CN207454700U - 一种超越式自由轮差速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超越式自由轮差速器，属于车辆零部件技术领域包括外壳等，在外壳内同轴线对称设置相互独立的左、右差速自锁机构，左差速自锁机构或右差速自锁机构分别具有自锁状态和差速状态，本实用新型采用纯机械结构实现在不同条件下的差速和左右输出轴单边自锁功能，降低了左右轮差速下的结构磨损和阻尼，从而提高了操作性能和方向稳定性能。

Description

一种超越式自由轮差速器

技术领域

本实用新型涉及一种超越式自由轮差速器，属于车辆零部件技术领域。

背景技术

目前，已知的差速器为保障车辆在正常行驶与脱困之间的切换要求，常使用限滑或锁止功能的差速器来实现，限滑差速器不能实现百分百的扭矩传动，影响车辆的脱困能力，锁止差速器的差速锁功能则需要停车手动操作来实现，这增加了驾驶员的技术要求，且如果操作不当很容易造成车辆损坏或人员伤亡。而现有的自由轮差速器结构复杂且加工精度要求过高，增加了各项工艺难度和制造成本，不利于产品的生产和使用。具体来说，牙嵌式自由轮差速器的自锁方式为轴向位移，其工作原理为通过输出部件的完全分开和结合产生自锁，且结构复杂，噪音和磨损巨大；另外，例如目前市面上常用的适时四驱轴间差速器如：电控多片离合器式中央差速器，其通过摩擦转矩传递动力时，会受制于结构本身的缺陷，无法将超过50%以上的动力传递给被动桥，且敏捷性差，高强度地频繁使用，容易导致摩擦片过热而失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述问题，提供一种超越式自由轮差速器,采用纯机械结构实现在不同条件下的差速和左右输出轴单边自锁功能，降低了左右轮差速下的结构磨损和阻尼，从而提高了操作性能和方向稳定性能。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种超越式自由轮差速器，设置在左、右输出轴相对端，其特征在于：包括同轴线对称设置的左、右差速自锁机构，所述左差速自锁机构或右差速自锁机构分别具有自锁状态和差速状态。

进一步地，所述左、右差速自锁机构主要包括外壳以及外壳内由外向内依次设置并沿轴线对称分布的左、右保持架，左、右被动轮；所述左、右被动轮分别套接在所述左、右输出轴相对的一端的外侧；所述左、右保持架套接在外壳与左、右被动轮之间所形成的环形空间内并相互对接并可相对旋转；所述左、右保持架内沿周向等角度开设左、右滚柱槽孔，所述左、右滚柱分别嵌入左、右滚柱槽孔内；在外壳的内表面对应于左、右滚柱处设有形似凸轮状的左、右凹槽，所述左、右滚柱限位于所述左、右凹槽，左、右滚柱槽孔与所述左、右被动轮之间所形成的工作空间内；所述左、右保持架与左、右被动轮之间设有左、右弹性摩擦环；左、右输出轴外部分别套设与外壳端面密封连接的左、右轴套。

进一步地，所述左滚柱或右滚柱位于对应的所述左凹槽或右凹槽的开口处并紧压所述左凹槽或右凹槽与左被动轮或右被动轮，所述左差速机构或右差速机构位于自锁状态；所述左滚柱或右滚柱与左被动轮或右被动轮的外表面分离并位于对应的工作空间内，所述左差速机构或右差速机构位于差速状态。

进一步地，所述左、右保持架啮合对接并且对接处的齿槽槽宽大于轮齿齿厚；对接处的轮齿位于齿槽的正中间，所述左、右差速自锁机构均位于自锁状态；对接处的轮齿抵接齿槽一端的齿面，所述左差速机构和右差速自锁机构之中，一个位于自锁状态，另一个位于差速状态。

进一步地，所述左、右滚柱的直径小于所述左、右凹槽与所述左、右被动轮之间的最大距离并且大于所述外壳与所述左、右被动轮之间的最小间距。

进一步地，所述左、右保持架相对旋转，使得所述左差速自锁机构或右差速自锁机构从自锁状态变为差速状态时，所述左、右保持架相对旋转的角度等于对应的所述左滚柱或右滚柱从自锁状态偏移至差速状态所对应的偏移角度。

进一步地，所述左、右被动轮分别与所述左、右输出轴相对的一端的外侧花键连接。

进一步地，所述左、右差速自锁机构主要包括外壳以及外壳内由外向内依次设置的左、右保持架，左、右被动轮，形成左、右差速自锁机构；所述左、右被动轮分别花键套接在所述左、右输出轴相对的一端的外侧；所述左、右保持架套接在外壳与左、右被动轮之间所形成的环形空间内并相互对接并可相对旋转；所述左、右保持架内沿周向等角度开设左、右滚柱槽孔，所述左、右滚柱分别嵌入左、右滚柱槽孔内；在外壳的内表面对应于左、右滚柱处设有形似凸轮状的左、右凹槽，所述左、右滚柱限位于所述左、右凹槽，左、右滚柱槽孔与所述左、右被动轮之间所形成的工作空间内；所述左、右保持架与左、右被动轮之间设有左、右弹性摩擦环；左、右输出轴外部分别套设与外壳端面密封连接的左、右轴套； 所述左、右滚柱的直径小于所述左、右凹槽与所述左、右被动轮之间的最大距离并且大于所述外壳与所述左、右被动轮之间的最小间距；所述左滚柱或右滚柱位于对应的所述左凹槽或右凹槽的开口处并紧压外壳与左被动轮或右被动轮，所述左差速机构或右差速机构位于自锁状态；所述左滚柱或右滚柱与左被动轮或右被动轮的外表面分离并位于对应的工作空间内，所述左差速机构或右差速机构位于差速状态；所述左、右保持架啮合对接并且对接处的齿槽槽宽大于轮齿齿厚；对接处的轮齿位于齿槽的正中间，所述左、右差速自锁机构均位于自锁状态；对接处的轮齿抵接齿槽一端的齿面，所述左差速机构和右差速自锁机构之中，一个位于自锁状态，另一个位于差速状态；所述左、右保持架相对旋转，使得所述左差速自锁机构或右差速自锁机构从自锁状态变为差速状态时，所述左、右保持架相对旋转的角度等于对应的所述左滚柱或右滚柱从自锁状态偏移至差速状态所对应的偏移角度。

进一步地，所述超越式自由轮差速器的左、右输出轴可分别通过连接齿轮与四驱车辆的主动桥、被动桥连接。当本发明用于适时四驱车辆轴间时，通过安装不同齿比的连接齿轮使其车辆在正常行驶时被动桥转速高于主动桥转速。具体来说，车辆正常行驶时，动力传递于转速较慢的主动桥，主动桥处于自锁状态，被动桥处于差速状态，此时动力将全部作用于主动桥。当主动桥处于打滑状态时，被动桥转速低于外壳转速瞬间，主动桥与被动桥同时处于自锁状态，主动桥因打滑阻力减小，动力将主要作用于被动桥，最高可实现100%传动，从而提高了车辆脱困性能。

本发明具有如下优点：1.左、右保持架间在一定范围内可相对运动，使其整体结构在行驶状态下可实现了差速自锁的功能，并可根据不同情况自动在左右输出轴间做平均分配扭力或单边扭力输出的切换，且传动力能够完整的输入和输出，保证了本产品在工作时运行的可靠性，解决了目前差速器在不同路况下的失速、动力不足等不稳定因素；2.车辆不管在前进或倒退状态下运行，都能用机械结构实现差速器的自锁与差速功能，没有时间上的滞后，保证了车辆脱困性能，减少了操作者的技术要求；3.由于其结构简单，制造和安装工艺精度较低，噪音小，大大节约了成本，使其更偏重于经济实用；4.由于该结构部件具有紧凑和对称分布性，因此运行更加平稳，冲击更加细微。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1为实施例一超越式自由轮差速器结构示意图；

图2为车辆正常行驶时左差速自锁机构位于自锁状态的结构示意图；

图3为车辆左转弯时右差速自锁机构位于差速状态时的结构示意图；

图4为车辆正常行驶时左、右保持架连接结构示意图；

图5为车辆左转弯时左、右保持架连接结构示意图。

图中：1.外壳，2.左输出轴，3.右输出轴，4.左被动轮，5.右被动轮，6.左保持架，7.右保持架，8.左滚柱，9.右滚柱，10.左弹性摩擦环，11.右弹性摩擦环，12.左凹槽，13.右凹槽，14.左滚柱槽孔，15.右滚柱槽孔，16.左轴套，17.右轴套。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例一

图1至图5示出了本发明的第一种实施方式。如图1至图5所示, 一种超越式自由轮差速器，其中包括传递动力的外壳1，以及外壳1内部从外向内设置并对称分布的左保持架6与右保持架7，左被动轮4与右被动轮5，由此形成左、右差速自锁机构。左被动轮4、右被动轮5分别与左输出轴2、右输出轴3相对一端的外侧花键连接，所以，左被动轮4、右被动轮5分别与左输出轴2、、右输出轴3同步运动。左输出轴2、右输出轴3分别连接汽车的左轮与右轮。进而，当被动轮转动的时候，将同步带动输出轴转动。

在外壳1与左被动轮4、右被动轮5之间所形成的环形空间内套设相互对接的左、右保持架6、7。左、右保持架6、7与左、右被动轮4、5之间设有左、右弹性摩擦环10、11。左、右保持架6、7内沿周向等角度各开设8个左、右滚柱槽孔14、15，其内分别嵌有8个左、右滚柱8、9；外壳1的内壁与左、右滚柱对应处分别设有8个用于容纳左、右滚柱的形似凸轮状的左、右凹槽12、13；左、右滚柱8、9分别嵌入左、右滚柱槽孔14、15内并限位于左、右凹槽12、13内，即凹槽、滚柱槽孔、被动轮之间形成了一个工作空间供滚柱在其中滚动，滚柱所处的不同位置形成了左、右差速自锁机构的自锁状态与差速状态。左、右保持架6、7啮合对接并且对接处的齿槽槽宽大于轮齿齿厚。这种结构使得左保持架6、右保持架7能够产生一定角度的相对旋转，以实现左保持架6、右保持架7内的左滚柱8、右滚柱9与外壳1之间各自处于自锁与分离的状态。

车辆启动时，动力传递到外壳1上并带动其旋转，在外壳1转速高于左被动轮4时，外壳1推动左滚柱8移动至左凹槽12的开口处并紧压左凹槽12与左被动轮4，形成自锁状态，如图2所示，则外壳1、左滚柱8及左被动轮4抱死，实现自锁，外壳1与左被动轮4同步运动，从而带动左输出轴2同步运动。同理，此时，右差速自锁机构的内部结构与左差速自锁机构相同。即，在车辆正常行驶的情况下，外壳1与左保持架6、右保持架7、左被动轮4、右被动轮5同步旋转，从而带动左输出轴2、右输出轴3同步旋转。此时，左保持架6、右保持架7的状态如图4所示，轮齿位于齿槽的正中间。

当车辆左轮发生打滑时，左被动轮4、右被动轮5仍然与外壳1处于自锁状态，左被动轮4所受阻力减小，传动力将主要作用于右被动轮5上，从而帮助车辆脱困，反之车辆右轮胎打滑也是如此。

当车辆左转弯时，车辆右轮转速高于外壳1的转速， 右被动轮5通过右弹性摩擦环11带动右保持架7实现与外壳1的相对旋转，进而，如图3所示，右滚柱9与右被动轮5分离，实现了右轮的超越，即左右轮间形成差速。此时，左差速自锁机构仍处于自锁状态，即，左、右差速自锁机构中，左差速自锁机构位于自锁状态，右差速自锁机构位于差速状态。另外，相对的旋转使得右保持架7的轮齿抵接左保持架6的齿槽一端的齿面，如图5所示，实现左、右保持架6、7间的自锁，使得左、右保持架6、7内的左、右滚柱8、9槽角偏移量为固定值，此时右滚柱9在右滚柱槽孔15内受左保持架6牵引限制处于外壳1的内表面的右凹槽13最底部，避免了右被动轮5与滚柱9间的反向自锁和阻尼运动。反之，车辆右转弯也是如此。同时此结构也保障了车辆前进和后退具有同样的功效。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超越式自由轮差速器，设置在左、右输出轴(2、3)相对端，其特征在于：包括同轴线对称设置的左、右差速自锁机构，所述左差速自锁机构或右差速自锁机构分别具有自锁状态和差速状态；所述左、右差速自锁机构主要包括外壳（1）以及外壳（1）内由外向内依次设置并沿轴线对称分布的左、右保持架（6、7），左、右被动轮（4、5）；所述左、右被动轮（4、5）分别套接在所述左、右输出轴(2、3)相对的一端的外侧；所述左、右保持架（6、7）套接在外壳(1)与左、右被动轮（4、5）之间所形成的环形空间内并可相对旋转地对接；所述左、右保持架（6、7）内沿周向等角度开设左、右滚柱槽孔（14、15），所述左、右滚柱（8、9）分别嵌入左、右滚柱槽孔（14、15）内；在外壳(1)的内表面对应于左、右滚柱（8、9）处设有形似凸轮状的左、右凹槽（12、13），所述左、右滚柱（8、9）限位于所述左、右凹槽（12、13），左、右滚柱槽孔（14、15）与所述左、右被动轮（4、5）之间所形成的工作空间内；所述左、右保持架（6、7）与左、右被动轮（4、5）之间设有左、右弹性摩擦环（10、11）；左、右输出轴（2、3）外部分别套设与外壳（1）端面密封连接的左、右轴套（16、17）。

2.根据权利要求1所述的一种超越式自由轮差速器，其特征在于： 所述左滚柱（8）或右滚柱（9）位于对应的所述左凹槽（12）或右凹槽（13）的开口处并紧压左凹槽（12）或右凹槽（13）与左被动轮（4）或右被动轮（5），所述左差速机构或右差速机构位于自锁状态；

所述左滚柱（8）或右滚柱（9）与左被动轮（4）或右被动轮（5）的外表面分离并位于对应的工作空间内，所述左差速机构或右差速机构位于差速状态。

3.根据权利要求2所述的超越式自由轮差速器，其特征在于：所述左、右保持架（6、7）啮合对接并且对接处的齿槽槽宽大于轮齿齿厚；

对接处的轮齿位于齿槽的正中间，所述左、右差速自锁机构均位于自锁状态；

对接处的轮齿抵接齿槽一端的齿面，所述左差速机构和右差速自锁机构之中，一个位于自锁状态，另一个位于差速状态。

4.根据权利要求2所述的超越式自由轮差速器，其特征在于：所述左、右滚柱（8、9）的直径小于所述左、右凹槽（12、13）与所述左、右被动轮（4、5）之间的最大距离并且大于所述外壳(1)与所述左、右被动轮（4、5）之间的最小间距。

5.根据权利要求2所述的超越式自由轮差速器，其特征在于：所述左、右保持架（6、7）相对旋转，使得所述左差速自锁机构或右差速自锁机构从自锁状态变为差速状态时，所述左、右保持架（6、7）相对旋转的角度等于对应的所述左滚柱（8）或右滚柱（9）从自锁状态偏移至差速状态所对应的偏移角度。

6.根据权利要求2所述的超越式自由轮差速器，其特征在于：所述左、右被动轮（4、5）分别与所述左、右输出轴（2、3）相对的一端的外侧花键连接。

7.根据权利要求1所述的超越式自由轮差速器，其特征在于：所述左、右差速自锁机构主要包括外壳（1）以及外壳（1）内由外向内依次设置的左、右保持架（6、7），左、右被动轮（4、5），形成左、右差速自锁机构；所述左、右被动轮（4、5）分别花键套接在所述左、右输出轴(2、3)相对的一端的外侧；所述左、右保持架（6、7）套接在外壳(1)与左、右被动轮（4、5）之间所形成的环形空间内并相互对接并可相对旋转；所述左、右保持架（6、7）内沿周向等角度开设左、右滚柱槽孔（14、15），所述左、右滚柱（8、9）分别嵌入左、右滚柱槽孔（14、15）内；在外壳(1)的内表面对应于左、右滚柱（8、9）处设有形似凸轮状的左、右凹槽（12、13），所述左、右滚柱（8、9）限位于所述左、右凹槽（12、13），左、右滚柱槽孔（14、15）与所述左、右被动轮（4、5）之间所形成的工作空间内；所述左、右保持架（6、7）与左、右被动轮（4、5）之间设有左、右弹性摩擦环（10、11）；左、右输出轴（2、3）外部分别套设与外壳（1）端面密封连接的左、右轴套（16、17）；

所述左、右滚柱（8、9）的直径小于所述左、右凹槽（12、13）与所述左、右被动轮（4、5）之间的最大距离并且大于所述外壳(1)与所述左、右被动轮（4、5）之间的最小间距；

所述左滚柱（8）或右滚柱（9）位于对应的所述左凹槽（12）或右凹槽（13）的开口处并紧压外壳（1）与左被动轮（4）或右被动轮（5），所述左差速机构或右差速机构位于自锁状态；

所述左滚柱（8）或右滚柱（9）与左被动轮（4）或右被动轮（5）的外表面分离并位于对应的工作空间内，所述左差速机构或右差速机构位于差速状态；

所述左、右保持架（6、7）啮合对接并且对接处的齿槽槽宽大于轮齿齿厚；

对接处的轮齿位于齿槽的正中间，所述左、右差速自锁机构均位于自锁状态；

对接处的轮齿抵接齿槽一端的齿面，所述左差速机构和右差速自锁机构之中，一个位于自锁状态，另一个位于差速状态；

所述左、右保持架（6、7）相对旋转，使得所述左差速自锁机构或右差速自锁机构从自锁状态变为差速状态时，所述左、右保持架（6、7）相对旋转的角度等于对应的所述左滚柱（8）或右滚柱（9）从自锁状态偏移至差速状态所对应的偏移角度。