一种车用自动自由轮毂装置及汽车制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种车用自动自由轮毂装置，包括半轴、内壳、传动套、变位销、单向离合器以及轮毂。半轴通过螺旋花键与传动套配合，传动套通过单向离合器与轮毂连接。四驱模式下半轴驱动传动套带动轮毂转动，同时通过变位销将半轴与轮毂锁定在一起，在两驱模式下半轴与轮毂能够自动解锁。本实用新型专利技术还提供了一种使用该自动自由轮毂装置的汽车。本实用新型专利技术在传统自由轮毂的结构基础上增添新的结构与机械配合进行设计的，加工改造过程比较简单，改造成本相对较低，依靠花键螺杆传动套之间的配合以及单向离合器的单方向传递动力的特性来实现四驱与二驱之间的切换，可以自动实现四驱与二驱之间的切换，不需要手动控制操作杆或电控旋钮，实现分时四驱。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及汽车行驶系统，特别涉及一种实现半轴与轮毂的分离和结合的新型的车用自动自由轮毂及汽车。
技术介绍
自由轮毂又称为轴头离合器或轮边锁止器，其主要作用是根据汽车的实际工况，能够自由地实现四轮驱动和二轮驱动的切换，减少不必要的磨损，从而节省燃料。二轮驱动的燃油经济性较好，四轮驱动的通过性强，稳定性好。目前，四轮驱动较多的应用于SUV、越野车等车型，而绝大部分的普通乘用车仍采用二轮驱动的方式，因此，自由轮毂更多的应用于越野车等车型，而普通乘用车应用较少。传统的自由轮毂多为手动自由轮毂，安装在前轴上，想要实现二轮驱动和四轮驱动的切换需要手动进行控制，如AVM轴头离合器，通过转动手柄将自由轮毂设置到相应位置:当自由轮毂在自由位置时，可使前轮的动力传动系统的驱动力脱开，这时是后轮驱动；当自由轮毂在锁止位置时，就能把前传动系统的驱动力传送给前轮，从而实现四轮驱动。手动自由轮毂操作比较繁琐，便利性不高。而现有的自动自由轮毂，将机械式的操作杆改为了电控旋钮，使得四驱与二驱之间的切换不像以前那么繁琐，便利性大大提高，但是，当汽车由二驱切换为四驱时，自由轮毂自动锁止，当再切换为二驱时，必须通过倒车才能把自由轮毂解开，如新款的陆风X6、X8和X9，当由四驱切换为二驱时，至少需要倒车才能实现。因此，其便利性仍存在不足之处。此外，新能源四驱车辆也存在节省燃油或电耗的诉求，以四轮驱动的纯电动汽车为例，虽然四轮独立驱动能带来诸多动力学控制的优势，但也存在着电耗高、续驶里程短的缺点，而这正是在当今充电设施配套不完整的大背景下，限制纯电动汽车发展的主要瓶颈。为此进一步提高四轮驱动电动汽车经济性、续驶里程的相关技术逐渐成为新的关注点和研究热点。现阶段，四轮驱动电动汽车，尤其是四轮独立轮边或轮毂电机驱动的电动汽车往往在中等负荷巡航时采用单轴双电机驱动，另外两个电机随动的驱动控制策略来节省电耗，但是这对于驱动效率比较高的永磁电机而言，将导致感应电动势的产生，在漏电流的作用下相比较异步励磁电机将增加无功损耗和电磁负荷，在降低电机逆变器电子元器件寿命的同时，增加了额外驱动能量损失。为此减少从动轮轮毂或轮边电机无功损耗显得非常有价值。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术中的自由轮毂需要手动解锁或倒车解锁的缺陷，提供了一种自动实现锁止和解锁的车用自动自由轮毂装置以及安装有该轮毂装置的汽车，能自动识别四驱和两驱模式并自动切换。本技术提供的技术方案为:一种车用自动自由轮毂装置，包括:半轴，其用于接收汽车动力，所述半轴一端设置有螺旋花键；内壳，其与所述半轴同轴固定连接，所述内壳侧壁上设置有内壳销轴孔；传动套，沿其轴线设置有螺旋键槽，所述螺旋键槽与半轴一端的螺旋花键配合，所述半轴旋转能够带动所述传动套左右移动，所述传动套一端设置成圆锥形，所述圆锥形靠近半轴一端的直径大于远离半轴一端的直径；变位销，其设置于所述内壳上的销轴孔内，所述变位销与内壳之间设置有弹簧，所述变位销一端与所述传动套呈圆锥形的表面相配合，所述传动套左右移动能够带动所述变位销相对于所述内壳径向移动； 单向离合器，其包括内座圈和外座圈，所述内座圈与所述传动套通过移动副连接，以使所述传动套旋转时带动所述内座圈旋转；轮毂，其与所述外座圈固定连接，并且所述轮毂套设在所述内壳外侧，所述轮毂上与内壳销轴孔相对应处设置有轮毂销轴孔，所述变位销向外侧移动时能够插入到所述轮毂销轴孔中，从而固定所述内壳和轮毂。优选的是，所述传动套中部设置成圆柱形，右端设置成圆锥形，所述圆锥形最小截面直径小于圆柱形直径，使在圆柱形和圆锥形结合处形成轴肩，所述变位销能够卡在轴肩处以限制所述传动套向右移动。优选的是，所述变位销前端设置有钢珠，通过所述钢珠与所述传动套呈圆锥形的一端相配合，以减小相互之间的摩擦。优选的是，所述单向离合器外座圈和内座圈之间均布设置有三个楔型空隙，所述楔型空隙中设置有圆柱滚子，所述圆柱滚子通过弹簧与外套件连接，当内座圈相对外座圈向空隙变小的方向转动时，圆柱滚子也向空隙变小的方向移动，通过摩擦实现外座圈和内座圈的接合，当内座圈相对外座圈向空隙变大的方向转动时，外座圈和内座圈分离。优选的是，所述单向离合器外座圈通过花键与轮毂同轴固定连接，所述单向离合器内座圈通过花键与传动套左端移动副连接。优选的是，还包括转向节，所述转向节通过一对圆锥滚子轴承支撑在转向节。优选的是，所述圆锥滚子轴承通过卡环和轴承套进行轴线限位。—种汽车，包括上述的车用自动自由轮毂装置。与现有的技术相比，本技术的有益效果是:本技术提供的自动自由轮毂装置在传统自由轮毂的结构基础上增添新的结构与机械配合进行设计的，加工改造过程比较简单，改造成本相对较低，工艺流程继承性好，依靠花键螺杆传动套之间的配合以及单向离合器的单方向传递动力的特性来实现四驱与二驱之间的切换，可以自动实现四驱与二驱之间的切换，不需要手动控制操作杆或电控旋钮，实现分时四驱，且只有在汽车加速的过程中是四驱的，四驱模式的启动符合应用工况要求，最大程度的减少了驱动能耗，且操作方便简单，降低了驾驶员的劳动强度。同时，本技术既可应用于传统四驱乘用车，亦可应用于新能源纯电动四驱车，在保证上述汽车的通过性和稳定性的同时，保证汽车的燃油经济性或耗电经济性，使汽车的综合性能得以提升，应用市场广阔。【附图说明】图1为本技术所述的车用自动自由轮毂装置总体结构分解示意图。图2为本技术所述的半轴和传动套安装位置分解示意图。图3为本技术所述的传动套与变位销安装位置分解示意图。图4为本技术所述的单向离合器安装位置示意图。图5为本技术所述的单向离合器结构示意图。图6为本技术所述的转向节结构示意图。图7为本技术所述的车用自动自由轮毂装置两驱模式工作状态示意图。图8为本技术所述的车用自动自由轮毂装置四驱模式工作状态示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本技术提供了一种车用自动自由轮毂装置，该车用自动自由轮毂装置主要由三大传动部分组成，分别为半轴传动部分、变位销传动部分和单向离合器传动部分，包括半轴103、内壳203、传动套102、变位销202、单向离合器301以及轮毂201。如图2所示，半轴103由三段轴颈组成，分别是最左端光轴、中间螺旋形花键螺杆和右端花键轴组成，轴颈从左到右依次增大。半轴103通过轴承101与其最左端光轴相配合，起到支撑半轴103的作用。半轴103右端大径部分与内壳203通过花键同轴固定连接在一起，半轴103用于接收汽车的动力，输出扭矩，并带动内壳203 —起旋转。传动套102呈纺锤形，其左端是花键，中间小轴颈圆柱体，右端为一个圆锥体，圆锥体最小截面小于中间圆柱体轴颈，已形成一个轴肩，该轴肩起到限制变位销202位移的作用。传动套102中部设置有一个螺旋形花键槽，该螺旋形花键槽与半轴103上的螺旋形花键螺杆相配合，当半轴103相对于传动套102转动时，传动套102会沿着半轴103的轴线直线移动。单向离合器301包括包括外座圈305和内座圈306，内座圈306上设置有内键槽，传动套102左端的花键始终与内座圈306的内键本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用自动自由轮毂装置，其特征在于，包括：半轴，其用于接收汽车动力，所述半轴一端设置有螺旋花键；内壳，其与所述半轴同轴固定连接，所述内壳侧壁上设置有内壳销轴孔；传动套，沿其轴线设置有螺旋键槽，所述螺旋键槽与半轴一端的螺旋花键配合，所述半轴旋转能够带动所述传动套左右移动，所述传动套一端设置成圆锥形，所述圆锥形靠近半轴一端的直径大于远离半轴一端的直径；变位销，其设置于所述内壳上的销轴孔内，所述变位销与内壳之间设置有弹簧，所述变位销一端与所述传动套呈圆锥形的表面相配合，所述传动套左右移动能够带动所述变位销相对于所述内壳径向移动；单向离合器，其包括内座圈和外座圈，所述内座圈与所述传动套通过移动副连接，以使所述传动套旋转时带动所述内座圈旋转；轮毂，其与所述外座圈固定连接，并且所述轮毂套设在所述内壳外侧，所述轮毂上与内壳销轴孔相对应处设置有轮毂销轴孔，所述变位销向外侧移动时能够插入到所述轮毂销轴孔中，从而固定所述内壳和轮毂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，王凯，雷北海，孙玉泽，田浩，赵金祥，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22