CN113062958A

CN113062958A - 自锁差速器

Info

Publication number: CN113062958A
Application number: CN202110388754.9A
Authority: CN
Inventors: 王青春; 姜富怀
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2021-07-02

Abstract

本发明提供了一种基于电磁铁通断电、利用磁力而锁止差速器的限滑系统。本系统包括电磁铁、止推轴承、差速器左壳、膜片弹簧、自锁环、自锁齿轮、行星齿轮、齿轮固定主轴、齿轮固定副轴、传动齿轮、差速器右壳。当需要差速器进行自锁时，电磁铁通电，吸附自锁环靠近差速器左壳，膜片弹簧被压缩，自锁环上的齿和壳上的槽啮合后，自锁齿轮就与差速器壳体形成为一整体，因此它们转动的速度相同，根据差速器两输出半轴转速与差速器中系杆(或转臂)之间的速度关系可知，此时左右半轴及差速器壳体成为一整体，因此它们的转速就变得一样。当不需要自锁时，电磁铁断电，自锁环由膜片弹簧复位到之前位置，解除自锁。

Description

自锁差速器

技术领域

本发明涉及一种限滑差速器(LSD)，具体涉及一种基于电磁铁通断电、利用磁力而锁止差速器的系统，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限滑自锁系统，该系统整体构成如示例图所示，在原有的基础上，改变了太阳轮结构，设计成自锁齿轮和传动齿轮，其余差速器内部结构保持不变。

除上述情况之外，自锁环与自锁齿轮相配合，自锁环上的楔形槽数量与自锁齿轮上的楔形块数量相同，楔形块和楔形槽分布均匀。

除上述情况之外，差速器右壳上有与自锁环上的齿相啮合的槽，且差速器右壳上的槽与自锁环上的齿数量相同。

除上述情况之外，膜片弹簧与差速器左壳固联，电磁铁断电时，通过膜片弹簧的弹力作用将自锁环复位到原来位置。

除上述情况之外，电磁铁与车架固定。

除上述情况之外，电磁铁和差速器左壳之间设有止推轴承。

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为根据本发明的自锁差速器总成示例性实施例外轮廓的三维视图；

图2为去掉差速器左壳后的自锁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。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语：“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，除有特殊说明，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图3，本发明提供的一种自锁差速器，包括：电磁铁1、止推轴承2、差速器左壳3、膜片弹簧4、自锁环5、自锁齿轮6、行星齿轮7、齿轮固定主轴8、齿轮固定副轴9、传动齿轮10、差速器右壳11。

参照图3描述该限滑差速器的工作原理：当车辆正常行驶，左右半轴运转速度相差不大时，自锁差速器正常工作，即电磁铁断电，自锁环与自锁齿轮固联，自锁环与差速器外壳无接触。电磁铁1与车架固定，不随差速器整体转动，当需要差速器进行自锁时，电磁铁1通电，吸附自锁环5靠近差速器左壳3，膜片弹簧4被压缩，自锁环5上的齿和右壳11上的槽啮合后，自锁齿轮6就与差速器壳体形固联在一起，此时左右半轴及差速器壳体成为一整体，左右半轴转速相同，实现自锁。当不需要自锁时，电磁铁1断电，磁力消失，自锁环5由被压缩的膜片弹簧4的弹力作用，复位至初始位置，解除自锁。

参照图2与图3说明该限滑差速器的结构，膜片弹簧4通过特定方式固定在差速器左壳3上，电磁铁断电后，被压缩的膜片弹簧4将自锁环5复位到原来的位置。自锁齿轮6通过楔形槽与自锁环5连接，自锁环5中沿径向设计有若干槽，自锁齿轮6左端沿径向设计有若干楔形块，自锁齿轮6上楔形块的数量与自锁环5上槽的数量相同。差速器右壳11上有与自锁环5上的齿数量相同的槽。电磁铁1和差速器左壳3之间设有止推轴承。

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

1.一种自锁差速器系统，所述自锁系统包括：电磁铁、止推轴承、膜片弹簧、自锁环、自锁齿轮、行星齿轮、传动齿轮、差速器左壳、差速器右壳。

2.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，电磁铁与车架固定，不随差速器整体转动。

3.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，该自锁系统的实现，无需改变差速器内部行星轮结构。

4.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，将差速器内部的一太阳轮改变为自锁齿轮，该自锁齿轮与自锁环相配合，右侧为传动齿轮。

5.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，电磁铁和差速器左壳之间增加了止推轴承，防止轴向窜动。

6.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，膜片弹簧与差速器左壳固联，电磁铁断电时，通过膜片弹簧将自锁环复位到原来位置。

7.根据权利要求1所述的一种自锁系统，其特征在于，差速器右壳上有与自锁环上的齿相啮合的槽。

8.根据权利要求7所述的一种自锁系统，其特征在于，差速器右壳上的槽与自锁环上的齿数量相同。

9.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，自锁齿轮有若干楔形块，通过楔形块与自锁环固定，其中楔形块的形状并不仅限于示例所示，其数量也不仅限于示例所示数量。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述自锁环的楔形槽中容纳自锁齿轮上的楔形块，其数量不仅限于示例所示数量。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，自锁环中的楔形槽的数量要少于自锁齿轮上的楔形块的数量，且分布均匀，数量也不能过少。