直流電機實現(xiàn)單邊拉緊裝置及動力分配措施分析

侯天鳳

摘要：隨著我國汽車領(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。在汽車中都會設(shè)有差速器，差速器的作用是對汽車動力進行分配，當(dāng)汽車的某個車輪出現(xiàn)打滑時，差速器會將動力分配到打滑車輪當(dāng)中，使車輛不能動彈，甚至?xí)豢深A(yù)計的方向滑動，從而給車內(nèi)人員的生命安全帶來損害。因此，為了克服汽車現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，文章提出了利用直流電機來實現(xiàn)單邊拉緊裝置及動力分配的措施，希望能為汽車安全性能的提高貢獻微薄之力。

關(guān)鍵詞：直流電機；單邊拉緊裝置；動力分配

隨著科學(xué)技術(shù)的進步，我國汽車領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展，小轎車也走進了民眾的日常生活，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，汽車安全問題也成為民眾越來越關(guān)心的話題。在汽車行駛過程中，輪胎打滑現(xiàn)象時有發(fā)生，當(dāng)汽車中的某個輪子發(fā)生打滑時，汽車中的差速器會將動力全部分配到打滑車輪當(dāng)中，使摩擦力大的輪子不會分配到動力，進而使汽車停止，甚至滑向不可預(yù)計的方向，進而威脅到車內(nèi)人員的生命安全。為此，筆者發(fā)明了一種利用直流電機來實現(xiàn)單邊拉緊裝置，并研發(fā)出了相應(yīng)的動力分配措施。

1利用直流電機實現(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法進行有效控制的缺點，通過直流電機來對單邊拉緊裝置的控制，以此實現(xiàn)動力的合理分配，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)動輪的速度進行分析和測定，實現(xiàn)了對打滑輪的實時動態(tài)制動，并利用本發(fā)明的單邊拉緊裝置來迫使動能分配到摩擦力較大的輪子，以此避免汽車打滑，從而達到動力自動分配的目的。該發(fā)明的結(jié)構(gòu)安裝程序包括：將電機與固定板進行連接，并將驅(qū)動軸安裝在電機轉(zhuǎn)軸同軸當(dāng)中，在驅(qū)動軸上設(shè)置打滑器，確保電機與打滑器遠(yuǎn)離的一側(cè)位置上第一錐形齒輪和傳動軸能夠進行連接。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進行連接。在該結(jié)構(gòu)中，還設(shè)有鏈條與單獨的偏心輪，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，因此會帶動鏈條，而由于鏈條是哨合在偏心輪上的，所以會帶動偏心輪運轉(zhuǎn)。連接軸遠(yuǎn)離固定板的一端底部位置用來連接固定板，并在固定板中貫穿布置第一活動軸與第二活動軸，使第二活動軸、第一活動軸及固定板都能與直線軸承進行連接。在第一活動軸與第二活動軸設(shè)置過程中，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)離第二活動軸的一側(cè)位置用來安裝第二固定盤，在第二活動軸與第一活動軸處全部套設(shè)彈簧。在第二固定盤遠(yuǎn)離第一活動軸的一側(cè)位置上用鏈條進行連接，鏈條的另一端和第二活動軸進行連接。固定點的連接分為第一固定點與第二固定點，第一固定點設(shè)置在第一固定盤的另一端位置，第二固定點設(shè)置在第二固定盤的另一側(cè)位置，第一固定點用于連接左輪剎車線，第二固定點用于連接右輪剎車線。當(dāng)固定板與偏心輪遠(yuǎn)心點距離最大時，偏心輪兩側(cè)鏈條的長度是相同的，此時拉緊裝置是處于一種平衡狀態(tài)的，而彈簧在此時也處于半壓縮狀態(tài)[1]。

直流電機單邊拉緊裝置的安裝結(jié)構(gòu)包括：1.固定板，2.電機座，3.電機，4.打滑器，5.驅(qū)動軸，6.第一錐形齒輪，7.第二錐形齒輪，8.第二活動軸，9.偏心輪，10.連接軸，11.鏈條，12.第一活動軸，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，19.鏈條連接點，20.第一固定點。

2利用直流電機實現(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)電機的固定板上，兩根彈簧的另一端分別和第一、第二固定盤進行連接。由于彈簧都是套在第一、第二活動軸當(dāng)中的，第一活動軸與第二活動軸的長度要比彈簧長度小，且第一活動軸與第二活動軸都設(shè)有鏈條連接點，鏈條連接點將鏈條進行連接，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)置了控制開關(guān)，控制開關(guān)與汽車的車載電源進行了連接，從而方便了駕駛員在汽車失控時，能夠通過駕駛室中的控制開關(guān)來恢復(fù)正常行駛狀態(tài)。該發(fā)明在實際應(yīng)用時，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)動輪的轉(zhuǎn)速進行系統(tǒng)分析，汽車打滑時，必然會使汽車的轉(zhuǎn)角及兩驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，此時駕駛員通過控制開關(guān)，來對直流正反電機加載正向電壓或反向電壓，從而使電機能夠通過打滑器利用錐形輪將動能傳遞到偏心輪當(dāng)中，此時偏心輪會產(chǎn)生順時針或反時針旋轉(zhuǎn)，從而帶動鏈條來拉動第一活動軸和第二活動軸，由于第一活動軸和第二活動軸中存在固定點，而固定點分別連接在左輪和右輪的剎車線上，使剎車線產(chǎn)生制動力，從而完成發(fā)動力對差速器的控制，此時差速器便會將動能傳遞到另一個沒有打滑的輪子上，以此實現(xiàn)了對汽車行駛狀態(tài)的控制，保證了汽車的行駛安全

3實施步驟

3.1汽車右輪打滑時的動力分配措施

當(dāng)汽車處于行駛過程時，單邊拉緊裝置會對汽車行駛方向的轉(zhuǎn)角及兩驅(qū)動輪的速度進行實時動態(tài)分析，而一旦汽車的右輪發(fā)生打滑時，駕駛員能夠利用控制開關(guān)來向電機加載一個正向電壓，從而使直流電機正轉(zhuǎn)，直流電機正轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生動能，從而通過打滑器連接到第一錐形輪當(dāng)中，第一錐形輪會產(chǎn)生正轉(zhuǎn)，第一錐形輪便會將直流電機正轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動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，因此會使第二錐形輪發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)。第二錐形輪是與偏心輪利用一根連接軸進行固定的，偏心輪便會和第一錐形輪一樣發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)，而偏心輪的逆時針旋轉(zhuǎn)便會通過鏈條來帶動第二活動軸進行運轉(zhuǎn)，第二活動軸中的第二固定點是與右輪剎車線進行連接的。由于右輪此時正處于打滑狀態(tài)，因此會產(chǎn)生制動力。此時，右輪剎車線也會產(chǎn)生制動力，當(dāng)制動力達到一定值時，發(fā)動機便會開啟差速器，利用差速器將動力分配到另一個不打滑的車輪當(dāng)中去，從而實現(xiàn)了單邊拉緊裝置動力的合理分配，進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汽車左輪打滑時的動力分配措施

當(dāng)汽車處于行駛過程時，單邊拉緊裝置會對汽車行駛方向的轉(zhuǎn)角、兩驅(qū)動輪的速度進行實時動態(tài)分析，而一旦汽車的左輪發(fā)生打滑時，駕駛員便能夠通過控制開關(guān)來給電機加載一個反向電壓，進而使直流電機反轉(zhuǎn)，直流電機反轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生動能，動能會通過打滑器連接到第一錐形輪當(dāng)中，第一錐形輪此時也會產(chǎn)生反轉(zhuǎn)，便會將直流電機反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的動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，進而使第二錐形輪也發(fā)生順時針旋轉(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，偏心輪便會和第一錐形輪一樣發(fā)生旋轉(zhuǎn)，不過方向有所改變，是順時針旋轉(zhuǎn)，而偏心輪的順時針旋轉(zhuǎn)便會通過鏈條來帶動第二活動軸進行運轉(zhuǎn)，第二活動軸中的第二固定點是與左輪剎車線進行連接的[3]。由于左輪此時正處于打滑狀態(tài)，因此會產(chǎn)生制動力。此時，左輪剎車線也會產(chǎn)生制動力，當(dāng)制動力達到一定值時，發(fā)動機便會開啟差速器，利用差速器將動力分配到另一個不打滑的車輪當(dāng)中去，從而實現(xiàn)了動力自動分配的目的，保證了車內(nèi)人員的安全。

3.3注意事項

由于汽車在打滑狀態(tài)中，每一秒鐘的延誤都可能會造成汽車發(fā)生事故，因此該發(fā)明的制動時間非常重要，因此，所選用的電機功率應(yīng)盡量能夠在0.5秒以內(nèi)就能執(zhí)行實時制動，對于打滑器的選擇，應(yīng)確保打滑器不大于電機功率的90%。對于第一和第二錐形輪的選擇，應(yīng)在確保制動力不會影響的基礎(chǔ)上盡量增加齒輪的齒數(shù)比，以此確保響應(yīng)時間能夠得到最大程度的提高。對于偏心輪直徑的選擇，應(yīng)視手剎線制動行程的情況來進行確定。對于彈簧硬度的選擇，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]

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

[2]朱俊杰，粟梅，王湘中，等分段式滑模變結(jié)構(gòu)無刷直流電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J].儀器儀表學(xué)報，2013（11）：2634-2640.

[3]王大方，卜德明，朱成，等一種減小無刷直流電機換相轉(zhuǎn)矩脈動的調(diào)制方法[J].電工技術(shù)學(xué)報，2014（5）：160-166.endprint