專(zhuān)利名稱(chēng)：自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器的制作方法
自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種輪式車(chē)輛使用的限滑差速器，具體涉及的是一種由內(nèi)置活 塞泵驅(qū)動(dòng)環(huán)形活塞及摩擦環(huán)的速度敏感型限滑差速器。
背景技術(shù)：
眾所周知，在車(chē)輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，外側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速必需大于內(nèi)側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速， 差速器的基本作用也就在此。差速器位于兩驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的中間，通過(guò)兩個(gè)由半軸 齒輪驅(qū)動(dòng)的半軸聯(lián)接驅(qū)動(dòng)輪。半軸齒輪則通過(guò)行星齒輪聯(lián)接在一起。當(dāng)汽車(chē)直 線行駛時(shí)，行星齒輪只公轉(zhuǎn)而不繞其軸線自轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)兩半軸齒輪以相同的 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。但是在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，行星齒輪在公轉(zhuǎn)的同時(shí)還繞其軸線自轉(zhuǎn)，這樣 就使得兩半軸齒輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。人們所關(guān)心的是汽車(chē)的牽引力，特別是當(dāng)汽車(chē)在冰雪、砂石、泥濘路面上 行駛時(shí)牽引力的變化情況。汽車(chē)在干燥、平直的路上行駛時(shí)，如上所述的差速 器向兩半軸提供大小相等的轉(zhuǎn)矩。但是，當(dāng)汽車(chē)在行駛條件差的路面上行駛時(shí)， 如冰面或雪地，普通開(kāi)式差速器依然向兩半軸提供相同的轉(zhuǎn)矩。 一旦出現(xiàn)一側(cè) 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪打滑的現(xiàn)象時(shí)，汽車(chē)的牽引力就會(huì)急劇下降，致使車(chē)輛不能前進(jìn)。為了解決這個(gè)問(wèn)題， 一種特殊類(lèi)型的差速器一限滑差速器，近些年被廣泛 的應(yīng)用在輪式車(chē)輛中。目前，限滑差速器的結(jié)構(gòu)有多種形式，按工作原理可分為內(nèi)摩擦式、超越式、勢(shì)壘式、電子自動(dòng)差速鎖及與ABS剎車(chē)系統(tǒng)相結(jié)合的電 子制動(dòng)限滑差速系統(tǒng)等。內(nèi)摩擦式差速器中最常用的是高摩擦式差速器，可細(xì) 分為預(yù)加載式和非預(yù)加載式兩種，在它們的結(jié)構(gòu)中都有摩擦盤(pán)，通過(guò)改變施加 在摩擦盤(pán)上的法向壓力來(lái)改變摩擦盤(pán)之間的摩擦力，從而來(lái)限制半軸和差速器殼的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)限滑作用。由于摩擦盤(pán)的材料較貴，制造工藝也較復(fù)雜， 就增加了差速器的制造成本；由于摩擦盤(pán)的磨損，會(huì)使差速器的防滑效果在長(zhǎng)期使用過(guò)程中逐漸下降，因此就要定期檢査、更換摩擦盤(pán)，這就增加了差速器 總成的維修成本。為了保證預(yù)載式限滑差速器有足夠大的鎖緊系數(shù)，其差速器內(nèi)的摩擦力矩就要足夠大。例如，如果取鎖緊系數(shù)K-T義-3時(shí)，則差速器的內(nèi) 摩擦轉(zhuǎn)矩7>=0.5 ;。那么車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)也需要克服這個(gè)摩擦力矩，這就使得轉(zhuǎn)向阻力變大；如果鎖緊力較大，會(huì)使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在轉(zhuǎn)向時(shí)產(chǎn)生滑移和滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，動(dòng) 力消耗驟增，并加速輪胎的磨損。非預(yù)載式限滑差速器可以避免上述情況。非預(yù)載式限滑差速器可分為速度 敏感型和扭矩敏感型兩大類(lèi)，速度敏感型滑差速器只有在兩驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差達(dá) 到一定的程度時(shí)，才會(huì)起到限滑作用，而忽略如車(chē)輛正常轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的轉(zhuǎn)速 差。轉(zhuǎn)矩敏感型非預(yù)載式限滑差速器根據(jù)輸入轉(zhuǎn)矩決定限制驅(qū)動(dòng)輪的差動(dòng)轉(zhuǎn)矩， 從實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)上可分為外螺旋式防滑差速器和多片摩擦式防滑差速器。多片摩擦 式防滑差速器應(yīng)用較廣，它是依靠濕式多片離合器產(chǎn)生差動(dòng)轉(zhuǎn)矩，有轉(zhuǎn)矩比例 式、預(yù)壓式及轉(zhuǎn)矩比例式加預(yù)壓式三種形式。轉(zhuǎn)矩比例加預(yù)壓式限滑差速器應(yīng) 用較廣，它是依靠小齒輪軸兩端的凸輪機(jī)構(gòu)使壓圈擴(kuò)張，從而使設(shè)在半軸齒輪 與差速器之間的濕式多片離合器產(chǎn)生摩擦力。但是現(xiàn)有機(jī)構(gòu)在單側(cè)驅(qū)動(dòng)輪仍舊 滑轉(zhuǎn)的情況下，對(duì)半軸車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也明顯減小。相對(duì)于速度敏感型限滑差 速器，轉(zhuǎn)矩敏感型限滑差速器的結(jié)構(gòu)略簡(jiǎn)單一些，但轉(zhuǎn)向阻力較大。還有一種變傳動(dòng)比式差器，該類(lèi)型差速器自20世紀(jì)30年代開(kāi)始為美國(guó) Timken公司采用，但其鎖緊系數(shù)較低，在1. 25 1. 5之間變化，不能滿(mǎn)足越野 汽車(chē)的要求；由北京交通大學(xué)王小椿教授發(fā)明的三周節(jié)變傳動(dòng)比差速器，突破 了傳統(tǒng)變傳動(dòng)比差速器單周節(jié)的限制，通過(guò)采用特殊齒面設(shè)計(jì)，使三周節(jié)變傳動(dòng)比差速器的鎖緊系數(shù)達(dá)到了 3. 0 3. 5,可以滿(mǎn)足商用車(chē)的使用要求。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種非預(yù)載、依靠?jī)?nèi)置活塞泵驅(qū)動(dòng)環(huán)形活塞及 摩擦環(huán)的液壓限滑差速器。本發(fā)明是一種利用半軸齒輪與差速器殼體間的相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)內(nèi)置活塞泵的非預(yù)載式限滑差速器，根據(jù)兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速差，通 過(guò)內(nèi)置活塞泵自動(dòng)調(diào)節(jié)差速器中摩擦環(huán)和差速器殼體的鎖緊程度，使汽車(chē)即使 在較差的行駛條件下，如在冰面或雪地上行駛時(shí)，也能夠有足夠的越野能力和 通過(guò)性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是利用差速器內(nèi)半軸齒輪相對(duì)于 差速器殼體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)內(nèi)置活塞泵的自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，包括左 右殼體及安裝在其中的差速器總成。其特殊之處于，在差速器左殼的內(nèi)端面和 半軸齒輪的非齒端面之間同軸安裝L形泵套，活塞泵復(fù)位彈簧，活塞，活塞和L 形泵套間隙配合，活塞和差速器左殼間隙配合，L形泵套，復(fù)位彈簧，活塞構(gòu)成 活塞泵；在差速器左殼內(nèi)開(kāi)有進(jìn)油道、出油道，并在進(jìn)油道和壓力腔間、壓力 腔和出油道間安裝單向閥；在差速器左殼環(huán)形槽中安裝作用活塞、在環(huán)形槽外 安裝摩擦元件，并在其間安裝作用部分的復(fù)位彈簧；在差速器殼外安裝一個(gè)環(huán) 形油蓋，其和差速器殼體配合形成進(jìn)油箱。在本發(fā)明中，半軸齒輪端面形成的凸輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律在一定程度上決定了整 個(gè)差速器的性能，三角函數(shù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)剛性沖擊，是較理想的凸 輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律，其基本形式為Z-Z。"cosW。其中，^為半軸齒輪的旋轉(zhuǎn)角， Z。、 A 三參數(shù)根據(jù)差速器的具體結(jié)構(gòu)取值。其中，w的取值必需是一個(gè)正整數(shù)， ^表示活塞行程幅度的二分之一，Z。的取值是一個(gè)正數(shù)，其值的大小表示半軸 齒輪大端端面距凸輪運(yùn)動(dòng)軌跡中心的距離。在本發(fā)明中，活塞是空心圓柱體結(jié)構(gòu)，其軸向兩端面具有不同的結(jié)構(gòu)。一 個(gè)端面上加工有"個(gè)半圓柱凸起，在環(huán)形活塞的另一端面的直徑方向上，對(duì)稱(chēng)的 加工兩個(gè)肓孔。在本發(fā)明中，復(fù)位彈簧用彈簧鋼制作。沿其任意直徑方向?qū)ΨQ(chēng)的加工有兩 個(gè)爪結(jié)構(gòu)；在與所述兩爪結(jié)構(gòu)連線垂直的直徑方向上，加工有的另一個(gè)爪結(jié)構(gòu)P在本發(fā)明中，采用帶有自增力結(jié)構(gòu)的、錐角小于io度的可脹開(kāi)式摩擦環(huán)代替多盤(pán)式離合器作為差速器的摩擦副。本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果是在同等鎖緊能力下具有結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，能夠跟據(jù)驅(qū)動(dòng)輪的間的轉(zhuǎn)速差自動(dòng)調(diào)節(jié)差速器 的鎖緊能力，在車(chē)輛驅(qū)動(dòng)輪持續(xù)打滑時(shí)，內(nèi)置活塞泵持續(xù)作用，不斷增大摩擦 環(huán)上的壓力，從而不斷增大差速器的內(nèi)摩擦，提高鎖緊系數(shù)，在理論情況下能 夠差速器鎖死。但當(dāng)存在由于車(chē)輛轉(zhuǎn)彎或其它原因引起的驅(qū)動(dòng)輪的正常的轉(zhuǎn)速 差時(shí)，本發(fā)明相當(dāng)于普通的開(kāi)式差速器，從而減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎阻力和減少車(chē)輛 的磨損。


圖1是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的全剖視圖。圖2是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的差速器左殼體的全剖視圖。圖3是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的齒輪副中半軸齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的活塞的俯視圖。圖5是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的活塞的主視圖。圖6是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的活塞的仰視圖。圖7是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成L形泵套示意圖。圖8是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的復(fù)位彈簧的主視圖。圖9是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的復(fù)位彈簧的左視圖。 圖10是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的復(fù)位彈簧的俯視圖。圖11是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的磨擦環(huán)的主視圖。 圖12是自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器總成的磨擦環(huán)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述本實(shí)施實(shí)例的具體結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖l。本發(fā)明一自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器， 包括左右殼體及安裝在其中的差速器總成，在差速器左殼體1的A端面和半軸 齒輪9的非齒端面之間同軸安裝的L形泵套18，復(fù)位彈簧20，活塞19，活塞 19的和L形泵套18間隙配合，活塞19的和差速器左殼體1間隙配合，L形泵 套18，復(fù)位彈簧20，活塞19構(gòu)成活塞泵；在差速器左殼體l內(nèi)開(kāi)有進(jìn)油道14、 出油道21，并在進(jìn)油道14和壓力腔22間、壓力腔22和出油道21間安裝有單 向閥16;在差速器左殼體環(huán)形槽31中安裝圓環(huán)形的作用活塞12、在環(huán)形槽外 安裝摩擦環(huán)IO，并在其間安裝復(fù)位彈簧ll。差速器殼體，見(jiàn)圖l，由差速器左殼體1和差速器右殼體7兩部分組成，用 螺栓聯(lián)接將兩部分聯(lián)接起來(lái)。差速器殼通過(guò)軸承旋轉(zhuǎn)支承于橋殼上，這種安裝 方式允許差速器總成繞半軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，但限制差速器總成的軸向移動(dòng)；差速器 殼體通過(guò)法蘭2與主減速器從動(dòng)齒輪聯(lián)接，用螺栓緊固；在差速器殼內(nèi)設(shè)置一 個(gè)十字或一字行星齒輪軸4、行星齒輪3和半軸齒輪8、 9，所述的行星齒輪旋 轉(zhuǎn)支撐于行星齒輪軸上；行星齒輪3的背面與差速器殼之間設(shè)置有球面墊片5， 半軸齒輪8的背面與差速器右殼體7之間設(shè)置有平墊片6，另一側(cè)半軸齒輪具有 同樣的結(jié)構(gòu)，所述的行星齒輪和半軸齒輪構(gòu)成若干對(duì)齒輪副，以實(shí)現(xiàn)差速作用。 為形成端面凸輪，半軸齒輪9非齒端面加工有特定的幾何形狀，以滿(mǎn)足它的運(yùn)動(dòng)要求，詳細(xì)結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖3。在本實(shí)施例中，表面F是一圓柱體的波浪運(yùn)動(dòng)的包 絡(luò)軌跡，圖中Z是所述圓柱體中心到半軸齒輪大端底面的距離，其運(yùn)動(dòng)規(guī)律為 Z = Z。+JC0S"-，其中P是半軸齒輪的旋轉(zhuǎn)角度，"的取值必需是一個(gè)正整數(shù)，其 值的大小對(duì)差速器性能有很大的影響，因?yàn)榛钊玫墓┯土繒?huì)隨著n值的增加而 增加。差速器中活塞泵的供油量增加，則會(huì)對(duì)差速器產(chǎn)生三個(gè)影響即差速器 的鎖緊能力提高、摩擦環(huán)空行程的時(shí)間縮短和端面凸輪的升角增大。在這三項(xiàng) 中，期望差速器的鎖緊能力提高，這有助于提高汽車(chē)的通過(guò)性；而摩擦環(huán)空行 程的時(shí)間則不能太短，因?yàn)槟Σ镰h(huán)的空行程時(shí)間縮短也就相當(dāng)于摩擦環(huán)發(fā)揮摩 擦作用的反應(yīng)加快，而車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)需要一定的時(shí)間，如果摩擦環(huán)發(fā)揮摩擦作 用的反應(yīng)過(guò)快，會(huì)使差速器過(guò)早發(fā)揮其限滑作用，這樣會(huì)影響車(chē)輛的正常轉(zhuǎn)向； 第三項(xiàng)，凸輪升角增大的影響是負(fù)面的，因?yàn)橥馆喩窃黾訒?huì)使內(nèi)置活塞泵環(huán) 形活塞上的扭矩增大，從而使復(fù)位彈簧上的負(fù)荷加大。^表示活塞19行程幅度 的二分之一，Z。的取值是一個(gè)正數(shù)，其值的大小表示半軸齒輪大端端面距凸輪 運(yùn)動(dòng)軌跡中心的距離。自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器的內(nèi)置活塞泵主要由差速器殼體1,環(huán)形油蓋 15，進(jìn)油道14、出油道21、壓力腔22，活塞腔23，單向閥16，油堵，L形泵 套18，活塞19，復(fù)位彈簧20組成，下面詳細(xì)介紹它們之間的裝配關(guān)系和各自 的作用。在差速器左殼體，見(jiàn)圖l、圖2，外安裝一個(gè)環(huán)形油蓋15，其和差速器殼體 配合形成進(jìn)油箱；在差速殼體內(nèi)部開(kāi)有進(jìn)油道14、出油道21形成壓力腔22和 活塞腔23;進(jìn)油道14和壓力腔22、出油道21和壓力腔22之間分別用單向閥 16聯(lián)通；壓力腔22和出油道21用油堵17和13密封；在半軸齒輪9和差速器 殼體1之間，同軸安裝一個(gè)丄形的泵套18，見(jiàn)圖7。 L形泵套18和半軸之間采用松聯(lián)接相聯(lián)，保證泵套不隨半軸轉(zhuǎn)動(dòng)，L形泵套是一個(gè)L形截面的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)， 其內(nèi)表面和環(huán)形活塞滑動(dòng)配合，大端面和差速器殼體緊密配合，小端面和半軸 齒輪緊密配合，以防止其軸向竄動(dòng)和高壓油從作用腔中的滲出，影響內(nèi)置活塞 泵的泵油效率；在泵套、半軸齒輪和差速器殼體形成的腔體中安裝凸輪推桿， 即活塞19，見(jiàn)圖4、圖5、圖6，該活塞具有一定的軸向厚度，其內(nèi)表面和內(nèi)置 活塞泵的L形泵套滑動(dòng)配合，外表面和差速器殼體滑動(dòng)配合?？梢栽诃h(huán)塞內(nèi)外 表面加工矩形密封圈槽，放入密封圈后可以提高內(nèi)置活塞泵的油壓。在本實(shí)施 例中，與半軸齒輪相對(duì)表面加工有4個(gè)圓弧凸起25,每個(gè)半圓柱凸起的軸線均 布于環(huán)形活塞軸線的同一個(gè)法平面內(nèi)。半圓柱凸起的直徑等于形成半軸齒輪端 面凸輪軌跡的圓柱體的直徑，否則環(huán)形活塞上的半圓柱凸起部分將無(wú)法實(shí)現(xiàn)與 半軸齒輪上凸輪曲面的線接觸，影響凸輪副的使用壽命；為了確?；钊?9的軸 向運(yùn)動(dòng)，限制其周向轉(zhuǎn)動(dòng)，在差速器殼體和環(huán)形活塞之間同軸安裝一個(gè)復(fù)位彈 簧20，見(jiàn)圖8、圖9、圖IO。復(fù)位彈簧20主體呈拱形，以產(chǎn)生彈性力，實(shí)現(xiàn)其 復(fù)位作用；沿復(fù)位彈簧20的任意直徑方向?qū)ΨQ(chēng)的加工有兩個(gè)和活塞上的肓孔相 互配合使用的軸向爪結(jié)構(gòu)27。該結(jié)構(gòu)的截面為矩形，且垂直于復(fù)位彈簧主體所 在平面；在與所述兩爪結(jié)構(gòu)連線垂直的直徑方向上，加工有與其結(jié)構(gòu)相似、和 差速器殼體配合、限制其周向轉(zhuǎn)動(dòng)的徑向爪結(jié)構(gòu)28。與軸向爪結(jié)構(gòu)27不同，徑 向爪結(jié)構(gòu)28平行于復(fù)位彈簧主體所在平面，并且其截面同樣是矩形。上述的兩 部分爪結(jié)構(gòu)均布在復(fù)位彈簧半圓周上，其間夾角為90。。爪結(jié)構(gòu)間的角度無(wú)論增 加或者是減小，都將縮短復(fù)位彈簧的使用壽命。因?yàn)閺?fù)位彈簧所承受的力矩是 一定的，如果爪結(jié)構(gòu)間的角度不為9(T，在環(huán)型活塞的每一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，都會(huì) 發(fā)生徑向爪的彎曲和復(fù)位彈簧的額外扭轉(zhuǎn)，從而縮短其使用壽命。在安裝時(shí)， 軸向爪結(jié)構(gòu)27伸入活塞19的26孔結(jié)構(gòu)中，同時(shí)將徑向爪結(jié)構(gòu)28插入差速器殼體1上的聯(lián)通壓力腔22和活塞腔23的結(jié)構(gòu)孔中。這樣，該結(jié)構(gòu)孔就限制了 復(fù)位彈簧的周向轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)由于軸向爪結(jié)構(gòu)27卡在活塞19的孔26中，因此也 就限制了活塞的周向轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)置活塞泵中的活塞19，見(jiàn)圖4、圖5、圖6，在半軸齒輪9的非齒端和徑 向爪結(jié)構(gòu)28的作用下實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程；當(dāng)活塞19在徑向爪結(jié)構(gòu)28的作用 下趨近半軸齒輪的時(shí)候，內(nèi)置活塞泵的封閉空間中會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓力的 作用下，主減速器殼體中的油會(huì)推開(kāi)進(jìn)油道14中的單向閥進(jìn)入活塞泵的封閉油 腔；當(dāng)活塞19被半軸齒輪9的非齒端推離半軸齒輪的時(shí)候，封閉油腔的容積減 小，壓力迅速上升，該壓力會(huì)迫使進(jìn)油道14中的單向閥關(guān)閉，同時(shí)推開(kāi)出油通 道21中的單向閥，使壓力油進(jìn)入作用腔24。在差速器左殼體和半軸齒輪相接觸部分開(kāi)有作用腔24，在作用活塞腔中布 置有作用活塞12、復(fù)位彈簧11和摩擦環(huán)10。差速左殼體1和作用活塞12之間 采用松聯(lián)接，并且可以在它們之間布置O形密封圈，以提高密封性。在作用活 塞和半軸齒輪非齒端面間，布置有一個(gè)形復(fù)位彈簧ll。復(fù)位彈簧ll的作用是消 除內(nèi)置活塞泵泵出的高壓油通過(guò)作用活塞對(duì)摩擦環(huán)產(chǎn)生的作用力的累積。摩擦 環(huán)10，見(jiàn)圖12、圖13，有可脹開(kāi)式和整體式兩種結(jié)構(gòu)，整體式摩擦環(huán)需要分別 在摩擦環(huán)和差速器左殼體上制作鍵和鍵槽以傳遞扭矩；可脹開(kāi)式摩擦環(huán)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但摩擦環(huán)和差速器左殼體上不需要制作鍵和鍵槽就能夠傳遞扭矩。 從性能方面考慮，可脹開(kāi)式摩擦環(huán)由于環(huán)的內(nèi)外兩側(cè)都受到摩擦力，容易發(fā)出 自鎖，所以摩擦環(huán)的楔角不能小于10度，而整體式摩擦環(huán)僅內(nèi)側(cè)受到摩擦力作 用，摩擦環(huán)的楔角只要不小于6度就不會(huì)發(fā)生自鎖。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 采用可脹開(kāi)式摩擦環(huán)。采用摩擦環(huán)代替多盤(pán)摩擦副可以在不影響差速器鎖緊系 數(shù)的前提下，減小差速器總成的軸向結(jié)構(gòu)尺寸，降低制造成本和維修成本。摩擦環(huán)10的空行程對(duì)限滑差速器的性能至關(guān)重要，適當(dāng)?shù)目招谐炭梢允管?chē)輛在正常行駛和轉(zhuǎn)向時(shí)與普通開(kāi)式差速器毫無(wú)區(qū)別，而在滑轉(zhuǎn)速度和時(shí)間超過(guò)某一閾 值時(shí)產(chǎn)生良好的限滑功能。本發(fā)明所述的液力自舉式限滑差速器在不同的工況下的作用過(guò)程如下所述車(chē)輛直線行駛車(chē)輛在行駛條件良好的路面上直線行駛時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪間不存在轉(zhuǎn)速差， 差速器不起作用。動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生后，經(jīng)變速箱、驅(qū)動(dòng)軸、主減速器傳到差 速器殼體上，再經(jīng)過(guò)差速器內(nèi)的十字軸、行星齒輪、半軸齒輪，通過(guò)半軸齒輪 花鍵傳給半軸完成整個(gè)動(dòng)力的傳遞過(guò)程。由于左右驅(qū)動(dòng)輪不存在轉(zhuǎn)速差，在此 過(guò)程中差速器不起作用。車(chē)輛轉(zhuǎn)彎的行駛在車(chē)輛直線行駛且驅(qū)動(dòng)輪不打滑的情況下，差速器中左右半軸的的轉(zhuǎn)速等 于差速器殼的轉(zhuǎn)速。但是在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，使左 右半軸和差速器殼之間的轉(zhuǎn)速不再相等。在本發(fā)明中，活塞19通過(guò)復(fù)位彈簧和 差速器殼左體1相聯(lián)，使得活塞和差速器殼體的轉(zhuǎn)速保持一致。因此，當(dāng)差速 器體殼和半軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差時(shí)，半軸齒輪端面凸輪和活塞就會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。這 種相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)迫使活塞沿著半軸軸線向左移動(dòng)。當(dāng)活塞19運(yùn)動(dòng)到左側(cè)極限位置時(shí)， 在復(fù)位彈簧20的的作用下向右運(yùn)動(dòng)，這時(shí)活塞腔中的壓力下降。當(dāng)進(jìn)油道14 中的壓力大于單向閥16的預(yù)壓力時(shí)，進(jìn)油腔中的油就會(huì)經(jīng)過(guò)單向閥進(jìn)入活塞腔。 活塞在半軸凸輪和復(fù)位彈簧20的作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，壓力腔22的中壓力 增加，當(dāng)壓力大于單向閥的預(yù)緊力時(shí)，高壓油就會(huì)進(jìn)入作用腔24。作用活塞12 在作用腔中的高壓油的作用下向右移動(dòng)。通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，使車(chē)輛在正常轉(zhuǎn)彎時(shí)，活塞19產(chǎn)生的油壓推動(dòng)作用活塞12而產(chǎn)生的軸向位移不會(huì)超過(guò)復(fù)位彈簧11的 空行程，因此不會(huì)推動(dòng)磨擦環(huán)，差速器不產(chǎn)生限滑作用。此時(shí)，本發(fā)明相當(dāng)于 一個(gè)開(kāi)式差速器，可以實(shí)現(xiàn)差速作用。在此情況下，動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生后，經(jīng)變速箱、驅(qū)動(dòng)軸、主減速器傳到差 速器殼體上，再經(jīng)過(guò)差速器內(nèi)十字軸、行星齒輪、半軸齒輪，通過(guò)半軸齒輪花 鍵傳給半軸完成整個(gè)動(dòng)力的傳遞過(guò)程。車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪打滑時(shí)的行駛考慮如下所述的特殊情況，如果車(chē)輛的右輪處在行駛條件良好的柏油路面 上、而左輪處在冰面上時(shí)，車(chē)輛就處于驅(qū)動(dòng)輪打滑的極限情況下。這時(shí)，差速器的工作過(guò)程和差速器在情況2中的工作過(guò)程是一樣的。不同的是，在此種情 況下由于左右輪持續(xù)存在轉(zhuǎn)速差，活塞19會(huì)持續(xù)動(dòng)作，不斷的向作用腔24壓 入高壓油，作用活塞12在高壓油持續(xù)的作用下，會(huì)超過(guò)復(fù)位彈簧11的預(yù)先設(shè) 定的空行程，推動(dòng)磨擦環(huán)向右運(yùn)動(dòng)，脹緊差速器殼體1和半軸齒輪9。由于磨擦 環(huán)的作用，打滑一側(cè)半軸齒輪上的部分扭矩會(huì)通過(guò)摩擦環(huán)回流到差速器殼體上， 從而減小了打滑一側(cè)半軸上的輸出扭矩，起到限滑作用。同時(shí)回流的扭矩可以 被差速器系統(tǒng)重復(fù)利用，不會(huì)增加車(chē)輛的動(dòng)力消耗。此種情況下，動(dòng)力由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生后，經(jīng)變速箱、驅(qū)動(dòng)軸、主減速器傳到差 速器殼體上，由于磨擦環(huán)的脹緊作用，使打滑一側(cè)的部分扭矩回流到差速器殼 體上，從而減少該側(cè)的扭矩；另一部分經(jīng)過(guò)差速器內(nèi)十字軸、行星齒輪、半軸 齒輪，通過(guò)半軸齒輪花鍵傳給半軸完成整個(gè)動(dòng)力的傳遞過(guò)程。上述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而非用于限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 一種自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，包括左右殼體及安裝在其中的差速器總成，其特征在于在差速器左殼體(1)的(A)端面和半軸齒輪(9)的非齒端面之間同軸安裝L形泵套(18)，復(fù)位彈簧(20)，活塞(19)，活塞(19)和L形泵套(18)間隙配合，活塞(19)和差速器左殼體(1)間隙配合，L形泵套(18)，復(fù)位彈簧(20)，活塞(19)構(gòu)成活塞泵；在差速器左殼體(1)內(nèi)開(kāi)有進(jìn)油道(14)、出油道(21)，并在進(jìn)油道和壓力腔間(23)、壓力腔和出油道間安裝單向閥(16)；在差速器殼外安裝一個(gè)環(huán)形油蓋，其和差速器左殼體配合形成進(jìn)油箱；在差速器左殼環(huán)形槽體(40)中安裝作用活塞(12)、在環(huán)形槽外安裝摩擦環(huán)(10)，并在其間安裝復(fù)位彈簧(11)；半軸齒輪(9)的非齒端面是具有Z＝Z0+A·cosnθ運(yùn)動(dòng)規(guī)律的端面凸輪；式中Z0為半軸齒輪大端面到運(yùn)動(dòng)軌跡中心的距離，θ為半軸齒輪的旋轉(zhuǎn)角，A為油泵活塞行程幅度的二分之一，n為活塞在半軸齒輪(9)作用下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，其特征在于活塞 (19) 一端面有2個(gè)至8個(gè)凸起(25);圓柱活塞的另一個(gè)端面上均布2個(gè)盲孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，其特征在于復(fù)位 彈簧(20)呈拱形，其孔徑等于L形泵套(18)的外徑；在其外沿，沿軸向?qū)?稱(chēng)加工一對(duì)爪結(jié)構(gòu)；在與其垂直的直徑的外沿上，沿徑向加工一爪結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，其特征在于摩擦 環(huán)(10)的內(nèi)孔錐度在4°至24° 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，其特征在于"的 取值范圍為2至8之間的整數(shù)。
全文摘要
一種自舉式液力驅(qū)動(dòng)限滑差速器，該限滑差速器包括左右殼體及安裝在其中的差速器總成；在差速器左殼體(1)的(A)端面和半軸齒輪(9)的非齒端面間同軸安裝L形泵套(18)，復(fù)位彈簧(20)，活塞(19)，構(gòu)成活塞泵；在差速器左殼體內(nèi)開(kāi)有進(jìn)油道(14)、出油道(21)，并在進(jìn)油道和壓力腔間(23)、壓力腔和出油道間安裝單向閥(16)；在差速器殼外安裝一個(gè)環(huán)形油蓋，其和差速器左殼體配合形成進(jìn)油箱；本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，能夠跟據(jù)驅(qū)動(dòng)輪的間的轉(zhuǎn)速差自動(dòng)調(diào)節(jié)差速器的鎖緊能力，減小車(chē)輛的轉(zhuǎn)彎阻力和減少車(chē)輛的磨損，適用于各種輪式車(chē)輛。
文檔編號(hào)F16H48/06GK101275659SQ20081010616
公開(kāi)日2008年10月1日 申請(qǐng)日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者王小椿, 程云建 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)