CN109340343B - 一种差速器上的液力锁止机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种差速器上的液力锁止机构，属于机械技术领域。锁止机构包括固定设置在左传动轴上的左侧涡轮和固定在右传动轴上的右侧涡轮，定位轴上固定设置有位于驱动腔内的叶轮，定位轴螺纹连接在隔板上，定位轴的外端与箱体内壁之间通过一复位弹簧相连；液压油从左侧激流孔或右侧激流孔进入驱动腔时，能够驱动定位轴旋转，并使定位轴向内移动，使锥体柱能够紧压在定位缺口一和定位缺口二之间的间隙内。本发明具有能够自适应控制差速器锁止等优点。
Description
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种差速器上的液力锁止机构。
背景技术
现有的差速器，无论是牙嵌式、托森式还是传统的差速器，几乎都是采用行星轮抵消转速差的结构实现的，传统差速器，通过齿轮啮合差速，打齿严重、噪音较大，而且不能够实现限滑、锁止等功能，牙嵌式差速器，虽然在噪音方面有较大改良，但是，其结构复杂，如果要实现锁止功能，其需要配合电子设备等外力辅助元件，托森式差速器也存在结构复杂等问题，不仅如此，以上差速器均存在散热难、尺寸大等缺陷。
在如赛车、玩具赛车、卡丁车、越野车等功能车上，其差速频率极大，且大差速比的频率也很大，加剧了传统差速器打齿、磨损、噪音、车轮打滑等缺陷，这些功能车，需要锁止的频率也很大，频繁通过外接设备控制其锁止，显然不利于汽车性能的体现，而且判断程序复杂，在环境恶劣的差速器内，电子元件失效的风险较大。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种具有自适应锁止功能的差速器，本发明所要解决的技术问题是如何利用差速形成力的液力使差速器锁止。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种差速器上的液力锁止机构，其特征在于，本差速器包括外壳、箱体、左传动轴、右传动轴、隔板、左侧板和右侧板，所述箱体为密闭的圆筒结构，所述隔板呈直径小于箱体直径的筒状结构，所述左侧板和右侧板均垂直箱体的轴线，所述左传动轴转动连接在左侧板和箱体上，所述右传动轴转动连接在右侧板和箱体上，所述箱体转动连接在壳体内，所述左传动轴的内端固定设置有左结合盘，所述右传动轴的内端固定设置有右结合盘，所述左结合盘的内侧面周向均匀设置有若干定位缺口一，所述右结合盘的内侧面周向均匀设置有与定位缺口一一一对应的定位缺口二，所述隔板上设置有若干定位轴，所述定位轴的内端具有一插销，所述定位轴的内端通过一压簧连接有一锥体柱，所述锥体柱的外端面上开设有与插孔，所述插销插设在插孔内；所述定位缺口一和定位缺口二与锥体柱外壁适配；所述箱体上具有传动齿圈；
所述隔板与箱体内壁之间形成一回流腔，所述隔板、箱体和左侧板之间形成一左侧激流腔，所述隔板、箱体和右侧板之间形成一右侧激流腔，所述隔板、左侧板和右侧板之间形成一驱动腔，所述隔板上开设有若干个连通回流腔与左侧激流腔的左侧回流孔，所述隔板上开设有若干个连通回流腔与右侧激流腔的右侧回流孔；所述左侧板上开设有若干个与定位轴一一对应的左侧激流孔，所述右侧板上开设有若干个与定位轴一一对应的右侧激流孔，所述箱体内填充有液压油；
所述锁止机构包括固定设置在左传动轴上的左侧涡轮和固定在右传动轴上的右侧涡轮，所述定位轴上固定设置有位于驱动腔内的叶轮，所述定位轴螺纹连接在隔板上，所述定位轴的外端与箱体内壁之间通过一复位弹簧相连；液压油从左侧激流孔或右侧激流孔进入驱动腔时，能够驱动定位轴旋转，并使定位轴向内移动，使锥体柱能够紧压在定位缺口一和定位缺口二之间的间隙内。
当左传动轴和右传动轴转速相同或者转速差较小时，左侧涡轮和右侧涡轮相对箱体的转速为零或者较小，液流从左侧激流孔或右侧激流孔作用在叶轮上的驱动力不足以使复位弹簧拉伸，从而叶轮几乎不旋转，定位轴不会向内端移动，当左传动轴和右传动轴之间的转速差较大时，液流从左侧激流孔或右侧激流孔进入驱动腔内的液力能够驱动叶轮旋转，叶轮旋转并向内端移动，压缩锥体柱，使主体柱紧插在定位缺口一和定位缺口二之间，多左结合盘和右结合盘进行锁止，从而防止左传动轴或右传动轴打滑，以使汽车等运行工具越过障碍或打滑路段。
液压油在驱动腔、左侧激流腔、右侧激流腔、回流腔之间循环，提高散热效果、降噪效果和润滑效果。
在上述的一种差速器上的液力锁止机构中，所述箱体上螺纹连接有若干个与定位轴一一对应的螺栓，所述复位弹簧的两端分别连接在定位轴和螺栓之间，所述螺栓外镀有磁性材料。
磁性材料为汝铁硼，能够吸附箱体内的废屑，同时，可调节螺栓的位置，使复位弹簧的预紧力改变，从而调节差速器锁止的强度。
在上述的一种差速器上的液力锁止机构中，同一定位轴对应的左侧激流孔和右侧激流孔分别位于定位轴的两侧。
这一设置，能够确保左侧激流孔和右侧激流孔内出来的液流作用在叶轮上时，叶轮的旋转方向一致，即向内端移动，对左结合盘和右结合盘进行锁止。
在上述的一种差速器上的液力锁止机构中，相邻定位缺口一之间、相邻定位缺口二之间均有曲面平滑过渡。
附图说明
图1是本差速器去除壳体后的立体结构示意图。
图2是实施例一中差速器处于未锁止状态下的结构示意图。
图3是实施例一中差速器处于锁止状态下的结构示意图。
图4是图2中局部A的放大图。
图5是图3中局部B的放大图。
图6是实施例一中液力作用在叶轮上的原理示意图。
图7是实施例二中差速器处于未锁止状态下的结构示意图。
图8是实施例二中差速器处于锁止状态下的结构示意图。
图9是图7中局部C的放大图。
图10是图8中局部D的放大图。
图11是实施例二中液力作用在压板上的原理示意图。
图中，1、箱体；11、隔板；12、左侧板；13、右侧板；14、传动齿圈；15、回流腔；16、左侧激流腔；17、右侧激流腔；18、驱动腔；21、左传动轴；22、右传动轴；23、左结合盘；24、右结合盘；25、定位缺口一；26、定位缺口二；31、定位轴；32、插销；33、压簧；34、锥体柱；35、插孔；36、平面轴承；41、左侧回流孔；42、右侧回流孔；43、左侧激流孔；44、右侧激流孔；45、左侧涡轮；46、右侧涡轮；51、叶轮；52、复位弹簧；53、螺栓；54、压板；55、导向面。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例一：
如图1、图2和图3所示，本差速器包括外壳、箱体1、左传动轴21、右传动轴22、隔板11、左侧板12和右侧板13，箱体1为密闭的圆筒结构，隔板11呈直径小于箱体1直径的筒状结构，左侧板12和右侧板13均垂直箱体1的轴线，左传动轴21转动连接在左侧板12和箱体1上，右传动轴22转动连接在右侧板13和箱体1上，箱体1转动连接在壳体内，左传动轴21的内端固定设置有左结合盘23，右传动轴22的内端固定设置有右结合盘24，左结合盘23的内侧面周向均匀设置有若干定位缺口一25，右结合盘24的内侧面周向均匀设置有与定位缺口一25一一对应的定位缺口二26，隔板11上设置有若干定位轴31，定位轴31的内端具有一插销32，定位轴31的内端通过一压簧33连接有一锥体柱34，锥体柱34的外端面上开设有与插孔35，插销32插设在插孔35内；定位缺口一25和定位缺口二26与锥体柱34外壁适配；箱体1上具有传动齿圈14；定位轴31与隔板11之间设置有能够驱动锥体柱34向内侧移动的锁止机构。
箱体1置于壳体内，壳体固定在汽车等行驶工具的机身上，直线行驶，引擎驱动传动齿圈14，使箱体1旋转，各锥体柱34卡入定位缺口一25和定位缺口二26之间的缝隙内，使左传动轴21和右传动轴22随箱体1一起旋转。
左传动轴21和右传动轴22之间存在相对阻力时，锥体柱34受左结合盘23和右结合盘24的挤压向箱体1的外侧收缩，并挤压压簧33，左传动轴21和右传动轴22在此瞬间失去箱体1对其的驱动力，可以自由旋转，从而应对转速差，锥体柱34不断在压簧33的作用下插入定位缺口一25和定位缺口二26之间的缝隙内，以求啮合左结合盘23和右结合盘24，使箱体1对其的扭矩重新获取，在此过程中，箱体1与左传动轴21和右传动轴22可以实现扭矩的传递，并能够应对左传动轴21和右传动轴22之间的转速差。
由于锥体柱34为锥体状，且定位缺口一25和定位缺口二26也呈与之适配的形状，使锥体柱34插入定位缺口一25和定位缺口二26之间的阻力较小，且锥体柱34处于旋转状态，可以降低摩擦。
相比传统的差速器，其结构简单可靠，且本差速器是通过失去扭矩的方式实现差速的，而传动的差速器，如左侧高速、右侧低速切换至右侧高速、左侧低速时，齿轮之间打齿严重，由于惯性力作用，存在较大的顿挫，不仅有损舒适性，而且在切换过程中反应迟钝，而本差速器是通过锥体柱34滚动实现的，就算是如上的切换动作，磨损也很小，锥体柱34不会对这一切换动作造成延迟。
在锥体柱34脱离定位缺口一25和定位缺口二26时，锥体柱34仍然处于左结合盘23和右结合盘24之间，锥体柱34从脱离定位缺口一25和定位缺口二26的限制到重新结合的反应时间极短，即使两者仍然存在差速，锥体柱34越过相邻定位缺口一25或定位缺口二26之间的凸起后马上进入结合状态，避免动力长时间丢失，确保了扭矩的传递。
锥体柱34的外端面上设置有一平面轴承36，压簧33的两端分别连接平面轴承36和定位轴31的内端。平面轴承36能够减低锥体柱34的旋转对压簧33的扭曲，使压簧33只收到轴线方向的作用力，提高可靠性和传动平稳性。
隔板11与箱体1内壁之间形成一回流腔15，隔板11、箱体1和左侧板12之间形成一左侧激流腔16，隔板11、箱体1和右侧板13之间形成一右侧激流腔17，隔板11、左侧板12和右侧板13之间形成一驱动腔18，隔板11上开设有若干个连通回流腔15与左侧激流腔16的左侧回流孔41，隔板11上开设有若干个连通回流腔15与右侧激流腔17的右侧回流孔42；左侧板12上开设有若干个与定位轴31一一对应的左侧激流孔43，右侧板13上开设有若干个与定位轴31一一对应的右侧激流孔44，箱体1内填充有液压油。
在箱体1旋转过程中，液压油能够充斥箱体1内的各传动部位和运动副之间，一方面可以对其润滑，降低噪音和磨损，另一方面可以消除局部聚热和高温。
如图4、图5和图6所示，锁止机构包括固定设置在左传动轴21上的左侧涡轮45和固定在右传动轴22上的右侧涡轮46，定位轴31上固定设置有位于驱动腔18内的叶轮51，定位轴31螺纹连接在隔板11上，定位轴31的外端与箱体1内壁之间通过一复位弹簧52相连；液压油从左侧激流孔43或右侧激流孔44进入驱动腔18时，能够驱动定位轴31旋转，并使定位轴31向内移动，使锥体柱34能够紧压在定位缺口一25和定位缺口二26之间的间隙内。
当左传动轴21和右传动轴22转速相同或者转速差较小时，左侧涡轮45和右侧涡轮46相对箱体1的转速为零或者较小，液流从左侧激流孔43或右侧激流孔44作用在叶轮51上的驱动力不足以使复位弹簧52拉伸，从而叶轮51几乎不旋转，定位轴31不会向内端移动，当左传动轴21和右传动轴22之间的转速差较大时，液流从左侧激流孔43或右侧激流孔44进入驱动腔18内的液力能够驱动叶轮51旋转，叶轮51旋转并向内端移动，压缩锥体柱34，使主体柱紧插在定位缺口一25和定位缺口二26之间，多左结合盘23和右结合盘24进行锁止，从而防止左传动轴21或右传动轴22打滑，以使汽车等运行工具越过障碍或打滑路段。
液压油在驱动腔18、左侧激流腔16、右侧激流腔17、回流腔15之间循环，提高散热效果、降噪效果和润滑效果。
箱体1上螺纹连接有若干个与定位轴31一一对应的螺栓53，复位弹簧52的两端分别连接在定位轴31和螺栓53之间，螺栓53外镀有磁性材料。磁性材料为汝铁硼，能够吸附箱体1内的废屑，同时，可调节螺栓53的位置，使复位弹簧52的预紧力改变，从而调节差速器锁止的强度。
同一定位轴31对应的左侧激流孔和右侧激流孔分别位于定位轴31的两侧。这一设置，能够确保左侧激流孔和右侧激流孔内出来的液流作用在叶轮51上时，叶轮51的旋转方向一致，即向内端移动，对左结合盘23和右结合盘24进行锁止。
相邻定位缺口一25之间、相邻定位缺口二26之间均有曲面平滑过渡。
实施例二
本实施例内容大致与实施例一相同，所不同的是：如图7、图8、图9、与10和图11所示，锁止机构包括固定设置在左传动轴21上的左侧涡轮45和固定在右传动轴22上的右侧涡轮46，定位轴31上固定设置有位于驱动腔18内的压板54，压板54的上表面具有一倾斜的导向面55，定位轴31纵向滑动连接在隔板11上，定位轴31的外端与箱体1内壁之间通过一复位弹簧52相连；液压油从左侧激流孔43或右侧激流孔44进入驱动腔18时，能够驱动压板54下移，并使定位轴31向内侧移动，使锥体柱34能够紧压在定位缺口一25和定位缺口二26之间的间隙内。
当左传动轴21和右传动轴22转速相同或者转速差较小时，左侧涡轮45和右侧涡轮46相对箱体1的转速为零或者较小，液流从左侧激流孔43或右侧激流孔44作用在压板54上的导向面55上的驱动力不足以使复位弹簧52拉伸，从而定位轴31几乎不向内端移动，当左传动轴21和右传动轴22之间的转速差较大时，液流从左侧激流孔43或右侧激流孔44进入驱动腔18内的液力能够驱动压板54向内侧移动，压缩锥体柱34，使主体柱紧插在定位缺口一25和定位缺口二26之间，多左结合盘23和右结合盘24进行锁止，从而防止左传动轴21或右传动轴22打滑，以使汽车等运行工具越过障碍或打滑路段。
相比第一种锁止机构，本锁止机构在解除锁止时的反应时间短，且结构更加简单可靠。
液压油在驱动腔18、左侧激流腔16、右侧激流腔17、回流腔15之间循环，提高散热效果、降噪效果和润滑效果。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (3)
1.一种差速器上的液力锁止机构，其特征在于，本差速器包括外壳、箱体(1)、左传动轴(21)、右传动轴(22)、隔板(11)、左侧板(12)和右侧板(13)，所述箱体(1)为密闭的圆筒结构，所述隔板(11)呈直径小于箱体(1)直径的筒状结构，所述左侧板(12)和右侧板(13)均垂直箱体(1)的轴线，所述左传动轴(21)转动连接在左侧板(12)和箱体(1)上，所述右传动轴(22)转动连接在右侧板(13)和箱体(1)上，所述箱体(1)转动连接在壳体内，所述左传动轴(21)的内端固定设置有左结合盘(23)，所述右传动轴(22)的内端固定设置有右结合盘(24)，所述左结合盘(23)的内侧面周向均匀设置有若干定位缺口一(25)，所述右结合盘(24)的内侧面周向均匀设置有与定位缺口一(25)一一对应的定位缺口二(26)，所述隔板(11)上设置有若干定位轴(31)，所述定位轴(31)的内端具有一插销(32)，所述定位轴(31)的内端通过一压簧(33)连接有一锥体柱(34)，所述锥体柱(34)的外端面上开设有与插孔(35)，所述插销(32)插设在插孔(35)内；所述定位缺口一(25)和定位缺口二(26)与锥体柱(34)外壁适配；所述箱体(1)上具有传动齿圈(14)；
所述隔板(11)与箱体(1)内壁之间形成一回流腔(15)，所述隔板(11)、箱体(1)和左侧板(12)之间形成一左侧激流腔(16)，所述隔板(11)、箱体(1)和右侧板(13)之间形成一右侧激流腔(17)，所述隔板(11)、左侧板(12)和右侧板(13)之间形成一驱动腔(18)，所述隔板(11)上开设有若干个连通回流腔(15)与左侧激流腔(16)的左侧回流孔(41)，所述隔板(11)上开设有若干个连通回流腔(15)与右侧激流腔(17)的右侧回流孔(42)；所述左侧板(12)上开设有若干个与定位轴(31)一一对应的左侧激流孔(43)，所述右侧板(13)上开设有若干个与定位轴(31)一一对应的右侧激流孔(44)，所述箱体(1)内填充有液压油；
所述锁止机构包括固定设置在左传动轴(21)上的左侧涡轮(45)和固定在右传动轴(22)上的右侧涡轮(46)，所述定位轴(31)上固定设置有位于驱动腔(18)内的叶轮(51)，所述定位轴(31)螺纹连接在隔板(11)上，所述定位轴(31)的外端与箱体(1)内壁之间通过一复位弹簧(52)相连；液压油从左侧激流孔(43)或右侧激流孔(44)进入驱动腔(18)时，能够驱动定位轴(31)旋转，并使定位轴(31)向内移动，使锥体柱(34)能够紧压在定位缺口一(25)和定位缺口二(26)之间的间隙内；
所述箱体(1)上螺纹连接有若干个与定位轴(31)一一对应的螺栓(53)，所述复位弹簧(52)的两端分别连接在定位轴(31)和螺栓(53)之间，所述螺栓(53)外镀有磁性材料，磁性材料为汝铁硼。
2.根据权利要求1所述一种差速器上的液力锁止机构，其特征在于，同一定位轴(31)对应的左侧激流孔和右侧激流孔分别位于定位轴(31)的两侧。
3.根据权利要求1或2所述一种差速器上的液力锁止机构，其特征在于，相邻定位缺口一(25)之间、相邻定位缺口二(26)之间均有曲面平滑过渡。
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