CN110107673B - 用于车辆的差速锁装置和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的差速锁装置和车辆，包括：左半轴齿轮和右半轴齿轮；制动组件，制动组件具有打开位置和锁止位置；第一行星齿轮和第二行星齿轮，在第一行星齿轮和第二行星齿轮均与左半轴齿轮和右半轴齿轮啮合；其中在制动组件处于锁止位置且左半轴齿轮和右半轴齿轮具有转速差时，左半轴齿轮或右半轴齿轮驱动制动组件与第一行星齿轮和第二行星齿轮配合以限制第一行星齿轮和第二行星齿轮自转。本发明的差速锁装置，在左半轴齿轮和右半轴齿轮产生速度差时，可以通过左半轴齿轮或右半轴齿轮驱动制动组件与第一行星齿轮和第二行星齿轮配合，从而限制第一行星齿轮和第二行星齿轮转动。

Description

用于车辆的差速锁装置和车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种用于车辆的差速锁装置和车辆。

背景技术

目前常见锁式差速器按控制方式可分为自锁式差速器、电子限滑差速器、电控锁式差速器等。自锁式差速器一般为纯机械结构，能根据转速差的大小自动区分转弯和打滑工况，从而自动控制锁止或打开，该类差速锁机械零件较为精密，对加工要求较高，目前还没有在国内量产；电子限滑差速器主要限滑结构为摩擦片组，通过控制对摩擦片组施加压紧力的大小来控制不同的锁紧程度，这种差速器一般都会配备一个电子控制单元并进行标定，成本较大且随着使用时间的变长，摩擦片组的性能容易降低；而电控锁式差速器能通过驾驶员自己的控制实现差速器的锁止与断开，以适应不同的路况和驾驶模式，且主观感受性强，结构简单，成本较低，比较受市场青睐；但是主流的电控锁式差速器一般通过电流控制电磁铁的磁力,制造出两个转体的转速差，然后将转速差转换成轴向的移动,进而控制一侧半轴齿轮与差壳的锁止，结构复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于车辆的差速锁装置，该差速锁装置通过设置制动组件，使得在左半轴齿轮和右半轴齿轮产生速度差时，可以通过左半轴齿轮或右半轴齿轮驱动制动组件与第一行星齿轮和第二行星齿轮配合，从而限制第一行星齿轮和第二行星齿轮转动，实现对差速器的锁止。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于车辆的差速锁装置，包括：左半轴齿轮和右半轴齿轮；制动组件，所述制动组件具有打开位置和锁止位置；第一行星齿轮和第二行星齿轮，在所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮均与所述左半轴齿轮和所述右半轴齿轮啮合；其中在所述制动组件处于锁止位置且所述左半轴齿轮和所述右半轴齿轮具有转速差时，所述左半轴齿轮或所述右半轴齿轮驱动所述制动组件与所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮配合以限制所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮自转。

进一步地，所述制动组件包括：滑套，所述滑套可选择地与所述左半轴齿轮或所述右半轴齿轮配合；凸轮结构，所述凸轮结构设置在所述滑套上且可随所述滑套转动而转动；制动盘，所述制动盘的一端与所述凸轮结构止抵且可随凸轮结构转动而朝向或远离所述第一行星齿轮和第二行星齿轮的方向移动。

进一步地，所述滑套上设置有第一配合凸缘，所述左半轴齿轮或所述右半轴齿轮上设置有第二配合凸缘，在所述制动组件处于锁止位置时，所述第一配合凸缘和所述第二配合凸缘配合。

进一步地，所述制动组件还包括：花键轴，所述花键轴与所述滑套花键配合，所述花键轴上设置有所述凸轮结构，所述滑套可滑动地设置在所述花键轴上以可选择地与所述左半轴齿轮或所述右半轴齿轮配合。

进一步地，所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮套设在行星齿轮轴的两端，所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮上均设置有彼此正对的卡接槽，所述制动盘可选择地卡接在两个所述卡接槽中。

进一步地，所述花键轴与差速器外壳之间设置有第一复位件，在所述制动组件从锁止位置移动到打开位置时，所述第一复位件驱动所述花键轴复位。

进一步地，所述制动盘与所述行星齿轮轴之间设置有第二复位件，在所述凸轮结构的短径部分与所述制动盘正对时，所述第二复位件适于将所述制动盘从彼此正对的所述卡接槽中脱离。

进一步地，所述差速锁装置还包括：驱动组件，所述驱动组件与所述制动组件相连且驱动所述制动组件在打开位置和锁止位置之间移动。

进一步地，所述驱动组件包括：驱动件和传动件，所述传动件分别与所述驱动件和所述制动组件相连。

根据本发明实施例的用于车辆的差速锁装置，通过设置制动组件，使得在左半轴齿轮和右半轴齿轮产生速度差时，可以通过左半轴齿轮或右半轴齿轮驱动制动组件与第一行星齿轮和第二行星齿轮配合，从而限制第一行星齿轮和第二行星齿轮转动，实现对差速器的锁止。

根据本发明实施例的车辆包括上述的差速锁装置，由于根据本发明的车辆设置有上述的差速锁装置，因此该车辆结构简单，不同配置的车型装配更加容易。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的差速锁装置的示意图；

图2为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于打开位置时的一个方向的示意图；

图3为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于打开位置时的另一个方向的示意图；

图4为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于打开位置时的剖视图；

图5为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于锁止位置时的一个方向的示意图；

图6为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于锁止位置时的另一个方向的示意图；

图7为本发明实施例所述的差速锁装置在制动组件处于锁止位置时的剖视图；

图8为本发明实施例所述的制动盘与第一行星齿轮和第二行星齿轮配合的示意图。

附图标记说明：

差速锁装置100，左半轴齿轮110，右半轴齿轮120，制动组件130，滑套131，花键轴132，凸轮结构133，制动盘134，第一行星齿轮140，第二行星齿轮160，驱动组件150，电机151，齿轮组152，拨叉153，拨盘154，螺纹杆155，第一复位件171，第二复位件172，行星齿轮轴180，卡接槽101。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图1-8并结合实施例来详细说明本发明实施例的用于车辆的差速锁装置100。

根据本发明实施例的用于车辆的差速锁装置100可以包括左半轴齿轮110、右半轴齿轮120、制动组件130、第一行星齿轮140和第二行星齿轮160。

其中，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160均在差速器外壳的带动下转动，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160带动左半轴齿轮110和右半轴齿轮120转动，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160均与左半轴齿轮110和右半轴齿轮120进行啮合，在左右车轮的转速不一致时，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160发生自转以抵消左右车轮的转速差，当然这些都已经是现有技术，这里不再赘述。

制动组件130具有打开位置和锁止位置，当制动组件130处于打开位置时，差速锁装置100无论在什么情况都不会对第一行星齿轮140和第二行星齿轮160进行锁止；当制动组件130处于锁止位置时，差速锁装置100可以在左右车轮转速一致时不对第一行星齿轮140和第二行星齿轮160进行锁止，只有在左右车轮的转速不一致时才对第一行星齿轮140和第二行星齿轮160进行锁止。

其中，在制动组件130处于锁止位置且左半轴齿轮110和右半轴齿轮120具有转速差时，左半轴齿轮110或右半轴齿轮120驱动制动组件130与第一行星齿轮140和第二行星齿轮160配合以限制第一行星齿轮140和第二行星齿轮160自转，从而实现将差速器锁止的目的。

制动组件130处于锁止位置时，制动组件130与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120啮合。在这种情况下，当左半轴齿轮110和右半轴齿轮120之间没有速度差时，第一行星齿轮140、第二行星齿轮160和制动组件130均在差速器外壳的带动下转动，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160带动左半轴齿轮110和右半轴齿轮120转动，此时制动组件130不会与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120产生相对转动；当左半轴齿轮110和右半轴齿轮120之间具有速度差时，差速器外壳或者说制动组件130的转速不再与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120相同，制动组件130与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120产生相对转动，制动组件130在左半轴齿轮110或右半轴齿轮120的驱动下与第一行星齿轮140和第二行星齿轮160配合，从而限制第一行星齿轮140和第二行星齿轮160的转动，实现对差速器的锁止。

根据本发明实施例的用于车辆的差速锁装置100，通过设置制动组件130，使得在左半轴齿轮110和右半轴齿轮120产生速度差时，可以通过左半轴齿轮110或右半轴齿轮120驱动制动组件130与第一行星齿轮140和第二行星齿轮160配合，从而限制第一行星齿轮140和第二行星齿轮160转动，实现对差速器的锁止。

在本发明的一些实施例中，制动组件130包括滑套131、凸轮结构133和制动盘134。

其中滑套131可选择地与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合，在制动组件130处于打开位置时，滑套131不与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合，在制动组件130处于锁止位置时，滑套131与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合。

凸轮结构133设置在滑套131上且可随滑套131转动而转动，制动盘134的一端与凸轮结构133止抵且可随凸轮结构133转动而朝向或远离第一行星齿轮140和第二行星齿轮160的方向移动。

凸轮结构133具有长径部分和短径部分，当制动盘134的所述一端接触的凸轮结构133的长径部分逐渐变为凸轮结构133的短径部分时，制动盘134逐渐远离第一行星齿轮140和第二行星齿轮160；当制动盘134的所述一端接触的凸轮结构133的短径部分逐渐变为凸轮结构133的长径部分时，制动盘134逐渐靠近第一行星齿轮140和第二行星齿轮160；当凸轮结构133的具有最长半径的部分与制动盘134止抵时，制动盘134与第一行星齿轮140和第二行星齿轮160配合并限定第一行星齿轮140和第二行星齿轮160转动。可选地，凸轮结构133可以为双凸轮。

进一步地，滑套131上设置有第一配合凸缘，左半轴齿轮110或右半轴齿轮120上设置有第二配合凸缘，在制动组件130处于锁止位置时，第一配合凸缘和第二配合凸缘配合。

具体地，第一配合凸缘和第二配合凸缘都具有长径部分和短径部分，在第一配合凸缘与第二配合凸缘配合时，第一配合凸缘的长径部分与第二配合凸缘的短径部分配合，第一配合凸缘的短径部分与第二配合凸缘的长径部分配合。

制动组件130还包括花键轴132，花键轴132与滑套131花键配合，花键轴132上设置有凸轮结构133，滑套131可滑动地设置在花键轴132上以可选择地与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合。

滑套131可以在花键轴132上滑动从而实现在打开位置和锁止位置进行切换，在滑套131处于锁止位置时，即滑套131与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合时，在左半轴齿轮110和右半轴齿轮120具有转速差时，滑套131可以在左半轴齿轮110或右半轴齿轮120的驱动下转动，由于滑套131与花键轴132花键配合，因此滑套131可以带动花键轴132转动，进而带动花键轴132上的凸轮结构133转动。

第一行星齿轮140和第二行星齿轮160套设在行星齿轮轴180的两端，第一行星齿轮140和第二行星齿轮160上均设置有彼此正对的卡接槽101，制动盘134可选择地卡接在两个卡接槽101中。当制动盘134在凸轮结构133的驱动下向下移动并卡接在两个卡接槽101中时，制动盘134可以限制第一行星齿轮140和第二行星齿轮160转动。

花键轴132与差速器外壳之间设置有第一复位件171，在制动组件130从锁止位置移动到打开位置时，第一复位件171驱动花键轴132复位。当制动件从锁止位置移动到打开位置时，制动组件130不再与左半轴齿轮110或右半轴齿轮120配合，从而左半轴齿轮110或右半轴齿轮120不会为滑套131提供驱动力，因此第一复位件171可以驱动花键轴132转动，从而将花键轴132复位。

进一步地，制动盘134与行星齿轮轴之间设置有第二复位件172，在凸轮结构133的短径部分与制动盘134正对时，第二复位件172适于将制动盘134从彼此正对的卡接槽101中脱离。由此，可以避免制动组件130处于打开位置时，或者左右车轮没有转速差时，制动盘134仍然停留在两个卡接槽101中，限制第一行星齿轮140和第二行星齿轮160转动。

在本发明的一些实施例中，差速锁装置100还包括驱动组件150，驱动组件150与制动组件130相连且驱动制动组件130在打开位置和锁止位置之间移动。驱动组件150可以包括驱动件和传动件，驱动件为动力源，传动件分别与驱动件和制动组件130相连，进而可以将驱动件的动力传递给制动组件130，即可以实现滑套131在花键轴132上滑动。

具体地，驱动件可以为电机151，传动件可以将电机151的转动转变为滑套131的移动。例如，传动件可以包括齿轮组152、拨叉153和拨盘154，齿轮组152和拨叉153之间通过螺纹杆155相连，螺纹杆155与拨叉153螺纹配合，拨叉153的头部可以构造为方形且嵌入到桥壳的沟槽中，因此拨叉153只能沿直线移动，而不能随着螺纹杆155转动而转动，从而拨叉153和拨盘154可以带动滑套131移动。

下面简单描述本发明实施例的车辆，根据本发明实施例的车辆包括上述实施例的差速锁装置100，由于根据本发明实施例的车辆设置有上述的差速锁装置100，因此该车辆结构简单，不同配置的车型装配更加容易。

本发明实施例中的驱动件可以为电机151，电机151是否转动及转动方向，经过齿轮组152减速增钮，通过螺纹杆155将旋转运动转换成水平移动，控制滑套131的轴向位置，实现差速锁装置100打开或锁止，中间的双凸轮的旋转控制止动盘的上下移动，进而控制两个行星齿轮的相对转动，实现锁止功能，第一复位件171和第二复位件172在差速锁由锁止变为打开状态时起到回位作用，实现差速锁装置100的打开功能；

差速锁可进行选装，若不装差速锁，则只需取消安装电机151、齿轮组152、拨叉153、拨盘154、滑套131、花键轴132、双凸轮、螺纹杆155、止动盘、回位弹簧等零件，不再需要其他工作，容易实现选装；

可对该差速锁的电机151进行标定，根据车速、方向盘转角等信号判断识别车辆行驶状况，根据不同的行驶状况制定不同的功能策略，满足更多的车辆行驶工况。

采用凸轮结构133及螺纹杆155将旋转运动与平动进行互相转换，实现不同的功能；采用在两个行星齿轮中止动，主要受力零件为止动盘，使两侧半轴齿轮的受力情况更对称，减小差速器外壳的受力，改善了整个差速器的受力情况。

该差速锁装置100在普通开式差速器上进行改进，结构简单，成本低，且容易实现选装；可对该差速锁装置100的电机151进行标定，根据车速，方向盘转角等信号判断识别车辆行驶状况，根据不同的行驶状况制定不同的功能策略，满足更多的车辆行驶工况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，包括：

左半轴齿轮(110)和右半轴齿轮(120)；

制动组件(130)，所述制动组件(130)具有打开位置和锁止位置；

第一行星齿轮(140)和第二行星齿轮(160)，所述第一行星齿轮(140)和所述第二行星齿轮(160)均与所述左半轴齿轮(110)和所述右半轴齿轮(120)啮合；其中

在所述制动组件(130)处于锁止位置且所述左半轴齿轮(110)和所述右半轴齿轮(120)具有转速差时，所述左半轴齿轮(110)或所述右半轴齿轮(120)驱动所述制动组件(130)与所述第一行星齿轮(140)和所述第二行星齿轮(160)配合以限制所述第一行星齿轮(140)和所述第二行星齿轮(160)自转；

所述制动组件(130)包括：滑套(131)，所述滑套(131)可选择地与所述左半轴齿轮(110)或所述右半轴齿轮(120)配合；凸轮结构(133)，所述凸轮结构(133)设置在所述滑套(131)上且可随所述滑套(131)转动而转动；制动盘(134)，所述制动盘(134)的一端与所述凸轮结构(133)止抵且可随凸轮结构(133)转动而朝向或远离所述第一行星齿轮(140)和第二行星齿轮(160)的方向移动。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述滑套(131)上设置有第一配合凸缘，所述左半轴齿轮(110)或所述右半轴齿轮(120)上设置有第二配合凸缘，在所述制动组件(130)处于锁止位置时，所述第一配合凸缘和所述第二配合凸缘配合。

3.根据权利要求1所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述制动组件(130)还包括：花键轴(132)，所述花键轴(132)与所述滑套(131)花键配合，所述花键轴(132)上设置有所述凸轮结构(133)，所述滑套(131)可滑动地设置在所述花键轴(132)上以可选择地与所述左半轴齿轮(110)或所述右半轴齿轮(120)配合。

4.根据权利要求3所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述第一行星齿轮(140)和所述第二行星齿轮(160)套设在行星齿轮轴(180)的两端，所述第一行星齿轮(140)和所述第二行星齿轮(160)上均设置有彼此正对的卡接槽，所述制动盘(134)可选择地卡接在两个所述卡接槽中。

5.根据权利要求3所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述花键轴(132)与差速器外壳之间设置有第一复位件(171)，在所述制动组件(130)从锁止位置移动到打开位置时，所述第一复位件(171)驱动所述花键轴(132)复位。

6.根据权利要求4所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述制动盘(134)与所述行星齿轮轴(180)之间设置有第二复位件(172)，在所述凸轮结构(133)的短径部分与所述制动盘(134)正对时，所述第二复位件(172)适于将所述制动盘(134)从彼此正对的所述卡接槽中脱离。

7.根据权利要求1所述的用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，还包括：驱动组件(150)，所述驱动组件(150)与所述制动组件(130)相连且驱动所述制动组件(130)在打开位置和锁止位置之间移动。

8.根据权利要求7所述用于车辆的差速锁装置(100)，其特征在于，所述驱动组件(150)包括：驱动件和传动件，所述传动件分别与所述驱动件和所述制动组件(130)相连。

9.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求1-8中任一项所述差速锁装置(100)。

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