直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)單邊拉緊裝置及動(dòng)力分配措施分析

侯天鳳

摘要：隨著我國(guó)汽車領(lǐng)域的不斷發(fā)展，小轎車已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的出行工具，而伴隨著汽車的不斷普及，汽車安全也成了民眾日益關(guān)心的課題。在汽車中都會(huì)設(shè)有差速器，差速器的作用是對(duì)汽車動(dòng)力進(jìn)行分配，當(dāng)汽車的某個(gè)車輪出現(xiàn)打滑時(shí)，差速器會(huì)將動(dòng)力分配到打滑車輪當(dāng)中，使車輛不能動(dòng)彈，甚至?xí)豢深A(yù)計(jì)的方向滑動(dòng)，從而給車內(nèi)人員的生命安全帶來(lái)?yè)p害。因此，為了克服汽車現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，文章提出了利用直流電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)單邊拉緊裝置及動(dòng)力分配的措施，希望能為汽車安全性能的提高貢獻(xiàn)微薄之力。

關(guān)鍵詞：直流電機(jī)；單邊拉緊裝置；動(dòng)力分配

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)汽車領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展，小轎車也走進(jìn)了民眾的日常生活，極大方便了民眾的曰常出行。而伴隨著汽車數(shù)量的不斷增多，汽車安全問(wèn)題也成為民眾越來(lái)越關(guān)心的話題。在汽車行駛過(guò)程中，輪胎打滑現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，當(dāng)汽車中的某個(gè)輪子發(fā)生打滑時(shí)，汽車中的差速器會(huì)將動(dòng)力全部分配到打滑車輪當(dāng)中，使摩擦力大的輪子不會(huì)分配到動(dòng)力，進(jìn)而使汽車停止，甚至滑向不可預(yù)計(jì)的方向，進(jìn)而威脅到車內(nèi)人員的生命安全。為此，筆者發(fā)明了一種利用直流電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)單邊拉緊裝置，并研發(fā)出了相應(yīng)的動(dòng)力分配措施。

1利用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)單邊拉緊裝置的結(jié)構(gòu)安裝

該發(fā)明是為了克服現(xiàn)有汽車技術(shù)差速器在失控情況下無(wú)法進(jìn)行有效控制的缺點(diǎn)，通過(guò)直流電機(jī)來(lái)對(duì)單邊拉緊裝置的控制，以此實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的合理分配，使汽車能夠在由于單邊打滑而失去控制的情況下利用本方法來(lái)恢復(fù)正常行駛狀態(tài)，從而有效保障了汽車的行駛安全，避免了因車輪打滑而造成安全事故。該發(fā)明能夠?qū)ζ囆旭偡较虻霓D(zhuǎn)角及兩驅(qū)動(dòng)輪的速度進(jìn)行分析和測(cè)定，實(shí)現(xiàn)了對(duì)打滑輪的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)制動(dòng)，并利用本發(fā)明的單邊拉緊裝置來(lái)迫使動(dòng)能分配到摩擦力較大的輪子，以此避免汽車打滑，從而達(dá)到動(dòng)力自動(dòng)分配的目的。該發(fā)明的結(jié)構(gòu)安裝程序包括：將電機(jī)與固定板進(jìn)行連接，并將驅(qū)動(dòng)軸安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)軸同軸當(dāng)中，在驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)置打滑器，確保電機(jī)與打滑器遠(yuǎn)離的一側(cè)位置上第一錐形齒輪和傳動(dòng)軸能夠進(jìn)行連接。在第一錐形齒輪的垂直方向上安裝第二錐形齒輪，第二錐形齒輪和固定板是平行布置的，并且第二錐形齒輪和第一錐形齒輪相互嚙合。在第二錐形齒輪的底部同軸處設(shè)有連接軸，連接軸將固定板貫穿并延伸到固定板的下方位置，固定板和連接軸間利用軸承來(lái)進(jìn)行連接。在該結(jié)構(gòu)中，還設(shè)有鏈條與單獨(dú)的偏心輪，連接軸的下部位置安裝偏心輪，偏心輪邊緣處由于存在輪槽，因此會(huì)帶動(dòng)鏈條，而由于鏈條是哨合在偏心輪上的，所以會(huì)帶動(dòng)偏心輪運(yùn)轉(zhuǎn)。連接軸遠(yuǎn)離固定板的一端底部位置用來(lái)連接固定板，并在固定板中貫穿布置第一活動(dòng)軸與第二活動(dòng)軸，使第二活動(dòng)軸、第一活動(dòng)軸及固定板都能與直線軸承進(jìn)行連接。在第一活動(dòng)軸與第二活動(dòng)軸設(shè)置過(guò)程中，應(yīng)確保兩者能夠平行設(shè)置。偏心輪遠(yuǎn)離第一活動(dòng)軸的一側(cè)位置上安裝第一固定盤，偏心輪遠(yuǎn)離第二活動(dòng)軸的一側(cè)位置用來(lái)安裝第二固定盤，在第二活動(dòng)軸與第一活動(dòng)軸處全部套設(shè)彈簧。在第二固定盤遠(yuǎn)離第一活動(dòng)軸的一側(cè)位置上用鏈條進(jìn)行連接，鏈條的另一端和第二活動(dòng)軸進(jìn)行連接。固定點(diǎn)的連接分為第一固定點(diǎn)與第二固定點(diǎn)，第一固定點(diǎn)設(shè)置在第一固定盤的另一端位置，第二固定點(diǎn)設(shè)置在第二固定盤的另一側(cè)位置，第一固定點(diǎn)用于連接左輪剎車線，第二固定點(diǎn)用于連接右輪剎車線。當(dāng)固定板與偏心輪遠(yuǎn)心點(diǎn)距離最大時(shí)，偏心輪兩側(cè)鏈條的長(zhǎng)度是相同的，此時(shí)拉緊裝置是處于一種平衡狀態(tài)的，而彈簧在此時(shí)也處于半壓縮狀態(tài)[1]。

直流電機(jī)單邊拉緊裝置的安裝結(jié)構(gòu)包括：1.固定板，2.電機(jī)座，3.電機(jī)，4.打滑器，5.驅(qū)動(dòng)軸，6.第一錐形齒輪，7.第二錐形齒輪，8.第二活動(dòng)軸，9.偏心輪，10.連接軸，11.鏈條，12.第一活動(dòng)軸，13.彈簧，14.第一固定盤，15.固定板，16.第二固定盤，17.軸承，18.偏心輪遠(yuǎn)心點(diǎn)，19.鏈條連接點(diǎn)，20.第一固定點(diǎn)。

2利用直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)單邊拉緊裝置的內(nèi)容

該發(fā)明是將兩根彈簧的一端分別固定在直流正反轉(zhuǎn)電機(jī)的固定板上，兩根彈簧的另一端分別和第一、第二固定盤進(jìn)行連接。由于彈簧都是套在第一、第二活動(dòng)軸當(dāng)中的，第一活動(dòng)軸與第二活動(dòng)軸的長(zhǎng)度要比彈簧長(zhǎng)度小，且第一活動(dòng)軸與第二活動(dòng)軸都設(shè)有鏈條連接點(diǎn)，鏈條連接點(diǎn)將鏈條進(jìn)行連接，這就使鏈條始終處于拉緊狀態(tài)，彈簧也處于半壓縮狀態(tài)。此外，該發(fā)明還在汽車駕駛室的內(nèi)部設(shè)置了控制開(kāi)關(guān)，控制開(kāi)關(guān)與汽車的車載電源進(jìn)行了連接，從而方便了駕駛員在汽車失控時(shí)，能夠通過(guò)駕駛室中的控制開(kāi)關(guān)來(lái)恢復(fù)正常行駛狀態(tài)。該發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，當(dāng)汽車處于駕駛狀態(tài)，能夠?qū)ζ囆旭偡较虻霓D(zhuǎn)角及兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行系統(tǒng)分析，汽車打滑時(shí)，必然會(huì)使汽車的轉(zhuǎn)角及兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，此時(shí)駕駛員通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，來(lái)對(duì)直流正反電機(jī)加載正向電壓或反向電壓，從而使電機(jī)能夠通過(guò)打滑器利用錐形輪將動(dòng)能傳遞到偏心輪當(dāng)中，此時(shí)偏心輪會(huì)產(chǎn)生順時(shí)針或反時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)鏈條來(lái)拉動(dòng)第一活動(dòng)軸和第二活動(dòng)軸，由于第一活動(dòng)軸和第二活動(dòng)軸中存在固定點(diǎn)，而固定點(diǎn)分別連接在左輪和右輪的剎車線上，使剎車線產(chǎn)生制動(dòng)力，從而完成發(fā)動(dòng)力對(duì)差速器的控制，此時(shí)差速器便會(huì)將動(dòng)能傳遞到另一個(gè)沒(méi)有打滑的輪子上，以此實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車行駛狀態(tài)的控制，保證了汽車的行駛安全

3實(shí)施步驟

3.1汽車右輪打滑時(shí)的動(dòng)力分配措施

當(dāng)汽車處于行駛過(guò)程時(shí)，單邊拉緊裝置會(huì)對(duì)汽車行駛方向的轉(zhuǎn)角及兩驅(qū)動(dòng)輪的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析，而一旦汽車的右輪發(fā)生打滑時(shí)，駕駛員能夠利用控制開(kāi)關(guān)來(lái)向電機(jī)加載一個(gè)正向電壓，從而使直流電機(jī)正轉(zhuǎn)，直流電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，從而通過(guò)打滑器連接到第一錐形輪當(dāng)中，第一錐形輪會(huì)產(chǎn)生正轉(zhuǎn)，第一錐形輪便會(huì)將直流電機(jī)正轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動(dòng)能傳遞給第二錐形輪，由于第一錐形輪與第二錐形輪的齒是鍥合在一起的，因此會(huì)使第二錐形輪發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。第二錐形輪是與偏心輪利用一根連接軸進(jìn)行固定的，偏心輪便會(huì)和第一錐形輪一樣發(fā)生逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而偏心輪的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)便會(huì)通過(guò)鏈條來(lái)帶動(dòng)第二活動(dòng)軸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，第二活動(dòng)軸中的第二固定點(diǎn)是與右輪剎車線進(jìn)行連接的。由于右輪此時(shí)正處于打滑狀態(tài)，因此會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，右輪剎車線也會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力，當(dāng)制動(dòng)力達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)開(kāi)啟差速器，利用差速器將動(dòng)力分配到另一個(gè)不打滑的車輪當(dāng)中去，從而實(shí)現(xiàn)了單邊拉緊裝置動(dòng)力的合理分配，進(jìn)而使汽車從打滑狀態(tài)中恢復(fù)了正常駕駛狀態(tài)，保障了車內(nèi)人員的生命安全。

3.2汽車左輪打滑時(shí)的動(dòng)力分配措施

當(dāng)汽車處于行駛過(guò)程時(shí)，單邊拉緊裝置會(huì)對(duì)汽車行駛方向的轉(zhuǎn)角、兩驅(qū)動(dòng)輪的速度進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析，而一旦汽車的左輪發(fā)生打滑時(shí)，駕駛員便能夠通過(guò)控制開(kāi)關(guān)來(lái)給電機(jī)加載一個(gè)反向電壓，進(jìn)而使直流電機(jī)反轉(zhuǎn)，直流電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，動(dòng)能會(huì)通過(guò)打滑器連接到第一錐形輪當(dāng)中，第一錐形輪此時(shí)也會(huì)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，便會(huì)將直流電機(jī)反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動(dòng)能傳遞給第二錐形輪，由于第一錐形輪與第二錐形輪的齒數(shù)是相互鍥合在一起的，進(jìn)而使第二錐形輪也發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。由于偏心輪是和第二錐形輪利用一根連接軸固定在一起的，偏心輪便會(huì)和第一錐形輪一樣發(fā)生旋轉(zhuǎn)，不過(guò)方向有所改變，是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，而偏心輪的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)便會(huì)通過(guò)鏈條來(lái)帶動(dòng)第二活動(dòng)軸進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，第二活動(dòng)軸中的第二固定點(diǎn)是與左輪剎車線進(jìn)行連接的[3]。由于左輪此時(shí)正處于打滑狀態(tài)，因此會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力。此時(shí)，左輪剎車線也會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力，當(dāng)制動(dòng)力達(dá)到一定值時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)開(kāi)啟差速器，利用差速器將動(dòng)力分配到另一個(gè)不打滑的車輪當(dāng)中去，從而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力自動(dòng)分配的目的，保證了車內(nèi)人員的安全。

3.3注意事項(xiàng)

由于汽車在打滑狀態(tài)中，每一秒鐘的延誤都可能會(huì)造成汽車發(fā)生事故，因此該發(fā)明的制動(dòng)時(shí)間非常重要，因此，所選用的電機(jī)功率應(yīng)盡量能夠在0.5秒以內(nèi)就能執(zhí)行實(shí)時(shí)制動(dòng)，對(duì)于打滑器的選擇，應(yīng)確保打滑器不大于電機(jī)功率的90%。對(duì)于第一和第二錐形輪的選擇，應(yīng)在確保制動(dòng)力不會(huì)影響的基礎(chǔ)上盡量增加齒輪的齒數(shù)比，以此確保響應(yīng)時(shí)間能夠得到最大程度的提高。對(duì)于偏心輪直徑的選擇，應(yīng)視手剎線制動(dòng)行程的情況來(lái)進(jìn)行確定。對(duì)于彈簧硬度的選擇，以能夠確保手剎線恢復(fù)到正常行駛狀態(tài)即可。

[參考文獻(xiàn)]

[1]夏鯤，朱琳玲，曾彥能，等.基于準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015（4）：971-978.

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