CN212297485U - 差速器及具有该差速器的汽车传动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种差速器及具有该差速器的汽车传动系统，该差速器包括壳体和位于壳体内的两个行星齿轮，还包括行星轮架和从动环，行星轮架和从动环位于壳体内，行星轮架和从动环具有相互配合的啮合齿；从动环与壳体连接，且能够相对壳体移动以靠近或远离行星轮架；两个行星齿轮通过行星轮轴与行星轮架固定连接；还包括驱动单元，驱动单元用于驱动从动环靠近行星轮架移动以与行星轮架啮合，或者驱动从动环远离行星轮架移动以与行星轮架分离。该差速器为具有脱开机构的差速器，在汽车由四驱模式切换为两驱模式时，通过差速器脱开机构的脱开来切断动力源的动力，这样，车轮转动倒拖只需带动差速器的部分结构，转动惯量小，耗能低。

Description

差速器及具有该差速器的汽车传动系统

技术领域

本实用新型涉及汽车传动技术领域，特别是涉及一种差速器及具有该差速器的汽车传动系统。

背景技术

目前，汽车在四驱模式和两驱模式之间切换时，动力的结合与分离采用脱开机构实现，该脱开机构通常为离合器或同步器。

在汽车的传动系统中，前述脱开机构通常布置在靠近动力输入端的位置，以电动汽车(包括纯电动和混合动力汽车)为例，在汽车由四驱模式转为两驱模式时，主驱电机提供动力，辅驱电机停止运转，车辆运行时，车轮转动会倒拖未切断动力的部分传动机构旋转，从而增大转动惯量，在一定程度上消耗能量，增加能源损耗。对于燃油式汽车来说，也存在类似问题。

有鉴于此，汽车在由四驱模式切换为两驱模式时，如何降低车辆倒拖旋转的部件，减小转动惯量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种差速器及具有该差速器的汽车传动系统，该差速器为具有脱开机构的差速器，在汽车由四驱模式切换为两驱模式时，通过差速器脱开机构的脱开来切断动力源的动力，这样，车轮转动倒拖只需带动差速器的部分结构，转动惯量小，耗能低。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种差速器，用于汽车传动系统，包括壳体和位于所述壳体内的两个行星齿轮，还包括行星轮架和从动环，所述行星轮架和所述从动环位于所述壳体内，所述行星轮架和所述从动环具有相互配合的啮合齿；

所述从动环与所述壳体连接，且能够相对所述壳体移动以靠近或远离所述行星轮架；

两个所述行星齿轮通过行星轮轴与所述行星轮架固定连接；

还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述从动环靠近所述行星轮架移动以与所述行星轮架啮合，或者驱动所述从动环远离所述行星轮架移动以与所述行星轮架分离。

本实用新型提供的差速器，将其壳体和行星轮架设为分体结构，壳体上连接有从动环，从动环位于壳体内部，其能够相对行星轮架移动，其中，从动环和行星轮架上设有相互配合的啮合齿，通过驱动单元控制从动环动作，以使从动环能够处于与行星轮架啮合和分离的两种状态，当从动环与行星轮架啮合时，行星轮架及与其固定的行星齿轮和壳体为一个整体，实现动力源与车轮轴之间的动力传递，当从动环与行星轮架分离时，实现动力源与车轮轴之间的动力切断；应用该差速器后，汽车在由四驱切换为两驱模式时，可通过控制差速器的行星轮架与从动环分离来切断动力源与对应车轮轴之间的动力传递，这样，车轮转动倒拖时，只会带动行星轮架及与其固接的行星齿轮等部件转动，相对于现有在靠近动力输入端位置设置离合器等脱开机构来说，转动惯量很小，耗能较低；对于电动汽车来说，还能够延长辅驱电机的续航里程。

如上所述的差速器，还包括位于所述壳体外的推力环，所述推力环外套于所述壳体，且通过贯穿所述壳体的销轴与所述从动环连接，所述驱动单元用于驱动所述推力环靠近或远离所述壳体，以带动所述从动环与所述行星轮架啮合或分离。

如上所述的差速器，所述驱动单元为电磁铁执行单元，并配置成：所述电磁铁执行单元正向通电，提供给所述推力环靠近所述壳体方向移动的电磁力，所述电磁铁执行单元反向通电，提供给所述推力环远离所述壳体方向移动的电磁力。

如上所述的差速器，所述推力环和所述从动环之间还设置有回位弹性件。

如上所述的差速器，所述回位弹性件具体为圆柱螺旋弹簧，所述圆柱螺旋弹簧外套于所述销轴。

如上所述的差速器，所述销轴和所述壳体之间设有螺旋油道。

如上所述的差速器，所述行星轮架和所述从动环的相互配合的啮合齿为矩形齿结构。

如上所述的差速器，还包括位于所述壳体内的两个半轴齿轮，所述半轴齿轮与所述行星齿轮啮合；所述半轴齿轮与所述壳体之间设有球轴承。

本实用新型还提供一种汽车传动系统，包括差速器和与所述差速器的外壳固接的传动齿圈；所述差速器为上述任一项所述的差速器。

由于上述差速器具有上述技术效果，所以包括该差速器的汽车传动系统也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。

如上所述的汽车传动系统，还包括控制器，所述控制器用于获取所述从动环和所述行星轮架的转速差，并在所述转速差小于设定值时，发送驱动信号至所述驱动单元使所述从动环与所述行星轮架啮合。

附图说明

图1为本实用新型所提供差速器的一种具体实施例的剖面示意图，其中，差速器处于接合状态；

图2为本实用新型所提供差速器的一种具体实施例的剖面示意图，其中，差速器处于脱开状态；

图3为具体实施例中差速器的从动环、推动环和壳体配合处的局部放大图；

图4为具体实施例中差速器的半轴齿轮与壳体配合处的局部放大图；

图5a和图5b分别示出了为具体实施例中差速器的行星轮架和从动环的分离状态示意图和啮合状态示意图；

图6为具体实施例中用于连接从动环和推动环的销轴的结构示意图。

附图标记说明：

壳体101，左壳体111，右壳体112，行星齿轮102，行星轮轴103，行星轮架104，第一啮合齿141，半轴齿轮105，球轴承151，从动环106，第二啮合齿161，推力环107，销轴108，螺旋油槽181，回位弹性件109；

驱动单元201，传动齿圈301。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种差速器及具有该差速器的汽车传动系统，该差速器为具有脱开机构的差速器，在汽车由四驱模式切换为两驱模式时，通过差速器脱开机构的脱开来切断动力源的动力，这样，车轮转动倒拖只需带动差速器的部分结构，转动惯量小，耗能低。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

为便于理解和描述简洁，下文结合差速器及具有该差速器的汽车传动系统一并说明，有益效果部分不再重复论述。

请参考图1至图6，图1为本实用新型所提供差速器的一种具体实施例的剖面示意图，其中，差速器处于接合状态；图2为本实用新型所提供差速器的一种具体实施例的剖面示意图，其中，差速器处于脱开状态；图3为具体实施例中差速器的从动环、推动环和壳体配合处的局部放大图；图4为具体实施例中差速器的半轴齿轮与壳体配合处的局部放大图；图5a和图5b分别示出了为具体实施例中差速器的行星轮架和从动环的分离状态示意图和啮合状态示意图；图6为具体实施例中用于连接从动环和推动环的销轴的结构示意图。

汽车传动系统包括动力源、变速器和减速器等，动力传递至减速器的差速器后，经半轴传递给驱动车轮。汽车存在四驱和两驱工况，其中，在四驱转换为两驱中，动力的结合与分离通过脱开机构来实现，本实施例中的差速器具有动力结合与分离功能。

如图1和图2所示，该实施例中，差速器包括壳体101，壳体101内设有两个行星齿轮102、两个半轴齿轮105和行星轮架104；其中，两个行星齿轮102可通过行星轮轴103与行星轮架104固定连接，形成一个整体，具体地，行星齿轮102固套于行星轮轴103，行星轮轴103通过销钉与行星轮架104固定连接。

以图示方位，行星轮轴103竖向设置，两个行星齿轮102位于行星轮轴103的上下两端，两个半轴齿轮105与行星齿轮102啮合，位于行星轮轴103的左右两侧，两个半轴齿轮105的轴线重合，为差速器的动力输出端，分别与两个半轴连接，以将动力传递至对应的车轮。

该实施例中，行星轮架104与壳体101为分体式结构，在壳体101内还设有从动环106，其中，从动环106与壳体101连接，且能够相对壳体101移动以靠近或远离行星轮架104，行星轮架102和从动环106具有相互配合的啮合。

该差速器还包括驱动单元201，该驱动单元201用于驱动从动环106靠近行星轮架104移动以与行星轮架104啮合，或者驱动从动环106远离行星轮架104移动以与行星轮架104分离。

该实施例中，差速器的壳体101固接有传动齿圈301，以与动力输入端齿轮相啮合，以便于将来自动力源的动力传递至差速器的壳体101。

可以理解，当从动环106与行星轮架104处于啮合状态，该差速器处于接合状态，如图1所示，因从动环106与壳体101连接，行星齿轮102与行星轮架104连接，所以此时，整个差速器为一体可在动力源的动力传递下转动，从而带动车辆转动，提供输入动力；当从动环106与行星轮架104处于分离状态，该差速器处于脱开状态，如图2所示，此时行星轮架104和与其固接的行星齿轮102与壳体101处于分离状态，来自动力源的动力被切断。

如上，将该差速器应用至汽车传动系统后，可通过驱动单元201控制从动环106动作，使得从动环106与行星轮架104啮合或分离，从而实现动力源与车轮轴之间的动力传递或动力切断；汽车在由四驱切换为两驱模式时，可通过控制差速器的行星轮架与从动环分离来切断动力源与对应车轮轴之间的动力传递，这样，车轮转动倒拖时，只会带动差速器壳体101内的行星轮架104及与其固接的行星齿轮102、与行星齿轮102啮合的半轴齿轮105转动，相对于现有在靠近动力输入端位置设置离合器等脱开机构来说，该方案的转动惯量很小，耗能较低；对于电动汽车来说，还能够延长辅驱电机的续航里程。

该实施例中，差速器的壳体101为分体式结构，方便相关部件的组装，具体地，以图示方位，壳体101包括左壳体111和右壳体112，两者可通过紧固件固接，因传动齿圈301也与壳体101固接，所以，在实际设置时，可通过紧固件同时将传动齿圈301、左壳体111和右壳体112固定连接。

图示方案中，从动环106具体与右壳体112连接，可以理解，实际设置时，根据布局等应用需求，从动环106也可与左壳体111连接，行星轮架104对应配合设置。

具体的方案中，差速器还包括位于壳体101外的推力环107，推力环107外套于壳体101，且通过贯穿壳体101的销轴108与从动环106连接，具体到图示方案，推力环107外套于右壳体112，销轴108穿过右壳体112，其外端与推力环107连接，其内端与从动环106连接，驱动单元201通过驱动推力环107靠近或远离壳体101，带动从动环106与行星轮架啮合或分离。

该方案中，驱动单元201具体为电磁铁执行单元，通过电磁铁执行单元的正反向通电来控制推力环107的动作方向；具体地，电磁铁执行单元正向通电，提供给推力环107靠近壳体101方向移动(图示向左移动)的电磁力，带动从动环106靠近行星轮架104方向移动并与行星轮架104啮合；电磁铁执行单元反向通电，提供给推力环107远离壳体101方向移动(图示向右移动)的电磁力，带动从动环106远离行星轮架104方向移动并与行星轮架104分离。

实际设置时，驱动单元201也可以为其他结构形式，只要能够带动从动环106动作以在与行星轮架104啮合和分离的两个状态之间切换即可。

进一步地，在推力环107和从动环106之间还设置有回位弹性件109，如图3所示，以确保电磁铁执行单元在断电情况下，在回位弹性件109的作用下，推力环107保持在从动环106与行星轮架104分离的位置，避免误接合。

具体的方案中，回位弹性件109可选用圆柱螺旋弹簧，并外套在销轴108上，以保证回位弹力的均匀性，使从动环106和推力环107在轴向上移动更精确，避免发生径向偏移。

进一步地，在销轴108和壳体101之间设有螺旋油道，以保证润滑充分的同时，防止销轴108与壳体101之间卡死，确保从动环106的可靠动作。

具体地，在销轴108上设置有螺旋油槽181，如图6所示，以形成前述螺旋油道，在销轴108上加工螺旋油道，较为方便，能够降低加工成本。当然，实际设置时，也可将螺旋油道加工在壳体101上。

该实施例中，半轴齿轮105与壳体101之间设有球轴承151，如图4所示，以减少半轴齿轮105与壳体101之间的相对摩擦。

该实施例中，行星轮架104和从动环106的相互配合的啮合齿为矩形齿结构，具体地，行星轮架104上设有第一啮合齿141，从动环106上设有第二啮合齿161，两者均为矩形齿结构，如图5a和图5b所示，啮合齿为矩形，该结构能够传递较大扭矩且在啮合期间不会有后退分力；具体设置时，在矩形齿的齿顶和齿根部分设有相同的倒角，齿顶倒角使得啮合时更顺畅，齿根倒角能够提高齿根强度，避免齿断裂。

汽车传动系统还包括控制器，该控制器用于获取从动环106和行星轮架104的转速差，并在该转速差小于设定值时，发送驱动信号至驱动单元201使从动环106与行星轮架104啮合。

这样设置可以减少从动环106与行星轮架104在啮合过程中的打齿现象。

具体地，控制器可以采集车轮转速，车轮转速即为行星轮架104的转速，通过提前控制动力源驱动传动部件动作，并通过变速关系获取从动环106的转速，从而计算得到行星轮架104和从动环106的转速差。

需要指出的是，该实用新型提供的差速器既可以应用于燃油式的汽车，也可以用于纯电动或混合动力汽车。

以上对本实用新型所提供的差速器及具有该差速器的汽车传动系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.差速器，用于汽车传动系统，包括壳体和位于所述壳体内的两个行星齿轮，其特征在于，还包括行星轮架和从动环，所述行星轮架和所述从动环位于所述壳体内，所述行星轮架和所述从动环具有相互配合的啮合齿；

所述从动环与所述壳体连接，且能够相对所述壳体移动以靠近或远离所述行星轮架；

两个所述行星齿轮通过行星轮轴与所述行星轮架固定连接；

还包括驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述从动环靠近所述行星轮架移动以与所述行星轮架啮合，或者驱动所述从动环远离所述行星轮架移动以与所述行星轮架分离。

2.根据权利要求1所述的差速器，其特征在于，还包括位于所述壳体外的推力环，所述推力环外套于所述壳体，且通过贯穿所述壳体的销轴与所述从动环连接，所述驱动单元用于驱动所述推力环靠近或远离所述壳体，以带动所述从动环与所述行星轮架啮合或分离。

3.根据权利要求2所述的差速器，其特征在于，所述驱动单元为电磁铁执行单元，并配置成：所述电磁铁执行单元正向通电，提供给所述推力环靠近所述壳体方向移动的电磁力，所述电磁铁执行单元反向通电，提供给所述推力环远离所述壳体方向移动的电磁力。

4.根据权利要求3所述的差速器，其特征在于，所述推力环和所述从动环之间还设置有回位弹性件。

5.根据权利要求4所述的差速器，其特征在于，所述回位弹性件具体为圆柱螺旋弹簧，所述圆柱螺旋弹簧外套于所述销轴。

6.根据权利要求2所述的差速器，其特征在于，所述销轴和所述壳体之间设有螺旋油道。

7.根据权利要求1-6任一项所述的差速器，其特征在于，所述行星轮架和所述从动环的相互配合的啮合齿为矩形齿结构。

8.根据权利要求1-6任一项所述的差速器，其特征在于，还包括位于所述壳体内的两个半轴齿轮，所述半轴齿轮与所述行星齿轮啮合；所述半轴齿轮与所述壳体之间设有球轴承。

9.汽车传动系统，包括差速器和与所述差速器的外壳固接的传动齿圈；其特征在于，所述差速器为权利要求1-8任一项所述的差速器。

10.根据权利要求9所述的汽车传动系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器用于获取所述从动环和所述行星轮架的转速差，并在所述转速差小于设定值时，发送驱动信号至所述驱动单元使所述从动环与所述行星轮架啮合。

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