CN113062957A - 一种柱销式限滑差速器 - Google Patents

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姜富怀
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Abstract

本发明提供一种柱销式的限滑差速器，该限滑差速器整体构成类似一双层轴承结构，分为一内圈结构(半轴联接盘)、一中圈结构(差速器外壳联接盘)、一外圈结构(锁止盘)及一固定盘，其中该内圈结构与半轴固联，该中圈结构与差速器外壳固联，固定盘与汽车桥壳固联。锁止柱销可沿径向在中圈结构及内圈结构的孔和槽中自由运动，还可沿周向在弹簧作用下顺外圈结构内圆的滑道自由运动。在左右半轴转速相差过大时锁止柱销受力压缩弹簧进入内圈结构，使内圈结构与中圈结构锁死成为一体，差速器外壳与半轴转速相同，从而使左右半轴以相同的速度转动。

Description

一种柱销式限滑差速器
技术领域
本发明涉及一种限滑差速器(LSD)，具体涉及一种利用柱销锁止差速器的系统，属于限滑差速器的技术领域。
背景技术
普通差速器存在差速不差扭的情况，汽车行驶过程中，当两侧车轮的附着系数相差较大时大部分甚至全部扭矩被传递至打滑车轮，将出现打滑一侧车轮急速空转而另一侧车轮不动的情况，此时汽车很难脱困。限滑差速器(LSD)在普通差速器的基础上合理分配扭矩，使车辆的通过性显著提高。
根据结构特性的不同，LSD的型式包括扭力感应型、黏耦合型LSD、滚珠锁定LSD、螺旋齿轮式LSD、标准机械式LSD、伊顿限速差速器(Eaton ELocker)、电子控制式限滑差速器等。扭力感应式LSD采用螺旋齿轮组，利用左、右双组的摩擦力来限定滑差效应，如奥迪quattro上采用的托森式差速器，其优点在于实现了恒时、连续扭矩控制管理，持续工作，没有时间上的延迟，维护简单；其缺点在于结构相对复杂，重量大，造价也相对比较昂贵，摩擦力矩高，零件磨损大，对使用寿命不利。黏耦合型LSD由多个离合器片组合而成，透过硅油的喷入使左右轮胎产生回转差，然后再利用硅油的黏性做锁定，其优点在于结构简单且体积小、造价低，缺点在于硅油的黏度会依温度产生性能上的差别，因此反应性差。滚珠锁定LSD通过圆球在弯曲的沟槽中移动时，被沟槽切断的滚筒开始作动而发挥限滑的效果，其结构特殊，应用的场合有限。螺旋齿轮式LSD利用行星齿轮大小减速比的功能达到限速功能，其优点在于维修、使用较方便，其最大的弱点在于限定锁定扭力滑差的比例较小，所能达到的最大转速差比较小。械式LSD使用左、右两个离合器片和压板组的排列组合来达到不同百分比的限滑功能，其优点在于响应速度快，灵敏度高，可根据压板和离合片的不同组合来实现大范围比例的限滑，缺点在于造价高，耐久性不好，当离合器片磨损时，噪音大，需做定期的维修。伊顿限速差速器其实是机械式差速器中的一种，两侧车轮的附着力出现差异且两侧车轮的转速差达到了设定数值，伊顿差速锁将会自动锁止差速器，使得两侧车轮拥有相同的动力，从而使车辆脱困。电子限滑差速器可根据汽车运动状态自动调节输出的限滑转矩，故性能最理想，但成本较高，可靠性。
如今汽车中常用的限速差速器专利权基本都为国外厂商所有，故在此提出本发明专利。
发明内容
提供一种根据本公开的一个示例构造的机械式限滑差速系统，该限滑系统整体构成类似一双层轴承结构，分为一内圈结构(半轴联接盘)、一中圈结构(差速器外壳联接盘)、一外圈结构(锁止盘)及一固定盘，其中该内圈结构与半轴固联，该中圈结构与差速器外壳固联，固定盘与汽车桥壳固联。
除上述情况之外，内圈结构沿圆周在径向上布置有若干示例性圆柱形槽，每个圆柱形槽内安置有弹簧。内圈结构外圆周上布置有若干容纳滚动体的孔。
除上述情况之外，中圈结构沿圆周在径向上布置有若干示例性圆柱形通孔，每个圆柱形通孔内安置锁止柱销。中圈结构外圆周上布置有若干容纳滚动体的孔。
除上述情况之外，中圈结构一侧有一凸缘结构，可安置推力轴承，该侧结构部分内径较小，用于与差速器外壳直接固连。
除上述情况之外，外圈结构内圆有一圈特定轮廓的供锁止柱销滑动的滑道，如图6所示。
除上述情况之外，锁止柱销可沿径向在中圈结构及内圈结构的孔和槽中自由运动。
除上述情况之外，锁止柱销可沿周向在弹簧作用下顺外圈结构内圆的滑道自由运动。
附图说明
根据下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征，其中相同的数字表示相同的元件，其中：
图1为根据本发明的限滑差速器总成示例性实施例外轮廓的三维视图；
图2为去掉差速器外壳后的限滑差速器示例性实施例的内部三维结构图；
图3为限滑差速器示例性实施例的三维分解图；
图4为限滑差速器的半轴连接盘三维图；
图5为限滑差速器的差速器外壳连接盘三维图；
图6为限滑差速器的锁止盘三维图；
图7为限滑差速器的固定盘及固定片三维图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正常状态下，锁止盘8与差速器外壳联接盘7通过锁止柱销的作用而联接在一起，其随同差速器外壳联接盘7而转动；差速器外壳联接盘7与半轴联接盘6之间通过滚珠9联接形成一类轴承结构，此时差速器外壳联接盘7与半轴5之间的转动互不干涉。此时整个机构的功能为一纯粹的差速器。
当其中一半轴处于空转状态时，触发锁止开关，使锁止盘8与车体前后桥(车架)固联在一起(联接方式有多种，如通过上电产生磁力使锁止盘与车架接触从而通过摩擦力使锁止盘静止不动，或通过电机推动其它类柱销或键类零件使锁止盘与车架固联在一起)，此时锁止盘8处于静止状态，差速器外壳联接盘7带动锁止柱销3一起运动，锁止柱销3相对于锁止盘8产生相对运动，在锁止盘8内轮廓作用下，迫使锁止柱销3克服压缩弹簧4的张力作用而沿径向向内移动，最终进入半轴联接盘6圆周上的柱销槽内，将半轴联接盘6与差速器外壳联接盘7联接成一体，使得该半轴的转速与差速器外壳联接盘7(即差速器转臂转速)相同，从而使得左右半轴转速一致，锁止限速功能因此得以实现。
一旦脱困，再次触发锁止开关，系统断电，锁止盘8与车体前后桥(车架)脱离，其再次处于可动状态，锁止柱销3在压缩弹簧4作用下沿径向向外移动，当处于图2中所示位置时，其不再与半轴联接盘6接触，此时半轴联接盘6与差速器外壳联接盘7各自独立运动，锁止功能终止，此时整个机构的功能恢复为一纯粹的差速器。
当锁止柱销未正对半轴联接盘上的柱销槽而锁止盘8因上电而与固定盘2结合产生摩擦力时，存在两种情况：其一，装限速装置的该半轴无法转动，则此时锁止柱销3顶住差速器外壳联接盘7上的滑道，差速器外壳联接盘7将驱动锁止盘8克服其与固定盘2之间的摩擦力而继续运动，一旦锁止柱销3对准柱销槽，锁止盘8因摩擦力而停止转动，锁止柱销3受到锁止盘8的挤压而进入柱销槽内，从而实现锁止功能；其二，装限速装置的该半轴可转动，锁止盘8将不动，锁止柱销3在锁止盘8上的滑道上滑动直至对准柱销槽，被锁止盘8挤压进入柱销槽内，从而实现锁止功能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (12)

1.一种限滑差速器系统，所述限滑系统包括：一内圈结构(半轴联接盘)、一中圈结构(差速器外壳联接盘)、一外圈结构(锁止盘)及一固定盘和固定片，滚动体、锁止柱销、弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，当其中一半轴处于空转状态时，触发锁止开关，藉由锁止柱销的作用，实现差速器外壳与半轴的锁死，实现自动限滑。
3.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，该限滑系统独立于差速系统之外，无需改变差速器内部太阳轮与行星轮结构。
4.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，内圈结构与半轴固连，差速器外壳连接盘与差速器外壳固连。
5.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，内圈结构与中圈结构及外圈结构通过滚珠形成一双层类轴承结构，正常状态下差速器外壳与半轴之间的转动互不干涉，整个机构的功能为一纯粹的差速器。
6.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，内圈结构沿圆周在径向上布置有若干示例性圆柱形槽，每个圆柱形槽内安置有弹簧，其中槽数量不仅限于示例所示数量。内圈结构外圆周上布置有若干容纳滚动体的孔。
7.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，中圈结构沿圆周在径向上布置有若干示例性圆柱形通孔，每个圆柱形通孔内安置锁止柱销，其中孔数量不仅限于示例所示数量。中圈结构外圆周上布置有若干容纳滚动体的孔。
8.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，中圈结构一侧有一凸缘结构可安置推力轴承，且有凸缘这一侧的部分内径较小，用于固连差速器外壳。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，外圈结构内圆有一圈特定轮廓的供锁止柱销滑动的滑道。
10.根据权利要求7所述的一种限滑系统，其特征在于，锁止柱销可在受力后压缩弹簧在孔、槽内沿径向自由运动。
11.根据权利要求8所述的一种限滑系统，其特征在于，锁止柱销可沿周向在弹簧作用下顺外圈结构内圆的滑道自由运动。
12.根据权利要求1所述的一种限滑系统，其特征在于，固定盘与汽车桥壳通过固定片固联。
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