CN108240448B - 差速器以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差速器以及车辆，差速器包括：两个行星齿轮机构，齿圈为动力输出端，输入部，输入部、两个行星架同轴布置且输入部分别与两个行星架联动；动力接合装置，动力接合装置包括第一和第二接合部，第一接合部与两个齿圈中的一个相连，第二接合部与两个行星架同步转动，两个行星架构成差速器的动力输入端；接合部驱动装置，接合部驱动装置包括：驱动针和驱动部，驱动部设置成用于驱动驱动针带动第二接合部沿轴向向靠近第一接合部的方向移动，从而使第二接合部接合第一接合部。这样差速器可以锁止两个半轴，可以提高车辆的脱困能力。

Description

差速器以及车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种差速器以及具有该差速器的车辆。

背景技术

相关技术中，新能源汽车采用了分布式驱动方式，由两个电机分别驱动两侧车轮，左、右车轮的转速、扭矩可以由控制器分别独立调节，这样取消了差速器，但是在某些易打滑路况下仍然需要锁止左、右半轴以提高车辆通过性。如果将传统的电动锁止式差速器应用于分布式驱动的新能源汽车，则浪费了差速器的差速功能，而且传统的电动锁止式差速器结构复杂，零部件较多，占用空间较多。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种差速器，该差速器可以锁止两个半轴，可以提升车辆的脱困能力。

本发明进一步地提出了一种车辆。

根据本发明的差速器，包括：第一行星架、第一行星轮和第一齿圈，所述第一行星轮设置在所述第一行星架上，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合；第二行星架、第二行星轮和第二齿圈，所述第二行星轮设置在所述第二行星架上，所述第二行星轮与所述第二齿圈啮合且所述第二行星轮还与所述第一行星轮啮合；其中，所述第一齿圈和所述第二齿圈构成所述差速器的两个动力输出端，所述第一行星架和所述第二行星架构成所述差速器的动力输入端，且所述第一行星轮与所述第二行星轮的公转半径不同；动力接合装置，所述动力接合装置包括第一接合部和第二接合部，所述第一接合部与所述第一齿圈和第二齿圈中的一个相连，所述第二接合部与所述第一行星架和所述第二行星架同步转动；接合部驱动装置，所述接合部驱动装置包括：驱动针和驱动部，所述驱动针设置成可随所述第一行星架和所述第二行星架绕中心轴线转动且可相对第一行星架和所述第二行星架轴向移动，所述驱动针的两端分别与所述驱动部和所述第二接合部配合，所述驱动部设置成用于驱动所述驱动针带动所述第二接合部沿所述轴向向靠近所述第一接合部的方向移动，从而使所述第二接合部接合所述第一接合部。

根据本发明的差速器，当接合部驱动装置驱动第二接合部与第一接合部接合后，第一齿圈和第二齿圈的输出转速相同，从而可以实现两个半轴的同步锁止，可以有利于提升车辆的脱困能力。

根据本发明的车辆，包括上述的差速器。

附图说明

图1是根据本发明实施例的差速器的一个视角的爆炸图；

图2是根据本发明实施例的差速器的另一视角的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的差速器的平面原理简图；

图4是根据本发明实施例的差速器的装配后的立体图；

图5是其中一个实施例中的第一齿圈和第二齿圈的位置示意图；

图6是另一个实施例中的第一齿圈和第二齿圈的位置示意图；

图7是又一个实施例中第一齿圈和第二齿圈的位置示意图；

图8是根据本发明实施例的差速器的局部示意图；

图9是第一行星轮和第二行星轮的立体图；

图10是第一行星轮和第二行星轮的啮合原理简图；

图11是根据本发明又一个实施例的第一齿圈或第二齿圈的立体图；

图12是根据本发明再一个实施例的第一齿圈或第二齿圈的立体图；

图13是根据本发明实施例的动力驱动系统的示意图；

图14是根据本发明实施例的车辆的示意图；

图15是根据本发明的动力驱动系统的示意图；

图16是差速器、动力接合装置和结合部驱动装置的示意图；

图17是随动部的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1-图14对根据本发明实施例的差速器100进行详细描述，该差速器100可以用于轮间差速或轴间差速，以用于轮间差速为例，该差速器100能够使左右驱动车轮在车辆转弯行驶或在不平路面行驶时以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动轮与地面间作纯滚动运动。

如图1和图2所示，根据本发明一些实施例的差速器100可以包括第一行星架11、第一行星轮12和第一齿圈13以及第二行星架21、第二行星轮22和第二齿圈23。

结合图1和图2的实施例，第一行星架11和第二行星架21均可以构造为圆形的板状结构，这样可以在一定程度上减少差速器100的轴向尺寸。在一些实施例中，第一行星架11和第二行星架21可为分体式结构，由于单独小部件成型相对容易，因此将第一行星架11和第二行星架21分别单独加工可以简化制造工艺、提高加工精度。

如图3并结合图1、图2和图9所示，第一行星轮12设置在第一行星架11上，例如，每个第一行星轮12配置有一个第一行星轮轴14(图9所示)，第一行星轮轴14的两个端部分别可转动地支承在第一行星架11和第二行星架21上，如第一行星轮轴14的两个端部可通过轴承而可转动地支承在第一行星架11和第二行星架21上彼此对应的轴孔内，此时第一行星轮12可固定于对应的第一行星轮轴14上。由此，通过第一行星轮轴14可以实现连接第一行星架11和第二行星架21的目的，从而使得第一行星架11和第二行星架21保持同速、同向运动(即第一行星架11和第二行星架21联动)。而且采用这种连接方式，第一行星架11和第二行星架21可以很好地对第一行星轮轴14进行支承，防止第一行星轮轴14与单个行星架脱离连接而导致差速器100失效。

第一行星轮12与第一齿圈13啮合，具体可为内啮合形式，即第一行星轮12位于第一齿圈13的内侧并与第一齿圈13上的齿啮合。第一行星轮12优选为多个，并且沿周向等间距分布在第一齿圈13内侧，例如，作为一种优选的实施方式，第一行星轮12可为三个，并且任意相邻的两个第一行星轮12之间间隔角度为120°。

类似地，如图3并结合图1、图2和图9所示，第二行星轮22设置在第二行星架21上，例如，每个第二行星轮22配置有一个第二行星轮轴24，如第二行星轮轴24的两个端部可通过轴承而可转动地支承在第一行星架11和第二行星架21上彼此对应的轴孔内，此时第二行星轮22可固定于对应的第二行星轮轴24上。由此，通过第二行星轮轴24可以实现连接第一行星架11和第二行星架21的目的，从而使得第一行星架11和第二行星架21保持同速、同向运动。而且采用这种连接方式，第一行星架11和第二行星架21可以很好地对第二行星轮轴24进行支承，防止第二行星轮轴24与单个行星架脱离连接而导致差速器100失效。

此外，在本发明的另一些实施例中，为了保持第一行星架11和第二行星架21能够同速、同向运动，也可以通过中间部件将第一行星架11和第二行星架21直接固定连接，也就是说，上面实施例中第一行星架11和第二行星架21的同速、同向运动可以是通过第一行星轮轴14和第二行星轮轴24来实现的，而该实施例可以直接通过设置中间部件实现第一行星架11和第二行星架21的同速、同向运动，例如该中间部件可以位于第一行星架11和第二行星架21之间并且分别与第一行星架11和第二行星架21焊接固定。

第二行星轮22与第二齿圈23啮合，具体可为内啮合形式，即第二行星轮22位于第二齿圈23的内侧并与第二齿圈23上的齿啮合。第二行星轮22优选为多个，并且沿周向等间距分布在第二齿圈23内侧，例如，作为一种优选的实施方式，第二行星轮22可为三个，并且任意相邻的两个第二行星轮22之间间隔角度为120°。

其中，需要说明的是，图3为根据本发明实施例的差速器100的平面原理简图，其中示意性地示出了第一行星轮12与第二行星轮22之间的啮合关系以及第一行星轮12与第一齿圈13、第二行星轮22与第二齿圈23的啮合关系，由于图3为平面图，并且同时示出了上述三种啮合关系，因此各部件的相对位置关系仅是示意性的，并不表示或暗示各部件的实际空间布置位置。

在第一行星轮12和第二行星轮22均为多个的实施例中，优选地，多个第一行星轮12和多个第二行星轮22分别对应地啮合。例如，如图1、图2和图8所示，第一行星轮12和第二行星轮22均为三个，则第一个第一行星轮12可与对应的第一个第二行星轮22啮合，第二个第一行星轮12可与对应的第二个第二行星轮22啮合，第三个第一行星轮12可与对应的第三个第二行星轮22啮合，这样存在多组彼此啮合的第一行星轮12和第二行星轮22，在差速器100传输动力时，动力在多组彼此对应啮合的第一行星轮12与第二行星轮22之间传递将更加稳定、可靠。

此外，在第一行星轮12和第二行星轮22均为多个的另一个实施例，多个第一行星轮12和多个第二行星轮22沿周向交替布置，并且任意相邻的第一行星轮12和第二行星轮22啮合。也就是说，在该实施例中，多个第一行星轮12和多个第二行星轮22沿周向交替布置并形成一个环形，每一个第一行星轮12都与其相邻的两个第二行星轮22啮合，同样地，每一个第二行星轮22都与其相邻的两个第一行星轮12啮合。

其中，参照图3的实施例，第一行星轮12的公转轴线O与第二行星轮22的公转轴线O重合。

特别地，如图1-图3、图8-图10所示，第一行星轮12与第二行星轮22啮合配合。换言之，对于第一行星轮12而言，其不仅与第一齿圈13啮合，同时还与第二行星轮22啮合，对于第二行星轮22而言，其不仅与第二齿圈23啮合，同时还与第一行星轮12啮合。

如图3所示，第一齿圈13和第二齿圈23可以构成差速器100的两个动力输出端，第一行星架11和第二行星架21则对应构成差速器100的动力输入端(例如，此时第一行星架11和第二行星架21可以刚性连接在一起)，这样外部动力源输出的动力可从第一行星架11和第二行星架21输入，经过差速器100的差速作用后可分别从第一齿圈13和第二齿圈23输出。此时，作为可选的实施方式，第一行星架11和第二行星架21可连接诸如发动机、电机等动力源，第一齿圈13和第二齿圈23可通过齿轮传动结构与对应的半轴相连，半轴再与对应的车轮相连，但不限于此。

下面以该差速器100应用于轮间差速，第一齿圈13和第二齿圈23构成差速器100的动力输出端，第一行星架11和第二行星架21构成差速器100的动力输入端为例简单说明差速器100的工作原理，其中此时第一齿圈13可通过诸如齿轮传动结构与左半轴相连，左半轴可与左侧车轮相连，第二齿圈23可通过诸如齿轮传动结构与右半轴相连，右半轴可与右侧车轮相连，动力源如发动机和/或电机输出的动力可通过主减速器的减速作用后输出至第一行星架11和第二行星架21。若此时车辆行驶在平整的路面且没有转弯，左侧车轮和右侧车轮理论上转速相同，此时差速器100不起差速作用，第一行星架11和第二行星架21同速、同向转动，第一齿圈13和第二齿圈23同速、同向转动，第一行星轮12和第二行星轮22只公转、不自转。若此时车辆行驶在不平整的路面或者车辆转弯行驶，左侧车轮和右侧车轮理论上转速不同，第一齿圈13和第二齿圈23的转速也不同，即存在转速差，此时第一行星轮12和第二行星轮22在公转的同时也自转，第一行星轮12和第二行星轮22的自转会使得第一齿圈13和第二齿圈23中的一个增速、另一个减速，增速的齿圈与减速的齿圈的转速差即为左右车轮的转速差，从而实现差速作用。

由此，根据本发明实施例的差速器100利用行星差速原理，在结构和连接形式上空间利用率更高，轴向尺寸更小，并且在生产和装配上更具有优势。这样的结构形式不但可以避免锥形齿轮轴向以及径向上的尺寸缺陷，附加地还可以更好地利用主减从动齿轮内部中空的空间，实现更好地空间利用率，极大地方便了差速器100总成的整车布置以及对重量大小的限制，同时也具备了更高的可靠性和更佳的传动效率，有利于提高动力传动链的可靠性和过弯时的动力输出流畅性，这相对于对称式锥齿轮差速器而言更具有实用性。

特别地，第一行星轮12与第二行星轮22的公转半径不同，即参见图3所示，第一行星轮12的公转半径指的是第一行星轮12绕公转轴线O公转的半径R1，第二行星轮22的公转半径指的是第二行星轮22绕公转轴线O公转的半径R2，参见图3所示，R1≠R2，如R2＞R1。即，第一行星轮12和第二行星轮22的公转轨迹在径向上是错开的。在本发明的示例中，第一行星轮12的公转半径相对较小，第二行星轮22的公转半径相对较大。

由于第一行星轮12和第二行星轮22的公转半径不同，因此在一些实施例中，第一齿圈13的内径尺寸和第二齿圈23的内径尺寸也是不同的，公转半径小的行星轮(例如第一行星轮12)对应的齿圈的内径尺寸较小，即对应半径相对较小的小齿圈(如第一齿圈13)，公转半径较大的行星轮(例如第二行星轮22)对应的齿圈的径向尺寸较大，即对应半径较大的大齿圈(如第二齿圈23)，这使得大齿圈23和小齿圈13在径向上错开，避免齿圈与行星轮等运动部件之间发生运动干涉，从而有效减小第一齿圈12和第二齿圈22的轴向间隙，例如参照图3、图5-图6，该轴向间隙即为D，通过减少轴向间隙D，从而使得差速器100的轴向尺寸更小，结构更紧凑。

下面对第一齿圈13和第二齿圈23的构造结合具体的实施例进行详细描述。

在本发明的一些实施例中，第一齿圈13和第二齿圈23为对称结构，换言之，第一齿圈13和第二齿圈23对称设置，这样能够增加齿圈的通用性，降低成本。

参照图5并结合图1和图2所示，第一齿圈13朝向第二齿圈23的端面B1(参照图2)与第二齿圈23朝向第一齿圈13的端面B2(参照图1)处在同一平面B3(参照图5)内，换言之，该实施例中，如图5所示，端面B1、端面B2同时处在平面B3内，即与B3是重合的，由此第一齿圈13与第二齿圈23在轴向上的间隙D为零(如图5所示)，这样可以大大减少差速器100的轴向尺寸，使差速器100的体积更小巧、结构更紧凑，方便整个动力驱动系统的布置。

在另一个实施例中，如图7所示，第一齿圈13和第二齿圈23中半径相对较小的一个齿圈如小齿圈13至少部分地嵌入半径尺寸较大的一个齿圈如大齿圈23内，此时第一齿圈13和第二齿圈23在轴向上的间隙D可以理解为负，由此同样可以减小差速器100的轴向尺寸，同时通过第一齿圈13和第二齿圈23可以更好地保护两齿圈内的零部件。

当然，可选地，参照图6所示，第一齿圈13与第二齿圈23在轴向上也可以错开并间隔一定距离D。可以理解的是，单从缩小差速器100轴向尺寸这一角度而言，图5实施例的间隙D为零以及图7实施例的间隙D为负是优于图6实施例的(图6实施例的间隙D为正)。

需要说明的是，上述图3(结合图1-图2、图5-图7)的间隙D指的是第一齿圈13的环形侧壁部162和第二齿圈23的环形侧壁部162之间的距离。例如参见图1-图3、图5-图7的实施例，第一齿圈13和第二齿圈23都包括主体平板部161和环形侧壁部162。

而在本发明的另一些实施例中，如参见图11和图12的实施例中，第一齿圈13和第二齿圈23中的每一个还进一步包括环形凸缘部163，环形凸缘部163从环形侧壁部162的端面向远离主体平板部161的方向延伸，在图11的实施例中，环形凸缘部163的内径可与环形侧壁部162的外径大体相等，这样环形凸缘部163在径向上相当于向外突出环形侧壁部162(即第一齿圈13或第二齿圈23的外周面)。而在图12的实施例中，环形凸缘部163外径可与环形侧壁部162的外径大体相等，而环形凸缘部163的内径可以大于环形侧壁部162的内径，也就是说，环形凸缘部163的厚度比环形侧壁部162的厚度要薄一些。

但是，需要说明，在图1-图3、图5-图7实施例的齿圈结构中，其两个齿圈之间的间隙D指代两个齿圈的环形侧壁部162之间的间隙。而图11和图12实施例中的齿圈结构，其两个齿圈之间的间隙D指代两个齿圈的环形凸缘部163之间的间隙。

对于小齿圈嵌入大齿圈的实施例，如图1-图2且结合图3所示，第一齿圈13和第二齿圈23中的每一个均包括：主体平板部161和设置在主体平板部161的外周沿的环形侧壁部162，主体平板部161与环形侧壁部162可以是一体成型部件。环形侧壁部162的内壁面上设置有多个轮齿，其中参见图4所示，半径相对较小的一个齿圈如第一齿圈13(即小齿圈13)的环形侧壁部162至少部分地嵌入半径相对较大的一个齿圈如第二齿圈23(即大齿圈23)的环形侧壁部162内。

当然，对于小齿圈嵌入大齿圈的实施例，也可以采用图11-图12中的齿轮结构，例如大齿圈采用图11或图12中的齿圈结构，即大齿圈具有环形凸缘部163，而小齿圈则可采用图1-图3实施例的普通齿圈结构(没有环形凸缘部163)，此时小齿圈的环形侧壁部162可以至少部分地嵌入大齿圈的环形凸缘部内。或者，小齿圈和大齿圈都可以采用图11和图12中的齿圈结构，此时小齿圈的环形凸缘部163可以至少部分地嵌入大齿圈的环形凸缘部内，但不限于此。

此外，可以理解的是，上述虽然给出了几种小齿圈嵌入大齿圈的实施例，但是这并非是对本发明保护范围的一种限制，本领域技术人员在阅读了说明书上述内容之后，充分了解齿圈的嵌入原理，可以对上述小齿圈和/或大齿圈在结构上作出相似的修改，这同样落入本发明的保护范围之内。

参见图3所示，主体平板部161与环形侧壁部162之间限定出空腔A1、A2(参见图3)，具体来讲，第一齿圈13的主体平板部161与环形侧壁部162之间限定出空腔A1，第二齿圈23的主体平板部161与环形侧壁部162之间限定出空腔A2，第一齿圈13内的空腔A1与第二齿圈23内的空腔A2朝向彼此以构成安装空间A(参见图3)，其中第一行星架11和第一行星轮12以及第二行星架21和第二行星轮22收纳在安装空间A内，这样第一齿圈13和第二齿圈23充当外部壳体的功用，能够保护收纳在其中的行星架和行星轮，提高寿命。而且配合第一齿圈13的端面B1和第二齿圈23的端面B2平齐或者配合尺寸较小的小齿圈13至少部分嵌入尺寸较大的大齿圈23的实施方式，可以使得安装空间A相对较为封闭，外部杂物不易进入到安装空间A内而影响运动部件，保证了差速器100的稳定工作。

下面对第一行星轮12与第二行星轮22的啮合关系结合具体实施例进行详细描述。

在本发明的实施例中，第一行星轮12与第二行星轮22在轴向上的厚度不同(参见图10)，这样对差速器100轴向尺寸的缩小有一定帮助。进一步，较薄的行星轮如第二行星轮22的轮齿与较厚的行星轮如第一行星轮12的轮齿完全啮合，且较厚的行星轮的轮齿在轴向上向一侧延伸超出较薄的行星轮的轮齿，或者较厚的行星轮的轮齿在轴向上分别向两侧延伸超出较薄的行星轮的轮齿。在本发明的示例中，较厚的行星轮的轮齿在轴向上只向一侧延伸超出较薄的行星轮的轮齿，例如结合图9和图10所示，较厚的第一行星轮12向左侧延伸超出较薄的第二行星轮22，较厚的第一行星轮12的右侧面与较薄的第二行星轮22的右侧面可以基本是平齐的，这样有利于对差速器100轴向尺寸的控制。

由于第一行星轮12和第二行星轮22的公转半径不同，对于行星轮厚度不同的实施例，其较厚的行星轮如第一行星轮12的公转半径要小于较薄行星轮如第二行星轮22的公转半径。并且，较厚的行星轮如第一行星轮12对应的齿圈为径向尺寸较小的小齿圈如第一齿圈13，较薄的行星轮如第二行星轮22对应的齿圈为径向尺寸相对较大的大齿圈如第二齿圈23，大齿圈23的外径(外表面)大于小齿圈13的外径(外表面)。例如在本发明的示例中，第一行星轮12的厚度大于第二行星轮22的厚度，从而较厚的第一行星轮12对应的第一齿圈13为小齿圈，较薄的第二行星轮22对应的第二齿圈23为大齿圈，并且第一行星轮12的公转半径小于第二行星轮22的公转半径。

此外，需要说明的是，公转半径较小的行星轮与半径相对较小的一个齿圈啮合，此时，公转半径较小的行星轮是厚度相对较厚的行星轮，该行星轮的一部分是与半径相对较小的一个齿圈的内齿啮合的，其另一部分是与公转半径较大的行星轮即较薄的行星轮啮合的。

作为可选的实施方式，大齿圈23的内径大于小齿圈13的外径，这里的大齿圈23的内径指的是大齿圈23内齿的齿顶圆的径向尺寸，换言之，大齿圈23的内齿的齿顶圆的直径要大于小齿圈13的外径。这样小齿圈13可以整体或者至少一部分嵌入大齿圈23内，即上述的轴向间隙D缩小为负数(即小齿圈13嵌入大齿圈23)，由此两个齿圈即两种行星齿轮不会发生运动干涉或滑擦，这样增加了差速器100的稳定性，同时也可使内部空间相对更加封闭，保护内部的行星架和行星轮等部件。

下面对差速器100的动力输入端和动力输出端结合具体实施例进行详细描述。

结合图1-图3所示，差速器100还包括输入轴31、32和输出轴41、42，输入轴31、32分别与第一行星架11和第二行星架21相连，如在图3的示例中，第一行星架11的右侧连接有一个输入轴31，第二行星架21的左侧连接有另一个32输入轴。输出轴41、42分别与第一齿圈13和第二齿圈23相连，如在图3的示例中，第一齿圈13的右侧连接有一个输出轴41，第二齿圈23的左侧连接有另一个输出轴42。输入轴31、32、输出轴41、42、第一齿圈13和第二齿圈23可同轴布置。

进一步，如图3所示，输入轴包括：第一输入轴31和第二输入轴32，第一输入轴31与第一行星架11相连，第二输入轴32与第二行星架21相连，输出轴可以包括：第一输出轴41和第二输出轴42，第一输出轴41与第一齿圈13相连，第二输出轴42与第二齿圈23相连，第一输入轴31和第二输入轴32以及第一输出轴41和第二输出轴42均可为空心轴结构，其中作为优选的实施方式，第一输出轴41同轴地套设在第一输入轴31上，第二输出轴42同轴地套设在第二输入轴32上，由此差速器100结构更加紧凑、体积更小。

根据本发明的一些实施例，第一行星轮12和第二行星轮22均为圆柱齿轮，相比传统对称式锥齿轮差速器，利用圆柱齿轮的差速器100结构更加紧凑，具体而言，其在结构和连接形式上空间利用率更高，轴向尺寸更小，并且在生产和装配上更具有优势。

下面参照1-图3实施例示出的差速器100的具体结构作简单描述。参照图1-图3所示，第一行星架11和第二行星架21之间设置有多个第一行星轮轴14和多个第二行星轮轴24，第一行星轮12为多个且对应连接在第一行星轮轴14上，第二行星轮22为多个且对应连接在第二行星轮轴24上。第一行星轮12的厚度比第二行星轮22的厚度要大，较薄的第二行星轮22的轮齿与较厚的第一行星轮12的轮齿完全啮合，较厚的第一行星轮12的轮齿可向左侧延伸超出较薄的第二行星轮22。较厚的第一行星轮12对应的第一齿圈13为小齿圈，较薄的第二行星轮22对应的第二齿圈23为大齿圈，小齿圈13的端面B1与大齿圈23的端面B2可处在同一平面内，从而使得小齿圈13和大齿圈23的轴向间隙D为零，使两齿圈内的安装空腔A相对更加封闭。

综上，根据本发明实施例的差速器100，采用圆柱齿轮形式的行星轮，其在结构和连接形式上空间利用率更高，轴向尺寸更小，并且在生产和装配上更具有优势。该紧凑型差速器100还通过使一侧行星轮及齿圈的变位实现两侧行星轮机构空间及尺寸上的避让(即行星轮的公转半径不同)，这样的结构设计极大节省了空间上为避让相对应的另一组行星轮及齿圈的轴向间隙，使得该紧凑型差速器100的轴向尺寸更小且更为紧凑。

此外，对于上述各实施例中描述的技术方案和/或技术特征，在不相互冲突、不相互矛盾的情况下，本领域技术人员能够将上述实施例中的技术方案和/或技术特征进行相互组合，组合后的技术方案可以是两个或两个以上技术方案的叠加、两个或两个以上技术特征的叠加或者两个或两个以上的技术方案与技术特征的叠加，由此能够实现各技术方案和/或技术特征彼此在功能上的相互作用和支持，并且组合后的方案具有更优越的技术效果。

例如，本领域技术人员可将第一齿圈13朝向第二齿圈23的端面与第二齿圈23朝向第一齿圈13的端面处在同一平面上的方案与第一齿圈13和第二齿圈23的构造的方案组合，由此使得差速器100两齿圈的轴向间隙为零，从而两齿圈能够限定出相对封闭的安装空间，对安装空间内的部件进行充分保护，增加其使用寿命，并降低成本，同时还能有效减少差速器100的轴向尺寸。

又如，本领域技术人员可将第一行星轮12的厚度大于第二行星轮22的厚度的方案与第一齿圈13为小齿圈、第二齿圈23为大齿圈的方案以及第一行星轮12的公转半径小于第二行星轮22的公转半径的方案进行组合，由此形成的差速器100方案的结构更加紧凑，体积更小，更便于布置在车辆的发动机舱内部。

再如，本领域技术人员可将第一齿圈13朝向第二齿圈23的端面与第二齿圈23朝向第一齿圈13的端面处在同一平面上的方案与较薄行星轮以及较厚行星轮的啮合关系的方案组合，由此一方面使得差速器100两齿圈的轴向间隙为零，从而两齿圈能够限定出相对封闭的安装空间，对安装空间内的部件进行充分保护，增加其使用寿命，并降低成本，另一方面还能更进一步减少差速器100的轴向尺寸，使差速器100具有更小的体积。

当然，应当理解的是，上述的示例说明仅是示意性的，对于技术方案和/或技术特征的组合，本领域技术人员能够在不冲突的情况下进行自由组合，并且组合后的方案具备更优越的技术效果，本发明仅作了上述多个示例的简单说明，在此不再一一穷举。

另外，可以理解的是，上述组合后的技术方案同样落入本发明的保护范围之内。

整体而言，根据本发明实施例的差速器100，能够有效节省空间，且降低了重量，具体而言，这种行星齿轮式差速器100相比传统锥齿轮式差速器而言，重量可以减少大约30％，同时轴向尺寸大约减少70％，不仅能够降低轴承的摩擦力，而且能够实现左右车轮的扭矩分配，使差速器100的载荷分布更加合理，差速器100刚性更好，此外由于采用圆柱齿轮，传动效率也得到一定提高，例如6级精度和7级精度的传统圆锥齿轮传动效率约为0.97～0.98，而6级精度和7级精度的圆柱齿轮传动效率约为0.98～0.99，此外采用圆柱齿轮，还降低了差速器100的工作噪音，同时降低了发热量，大大提高了差速器100的寿命。简言之，根据本发明实施例的差速器100具有轻量化、小尺寸、成本低、传动效率高、噪音低、发热小、寿命高等诸多优点。

同时，由于根据本发明实施例的差速器100可以省去太阳轮，而省去太阳轮可以具有如下优点：

从力学上分析，取消太阳轮而是利用齿圈实现差速，因为齿圈的齿数相比太阳轮可以设置的更多，同时节圆较大(节圆指的是齿轮啮合传动时在节点处相切的一对圆)，从而可以更均衡的分布载荷和承受力矩，这对差速器100的寿命的提高是有好处的。同时没有太阳轮，可以更好的实现差速器100的润滑和冷却，也就是说，由于取消了太阳轮，因此行星轮里面可以形成空腔，而齿圈与行星轮啮合是属于内啮合的关系(太阳轮与行星轮属于外啮合)，齿圈内可以储藏润滑油，由此冷却和润滑效果会大大提高。另外，由于取消太阳轮，减少了零部件，降低了差速器100的质量和成本，使差速器100变得更加小型化、轻量化。

下面简单描述根据本发明实施例的动力驱动系统1000，该动力驱动系统1000包括上述实施例中的差速器100。结合图13所示，动力驱动系统1000包括差速器100、变速器200和动力源300，动力源300输出的动力通过变速器200的变速作用后输出给差速器100，再由差速器100分配给两侧的驱动轮。可以理解的是，图13示出的动力驱动系统1000仅是一种示例，并不是对本发明保护范围的一种限制。此外，应当理解的是，根据本发明实施例的差速器的其它构造例如发动机、变速器等均已为现有技术，且为本领域技术人员所熟知，因此这里不再一一赘述。

下面以图15所示的动力驱动系统1000为例，详细描述一种根据本发明实施例的动力驱动系统1000。

如图15所示，动力驱动系统1000包括上述实施例的差速器100，差速器100还可以包括：动力接合装置400和接合部驱动装置500，当然，动力驱动系统1000还可以包括其他部件，例如，第一电动发电机和第二电动发电机。

动力接合装置400可以包括第一接合部410和第二接合部420，第一接合部410与第一齿圈13和第二齿圈23中的一个相连，第二接合部420与第一行星架11和第二行星架21同步转动。第一接合部410和第二接合部420可以选择性地接合，由于第一行星架11和第二行星架21构成差速器100的动力输入端，第一齿圈13和第二齿圈23为差速器100的动力输出端，第一接合部410可以随着第一齿圈13和第二齿圈23中的一个同步转动。当第一接合部410和第二接合部420接合时，动力可以直接传递到第一齿圈13或者第二齿圈23内，从而可以使得第一齿圈13和第二齿圈23的输出动力相同。

如图15所示，接合部驱动装置500包括：驱动针510和驱动部，驱动针510设置成可以随第一行星架11和第二行星架21转动，而且驱动针510可以相对第一行星架11和第二行星架21轴向移动，驱动针510的两端分别与驱动部和第二接合部420配合，驱动部设置成用于驱动驱动针510带动第二接合部420沿轴向向靠近第一接合部410的方向移动，从而使第二接合部420接合第一接合部410。也就是说，驱动部可以用于驱动驱动针510轴向移动，轴向移动的驱动针510可以促使第二接合部420轴向移动，以使得第二接合部420和第一接合部410接合。

第一电动发电机设置成与第一齿圈13动力耦合连接，而且耦合后的动力输出至一对车轮中的一个，第二电动发电机设置成与第二齿圈23动力耦合连接，而且耦合后的动力输出至一对车轮中的另一个。该对车轮可以为一组前轮，也可以为一组后轮。

由此，当接合部驱动装置500驱动第二接合部420与第一接合部410接合后，第一齿圈13和第二齿圈23的输出转速相同，从而可以实现两个半轴的同步锁止，可以有利于提升车辆的脱困能力。

根据本发明的一个优选实施例，第一行星轮轴14和/或第二行星轮轴24可以构成驱动针510。也就是说，第一行星轮轴14可以作为驱动针510使用，或者第二行星轮轴24可以作为驱动针510使用，或者第一行星轮轴14和第二行星轮轴24同时作为驱动针510使用。

根据本发明的另一个优选实施例，驱动针510与第一行星轮轴14和第二行星轮轴24间隔开设置。换言之，驱动针510为单独布置的部件，这样可以减小对第一行星轮轴14和第二行星轮轴24的改动，可以使得第一行星轮轴14和第二行星轮轴24保持适当的长度，可以有利于差速器的设计制造。

根据本发明的再一个优选实施例，第一行星轮轴14、第二行星轮轴24和驱动针510中的至少一个与第二接合部420相连，以使第二接合部420随第一行星架11和第二行星架21同步转动。也就是说，与第二接合部420相连的部件可以为上述三个部件中的至少一个，由于上述三个部件均与第一行星架11和第二行星架21同步转动，这样可以促使第二接合部420能够与第一行星架11和第二行星架21同步转动。

根据本发明的一个可选实施例，如图15和图16所示，第一接合部410与第一齿圈13和第二齿圈23中的一个之间可以设置有环形的套筒600，套筒600包围第二接合部420。由此，套筒600可以连接的作用，可以保证第一接合部410和第一齿圈13和第二齿圈23中的一个同步转动，而且套筒600还可以至少一定程度上起到保护第二接合部420的作用。

进一步地，如图15和图16所示，动力驱动系统1000还可以包括：弹性装置700，弹性装置700弹性地设置在第一接合部410与第二接合部420之间以使第二接合部420具有向远离第一接合部410的方向运动的趋势。在第二接合部420需要与第一接合部410断开时，弹性装置700可以提供给第二接合部420弹性力，以促使第二接合部420向远离第一接合部410的方向移动。

优选地，弹性装置700可以收纳在套筒600内。这样弹性装置700可以设置在套筒600内，套筒600可以起到保护弹性装置700的作用，从而可以降低弹性装置700失效的风险。

如图15所示，第一齿圈13和第二齿圈23中的一个具有一体成型的环形延伸部，环形延伸部构成套筒600。这样可以使得第一齿圈13和第二齿圈23中的一个结构简单，制造方便。

其中，如图16所示，驱动部可以包括：随动部520，随动部520能够随驱动针510转动，并且随动部520能够被制动，随动部520上设置有驱动面530，随动部520被制动时通过驱动针510在驱动面530上的滑动以改变驱动针510与驱动面530的接触配合位置，进而使驱动面530驱动驱动针510沿轴向移动，以使第二接合部420接合第一接合部410。可以理解的是，在随动部520未被制动之前，随动部520和驱动针510可以为同步转动关系，但是在随动部520被制动之后，随动部520的转速减小，随动部520和驱动针510之间将出现转速差，这样驱动针510可以在随动部520的驱动面530上滑动，滑动之后的驱动针510可以相对第一行星架11和第二行星架21轴向移动，从而驱动针510可以带动第二接合部420逐渐靠近第一接合部410，直至第二接合部420与第一接合部410接合。

进一步地，驱动部还可以包括：制动部，制动部设置成用于制动随动部520。也就是说，制动部可以起到制动随动部520的作用，当需要第一接合部410和第二接合部420接合时，制动部可以制动随动部520。

优选地，制动部可以设置成利用电磁力制动随动部520。电磁力控制精确且可靠，从而可以提高驱动轴锁止装置的工作可靠性，可以延长驱动轴锁止装置的使用寿命。例如，驱动部可以为电磁制动器，随动部520构成电磁制动器的制动件，制动部构成电磁制动器的制动架。

根据本发明的一个具体实施例，如图17所示，驱动面530可以为斜面或者曲面。通过将驱动面530设置成斜面或者曲面，可以有利于驱动针510在驱动面530上滑动，而且可以促使驱动针510在轴向方向上移动。

进一步地，驱动面530可以包括：第一段530a和第二段530b，第一段530a和第二段530b相连，第一段530a和第二段530b的连接处为最低点，第一段530a和第二段530b的远离连接处的另一端为最高点。由此，当驱动针510的一端处于最低点时，第一接合部410和第二接合部420处于分离状态，当驱动针510的一端处于最高点或邻近最高点时，第一接合部410和第二接合部420处于接合状态。这样通过合理布置驱动面530，可以有利于驱动针510在最低点和最高点之间滑动，这样可以有利于第一接合部410和第二接合部420的接合，可以有利于提升驱动轴锁止装置的工作可靠性。

优选地，第一段530a和第二段530b中的每一段均可以为圆弧形。圆弧形状的第一段530a和第二段530b可以有利于驱动针510的一端在驱动面530上的滑动，可以减小驱动针510的移动阻力。

可选地，第一段530a和第二段530b中的每一段对应的圆心角度相同。这样第一段530a和第二段530b基本相同，从而可以更加有利于驱动针510在驱动面530上的滑动。

可选地，驱动面530可以为多段，而且多段驱动面530沿周向间隔开分布。由此，驱动针510的数量可以与驱动面530的数量相对应，这样可以增加驱动针510的数量，从而可以使得多个驱动针510和第二接合部420配合可靠，可以使得第二接合部420轴向移动可靠，可以使得驱动轴锁止装置工作更可靠。

其中，多段驱动面530之间可以通过连接平面相连，连接平面与最高点平齐。这样可以至少一定程度上提高随动部520在驱动面530的表面的结构可靠性，可以提升驱动轴锁止装置的结构可靠性。

根据本发明的一个可选实施例，如图17所示，随动部520可以包括：随动部本体520a和设置在随动部本体520a上的环形的随动部凸缘520b，随动部凸缘520b的朝向驱动针510的端面上设置有驱动面530。这样随动部本体520a可以有效增强随动部520的结构可靠性，而且可以在随动部凸缘520b的端面上设置驱动面530，从而可以降低驱动面530的设计难度，可以提高驱动面530的结构可靠性。

进一步地，如图17所示，驱动面530上可以设置有驱动面限位槽530c，驱动针510的一端位于驱动面限位槽530c内。由此，通过设置驱动面限位槽530c，可以使得驱动针510的一端配合在驱动面限位槽530c内，这样可以至少一定程度上防止驱动针510的一端从驱动面530中脱离，可以提高驱动针510在驱动面530的移动可靠性和稳定性。

下面详细描述根据本发明实施例的差速器的工作原理。

当车辆受困打滑时，驾驶员控制电磁制动器通电工作，制动架制动制动件，这样制动件的转速受到抑制，驱动针510和制动件之间产生转速差，驱动针510在制动件的驱动面530上滑动，驱动针510可以从驱动面530的最低点滑动至最高点或者邻近最高点的位置，驱动针510向第二接合部420的一侧轴向移动，从而驱动针510还可以驱动第二接合部420逐渐靠近第一接合部410，直至第一接合部410和第二接合部420接合，此时，左半轴和右半轴同步转动，左车轮Z1和右车轮Z2同速，从而可以提高车辆的脱困能力。

当车辆脱困后，驾驶员可以再次按动电磁制动器，电磁制动器断电，弹性装置推动第二接合部420向远离第一接合部410的方向轴向移动，在此过程中，驱动针510随第二接合部420轴向移动，驱动针510与驱动面530配合的一端可以从最高点或者邻近最高点的位置逐渐滑动至最低点，此时，第二接合部420和第一接合部410完全分离，车辆可以按照车辆正常直线行驶和车辆正常转弯行驶方式继续行驶。

参见图14所示，下面简单描述根据本发明实施例的车辆10000，该车辆10000包括上述实施例中的动力驱动系统1000，该动力驱动系统1000可以用于前驱，当然也可以用于后驱，本发明对此不作特殊限定。应当理解的是，根据本发明实施例的车辆的其它构造例如制动系统、行驶系统、转向系统等均已为现有技术，且为本领域技术人员所熟知，因此这里不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (23)

1.一种用于车辆的差速器，其特征在于，包括：

第一行星架、第一行星轮和第一齿圈，所述第一行星轮设置在所述第一行星架上，所述第一行星轮与所述第一齿圈啮合；

第二行星架、第二行星轮和第二齿圈，所述第二行星轮设置在所述第二行星架上，所述第二行星轮与所述第二齿圈啮合且所述第二行星轮还与所述第一行星轮啮合；

其中，所述第一齿圈和所述第二齿圈构成所述差速器的两个动力输出端，所述第一行星架和所述第二行星架构成所述差速器的动力输入端，且所述第一行星轮与所述第二行星轮的公转半径不同；

动力接合装置，所述动力接合装置包括第一接合部和第二接合部，所述第一接合部与所述第一齿圈和第二齿圈中的一个相连，所述第二接合部与所述第一行星架和所述第二行星架同步转动；

接合部驱动装置，所述接合部驱动装置包括：驱动针和驱动部，所述驱动针设置成可随所述第一行星架和所述第二行星架绕中心轴线转动且可相对第一行星架和所述第二行星架轴向移动，所述驱动针的两端分别与所述驱动部和所述第二接合部配合，所述驱动部设置成用于驱动所述驱动针带动所述第二接合部沿所述轴向向靠近所述第一接合部的方向移动，从而使所述第二接合部接合所述第一接合部。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的差速器，其特征在于，每个所述第一行星轮配置有一个第一行星轮轴，所述第一行星轮轴的两个端部分别与所述第一行星架和所述第二行星架相连，每个所述第二行星轮配置有一个第二行星轮轴，所述第二行星轮轴的两个端部分别与所述第一行星架和所述第二行星架相连。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一行星轮轴和/或所述第二行星轮轴构成所述驱动针。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动针与所述第一行星轮轴和所述第二行星轮轴间隔开设置。

5.根据权利要求2所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一行星轮轴、所述第二行星轮轴和所述驱动针中的至少一个与所述第二接合部相连，以使所述第二接合部随所述第一行星架和所述第二行星架同步转动。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一接合部与所述第一齿圈和所述第二齿圈中的一个之间设置有环形的套筒，所述套筒包围所述第二接合部。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的差速器，其特征在于，还包括：弹性装置，所述弹性装置弹性地设置在所述第一接合部与所述第二接合部之间以使所述第二接合部具有向远离所述第一接合部的方向运动的趋势。

8.根据权利要求7所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述弹性装置收纳在所述套筒内。

9.根据权利要求6所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一齿圈和所述第二齿圈中的一个具有一体成型的环形延伸部，所述环形延伸部构成所述套筒。

10.根据权利要求1所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一行星轮与所述第二行星轮在轴向上的厚度不同。

11.根据权利要求10所述的用于车辆的差速器，其特征在于，较薄的行星轮的轮齿与较厚的行星轮的轮齿完全啮合，且较厚的行星轮的轮齿在轴向上向一侧延伸超出较薄的行星轮的轮齿或者较厚的行星轮的轮齿在轴向上分别向两侧延伸超出较薄的行星轮的轮齿。

12.根据权利要求10所述的用于车辆的差速器，其特征在于，较厚的行星轮的公转半径小于较薄的行星轮的公转半径。

13.根据权利要求10所述的用于车辆的差速器，其特征在于，较厚的行星轮对应的齿圈为小齿圈，较薄的行星轮对应的齿圈为大齿圈，所述大齿圈的外径大于所述小齿圈的外径。

14.根据权利要求10所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述第一行星轮的厚度大于所述第二行星轮的厚度，所述第一齿圈为小齿圈，所述第二齿圈为大齿圈，所述第一行星轮的公转半径小于所述第二行星轮的公转半径。

15.根据权利要求1所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动部包括：

随动部，所述随动部可随所述驱动针转动，并且所述随动部可被制动，所述随动部上设置有驱动面，所述随动部被制动时通过所述驱动针在所述驱动面上的滑动而使所述驱动面驱动所述驱动针沿所述轴向移动，以使所述第二接合部接合所述第一接合部接合。

16.根据权利要求15所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动部还包括：

制动部，所述制动部设置成用于制动所述随动部。

17.根据权利要求16所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述制动部设置成利用电磁力制动所述随动部。

18.根据权利要求17所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动部为电磁制动器，所述随动部构成所述电磁制动器的制动件，所述制动部构成所述电磁制动器的制动架。

19.根据权利要求15所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动面为斜面或曲面。

20.根据权利要求15所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动面包括：第一段和第二段，所述第一段和所述第二段相连，所述第一段和所述第二段的连接处为最低点，所述第一段和所述第二段的远离所述连接处的另一端为最高点。

21.根据权利要求20所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述随动部包括：随动部本体和设置在所述随动部本体上的环形的随动部凸缘，所述随动部凸缘的朝向所述驱动针的端面上设置有所述驱动面。

22.根据权利要求21所述的用于车辆的差速器，其特征在于，所述驱动面上设置有驱动面限位槽，所述驱动针的一端位于所述驱动面限位槽内。

23.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-22中任一项所述的用于车辆的差速器。