汽车防坡道溜车装置的不同设计方案比较分析

刘俊希

摘 要：客观的讲，我国家庭用户中的汽车变速器仍然是以机械式的手动变速器为主，这就造成了大多数的驾驶员会面临在坡道起步时汽车会出现坡道后溜问题。文章主要是针对当前汽车坡道起步时易出现后溜问题的实际状况，再结合汽车防后溜研究和设计现状的情况下，借鉴前人设计方案的经验和不足针对性的提出文章的汽车坡道防后溜车装置设计方案，通过对当前主流的三种：离合器控制机构、传动轴控制机构、减速器控制机构的对比分析，提出以变速器与传动轴的同步转动为设计依据，通过利用汽车变速器中间轴在工作中始终以稳定方向和速度转动的特性，应用棘轮机构的单项运动特性达到控制中间轴运动方向的目的，从而达成汽车坡道起步时能够不到转，从而不发生汽车后溜的状况。

关键词：坡道溜车；减速器；控制机构

中图分类号：TG457.23 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）30-0111-02

前言

随着现代科学技术的不断发展，现代科技在汽车制造业得到了广泛应用，其中高效变速器作为汽车的主要控制部件更是不断地出现新的工艺和技术水平。但是客观的讲，我国家庭用户中的汽车变速器仍然是以机械式的手动变速器为主，这就造成了大多数的驾驶员会面临在坡道起步时汽车会出现坡道后溜问题，而一旦驾驶员未能及时注意到或者驾驶员本身的驾驶经验不足就会造车较为严重的安全事故。即便是能够避免因为汽车后溜造成的安全事故，但是只能通过在离合器半联动状态下踩油门的方式却会造成离合器长时间处于打滑状态，对于离合器的使用寿命有着较大的损耗。因此，无论能否及时处理汽车坡道起步的后溜，对于驾驶员来说都是难以接受的一种弊端，因此解决这一问题就成为汽车研发、制造和学术界广泛关注的问题。

1 汽车坡道后溜问题分析

所谓坡道起步是指机动车在一定坡道上由静止状态转为前进状态的过程，这一过程是驾驶员必须掌握的驾驶技能之一。据相关统计显示，在我国由于坡道起步后溜车造成的车辆安全事故在机动车交通事故中占据的比例正在呈现出逐年上升的趋势，而随着社会各界对汽车坡道起步后溜车问题的越来越关注，坡道起步也成为新手驾驶员考试的难点和重点。通常情况下造成汽车坡路起步后溜的原因有以下几种：其一，起步时油门踩踏不及时造成油门跟不上，致使机动车后溜；其二，驾驶员松手制动的时机把握不准确造成了车辆后溜；其三，驾驶员对油门和离合器的配合操纵不到位造成了机动车后溜。因此应该通过正确地操纵方法加以避免，例如手制动起步方法或者无手制动起步方法等。

2 汽车防坡道溜车装置设计方案

2.1 離合器控制机构

该种方案是在离合器的机构中增添控制机构，通过控制机构对轮毂旋转的控制防止汽车坡道起步后溜。汽车起步时，离合器对于汽车的制动和行驶都有较大的影响。通常情况下，离合器可以通过分离和结合实现对汽车起步和换挡的动作，但是由于离合器的构成十分复杂，因此往往会造成汽车的起步和换挡不能及时达成，以致汽车出现了启动和换挡的间隙，如果是在坡道上就很容易出现机动车辆的后溜状况。虽然随着现代技术的不断进步，计算机开始参与车辆的控制，这也使得离合器的工作效果达到了十分精确的水平，但实际上真正广泛应用于所有的机动车仍然是一种愿景。

2.2 传动轴控制机构

该种方案是在机动车传动轴上通过添加控制机构的方式达成对机动车辆坡道起步后溜车的预防效果。汽车在坡道起步时，传动轴会伴随着轮毂的旋转而旋转，因此只要制动传动轴从理论上讲应该也能实现对轮彀的制动从而确保不会出现后溜车。但是这种方案也只能是属于理论假设无法应用于实践，这是因为一旦应用了这一方案汽车在坡道上的倒车操纵将无法实现，干扰了机动车辆的正常工作。

2.3 减速器控制机构

该种方案是在汽车的减速器上添加控制机构，通过控制减速器的运作达到预防机动车辆坡道起步后溜车的问题。众所周知，减速器的作用是增大输入的扭矩同时降低轮毂的转速，因此减速器的内部齿轮和驱动轮以及传动轴的旋转是一致的，因此如能实现对主减速器的控制那么也能实现对汽车的控制。但是这一方案的制作成本过高，还不能在汽车制造行业广泛的应用，同时对于个人车主来说，改造的幅度过大因此也能很难接受，故而也不能达到预期的目的。

3 三种方案的比较选择

本文结合上述三种思路的优缺点，认为在变速器内添加控制机构的方式。变速器是机动车辆最重要的部件之一，虽然变速器的构成也非常复杂但是相对于其他部件变速器的规律性非常高。现有研究发现，机动车无论是在何种运作状态（加速、减速、前进、倒车）变速器都要发挥积极地作用，同时加速器中间轴的转速和转向在变速器工作过程中非常稳定。因此如能通过一定的措施实现对变速器中间轴的控制，则能实现对汽车坡道起步后溜问题的有效解决，同时设计成本和操作便捷性也都得以优化，机构的添加不影响汽车的正常行驶。笔者以为是当前情况一种最为可取的设计方案。

汽车在坡道停车时通过手刹的制动保持汽车静止不下滑。当汽车起步时，需要机动车驾驶员先放开手刹然后挂入一档，这时控制拨杆通过一档连动控制拨叉运动，由于此时一档位的中间轴顺时针匀速转动，棘轮盘与中间轴以花键牢固连接，因此棘轮盘也会在中间轴的带动下同步转动。棘轮盘在转动的同时又能带动棘爪盘转动，棘爪盘滑块与控制拨杆连接从而带动控制拨杆运动，由于棘爪与棘爪盘之间有弹簧连接，因此棘爪卡入棘轮齿槽内，在棘爪和棘轮齿的控制下，棘轮盘倒转的趋势被遏制，只能顺时针方向转动，从而限制了中间轴的倒转，保证中间轴只能顺时针转动，也即汽车轮毂只能顺时针转动，从而保证了汽车在坡道起步时不会出现后溜问题。

其中该机构的整体图示如下图1所示。

为了更好地表现零件的装配情况，下图1为该装置的平面图形。

为了更好地对零件中的名称进行明示，本文对上述汽车坡道防后溜车装置平面图示中涉及到的零部件名称归类为下表1进行编号说明。

4 结束语

本文所提出的设计方案是以变速器与传动轴的同步转动为设计依据，通过利用汽车变速器中间轴在工作中始终以稳定方向和速度转动的特性，应用棘轮机构的单项运动特性达到控制中间轴运动方向的目的。从而达成汽车坡道起步时能够不到转，不发生汽车后溜的状况。

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