CN108953547A - 液压锁止差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液压锁止差速器，它包括开放式差速器，液压活塞和离合器摩擦副及左\右壳体；差速器的半轴套装在左\右壳体与左\右差速器壳体之间的圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承的外圈装在左\右差速壳体，圆锥滚子轴承的内圈装在左\右壳体；液压活塞与壳体间设有O形密封圈而形成液压腔，液压活塞一侧与轴向止推轴承连接，另一侧套装有弹簧；液压系统通过液压活塞和轴向止推轴承作用到离合器摩擦副，通过控制压力值，改变离合器摩擦副作用力的大小实现差速器的差速滑动能力。本发明可以解决现有差速器轴向尺寸大，难用于轴向空间紧凑的驱动桥，及与活塞和离合器连接的零件多，制造精度及成本高的问题。

Description

液压锁止差速器

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其是一种用于装载机及平地机上的差速器。

背景技术

针对开放式差速器具有“差速不差力”的性能特性，后来技术衍生强制锁止式和自锁式差速器，针对行驶车辆不同的工况需求配置相应的差速器，其中液压摩擦离合器式强制锁止差速器是一种由开放式差速器及外接离合器组合而成，依据摩擦片结合能力实现左右差速锁止功能。

当前液压摩擦离合器式强制锁止差速器的技术原理主要由开放式差速器外接多摩擦片式离合器结构实现差速锁止功能，离合器摩擦副的接合或脱开，使差速器壳体与半轴形成差速滑动结构，锁止摩擦副的作用力大小改变实现差速限滑或锁止功能，当完全锁止时，左/右半轴通过差速器壳体及内腔的行星齿轮传动完全实现刚性连接使整机在轮胎打滑情况下也能实现增加车辆的最大牵引力。

如图1所示，现有的液压摩擦离合器式强制锁止差速器，这种结构采用圆锥滚子轴承的外圈安装在左右壳体上，轴承内圈分别安装在差速器壳体上，另一方面，安装有液压摩擦离合器的差速器一侧，其差速器壳体轴承安装部位的直径小于离合器摩擦副及液压驱动结构安装空间，液压驱动结构与离合器摩擦副不能直接连接作用，则需要在差速器壳体轴承安装内径位置，通过图1中的滑套27、承压盘28、保持架29、控制杆30等组合结构实现连接，导致差速器整体结构轴向尺寸大，同时滑套、承压盘、保持架及控制杆零件尺寸紧凑且强度要求高，其制造及成本都比较高。另外，现有结构由于轴向尺寸较大，难以应用于轴向空间紧凑的驱动桥。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液压锁止差速器，它可以解决现有差速器整体结构轴向尺寸大，难以应用于轴向空间紧凑的驱动桥，同时因活塞及离合器连接的系列零件种类多及尺寸紧凑，制造精度要求高及制造成本也高的问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：这种液压锁止差速器由左差速器壳体、右差速器壳体、安装在差速器轴上的锥齿轮、安装在两侧半轴上并与所述锥齿轮啮合的半轴齿轮、分别安装在所述半轴齿轮与所述左差速器壳体、右差速器壳体之间的第一止推垫片和第二止推垫片，与所述锥齿轮与所述左差速器壳体、所述右差速器壳体之间的第三止推垫片，组合而成的开放式差速器，设置于所述开放式差速器一侧的液压驱动结构、离合器摩擦副，以及右壳体、左壳体和分别安装在所述左壳体和所述左差速器壳体之间的第一圆锥滚子轴承、所述右壳体和所述右差速器壳体之间的第二圆锥滚子轴承和所述液压驱动结构和离合器摩擦副之间的轴向止推轴承，所述第二圆锥滚子轴承的轴承外圈安装在所述右差速器壳体上，所述第二圆锥滚子轴承的轴承内圈安装在所述右壳体上；所述第一圆锥滚子轴承的轴承外圈安装在所述左差速器壳体上，所述第一圆锥滚子轴承的轴承内圈安装在所述左壳体上；所述液压驱动结构连通液压系统，所述液压系统通过所述液压驱动结构和所述轴向止推轴承作用到所述离合器摩擦副上，所述离合器摩擦副套装在同侧的所述半轴上，通过所述液压系统的压力值控制，改变所述离合器摩擦副作用力的大小，从而实现差速器两侧所述半轴在各个工况下的差速滑动能力。

更为具体的方案是：所述液压驱动结构由压装在所述左壳体内的所述液压活塞、第一O形密封圈、第二O形密封圈，以及穿过所述左壳体套装在所述液压活塞上的回位弹簧、垫片和挡圈组成，所述液压活塞与左壳体之间设置有第一O形密封圈、第二O形密封圈而形成液压腔，液压活塞在所述液压腔作用压力及所述回位弹簧的弹簧力的平衡作用下实现左右往复运动的液压驱动动力。

进一步：所述离合器摩擦副由内摩擦片、外摩擦片及摩擦片支撑组成，通过第一挡圈以独立模块固定内置于所述左壳体内腔，所述摩擦片支撑与所述半轴的花键连接。

进一步：所述液压系统的油液通过设在所述左壳体内的通道进入所述液压腔。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用背对背配置圆锥滚子轴承结构布置，即圆锥滚子轴承的轴承外圈安装在左/右差速壳体上，锥滚子轴承的轴承内圈安装在左/右壳体上,差速器壳体与轴承是孔配合支撑，增大轴承位径向尺寸，简化布置液压活塞控制锁紧及回位结构，活塞通过轴向推力轴承直接作用压紧离合摩擦片，缩短差速器轴向空间尺寸优化液压活塞控制摩擦片离合的接合及回位结构，减少4种零件种类，其中取消滑套、杠杠、承压盘等关键零件的精度高及热处理工艺，从而降低了零件制造难度及成本。

2、本发明在同等径向空间范围内，差速器轴向长度由原来的A1为390毫米缩减到现在的A2只有330毫米，减少约15%，加大应用范围，可应用于轴向空间紧凑的驱动桥。

附图说明

图1是现有技术结构示意。

图2是本发明液压活塞及离合器摩擦副布置于左侧时的结构示意图；

图3是本发明液压活塞及离合器摩擦副布置于右侧的结构示意图。

图中零部件名称及序号为：

右壳体1、第一圆锥滚子轴承2、螺钉3、第二圆锥滚子轴承4、左壳体5、右差速器壳体6、第一止推垫片7、第二止推垫片8、半轴齿轮9、第三止推垫片10、差速器轴11、锥齿轮12、左差速器壳体13、内摩擦片14、外摩擦片15、第一挡圈16、第一垫片17、轴向止推轴承18、摩擦片支撑19、半轴20、第二挡圈21、第二垫片22、弹簧23、第一O形密封圈24、液压活塞25、第二O形密封圈26、滑套27、承压盘28、保持架29、控制杆30、现有技术差速器轴向长度A1、本发明差速器轴向长度A2、通道H。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是现有技术差速器的结构示意图，这种液压摩擦离合器式强制锁止差速器主要由开放式差速器外接多摩擦片式离合器结构实现差速锁止功能，当完全锁止时，左/右半轴通过差速器壳体及内腔的行星齿轮传动完全实现刚性连接使整机在轮胎打滑情况下也能实现增加车辆的最大牵引力；图1的结构中差速器轴向空间尺寸较大，液压活塞控制摩擦片离合的接合及回位结构多采用了滑套27、承压盘28、保持架29、控制杆30等零件，其原理及存在问题在背景技术中已有阐述，在此不再赘述。

图2的液压锁止差速器，由左差速器壳体13、右差速器壳体6、安装在差速器轴11上的锥齿轮12、分别安装在差速器轴11左右两侧的半轴20上且与锥齿轮12啮合的半轴齿轮9、以及设置在半轴齿轮9 与左差速器壳体13之间和半轴齿轮9 与右差速器壳体6之间的第一止推垫片7和第二止推垫片8、设置在锥齿轮12与左差速器壳体13和右差速器壳体6之间的第三止推垫片10、左差速器壳体13和右差速器壳体6及差速器轴11通过螺钉3连接在一起从而组合成的开放式差速器，还包括设置于所述开放式差速器一侧的液压活塞25和离合器摩擦副，以及右壳体1和左壳体5。

离合器摩擦副由内摩擦片14、外摩擦片15及摩擦片支撑19组成，通过第一挡圈16和第一垫片17固定内置于左壳体5内腔；摩擦片支撑19套装在同侧的半轴20的花键上。

液压活塞25沟槽上分别装有O形密封圈24和O形密封圈26并压装到左壳体5上，压装在左壳体5内的液压活塞25与左壳体5之间设置有O形密封圈而形成液压腔，液压活塞25一侧直接与压在离合器摩擦副一侧的轴向止推轴承18连接，另一侧穿过壳体分别套上弹簧23、垫片22及卡簧21用于锁紧液压活塞25或液压活塞25的回位。

两侧的半轴20的一端分别套装在左壳体5和左差速器壳体13之间的第一圆锥滚子轴承2和右壳体1和右差速器壳体6之间的第二圆锥滚子轴承4上，第二圆锥滚子轴承4的轴承外圈安装在右差速器壳体6上，第二圆锥滚子轴承4的轴承内圈安装在右壳体1上；第一圆锥滚子轴承2的轴承外圈安装在左差速器壳体13上，第一圆锥滚子轴承2的轴承内圈安装在左壳体5上；

所述液压腔连通液压系统，液压系统通过液压活塞25和轴向止推轴承18作用到离合器摩擦副上，通过液压系统的压力值控制，改变离合器摩擦副作用力的大小，从而实现差速器各个工况下的差速滑动能力。

在外接液压系统加压时，油液通过设在左壳体5内的通道H进入活塞25内腔。当内腔压力上升并能克服弹簧23的压缩力时，液压活塞25会压缩弹簧23并推动轴向止推轴承18压紧内外摩擦片实现接合；左侧的半轴20花键连接摩擦片支承19及左侧的半轴齿轮9，右侧的半轴20花键连接右侧的半轴齿轮9，当离合器摩擦副接合时，增加内外摩擦片转动相互之间的摩擦力，从而增加差速器左右半轴20差速摩擦阻力；即控制液压系统压力变化实现差速器差速锁止系数的变化。当压力达到一定值离合器摩擦副完全接合锁止时，锁止系数为1，左侧的半轴20通过差速器壳体13、右侧的半轴20通过差速器壳体6实现刚性连接，左侧和右侧的半轴20的速度一致，实现100%差速滑动的能力。这样，当一侧驱动轮滑转而无牵引力时，从主减速器传来的扭矩全部分配到另一侧驱动轮上，使车辆正常运行。

外接液压系统释放压力时，弹簧23的压缩弹簧力会克服液压系统存在的背压并能推动液压活塞25回位，实现离合器摩擦副的脱开致使左侧的和右侧的半轴20的摩擦阻力回到原始状态，差速滑动能力为零。

本发明中由液压活塞和离合器摩擦副等组件组合成的液压驱动结构可单独分别内置于左/右壳体上，也可同时内置于两个壳体上。如图3所示，即是本发明中液压活塞及离合器摩擦副布置于右侧时的情形。

发明在同等径向空间范围内，差速器轴向长度由原来图1中的A1=390毫米缩减到图2、图3中的A2=330毫米，减少约15%，加大应用范围，可应用于轴向空间紧凑的驱动桥。

Claims (4)

1.一种液压锁止差速器，包括有由左差速器壳体（13）、右差速器壳体（6）、安装在差速器轴（11）上的锥齿轮（12）、安装在两侧半轴（20）上并与所述锥齿轮（12）啮合的半轴齿轮（9）、分别安装在所述半轴齿轮（9） 与所述左差速器壳体（13）、右差速器壳体（6）之间的第一止推垫片（7）和第二止推垫片（8），与所述锥齿轮（12）与所述左差速器壳体（13）、所述右差速器壳体（6）之间的第三止推垫片（10），组合而成的开放式差速器，设置于所述开放式差速器一侧的液压驱动结构、离合器摩擦副，以及右壳体（1）、左壳体（5）和分别安装在所述左壳体（5）和所述左差速器壳体（13）之间的第一圆锥滚子轴承（2）、所述右壳体（1）和所述右差速器壳体（6）之间的第二圆锥滚子轴承（4）和所述液压驱动结构和离合器摩擦副之间的轴向止推轴承（18），其特征在于：所述第二圆锥滚子轴承（4）的轴承外圈安装在所述右差速器壳体（6）上，所述第二圆锥滚子轴承（4）的轴承内圈安装在所述右壳体（1）上；所述第一圆锥滚子轴承（2）的轴承外圈安装在所述左差速器壳体（13）上，所述第一圆锥滚子轴承（2）的轴承内圈安装在所述左壳体（5）上；所述液压驱动结构连通液压系统，所述液压系统通过所述液压驱动结构和所述轴向止推轴承（18）作用到所述离合器摩擦副上，所述离合器摩擦副套装在同侧的所述半轴（20）上，通过所述液压系统的压力值控制，改变所述离合器摩擦副作用力的大小，从而实现差速器两侧所述半轴（20）在各个工况下的差速滑动能力。

2.根据权利要求1所述的液压锁止差速器，其特征在于：所述液压驱动结构由压装在所述左壳体（5）内的所述液压活塞（25）、第一O形密封圈（24）、第二O形密封圈（26），以及穿过所述左壳体（5）套装在所述液压活塞（25）上的回位弹簧（23）、垫片（22）和挡圈（21）组成，所述液压活塞（25）与左壳体（5）之间设置有第一O形密封圈（24）、第二O形密封圈（26）而形成液压腔，液压活塞（25）在所述液压腔作用压力及所述回位弹簧（23）的弹簧力的平衡作用下实现左右往复运动的液压驱动动力。

3.根据权利要求1所述的液压锁止差速器，其特征在于：所述离合器摩擦副由内摩擦片（14）、外摩擦片（15）及摩擦片支撑（19）组成，通过第一挡圈（16）以独立模块固定内置于所述左壳体（5）内腔，所述摩擦片支撑（19）与所述半轴（20）的花键连接。

4.根据权利要求3所述的液压锁止差速器，其特征在于：所述液压系统的油液通过设在所述左壳体（5）内的通道（H）进入所述液压腔。