CN104329435A - 一种主动限滑差速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动限滑差速器。包括伺服电机、左半轴、右半轴和减速差速机构；减速差速机构包括输入轴、控制锥齿轮、左半轴锥齿轮、右半轴锥齿轮、两只内行星锥齿轮、行星轮轴、两只外行星轮、差速器行星架和差速器锥齿轮。本发明采用了内行星轮和外行星轮的双行星轮排的结构，使得齿轮传动系统结构更加紧凑，传动平稳，工作可靠。当车辆出现一侧齿轮打滑，而另一侧车轮停转的情况时，驾驶员不必停车，只要通过操作台上的限速差速器的按钮，使伺服电机驱动控制锥齿轮与外行星轮，限制了内外行星轮的自转运动，使得功率可以分配到停转的车轮上，从而使车辆获得有益动力，摆脱困境。

Description

一种主动限滑差速器

技术领域

本发明属于汽车驱动技术领域，具体涉及一种差速器。

背景技术

当汽车转弯时，外侧车轮的转弯半径要大于内侧车轮的转弯半径，这就要求在转弯时外侧车轮的转速要高于内侧车轮的转速，所以差速器最基本的作用就是满足汽车转弯时两侧车轮转速不同的要求。但是，当汽车行驶在雪地或者冰面马路上等复杂路面情况时，两侧车轮的摩擦阻力不一样就会导致一侧的车轮会出现功率不足甚至停转的情况，而另一侧车轮则会出现打滑的情况，因为差速器的作用就是允许两侧车轮出现速度差，由于功率更倾向于摩擦阻力小的方向传递，致使汽车只能在原地打滑，而无法前行。所以，为了让动力能够正常的传递到那个“静止”的车轮上，就必须有限滑差速器，它可以将两个半轴进行钢性连接，使其成为一个整体，这样两侧的车轮都可以得到相同的动力，使车辆可以摆脱困境。

目前差速器存在的问题：手动机械式限滑差速器的技术比较简单，工作十分可靠，其缺点是造价高，耐久性差，而且必须在停车状态下才能够切换。主动限滑差速器以伊顿式差速锁为例，当两侧车轮的附着力出现差异时，车轮的转速差达到了设定的数值时，伊顿式差速锁就会自动锁止差速器，使得两侧车轮拥有相同的动力，从而保证车辆的正常行驶。伊顿式差速锁最大的缺点就是不可以手动控制，必须等到转速差达到设定值时才会起作用，反应速度较慢。

发明内容

为了解决现有限滑差速器存在的技术问题，本发明提供一种主动限滑差速器。

一种主动限滑差速器包括伺服电机、左半轴13、右半轴8和减速差速机构；所述伺服电机的转子轴14为空心轴，转子轴14的输出端设有控制锥齿轮12；所述左半轴13插设在所述转子轴内，左半轴13的外端连接着左车轮17，左半轴13的内端连接着左半轴锥齿轮10；所述右半轴8的外端连接着右车轮9，右半轴8的内端连接着右半轴锥齿轮7；所述左半轴锥齿轮10和右半轴锥齿轮7同时分别与两只内行星轮6啮合，两只内行星轮6固定设于行星轮轴4上；两只内行星轮6外侧的行星轮轴4的两端分别固定设有外行星轮5，两只外行星轮5均与控制锥齿轮12啮合；其中左半轴锥齿轮10、右半轴锥齿轮7和两只内行星轮6构成差速机构；所述行星轮轴4的两端分别通过轴承设于差速器行星架3上；

控制锥齿轮12外侧的转子轴14上空套设有差速器锥齿轮11，所述差速器行星架3的一端连接着差速器锥齿轮11的内侧面，另一端空套在右半轴8上；与差速器锥齿轮11啮合的输入锥齿轮12固定设于输入轴1上，所述输入轴1通过轴承设于差速器壳体19上。除伺服电机、左半轴13和右半轴8外，其它结构件构成减速差速机构。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果体现在以下方面：

1.本发明采用了内行星轮和外行星轮的双行星轮排的结构，而且行星轮轴与内行星轮和外行星轮都采用固定连接的方式，使得齿轮传动系统结构更加紧凑，传动平稳，工作可靠。当车辆出现一侧齿轮打滑，而另一侧车轮停转的情况时，驾驶员不必停车，只要通过操作台上的限速差速器的按钮，使伺服电机驱动控制锥齿轮与外行星轮，限制了内外行星轮的自转运动，使得功率可以分配到停转的车轮上，从而使车辆获得有益动力，摆脱困境；

2.本发明具有结构简单，设计合理，使用操作便捷，故障率低，使用寿命长，稳定性好，实用性强，相应速度较快等优点。

附图说明

图1是本发明的整体二维示意图。

上图中序号：输入轴1、输入锥齿轮2、差速器行星架3、行星轮轴4、外行星轮5、内行星轮6、右半轴锥齿轮7、右半轴8、右车轮9、左半轴锥齿轮10、差速器锥齿轮11、控制锥齿轮12、左半轴13、转子轴14、电机定子15、电机转子16、左车轮17、电机壳体18、差速器壳体19。

具体实施方式

 下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。

 参见图1，一种主动限滑差速器包括伺服电机、左半轴13、右半轴8和减速机构。

伺服电机为36V直流伺服电机，电机定子15固定安装于电机壳体18内，电机壳体18固定连接着差速器壳体19。伺服电机的转子轴14为空心轴，转子轴14的输出端固定安装有控制锥齿轮12。左半轴13插装在转子轴14内，左半轴13的外端连接着左车轮17，左半轴13的内端连接着左半轴锥齿轮10；右半轴8的外端连接着右车轮9，右半轴8的内端连接着右半轴锥齿轮7。左半轴锥齿轮10和右半轴锥齿轮7同时分别与两只内行星轮6啮合，两只内行星轮6固定设于行星轮轴4上；两只内行星轮6外侧的行星轮轴4的两端分别固定设有外行星轮5，两只外行星轮5均与控制锥齿轮12啮合；其中左半轴锥齿轮10、右半轴锥齿轮7和两只内行星轮6构成差速机构；行星轮轴4的两端分别通过轴承设于差速器行星架3上。

控制锥齿轮12外侧的转子轴14上空套装有差速器锥齿轮11，差速器行星架3的一端连接着差速器锥齿轮11的内侧面，另一端空套在右半轴8上；与差速器锥齿轮11啮合的输入锥齿轮2固定安装于输入轴1上，输入轴1通过轴承安装于差速器壳体19上。除伺服电机、左半轴13和右半轴8外，其它结构件构成减速差速机构。

本发明的工作原理说明如下：

当车辆行驶在雪地或者冰面马路上等复杂路面情况时，因为两侧车轮所受的摩擦阻力不同就会导致一侧的车轮会出现功率不足甚至停转的情况，而另一侧车轮则会出现打滑的情况，造成车辆无法前进，这是差速器在这些路面上行驶时所突出的问题。这里设定了三种情况进行说明。

1.在正常路面情况下车辆前进时，本发明的结构将功率从输入轴1传递到差速器，带动差速器的行星架3转动，安装在行星架上的行星轮轴4也开始公转，内行星轮6和外行星轮5都只会公转，外行星轮5公转会驱动私服电机的转子转动这里还可以设置能量回收装置，而内行星轮6的公转会同时驱动左半轴锥齿轮10和右半轴锥齿轮7转动，汽车可以正常向前行驶。

2.在正常路面情况下车辆转弯时，因为两侧车轮的转速会产生差值，造成安装在行星轮轴4上的内行星轮6除了会公转，还会产生自转，由于内行星轮6与行星轮轴4采用固连的方式，内行星轮6的自转就会带动行星轮轴4也自转，而行星轮轴4与外行星轮5也是采用固连的方式，所以外行星轮5也会产生自转，造成与外行星轮5啮合的控制锥齿轮12的转速降低或者停转，此时车辆的电子控制系统就会提示驾驶员是否需要限滑，而驾驶员只需忽略这个提示，车辆就可以顺利地完成转弯。

3.在特殊路面情况下，比如雪地、泥泞、冰冻等路面情况时，而且车辆已经发生一侧的车轮停转，现有的差速器会把功率全部都转移到另一侧车轮，使得另一侧车轮只能使劲的打滑，而车辆始终无法前进。本发明的结构运行的前动作与车辆转弯时的动作相同，而不同的是当电子控制系统提示驾驶员是否需要限滑，驾驶员通过启动操作台上的限滑按钮，伺服电机被启动，输出足够的转速和扭矩驱动固连在转自空心轴上的控制锥齿轮12，降低了与控制锥齿轮啮合的外行星轮5的自转转速，也就降低了内行星轮6的自转转速，使得内行星轮6不得不驱动已经停转的车轮，功率就被强制的部分分配给已经停转的车轮上，使得车辆获得足够的有益功率，不再原地打滑，顺利摆脱困境。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种主动限滑差速器，其特征在于：包括伺服电机、左半轴（13）、右半轴（8）和减速差速机构；

所述伺服电机的转子轴（14）为空心轴，转子轴（14）的输出端设有控制锥齿轮（12）；所述左半轴（13）插设在所述转子轴内，左半轴（13）的外端连接着左车轮（17），左半轴（13）的内端连接着左半轴锥齿轮（10）；所述右半轴（8）的外端连接着右车轮（9），右半轴（8）的内端连接着右半轴锥齿轮（7）；所述左半轴锥齿轮（10）和右半轴锥齿轮（7）同时分别与两只内行星轮（6）啮合，两只内行星轮（6）固定设于行星轮轴（4）上；两只内行星轮（6）外侧的行星轮轴（4）的两端分别固定设有外行星轮（5），两只外行星轮（5）均与控制锥齿轮（12）啮合；

其中左半轴锥齿轮（10）、右半轴锥齿轮（7）和两只内行星轮（6）构成差速机构；所述行星轮轴（4）的两端分别通过轴承设于差速器行星架（3）上；

所述控制锥齿轮（12）外侧的转子轴（14）上空套设有差速器锥齿轮（11），所述差速器行星架（3）的一端连接着差速器锥齿轮（11）的内侧面，另一端空套在右半轴（8）上；与差速器锥齿轮（11）啮合的输入锥齿轮（2）固定设于输入轴（1）上，所述输入轴（1）通过轴承设于差速器壳体（19）上；

除伺服电机、左半轴（13）和右半轴（8）外，其它结构件构成减速差速机构。

2.根据权利要求1所述的一种主动限滑差速器，其特征在于：所述伺服电机为36V直流伺服电机，电机定子（15）固定设于电机壳体（18）内，电机壳体（18）固定连接着差速器壳体（19）。