机械式减震器

摘要

本发明涉及汽车减震领域，尤其涉及一种机械式减震器。该减震器包括：安装在发动机驱动轴上的减震齿轮机构；安装在车轮驱动轴上的传动齿轮机构，所述传动齿轮机构与所述减震齿轮机构驱动连接，所述减震齿轮机构饶所述传动齿轮机构公转，且所述减震齿轮机构公转时产生用于减震的扭矩；以及安装在所述发动机驱动轴和车体之间的支顶机构。本发明提供的机械式减震器，完全摒弃了现有的靠弹性构件减震的理念，特殊的利用相啮合的齿轮结构所提供的扭矩实现减震效果，充分避免了现有减震器受限于弹性构件的弹性范围、疲劳度等的影响，并且，其依靠齿轮之间的扭矩进行汽车减震，只要齿轮传动正常，即可保证减震效果不变，提高了减震的可靠性。

权利要求

1.一种机械式减震器，其特征在于，该减震器包括：

安装在发动机驱动轴上的减震齿轮机构；

安装在车轮驱动轴上的传动齿轮机构，所述传动齿轮机构与所述减震齿轮机构驱动连接，所述减震齿轮机构饶所述传动齿轮机构公转，且所述减震齿轮机构公转时产生用于减震的扭矩；

以及安装在所述发动机驱动轴和车体之间的支顶机构；

所述减震齿轮机构为行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳齿轮，围绕太阳齿轮并与之相啮合的行星齿轮，与行星齿轮相啮合的外齿圈，以及连接在各行星齿轮之间的行星架；其中，所述行星架与所述发动机驱动轴固定连接，所述太阳齿轮与所述传动齿轮机构通过链条传动连接，所述外齿圈通过杠杆与所述车轮驱动轴相连接。

2.根据权利要求1所述的机械式减震器，其特征在于，该减震器还包括由所述链条驱动的辅助轮，所述辅助轮的轮轴通过轴承插装在所述杠杆上，所述辅助轮与所述传动齿轮机构分别位于所述减震齿轮机构的两侧。

3.根据权利要求1-2任一权利要求所述的机械式减震器，其特征在于，该减震器还包括安装在所述支顶机构上的限位机构。

4.根据权利要求3所述的机械式减震器，其特征在于，所述限位机构包括伸缩式的连接件，所述连接件的一端具有套筒，所述套筒套装在所述支顶机构上，所述连接件的另一端通过轴承安装在所述车轮驱动轴上。

5.根据权利要求1所述的机械式减震器，其特征在于，所述减震器还包括拱形板，所述拱形板安装在所述支顶机构与车体之间。

6.根据权利要求5所述的机械式减震器，其特征在于，所述减震器还包括弹簧油缸式减震机构，所述弹簧油缸式减震机构安装在拱形板与车体之间。

说明书

机械式减震器

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车减震领域，尤其涉及一种机械式减震器。

背景技术

[0002] 对于汽车、货车、火车等各类车辆，都需要设置减震机构，以适应崎岖路面。现有的减震机构大致包括三类：

[0003] 其一、如图1所示的拱形板减震器100，该类减震器主要是在车体300底部设置拱形板，拱形板的弹性变形时产生弹力，利用该弹力缓冲车体的瞬间下沉趋势，进而达到减震效果。

[0004] 其二、如图2所示的弹簧油缸式减震器200，该类减震器的结构为，由缸体201形成两个腔，弹簧202位于内腔的活塞杆203上，活塞杆支顶车体，外腔中注油，如专利申请号为201110248373.7的专利；该类专利将弹簧的弹力和油压结合使用，将弹簧的弹力或者油压的一种提供的反作用力用于减震，而将另一种作为活塞的复位作用力。

[0005] 其三、如图3所示的综合减震器，该减震器是在拱形板减震器100拱形板内安装上述的弹簧油缸式减震器200，即，将图1、图2的两种减震器结合而成。

[0006] 综上分析可知，现有的减震器结构都是直接或者间接的借助于板材、弹簧等构件的刚性变形的回复力，该业内均知，该类具有弹性的构件都具有一定的变形范围，超出范围是致使减震失效，已经致使构件无法复原；尤其是，该类具有弹性的构件都存在一定的疲劳度，变形达到一定次数后，其变形的能力减弱，进而影响减震效果；另，弹性构件的变形程度受到材质、形状等多种因素的制约，可控性较差，难以准确预计以及掌控减震效果。

发明内容

[0007] （一）要解决的技术问题

[0008] 本发明是为了解决现有的减震器会限于弹性构件的疲劳特性、弹性变形范围等因素的影响，以及难以准确预计和掌控减震效果等技术问题。

[0009] （二）技术方案

[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种机械式减震器，其特征在于，该减震器包括：

[0011] 安装在发动机驱动轴上的减震齿轮机构；

[0012] 安装在车轮驱动轴上的传动齿轮机构，所述传动齿轮机构与所述减震齿轮机构驱动连接，所述减震齿轮机构饶所述传动齿轮机构公转，且所述减震齿轮机构公转时产生用于减震的扭矩；

[0013] 以及安装在所述发动机驱动轴和车体之间的支顶机构。

[0014] 优选的，所述减震齿轮机构为与所述传动齿轮机构相啮合的齿轮。

[0015] 优选的，所述减震齿轮机构为行星齿轮机构。

[0016] 优选的，所述行星齿轮机构包括太阳齿轮，围绕太阳齿轮并与之相啮合的行星齿轮，与行星齿轮相啮合的外齿圈，以及连接在各行星齿轮之间的行星架；其中，所述行星架与所述发动机驱动轴固定连接，所述太阳齿轮与所述传动齿轮机构相啮合。

[0017] 优选的，所述行星齿轮机构包括太阳齿轮，围绕太阳齿轮并与之相啮合的行星齿轮，与行星齿轮相啮合的外齿圈，以及连接在各行星齿轮之间的行星架；其中，所述行星架与所述发动机驱动轴固定连接，所述太阳齿轮与所述传动齿轮机构通过链条传动连接，所述外齿圈通过杠杆与所述车轮驱动轴相连接。

[0018] 优选的，该减震器还包括由所述链条驱动的辅助轮，所述辅助轮的轮轴通过轴承插装在所述杠杆上，所述辅助轮与所述传动齿轮机构分别位于所述减震齿轮机构的两侧。

[0019] 优选的，该减震器还包括安装在所述支顶机构上的限位机构。

[0020] 优选的，所述限位机构包括伸缩式的连接件，所述连接件的一端具有套筒，所述套筒套装在所述支顶机构上，所述连接件的另一端通过轴承安装在所述车轮驱动轴上。

[0021] 优选的，所述减震器还包括拱形板，所述拱形板安装在所述支顶机构与车体之间。

[0022] 优选的，所述减震器还包括弹簧油缸式减震机构，所述弹簧油缸式减震机构安装在拱形板与车体之间。

[0023] （三）有益效果

[0024] 1、本发明提供的机械式减震器，完全摒弃了现有的靠弹性构件减震的理念，特殊的利用驱动连接的齿轮结构所提供的扭矩实现减震效果，充分避免了现有减震器受限于弹性构件的弹性范围、疲劳度等的影响，并且，其依靠齿轮之间的扭矩进行汽车减震，只要齿轮传动正常，即可保证减震效果不变，提高了减震的可靠性；

[0025] 2、本发明提供的机械式减震器，能够通过调整齿轮之间的传动比，来实现对减震齿轮的扭矩的精确调整，进而实现对减震效果的精确预计和掌控；

[0026] 3、本发明提供的机械式减震器，采用行星齿轮机构作为提供扭矩的减震齿轮，通过该机构的多齿轮共同承受扭矩，降低了对于减震齿轮的强度要求，进而降低了加工成本；

[0027] 4、本发明提供的机械式减震器，还采用了杠杆，依据杠杆省力的特点，相对的放大了扭矩，提高了减震效果，并进一步降低了对于减震齿轮的强度要求，降低了加工成本。

附图说明

[0028] 图1是现有的拱形板减震器结构示意图；

[0029] 图2是现有的弹簧油缸式减震器结构示意图；

[0030] 图3是现有的综合式减震器结构示意图；

[0031] 图4是本发明的机械式减震器结构示意图；

[0032] 图5是本发明的机械式减震器的实施例1结构示意图（侧视图）；

[0033] 图6是本发明的机械式减震器的实施例2结构示意图（侧视图）；

[0034] 图7是本发明的机械式减震器的实施例3结构示意图（侧视图）；

[0035] 图8是本发明的机械式减震器的实施例4结构示意图（侧视图）；

[0036] 图9本发明的机械式减震器的实施例5结构示意图；

[0037] 图10本发明的机械式减震器的实施例6结构示意图

[0038] 其中：100、拱形板减震器，200、弹簧油缸式减震器，201、缸体，202、弹簧，203、活塞杆，300、车体，400、机械式减震器，410、减震齿轮机构，411、太阳齿轮，412、行星齿轮，413、行星架，414、外齿圈，420、传动齿轮机构，430、支顶机构，440、限位机构，441、连接件，442、套筒，450、链条，460、杠杆，500、发动机驱动轴，600、车轮驱动轴，700、车轮，800、辅助轮。

具体实施方式

[0039] 现有的发动机传动轴直接驱使车轮运转，而本发明将发动机传动轴与车轮设置为非轴心，然后在发动机传动轴与车轮之间安装本发明的减震器，通过减震器的减震齿轮产生的扭矩来平衡和抵消车重，进而达到减震效果。

[0040] 下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0041] 如图4、5所示为本发明的机械式减震器的实施例1，为清楚的显示各部分结构关系，图4中只示出了一半结构，另一半的结构与图示结构为镜像关系。该机械式减震器400主要包括驱动连接的减震齿轮机构410和传动齿轮机构420，以及支顶机构430和限位机构440，所述的驱动连接可以是直接啮合，也可以是链条连接进并结合增设杠杆刚性连接件起到类似啮合的效果，所述减震齿轮机构饶所述传动齿轮机构公转，且所述减震齿轮机构公转时产生用于减震的扭矩。

[0042] 具体的，在该实施例1中，减震齿轮机构410安装在半轴上，即，安装在发动机驱动轴500上，减震齿轮机构410优选采用与传动齿轮机构420相啮合的齿轮；传动齿轮机构420安装在车轮驱动轴600上，且传动齿轮机构420与减震齿轮机构410相啮合；支顶机构
430安装在发动机驱动轴500和车体300之间，车重通过支顶机构430传递至发动机驱动轴500上；在支顶机构430上还设置有限位机构440。在限位机构440的作用下，对减震齿轮机构410的上下运动范围进行限位，以防止减震齿轮机构410的轴心向上越过传动齿轮机构420的轴心过高而导致车身过度抬高，进而导致减震无法操控，显然，上述的限位机构只要能够起到限位作用即可，其形状可依据设计需要而具体设定；在该实施例中，限位机构
440优选设置为图5所示结构，即，限位机构440包括伸缩式的连接件441，所述连接件441的一端具有套筒442，所述套筒442套装在所述支顶机构430上，所述连接件441的另一端通过轴承安装在所述车轮驱动轴600上。

[0043] 在汽车静止时，在车重作用下，减震齿轮机构410位于传动齿轮机构420的正下方，具体的，减震齿轮机构410的轴心位于传动齿轮机构420的轴心正下方；当车辆启动时，发动机通过板桥及相应的变向机构（此为现有技术，此处不做详细描述）驱使发动机驱动轴500逆时针转动，减震齿轮机构410同步逆时针转动，进而驱使传动齿轮机构420带动车轮
700进行顺时针自转，实现汽车沿Ａ向前行；此过程中，传动齿轮机构420带动车轮以减震齿轮机构410为中心进行顺时针公转，也即相当于，减震齿轮机构410以传动齿轮机构420为中心进行逆时针公转，使得减震齿轮机构410产生向上运动的扭矩，该扭矩克服车重以实现减震齿轮机构410的公转，促使车体300随着支顶机构430和减震齿轮机构410上升。

[0044] 如图5所示状态所对应的力分解示意图（图5左侧部分），在刚起步时，减震齿轮机构410的轴心与传动齿轮机构420的轴心上下对齐，此时发动机转速慢，所形成的扭矩最大，扭矩T垂直于车重G朝向A，随着发动机的转速增加，扭矩T逐渐减小，而随着减震齿轮机构410逆时针转动，扭矩T方向逐渐往向上过渡，角θ逐渐减小，因此，用于抵消车重G的分力T·cosθ所占扭矩T的比例逐渐增大。经实际验证，在角θ=45°左右时，T·cosθ与车重抵消保持平衡状态，即图5所示的状态。此时，传动齿轮机构420只自转不公转车辆正常行驶。

[0045] 当汽车加速时，发动机转速增大，驱使减震齿轮机构410的转速增快，即，减震齿轮机构410相对于传动齿轮机构420有增速的趋势，该趋势使得减震齿轮机构410的扭矩增加，进而使减震齿轮机构410有向上运动的趋势。

[0046] 当汽车减速时，扭矩变小，当扭矩的分力T·cosθ小于重力时，汽车减震机构向下运动，速度减为零时，且车停止前行时，回复至初始状态，即，减震齿轮机构410的轴心位于传动齿轮机构420的轴心正下方。

[0047] 当汽车遇到上坡时，由于惯性，车体300产生下沉的趋势。此时，上坡阻力大，车轮开始减速，传动齿轮机构420相对于减震齿轮机构410有减速的趋势，也即相当于，此时减震齿轮机构410相对于传动齿轮机构420有增速的趋势，由上述的汽车加速的分析可知，此状态下，减震齿轮机构410的扭矩会瞬间增大，相当于现有技术中拱形板受压变形增大会瞬间增加弹性回复力，减震齿轮机构410增大的扭矩会抵消或者减缓车体300的下沉，进而起到上坡时减震的作用。

[0048] 当汽车遇到下坡时，由于惯性，会产生车轮700下沉的趋势，相对的，车体300会产生对于车轮700上升的趋势。此时，下坡促使车轮700转速增大，致使传动齿轮机构420产生相对于减震齿轮机构410增速的趋势，也即相当于，此时减震齿轮机构410相对于传动齿轮机构420有减速的驱使，由上述的汽车减速的分析可知，此状态下，减震齿轮机构410的扭矩会瞬间减小，相对于现有技术中拱形板受压变形减小会瞬间减小弹性恢复力，减震齿轮机构410减小的扭矩会促使车体300下沉，也就是说，会抵消或者减缓车体300的上升，进而起到下坡时减震的作用。

[0049] 当汽车需要倒车时，即，汽车在由静止反向行驶时，其运行原理同上述加速、减速过程，区别在于，倒车会致使减震齿轮机构410位于传动齿轮机构的左侧，在该侧的减震齿轮机构410在倒车过程中的减震原理与汽车前行时相同。

[0050] 如图6所示（图中未显示车轮），为本发明的实施例2，该实施例2是在实施例1的基础上进行的改进。其改进之处为，将减震齿轮机构410采用行星齿轮机构。该行星齿轮机构优选设置为主要包括太阳齿轮411、行星齿轮412（依据需要设计个数，图示为3个）、外齿圈414和行星架413。其中与太阳齿轮411相啮合的行星齿轮412对称的围绕在太阳齿轮411圆周，与各行星齿轮412相啮合的外齿圈414位于最外环，行星架413将各行星齿轮412连接在一起，即行星架413固接在各行星齿轮412的轴心上。如限位机构440、支顶机构430等与实施例1相同，在此不再赘述。

[0051] 其中，将行星架413固定连接在发动机驱动轴500上，作为行星齿轮机构的输入端；将太阳齿轮411与所述传动齿轮机构420相啮合，作为行星齿轮机构的输出端。据此，行星齿轮机构整体作为减震齿轮机构410的扭矩承重的承载体，使得行星齿轮机构的多个齿轮对扭矩进行分摊，较之对比文件1的单齿轮的减震齿轮机构410，该实施例2有效降低了对于减震齿轮机构410的齿轮强度要求，进而减小了加工成本和难度。

[0052] 该实施例2的减震原理与实施例1类似。

[0053] 如图7所示，为本发明的实施例3，该实施例3是在实施例2的基础上进行的进一步改进。其区别于实施例2之处在于：将行星齿轮机构设置为不直接与传动齿轮机构420相啮合，相区别的，设置为行星齿轮机构与传动齿轮机构420相距一定距离，将行星齿轮机构作为输出端的太阳齿轮411与传动齿轮机构420通过链条450进行传动连接，以链条传动方式达到类似齿轮啮合的效果；同时，由杠杆460连接外齿圈414和车轮驱动轴600，以实现减震齿轮机构410与传动齿轮机构420之间的刚性连接，进而通过杠杆产生用于减震的扭矩。

[0054] 该实施例3在具有实施例2的优点的基础上，还具有如下优势：在杠杆460的省力作用下，相对的放大了扭矩，提高了减震效果。

[0055] 如图8所示，为本发明的实施例4，该实施例4是在实施例3的基础上进行的进一步改进，其区别于实施例3之处在于：在杠杆460上还设置有辅助轮800，该辅助轮800也通过行星齿轮机构的链条450驱动，即辅助轮800的轮轴上设有与链条450相啮合的齿轮，该齿轮优选采用与传动齿轮机构相同的结构，所述辅助轮800的轮轴通过轴承插装在所述杠杆460上，且优选的，所述辅助轮800与所述传动齿轮机构420分别位于所述减震齿轮机构410的两侧；同时，在辅助轮800与车轮700的活动范围的限制下，该实施例的减震齿轮机构410的活动高度范围，始终介于减震齿轮机构410的轴心与传动之论机构的轴心之间，不需要限位，因此，该实施例4中不需要安装实施例3中的限位机构440，显然，为更充分进行限位，也可设置具有一定结构的限位机构。

[0056] 该实施例4与实施例3的减震原理相同。另外，结合实施例1的分析可知：该实施例4汽车沿方向A行驶时，其辅助轮800着地驱使车前行，而车轮700翘起；沿与方向A相反的方向行驶时，其车轮700着地驱使车前行，而辅助轮800翘起；车停止不前时，在车重的作用下，辅助轮800和车轮700同时着地。

[0057] 结合实施例1中的分析可知，汽车在前行和倒车的切换中，减震齿轮机构410会越过最低点，即传动齿轮机构420的正下方，而在传动齿轮机构420的前后位置切换，也就是说，车轮700在前行时位于减震齿轮机构410的一侧，而倒车时又切换至减震齿轮机构410的另一侧，该切换过程复杂，导致减震的可控性差、故障率高。本实施例4增设辅助轮800，通过辅助轮800与车轮700交替着地，有效避免了车轮位置切换的问题，进而提高了汽车的驱动效果。

[0058] 如图9所示，为本发明的实施例5，在实施例5中，本发明的机械式减震器，可以与现有的拱形板减震器结合使用，以提高减震效果。即，在支顶机构430与车体300之间安装拱形板。

[0059] 如图10所示，为本发明的实施例6，在实施例6中，本发明的机械式减震器，还可以与现有的拱形板减震器、弹簧油缸式减震器同时结合使用，以进一步提高减震效果。即，在支顶机构430与车体300之间安装拱形板，且，在拱形板与车体300之间安装一弹簧油缸式减震器200。

[0060] 最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。