CN1147402C - 用于四轮驱动车辆的桥间差速器 - Google Patents

用于四轮驱动车辆的桥间差速器

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Abstract

一种用于四轮驱动车辆的桥间差速器，该差速器包括一个具有纵向轴线的差速器壳；以纵向方向设置在差速器壳内的前后半轴齿轮；以及与前后半轴齿轮的外周部位进行啮合的多个差速器行星齿轮，其中每个差速器行星齿轮的回转轴线都相对差速器壳的纵向轴线倾斜一个预定的角度。

Description

用于四轮驱动车辆的桥间差速器
本发明涉及一种四轮驱动车辆，或更具体地讲，涉及一种用于四轮驱动车辆的桥间差速器(center diffrential)，它作为一种防滑差速器可对前后驱动轮分配不同的驱动扭矩。
图3和图4表示了一种使用在四轮驱动车辆上的现有桥间差速器。此处所使用的“前”和“后”两词的含义分别指代车体的前进方向和后退方向。
如图所示，环绕差速器壳52设置的一个齿圈51与一个传动小齿轮(图中未示出)相啮合。前后半轴齿轮53和54设置在差速器壳52内，并同一个驱动轴(图中未示出)花键连接。在半轴齿轮53和54的外表面上设置有斜齿轮面55。
齿轮槽56形成于差速器壳52的内壁，在其内设置了四个差速器行星齿轮组件57，这些行星齿轮组件57每个都具有第一差速器行星齿轮60和第二差速器行星齿轮61，差速器行星齿轮组件57与半轴齿轮53、54进行啮合。在第一差速器行星齿轮60上沿一条共同的轴线形成了一个长斜齿轮58和一个短斜齿轮59，而在第二差速器行星齿轮61上也沿一条共同的轴线形成了一个长斜齿轮63和一个短斜齿轮62。在所有行星齿轮组件57中第一和第二差速器行星齿轮60、61的设置方式都使得长斜齿轮58和短斜齿轮59分别与第二差速器行星齿轮61的短斜齿轮62和长斜齿轮63啮合。此外，长斜齿轮58和63还分别和前后半轴齿轮54和53啮合。
在前后半轴齿轮53和54以及差速器壳52之间设置有端部垫圈65。
当车辆正直向前行驶时，由于在前后半轴齿轮53间没有转动速度差存在，从而差速器行星齿轮60和61并不绕它们自身的轴线旋转，半轴齿轮53和54随同差速器壳52一起进行转动。
当在前后半轴齿轮53和54间存在一个速度差时，差速器行星齿轮60和61通过相互间的反向转动来补偿两个转速间的差值。
当在前后桥间有载荷差异存在时，前后半轴齿轮53和54的工作方式是这样的：在半轴齿轮53、54和差速器行星齿轮60、61之间产生了一个啮合反作用力，该啮合反作用力作为轴线方向上的侧推动力施加在斜齿轮的齿面上。
因而，半轴齿轮53和54被挤靠在垫圈64和65上，在侧推力作用下，差速器行星齿轮60和61也同差速器壳52接合在一起。结果，半轴齿轮53、54和差速器行星齿轮60、61都整个和差速器壳52连在了一起，这样就在前后桥差速器(图中未示出)间分配了相同的驱动扭矩，实现了具有防滑作用的差动工作。
但是，在上述的中央桥间差速器中，由于前后半轴齿轮的直径是完全相同的，并由于差速器行星齿轮是平行地与前后半轴齿轮进行啮合，所以差速器行星齿轮和差速器壳内壁间摩擦区域的面积是有限的，从而在防滑差动模式下很难获得理想的防滑差动力。
此外，考虑到前后车轮与地面的粘着力，为了实现一个动力平衡，最好能在前后车轮间分配不同的驱动扭矩。但是，在现有的桥间差速器中，由于前后车轮的扭矩分配率固定于50∶50，从而很难增大桥间差速器的驱动能力范围。
本发明致力于解决上述问题。
本发明的一个目的是提供一种桥间差速器，该差速器能提供一个高的防滑差动力，并根据前后车轮不同的地面接触力状况向前后车轮分配不同的驱动扭矩。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于四轮驱动车辆的桥间差速器，该差速器包括一个具有纵向轴线的差速器壳；以纵向方向设置在差速器壳内的前后半轴齿轮；以及与前后半轴齿轮的外周部位进行啮合的多个差速器行星齿轮，其中每个差速器行星齿轮的回转轴线都相对差速器壳的纵向轴线倾斜一个预定的角度。
包括在说明书中并构成说明书一部分的附图展示了本发明的实施方式，并和文字描述一起来解释本发明的设计原理。在附图中：
图1是根据本发明最佳实施例的一种桥间差速器的侧剖视图；
图2是沿图1中的II-II线所作的剖面图；
图3是一种现有普通桥间差速器的侧剖视图；以及
图4是现有桥间差速器的差速器行星齿轮/半轴齿轮组合体的轴测视图。
下文将参照附图对本发明的最佳实施方式作详细的描述，此处所使用的“前”和“后”两词的含义分别指代车体的前进方向和后退方向。
图1和图2表示了根据本发明最佳实施方式的轴间差速器。
本发明的桥间差速器包括一个纵轴线为X的差速器壳3；一个环绕差速器壳3一体成形的齿圈1；设置在差速器壳3内的前后半轴齿轮5、7，它们的中心轴线都与差速器壳3的纵轴线同轴。前后半轴齿轮5、7与一个驱动轴(图中未示出)花键连接，并在它们的外圆周上设有斜啮合齿9。
齿轮槽11形成于差速器壳3的内壁，在其内设置了四个差速器行星齿轮组件13，这些行星齿轮组件13都具有第一差速器行星齿轮27和第二差速器行星齿轮29，并与半轴齿轮5、7啮合。在前半轴齿轮5和差速器壳3之间以及后半轴齿轮7和差速器壳3之间安装了端部垫圈15，而在前后半轴齿轮5、7之间则设置了中央垫圈17。
差速器壳3的外圆周被设计得相对于中央轴线X具有一个预定的倾角α，也就是说，差速器壳3外圆周的直径向前方逐渐增大。
相应地，齿轮槽11也被设计成相对于差速器壳3的中央轴线X具有一个预定的夹角α，这样，当差速器行星齿轮27、29插入到齿轮槽11中时，就使得差速器行星齿轮27、29的转动轴线PX被定位于相对于差速器壳3的中央轴线具有一个预定倾角的位置。
在第一差速器行星齿轮27上沿一条共同的轴线形成了一个长斜齿轮23和一个短斜齿轮25，在第二差速器行星齿轮29上沿一条共同的轴线也设有一个短斜齿轮25和一个长斜齿轮23。在所有行星齿轮组件13中第一和第二差速器行星齿轮27、29的设置方式都使得第一差速器行星齿轮27的长斜齿轮23和短斜齿轮25分别和第二差速器行星齿轮29的短斜齿轮25和长斜齿轮23啮合。此外，每个差速器行星齿轮的长斜齿轮23还和前后半轴齿轮5、7啮合。
由于前后半轴齿轮5、7应当与其旋转轴线相对于中央轴线X有一个预定夹角α的行星齿轮组13啮合，所以前后半轴齿轮5、7的外形直径也相应形成了一个预定的夹角α。
下文将介绍上述桥间差速器的工作过程。
当车辆正直向前行驶时，由于在前后半轴齿轮5和7之间没有转动速差存在，从而每个差速器行星齿轮都不绕自身的轴线旋转，半轴齿轮5和7随同差速器壳3一起转动。
在这里，由于前后半轴齿轮5和7的直径相互不同，因而通过前半轴齿轮5传递到前桥差速器(图中未示出)的驱动扭矩大小不同于通过后半轴齿轮7传递到后桥差速器(图中未示出)的驱动扭矩。关于这一点将在下文作详细的描述。
在差动模式下，在前后半轴齿轮5和7之间有速度差存在。该转速差值通过行星齿轮组件在不同方向的转动来进行补偿。也就是说，在车辆某一桥的车轮转速增加了差速器行星齿轮组件13的转动速度，而在车辆另一桥的车轮转速就被减小了，从而实现了车辆的桥间差速工作。
在一个防滑差动工作模式下，半轴齿轮5、7的运转通过在差速器行星齿轮组件13和半轴齿轮5、7之间产生的啮合反作用力来影响各齿轮的工作。该啮合反作用力作为侧推力作用在相对齿轮齿面的轴线方向上。
因而，由于半轴齿轮5和7被挤靠在垫圈15和17上，前后半轴齿轮5和7上就产生了摩擦力，差速器行星齿轮组件13也通过反作用力向差速器壳3内壁施加压力从而产生了摩擦力，这样就将半轴齿轮及差速器行星齿轮和差速器壳3连到了一起，从而将扭矩分配到前后桥的差速器上。
此处，由于差速器行星齿轮13是这样定位的：即它的转动轴线被设置的相对于差速器壳3的中央轴线X具有一个预定的夹角α，从而在差速器壳和行星齿轮组13间接触区域的面积就增大了，这样就增大了作用在径向方向的摩擦扭矩，从而改善了防滑差动工作特性。
在上述的实施例中，由于前半轴齿轮5被设计的具有比后半轴齿轮7更大的直径，从而通过前半轴齿轮5可分配更高的驱动扭矩。因此，当根据本实施方式的桥间差速器被应用在一个具有较高前桥载荷的四轮驱动车上时，通过在前后车轮上分配不同的驱动扭矩来实现前后车轮的地面粘着力平衡，从而改善车辆的驱动安全性。
上面联系目前被认为是最实用的最佳实施例对本发明作了描述，但应当说明的是：本发明并不仅限定于所公开的实施方式，而是相反，本发明的覆盖范围将涵盖在所附权利要求的设计思路范围内的多种改型或等效设置。

Claims (1)

1.一种用于四轮驱动车辆的桥间差速器，其包括：一个具有纵向轴线的差速器壳；以纵向方向设置在差速器壳内的前后半轴齿轮；以及相互啮合的第一和第二行星齿轮，并且其分别与前后半轴齿轮的外周部位进行啮合，其特征在于：所述前和后半轴齿轮的外周部位相对于差速器壳纵向轴线倾斜一个大于0度的预定角度，并且，每个行星齿轮的回转轴线都相对差速器壳的纵向轴线倾斜一个大于0度的预定角度。
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