CN107076289B - 限滑差速器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其容纳润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，其布置在支架内并且可围绕第二轴线旋转；侧齿轮，其布置在支架内并且与小齿轮啮合；以及离合器组，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括俘获盘和浮动盘，俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心孔、周边区域和至少一个润滑剂孔，俘获盘具有靠近相应中心孔布置的内润滑剂孔、和靠近相应周边区域的外润滑剂孔，并且浮动盘具有布置在所述内孔和所述外孔之间的中间润滑剂孔，从而，浮动盘相对于俘获盘的旋转导致润滑剂通过从内润滑剂孔内逐渐传递到中间润滑剂孔内、并且到外润滑剂孔内从中心孔朝向周边区域行进。
Description
技术领域
本公开总体上涉及限滑差速器，并且具体地涉及用于车辆的锁定限滑差速器。
背景技术
为了增强四轮驱动车辆的越野行驶性能，通常在两个相应的轮轴之间安装“限滑”差速器以取代常规的“开放”差速器。限滑差速器根据限定的偏转机械地限制轮轴的相对旋转，从而允许达到预定的车轮速度差值。这被证明当车辆在松弛或不平坦的道路条件下行驶时是有用的，在该条件下，一个车轮不能保持抓地力，例如接触冰，从而导致摩擦力减小并且车轮空转。当这种情况发生时，如果在所连接的车轮和地面之间存在一些摩擦，则限滑差速器将有用扭矩从连接到空转车轮的轮轴转移到相反的轮轴。这允许相反车轮在问题道路条件下抓握和推进车辆。然而，由于限滑差速器允许轮轴的某些相对旋转，所以存在转向扭矩不足以使相反车轮抓握并驶过问题道路条件的情况，这可能导致驾驶员失去对车辆的控制。
为了进一步增强四轮驱动车辆的越野行驶性能，通常在两个相应的轮轴之间安装“锁定”差速器。锁定差速器允许两轮轴可操作地“锁定”，并且有效地用作为单一轴，从而防止轮轴的相对旋转并消除轮速差异。这在道路条件非常松弛并且车轮不太可能保持抓地力时特别有用。通过防止轮轴的相对旋转，牵引力显着增加，从而允许车辆横穿松弛的道路条件。
锁定差速器的一个缺点是车辆操纵性能的降低。当操作锁定差速器时，通常证明难以使车辆转向，因为转弯通常需要一个车轮比另一个车轮更快地旋转，因此通常在转弯之前停用差速器。然而，如果在横穿松弛道路条件转弯时停用锁定差速器，意味着差速器回复到表现为“开放”差速器，则这可能导致牵引力的显着减小并且可能导致驾驶员失去对车辆的控制。
提供锁定和限滑差速器的组合以在所有行驶条件下提供最佳牵引力将是有用的。这种差速器的一个示例公开在美国专利No.5,865,701中。所公开的锁定限滑差速器使用“离合器组”，其包括摩擦盘堆叠(其通常存在于限滑差速器中)以用于限制轮轴对的相对旋转或者替代地完全防止相对旋转。然而，尽管该差速器可以充分地起作用，但是可以预见，差速器还具有许多缺点。例如，由于用于“锁定”轮轴的机构是常规的离合器组，并且通常用于锁定四轮驱动车辆的车轮轴的扭矩值远高于用于限制轮轴之间的滑动的扭矩值(用于锁定的扭矩在1000Nm的量级，而用于限滑的扭矩约为100-200Nm)，这可能导致在离合器组中产生显着更大的摩擦力和热能，从而导致更大的磨损，并且可能减少差速器的使用寿命。
因此，有利的是提供一种锁定限滑差速器，其在锁定操作期间不容易损坏，从而比现有技术的方法更耐用。此外，提供避免或改善现有技术中存在的任何缺点或提供现有技术方法的另一替代方案的解决方案的有用的。
本说明书中包括的对文档、动作、材料、装置、文章等的任何讨论不应因为它在本申请的每个权利要求的优先权日之前存在而被视为承认这些事物中的任何或全部形成与本公开相关领域中的公知常识的一部分。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；以及离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心区域、周边区域并且限定用于容纳一定体积的润滑剂的至少一个润滑剂孔，其中，俘获盘和浮动盘中的一个具有第一面，所述第一面在靠近中心区域处限定第一润滑剂孔，并且限定与第一润滑剂孔径向间隔开并且靠近周边区域的第二润滑剂孔；并且其中，俘获盘和浮动盘中的另一个具有与第一面相对布置的第二面，所述第二面具有在其上形成的、对应于第一润滑剂孔和第二润滑剂孔位置的假想轮廓，并且在假想轮廓之间限定与中心区域径向间隔开的中间润滑剂孔，并且其中，布置在第二面上的、与中心区域同心的、且与中间润滑剂孔相切的第一假想圆与第一润滑剂孔假想轮廓相交，并且与中间润滑剂孔相切布置的第二假想同心圆与第二润滑剂孔假想轮廓相交，并且其中，在所述盘相对于彼此旋转期间，中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第一润滑剂孔，导致容纳在第一润滑剂孔中的一定体积的润滑剂移动到中间润滑剂孔中，并且中间润滑剂孔旋转经过并且部分地重叠第二润滑剂孔，导致容纳在中间润滑剂孔中的一定体积的润滑剂移动到第二润滑剂孔中，从而导致润滑剂经由每个润滑剂孔从中心区域朝向周边区域逐渐行进。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地浸没在润滑剂中，并且可围绕第一轴线在第一方向上旋转，支架具有沿着第一轴线延伸的侧壁和延伸穿过其中的至少一个入口孔，所述至少一个入口孔具有中心线，所述中心线相对于从第一轴线延伸到中心线和侧壁的交叉点的半径成锐角布置；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；以及离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转；其中，支架还包括至少一个出口孔，所述至少一个出口孔在与离合器组的外边缘相邻并与其间隔开的区域和支架外部的区域之间延伸，其中，支架沿第一方向的旋转导致推动润滑剂朝向所述第一轴线通过所述至少一个入口孔，并且还导致润滑剂通过所述至少一个出口孔并且远离第一轴线被排出。
根据本公开的又一方面，提供了一种用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；以及活塞，其布置成与离合器组相邻并且具有布置成抵靠俘获盘和浮动盘中的一个的前表面，前表面包括配置为顺应(conform)相应的盘的可变形膜，活塞可沿着第一轴线轴向地移动以压靠离合器组，从而活塞的操作增加活塞内的压力，导致前表面抵靠离合器组并使可变形膜变形，从而在相应的盘上均匀地施加压力。
根据本公开的再一方面，提供了一种用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，其布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；离合器组，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括多对层状盘，每对层状盘包括与支架接合的俘获层状盘、以及邻近俘获层状盘布置并与侧齿轮接合的浮动层状盘。
本文还公开了其它方面。
附图说明
现在将参考附图仅通过示例的方式描述本公开的原理的实施例，在附图中：
图1是限滑差速器的透视横截面视图；
图2是图1所示的限滑差速器的横截面视图；
图3A和3B是图1和图2所示的限滑差速器的替代透视图；
图3C是离合器组的透视图；
图4-5C是图3C所示的离合器组的前视图；
图6A是前面的图中所示的限滑差速器的替代透视图；
图6B是支架的透视横截面视图；
图7A是前面的图中所示的限滑差速器的替代透视图；
图7B是图6B的支架的透视横截面视图；
图8A是前面的图中所示的限滑差速器的一些部件的透视图；
图8B是活塞的透视横截面视图；以及
图9A-9C是前面的图中所示的具有替代离合器组的限滑差速器的横截面视图。
具体实施方式
本公开涉及限滑差速器，并且具体地涉及用于机动车辆的锁定限滑差速器。
一个方面涉及用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；以及离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心孔、周边区域和至少一个润滑剂孔，其中俘获盘具有邻近相应的中心孔布置的内润滑剂孔、和邻近相应的周边区域的外润滑剂孔，并且，浮动盘具有布置在所述内润滑剂孔和所述外润滑剂孔之间的中间润滑剂孔。在该实施例中，浮动盘相对于俘获盘的旋转导致润滑剂通过从内润滑剂孔内逐渐传递到中间润滑剂孔内、再到外润滑剂孔内而使润滑剂从中心孔朝向周边区域行进。
另一方面涉及用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地浸没在润滑剂中、并且可围绕第一轴线在第一方向上旋转，该支架具有沿着第一轴线延伸的侧壁和延伸穿过其中的至少一个入口孔，所述至少一个入口孔具有中心线，所述中心线相对于从第一轴线延伸到中心线和侧壁的交叉点的半径成锐角布置；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；以及侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合。在该实施例中，支架沿第一方向的旋转导致润滑剂被推动通过所述至少一个入口孔朝向第一轴线。
又一方面涉及用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；以及邻近离合器组布置的活塞，活塞可沿第一轴线移动以压靠离合器组，并且其中，活塞的至少一部分是可变形的，从而顺应离合器组的相应的接触表面。
再一方面涉及用于车辆的限滑差速器，包括：支架，其至少部分地填充有润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；小齿轮，布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；侧齿轮，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；离合器组，布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括多对层状盘，每对层状盘包括与支架接合的俘获层状盘、以及邻近俘获层状盘布置并与侧齿轮接合的浮动层状盘。
一般来说，所公开的限滑差速器实施例旨在使得在使用期间由差速器中产生的摩擦和热引起的对差速器的部件的损坏最小化。这通过使用差速器的各个特征来实现，以致使润滑剂在操作期间连续流动通过差速器，从而消散热量，并从差速器内移除潜在的破坏性颗粒。这是由于以下效果中的一个或多个：将润滑剂推入差速器的中心以形成正压润滑剂区域、使用离心效应使润滑剂离开差速器的中心、以及在差速器的周边区域处产生负压润滑剂区域，以使得润滑剂排出差速器。
在图1和图2中，以横截面示出了限滑差速器1。差速器1包括支架2，支架2具有外壳3和凸缘4，该支架2可围绕共用轴线旋转并且由两个支撑轴承5围绕其支撑。横轴6基本上垂直于共用轴线延伸穿过支架2内的腔体，横轴6具有可旋转地连接到其上的两个小齿轮7。两个侧齿轮8可围绕共用轴线旋转并与小齿轮7啮合。每个侧齿轮8具有从其延伸的多个花键9，用于与相应的轮轴(未示出)接合。离合器组10布置成与侧齿轮8中的一个相邻，并且可以围绕共用轴线旋转并且可以沿共用轴线滑动。离合器组10包括以多个盘11、12的对布置的多个摩擦盘11、12，每一对盘包括彼此相邻的俘获盘11和浮动盘12。每个俘获盘11经由在盘11的外周边区域处的多个花键销16与支架2接合，并且每个浮动盘12在盘12的内周边区域与相邻的侧齿轮8接合。活塞13布置成与离合器组10相邻，并且可以沿着共用轴线滑动。管14连接到诸如油或空气的加压工作流体(未示出)的供应部，并且经由密封壳体15和流体路径17与活塞13流体连通。
在使用中，支架2安装在车辆(未示出)中的腔体中，并且用壳体(未示出)覆盖，从而密封腔体。该腔体至少部分地填充有润滑剂，例如油，以至少部分地将支架2浸没在润滑剂中。支架外壳3的周边区域连接到环形齿轮(未示出)，该环形齿轮与连接到由车辆发动机驱动的驱动轴(未示出)的小齿轮(未示出)啮合。当环形齿轮被驱动时，支架2围绕共用轴线旋转，使得横轴6和小齿轮7旋转，其又使侧齿轮8和相关联的轮轴旋转。
为了操作离合器组10，加压工作流体通过管14和流体路径到达活塞13的后表面，导致活塞13在离合器组10上施加力。该力推动离合器组10中的盘11、12而将其压缩在一起。随着离合器组10被逐渐压缩，这逐渐地限制了俘获盘11相对于浮动盘12的旋转，因此限制了支架2相对于侧齿轮8的旋转，直到离合器组10被“锁定”，由此盘11、12之间的摩擦克服施加在盘11、12上的扭矩，使得支架2和两个侧齿轮8以相同的速度旋转。
离合器组10的压缩以及因此的离合器10的“偏压”取决于在活塞13上施加力的工作流体的压力。例如，偏压可以设置为25％，这将提供锁定离合器10所需的摩擦力的25％。这将导致相对低压的工作流体通过流体路径到达活塞13，并且影响支架2和侧齿轮8之间的成比例的低水平的被限制的滑动。替代地，偏压可以设定为100％，这将提供锁定离合器10所需的摩擦的100％。这将导致高压工作流体操作活塞13并消除支架2和侧齿轮8之间的滑动，从而旋转地锁定支架2和侧齿轮8。
图3A到3C示出了拆解限滑差速器1以便接近离合器组10。
图4是离合器组10的前视图，示出了覆盖在浮动盘12上的俘获盘11。每个盘11、12具有适于接收侧齿轮8的中心孔20、21。浮动盘12的中心孔21具有多个齿22，齿22适于与从侧齿轮8延伸的花键接合。俘获盘11具有周边区域，该周边区域具有多个凹部23，凹部23适于接收花键销16，花键销16将俘获盘11与支架2接合。应当理解，虽然使用花键销16，但是支架2可以具有整体花键(未示出)，并且俘获盘11适于直接与整体花键接合。
俘获盘11和浮动盘12具有穿过其布置的多个润滑剂孔24、25。润滑剂孔24、25通常布置成多个环形阵列，其至少部分地围绕相应的中心孔20、21，并且在每个盘11、12的前表面径向间隔开。可替代地，孔24、25沿着从相应的中心孔向外延伸的螺旋线布置(未示出)。孔24、25设置成使得当盘11、12相对于彼此旋转时，穿过一个盘11、12的每个孔24、25将与穿过另一盘11、12的一个或多个孔24、25重叠。通常，孔24、25布置成使得每个孔24、25的边缘上的点相对于相应盘11、12的中心的尺寸设定为与中心相距一距离，该距离小于或等于通过同一盘11、12的另一孔的边缘上的点的距离。这意味着孔24、25存在于盘11、12的每个半径尺寸处，从而确保存在通过每个盘11、12的孔24、25的连续路径。虽然孔24、25示出为延伸通过每个盘，但是应当理解，孔24、25可以仅部分地延伸通过每个盘(盲孔)。在使用盲孔的情况下，俘获盘11布置成使其中具有盲孔的表面面向其中具有盲孔的浮动盘的表面。
当离合器组10浸没在润滑剂中时，润滑剂孔24、25用作储存器，以容纳一定体积的润滑剂。此外，在差速器1的使用期间通常产生颗粒且悬浮在润滑剂中，该颗粒可以在离合器组10中累积并磨损盘11、12的表面。因此，悬浮的颗粒也被捕获在孔24、25中。
在差速器1的操作期间，差速器1旋转并产生离心力，离心力迫使容纳在每个孔24、25内的润滑剂和颗粒径向地向外远离共用轴线。此外，当轮速存在差异时，这导致盘11、12相对于彼此旋转。当盘11、12旋转时，孔24、25彼此通过，并且离心力将润滑剂和颗粒从俘获盘11中的第一孔24移出并且径向向外移动到浮动盘12中的第二孔25中，第二孔25布置成比第一孔24更加远离共用轴线。在差速器1的操作期间，在交替的盘11、12中的通孔24、25之间移动润滑剂和颗粒的过程重复，从而逐渐地将润滑剂和颗粒移开共用轴线，直到润滑剂和颗粒从两个盘11、12的外边缘排出。此外，在每个孔24、25处的油的剪切作用(shear)还确保润滑剂膜均匀地分布在每个盘11、12的表面上。
使润滑剂和颗粒远离盘11、12的中心的循环过程可以仅涉及三个润滑剂孔24、25，其是：布置在俘获盘11或浮动盘12中的一个的相应的中心孔20、21附近的内孔24、25；布置在同一盘11、12的周边区域的外孔24；以及布置在内孔24和外孔24之间的、在相邻的盘11、12上的中间孔25。
例如，俘获盘11具有内孔24和外孔24，并且浮动盘12具有中间孔25。当浮动盘12相对于俘获盘11旋转时，内孔24中的润滑剂和颗粒被差速器1产生的离心力迫使而径向向外。当中间孔25与内孔24对准且至少部分地与之重叠时，润滑剂和颗粒从俘获盘11径向向外传递到浮动盘12，并进入由中间孔24提供的空间中。由于浮动盘12继续旋转，润滑剂和颗粒通过离心力再次被迫使径向向外。当外孔24与中间孔25对准并且至少部分地重叠时，润滑剂和颗粒再次从浮动盘12径向向外传递到俘获盘11并进入由外孔24提供的空间中。虽然上述示例仅涉及三个孔24、25，但是应当理解的是，该过程可以涉及任何数量的孔24、25，只要相邻盘11、12上的孔24、25被布置为使得在盘11、12相对于彼此旋转期间，所述孔在至少一个点处部分地重叠，并且因此润滑剂可以在盘11、12之间通过并且逐渐远离盘11、12的中心。
由孔24、25的布置产生的“离心效应”是有用的过程，因为这导致特别地从离合器组10移除颗粒，这降低了损坏摩擦盘11、12的可能性。这也有规律地使润滑剂循环通过离合器组10，以保持盘11,12的表面的最佳润滑，并且从离合器组10散热。此外，由于盘11、12的最佳润滑，减少或消除了不期望的“粘滑(stick-up)”或“LSD抖动”特性，因此提供了离合器10的更平滑的接合并减少了由离合器10产生的噪声。
图5A和5B是离合器组10的前横截面视图，示出了两级的盘11、12相对于彼此旋转，其中，浮动盘12被示出为透明的。浮动盘12示出为相对于保持固定的俘获盘12顺时针旋转。两组润滑剂孔241、251、242、252被示出为彼此通过，从而使润滑剂和颗粒径向地远离中心孔20、21。
在图5A中，浮动盘12的旋转已使穿过浮动盘11的第一孔251与穿过俘获盘12的第二孔241对准，使得第一孔251与第二孔241重叠。如上所述，由差速器1产生的离心力迫使包含在第一孔251中的润滑剂和颗粒径向远离共用轴线。当盘11、12相对于彼此旋转时，孔251、241通过，并且离心力使润滑剂和颗粒移出第一孔251并进入第二孔241中，如箭头所示。以这种方式，润滑剂和颗粒从浮动盘12传递到俘获盘11并远离共用轴线。
在图5B中，浮动盘12的旋转已经使穿过俘获盘12的第三孔242与穿过浮动盘12的第四孔252对准，使得孔242、252重叠。再次，当孔242、252彼此通过时，离心力使润滑剂和颗粒移出第三孔242并进入第四孔252中，如箭头所示。这使润滑剂和颗粒以图5A所示的运动的替代运动移动，其中，润滑剂和颗粒从俘获盘11传递到浮动盘12，并且也远离共用轴线。
当盘11、12相对于彼此旋转时，通过在横跨两个盘11、12的宽度上协作的孔24、25重复图5A和5B所示的步骤，从而使润滑剂和颗粒离开共用轴线，直到其从两个盘11,12的外边缘排出。
图5C是示出孔24布置的俘获盘11的前详细视图。孔24布置在十三个环形区域26中的一个中，形成十三个相应的环形阵列。环形区域26的径向间距可以由延伸横过若干相邻阵列的弧27确定，每个弧27和每个环形区域26的交叉点限定孔24的位置，因此每个弧27限定一组孔24的布置。这些组以围绕盘11的规则区段重复，以形成重复的图案。
弧27的几何形状由相邻盘11、12的孔24、25重叠的期望频率来确定，弧27的角度和曲率影响孔24的径向间距和孔24的数量。弧27也在相对于盘11、12的行进方向的方向上形成。至少一个弧271被布置成径向向外延伸并远离第一行进方向，以形成孔24的组，其逐渐径向向外延伸远离盘11的中心并横过弧271的平缓曲线。类似地，至少一个弧272布置成径向向外延伸并远离第二行进方向。每个弧27具有内点273和外点274，内点273与布置在中心孔20附近的第一环形区域26相交，外点274与从中心孔20向远侧布置的第二环形区域26相交，并且其还与在第一和第二区域26之间的其它几个环形区域26相交。当盘11、12相对于彼此旋转时，这种布置有助于润滑剂和颗粒从一个孔24传递到另一个孔25。尽管盘11被示出具有十三个环形阵列，但是应当理解，这仅仅是示例，并且盘11可以具有更多或更少的阵列，这取决于离合器组10的要求。
孔24通常布置成使得每个孔24和与盘(或中心孔20)的中心同心布置的假想圆相切，并且假想的同心圆与另一个孔24上的至少一个点重合。例如，孔243与假想的同心圆28相切，其也与每个孔244上的两个点重合。孔243、244之间的这种尺寸关系确保在盘11的表面上不存在连续的环形腹板。当盘11旋转时，孔24的几何形状因此确保横过盘11提供连续路径，以使润滑剂行进通过。虽然示出了俘获盘11，但应当理解，浮动盘12具有类似或相同的孔25布置，并因此提供相同的效果。
图6A是限滑差速器1的透视图，并且图6B是相同的视图，其示出了隔离和具有横截面的支架2。支架2具有沿着共用轴线延伸的侧壁30。至少一个入口孔31以与侧壁30的外表面成一定角度地延伸穿过侧壁30。每个入口孔31的中心线与在共用轴线与中心线和侧壁的交点之间延伸的半径形成锐角。入口孔31可以基本上与外表面30相切地延伸。可替代地，如图6A所示，孔31基本上与侧壁30的内表面相切地延伸。
当车辆向前行进时，支架2围绕共用轴线在顺时针方向上旋转。入口孔31布置成与支架2的旋转方向形成锐角，由此孔31的侧壁形成尖锐边缘，当支架2旋转时，该边缘将润滑剂推入每个孔31中。推动力在支架2的中心形成正压的、富集润滑剂的区域。该正压力迫使润滑剂从支架2的中心朝向离合器组10向外，由于上述离心效应，润滑剂被吸入通过离合器组10。通过离合器组10的润滑剂孔24、25和入口孔31的组合从而保持润滑剂通过差速器的恒定流动，从而进一步辅助散热和移除颗粒。
图7A是限滑差速器1的替代透视图，支架凸缘4示出为透明的，图7B示出了支架凸缘4的横截面。为了进一步辅助润滑剂流过差速器1，凸缘4具有至少一个出口孔32，该出口孔从离合器组10的外边缘附近的位置延伸到支架2外部的区域。由于支架2旋转，这在每个孔32的入口附近产生负压区域，从而促使润滑剂和颗粒从离合器组10流动通过出口孔32并到达围绕支架2的区域，在该区域中可以积累颗粒，并且例如通过多个磁体(未示出)从润滑剂中移除颗粒。出口孔32通常围绕共用轴线的至少一个径向阵列中，并且可以基本上垂直于共用轴线延伸。此外，将孔32的尺寸设计为相对较小有助于产生负压区域。虽然在图7A和7B中示出了出口孔32的单个阵列，但是应当理解，可以提供另外的阵列以增加能够流过其中的润滑剂的体积。
图8A是差速器1的一部分的透视图。活塞13抵靠离合器组10布置在支架2(未示出)中的互补室内。当加压流体流过管14、密封壳体15和流体路径时，流体压靠活塞13的后表面40，并且推动活塞13抵靠离合器组10，以操作离合器10。活塞13的至少前表面40是可变形的，以便顺应活塞13接触的摩擦盘11、12的表面中的缺陷或变化，从而用作隔膜或囊，以横跨盘11、12的表面均匀地施加力。尽管这种缺陷可能在微米量级，但是重要的是，活塞13在任何缺陷之上变形，以避免产生局部的高力(high force)区域，该高力区域会分散润滑剂并且可能增加盘11、12上的磨损。考虑到需要施加用以“锁定”离合器10的高扭矩，其通常在1000s Nm的量级，这是特别重要的。活塞13被示出为围绕共用轴线的单个环形活塞13，然而应当理解，活塞13可以配置为仅部分地围绕该轴线，或者可以配置为围绕轴线的多个较小的活塞(未示出)，其通常被称为“多罐(multi-pot)”卡钳装置。
图8B示出了活塞13的横截面视图，示出了活塞13的U形横截面41。活塞13通常由非常薄的柔性材料(例如金属片)形成。当被工作流体致动时，U形部分使得活塞13的外边缘42压靠支架2中的互补腔室中的相关的密封件，以增强活塞13和支架2之间的密封，同时允许后表面40(和相反的前表面)在盘11、12中的任何表面缺陷上变形。可替代地，活塞13具有至少围绕其周边边缘布置的整体密封件(未示出)。
图9A-9C是差速器1的横截面视图，差速器1具有布置在其中的替代离合器组100。图9B和9C是离合器组100的详细视图。替代离合器组100包括以交替的对的方式布置的多个摩擦盘111、121，其中，每个对包括与支架2接合的俘获盘111和与侧齿轮8接合的浮动盘121。为了处理通过离合器组100的大量扭矩值，存在比在常规的限滑差速离合器组中多得多的盘111、121的对。例如，常规离合器通常具有10个对，而离合器组100包括20个对或更多对的盘111、121，并且可以包括30个对或更多个对。此外，每个盘111、121是层状盘，因此比常规的限滑差速器摩擦盘薄得多。例如，常规的摩擦盘通常为约1.5mm厚，而该层状盘111、121约为0.2-0.5mm厚。
显然，根据本发明的精神可作出明显的变化或修改，并且其旨在作为本公开的一部分，并且因此任何这样的明显的变化或修改都在本发明的范围以内。
在整个说明书中，词“包括”将被理解为暗示包括所述的单个元件、整体、步骤或多个元件、整体、步骤的组，但不排除任何其它的单个元件、整体、步骤或多个元件、整体、步骤的组。
Claims (27)
1.一种用于车辆的限滑差速器，包括：
支架，其配置为容纳润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；
小齿轮，其布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；
侧齿轮，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；以及
离合器组，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，该离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及靠近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；
俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心区域、周边区域，并且限定至少一个润滑剂孔，每个润滑剂孔配置为容纳一定体积的润滑剂，
其中，俘获盘和浮动盘中的一个具有第一面，并且限定靠近中心区域的第一润滑剂孔，并且限定与第一润滑剂孔径向间隔开并且靠近周边区域的第二润滑剂孔，并且
其中，俘获盘和浮动盘中的另一个具有与第一面相对布置的第二面，所述第二面具有投影在其上的两个假想轮廓，该两个假想轮廓与所述第一润滑剂孔和所述第二润滑剂孔对应，并且第二面在假想轮廓之间限定与中心区域径向间隔开的中间润滑剂孔，并且
其中，布置在第二面上的并且与中心区域同心的第一假想圆与所述中间润滑剂孔相切，并且与第一润滑剂孔的假想轮廓相交，并且布置在第二面上的并且与中心区域同心的第二假想圆与中间润滑剂孔相切地，并且与第二润滑剂孔的假想轮廓相交，并且
其中，在使用中，支架至少部分地填充润滑剂，并且所述俘获盘和浮动盘相对于彼此旋转，使得中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第一润滑剂孔，导致容纳在第一润滑剂孔中的润滑剂移动到中间润滑剂孔中，并且，中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第二润滑剂孔，导致容纳在中间润滑剂孔中的润滑剂移动到第二润滑剂孔中，从而导致润滑剂经由每个润滑剂孔从中心区域朝向周边区域逐渐行进。
2.根据权利要求1所述的限滑差速器，其中，第一面还限定第三润滑剂孔，所述第三润滑剂孔靠近周边区域，并且与第二润滑剂孔径向间隔开，并且
第二面具有在投影在其上的、并与第三润滑剂孔对应的假想轮廓，其中第二面在第二润滑剂孔的假想轮廓和第三润滑剂孔的假想轮廓之间限定与中心区域径向间隔开的另一中间润滑剂孔，并且
其中，布置在第二面上并且与中心区域同心的第三假想圆与所述另一中间润滑剂孔相切并且与第二润滑剂孔的假想轮廓相交，并且布置在第二面上并且与中心区域同心的第四假想圆与所述另一中间润滑剂孔相切，并且与第三润滑剂孔的假想轮廓相交，并且
其中，在使用中，所述俘获盘和浮动盘相对于彼此旋转，使得所述另一中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第二中间润滑剂孔，导致容纳在第二润滑剂孔中的润滑剂移动到所述另一中间润滑剂孔中，并且所述另一中间润滑剂孔旋转经过并且部分地重叠第三润滑剂孔，导致容纳在所述另一中间润滑剂孔中的润滑剂移动到第三润滑剂孔中。
3.根据权利要求1或2所述的限滑差速器，其中，俘获盘和浮动盘中的每一个限定径向间隔开的多个润滑剂孔，使得在使用中每个润滑剂孔在所述俘获盘和浮动盘相对于彼此旋转时与限定在相邻的盘中的至少两个润滑剂孔部分重叠。
4.根据权利要求3所述的限滑差速器，其中，布置在第一面和第二面中的一个上的并且与第一轴线同心的又一假想同心圆与限定在其中的润滑剂孔中的任一个相切，并且与在该面上的另一润滑剂孔上的至少一个点重合。
5.根据权利要求1或2所述的限滑差速器，其中，离合器组进一步具有多个第一润滑剂孔、多个第二润滑剂孔、以及多个中间润滑剂孔，所述多个润滑剂孔中的每一个以环形阵列布置。
6.根据权利要求5所述的限滑差速器，其中，每个环形阵列至少部分地围绕相应的中心区域。
7.根据权利要求3所述的限滑差速器，其中，每个润滑剂孔沿着径向远离相应的中心区域延伸的螺旋线布置。
8.根据权利要求3所述的限滑差速器，其中，所述润滑剂孔中的至少一些相对于彼此布置在一组中，并且其中，多个类似的组围绕相应的中心区域以重复的图案限定。
9.根据权利要求8所述的限滑差速器，其中，每个组包括沿着相对于相应的中心区域径向向外延伸的弧布置的多个孔。
10.根据权利要求9所述的限滑差速器，其中，离合器组配置为在使用中在第一方向上旋转，并且其中，所述弧被布置为远离第一方向延伸。
11.根据权利要求1或2所述的限滑差速器，其中，每个润滑剂孔延伸穿过各自的盘。
12.根据权利要求1或2所述的限滑差速器，其中，所述支架还包括：
沿着第一轴线延伸的侧壁和延伸穿过其中的至少一个入口孔，所述至少一个入口孔具有中心线，所述中心线相对于从第一轴线延伸到中心线和侧壁的交叉点的半径成锐角布置；以及
至少一个出口孔，所述至少一个出口孔在邻近离合器组的外边缘并与其间隔开的区域和支架外部的区域之间延伸，
其中，支架沿第一方向的旋转导致推动润滑剂朝向第一轴线通过所述至少一个入口孔，并且还导致润滑剂通过所述至少一个出口孔并且远离第一轴线排出。
13.根据权利要求1或2所述的限滑差速器，还包括活塞，其布置成与离合器组相邻，并且具有布置成抵靠俘获盘和浮动盘中的一个的前表面，该前表面包括配置为顺应相应的盘的可变形膜，所述活塞可沿着第一轴线轴向地移动以压靠离合器组，从而活塞的操作增加活塞内的压力，导致前表面抵靠离合器组并使所述可变形膜变形，从而在横跨相应的盘均匀地施加压力。
14.一种用于车辆的限滑差速器，包括：
支架，其可围绕第一轴线在第一方向上旋转，支架具有沿着第一轴线延伸的侧壁和延伸穿过其中的至少一个入口孔，所述至少一个入口孔具有中心线，所述中心线相对于从第一轴线延伸到中心线和侧壁的交叉点的半径成锐角布置；
小齿轮，其布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；
侧齿轮，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；以及
离合器组，其布置在支架内，并且可围绕第一轴线旋转；
其中，支架还包括至少一个出口孔，所述至少一个出口孔在邻近离合器组的外边缘并与其间隔开的区域和支架外部的区域之间延伸；
其中，在使用中，支架至少部分地浸润在润滑剂中，并且沿第一方向的旋转，以导致推动润滑剂朝向第一轴线通过所述至少一个入口孔，并且导致润滑剂通过所述至少一个出口孔并且远离第一轴线排出。
15.根据权利要求14所述的限滑差速器，其中，所述至少一个出口孔基本上垂直于第一轴线布置。
16.根据权利要求14或15所述的限滑差速器，其中，支架包括围绕第一轴线以环形阵列布置的多个入口孔。
17.根据权利要求14或15所述的限滑差速器，其中，所述至少一个入口孔从侧壁的内表面基本上切向地延伸。
18.根据权利要求14或15所述的限滑差速器，其中，支架包括围绕第一轴线以环形阵列布置的多个出口孔。
19.根据权利要求14或15所述的限滑差速器，其中，离合器组还包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘，俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心区域、周边区域，并且限定至少一个润滑剂孔，每个润滑剂孔用于容纳一些所述润滑剂，
其中，俘获盘和浮动盘中的一个具有第一面，所述第一面在靠近中心区域处限定第一润滑剂孔，并且限定与第一润滑剂孔径向间隔开并且靠近周边区域的第二润滑剂孔，并且
其中，俘获盘和浮动盘中的另一个具有与第一面相对布置的第二面，所述第二面具有投影在其上的两个假想轮廓，该两个假想轮廓与第一润滑剂孔和第二润滑剂孔对应，并且第二面在该假想轮廓之间限定与中心区域径向间隔开的中间润滑剂孔，并且
其中，布置在第二面上的并且与中心区域同心的第一假想圆与中间润滑剂孔相切，并且与第一润滑剂孔的假想轮廓相交，并且布置在第二面上并且与中心区域同心的第二假想圆与中间润滑剂孔，并且与第二润滑剂孔的假想轮廓相交，并且
其中，在使用中，所述俘获盘和浮动盘相对于彼此旋转，使得所述中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第一润滑剂孔，导致容纳在第一润滑剂孔中的润滑剂移动到中间润滑剂孔中，并且中间润滑剂孔旋转经过并且部分地重叠第二润滑剂孔，导致容纳在中间润滑剂孔中的润滑剂移动到第二润滑剂孔中，从而导致润滑剂经由所述润滑剂孔中的每个从中心区域朝向周边区域逐渐行进。
20.根据权利要求19所述的限滑差速器，还包括活塞，其布置成与离合器组相邻并且具有布置成抵靠俘获盘和浮动盘中的一个的前表面，该前表面包括配置为顺应相应的盘的可变形膜，活塞可沿着第一轴线轴向地移动以压靠离合器组，从而活塞的操作增加活塞内的压力，导致前表面抵靠离合器组并使可变形膜变形，从而在相应的盘上均匀地施加压力。
21.一种用于车辆的限滑差速器，包括：
支架，其配置为容纳润滑剂并且可围绕第一轴线旋转；
小齿轮，其布置在支架内并且可围绕垂直于第一轴线布置的第二轴线旋转；
侧齿轮，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，侧齿轮与小齿轮啮合；
离合器组，其布置在支架内并且可围绕第一轴线旋转，离合器组包括与支架接合的俘获盘，以及邻近俘获盘布置并与侧齿轮接合的浮动盘；以及
活塞，其布置成与离合器组相邻，并且具有前表面，该前表面包括布置为邻接并且符合俘获盘和浮动盘中的一个的可变形膜，活塞可沿着第一轴线轴向地移动以压靠离合器组，
从而活塞的操作增加活塞内的压力，导致前表面抵靠离合器组并使可变形膜变形，从而在邻接的盘上均匀地施加压力。
22.根据权利要求21所述的限滑差速器，其中，所述活塞是布置为至少部分地围绕第一轴线的环形活塞。
23.根据权利要求21或22所述的限滑差速器，其中，所述活塞具有U形横截面。
24.根据权利要求21或22所述的限滑差速器，其中，所述活塞包括至少围绕其周边区域布置的整体密封部分。
25.根据权利要求21或22所述的限滑差速器，其中，所述活塞由柔性材料形成。
26.根据权利要求21或22所述的限滑差速器，其中，俘获盘和浮动盘中的每一个具有中心区域、周边区域，并且限定至少一个润滑剂孔，每个润滑剂孔配置为容纳一些润滑剂，
其中，俘获盘和浮动盘中的一个具有第一面，所述第一面在靠近中心区域处限定第一润滑剂孔，并且限定与第一润滑剂孔径向间隔开并且靠近周边区域的第二润滑剂孔，并且
其中，俘获盘和浮动盘中的另一个具有与第一面相对布置的第二面，所述第二面具有在投影在其上的两个假想轮廓，该两个假想轮廓对应第一润滑剂孔和第二润滑剂孔，并且第二面在所述假想轮廓之间限定与中心区域径向间隔开的中间润滑剂孔，并且
其中，布置在第二面上的并且与中心区域同心的第一假想圆与中间润滑剂孔相切，并且与第一润滑剂孔的假想轮廓相交，并且布置在第二面上的并且与中心区域同心的第二同心圆与中间润滑剂孔相切，并且与第二润滑剂孔的假想轮廓相交，并且
其中，在使用中，支架至少部分地浸润在润滑剂中，并且填充润滑剂，并且所述俘获盘和浮动盘相对于彼此旋转，使得中间润滑剂孔旋转经过并部分地重叠第一润滑剂孔，导致容纳在第一润滑剂孔中的润滑剂移动到中间润滑剂孔中，并且中间润滑剂孔旋转经过并且部分地重叠第二润滑剂孔，导致容纳在中间润滑剂孔中的润滑剂移动到第二润滑剂孔中，从而导致润滑剂经由所述润滑剂孔中的每一个从中心区域朝向周边区域逐渐行进。
27.根据权利要求21或22所述的限滑差速器，其中，支架还包括：
沿着第一轴线延伸的侧壁和延伸穿过其中的至少一个入口孔，所述至少一个入口孔具有中心线，所述中心线相对于从第一轴线延伸到中心线和侧壁的交叉点的半径成锐角布置；以及
至少一个出口孔，所述至少一个出口孔在邻近离合器组的外边缘并与其间隔开的区域和支架外部的区域之间延伸，
其中，在使用中，支架沿第一方向旋转，导致推动润滑剂朝向第一轴线通过所述至少一个入口孔，并且导致润滑剂通过所述至少一个出口孔并且远离第一轴线排出。
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