CN203686054U - 差动齿轮组件和转矩传递装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及差动齿轮组件和转矩传递装置。差动齿轮组件包括：限定出第一输出轴开口、第二输出轴开口和环形凹部的差速器壳体；设置在差速器壳体中的离合器组件；可滑动地设置在环形凹部中的活塞，其具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与第一侧面相对设置且靠近离合器组件的第二侧面，并限定出在第一和第二侧面之间延伸的至少一个孔；和可旋转地安装在差速器壳体中并沿其旋转轴线同轴对齐的第一和第二侧齿轮，第一侧齿轮限定出第一轴开口，该第一轴开口提供与接纳在第一输出轴开口中的第一输出轴的第一转矩传递连接，第二侧齿轮限定出第二轴开口，该第二轴开口提供与接纳在第二输出轴开口中的第二输出轴的第二转矩传递连接。

Description

差动齿轮组件和转矩传递装置

技术领域

本实用新型一般而言涉及差动齿轮机构，且更特别地涉及一种具有集成的活塞壳体的差速器箱。 

背景技术

差动齿轮机构可设置在车轴组件中并用于从传动轴向一对输出轴传递转矩。传动轴能通过使用与安装在差速器壳体上的齿圈啮合的锥齿轮驱动差速器。在汽车应用中，差速器允许安装在车轴组件两端的轮胎以不同速度旋转。当车辆转弯时这是重要的，因为外侧轮胎比内侧轮胎移动更大的弧线距离。因而，外侧轮胎必须以比内侧轮胎更快的速度旋转以补偿该更大的行驶距离。差速器包括差速器箱和允许从传动轴向输出轴传递转矩且同时允许输出轴根据需要以不同速度旋转的齿轮装置。该齿轮装置可总体上包括安装成与各自输出轴一起旋转的一对侧齿轮（半轴齿轮）。一系列十字轴销或小齿轮轴被固定安装在差速器箱上以与其一起旋转。相应的多个小齿轮安装成与小齿轮轴一起旋转并与两个侧齿轮啮合。 

一些差动齿轮机构包括牵引力修正式差速器。典型地，在一个侧齿轮与差速器壳的相邻面之间可设置有离合器组件。离合器组件或其他锁止机构可工作以限制齿轮箱和该一个侧齿轮之间的相对转动。在这种差速器中，通过几个不同方法之一实现离合器组件或锁止机构的接合（延迟差速）。一些构型包括活塞，该活塞致动以使得离合器组件在断开、锁止和部分锁止状态之间移动。 

这里提供的背景描述用于大致说明本实用新型的内容。在背景技术部分描述的发明人的工作，以及说明书中可不作为本申请提交时的现有技术 的各个方面，既不明确地也不隐含地被认定为是相对于本实用新型的现有技术。 

实用新型内容

在本实用新型的一些实施例中，差动齿轮组件包括差速器壳体，该差速器壳体限定出第一输出轴开口、第二输出轴开口和环形凹部。离合器组件可设置在差速器壳体内。活塞可可滑动地设置在环形凹部中并配置成选择性地致动该离合器组件。该活塞可具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与第一侧面相对设置且相对于第一侧面靠近离合器组件的第二侧面。该活塞还可限定出在第一侧面和第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从第一侧面向第二侧面流动。该差动齿轮组件还可包括可旋转地安装在差速器壳体中的第一和第二侧齿轮。该第一和第二侧齿轮可沿着差速器壳体的旋转轴线同轴对齐。第一侧齿轮可限定出第一轴开口，该第一轴开口配置成提供与接纳在第一输出轴开口中的第一输出轴的第一转矩传递连接。第二侧齿轮可限定出第二轴开口，该第二轴开口配置成提供与接纳在第二输出轴开口中的第二输出轴的第二转矩传递连接。 

差动齿轮组件还可包括设置在所述孔中的单向阀，该单向阀防止加压液压流体从第二侧面向第一侧面流动。差速器壳体可限定出一个或多个流体通道，该流体通道流体联接活塞和加压液压流体源。此外，差速器壳体可包括限定出环形凹部的外周壁、内周壁和端壁。在活塞与环形凹部的外周壁之间可设置第一O形圈，且在活塞与环形凹部的内周壁之间可设置第二O形圈。所述一个或多个流体通道可延伸穿过端壁。 

根据本实用新型的其他实施例，转矩传递装置包括壳体、第一轴、第二轴、离合器组件和活塞。壳体可限定出输入轴开口和输出轴开口。第一轴可设置在输入轴开口和输出轴开口中的一者中并可限定出环形凹部。第二轴可设置在输入轴开口和输出轴开口中与设置有第一轴的一者不同的另一者中。离合器组件可设置在壳体内。活塞可可滑动地设置在环形凹部中并配置成选择性地致动该离合器组件。活塞可具有与加压液压流体源连通 的第一侧面和与第一侧面相对设置且相对于第一侧面靠近离合器组件的第二侧面。活塞还可限定出在第一侧面和第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从第一侧面向第二侧面流动。该活塞选择性地致动该离合器组件，以在第一轴和第二轴之间提供转矩传递连接。 

转矩传递装置还可包括设置在所述孔中的单向阀，该单向阀防止加压液压流体从第二侧面向第一侧面流动。第一轴可限定出一个或多个流体通道，该流体通道流体联接活塞和加压液压流体源。第一轴可包括限定出环形凹部的外周壁、内周壁和端壁。转矩传递装置还可包括设置在活塞与环形凹部的外周壁之间的第一O形圈，和设置在活塞与环形凹部的内周壁之间的第二O形圈。所述一个或多个流体通道可延伸穿过端壁。 

在另外的各种实施例中，转矩传递装置可包括壳体、设置在该壳体中的离合器组件以及可滑动地设置在该壳体中并配置成选择性地致动该离合器组件的活塞。该活塞可具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与第一侧面相对设置且相对于第一侧面靠近离合器组件的第二侧面。该活塞还可限定出在第一侧面和第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从第一侧面向第二侧面流动。该活塞选择性地致动该离合器组件，例如以选择性地在第一轴和第二轴之间提供转矩传递连接。 

附图说明

从以下详细说明和附图可更充分理解本实用新型，其中： 

图1是包括根据本实用新型一示例构造的差动齿轮机构的示例性车辆传动系的示意图； 

图2是根据本实用新型一示例构造的限滑差速器组件的前透视图； 

图3是沿图2的线3-3的限滑差速器组件的剖视图； 

图4是图3的第一差速器壳体部、活塞、反作用块和侧齿轮的详细剖视图； 

图5是图2的差速器箱的一部分的前分解透视图； 

图6是图5所示差速器箱的一部分的后分解透视图； 

图7是包括根据本实用新型一示例构造的转矩传递装置的示例性车辆传动系的剖视图；和 

图8是图7的转矩传递装置的一部分的放大局部示图。 

具体实施方式

首先参考图1，示出了总体由附图标记10表示的示例性车辆传动系。这里所述的示例性车辆传动系10用于具有横向安装的发动机12的前轮驱动车辆，但其他构型也能使用本实用新型。发动机12向变速器14提供旋转输出。 

传动系10还可包括具有行星齿轮组件16、离合器总成32和差动齿轮组件34的限滑差速器组件30。该限滑差速器组件30容纳在壳体36中且运行以驱动一对分别与前驱动轮44和48连接的半轴40和42。一般而言，限滑差速器组件30在正常工作状态中用作传统的开放式差速器，直到发生需要偏差力矩的事件。当检测或预期到牵引力损失时，离合器总成32可被选择性地致动以产生对于该情形最优的偏移率。 

变速器14可从发动机12接收旋转输出并向限滑差速器组件30提供旋转输入。此外，变速器14可工作以在发动机12的旋转输出和限滑差速器组件30的旋转输入之间提供各种传动比。 

行星齿轮组件16包括齿圈46、太阳齿轮20和由行星架52支撑的多个行星齿轮50。齿圈46不可旋转地固定在壳体36上，且太阳齿轮20与由行星架52支撑的多个行星齿轮50啮合。行星齿轮50与齿圈46啮合。行星架52被联接成随差动齿轮组件34的差速器箱54转动。行星齿轮组件16提供从太阳齿轮20到行星架52并进而到差速器箱54的减速传动比。太阳齿轮20可旋转地通过诸如链或带的联接装置联接至变速器14，使得变速器14的输出驱动地旋转太阳齿轮20，该太阳齿轮将来自变速器14的旋转输出转换成太阳齿轮20的旋转输入。 

差动齿轮组件34包括安装成分别与半轴40和42（以及第一和第二驱动轮44和48）一起转动的一对侧齿轮60和62。侧齿轮60和62限定出第 一和第二半轴开口64和65（图3）。多个十字轴销或小齿轮轴66固定地安装在差速器箱54上用于随之转动。相应的多个小齿轮70安装成用于与小齿轮轴66一起转动并与两个侧齿轮60和62都啮合。在下面更详细描述的开放式构型中，差动齿轮组件34起作用以允许半轴40和42以不同速度转动。 

离合器总成32联接行星齿轮组件16和差动齿轮组件34。离合器总成32包括离合器组件72和离合器致动器73。离合器组件72包括交叉设置在多个环形摩擦片78之间的多个环形盘74。多个环形盘74可联接成随差速器箱54和差动齿轮组件34之一转动。多个环形摩擦片78可联接成随差速器箱54和差动齿轮组件34中的另一者转动。在所示实施例中，多个环形盘74联接成用于随差速器箱54转动（例如，花键连接到差速器箱54的内径76）且多个环形摩擦片78联接成用于随差动齿轮组件34转动（例如，花键连接到侧齿轮60的外径80）。可以理解，环形摩擦片78可由侧齿轮60或62中的任一者或两者同时支撑以转动。 

当离合器总成32处于其断开位置时，多个环形盘74和环形摩擦片78彼此交叉设置并起作用从而以基本不接触的关系在彼此间转动。但是，本领域技术人员可以理解，这里使用的术语“不接触”是相对的，不意味着必须表示当离合器总成32处于断开情形时环形盘74和环形摩擦片78绝对不接触。当离合器总成32处于接合或部分接合构型时，环形盘74和环形摩擦片78可相对彼此轴向移动成摩擦接合，由此减小环形盘74和环形摩擦片78之间的相对转动。这样，当离合器总成32处于其接合位置时，侧齿轮60和62以及半轴40和42和驱动轮44和48一起转动。 

离合器总成32可在断开构型下运行以允许侧齿轮60和62例如以不同速度彼此独立转动。离合器总成32还可在接合或部分接合构型下运行，在该构型中侧齿轮60和62以例如基本相同的速度一起或部分地一起（也就是不独立地）转动。例如，离合器总成32可以是液压离合器总成32，其利用加压液压流体使活塞82选择性地致动离合器组件72处于断开、接合和部分接合构型。 

现在参考图2-6，将描述差动齿轮组件34的附加技术特征。差速器箱54可包括限定出第一输出轴开口92（图3）的第一差速器壳体部90，和限定出第二输出轴开口96（图2）的第二差速器壳体部94。第一和第二差速器壳体部90和94可通过多个紧固件98联接在一起。在所示示例中，紧固件包括六角螺栓，但也可考虑其他构型。从下文内容应该理解，第一差速器壳体部90可包括一体形成的活塞壳体100。而且，第一差速器壳体部90可共用行星齿轮组件16和活塞壳体100之间的共用壁102（图3）。 

第一差速器壳体部90可限定出环形凹部110（图4）和多个盲孔114（图3）。环形凹部110可由外周壁120、内周壁112和端壁124限定出。端壁124可与共用壁102成一体。第一差速器壳体部90还可包括部分地由内周壁122形成的环形唇缘128。盲孔114可接纳用于支撑行星齿轮组件16的行星齿轮50的行星齿轮轴130。 

在活塞82和环形凹部110的外周壁120之间可设置第一O形圈134。在一示例中，活塞82可限定出外环形凹槽136。第一O形圈134可嵌套在外环形凹槽136中。在活塞82和环形凹部110的内周壁122之间可设置第二O形圈140。在一示例中，活塞82限定出内环形凹槽142。第二O形圈140可嵌套在内环形凹槽142中。 

在离合器总成32运行期间，活塞82可在环形凹部110中被致动以（在如图3所示水平方向）朝向或离开离合器组件72。活塞82的致动可由输送至离合器总成32的预定量液压压力引起，该预定量液压压力产生用于该情形的最优偏移率用于以保持合适的运动学车轮速度差，如同两个车轮被可预测的夹紧。在所示示例中，活塞82朝向接合位置的致动（如图3所示向右）使环形盘74和环形摩擦片78摩擦接合，由此锁止差动齿轮组件34，使得侧齿轮60和62以相同速度转动。 

在第一差速器壳体部90上可设置反作用块150。反作用块150可配置成从第一侧齿轮60向第一差速器壳体部90上传递分离力。这样，反作用块150和第一差速器壳体部90可提供用于保持侧齿轮60的轴向位置的结构性支撑。反作用块150可嵌套地接纳于在第一侧齿轮60中限定出的环形 通道154（图4和6）中。在环形通道154中可在侧齿轮60和反作用块150之间设置垫圈156。反作用块150可总体上包括贯通地限定出多个孔162的锥形体160。反作用块150可包括径向臂170（图4）和凸缘172。凸缘172抵靠在第一差速器壳体部90的环形唇缘128上。径向臂170与环形凹部110的内周壁122相对。 

现在参考图7-8，示出了根据本实用新型一些实施例的示例性转矩传递装置200。转矩传递装置200可包括与上述差动齿轮组件30的元件相似的元件。例如，转矩传递装置200可包括由活塞282选择性地致动的离合器组件272，其与由差动齿轮组件30的活塞82选择性地致动的离合器组件72相似。活塞282能代替差动齿轮组件30中的活塞82。因而可以理解，关于转矩传递装置200及其相关部件的说明在经过必要的修改后也能应用于上述差动齿轮组件30。 

活塞282可配置成以与如上关于活塞282和离合器组件272所述相似的方式选择性地致动离合器组件272。在转矩传递装置200中，离合器组件272通过活塞282的致动能提供输入轴216和输出轴218之间的转矩传递连接。 

转矩传递装置200可包括壳体210，离合器组件272设置在该壳体210中并且活塞282可滑动地设置在该壳体210中。壳体210可限定出输入轴开口212和输出轴开口214。输入轴216设置在输入轴开口212中，且输出轴218设置在输出轴开口214中。如图所示，输入轴216限定出环形凹部220，活塞282可滑动地设置在该环形凹部220中。输入轴216可包括限定出环形凹部220的外周壁222、端壁224和内周壁226。 

在活塞282和环形凹部220的外周壁222之间可设置第一O形圈234。在一示例中，活塞282可限定出外环形凹槽236。第一O形圈234可嵌套在外环形凹槽236中。在活塞282和环形凹部220的内周壁226之间可设置第二O形圈240。在一示例中，活塞282可限定出内环形凹槽242。第二O形圈240可嵌套在内环形凹槽242中。可以理解，虽然所示示例示出了输入轴216限定出其中设置活塞282的环形凹部220，但是本实用新型 认为输出轴218可限定出环形凹部220。 

如上所述，活塞282可滑动地设置在壳体210中，例如设置在环形凹部220中。活塞282可配置成以与如上关于活塞82和离合器组件72所述相似的方式选择性地致动离合器组件272。活塞282可具有第一侧面284和第二侧面286。如图所示，第二侧面286与第一侧面284相对，且相对于第一侧面284靠近离合器组件272。 

离合器组件272的第一侧面284可通过例如在输入轴216中限定出的一个或多个流体通道250与加压液压流体源（未示出）连通。在所示示例中，所述一个或多个流体通道250穿过端壁224延伸，使得在致动期间加压液压流体的流动方向与活塞282的运动方向基本上相同。可以理解，所述一个或多个流体通道250可由其他构型形成，例如，所述一个或多个流体通道250可由壳体210限定出。此外，上述示例性差动齿轮组件30可包括与转矩传递装置200的一个或多个流体通道250相似的一个或多个流体通道（未示出）。 

活塞282可限定出在第一侧面284和第二侧面286之间延伸的至少一个孔290。孔290允许加压液压流体经过活塞282从第一侧面284向第二侧面286流动。这样，加压液压流体可被提供至离合器组件272，例如用于给离合器组件提供润滑。孔290的尺寸可被适当设定成使得加压液压流体通过孔290的流通不影响离合器组件272通过活塞282的致动。在一些示例中，可在孔290中设置单向阀292。单向阀292可防止加压液压流体反向——例如从第二侧面286向第一侧面284——流动。此外，单向阀292可辅助计量经过孔290的加压液压流体流量。 

所提供的对实施例的前述描述仅用于解释和说明。其并非是详尽的或旨在限制本实用新型。特定实施例的个别元件或特征通常并不限于该特定实施例，而是，在适当时是可替换的且能应用在选定实施例中，即使未专门示出或描述。所述实施例也可以有很多变化方式。这些变化不视为偏离本实用新型，且所有这样的变型均被认为包括在本实用新型的范围内。 

Claims (20)

1.一种差动齿轮组件，其特征在于包括：

差速器壳体，该差速器壳体限定出第一输出轴开口、第二输出轴开口和环形凹部；

设置在所述差速器壳体中的离合器组件；

活塞，该活塞可滑动地设置在所述环形凹部中并配置成选择性地致动所述离合器组件，该活塞具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与该第一侧面相对设置且相对于该第一侧面靠近所述离合器组件的第二侧面，该活塞限定出在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从所述第一侧面向所述第二侧面流动；和

可旋转地安装在所述差速器壳体中的第一和第二侧齿轮，该第一和第二侧齿轮沿所述差速器壳体的旋转轴线同轴对齐，该第一侧齿轮限定出第一轴开口，该第一轴开口配置成提供与接纳在所述第一输出轴开口中的第一输出轴的第一转矩传递连接，该第二侧齿轮限定出第二轴开口，该第二轴开口配置成提供与接纳在所述第二输出轴开口中的第二输出轴的第二转矩传递连接。

2.如权利要求1所述的差动齿轮组件，其特征在于，还包括设置在所述孔中的单向阀，该单向阀防止加压液压流体从所述第二侧面向所述第一侧面流动。

3.如权利要求2所述的差动齿轮组件，其特征在于，所述差速器壳体限定出一个或多个流体通道，所述一个或多个流体通道流体联接所述活塞和所述加压液压流体源。

4.如权利要求3所述的差动齿轮组件，其特征在于，所述差速器壳体包括外周壁、内周壁和端壁，所述环形凹部由所述外周壁、内周壁和端壁限定出。

5.如权利要求4所述的差动齿轮组件，其特征在于还包括：

设置在所述活塞和所述环形凹部的外周壁之间的第一O形圈；和

设置在所述活塞和所述环形凹部的内周壁之间的第二O形圈。

6.如权利要求4所述的差动齿轮组件，其特征在于，所述一个或多个流体通道延伸穿过所述端壁。

7.如权利要求1所述的差动齿轮组件，其特征在于，所述差速器壳体限定出一个或多个流体通道，所述一个或多个流体通道流体联接所述活塞和所述加压液压流体源。

8.一种转矩传递装置，其特征在于包括：

壳体，该壳体限定出输入轴开口和输出轴开口；

第一轴，该第一轴设置在所述输入轴开口和输出轴开口中的一者中，该第一轴限定出环形凹部；

第二轴，该第二轴设置在所述输入轴开口和输出轴开口中不同于设置有第一轴的一者的另一者中；

离合器组件，该离合器组件设置在所述壳体中；和

活塞，该活塞可滑动地设置在所述环形凹部中并配置成选择性地致动所述离合器组件，该活塞具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与该第一侧面相对设置且相对于该第一侧面靠近所述离合器组件的第二侧面，该活塞具有在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从所述第一侧面向所述第二侧面流动，

其中，所述活塞选择性地致动所述离合器组件以提供所述第一轴和所述第二轴之间的转矩传递连接。

9.如权利要求8所述的转矩传递装置，其特征在于，还包括设置在所述孔中的单向阀，该单向阀防止加压液压流体从所述第二侧面向所述第一侧面流动。

10.如权利要求9所述的转矩传递装置，其特征在于，所述第一轴限定出一个或多个流体通道，所述一个或多个流体通道流体联接所述活塞和所述加压液压流体源。

11.如权利要求10所述的转矩传递装置，其特征在于，所述第一轴包括外周壁、内周壁和端壁，所述环形凹部由所述外周壁、内周壁和端壁限定出。

12.如权利要求11所述的转矩传递装置，其特征在于还包括：

设置在所述活塞和所述环形凹部的外周壁之间的第一O形圈；和

设置在所述活塞和所述环形凹部的内周壁之间的第二O形圈。

13.如权利要求11所述的转矩传递装置，其特征在于，所述一个或多个流体通道延伸穿过所述端壁。

14.如权利要求8所述的转矩传递装置，其特征在于，所述第一轴限定出一个或多个流体通道，所述一个或多个流体通道流体联接所述活塞和所述加压液压流体源。

15.一种转矩传递装置，其特征在于包括：

壳体；

设置在所述壳体中的离合器组件；和

活塞，该活塞可滑动地设置在所述壳体中并配置成选择性地致动所述离合器组件，该活塞具有与加压液压流体源连通的第一侧面和与该第一侧面相对设置并相对于该第一侧面靠近所述离合器组件的第二侧面，该活塞限定出在所述第一侧面和所述第二侧面之间延伸的至少一个孔，使得加压液压流体能从所述第一侧面向所述第二侧面流动，其中，所述活塞选择性地致动所述离合器组件。

16.如权利要求15所述的转矩传递装置，其特征在于还包括：

可旋转地安装在所述壳体中的第一和第二侧齿轮，该第一和第二侧齿轮沿所述壳体的旋转轴线同轴对齐，该第一侧齿轮限定出第一轴开口，该第一轴开口配置成提供与接纳在该第一轴开口中的第一输出轴的第一转矩传递连接，该第二侧齿轮限定出第二轴开口，该第二轴开口配置成提供与接纳在该第二轴开口中的第二输出轴的第二转矩传递连接。

17.如权利要求16所述的转矩传递装置，其特征在于：

所述壳体包括外周壁、内周壁和端壁；并且

所述活塞可滑动地设置在由所述外周壁、内周壁和端壁限定出的环形凹部中。

18.如权利要求15所述的转矩传递装置，其特征在于还包括：

第一轴，该第一轴设置在输入轴开口和输出轴开口中的一者中，所述壳体限定出所述输入轴开口和输出轴开口，该第一轴限定出环形凹部；和

第二轴，该第二轴设置在所述输入轴开口和输出轴开口中不同于设置有第一轴的一者的另一者中，

其中，所述活塞选择性地致动所述离合器组件以提供所述第一轴和所述第二轴之间的转矩传递连接。

19.如权利要求18所述的转矩传递装置，其特征在于，所述活塞可滑动地设置在所述环形凹部中。

20.如权利要求15所述的转矩传递装置，其特征在于，还包括设置在所述孔中的单向阀，该单向阀防止加压液压流体从所述第二侧面向所述第一侧面流动。

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