CN110081143A - 一种限滑差速器、控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种限滑差速器、控制系统及控制方法，它解决了现有技术中差速器限制转向驱动桥性能发挥的问题，具有提高车辆动力性和通过性的有益效果，其方案如下：一种限滑差速器，包括差速机构，包括半轴，半轴端部通过半轴齿轮与行星齿轮配合；限滑机构，包括设于半轴齿轮的压紧活塞，压紧活塞可伸缩设置，且压紧活塞另一端被固定，且压缩活塞一侧设置限滑摩擦片，半轴内设置油孔，能够将压力油供于压紧活塞处，压力油推动压紧活塞移动，限滑摩擦片被压紧进而产生限滑摩擦力矩。

Description

一种限滑差速器、控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及传动技术领域，特别是涉及一种限滑差速器、控制系统及控制方法。

背景技术

拖拉机作为主要的农田作业动力机械在我国农业生产中已广泛普及，具有巨大的社会保有量，为农业现代化发展提供了有力的支撑。但是，长期以来我国的拖拉机研发制造技术与国际先进水平相比还存在着较大差距，特别是在智能化、机电液一体化方面差距更大。转向驱动桥作为拖拉机的重要动力传动部件，对拖拉机的综合性能，特别是动力性能、通过性能影响较大。

发明人发现目前自动限滑差速器在国内拖拉机行业仍然是空白，随着拖拉机功能的不断拓展，四轮驱动及大型化趋势已经形成，但技术水平跟不上发展要求，大家依然使用传统的自由式差速器，这就限制了转向驱动桥性能的发挥，降低了拖拉机四驱系统的功效。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种限滑差速器，能应用于四轮驱动拖拉机的前转向驱动桥，填补国内同类技术空白。当拖拉机直行时会产生锁止力矩使前桥左右半轴同差速器一起锁止，避免左右前驱动轮因地面附着条件不同或一边失去附着条件而打滑而部分或全部失去驱动能力，从而能有效地提高拖拉机的动力性、通过性及作业效率。同时还能保证在拖拉机转弯时锁止力矩自动解除，不影响整机转向性能。

一种限滑差速器的具体方案如下：

一种限滑差速器，包括：

差速机构，包括半轴，半轴端部通过半轴齿轮与行星齿轮配合；

限滑机构，包括设于半轴齿轮的压紧活塞，压紧活塞可伸缩设置，且压紧活塞另一端被固定，且压缩活塞一侧设置限滑摩擦片，半轴内设置油孔，能够将压力油供于压紧活塞处，压力油推动压紧活塞移动，限滑摩擦片被压紧进而产生限滑摩擦力矩。

上述的限滑差速器，当车辆出现转向时，左右驱动轮转速不相等，行星齿轮会转动，实现差速功能，通过限滑机构的设置，在车辆直行时，压力油推动压紧活塞，因压紧活塞的另一端被固定，这样限滑摩擦片产生限滑摩擦力矩，这样左右半轴齿轮就与差速机构一通转动，使得左右驱动轮同步前进，最大限度的发挥出两驱动轮的附着性能。

进一步地，所述行星齿轮通过行星齿轮轴支撑，行星齿轮设有四个，并通过行星齿轮轴支撑。

进一步地，为了在车辆直行时，实现半轴齿轮与差速器壳体的一同转动，所述压紧活塞的一侧与所述的半轴齿轮连接，另一端与设于所述行星齿轮轴的行星齿轮轴支撑座连接。

进一步地，为了保证差速器的差速功能，所述压紧活塞端部设置回位弹簧座，弹簧一端设于回位弹簧座内，另一端与所述的行星齿轮轴连接，当拖拉机转向时，压力油卸荷，压紧活塞在回位弹簧作用下退回，限滑摩擦力矩消失，恢复传统差速功能。

进一步地，所述压紧活塞包括压盘和设于压盘中心的压杆，所述限滑摩擦片套于所述的压杆，其中一限滑摩擦片贴合于压盘。

进一步地，所述压紧活塞一侧设置若干所述的限滑摩擦片，相邻的限滑摩擦片之间设置中间压盘，这样可以增大限滑摩擦力矩，保证限滑效果。

进一步地，所述差速机构和限滑机构设于差速器壳体内，差速器壳体的一侧设置差速器盖。

进一步地，所述半轴设置密封环，密封环设置进油孔，两根半轴的进油孔通过压油腔连管相连。

一种限滑差速器控制系统，包括：

所述的一种限滑差速器；

控制器，控制器与设于车辆的转向传感器连接，且控制器与油泵连接，油泵与所述半轴的油孔连接。

上述的控制系统，实现差速器的电液控制，控制器为驱动器、电液控制组合阀和负载敏感优先阀，负载敏感优先阀与油泵、液压提升机构分别单独连接，且同电液控制组合阀相连，驱动器控制电液控制组合阀，实现油液的换向，从而在车辆直行时，向差速器供入压力油，保证半轴齿轮与差速器壳体一同转动，在车辆转弯时，切断压力油的供入，保证传统的差速器功能。

一种限滑差速器控制系统的控制方法，包括如下内容：

当转向传感器检测到车辆转过有效角度时，发出信号至控制器，控制器通过油泵控制压力油送入提升系统主油路，差速机构实现差速；

当转向传感器未检测到车辆转过有效角度时，控制器控制油泵将压力油送于限滑机构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明摩擦片和压紧活塞的设置，在车辆直线前进时，可使得摩擦片相对于被固定面产生限滑摩擦力矩，这样可使半轴齿轮与行星齿轮轴固定在一起，进而同差速器壳体一同转动，使得左右驱动轮同步前行，最大限度的发挥出两驱动轮的附着性能。

2)本发明通过电液控制，可根据车辆的状态，来调整向差速器的供油，保证差速器的可靠运行，实现油液的按需供给，有效地解决了差速器与供油系统相互影响的问题。

3)本发明通过电液控制系统的设置，因是闭环控制，当差速器限滑功能处于激活状态时，优先分流油液不溢流，从而不会产生额外热功率损失和系统温升。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本发明实施例2中差速器控制系统整体布置图；

图2为本发明实施例1中差速器主视图；

图3为本发明实施例1中差速器左视图；

图4为本发明实施例1中差速器右视图；

图5为本发明实施例1中差速器内部结构示意图；

图中：1、差速器壳体，2、差速器盖，3、行星齿轮止推垫，4、半轴齿轮止推垫，5、半轴齿轮，6、行星齿轮，7、行星齿轮轴，8、行星齿轮轴支撑座，9、压紧活塞，10、限滑摩擦片，11、中间压盘，12、回位弹簧座，13、弹簧，14、被动齿轮，15、行星齿轮轴止退销，16、密封环，17、Y型密封圈，18、第一O型密封圈，19、左腔密封环，20、右腔密封环，21、活塞导向定位销，22、右半轴，23、左半轴，24、第二O型密封圈，25、第三O型密封圈，26、油腔连管，27、转向传感器，28、PLC控制器，29、限滑差速器，30、压力反馈油管，31、优先分流油管，32、负载敏感优先阀，33、电液控制组合阀，34、限滑进油管。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种限滑差速器。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图2-图5所示，一种限滑差速器，包括差速机构，包括半轴，半轴端部通过半轴齿轮5与行星齿轮6配合，半轴齿轮5通过半轴和半轴齿轮止推垫4安装于差速器壳体的半轴齿轮安装孔内，行星齿轮6通过行星齿轮轴和星齿轮止推垫3安装于差速器壳体的行星齿轮安装孔内；限滑机构，包括设于半轴齿轮的压紧活塞9，压紧活塞9可伸缩设置，且压紧活塞9另一端被固定，且压缩活塞一侧设置限滑摩擦片10，半轴内设置油孔，能够将压力油供于压紧活塞9处，压力油推动压紧活塞9移动，限滑摩擦片10被压紧进而产生限滑摩擦力矩。

上述的限滑差速器，当车辆出现转向时，左右驱动轮转速不相等，行星齿轮会转动，实现差速功能，通过限滑机构的设置，在车辆直行时，压力油推动压紧活塞，因压紧活塞9的另一端被固定，这样限滑摩擦片产生限滑摩擦力矩，这样左右半轴齿轮就与差速机构一通转动，使得左右驱动轮同步前进，最大限度的发挥出两驱动轮的附着性能。

行星齿轮6通过行星齿轮轴7支撑，行星齿轮6设有四个，并通过行星齿轮轴7支撑，行星齿轮轴7通过行星齿轮轴止退销15进行安装。为了在车辆直行时，实现半轴齿轮5与差速器壳体1的一同转动，压紧活塞9的一侧与所述的半轴齿轮5连接，另一端与设于行星齿轮轴7的行星齿轮轴支撑座8连接，半轴齿轮5内设置活塞导向定位销21以对压紧活塞9进行定位。

差速机构和限滑机构设于差速器壳体1内，差速器壳体的一侧设置差速器盖2，差速器壳体1周侧设置被动齿轮14，因为本实施例提供的差速器应用于驱动桥的，被动齿轮14是驱动桥接受拖拉机变速箱向前桥传递动力的，行星齿轮轴支撑座8呈十字交叉安装了四个行星齿轮6，两个半轴齿轮5分别同时与四个行星齿轮啮合，半轴齿轮安装于差速器壳体内的半轴齿轮安装孔内，另外一个半轴齿轮安装于差速器盖的半轴齿轮安装孔内，差速器盖2用螺栓紧固于差速器壳体1开口端通过定位止口保证左右半轴齿轮同心。

为了保证差速器的差速功能，压紧活塞端部设置回位弹簧座12，弹簧13一端设于回位弹簧座12内，另一端与所述的行星齿轮轴7连接，当拖拉机转向时，压力油卸荷，压紧活塞9在弹簧13作用下退回，限滑摩擦力矩消失，恢复传统差速功能。

压紧活塞9包括压盘和设于压盘中心的压杆，限滑摩擦片10套于所述的压杆，其中一限滑摩擦片10贴合于压盘，因半轴为两根，则压紧活塞9和限滑摩擦片10同样设于行星齿轮轴7的两侧，压盘通过第一O型密封圈18、第三O型密封圈25和Y型密封圈17设于半轴齿轮5的活塞腔内，压盘与半轴齿轮5之间存在压油腔，用于压紧摩擦盘。

压紧活塞9一侧设置若干所述的限滑摩擦片10，相邻的限滑摩擦片10之间设置中间压盘11，这样可以增大限滑摩擦力矩，保证限滑效果。

左半轴23和右半轴22分别设置左腔密封环19和右腔密封环20，密封环设置进油孔，两根半轴的进油孔通过压油腔连管26相连，密封环内侧设置第二O型密封圈24。

中间压盘11中心的方孔与压紧活塞9的方轴配合传递扭矩，限制其与半轴齿轮5相对转动，只可有一定的轴向移动以压紧限滑摩擦片10。当拖拉机直行时，压力油推动压紧活塞9向中间移动，压紧活塞9的压盘会将限滑摩擦片10连同中间压盘11压紧在行星齿轮轴支撑座8的左、右两端面上产生限滑摩擦力矩，这时，左、右半轴齿轮就与行星齿轮轴支撑座8固定在一起与差速器壳体1一同转动，使得左右驱动轮同步前行，最大限度的发挥出两驱动轮的附着性能。当拖拉机转向时，压力油卸荷，压紧活塞在压盘回位弹簧作用下退回，限滑摩擦力矩消失，恢复传统差速功能。

实施例2

一种限滑差速器控制系统，如图1所示，包括：

一种实施例1所述的限滑差速器29；

控制器，控制器与设于车辆的转向传感器连接，且控制器与油泵连接，油泵与所述半轴的油孔连接。

上述的控制系统，实现差速器的电液控制，控制器为PLC控制器28、电液控制组合阀33和负载敏感优先阀32，负载敏感优先阀32与油泵、液压提升机构分别单独连接，且通过优先分流油管31和压力反馈油管30同电液控制组合阀33相连，驱动器28控制电液控制组合阀33，电液控制组合阀33通过限滑进油管34与限滑差速器29的进油口连接，这样可以实现油液的换向，从而在车辆直行时，向差速器供入压力油，保证半轴齿轮与差速器壳体1一同转动，在车辆转弯时，切断压力油的供入，保证传统的差速器功能。

实施例3

一种限滑差速器控制系统的控制方法，包括如下内容：

当转向传感器检测到车辆转过有效角度时，发出信号至控制器；

控制器通过油泵控制压力油送入主油路，差速机构实现差速，当转向节转过有效角度时，转向传感器发出信号到驱动控制器，驱动控制器发出指令断开控制电路，使电液控制组合阀换向，从而控制液压油流向。

当转向传感器未检测到车辆转过有效角度时，控制器控制油泵将压力油送于限滑机构，从电液控制组合阀出来的压力油经管路接入压油腔，另一路经管路接入负载敏感优先阀的压力反馈口，电液控制组合阀的回油口经管路与提升系统主回油口相连接，转向传感器安装于转向节轴上并随转向节转动。

限滑差速器控制流量优先、并按需供给，提升系统的油液被有条件分流，有效地解决了与提升系统工作的相互影响。另外，由于是闭环控制，当差速器限滑功能处于激活状态时，优先分流油液不溢流，从而不会产生额外热功率损失和系统温升。

上述的限滑差速器及限滑差速器控制系统，不仅可用于农业机械如拖拉机，也可以用于其他车辆的应用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种限滑差速器，其特征在于，包括：

差速机构，包括半轴，半轴端部通过半轴齿轮与行星齿轮配合；

限滑机构，包括设于半轴齿轮的压紧活塞，压紧活塞可伸缩设置，且压紧活塞另一端被固定，且压缩活塞一侧设置限滑摩擦片，半轴内设置油孔，能够将压力油供于压紧活塞处，压力油推动压紧活塞移动，限滑摩擦片被压紧进而产生限滑摩擦力矩。

2.根据权利要求1所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述行星齿轮通过行星齿轮轴支撑。

3.根据权利要求2所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述压紧活塞的一侧与所述的半轴齿轮连接，另一端与设于所述行星齿轮轴的行星齿轮轴支撑座连接。

4.根据权利要求2所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述压紧活塞端部设置回位弹簧座，弹簧一端设于回位弹簧座内，另一端与所述的行星齿轮轴连接。

5.根据权利要求1所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述压紧活塞包括压盘和设于压盘中心的压杆，所述限滑摩擦片套于所述的压杆。

6.根据权利要求1所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述压紧活塞一侧设置若干所述的限滑摩擦片，相邻的限滑摩擦片之间设置中间压盘。

7.根据权利要求1所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述差速机构和限滑机构设于差速器壳体内，差速器壳体的一侧设置差速器盖。

8.根据权利要求1所述的一种限滑差速器，其特征在于，所述半轴设置密封环，密封环设置进油孔。

9.一种限滑差速器控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1-8中任一项所述的一种限滑差速器；

控制器，控制器与设于车辆的转向传感器连接，且控制器与油泵连接，油泵与所述半轴的油孔连接。

10.根据权利要求9所述的一种限滑差速器控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下内容：

当转向传感器检测到车辆转过有效角度时，发出信号至控制器；

控制器通过油泵控制压力油送入限滑差速器；

当转向传感器未检测到车辆转过有效角度时，控制器控制油泵将压力油送于主油路。