CN209700391U - 多轮差速系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多轮差速系统，包括：差速单元和液压系统，所述差速单元有多个，集成在汽车底盘系统上，且在前后桥分别有两个；所述液压系统有两套，相对独立但结构相同，所述的液压系统是一套连通器，其中一套连通器的液压管道分别和差速单元的主动轴连接，另一套液压系统分别和差速单元的从动轴连接，通过轴向的孔传递液体，自动调节差速单元的可移动锥盘，从而调节差速单元的传动比。多个差速单元协调实现速度的再分配。本实用新型所述的多轮差速系统，实现各个车轮速比的自动调节，由于所有车轮的动力都直接来源于变速箱，差速单元只做速比调节，不做动力再分配，所以任何一个或者多个轮子打滑，剩下的轮子仍然能够继续保持动力输出。

Description

多轮差速系统

技术领域

本实用新型涉及一种多轮差速系统。

背景技术

差速器时为了调整转弯和特殊路面左右轮转速差和前后桥总转速差而设计的装置，在四轮驱动车辆中，如果驱动桥之间没有差速装置，前后桥之间也没有差速装置，汽车在转弯过程中就会出现轮胎的滑拖和滑移现象，严重损耗轮胎和变速箱。四轮差为了不出现上述错误加装了中央差速器和轮间差速器来调节各个轮子的转速比。

汽车差速器主要是消除汽车在转弯时左右轮转速不一致而造成的机械干涉现象，如果没有差速器，就会因左右轮转速不一致而导致机械性损坏、轮胎磨损，在一般的人力三轮车在转弯时因为没有安装差速器设备，因此只能采用单边驱动。

但是现有技术中缺少一种能够将由变速器输出的动力分配到四个车轮，并根据地面情况和驾驶情况(左右转弯，倒车等)自动调节最佳动力输出的差速系统，并且现有差速器没有极限差速比，使得现有差速器在没有差速器锁的情况下，一个轮子打滑则整辆车失去前进动力。

发明内容

根据上述提出现有技术中缺少一种根据地面情况和驾驶情况自动调节最佳动力输出的差速系统，现有差速器在没有差速器锁的情况下，一个轮子打滑则整辆车失去前进动力的技术问题，而提供一种多轮差速系统。本实用新型主要利用差速单元的速比调节，从而使得车辆能够在最小转弯半径内实现差速功能，而且当车辆打滑的时候，由于所有车轮的动力都直接来源于变速箱，差速单元只做速比调节，不做动力再分配，所以任何一个或者多个轮子打滑，剩下的轮子仍然能够继续保持动力输出。

本实用新型采用的技术手段如下：

一种多轮差速系统，包括：差速单元和液压系统，所述差速单元可集成在车辆的前桥和后桥上，所述液压系统为两套独立的液压连通器，其中一套液压连通器的四个液压通道分别和差速单元的主动轴连接，另一套液压连通器的四个液压通道分别和差速单元的从动轴连接，通过轴向的孔和差速单元可移动锥盘用液体连接，并自动调节从动锥盘的轴向位移，所述多轮差速系统安装于汽车的底盘系统；

所述前桥上集成有变速箱、左前差速单元和右前差速单元，所述后桥上集成有右后差速单元和左后差速单元，所述左前差速单元通过万向节和左前动力输出轴连接，所述左前动力输出轴端部和前左轮连接，所述右前差速单元通过万向节和右前动力输出轴连接，所述右前动力输出轴端部和右前轮连接，所述左后差速单元通过万向节连和左后动力输出轴连接，所述左后动力输出轴端部和左后轮连接，所述右后差速单元通过万向节和右后动力输出轴连接，所述右后动力输出轴端部和右后轮连接；

所述左前差速单元通过左前液压输入管道与液压池连通，所述右前差速单元通过右前液压输入管道与液压池连通，所述左后差速单元通过左后液压输入管道与液压池连通，所述右后差速单元通过右后液压输入管道与液压池连通；

所述左前差速单元、右前差速单元、左后差速单元和右后差速单元的传动结构相同，其中，所述左前差速单元包括差速单元壳体，以及相对平行设置于差速单元壳体内的主动轴和从动轴，所述主动轴上从前桥侧向前左轮方向依次设有第二锥盘油缸、第二可移动锥盘和第二固定锥盘，且在所述主动轴上径向定位，所述第二锥盘油缸和第二固定锥盘在所述主动轴上轴向固定，所述第二锥盘油缸和所述第二可移动锥盘组成的油腔内具有液压油，并通过轴上的孔和主动液压系统相通；

所述从动轴上从前桥侧向前左轮方向依次设有第一固定锥盘、第一可移动锥盘和第一锥盘油缸，且在所述从动轴上径向定位，所述第一固定锥盘和第一锥盘油缸在所述从动轴上轴向固定，所述液压池内的液压油通过左前液压输入管道、经过从动轴中心的导油孔，并通过出油孔连通有所述第一可移动锥盘和第一锥盘油缸组成的油腔；

所述第一可移动锥盘和第一固定锥盘的相向侧分别加工有倾斜面，形成第一环形槽，使所述第一可移动锥盘和第一固定锥盘的间距从径向外侧至内侧减小；

所述第二可移动锥盘和第二固定锥盘的相向侧分别加工有倾斜面，形成第二环形槽，使所述第二可移动锥盘和第二固定锥盘的间距从径向外侧至内侧减小；

所述第一环形槽和第二环形槽间设置有钢带。

进一步地，所述的液压池上设置有左前差速单元液压控制阀、右前差速单元液压控制阀、右后差速单元液压控制阀和左后差速单元液压控制阀。

进一步地，所述主动轴的的左右两端同差速单元壳体间装配有轴承，分别为第三轴承和第四轴承，所述从动轴的左右两端同差速单元壳体间装配有轴承，分别为第二轴承和第一轴承。

与现有技术相比较，本实用新型所述的多轮差速系统，能够同时实现多个转动物体根据外界影响自动实现速比调节，且不利用任何传感器和计算机干预，其所使用的液压调控装置利用液体能够向各个方向传递压力的特点，实现各个差速单元的自动调节。每个差速单元的变速比极限即为最小转弯半径时最小转速轮与最大转速轮转速比的一半，这样能够使得车辆能够在最小转弯半径仍然实现差速功能，而且当车辆打滑的时候，由于所有车轮的动力都直接来源于变速箱，差速单元只做速比调节，不做动力再分配，所以任何一个或者多个轮子打滑，剩下的轮子仍然能够继续保持动力输出。

本实用新型所述的多轮差速系统，主要应用于汽车行业的底盘系统，在底盘上可以与变速系统集成在一起作为动力传递链的一环，将由变速器输出的动力分配到四个车轮，并根据地面情况和驾驶情况(左右转弯，倒车等) 自动调节最佳动力输出。

本实用新型所述的多轮差速系统，其涉及的液压自动调节功能在多轮大型车辆，机床，物流等领域都能够有很好的利用。该发明是一种多轮差速系统，并非四轮差速系统，其差速单元可以有很多个。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型在汽车底盘上的位置布置示意图(图中为了更好地说明差速单元其运行原理，没有将其集成在前桥壳子里面)。

图2为本实用新型差速单元示意图。

图3为本实用新型主动轴和从动轴示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本实用新型左前差速单元的剖视图。

图中：1、前左轮，2、左前动力输出轴，3、左前差速单元，4、左前液压输入管道，5、液压池，6、右前液压输入管道，7、右前差速单元，8、右前动力输出轴，9、右前轮，

10、右后液压输入管道，11、左后液压输入管道，12、右后差速单元， 13、右后动力输出轴，14、右后轮，15、后桥，16、左后差速单元，17、左后动力输出轴，18、左后轮，19、后桥传动轴，20、变速箱，21、前桥，

22、第一轴承，23、差速单元壳体，

24、第一锥盘油缸，241、油腔，

25、第一可移动锥盘，26、钢带，27、第一固定锥盘，28、第二轴承， 29、主动轴，30、左前差速单元液压控制阀，

31、从动轴，311、导油孔，312、出油孔，

32、右前差速单元液压控制阀，33、右后差速单元液压控制阀，34、左后差速单元液压控制阀，35、第三轴承，36、第二锥盘油缸，37、第二可移动锥盘，38、第二固定锥盘，39、第四轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1至图5所示，本实用新型提供了一种多轮差速系统，包括：差速单元和液压系统，所述差速单元可集成在车辆的前桥21和后桥15上，所述液压系统为两套独立的液压连通器，其中一套液压连通器(主动液压系统) 的四个液压通道分别和差速单元的主动轴连接，另一套液压连通器(从动液压系统)的四个液压通道分别和差速单元的从动轴连接，通过轴向的孔和差速单元可移动锥盘用液体连接，并自动调节从动锥盘的轴向位移，所述多轮差速系统安装于汽车的底盘系统；前桥21通过后桥传动轴19传动连接有后桥15，所述前桥21上集成有变速箱20、左前差速单元3和右前差速单元7，所述后桥15上集成有右后差速单元12和左后差速单元16。

所述左前差速单元3通过万向节连接有左前动力输出轴2，所述左前动力输出轴2端部设有前左轮1，所述右前差速单元7通过万向节连接有右前动力输出轴8，所述右前动力输出轴8端部设有右前轮9，所述左后差速单元 16通过万向节连接有左后动力输出轴17，所述左后动力输出轴17端部设有左后轮18，所述右后差速单元12通过万向节连接有右后动力输出轴13，所述右后动力输出轴13端部设有右后轮14。

所述左前差速单元3通过左前液压输入管道4与液压池5连通，所述右前差速单元7通过右前液压输入管道6与液压池5连通，所述左后差速单元 16通过左后液压输入管道11与液压池5连通，所述右后差速单元12通过右后液压输入管道10与液压池5连通；液压池5以及左前液压输入管道4、右前差速单元7、左后差速单元16和左后液压输入管道11形成从动液压系统，且所述主动液压系统和所述从动液压系统结构相似，区别在于从动液压系统的液压油同差速单元的从动轴连通，主动液压系统的液压油同差速单元的主动轴连通。

所述左前差速单元3、右前差速单元7、左后差速单元16和右后差速单元12的传动结构相同，其中，所述左前差速单元3包括差速单元壳体23，以及相对平行设置于差速单元壳体23内的主动轴19和从动轴31，所述主动轴19上从前桥21侧向前左轮1方向依次设有第二锥盘油缸36、第二可移动锥盘37和第二固定锥盘38，且在所述主动轴19上径向定位，所述第二锥盘油缸36和第二固定锥盘38在所述主动轴19上轴向固定，所述第二锥盘油缸 36和所述第二可移动锥盘37组成的油腔内具有液压油，并通过轴上的孔和主动液压系统相通。

所述从动轴31上从前桥21侧向前左轮1方向依次设有第一固定锥盘 27、第一可移动锥盘25和第一锥盘油缸24，且在所述从动轴31上径向定位，所述第一固定锥盘27和第一锥盘油缸24在所述从动轴31上轴向固定，所述液压池5内的液压油通过左前液压输入管道4、经过从动轴31中心的导油孔311，并通过出油孔312连通有所述第一可移动锥盘25和第一锥盘油缸 24组成的油腔241；所述第一可移动锥盘25和第一固定锥盘27的相向侧分别加工有倾斜面，形成第一环形槽，使所述第一可移动锥盘25和第一固定锥盘27的间距从径向外侧至内侧减小；所述第二可移动锥盘37和第二固定锥盘38的相向侧分别加工有倾斜面，形成第二环形槽，使所述第二可移动锥盘37和第二固定锥盘38的间距从径向外侧至内侧减小。所述第一环形槽和第二环形槽间设置有钢带26。

所述主动轴的29和从动轴31为传动轴，第一锥盘油缸24和第二锥盘油缸36固定在传动轴上随着传动轴转动，第一可移动锥盘25和第二可移动锥盘37在传动轴上由锥盘油缸里的液压油和钢带挤压能够沿着传动轴移动，第一固定锥盘27和第二固定锥盘38固定在传动轴上随着传动轴转动，液压传动管道与传动轴半空端通过油封连接，输送液压油，液压控制阀在液压池 5内部四个液压管道输出口，控制液体流动方向。

所述的液压池上设置有左前差速单元液压控制阀30、右前差速单元液压控制阀32、右后差速单元液压控制阀33和左后差速单元液压控制阀34。液压控制阀的作用是当出现某一个管道或者差速体泄露时将其关闭，使其退出差速系统，以求得其他轮子还能够正常差速。

所述主动轴的29的左右两端同差速单元壳体23间装配有轴承，分别为第三轴承35和第四轴承39，所述从动轴31的左右两端同差速单元壳体23 间装配有轴承，分别为第二轴承28和第一轴承22。轴承用来将主动轴的29 和从动轴31与壳体连接并能够满足相对壳体转动，壳体与前桥集成在一起固定连接。

所述前桥21内部通过齿轮结构传递动力，将变速箱20的动力向左前差速单元3和右前差速单元7输出，后桥传动轴19将变速箱20输出的动力传递到后桥15，在后桥15壳体内转换动力通过齿轮传递动力，并将其最终传递到左后差速单元16和右后差速单元12。

本实用新型所述的多轮差速系统，功能是实现当车辆转弯时候左右车轮消除滑拖和滑移而使得左右车轮转速不同。如图1所示，在车辆正常行驶的时候，差速单元只起传动作用，在转弯的时候，四个差速单元上的钢带将在地面反馈作用下在差速单元的压力锥上蠕动，实现传动比的变化。四个差速单元传动比的变化转化为液压系统的液体压力变化，由于联通在一起的液体压力趋向于一个统一值，从而实现四个差速单元根据地面反馈实时自动调节。

在差速单元中，当车辆转弯或者在复杂路面行驶的时候，由于各个轮子的速度不一样且随时在变化，轮子之间就形成了一个变化着的转速比。这个变化着的转速比会反馈到差速单元的传动比变化，差速单元的传动比变化则是直接由移动锥盘在传动轴的移动从而导致钢带在两个周的传动半径不同导致的，移动锥盘在传动轴上的移动将导致锥盘油缸里的液压油体积变化，通过液压传动管道传递到液压池，液压池再传递到其它差速单元，实现四个差速单元之间的自动调节。

本实用新型所述的多轮差速系统，利用液体能够向多个方向传递压力的特点来控制差速器的差速过程，利用无级变速的特点实现精确调节，而现有技术中的差速器想要完整实现该发明所能够完成的工作需要将多个自锁差速器结合在一起。

本实用新型所述的多轮差速系统，每个液压系统连接多个液压油缸，利用液体压力处处相同的特点，能够在极其短暂的时间内将某几个轮子传递来的液压变化传递给其他剩余轮子。轮子在滑拖和滑移过程中会损耗大量能量，根据能量最小原理，能量的损耗是趋向于最小的消耗状态，当一个轮子出现滑移或者滑拖现象时会出现短暂的压力不平衡，液压系统会趋向于最小的能量损耗而进行速调节。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种多轮差速系统，其特征在于，包括：差速单元和液压系统，所述差速单元可集成在车辆的前桥和后桥上，所述液压系统为两套独立的液压连通器，其中一套液压连通器的四个液压通道分别和差速单元的主动轴连接，另一套液压连通器的四个液压通道分别和差速单元的从动轴连接，通过轴向的孔和差速单元可移动锥盘用液体连接，并自动调节从动锥盘的轴向位移，所述多轮差速系统安装于汽车的底盘系统；

所述前桥上集成有变速箱、左前差速单元和右前差速单元，所述后桥上集成有右后差速单元和左后差速单元，所述左前差速单元通过万向节和左前动力输出轴连接，所述左前动力输出轴端部和前左轮连接，所述右前差速单元通过万向节和右前动力输出轴连接，所述右前动力输出轴端部和右前轮连接，所述左后差速单元通过万向节连和左后动力输出轴连接，所述左后动力输出轴端部和左后轮连接，所述右后差速单元通过万向节和右后动力输出轴连接，所述右后动力输出轴端部和右后轮连接；

所述左前差速单元通过左前液压输入管道与液压池连通，所述右前差速单元通过右前液压输入管道与液压池连通，所述左后差速单元通过左后液压输入管道与液压池连通，所述右后差速单元通过右后液压输入管道与液压池连通；

所述左前差速单元、右前差速单元、左后差速单元和右后差速单元的传动结构相同，其中，所述左前差速单元包括差速单元壳体，以及相对平行设置于差速单元壳体内的主动轴和从动轴，所述主动轴上从前桥侧向前左轮方向依次设有第二锥盘油缸、第二可移动锥盘和第二固定锥盘，且在所述主动轴上径向定位，所述第二锥盘油缸和第二固定锥盘在所述主动轴上轴向固定，所述第二锥盘油缸和所述第二可移动锥盘组成的油腔内具有液压油并通过轴上的孔和主动液压系统相通；

所述从动轴上从前桥侧向前左轮方向依次设有第一固定锥盘、第一可移动锥盘和第一锥盘油缸，且在所述从动轴上径向定位，所述第一固定锥盘和第一锥盘油缸在所述从动轴上轴向固定，所述液压池内的液压油通过左前液压输入管道、经过从动轴中心的导油孔，并通过出油孔连通有所述第一可移动锥盘和第一锥盘油缸组成的油腔；

所述第一可移动锥盘和第一固定锥盘的相向侧分别加工有倾斜面，形成第一环形槽，使所述第一可移动锥盘和第一固定锥盘的间距从径向外侧至内侧减小；

所述第二可移动锥盘和第二固定锥盘的相向侧分别加工有倾斜面，形成第二环形槽，使所述第二可移动锥盘和第二固定锥盘的间距从径向外侧至内侧减小；

所述第一环形槽和第二环形槽间设置有钢带。

2.根据权利要求1所述的多轮差速系统，其特征在于，

所述液压系统的各个液压管道分别和差速单元的液压油缸相联通，使得一套液压系统中的液压缸压力都相同。

3.根据权利要求1所述的多轮差速系统，其特征在于，

所述差速单元的传动比随着可移动锥盘在轴向的位置不同而改变。