CN106438916A - 电控锁止螺旋齿限滑差速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电控锁止螺旋齿限滑差速器，包括壳体，壳体内左右对称设置有左半轴齿轮和右半轴齿轮；壳体右端外侧设置有连接板；连接板的外侧设置有右端盖；连接板和右端盖形成的空腔内设置有带外花键轴的右半轴齿轮延长端；所述右端盖的左端面设置有凹槽；凹槽底部设置有锁止连接环；导向孔内设置有闭锁柱销；所述导向套筒上依次套装有摩擦盘、凸轮、电磁铁、电磁铁挡片和卡簧。本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器，具备正常行驶以及非极限脱困时的限滑功能，也具备极限状态下完全锁止两侧半轴的锁止功能，在冰雪、泥泞、湿滑、砂砾路面，能很好的抑制车轮滑动。

Description

电控锁止螺旋齿限滑差速器

技术领域

本发明涉及一种汽车零部件，具体的说，是涉及一种电控锁止螺旋齿限滑差速器。

背景技术

车辆行驶时，左右车轮在同一时间内，滚动的行程往往不相同，即两侧车轮存在转速差，尤其是车辆转弯时，两侧车轮转速差更明显，差速器应用在各种车辆上，目的就是允许两侧车轮转速不一致。

现在普遍使用的普通开式差速器，主要由壳体、行星齿轮轴、行星齿轮、半轴齿轮组成，半轴齿轮通过半轴和驱动车轮联接，在良好的路面上行驶时，其性能完全能满足车辆行驶要求，但当车辆行驶在不良路面上时，尤其是在冰雪、泥泞、湿滑、砂砾、崎岖不平的恶劣路面上，两侧车轮的附着力会出现很大区别，往往附着力小的一侧会出现打滑、空转，导致车辆不能行驶，甚至出现甩尾失控。目前一些汽车厂家的部分车型，现有的锁止式差速器，虽然解决了车辆一侧车轮悬空，彻底失去附着力的极限情况下，车辆行驶的问题，却不能解决在非极限情况下，这种差速器等同于普通开式差速器，会出现滑差，传动效率不高，甚至甩尾失控的问题。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种防止车轮打滑、空转的电控锁止螺旋齿限滑差速器。

本发明所采取的技术方案是：

一种电控锁止螺旋齿限滑差速器，包括壳体，壳体内左右对称设置有左半轴齿轮和右半轴齿轮；左半轴齿轮与三个左行星齿轮啮合；三个左行星齿轮设置在壳体左侧与壳体轴线平行的三个左侧行星齿轮孔内；右半轴齿轮与三个右行星齿轮啮合；三个右行星齿轮设置在壳体右侧与壳体轴线平行的三个右侧行星齿轮孔内；三个左行星齿轮分别与三个右行星齿轮两两啮合，其特征在于：

壳体右端外侧设置有连接板；连接板的外侧设置有右端盖；

连接板和右端盖形成的空腔内设置有带外花键轴的右半轴齿轮延长端；

右半轴齿轮延长端的外花键轴设置在延长端的内侧；

所述右端盖的左端面设置有凹槽；

凹槽底部设置有锁止连接环；

锁止连接环的外圆周面设置有导向齿；锁止连接环左侧设置有波形弹簧；

波形弹簧设置在弹簧座上；

所述连接板设置有连接板导向孔；连接板导向孔设置有导向齿槽；

右端盖设置有导向孔；

所述导向孔内设置有闭锁柱销；

所述右端盖的右端面设置有导向套筒；导向套筒与右端盖为一体结构；

所述导向套筒上依次套装有摩擦盘、凸轮、电磁铁、电磁铁挡片和卡簧；

摩擦盘的右侧设置有凸轮；

凸轮的右侧设置有电磁铁；

电磁铁的右侧设置有电磁铁挡片；

电磁铁挡片的右侧设置有卡簧；

卡簧卡装在导向套筒上；

所述凸轮的左端面设置有凸轮槽。

所述闭锁柱销右侧端部设置在凸轮槽内与凸轮槽的底部相接触；闭锁柱销左侧端部与锁止连接环的右端面相接处。

所述左端盖和右端盖分别通过螺栓与壳体相连接。

本发明相对现有技术的有益效果：

本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器，弥补了锁止式差速器在非极限情况下等同于普通开式差速器，不能限制车轮滑动的缺点，将现有产品的自动机械锁止变为电控手动锁止，具备正常行驶以及非极限脱困时的限滑功能，也具备极限状态下完全锁止两侧半轴的锁止功能，在冰雪、泥泞、湿滑、砂砾路面，能很好的抑制车轮滑动，保证车辆安全行驶。该差速器还具备了在车辆一侧车轮悬空，彻底失去附着力的极限状态下，锁止车轮的功能。

附图说明

图1是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器分解结构示意图；

图2是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器锁止状态的立体结构示意图；

图3是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器解锁状态的立体结构示意图；

图4是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器的右端盖的右侧立体结构示意图；

图5是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器的右端盖的左侧立体结构示意图；

图6是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器的凸轮左侧立体结构示意图；

图7是本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器的凸轮右侧立体结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

图中：

1、卡簧 2、电磁铁挡片

3、电磁铁 4、凸轮

5、摩擦盘 6、闭锁柱销

7、螺栓 8、右端盖

9、闭锁连接环 10、波形弹簧

11、弹簧座 12、连接板

13、右半轴齿轮 14、右行星齿轮

15、壳体 16、左行星齿轮

17、左半轴齿轮 18、左端盖

19、螺栓 20、外花键轴

21、凹槽 22、导向齿槽

23、导向孔 24、导向套筒。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：

附图1至7可知，一种电控锁止螺旋齿限滑差速器，包括壳体15，壳体15内左右对称设置有左半轴齿轮17和右半轴齿轮13；左半轴齿轮17与三个左行星齿轮16啮合；三个左行星齿轮16设置在壳体左侧与壳体轴线平行的三个左侧行星齿轮孔内；右半轴齿轮13与三个右行星齿轮14啮合；三个右行星齿轮14设置在壳体右侧与壳体轴线平行的三个右侧行星齿轮孔内；三个左行星齿轮分别与三个右行星齿轮两两啮合，

壳体15右端外侧设置有连接板12；连接板12的外侧设置有右端盖8；

连接板12和右端盖8形成的空腔内设置有带外花键轴的右半轴齿轮13延长端；

右半轴齿轮延长端的外花键轴20设置在延长端的内侧；

所述右端盖8的左端面设置有凹槽21；

凹槽21底部设置有锁止连接环9；

锁止连接环9的外圆周面设置有导向齿；锁止连接环9左侧设置有波形弹簧19；

波形弹簧10设置在弹簧座11上；

所述连接板12设置有连接板导向孔；连接板导向孔设置有导向齿槽22；

右端盖8设置有导向孔23；

所述导向孔23内设置有闭锁柱销6；

所述右端盖8的右端面设置有导向套筒24；导向套筒24与右端盖8为一体结构；

所述导向套筒24上依次套装有摩擦盘5、凸轮4、电磁铁3、电磁铁挡片2和卡簧1；

摩擦盘的右侧设置有凸轮4；

凸轮的右侧设置有电磁铁3；

电磁铁的右侧设置有电磁铁挡片2；

电磁铁挡片的右侧设置有卡簧1；

卡簧卡1装在导向套筒24上；

所述凸轮4的左端面设置有凸轮槽。

所述闭锁柱销6右侧端部设置在凸轮槽内与凸轮槽的底部相接触；闭锁柱销6左侧端部与锁止连接环9的右端面相接处。

所述左端盖和右端盖分别通过螺栓与壳体相连接。

本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器，弥补了锁止式差速器在非极限情况下等同于普通开式差速器，不能限制车轮滑动的缺点，将现有产品的自动机械锁止变为电控手动锁止，具备正常行驶以及非极限脱困时的限滑功能，也具备极限状态下完全锁止两侧半轴的锁止功能，在冰雪、泥泞、湿滑、砂砾路面，能很好的抑制车轮滑动，保证车辆安全行驶。该差速器还具备了在车辆一侧车轮悬空，彻底失去附着力的极限状态下，锁止车轮的功能。

本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器工作原理如下：

一、车辆直线行驶：

后桥盆齿带动壳体15转动，壳体15内的三个左行星齿轮16和三个右行星齿轮14随同壳体15公转，无自转，这样分别带动左半轴齿轮17和右半轴齿轮13随差速器壳体15旋转，驱动车辆前进或者后退。

二、车辆转弯：

1、 左转弯：右半轴齿轮13转速超过壳体15，和右半轴齿轮13啮合的三个右行星齿轮14，在随壳体15旋转的同时，出现反向自转，带动与之两两啮合的三个左行星齿轮17在随同壳体15做公转的同时，产生正向自转，它们正向的自传导致左半轴齿轮17转速低于差速器壳体15，从而实现车辆的转弯。

2、 右转弯：情况与左转弯相同，上述左右齿轮对调。

3、 倒车转弯：与上述两种情况相同，壳体15和各齿轮旋转方向对调。

综上所述，该差速器具有和普通开式差速器一样的驱动和差速功能。

三、限滑功能：

车辆在泥泞、冰雪、湿滑的路面行驶，两驱动轮与路面的附着力会有很大差别，使用普通开式差速器的车辆，附着力小的一侧车轮将首先打滑空转，导致车辆不能继续行驶，甚至甩尾失控，使用电控锁止螺旋齿限滑差速器的车辆，将自动减少分配给打滑车轮的的扭矩，把减少的扭矩转移到附着力较好的一侧，实现车辆脱困，保证行驶安全。

本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器，锁紧系数可以稳定在0.45-0.47之间，远远大于普通开式差速器0.05左右的锁紧系数。也就是附着力好的一侧能实现分配总转矩的70%，驱动车辆脱困。

下面根据几种情况，说明本发明电控锁止螺旋齿限滑差速器的限滑功能工作过程：

1、 左侧打滑：

此时左半轴齿轮17转速明显高于差速器壳体15，与之啮合的三个左行星齿轮14会产生较高的反向自传，同时驱动两两啮合的三个右行星齿轮14围绕右半轴齿轮13正向自传，因大螺旋角的齿轮啮合副，具有很大的内摩擦力；齿轮较大的压力角在啮合过程中也迫使行星齿轮压向行星齿轮孔的内壁，螺旋齿轮啮合还会有很大的轴向力，啮合系内8个齿轮，都会有一个端面压向左端盖18、壳体15或者连接板12，这些力的合力，将限制整个行星齿轮系的自转，从而限制左半轴齿轮17转速明显高于差速器壳体15，并把扭矩转移到右半轴齿轮13上，从而达到限制左侧车轮滑动，并向右侧车轮转移扭矩的目的。

2、 右侧打滑：上述左右齿轮对调。

3、 倒车打滑：上述两种情况齿轮旋转方向对调。

电控锁止螺旋齿限滑差速器因其结构特性，为保证工件的使用寿命，锁紧系数不能设定太高，这会导致车辆在一侧车轮彻底失去附着力的极限状态下例如一侧车轮悬空，将失去限滑功能，会像开式差速器一样，彻底失去附着力的车轮也会产生空转，虽然这时人为的拉手刹，或者轻踩制动，可以给予空转车轮施加阻力，使扭矩向附着力好的一侧转移，单轮驱动使车辆脱困，但需要驾驶员动作熟练，操作得当，难度较大。

目前很多车辆装有车辆稳定控制系统，在其感知两驱动轮出现较大非正常的转速差时，会主动对高转速车轮进行制动，电控锁止螺旋齿限滑差速器在其配合下完全可以实现任何情况下扭矩转移作用，实现限滑功能。但制动会消耗动力，牺牲车辆性能，在越野发烧友的眼中，只有带锁的差速器，才是真正的硬汉标志。

四、锁止功能：

本发明通过汽车上的12V电源控制锁止功能，关闭开关时该产品是限滑差速器，打开开关时该产品可以完全锁止两侧半轴。

开关关闭时：车辆正常行驶时差速器除电磁铁3以外的所有零件在盘齿的驱动下共同旋转，电磁铁3固定在主减速器壳体上静止不动电磁铁与其他零件间隙配合，能够在锁式差速器上灵活转动。此时本产品是限滑差速器，螺旋齿轮的限滑功能发挥作用。

打开开关时：电磁铁3通电产生磁力，吸住吸盘5，此时吸盘5由于电磁铁吸引后的摩擦阻力会与电磁铁保持一致，停止与差速器右端盖8的共同转动，由于凸轮4通过凹槽与吸盘5相连接，凸轮4也会停止与右端盖8的共同转动，此时凸轮4和右端盖8产生相对转动，在相对转动的过程中凸轮4的斜面会推动三个闭锁柱销6轴向运动，三个闭锁柱销6会克服波形弹簧10的弹力推动锁止连接环9嵌入连接板12的导向齿槽中，至此完成闭锁动作。锁止连接环9通过渐开线花键与右半轴齿轮13连接，连接板12通过六颗螺栓7与差速器壳体连接，因此，一旦闭锁连接齿9嵌入连接板12，右半轴齿轮13会与壳体15连接为一个整体，无法产生相对转动，即为锁式差速器的锁止状态。完成闭锁后车辆继续行驶，由于锁止连接环9已经到位，闭锁柱销6无法继续轴向运动，凸轮4和摩擦盘5无法与右端盖8继续相对转动，此时摩擦盘5会突破与通电电磁铁3之间的静摩擦力极限产生相对滑动，并在这种滑动摩擦状态下保持转动。

解锁原理：断开开关，电磁铁3失去磁力，摩擦盘5以及凸轮4恢复自由状态，在波形弹簧10的作用下回归原位，锁式差速器解锁。

本发明通过加入凸轮机构，使电磁铁只需要很小的功率就能完成锁止，与传统电磁牙嵌差速锁没有凸轮直接吸引锁止连接环相比节约材料，降低功耗，并且可以提高可靠性。

目前市面上的锁止式差速器多数采用气动锁止，本发明采用电磁锁止但锁止结构有别于市面上其它差速锁产品，通过对锁止机构的创新设计，实现了更高的空间利用率，更简单的结构以及更低的功耗。

Claims (3)

1.一种电控锁止螺旋齿限滑差速器，包括壳体，壳体内左右对称设置有左半轴齿轮和右半轴齿轮；左半轴齿轮与三个左行星齿轮啮合；三个左行星齿轮设置在壳体左侧与壳体轴线平行的三个左侧行星齿轮孔内；右半轴齿轮与三个右行星齿轮啮合；三个右行星齿轮设置在壳体右侧与壳体轴线平行的三个右侧行星齿轮孔内；三个左行星齿轮分别与三个右行星齿轮两两啮合，其特征在于：

壳体右端外侧设置有连接板；连接板的外侧设置有右端盖；

连接板和右端盖形成的空腔内设置有带外花键轴的右半轴齿轮延长端；

右半轴齿轮延长端的外花键轴设置在延长端的内侧；

所述右端盖的左端面设置有凹槽；

凹槽底部设置有锁止连接环；

锁止连接环的外圆周面设置有导向齿；锁止连接环左侧设置有波形弹簧；

波形弹簧设置在弹簧座上；

所述连接板设置有连接板导向孔；连接板导向孔设置有导向齿槽；

右端盖设置有导向孔；

所述导向孔内设置有闭锁柱销；

所述右端盖的右端面设置有导向套筒；导向套筒与右端盖为一体结构；

所述导向套筒上依次套装有摩擦盘、凸轮、电磁铁、电磁铁挡片和卡簧；

摩擦盘的右侧设置有凸轮；

凸轮的右侧设置有电磁铁；

电磁铁的右侧设置有电磁铁挡片；

电磁铁挡片的右侧设置有卡簧；

卡簧卡装在导向套筒上；

所述凸轮的左端面设置有凸轮槽。

2.根据权利要求书1所述电控锁止螺旋齿限滑差速器，其特征在于：所述闭锁柱销右侧端部设置在凸轮槽内与凸轮槽的底部相接触；闭锁柱销左侧端部与锁止连接环的右端面相接处。

3.根据权利要求书1所述电控锁止螺旋齿限滑差速器，其特征在于：所述左端盖和右端盖分别通过螺栓与壳体相连接。