直流電機實現單邊拉緊裝置及動力分配措施分析

侯天鳳

摘要：隨著我國汽車領域的不斷發展，小轎車已經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心的課題。在汽車中都會設有差速器，差速器的作用是對汽車動力進行分配，當汽車的某個車輪出現打滑時，差速器會將動力分配到打滑車輪當中，使車輛不能動彈，甚至會朝不可預計的方向滑動，從而給車內人員的生命安全帶來損害。因此，為了克服汽車現有技術中存在的缺點，文章提出了利用直流電機來實現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。

關鍵詞：直流電機；單邊拉緊裝置；動力分配

隨著科學技術的進步，我國汽車領域得到了迅猛的發展，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。而伴隨著汽車數量的不斷增多，汽車安全問題也成為民眾越來越關心的話題。在汽車行駛過程中，輪胎打滑現象時有發生，當汽車中的某個輪子發生打滑時，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，甚至滑向不可預計的方向，進而威脅到車內人員的生命安全。為此，筆者發明了一種利用直流電機來實現單邊拉緊裝置，并研發出了相應的動力分配措施。

1利用直流電機實現單邊拉緊裝置的結構安裝

該發明是為了克服現有汽車技術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正常行駛狀態，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。該發明能夠對汽車行駛方向的轉角及兩驅動輪的速度進行分析和測定，實現了對打滑輪的實時動態制動，并利用本發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。該發明的結構安裝程序包括：將電機與固定板進行連接，并將驅動軸安裝在電機轉軸同軸當中，在驅動軸上設置打滑器，確保電機與打滑器遠離的一側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。在該結構中，還設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。連接軸遠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置過程中，應確保兩者能夠平行設置。偏心輪遠離第一活動軸的一側位置上安裝第一固定盤，偏心輪遠離第二活動軸的一側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彈簧。在第二固定盤遠離第一活動軸的一側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，第一固定點設置在第一固定盤的另一端位置，第二固定點設置在第二固定盤的另一側位置，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。當固定板與偏心輪遠心點距離最大時，偏心輪兩側鏈條的長度是相同的，此時拉緊裝置是處于一種平衡狀態的，而彈簧在此時也處于半壓縮狀態[1]。

直流電機單邊拉緊裝置的安裝結構包括：1.固定板，2.電機座，3.電機，4.打滑器，5.驅動軸，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.偏心輪遠心點，19.鏈條連接點，20.第一固定點。

2利用直流電機實現單邊拉緊裝置的內容

該發明是將兩根彈簧的一端分別固定在直流正反轉電機的固定板上，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，彈簧也處于半壓縮狀態。此外，該發明還在汽車駕駛室的內部設置了控制開關，控制開關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來恢復正常行駛狀態。該發明在實際應用時，當汽車處于駕駛狀態，能夠對汽車行駛方向的轉角及兩驅動輪的轉速進行系統分析，汽車打滑時，必然會使汽車的轉角及兩驅動輪的轉速發生改變，此時駕駛員通過控制開關，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中，此時偏心輪會產生順時針或反時針旋轉，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，使剎車線產生制動力，從而完成發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，以此實現了對汽車行駛狀態的控制，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角及兩驅動輪的速度進行實時動態分析，而一旦汽車的右輪發生打滑時，駕駛員能夠利用控制開關來向電機加載一個正向電壓，從而使直流電機正轉，直流電機正轉時會產生動能，從而通過打滑器連接到第一錐形輪當中，第一錐形輪會產生正轉，第一錐形輪便會將直流電機正轉所產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生逆時針旋轉。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生逆時針旋轉，而偏心輪的逆時針旋轉便會通過鏈條來帶動第二活動軸進行運轉，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，因此會產生制動力。此時，右輪剎車線也會產生制動力，當制動力達到一定值時，發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中去，從而實現了單邊拉緊裝置動力的合理分配，進而使汽車從打滑狀態中恢復了正常駕駛狀態，保障了車內人員的生命安全。

3.2汽車左輪打滑時的動力分配措施

當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角、兩驅動輪的速度進行實時動態分析，而一旦汽車的左輪發生打滑時，駕駛員便能夠通過控制開關來給電機加載一個反向電壓，進而使直流電機反轉，直流電機反轉時會產生動能，動能會通過打滑器連接到第一錐形輪當中，第一錐形輪此時也會產生反轉，便會將直流電機反轉所產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是相互鍥合在一起的，進而使第二錐形輪也發生順時針旋轉。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生旋轉，不過方向有所改變，是順時針旋轉，而偏心輪的順時針旋轉便會通過鏈條來帶動第二活動軸進行運轉，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，因此會產生制動力。此時，左輪剎車線也會產生制動力，當制動力達到一定值時，發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中去，從而實現了動力自動分配的目的，保證了車內人員的安全。

3.3注意事項

由于汽車在打滑狀態中，每一秒鐘的延誤都可能會造成汽車發生事故，因此該發明的制動時間非常重要，因此，所選用的電機功率應盡量能夠在0.5秒以內就能執行實時制動，對于打滑器的選擇，應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，應在確保制動力不會影響的基礎上盡量增加齒輪的齒數比，以此確保響應時間能夠得到最大程度的提高。對于偏心輪直徑的選擇，應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到正常行駛狀態即可。

[參考文獻]

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

[2]朱俊杰，粟梅，王湘中，等分段式滑模變結構無刷直流電機直接轉矩控制[J].儀器儀表學報，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矩脈動的調制方法[J].電工技術學報，2014（5）：160-166.endprint