRUCTURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/117105
Kind Code:
A1
Abstract:
A driveshaft structure comprises driveshafts (11, 12) and a hydraulic overload protection device (21, 22, 23), wherein driveshafts (11, 12) comprises a first shaft (11) and a second shaft (12) coaxially mounted, and the hydraulic overload protection device (21, 22, 23) comprises a mounting frame (21), a crank shaft (22) and at least one pair of hydraulic cylinders (23). A communicating pipe (6) is arranged between the cylinder bodies (231) of the two hydraulic cylinders (23) in each pair of the hydraulic cylinders (23). The communicating pipe (6) is provided with a bidirectional pressure valve (7), and the crank shaft (22) comprises a main shaft (221) and a rod shaft (222). The main shaft (221) and the mounting frame (21) are rotatablely connected together. The first shaft (11) is fixedly connected with the mounting frame (21) and the second shaft (12) is fixedly connected with the main shaft (221). And the rod shaft (222) is connected with the mounting frame (21) through the hydraulic cylinders (23). The driveshaft structure can stop transmitting power in an overload process, automatically recover transmitting power when the load meets requirements, and buffer resistance fluctuation during vehicle travelling. The problems of the increased use cost and inconvenience caused by the fracture of the driveshaft during overloading will be resolved.

Inventors:
CHEN, Xuefu (No.183 Renmin road, Shuiji townJianyang, Fujian 7, 354207, CN)
Application Number:
CN2012/086901
Publication Date:
August 15, 2013
Filing Date:
December 19, 2012
Export Citation:
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Assignee:
CHEN, Xuefu (No.183 Renmin road, Shuiji townJianyang, Fujian 7, 354207, CN)
陈学福 (中国福建省建阳市水吉镇人民路183号, Fujian 7, 354207, CN)
International Classes:
F16D31/02
Domestic Patent References:
WO2001075356A1
Foreign References:
CN102691734A
CN102916550A
CN102916401A
CN101187416A
GB558227A
GB2078908A
Attorney, Agent or Firm:
HANGZHOU HANGCHENG PATENT ATTORNEY OFFICE CO., LTD. (Rm.505 No.1 Wanxin Building 35 Xihu Road, Hangzhou, Zhejiang 9, 310009, CN)
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Claims:
权利要求

1. 一种传动轴结构, 包括传动轴, 其特征在于, 还包括液压式过载保护器, 所述传动轴包 括同轴的第一轴和第二轴, 所述液压式过载保护器包括安装架、 曲轴和至少一对液压缸, 每 一对液压缸中的两个缸体之间设置有连通管, 连通管上设置有双向压力阀, 所述曲轴包括主 轴和连杆轴,所述主轴同所述安装架转动连接在一起,所述第一轴同所述安装架固接在一起, 所述第二轴同所述主轴固接在一起, 所述连杆轴通过油缸同所述安装架连接在一起。

2. 根据权利要求 1 所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述液压缸包括缸体和活塞杆, 所述 缸体固接在所述安装架上, 所述活塞杆和连杆轴通过连杆连接在一起。

3. 根据权利要求 1 所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述液压缸包括缸体和活塞杆, 所述 缸体铰接在所述安装架上, 所述连杆轴转动连接在所述活塞杆上。

4. 根据权利要求 1或 2或 3所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述安装架包括左支撑座、 右支撑座和将左支撑座与右支撑座连接在一起的连接架, 左支撑座、右支撑座和连接架三者 围成框体结构,所述曲轴和液压缸位于所述安装架内部,所述主轴包括左主轴颈和右主轴颈, 左主轴颈转动连接在左支撑座上, 第一轴固接在左支撑座上, 右主轴颈转动连接在右支撑座 上, 第二轴同右主轴颈固接在一起。

5. 根据权利要求 4所述的传动轴结构, 其特征在于, 左主轴颈通过轴承转动连接在左支撑 座上, 右主轴颈通过轴承转动连接在右支撑座上。

6. 根据权利要求 1或 2或 3所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述液压缸有两对。

7. 根据权利要求 6所述的传动轴结构, 其特征在于, 每一对液压缸中的两个液压缸位于同 一直线上, 两对液压缸所在的两条直线相垂直。

8. 根据权利要求 1或 2或 3所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述双向压力阀包括阀体和 位于阀体内的阀芯, 所述阀体上设有两个阀口, 所述阀体内设有可同所述阀芯密封滑接的平 直段, 所述平直段和阀芯位于所述两个阀口之间, 所述阀芯的两侧都通过弹簧同所述阀体相 连接。

9. 根据权利要求 1或 2或 3所述的传动轴结构, 其特征在于, 所述主轴和所述连杆轴之间 的距离大于等于 3厘米。

Description:
传动轴结构

技术领域

[0001] 本发明涉及机动车的动力传递系统, 尤其涉及一种传动轴结构, 属于机动车领域。 背景技术

[0002] 机动车的动力设备(引擎或马达)所产生的动 力通过动力传递系统传递给车轮。车辆 的动力驱动方式有前驱、后驱和前后驱三种驱 动方式。 无论哪种驱动方式, 传动轴是动力传 递系统中比不可少的一个部件。

[0003] 为了使车辆行驶在附着力系数较低的路面上时 有足够的驱动力,通常将车辆的动力传 递系统设计为前轮和后轮都能驱动的驱动方式 (即前后驱的方式)。 尤其是货车, 会经常行 驶在路况差的路面上, 多采用前后驱的方式。

[0004] 前后驱车辆的动力传递路径为发动机的动力先 传递给分动箱,分动箱将动力分配为两 路输出: 一路为给前传动轴去驱动前桥, 前桥通过前半轴去驱动前轮; 另一路为给后传动轴 去驱动后桥, 后桥通过后半轴去驱动后轮。 对于设有独立悬挂系统的小型车来说, 不设计前 桥, 前传动轴是直接去驱动前轮的。 对于前驱或后驱的车辆, 则是省却传递动力给不参与驱 动的轮子的传动轴。

[0005] 有的车型中不设计分动箱,而是用一个组合变 速器替代分动箱进行动力分配。在中国 发明专利公开号为 101659211A、 公开日期为 2010年 3月 3日、 名称为 "无独立分动器(分 动箱)的汽车拖拉机前、 后驱动力输出结构"的专利文献中公开了一种 过组合变速器替代 分动箱的前、 后驱车辆的动力输出结构。

[0006] 无论哪种动力输出结构的车辆, 设计时都是根据载荷的大小将传动轴(前传动 轴、前 半轴、后传动轴和后半轴等的统称)设计为具 有相应的受力能力, 使用过程中如果前轮或后 轮的受力大于设定值时, 则对应的传动轴就会断裂, 以防止过载而伤损前后桥、 分动箱和发 动机等部件(因为在整个动力输出系统中、 传动轴的成本最低且更换时最方便, 故当不得选 择伤损一个时, 首选被伤损的为传动轴)。 然而, 尤其在四驱车辆中, 当车辆拐弯时或行驶 在具有凹坑的路面上前轮掉入凹坑时, 前轮会受到瞬间的冲击, 也即瞬间过载, 此瞬间过载 会导致前传动轴或前半轴断裂。此种瞬间过载 不是驾驶人员本身能够通过控制载重量能够避 免的, 瞬间过载而导致前传动轴或前半轴的断裂也不 是设计者和使用者所需要的, 而是一个 车辆设计中长期存在的设计缺陷; 再者, 当车辆过载时必要要损坏一个部件(目前损坏 的为 传动轴)的设计方式, 是车辆动力传递系统设计中长期存在的一种技 术偏见, 如果传动轴在 野外断裂,则将车辆送至修理厂或请维修人员 到现场来维修所花人工交通费用要远远高于轴 本身的材料费用, 故该设计思想导致了车辆使用成本的增加、 给用户带来了极大不便; 现有 的传动轴由于为一体式的刚性轴, 车辆所受的阻力变化时, 直接反作用于发动机, 导致发动 机的负载不稳定, 发动机运行的平稳性差, 因此油耗也会增大, 就像一个不能平稳驾驶车辆 的司机开车时油耗大的道理一样。

发明内容

[0007] 本发明提供了一种过载时能够停止传递动力、 载荷符合要求时能自动恢复传递动力、 能缓冲车辆行驶过程中的阻力波动的传动轴结 构, 解决了过载时传动轴会断裂、从而导致车 辆使用成本增加且给用户带来不便的问题和阻 力变动时直接反作用给发动机从而导致发动 机的载荷波动、 油耗增加的问题。

[0008] 以上技术问题是通过下列技术方案解决的:一 种传动轴结构,包括传动轴和液压式过 载保护器, 所述传动轴包括同轴的第一轴和第二轴, 所述液压式过载保护器包括安装架、 曲 轴和至少一对液压缸, 所述液压缸包括缸体和活塞杆, 每一对液压缸中的两个液压缸的缸体 之间设置有连通管, 连通管上设置有双向压力阀, 所述曲轴包括主轴和连杆轴, 所述主轴同 所述安装架转动连接在一起, 所述第一轴同所述安装架固接在一起, 所述第二轴同所述主轴 固接在一起, 所述连杆轴通过所述液压缸同所述安装架连接 在一起。 "双向压力阀"是指当 阀芯两侧的压力差达到设定值时能够朝向压力 低的一侧开启的阀。使用过程中, 动力从第一 轴和第二轴中的一者输入、另一者输出; 由于曲轴是通过成对设置的液压缸固定在安装 架上 的, 当第一轴和第二轴之间的扭力达到使双向压力 阀开启时, 曲轴同安装架之间会产生相对 转动, 也即第一轴和第二轴之间能够产生相对转动, 当第一轴和第二轴之间的扭力回复到低 于双向压力阀开启压力时, 则曲轴同安装架之间停止相对转动, 也即第一轴和第二轴之间恢 复同步转动, 从而起到防止阻力太大时而扭断传动轴的作用 , 以及缓冲行驶过程中的阻力的 作用, 阻力对发动机负载的稳定性影响小, 发动机运行时的平稳性好, 从而使得油耗降低。

[0009] 作为优选,所述缸体固接在所述安装架上,所 述活塞杆和连杆轴通过连杆连接在一起。

[0010] 作为另一优选,所述缸体铰接在所述安装架上 ,所述连杆轴转动连接在所述活塞杆上。 过载保护器的的外观尺寸可以较小。

[0011] 作为优选,所述安装架包括左支撑座、右支撑 座和将左支撑座与右支撑座连接在一起 的连接架, 左支撑座、 右支撑座和连接架三者围成框体结构, 所述曲轴和液压缸位于所述安 装架内部, 所述主轴包括左主轴颈和右主轴颈, 左主轴颈转动连接在左支撑座上, 第一轴固 接在左支撑座上, 右主轴颈转动连接在右支撑座上, 第二轴同右主轴颈固接在一起。 曲轴的 两端都转动连接在安装架上, 固定曲轴时方便, 曲轴同安装架之间产生相对转动时的平稳性 好; 液压缸设计为位于安装架内部, 液压缸不易被碰坏, 提高本发明的可靠性。

[0012] 作为优选,左主轴颈通过轴承转动连接在左支 撑座上,右主轴颈通过轴承转动连接在 右支撑座上。 曲轴同安装架的连接处不易产生磨损, 曲轴同安装架之间的阻力小, 该助力对 本发明产生动作时的影响小, 可靠性和安全性好。

[0013] 作为优选, 所述液压缸有两对。 能更加平稳地将曲轴同安装架固定在一起。

[0014] 作为优选,每一对液压缸中的两个液压缸位于 同一直线上,两对液压缸所在的两条直 线相垂直。 液压缸在曲轴与安装架之间传递扭矩的效果好 。

[0015] 作为优选,所述双向压力阀包括阀体和位于阀 体内的阀芯,所述阀体上设有两个阀口, 所述阀体内设有可同所述阀芯密封滑接的平直 段, 所述平直段和阀芯位于所述两个阀口之 间, 所述阀芯的两侧都通过弹簧同所述阀体相连接 。 使用过程中, 当阀芯两侧的压力差大于 弹簧的弹力而将阀芯推离平直段, 则两个阀口连通, 液压缸内的液体经阀体从压力高的一侧 流向压力地的一侧。弹簧的弹力使阀芯朝向平 直段移动, 当压力差不能克服弹簧的弹力而使 阀芯离开平直段(即压力差小于开启值)时, 则阀芯位于平直段内并同平直段密封连接在一 起, 两个液压缸内的液体不能流通。

[0016] 作为优选,所述主轴和所述连杆轴之间的距离 大于等于 3厘米。液压缸能以较小的力 使曲轴同安装架一起转动。能够使双向压力阀 的开启力设计得较小, 使得传递较小扭力的的 传动轴也能采用本发明的结构形式。

[0017] 本发明具有下述优点,通过将传动轴设计为由 第一轴和第二轴构成,两根轴之间通过 液压式过载保护器进行传动,因此当过载时会 停止力的传递,不过载时能自动恢复传递动力 , 避免车辆传动系统的各个部件在过载时受到破 坏, 降低了车辆的使用成本, 提高了用户使用 时的方便性; 液压保护器能够缓冲行驶过程中的阻力, 使得阻力对发动机负载的稳定性影响 小, 发动机运行时的平稳性好, 能降低车辆行驶过程中的油耗。

附图说明

[0018] 图 1为本发明实施例一的将右支撑座分开时的立 结构示意图。

[0019] 图 2为本发明的双向压力阀的剖视示意图。

[0020] 图 3为本发明实施例二的将右支撑座分开时的立 结构示意图,该图中没有将连通管 和双向液压阀画出。

[0021] 图 4为本发明实施例一的将右支撑座分开时的立 结构示意图。

[0022] 图中: 第一轴 11、第二轴 12、安装架 21、左支撑座 211、右支撑座 212、连接架 213、 曲轴 22、 主轴 221、 左主轴颈 2211、 右主轴颈 2212、 连杆轴 222、 液压缸 23、 缸体 231、 活塞杆 232、 左支撑轴承 3、 右支撑轴承 4、 连杆 5、 连通管 6、 双向压力阀 7、 阀体 71、 阀 芯 72、 第一阀口 73、 第二阀口 74、 平直段 75、 闭合弹簧 76。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说 明。

[0024] 参见图 1, 一种传动轴结构, 包括传动轴和液压式过载保护器。

[0025] 传动轴包括第一轴 11和第二轴 12。 第一轴 11和第二轴 12同轴。

[0026] 液压式过载保护器包括安装架 21、 曲轴 22和一对液压缸 23。

[0027] 安装架 21包括左支撑座 211、 右支撑座 212和将左支撑座 211与右支撑座 212连接 在一起的连接架 213。 左支撑座 211、 右支撑座 212和连接架 213三者构成框体结构。 曲轴 22和液压缸 23位于安装架 21内部。

[0028] 曲轴 22包括主轴 221和连杆轴 222。 主轴 221包括左主轴颈 2211和右主轴颈 2212。 主轴 221和连杆轴 222之间的距离为 3厘米。

[0029] 液压缸 23包括缸体 231和活塞杆 232。

[0030] 第一轴 11 的右端同左支撑座 211焊接在一起。 左主轴颈 2211转动连接在左支撑座 211上。 左主轴颈 2211和左支撑座 211之间设置有左支撑轴承 3。 右主轴颈 2212转动连接 在右支撑座 212上。右主轴颈 2212和右支撑座 212之间设置有右支撑轴承 4。右主轴颈 2212 同第二轴 12同轴且为一体结构。

[0031] 一对液压缸中的两个液压缸 23对向设置。一对液压缸中的两个液压缸 23位于同一直 线上。缸体 231固接在连接架 213上。 活塞杆 232通过连杆 5同连杆轴 222连接在一起。一 对液压缸 23中的两个缸体 231之间设置有连通管 6。 连通管 6上设置有双向压力阀 7。

[0032] 参见图 2, 双向压力阀包括阀体 71和位于阀体 71内的阀芯 72。 阀体 71上设有第一 阀口 73、 第二阀口 74和平直段 75。 平直段 75和阀芯 72二者都位于第一阀口 73和第二阀 口 74之间。 阀芯 72的左右侧各通过一根弹簧 76同阀体 71连接在一起。

[0033] 参见图 2并结合图 1, 本实施例中的双向压力阀的工作过程为: 使用过程中第一阀口 73和第二阀口 74通过连通管 6分别同一对液压缸中的两个缸体 231相连通。 当阀芯 72左 侧的压力大于右侧的压力, 且该力差大到克服弹簧 76的弹力使阀芯 72向右移离平直段 75 时, 则向右开启; 反之, 如阀芯 72右侧的压力大于左侧的压力, 且该力差大到克服弹簧 76 的弹力使阀芯 72向左移离平直段 75时, 则向左开启。 如果阀芯 72位于平直段 75内时, 则 由于阀芯 72同平直段 75之间是密封连接的, 阀芯 72左右两侧被隔开, 即双向压力阀是关 闭的。

[0034] 参见图 1, 下面以从第一轴输入动力, 第二轴输出动力 (从第二轴输入动力、 第一轴 输出动力也可以) 对本发明的动作过程说明如下: 当第一轴 11接收输入动力而转动时, 第 一轴 11带动安装架 21同步转动, 安装架带动液压缸 23同步转动, 液压缸 23通过连杆 5带 动曲轴 22转动, 曲轴 22带动第二轴 12同步转动, 第二轴 12驱动负载。 在工作过程中, 曲 轴 22会对一对液压缸 23中的一个液压缸有压縮的趋势、另一个液压 有拉升的趋势, 从而 在双向压力阀 7的两端产生压力差, 当第二轴 12受到的阻力增大 (相对于负载加重) 时, 该压力差会随之增大, 增大到能使双向压力阀 7开启时, 双向压力阀 7会开启, 开启的结果 为曲轴 22相对于安装架 21产生相对转动 (即二者之间存在转速差)。 一旦压力差不能够使 双向压力阀 7开启, 则双向压力阀 7关闭, 双向压力阀 7关闭时, 则第一轴 11和第二轴 12 同步转动。 从而使得当负载过载时, 不会损坏传动轴和通过传动轴传递给前级的传 动部件, 从而起到过载保护作用, 第一轴 11能够按照发动机的既定输出转动, 负载的改变对发动机 运行的影响小, 起到降低油耗的作用。

[0035] 实施例二, 参见图 3, 同实施例一的不同之处为: 设有两对液压缸 23。每一对液压缸 中的两个液压缸 23位于同一直线上, 两对液压缸所在两条直线相垂直。每一对液压 缸 23中 的两个液压缸的缸体 231同实施例一中的方式一样, 通过一根连通管 6 (图中没有画出) 进 行连通, 连通管 6上设置有双向液压阀 7 (图中没有画出)。 主轴 221和连杆轴 222之间的 距离为 5厘米。

[0036] 实施例三, 参见图 4, 同实施例一的不同之处为: 连杆轴 222直接同时转动连接在两 根活塞杆 232上。 两个缸体 231都以铰接的方式连接在连接架 213的内表面上。