CN103697139B - 直齿孔销式液压自动限滑差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直齿孔销式液压自动限滑差速器，包括差速器壳、左半轴、右半轴、差速机构和液压限滑机构。本发明利用两个齿轮的齿间容积变化来将一侧液压缸中的液压油压入另一侧的液压缸中，使一侧液压缸中的油压升高，从而将该侧的摩擦片组压紧，此时差速器壳的扭矩通过摩擦片组传递给非滑转车轮，使非滑转车轮的驱动力增大，从而实现限滑功能，此种设计不需要借助单独的液压执行机构和辅助机构就能够独立自主地完成限滑功能，结构简单、合理，制造成本低；同时，本发明可通过设定注入液压缸的油量来控制最高油压，避免了摩擦片组受到的压紧力过大而使差速器被锁死；另外，本发明通过左、右液压缸互为油箱可避免单独设置油箱使体积增大的弊端。

Description

直齿孔销式液压自动限滑差速器

技术领域

本发明涉及一种安装在车辆驱动系统中以实现轮间差速的差速器，特别是涉及一种能够防止一侧车轮出现打滑的直齿孔销式液压自动限滑差速器。

背景技术

差速器是汽车驱动桥的主要部件，其功能是在汽车行驶中，向左右车轮传递扭矩的同时，使左右车轮以不同的角速度做纯滚动，减少车轮的磨损，降低车辆能源的消耗。差速器分为普通差速器和限滑差速器两种，普通差速器在车辆刹车过猛、加速过急或打方向过快时容易出现一侧车轮打滑或离地的情况，尤其是在雨后路面湿滑或路面有油污、薄冰或湿泥等，此时普通差速器会将发动机输出的动力全部传递给空转轮，不仅使车辆无法前进，而且会消耗大量的动力，而限滑差速器可以将左右车轮的转速锁定在一定范围内，使发动机输出的动力不会像普通差速器一样在一侧车轮打滑时，继而将全部动力传递到空转轮而导致动力消耗。如当一辆装有限滑差速器的车辆，其中一侧车轮发生空转时，由于此侧车轮阻力变小，普通差速器内的行星齿轮会发生自转，从而加快此侧车轮的旋转，从而消耗掉发动机输出的动力，而限滑差速器通过限制左右两侧车轮的转速差，从而使空转轮另外一侧的车轮仍然保持良好的驱动力。

公开号为202100678U的中国发明专利提出了一种强制锁止式差速器，它是在差速器内增加了限滑摩擦副和液压锁止机构，其中，限滑摩擦副由主动摩擦片和从动摩擦片交互叠加而成，主动摩擦片通过外花键与差速器壳内的凹槽配合，从动摩擦片通过内花键与半轴齿轮上的外花键配合，液压锁止机构包括活塞、回位弹簧、推力盘和液压缸，当汽车转弯行驶时，由于左右两侧路面附着条件不对称使一侧车轮过度滑转时，液压锁止机构开始工作，高压液压油沿着油道进入液压缸内，推动活塞压紧推力盘，当推力克服回位弹簧的张力时，推力盘向左运动，由于压紧力的作用，限滑摩擦副的主动摩擦片和从动摩擦片之间摩擦力，随着液压缸内油压的升高，压紧力随之增大，主动摩擦片与从动摩擦片之间的摩擦力也随之增大，该摩擦力成为阻碍两侧半轴齿轮相对运动的阻力，使滑转一侧车轮的驱动转矩向另一侧非滑转车轮传递，从而达到增加非滑转车轮驱动力、提高车辆驱动效力的目的。但是，上述限滑差速器需要单独的液压执行系统和辅助机构（如需要利用电器元件来控制进油和回油），无法根据汽车实际的行驶状况独立自主地完成限滑功能，并且其结构复杂，制造成本较高；另外，在长弯道行驶时，当液压缸内的油压达到一定值后，两侧半轴齿轮会被完全锁死，使差速器失去差速作用（此时两侧半轴齿轮同步旋转），这样就会影响汽车的正常行驶。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种直齿孔销式液压自动限滑差速器，以弥补现有限滑差速器存在的结构复杂、制造成本高、容易被锁死等缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种直齿孔销式液压自动限滑差速器，包括差速器壳、左半轴、右半轴、差速机构和液压限滑机构，所述差速机构包括设置在差速器壳内并能够随差速器壳同步转动的左驱动壳和右驱动壳、套在左半轴上并能够带动左半轴转动的左转盘、套在右半轴上并能够带动右半轴转动的右转盘、设置在左驱动壳上并能够带动左转盘转动的左销盘、设置在右驱动壳上并能够带动右转盘转动的右销盘以及设置在左驱动壳和右驱动壳之间并相互啮合的两个行星齿轮，所述左驱动壳的左端面上具有偏心的圆形凹槽，所述左销盘嵌设在该凹槽内，并且左销盘能够在该凹槽内进行自转，同时还能够绕左驱动壳的中心轴线公转；所述右驱动壳的右端面上具有偏心的圆形凹槽，所述右销盘嵌设在该凹槽内，并且右销盘能够在该凹槽内进行自转，同时还能够绕右驱动壳的中心轴线公转；所述左驱动壳和右驱动壳上具有相互配合的齿轮泵壳和齿轮泵盖，齿轮泵壳和齿轮泵盖两者配合安装后形成一个密封腔室，两个行星齿轮设置在该密封腔室内；左销盘和右销盘上具有相互错开的销轴，两个行星齿轮分别安装在左销盘和右销盘的销轴上；所述液压限滑机构包括左液压缸、左活塞、左圆盘、左摩擦片组、右液压缸、右活塞、右圆盘和右摩擦片组，所述左液压缸空套在左半轴上，所述左活塞设置在左液压缸内，并且左活塞与左液压缸形成的腔室通过左液压管与所述密封腔室连通；所述右液压缸空套在右半轴上，所述右活塞设置在右液压缸内，并且右活塞与右液压缸形成的腔室通过右液压管与所述密封腔室连通；所述左摩擦片组和右摩擦片组两者均由主动摩擦片和从动摩擦片交互叠加而成，左摩擦片组的主动摩擦片通过外花键与差速器壳的内花键配合，左摩擦片组的从动摩擦片通过内花键与左圆盘的外花键配合，所述左圆盘套在左半轴上并能够带动左半轴转动；右摩擦片组的主动摩擦片通过外花键与差速器壳的内花键配合，右摩擦片组的从动摩擦片通过内花键与右圆盘的外花键配合，右圆盘套在右半轴上并能够带动右半轴转动。

进一步，还包括端盖，所述差速器壳一端开口的位置设置有台阶，该台阶上具有沿圆周方向均匀分布的螺纹孔，所述端盖通过螺钉固定在差速器壳开口位置的台阶上。

本发明的显著效果在于：

（1）本发明利用两个直齿行星齿轮的齿间容积变化来将一侧液压缸中的液压油压入另一侧的液压缸中，使一侧液压缸中的油压升高，从而将该侧的摩擦片组压紧，此时差速器壳的扭矩通过摩擦片组传递给非滑转车轮，使非滑转车轮的驱动力增大，从而实现限滑功能，此种设计不需要借助单独的液压执行机构和辅助机构就能够独立自主地完成限滑功能，结构简单、合理，制造成本低；同时，本发明可通过设定注入液压缸的油量来控制最高油压，锁紧系数可调范围广，还能够避免摩擦片组受到的压紧力过大而使差速器被锁死；另外，本发明通过左、右液压缸互为油箱可避免单独设置油箱使体积增大的弊端；

（2）本发明通过差速器壳带动左驱动壳和右驱动壳转动，再通过左驱动壳和右驱动壳带动左销盘和右销盘公转，当左半轴和右半轴存在转速差时，左销盘和右销盘沿相反方向发生自转，此时慢转侧的转速等于差速器壳的转速减去销盘的转速，快转侧的转速等于差速器壳的转速加上销盘的转速，从而实现差速功能，此种设计与传统的对称式锥齿轮构差速器相比，安装精度低，降低了对齿轮传动的依赖性。

附图说明

图1为本发明直齿孔销式液压自动限滑差速器的爆炸图；

图2为本发明直齿孔销式液压自动限滑差速器的装配图；

图3为本发明直齿孔销式液压自动限滑差速器中右驱动壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图1和图3，一种直齿孔销式液压自动限滑差速器，包括差速器壳20、左半轴1、右半轴21、差速机构和液压限滑机构，其中，

差速机构包括左驱动壳10、右驱动壳12、左转盘7、右转盘15、左销盘8、右销盘14和两个行星齿轮11，其中，左驱动壳10和右驱动壳12安装在差速器壳20内，并且左驱动壳10和右驱动壳12通过外花键与差速器壳20的内花键配合；左驱动壳10的左端面上具有一个偏离圆心并与左销盘8配合的圆形凹槽，左销盘8内嵌于该凹槽内；右驱动壳12的右端面上具有一个偏离圆心并与右销盘14配合的圆形凹槽，右销盘14内嵌于该凹槽内；左转盘7通过花键连接在左半轴1上，右转盘15通过花键连接在右半轴上；左销盘8的左端面上具有插入左转盘7上圆孔的销轴，当左驱动壳10转动时，左销盘8绕左驱动壳10的中心轴线公转，并以1:1的形式带动左转盘7转动，左转盘7带动左半轴1转动；右销盘14的右端面上具有插入右转盘15上圆孔的销轴，当右驱动壳12转动时，右销盘14绕右驱动壳12的中心轴线公转，并以1:1的形式带动右转盘15转动，右转盘15带动右半轴21转动；左驱动壳10的右端面上具有齿轮泵盖，右驱动壳12的左端面上具有与齿轮泵壳，齿轮泵壳与齿轮泵盖之间通过螺钉和密封垫圈连接而形成密封腔室，两个行星齿轮11安装在齿轮泵盖与齿轮泵壳形成的腔室内，并且两个行星齿轮11相互啮合；左销盘8的右端面中部具有销轴，该销轴穿过左驱动壳10，其中一个行星齿轮11安装在左销盘8右端面中部的销轴上；右销盘14的左端面中部具有销轴，该销轴穿过右驱动壳12，另一个行星齿轮11安装在右销盘14左端面中部的销轴上。

液压限滑机构包括设置在左半轴1上的左液压缸6、左活塞5、左圆盘4和左摩擦片组3以及设置在右半轴21上的右液压缸16、右活塞17、右圆盘18和右摩擦片组19，其中，左活塞5设置在左液压缸6内，并且左活塞5与左液压缸6形成的腔室通过左液压管9与齿轮泵壳和齿轮泵盖形成的密封腔室连通；右活塞17设置在右液压缸16内，并且右活塞17与右液压缸16形成的腔室通过右液压管13与齿轮泵壳和齿轮泵盖形成的腔室连通；左液压缸6和右液压缸16位于差速器壳20内，并且左液压缸6和右液压缸16通过外花键与差速器壳20的内花键配合，其作用是让左液压缸6和右液压缸16能够随差速器壳20同步运转，这样左液压管9和右液压管13才能在两个无转速差的构件之间输送液压油；当然在安装时，还需要在齿轮泵壳和齿轮泵盖形成的密封腔室、左活塞5与左液压缸6形成的腔室和右活塞17与右液压缸16形成的腔室内装满液压油，并使左活塞5与左摩擦片组3接触，右活塞17与右摩擦片组19接触；左摩擦片组3和右摩擦片组19两者均由主动摩擦片和从动摩擦片交互叠加而成，左摩擦片组3的主动摩擦片通过外花键与差速器壳20的内花键配合，左摩擦片组3的从动摩擦片通过内花键与左圆盘4的外花键配合，左圆盘4通过内花键与左半轴1上的外花键配合；右摩擦片组19的主动摩擦片通过外花键与差速器壳20的内花键配合，右摩擦片组19的从动摩擦片通过内花键与右圆盘18的外花键配合，右圆盘18通过内花键与右半轴21上的外花键配合。

当汽车沿直线行驶时，差速器壳20带动左驱动壳10和右驱动壳12转动，左销盘8和右销盘14分别在左驱动壳10和右驱动壳12的带动下绕差速器壳20的中心轴线公转，左销盘8输出的角速度以1：1的形式传递到左转盘7，右销盘14输出的角速度以1：1的形式传递到右转盘15，左转盘7和右转盘15再分别带动左半轴1和右半轴21转动（此时左半轴1和右半轴21相当于刚性连接，差速器壳20通过偏心的左销盘8和右销盘14将动力传递至左转盘7和右转盘15，左销盘8和右销盘14只公转，不发生自转，两个行星齿轮11之间无相对运动，左半轴1和右半轴21的转速相同）。

当汽车左转弯行驶时，由于左半轴1的转速比右半轴21的转速慢，此时左转盘7比差速器壳20的转速慢，右转盘15比差速器壳20转速快，为了弥补转速差，左销盘8和右销盘14不仅绕差速器壳20的中心轴线公转，还绕自身轴线自转，左销盘8的自转方向与差速器壳20的旋转方向相反，右销盘14的自转方向与差速器壳20的旋转方向相同，并且左销盘8和右销盘14的转矩通过行星齿轮11进行传递，此时左半轴1的转速等于差速器壳20的转速减去左销盘8的转速，右半轴21转速等于差速器壳20的转速加上右销盘14的转速，这样就实现了差速功能。

当右侧车轮打滑时，此时左侧车轮静止，由于右侧车轮受到地面的摩擦力矩很小，导致右侧车轮飞快的转动，此时左销盘8疯狂的自转，并带动两个行星齿轮11转动，两个行星齿轮11转动时，随着两个行星齿轮11的齿间容积变化，就会将右液压缸16内的液压油压入左液压缸6，此时左液压缸6中的左活塞5移动将左摩擦片组3压紧，而右液压缸16内的液压油减少，油压降低，此时右摩擦片组19松开，这样差速器壳20的扭矩通过左摩擦片组3传递到左半轴1，实现了限滑功能。当汽车不再差速时，压力油经过行星齿轮11与齿轮泵壳的径向间隙、行星齿轮11与齿轮泵壳的轴向间隙和两个行星齿轮11的接触间隙缓慢流回右液压缸16（即低压油缸），或汽车右转弯时由于吸油和压油的方向转换，就会将左液压缸6内的液压油压入右液压缸16。

为了能够将差速机构和限滑机构安装在差速器壳20内，差速器壳20的一端具有开口，在本实施例中，差速器壳20的开口位于左端，对应地，本发明还包括端盖2，端盖2设置在差速器壳20左端的开口位置，差速机构和限滑机构通过左端的开口安装在差速器壳20内；当然，端盖2的中部具有穿孔，左半轴1通过端盖2中部的穿孔伸出，右半轴21通过差速器壳20右端中部的穿孔伸出。在本实施例中，差速器壳20左端开口的位置设置有台阶，该台阶上具有沿圆周方向均匀分布的螺纹孔，端盖2通过螺钉固定在差速器壳20左端开口位置的台阶上，这样就方便进行拆装，更有利于对差速器进行维修。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (2)

1.一种直齿孔销式液压自动限滑差速器，包括差速器壳（20）、左半轴（1）、右半轴（21）、差速机构和液压限滑机构，其特征在于，

所述差速机构包括设置在差速器壳（20）内并能够随差速器壳（20）同步转动的左驱动壳（10）和右驱动壳（12）、套在左半轴（1）上并能够带动左半轴（1）转动的左转盘（7）、套在右半轴（21）上并能够带动右半轴（21）转动的右转盘（15）、设置在左驱动壳（10）上并能够带动左转盘（7）转动的左销盘（8）、设置在右驱动壳（12）上并能够带动右转盘（15）转动的右销盘（14）以及设置在左驱动壳（10）和右驱动壳（12）之间并相互啮合的两个行星齿轮（11），所述左驱动壳（10）的左端面上具有偏心的圆形凹槽，所述左销盘（8）嵌设在该凹槽内，并且左销盘（8）能够在该凹槽内进行自转，同时还能够绕左驱动壳（10）的中心轴线公转；所述右驱动壳（12）的右端面上具有偏心的圆形凹槽，所述右销盘（14）嵌设在该凹槽内，并且右销盘（14）能够在该凹槽内进行自转，同时还能够绕右驱动壳（12）的中心轴线公转；所述左驱动壳（10）和右驱动壳（12）上具有相互配合的齿轮泵壳和齿轮泵盖，齿轮泵壳和齿轮泵盖两者配合安装后形成一个密封腔室，两个行星齿轮（11）设置在该密封腔室内；左销盘（8）和右销盘（14）上具有相互错开的销轴，两个行星齿轮（11）分别安装在左销盘（8）和右销盘（14）的销轴上；

所述液压限滑机构包括左液压缸（6）、左活塞（5）、左圆盘（4）、左摩擦片组（3）、右液压缸（16）、右活塞（17）、右圆盘（18）和右摩擦片组（19），所述左液压缸（6）空套在左半轴（1）上，所述左活塞（5）设置在左液压缸（6）内，并且左活塞（5）与左液压缸（6）形成的腔室通过左液压管（9）与所述密封腔室连通；所述右液压缸（16）空套在右半轴（21）上，所述右活塞（17）设置在右液压缸（16）内，并且右活塞（17）与右液压缸（16）形成的腔室通过右液压管（13）与所述密封腔室连通；所述左摩擦片组（3）和右摩擦片组（19）两者均由主动摩擦片和从动摩擦片交互叠加而成，左摩擦片组（3）的主动摩擦片通过外花键与差速器壳（20）的内花键配合，左摩擦片组（3）的从动摩擦片通过内花键与左圆盘（4）的外花键配合，所述左圆盘（4）套在左半轴（1）上并能够带动左半轴（1）转动；右摩擦片组（19）的主动摩擦片通过外花键与差速器壳（20）的内花键配合，右摩擦片组（19）的从动摩擦片通过内花键与右圆盘（18）的外花键配合，右圆盘（18）套在右半轴（21）上并能够带动右半轴（21）转动。

2.根据权利要求1所述的直齿孔销式液压自动限滑差速器，其特征在于，还包括端盖（2），所述差速器壳（20）一端开口的位置设置有台阶，该台阶上具有沿圆周方向均匀分布的螺纹孔，所述端盖（2）通过螺钉固定在差速器壳（20）开口位置的台阶上。