專(zhuān)利名稱(chēng)：一種液壓限滑差速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓限滑差速器，主要應(yīng)用在汽車(chē)、農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)、輪式工程機(jī) 械以及其它輪式機(jī)械，屬于機(jī)械工程和車(chē)輛工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
車(chē)輛驅(qū)動(dòng)橋的差速器，是車(chē)輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，普通型差速器主要 由行星齒輪、十字軸、半軸齒輪和殼體組成。差速器的作用是當(dāng)驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速不一致 (如車(chē)輛轉(zhuǎn)彎)時(shí)，實(shí)現(xiàn)差速作用，避免車(chē)輪發(fā)生拖滑，減小行駛阻力和輪胎磨損。但這種 普通差速器的缺點(diǎn)是差速不差扭，如果忽略差速器內(nèi)部的摩擦力，左右兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的驅(qū) 動(dòng)力是相等的，當(dāng)車(chē)輛在附著系數(shù)分離的非對(duì)稱(chēng)路面上行駛時(shí)，兩側(cè)車(chē)輪與地面的附著系 數(shù)不一致時(shí)，車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)力被附著系數(shù)小的一側(cè)路面所限制，導(dǎo)致附著系數(shù)小的一側(cè)車(chē)輪 原地大幅滑轉(zhuǎn)，而另一側(cè)車(chē)輪停止不動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力無(wú)法正常發(fā)揮，車(chē)輛無(wú)法前進(jìn)，甚 至由于車(chē)輪滑轉(zhuǎn)，地面的橫向附著力減小，發(fā)生驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的橫向滑移，車(chē)輛發(fā)生側(cè)滑失控， 造成事故。目前技術(shù)較先進(jìn)的車(chē)輛大都采用牽引力控制系統(tǒng)(TCS)或稱(chēng)車(chē)輛防滑控制系統(tǒng) (ASR)，TCS (或ASR)主要通過(guò)降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率(如減小油門(mén)、較少噴油量)和采取適當(dāng)制 動(dòng)等措施減小驅(qū)動(dòng)力，避免車(chē)輪的過(guò)度滑轉(zhuǎn)，但這些方法降低了車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)力，可能出現(xiàn)車(chē) 輛無(wú)法前進(jìn)的情況。有些大型貨車(chē)和工程機(jī)械則在差速器上安裝差速鎖，必要時(shí)將差速器 鎖住，讓兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪同速旋轉(zhuǎn)，提高了車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)能力，機(jī)械式完全自鎖的差速器需要人工 在停車(chē)狀態(tài)下操作，一旦忘記解除自鎖，就會(huì)增加行駛阻力、增加油耗、輪胎磨損嚴(yán)重。為了避免上述情況，人們開(kāi)發(fā)了摩擦片式限滑差速器，在差速器內(nèi)部增加了限滑 摩擦副，當(dāng)兩側(cè)車(chē)輪出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí)，限滑摩擦副被壓緊，產(chǎn)生阻止滑轉(zhuǎn)的摩擦力，將滑轉(zhuǎn)一側(cè) 的車(chē)輪驅(qū)動(dòng)力部分轉(zhuǎn)移到另一側(cè)不滑轉(zhuǎn)的車(chē)輪上，從而提高了整車(chē)的驅(qū)動(dòng)力。但這種被動(dòng) 的限滑作用有一個(gè)缺點(diǎn)，在車(chē)輛正常轉(zhuǎn)彎時(shí)，摩擦副的限滑作用照樣發(fā)生，不利于車(chē)輛的轉(zhuǎn) 彎行駛，差速器不能根據(jù)路面狀況對(duì)鎖緊系數(shù)進(jìn)行控制。最新形式的主動(dòng)限滑差速器，能夠根據(jù)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)情況及時(shí)調(diào)節(jié)限滑摩擦副的壓 力，避免了限滑摩擦副的無(wú)效摩擦。但是，目前出現(xiàn)的摩擦片式主動(dòng)限滑差速器的限滑摩擦 副的壓力多是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)或液力驅(qū)動(dòng)、從差速器殼體外部通過(guò)推力軸承施加的，這樣無(wú)疑 會(huì)造成振動(dòng)和異響；同時(shí)，限滑摩擦副的壓力會(huì)對(duì)殼體外部的支撐結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力，引起 支撐結(jié)構(gòu)變形，長(zhǎng)期使用會(huì)出現(xiàn)疲勞裂紋。因此，需要開(kāi)發(fā)出一種新的限滑差速器，既能實(shí) 現(xiàn)對(duì)其限滑作用進(jìn)行有效控制，又要避免出現(xiàn)振動(dòng)、異響和結(jié)構(gòu)疲勞等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新的液壓限滑差速器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是該液壓限滑差速器，其特征是 包括殼體、行星輪系和液壓限滑機(jī)構(gòu)；所述液壓限滑機(jī)構(gòu)包括限滑摩擦副、液壓裝置和輸油 盤(pán)，液壓限滑機(jī)構(gòu)置于行星輪系的一側(cè)或兩側(cè)，行星輪系、限滑摩擦副和液壓裝置置于殼體
3內(nèi)，行星輪系的半軸齒輪的齒背和限滑摩擦副通過(guò)殼體分隔；限滑摩擦副的主動(dòng)摩擦片與 殼體通過(guò)花鍵齒聯(lián)接，限滑摩擦副的從動(dòng)摩擦片和同側(cè)的半軸齒輪通過(guò)花鍵齒聯(lián)接；液壓 裝置包括環(huán)形油缸和環(huán)形活塞，所述環(huán)形油缸和限滑摩擦副由環(huán)形活塞分隔；所述輸油盤(pán) 設(shè)于殼體的軸頸上，所述輸油盤(pán)設(shè)有油槽，該油槽與環(huán)形油缸連通。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型所述殼體設(shè)有油道，輸油盤(pán)的油槽通過(guò)該油道與環(huán)形油缸 連通。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)差速器可以通過(guò)液壓限滑機(jī)構(gòu)按需 要對(duì)摩擦副的摩擦力矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)差速器鎖緊系數(shù)的有效控制，滿足車(chē)輛不同行駛條 件下的動(dòng)力性和穩(wěn)定性要求。(2)以液壓油壓力作為控制量，控制活塞對(duì)限滑摩擦副的壓緊 力、改變限滑摩擦副的摩擦力矩，此種液壓控制摩擦力矩的方式適用于各種車(chē)輛，為限滑差 速器在各種車(chē)輛上的應(yīng)用提供了前提條件。(3)液壓油缸置于差速器殼體內(nèi)部，環(huán)形活塞壓 緊限滑摩擦副時(shí)，摩擦副對(duì)環(huán)形活塞的反作用力只作用于差速器殼體上，不會(huì)對(duì)外部其他 零部件構(gòu)成影響，因此，這種將限滑摩擦副的壓力驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)在殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，既能對(duì)限 滑摩擦副的限滑作用實(shí)現(xiàn)有效控制，又避免出現(xiàn)振動(dòng)、異響和結(jié)構(gòu)疲勞等缺陷。(4)基于以 上優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)扭矩的平穩(wěn)傳遞，保證車(chē)輛傳動(dòng)系工作平穩(wěn)、振動(dòng)小，控制精度 尚ο

圖1是本實(shí)用新型差速器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中行星輪系的右半軸齒輪的右視圖；圖3是圖2的A-A剖視圖；圖4是圖1中液壓裝置的環(huán)形活塞的右視圖；圖5是圖4的B-B剖視圖；圖6是圖1中液壓限滑機(jī)構(gòu)的輸油盤(pán)的左視放大圖；圖7是圖6的C-C剖視圖；圖8是圖1中右殼體的左視縮小圖；圖9是圖8的D-D剖視圖；圖10是圖1中的中間殼體的右視圖；圖11是圖10的E-E剖視圖;圖12是圖1中左殼體的右視縮小圖；圖13是圖12的F-F剖視圖；圖14是圖1中限滑摩擦副的從動(dòng)摩擦片的右視放大圖；圖15是圖14的G-G剖視圖；圖16是圖1中限滑摩擦副的主動(dòng)摩擦片的右視放大圖；圖17是圖16的H-H剖視圖。其中，1-左殼體，2-中間殼體，3-右殼體，4-螺栓，5-螺栓，6_十字軸，7_行星齒 輪，8-左半軸齒輪，9-右半軸齒輪，10-主動(dòng)摩擦片，11-從動(dòng)摩擦片，12-環(huán)形油缸，13-環(huán) 形活塞，14-輸油盤(pán)，15-油槽，16-油道，17-吊耳，18-旋轉(zhuǎn)密封環(huán)，19-軸向密封環(huán)，20-圓 錐滾子軸承，21-右半軸齒輪的花鍵齒，22-右半軸齒輪的齒背，23-環(huán)形活塞的外圈密封環(huán)槽，24-環(huán)形活塞的內(nèi)圈密封環(huán)槽，25-右殼體的軸頸，26-旋轉(zhuǎn)密封環(huán)槽，27-中間殼體的花 鍵齒，28-中間殼體的圓槽，29-左殼體的圓槽，30-從動(dòng)摩擦片的花鍵齒，31-主動(dòng)摩擦片的 花鍵齒。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)用新型的液壓限滑差速器，主要包括殼體、行星輪系和液壓限滑機(jī)構(gòu)。圖1至 圖17示出了本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，為便于組裝和拆卸，殼體可以由左殼體1、中間殼體2和右殼體3構(gòu) 成，其中，左殼體1與中間殼體2通過(guò)螺栓4固定聯(lián)接，中間殼體2與右殼體3通過(guò)螺栓5 固定聯(lián)接。行星輪系包括十字軸6、行星齒輪7、左半軸齒輪8和右半軸齒輪9。十字軸6的四 個(gè)軸端部分置于左殼體1的圓槽30與中間殼體2的圓槽29形成周向均勻分布的孔內(nèi)，使 行星輪系整體位于左殼體1與中間殼體2構(gòu)成的腔體內(nèi)。如圖1所示，左半軸齒輪8和右 半軸齒輪9不相同，左半軸齒輪8是常規(guī)的半軸齒輪，而右半軸齒輪9的軸頸相對(duì)延長(zhǎng)，如 圖2和圖3所示，右半軸齒輪9軸頸上加工有花鍵齒21。液壓限滑機(jī)構(gòu)包括限滑摩擦副、液壓裝置和輸油盤(pán)，如圖1所示，液壓限滑機(jī)構(gòu)置 于行星輪系的右側(cè)，限滑摩擦副和液壓裝置位于殼體內(nèi)，限滑摩擦副通過(guò)殼體與行星輪系 的右半軸齒輪9的齒背22分隔，在限滑摩擦副受到壓力作用時(shí)，殼體對(duì)其起支撐作用，保證 其受壓時(shí)能夠平穩(wěn)傳遞摩擦力矩，不會(huì)因?yàn)樽冃蔚仍蛞鹫駝?dòng)和異響，從而保證了限滑 差速器的控制精度和可靠工作。如圖1至圖3、圖10、圖11、圖14至圖17所示，限滑摩擦副 的主動(dòng)摩擦片10的花鍵齒31與中間殼體2的花鍵齒27形成花鍵聯(lián)接，限滑摩擦副的從動(dòng) 摩擦片11的花鍵齒30與右半軸齒輪的花鍵齒21形成花鍵聯(lián)接。作為本實(shí)用新型的另一 種實(shí)施方式，可以在行星輪系的左、右兩側(cè)均設(shè)置有液壓限滑機(jī)構(gòu)(圖中未示出)。液壓裝置包括環(huán)形油缸12和環(huán)形活塞13。其中，如圖8和圖9所示，在右殼體3 上直接加工一環(huán)形槽，并由環(huán)形活塞13將該環(huán)形槽與限滑摩擦副分隔而形成環(huán)形油缸12， 從而使環(huán)形油缸12和限滑摩擦副由環(huán)形活塞13分隔，環(huán)形油缸12和環(huán)形活塞13通過(guò)軸 向密封環(huán)19封閉液壓油。輸油盤(pán)14設(shè)于右殼體3的軸頸25上，如圖6、圖7所示，輸油盤(pán) 14上設(shè)有油槽15，該油槽15與環(huán)形油缸12通過(guò)右殼體3的油道16連通，輸油盤(pán)14和右 殼體3的軸頸25通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封環(huán)18封閉液壓油。如圖8所示，可在右殼體3內(nèi)部沿周向 均勻分布有三個(gè)油道16，三個(gè)油道16與完整一圈的圓周油槽15連通時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)快速、大 流量的液壓油輸送和回油，減小了液壓系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，同時(shí)能夠避免因油道16的部分堵 塞而發(fā)生失效，提高了液壓系統(tǒng)的可靠性。輸油盤(pán)14的主要作用是連通外側(cè)固定的液壓油路和旋轉(zhuǎn)的差速器殼體內(nèi)部的環(huán) 形油缸12。在差速器工作時(shí)，如圖6、圖7所示，輸油盤(pán)14上的對(duì)稱(chēng)分布的兩個(gè)吊耳17將 輸油盤(pán)14約束在外部靜止的部件上，使輸油盤(pán)14不會(huì)跟隨差速器殼體旋轉(zhuǎn)，輸油盤(pán)14與 限滑差速器右殼體3之間通過(guò)旋轉(zhuǎn)密封環(huán)18封閉液壓油。吊耳17對(duì)輸油盤(pán)14的固定作 用只是限制其圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)其在限滑差速器右殼體3的右側(cè)軸頸25上的軸向運(yùn) 動(dòng)不限制，這樣輸油盤(pán)14在軸頸25上的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就是軸向浮動(dòng)的，因而可以保證在差速器工作過(guò)程中輸入扭矩的變化引起的振動(dòng)、變形，不會(huì)傷害旋轉(zhuǎn)密封環(huán)18，增加了旋轉(zhuǎn)密封環(huán) 18的使用壽命。本實(shí)用新型液壓限滑差速器的工作過(guò)程是當(dāng)車(chē)輛正常轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，本實(shí)用新型 液壓限滑差速器與普通差速器的工作方式相同，由于限滑摩擦副未被壓緊結(jié)合，差速器只 起差速作用而不起限滑作用，主減速器傳給差速器殼的扭矩在兩側(cè)半軸之間平均分配。當(dāng) 車(chē)輛直線行駛或轉(zhuǎn)彎行駛過(guò)程中由于左右兩側(cè)路面附著條件不對(duì)稱(chēng)使一側(cè)車(chē)輪發(fā)生過(guò)度 滑轉(zhuǎn)時(shí)，液壓限滑機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，高壓油經(jīng)過(guò)輸油盤(pán)14沿著油道16進(jìn)入環(huán)形油缸12，推動(dòng) 環(huán)形活塞13壓緊限滑摩擦副，當(dāng)壓力消除運(yùn)動(dòng)間隙并擠出摩擦副中大部分潤(rùn)滑油時(shí)，主動(dòng) 摩擦片10和從動(dòng)摩擦片11之間進(jìn)入邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，開(kāi)始形成較大的摩擦力矩，這時(shí)，摩擦 力成為阻止兩側(cè)半軸齒輪的相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的阻力，使滑轉(zhuǎn)一側(cè)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩向另一側(cè)非 滑轉(zhuǎn)車(chē)輪轉(zhuǎn)移，使路面摩擦系數(shù)好的車(chē)輪能夠獲得較大的扭矩，從而增加了非滑轉(zhuǎn)車(chē)輪的 驅(qū)動(dòng)力，提高了車(chē)輛整體的驅(qū)動(dòng)力。在這一作用過(guò)程中，油壓的增加帶來(lái)的環(huán)形活塞對(duì)摩擦副壓力的增加是有一個(gè)上 限的，也就是說(shuō)，在改變差速器輸入扭矩在兩側(cè)車(chē)輪上平均分配的狀態(tài)的同時(shí)，必須保證主 動(dòng)摩擦片10和從動(dòng)摩擦片11不至于因?yàn)閴毫^(guò)大而完全鎖死，理想的工作點(diǎn)是處于滑磨 和鎖死的邊界線上，這樣既可限制一側(cè)車(chē)輪的過(guò)度滑轉(zhuǎn)，又能保證在車(chē)輛轉(zhuǎn)向角變化時(shí)及 時(shí)實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車(chē)輪差速作用，避免拖滑。液壓機(jī)構(gòu)中環(huán)形油缸12的壓力是由電控系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的，電控系統(tǒng)通過(guò)輪速傳 感器信號(hào)判斷車(chē)輛的行駛狀態(tài)，當(dāng)兩側(cè)輪胎與路面的摩擦條件大范圍改變時(shí)，輪速必然大 幅變化，電控系統(tǒng)同時(shí)參考轉(zhuǎn)向信號(hào)，及時(shí)通過(guò)液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)環(huán)形油缸12內(nèi)的油壓，增加 或降低環(huán)形活塞13對(duì)限滑摩擦副的壓力，改變限滑差速器對(duì)輸入扭矩在兩側(cè)車(chē)輪間的分 配比例，改變車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，保證車(chē)輛的動(dòng)力性和行駛穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種液壓限滑差速器，其特征是包括殼體、行星輪系和液壓限滑機(jī)構(gòu)；所述液壓限滑機(jī)構(gòu)包括限滑摩擦副、液壓裝置和輸油盤(pán)，液壓限滑機(jī)構(gòu)置于行星輪系的一側(cè)或兩側(cè)，行星輪系、限滑摩擦副和液壓裝置置于殼體內(nèi)，行星輪系的半軸齒輪的齒背和限滑摩擦副通過(guò)殼體分隔；限滑摩擦副的主動(dòng)摩擦片與殼體通過(guò)花鍵齒聯(lián)接，限滑摩擦副的從動(dòng)摩擦片和同側(cè)的半軸齒輪通過(guò)花鍵齒聯(lián)接；液壓裝置包括環(huán)形油缸和環(huán)形活塞，所述環(huán)形油缸和限滑摩擦副由環(huán)形活塞分隔；所述輸油盤(pán)設(shè)于殼體的軸頸上，所述輸油盤(pán)設(shè)有油槽，該油槽與環(huán)形油缸連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓限滑差速器，其特征是所述殼體設(shè)有油道，輸油盤(pán)的油 槽通過(guò)該油道與環(huán)形油缸連通。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種液壓限滑差速器，主要包括殼體、行星輪系和液壓限滑機(jī)構(gòu)；液壓限滑機(jī)構(gòu)包括限滑摩擦副、液壓裝置和輸油盤(pán)，液壓限滑機(jī)構(gòu)置于行星輪系的一側(cè)或兩側(cè)，行星輪系、限滑摩擦副和液壓裝置置于殼體內(nèi)，行星輪系的半軸齒輪的齒背和限滑摩擦副通過(guò)殼體分隔；限滑摩擦副的主動(dòng)摩擦片與殼體通過(guò)花鍵齒聯(lián)接，限滑摩擦副的從動(dòng)摩擦片和同側(cè)的半軸齒輪通過(guò)花鍵齒聯(lián)接；液壓裝置包括環(huán)形油缸和環(huán)形活塞，環(huán)形油缸和限滑摩擦副由環(huán)形活塞分隔；輸油盤(pán)設(shè)于殼體的軸頸上，輸油盤(pán)設(shè)有油槽，該油槽與環(huán)形油缸連通。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是工作時(shí)，其摩擦副對(duì)環(huán)形活塞的反作用力只作用于差速器殼體上，不會(huì)對(duì)外部其他零部件構(gòu)成影響，工作平穩(wěn)。
文檔編號(hào)F16H48/26GK201651220SQ201020150568
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者傅麗賢, 吳躍成, 季小偉, 謝佩 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)