CN107387716A - 可调式泵阀自锁防滑差速器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆用的可调式泵阀自锁防滑差速器，主要由差速器外壳，齿轮泵，双向限流阀，左、右半轴齿圈组成；齿轮泵的两个齿轮轴分别朝左右伸出驱动齿轮与连接车轮半轴的左、右半轴齿圈啮合；左、右半轴齿圈相对齿轮泵的转速差，带动齿轮泵的齿轮轴自转泵油；当油流量超过限流阀设置的允许通过流量时，限流阀自动关闭锁止齿轮泵的齿轮轴不能继续旋转，从而将左、右半轴齿圈锁止到与齿轮泵同步旋转，阻止一侧车轮打滑空转并驱动被困车轮。本发明可实现当一侧车轮打滑空转时能迅速自动将左右车轮半轴锁止到同步运转且车辆恢复正常行驶后自动解锁，具有结构简单、制作维护成本低、触发锁止的速差可随意调节设置、输出扭矩大等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种差速器，特别是一种能自动锁止防止车轮打滑并能自动解锁的可调式差速器。
背景技术
普通车辆上所使用的常规的十字轴式的差速器，其设计以及结构原理存在一个较为明显的“差速不差扭”的缺陷，即有一侧驱动轮打滑空转时，另一侧驱动轮得不到动力，导致车辆陷入困境。为了克服该缺陷，人们对差速器进行了多种改进，加装了各种各样的防滑锁止机构，目前主要有摩擦片锁止方式、蜗轮蜗杆锁止方式、粘性耦合锁止等方式，但仍存在如下弊端：结构与零件形状复杂，制作与维护成本高昂，有的动作、反应迟缓，触发的速差值难以调节，或负载过大后，摩擦接触件容易磨损、打滑、动力分配不足，导致适应范围以及使用成本不能令人满意。
发明内容
为了克服现有技术不足，本发明提供了一种泵阀自锁防滑差速器，当车辆一侧驱动轮打滑空转时，能迅速自动阻止其继续空转并驱动另一侧车轮转动；而当车辆脱离困境后又能自动地解锁让两侧车轮恢复正常运转，并且触发锁止的两驱动轮间速差可调，具有广阔的应用前景以及较低的使用成本。
本发明采取了如下的技术方案：
一种可调式泵阀自锁防滑差速器，主要包括差速器左壳以及差速器右壳、以及分别与车辆左右半轴连接的左半轴齿圈和右半轴齿圈，还包括固定于差速器左右外壳中间且能将左右半轴齿圈自动地进行锁止的若干组齿轮泵与一组双向限流阀，所述齿轮泵与限流阀内部充满液压油且相对齿轮泵的泵体和泵盖的外部密封隔离；所述齿轮泵的泵体与泵盖中心位置内部具有一个用于自动截断若干组齿轮泵内流体流动量的可调节的双向限流阀。
可选地，若干组齿轮泵中的每组齿轮泵均有一左驱动齿轮轴与一右驱动齿轮轴；左驱动齿轮轴进一步包括左泵油齿轮与左驱动齿轮；右驱动齿轮轴进一步包括右泵油齿轮与右驱动齿轮；其中左、右泵油齿轮在由泵体与泵盖密封形成的齿轮泵室内相互啮合，而左、右驱动齿轮，分别朝左右延伸出齿轮泵室外，与左右半轴齿圈啮合形成行星齿轮传动结构。
可选地，所述左、右驱动齿轮形成为所述行星齿轮传动机构的行星齿轮，而左右半轴齿圈形成行星齿轮传动机构的齿圈，齿轮泵的泵体以及泵盖则形成为行星架。
可选地，所述齿轮泵为沿所述差速器轴线圆周均布且进出流体相互并联连通的若干组。
可选地，所述限流阀能够完全地截断齿轮泵的流体通路。
可选地，所述限流阀位于差速器中心轴线位置，包括形成在泵体上并由泵盖密封形成的独立的限流阀室，所述限流阀室的限流阀室进出口经导油孔与若干组齿轮泵的泵进出口连通。
可选地，限流阀室内具有一个可沿差速器轴线双向移动的并且与限流阀室间有泄流槽隙的限流活门，当所述限流活门位于移动路径的两端时，能够封闭相应的所述限流阀进出口，具有双向限截流功能。
可选地，所述限流阀还包括分别安装于限流活门的左右两端的两个回位弹簧，使限流活门常态下处于限流阀室中间双向导通位置。
可选地，所述限流阀还包括两个分别安装在泵盖与泵体上的用于调节触发限流阀截流动作流量值的调节螺丝，所述回位弹簧其一端顶住限流活门，另一端顶住相应的调节螺丝，通过调整调节螺丝对所述回位弹簧的压紧程度从而调整设置触发限流阀截流的流量。
可选地，所述调节螺丝分别安装在泵盖与泵体外侧差速器轴线位置，工具可穿过左右半轴齿圈中间连接半轴的通孔对所述调节螺丝进行扭动调整，及扭开调节螺丝后对齿轮泵内部液压油进行补充或更换。
车辆动力源驱动外部大齿轮、差速器左右壳与齿轮泵旋转，齿轮泵的左、右齿轮轴的驱动齿轮，分别推动左、右半轴齿圈旋转；当左、右半轴齿圈旋转转速一致时，齿轮泵也与左、右半轴齿圈同步旋转，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴仅随左、右半轴齿圈公转，无自转，齿轮泵无油流产生；当左、右半轴齿圈相互存在速差时，齿轮泵相对左、右半轴齿圈存在差动，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴在随齿轮泵公转时被左、右半轴齿圈带动自转，产生泵油动作，产生的油流，经导油孔，流经限流阀。当左、右半轴齿圈速差较小时，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴自转的转速较慢，泵出的油的流量不超过限流阀设置的允许通过流量时，油流可以通过限流阀再次流回齿轮泵室，形成循环流动；当左、右半轴齿圈速差增大时，左、右半轴齿圈相对齿轮泵的速差也加快，同时带动左、右驱动齿轮轴自转的转速加快，泵出的油的流速、流量随之增大，流量超过限流阀设置的允许通过流量时，推动限流活门克服回位弹簧阻力，堵住限流阀进出口。此时齿轮泵进出油路被关闭，产生的液压锁止左、右驱动齿轮轴不能继续相对自转，从而迫使左、右半轴齿圈同步运转，达到差速器锁止目的；当车辆脱困后，恢复到正常行驶状态，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴之前持续泵油的动力消失，限流阀内液压油的压力解除，限流活门被回位弹簧推开到之前导通位置，锁止解除；
与现有技术相比，本发明具有如下明显的优点：
适用范围广：本发明通过调整上述限流阀，可获得触发自动锁止动作最佳的速差范围，以适应不同行驶速度的车辆，既可以使用到高速车辆，也可以使用到低速车辆上面，或者用于中央差速器。
结构简单、制作维护成本低：本发明中，由于无摩擦片、蜗轮蜗杆、等形状复杂零件，且相比其他自动锁止结构差速器的零件总数少，形状简单，极易拆装、维修、调整；降低了生产制作成本与维修成本，更易普及到各种车辆上。
安全可靠：由于本发明中，通过限流阀的闭、开，来实现锁止与解锁，反映迅速，锁止可靠，由于非摩擦传动扭矩，锁止零件不易磨损，能分配更大的输出扭矩，不必担心大扭矩频繁工作、导致摩擦片磨损、打滑、或其他结构的锁止后的动力分配不足现象。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1为本发明的泵阀自锁防滑差速器的主要零件排列示意图；
图2为本发明的泵阀自锁防滑差速器的轴向断面结构示意图；
图3为本发明的泵阀自锁防滑差速器的左右齿轮轴与左右半轴齿圈关系图；
图4为本发明的泵阀自锁防滑差速器的泵盖示意图；
图5为本发明的泵阀自锁防滑差速器的泵体示意图；
图6为本发明的泵阀自锁防滑差速器的限流阀放大示意图
图中标号所示：
1.轴承；2.差速器左壳；3.左半轴齿圈；4.油封；5.泵盖；6.螺丝；7.左驱动齿轮轴；8.泵体；9.右驱动齿轮轴；10.右半轴齿圈；11.限流阀进出口；12.油堵；13.回位弹簧；14.调节螺丝；15.限流活门；16.限流阀室；17.外部大齿轮；18.导油孔；19.定位销；20.泵室轴通孔；21.泵室；22.轴尾支撑孔；23.泵进出口；24.差速器右壳；701.左泵油齿轮；702左驱动齿轮；901右泵油齿轮；902右驱动齿轮；
具体实施方式
参见附图1-3，其展示了本发明所涉及的可调式泵阀式自锁防滑差速器的其中一种较佳的、优选的结构，主要由差速器左壳2、差速器右壳24、三组齿轮泵、一组限流阀、一左半轴齿圈3、一右半轴齿圈10组成。
上述三组齿轮泵的泵体8，泵盖5，与差速器左右壳2、24，及外部大齿轮17，由螺丝6、定位销19紧固，由轴承1旋转支撑；上述三组齿轮泵，每组均有一左驱动齿轮轴7与一右驱动齿轮轴9；上述左驱动齿轮轴7，含有左泵油齿轮701与左驱动齿轮702；上述右驱动齿轮轴9，含有右泵油齿轮901与右驱动齿轮902；其中的左、右泵油齿轮701、901在由泵体8与泵盖5密封形成的齿轮泵室21内相互啮合，而另一端的左、右驱动齿轮702、902，分别朝左右延伸出齿轮泵室21外，与上述左、右半轴齿圈3、10啮合；左、右驱动齿轮轴7、9延伸出泵室轴通孔20部位，安装有油封4；左、右驱动齿轮702、902的末端有心轴伸出，由泵体8与泵盖5的轴尾支撑孔22对其旋转支撑。
参见附图1，上述限流阀，位于差速器中心轴线位置，由泵体8与泵盖5密封形成的独立的限流阀室16，与其内部的限流活门15、两个回位弹簧13、两个调节螺丝14组成；限流活门15可以朝左右两端移动，可堵死限流阀室16两端的限流阀进出口11，具有双向截流功能；限流活门15与限流室间16间有泄流槽隙：上述两个回位弹簧13，与限流活门15同一轴线，分别安装于限流活门15的左右两端；回位弹簧13其一端顶住限流活门15，另一端顶到调节螺丝14，使限流活门15处于限流阀室16中间双向导通位置；上述两个调节螺丝14，分别装在泵盖5与泵体8上，顶在回位弹簧13端面；调节螺丝外部，设有油堵12将调节螺丝封闭。工具可通过左右半轴齿圈中间的通孔对调节螺丝进行扭动调整。
参见附图1，附图2，附图4-6，上述齿轮泵的泵室2与限流阀室16内部均充满液压油，齿轮泵的泵盖5与泵体8，均径向钻有三组进出导油孔18，将位于三个泵室21两端的泵进出油口23与限流阀室16两端的限流阀进出口11连接，并与外界密封隔离形成循环流通油路。
参见附图1，附图2，附图3，上述左、右半轴齿圈3、10与差速器同轴线地位于差速器外壳2内，可相对差速器外壳2旋转，并可分别带动齿轮泵的左、右驱动齿轮轴7、9自转。
车辆动力源驱动差速器旋转时，齿轮泵的左、右齿轮轴7、9的驱动齿轮分别与左、右半轴齿圈3、10相啮合，并推动左、右半轴齿圈3、10旋转；
当左、右半轴齿圈3、10旋转转速一致时，齿轮泵与左、右半轴齿圈3、10同步旋转，左、右驱动齿轮轴7、9只随齿轮泵公转，无自转，齿轮泵无油流产生；
当左、右半轴齿圈3、10相互存在旋转速差时，也相对齿轮泵存在旋转速差，并带动齿轮泵的左、右驱动齿轮轴7、9在随齿轮泵公转同时自转，产生泵油动作，产生的油流，经导油孔18，流经限流阀。当左、右半轴齿圈3、10速差较小时，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴7、9自转的转速较慢，泵出的油的流量不超过限流阀设置的允许通过流量，油流可以通过限流阀再次流回齿轮泵的泵室21，形成循环流动；
当左、右半轴齿圈3、10速差加大时，相对齿轮泵的速差也加快，带动左、右驱动齿轮轴7、9相对转速加快，泵出的油的流速、流量随之增大，流量超过限流阀设置的允许通过流量时，推动限流活门15压缩回位弹簧13，堵住限流阀进出口11；此时齿轮泵进出油路被关闭，产生的液压锁止左、右驱动齿轮轴7、9不能继续自转，从而迫使左、右半轴齿圈3、10同步运转，差速器即被锁止；当车辆恢复到正常行驶状态，齿轮泵的左、右驱动齿轮轴7、9之前持续泵油的动力消失，液压油的压力解除，限流活门15被回位弹簧13推开到之前导通位置，锁止解除。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种可调式泵阀自锁防滑差速器，包括差速器左壳(2)以及差速器右壳(24)、以及分别与车辆左右半轴连接的左半轴齿圈(3)和右半轴齿圈(10)、其特征在于还包括固定于差速器左右外壳(2、24)中间且能将左右半轴齿圈(3、10)自动地进行锁止的若干组齿轮泵与一组双向限流阀，所述齿轮泵与限流阀内部充满液压油且相对齿轮泵的泵体(8)和泵盖(5)的外部密封隔离；所述齿轮泵的泵体(8)与泵盖(5)中心位置内部具有一个用于自动截断若干组齿轮泵内流体流动量的可调节的双向限流阀。
2.如权利要求1所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：若干组齿轮泵中的每组齿轮泵均有一左驱动齿轮轴(7)与一右驱动齿轮轴(9)；左驱动齿轮轴(7)进一步包括左泵油齿轮(701)与左驱动齿轮(702)；右驱动齿轮轴(9)进一步包括右泵油齿轮(901)与右驱动齿轮(902)；其中左、右泵油齿轮(701、901)在由泵体(8)与泵盖(5)密封形成的齿轮泵室(21)内相互啮合，而左、右驱动齿轮(702、902)，分别朝左右延伸出齿轮泵室(21)外，与左右半轴齿圈(3、10)啮合形成行星齿轮传动结构。
3.如权利要求1-2之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述左、右驱动齿轮(702、902)形成为所述行星齿轮传动机构的行星齿轮，而左右半轴齿圈(3、10)形成行星齿轮传动机构的齿圈，齿轮泵的泵体(8)以及泵盖(5)则形成为行星架。
4.如权利要求1-3之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述齿轮泵为沿所述差速器轴线圆周均布且进出流体相互并联连通的若干组。
5.如权利要求1-4之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述限流阀能够完全地截断齿轮泵的流体通路。
6.如权利要求1-5之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述限流阀位于差速器中心轴线位置，包括形成在泵体(8)上并由泵盖(5)密封形成的独立的限流阀室(16)，所述限流阀室(16)的限流阀室进出口(11)经导油孔(18)与若干组齿轮泵的泵进出口(23)连通。
7.如权利要求1-6之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：限流阀室(16)内具有一个可沿差速器轴线双向移动的并且与限流阀室(16)间有泄流槽隙的限流活门(15)，当所述限流活门(15)位于移动路径的两端时，能够封闭相应的所述限流阀进出口(11)，具有双向限截流功能。
8.如权利要求1-7之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述限流阀还包括分别安装于限流活门15的左右两端的两个回位弹簧(13)，使限流活门(15)常态下处于限流阀室(16)中间双向导通位置。
9.如权利要求1-8之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述限流阀还包括两个分别安装在泵盖(5)与泵体(8)上的用于调节触发限流阀截流动作流量值的调节螺丝(14)，所述回位弹簧(13)其一端顶住限流活门(15)，另一端顶住相应的调节螺丝(14)，通过调整调节螺丝(14)对所述回位弹簧(13)的压紧程度从而调整设置触发限流阀截流的流量。
10.如权利要求1-9之一所述的一种可调式泵阀自锁防滑差速器，其特征在于：所述调节螺丝(14)分别安装在泵盖(5)与泵体(8)外侧差速器轴线位置，工具可穿过左右半轴齿圈(3、10)中间连接半轴的通孔对所述调节螺丝(14)进行扭动调整，及扭开调节螺丝(14)后对齿轮泵内部液压油进行补充或更换。
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