本發(fā)明涉及一種超越式自由輪差速器，屬于車(chē)輛零部件技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，已知的差速器為保障車(chē)輛在正常行駛與脫困之間的切換要求，常使用限滑或鎖止功能的差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)，限滑差速器不能實(shí)現(xiàn)百分百的扭矩傳動(dòng)，影響車(chē)輛的脫困能力，鎖止差速器的差速鎖功能則需要停車(chē)手動(dòng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，這增加了駕駛員的技術(shù)要求，且如果操作不當(dāng)很容易造成車(chē)輛損壞或人員傷亡。而現(xiàn)有的自由輪差速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工精度要求過(guò)高，增加了各項(xiàng)工藝難度和制造成本，不利于產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用。具體來(lái)說(shuō)，牙嵌式自由輪差速器的自鎖方式為軸向位移，其工作原理為通過(guò)輸出部件的完全分開(kāi)和結(jié)合產(chǎn)生自鎖，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，噪音和磨損巨大；另外，例如目前市面上常用的適時(shí)四驅(qū)軸間差速器如：電控多片離合器式中央差速器，其通過(guò)摩擦轉(zhuǎn)矩傳遞動(dòng)力時(shí)，會(huì)受制于結(jié)構(gòu)本身的缺陷，無(wú)法將超過(guò)50%以上的動(dòng)力傳遞給被動(dòng)橋，且敏捷性差，高強(qiáng)度地頻繁使用，容易導(dǎo)致摩擦片過(guò)熱而失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種超越式自由輪差速器,采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在不同條件下的差速和左右輸出軸單邊自鎖功能，降低了左右輪差速下的結(jié)構(gòu)磨損和阻尼，從而提高了操作性能和方向穩(wěn)定性能。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種超越式自由輪差速器，設(shè)置在左、右輸出軸相對(duì)端，其特征在于：包括同軸線對(duì)稱(chēng)設(shè)置的左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)，所述左差速自鎖機(jī)構(gòu)或右差速自鎖機(jī)構(gòu)分別具有自鎖狀態(tài)和差速狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)主要包括外殼以及外殼內(nèi)由外向內(nèi)依次設(shè)置并沿軸線對(duì)稱(chēng)分布的左、右保持架，左、右被動(dòng)輪；所述左、右被動(dòng)輪分別套接在所述左、右輸出軸相對(duì)的一端的外側(cè)；所述左、右保持架套接在外殼與左、右被動(dòng)輪之間所形成的環(huán)形空間內(nèi)并相互對(duì)接并可相對(duì)旋轉(zhuǎn)；所述左、右保持架內(nèi)沿周向等角度開(kāi)設(shè)左、右滾柱槽孔，所述左、右滾柱分別嵌入左、右滾柱槽孔內(nèi)；在外殼的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)于左、右滾柱處設(shè)有形似凸輪狀的左、右凹槽，所述左、右滾柱限位于所述左、右凹槽，左、右滾柱槽孔與所述左、右被動(dòng)輪之間所形成的工作空間內(nèi)；所述左、右保持架與左、右被動(dòng)輪之間設(shè)有左、右彈性摩擦環(huán)；左、右輸出軸外部分別套設(shè)與外殼端面密封連接的左、右軸套。

進(jìn)一步地，所述左滾柱或右滾柱位于對(duì)應(yīng)的所述左凹槽或右凹槽的開(kāi)口處并緊壓所述左凹槽或右凹槽與左被動(dòng)輪或右被動(dòng)輪，所述左差速機(jī)構(gòu)或右差速機(jī)構(gòu)位于自鎖狀態(tài)；所述左滾柱或右滾柱與左被動(dòng)輪或右被動(dòng)輪的外表面分離并位于對(duì)應(yīng)的工作空間內(nèi)，所述左差速機(jī)構(gòu)或右差速機(jī)構(gòu)位于差速狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述左、右保持架?chē)Ш蠈?duì)接并且對(duì)接處的齒槽槽寬大于輪齒齒厚；對(duì)接處的輪齒位于齒槽的正中間，所述左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)均位于自鎖狀態(tài)；對(duì)接處的輪齒抵接齒槽一端的齒面，所述左差速機(jī)構(gòu)和右差速自鎖機(jī)構(gòu)之中，一個(gè)位于自鎖狀態(tài)，另一個(gè)位于差速狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述左、右滾柱的直徑小于所述左、右凹槽與所述左、右被動(dòng)輪之間的最大距離并且大于所述外殼與所述左、右被動(dòng)輪之間的最小間距。

進(jìn)一步地，所述左、右保持架相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使得所述左差速自鎖機(jī)構(gòu)或右差速自鎖機(jī)構(gòu)從自鎖狀態(tài)變?yōu)椴钏贍顟B(tài)時(shí)，所述左、右保持架相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角度等于對(duì)應(yīng)的所述左滾柱或右滾柱從自鎖狀態(tài)偏移至差速狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的偏移角度。

進(jìn)一步地，所述左、右被動(dòng)輪分別與所述左、右輸出軸相對(duì)的一端的外側(cè)花鍵連接。

進(jìn)一步地，所述左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)主要包括外殼以及外殼內(nèi)由外向內(nèi)依次設(shè)置的左、右保持架，左、右被動(dòng)輪，形成左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)；所述左、右被動(dòng)輪分別花鍵套接在所述左、右輸出軸相對(duì)的一端的外側(cè)；所述左、右保持架套接在外殼與左、右被動(dòng)輪之間所形成的環(huán)形空間內(nèi)并相互對(duì)接并可相對(duì)旋轉(zhuǎn)；所述左、右保持架內(nèi)沿周向等角度開(kāi)設(shè)左、右滾柱槽孔，所述左、右滾柱分別嵌入左、右滾柱槽孔內(nèi)；在外殼的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)于左、右滾柱處設(shè)有形似凸輪狀的左、右凹槽，所述左、右滾柱限位于所述左、右凹槽，左、右滾柱槽孔與所述左、右被動(dòng)輪之間所形成的工作空間內(nèi)；所述左、右保持架與左、右被動(dòng)輪之間設(shè)有左、右彈性摩擦環(huán)；左、右輸出軸外部分別套設(shè)與外殼端面密封連接的左、右軸套； 所述左、右滾柱的直徑小于所述左、右凹槽與所述左、右被動(dòng)輪之間的最大距離并且大于所述外殼與所述左、右被動(dòng)輪之間的最小間距；所述左滾柱或右滾柱位于對(duì)應(yīng)的所述左凹槽或右凹槽的開(kāi)口處并緊壓外殼與左被動(dòng)輪或右被動(dòng)輪，所述左差速機(jī)構(gòu)或右差速機(jī)構(gòu)位于自鎖狀態(tài)；所述左滾柱或右滾柱與左被動(dòng)輪或右被動(dòng)輪的外表面分離并位于對(duì)應(yīng)的工作空間內(nèi)，所述左差速機(jī)構(gòu)或右差速機(jī)構(gòu)位于差速狀態(tài)；所述左、右保持架?chē)Ш蠈?duì)接并且對(duì)接處的齒槽槽寬大于輪齒齒厚；對(duì)接處的輪齒位于齒槽的正中間，所述左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)均位于自鎖狀態(tài)；對(duì)接處的輪齒抵接齒槽一端的齒面，所述左差速機(jī)構(gòu)和右差速自鎖機(jī)構(gòu)之中，一個(gè)位于自鎖狀態(tài)，另一個(gè)位于差速狀態(tài)；所述左、右保持架相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使得所述左差速自鎖機(jī)構(gòu)或右差速自鎖機(jī)構(gòu)從自鎖狀態(tài)變?yōu)椴钏贍顟B(tài)時(shí)，所述左、右保持架相對(duì)旋轉(zhuǎn)的角度等于對(duì)應(yīng)的所述左滾柱或右滾柱從自鎖狀態(tài)偏移至差速狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的偏移角度。

進(jìn)一步地，所述超越式自由輪差速器的左、右輸出軸可分別通過(guò)連接齒輪與四驅(qū)車(chē)輛的主動(dòng)橋、被動(dòng)橋連接。當(dāng)本發(fā)明用于適時(shí)四驅(qū)車(chē)輛軸間時(shí)，通過(guò)安裝不同齒比的連接齒輪使其車(chē)輛在正常行駛時(shí)被動(dòng)橋轉(zhuǎn)速高于主動(dòng)橋轉(zhuǎn)速。具體來(lái)說(shuō)，車(chē)輛正常行駛時(shí)，動(dòng)力傳遞于轉(zhuǎn)速較慢的主動(dòng)橋，主動(dòng)橋處于自鎖狀態(tài)，被動(dòng)橋處于差速狀態(tài)，此時(shí)動(dòng)力將全部作用于主動(dòng)橋。當(dāng)主動(dòng)橋處于打滑狀態(tài)時(shí)，被動(dòng)橋轉(zhuǎn)速低于外殼轉(zhuǎn)速瞬間，主動(dòng)橋與被動(dòng)橋同時(shí)處于自鎖狀態(tài)，主動(dòng)橋因打滑阻力減小，動(dòng)力將主要作用于被動(dòng)橋，最高可實(shí)現(xiàn)100%傳動(dòng)，從而提高了車(chē)輛脫困性能。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.左、右保持架間在一定范圍內(nèi)可相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其整體結(jié)構(gòu)在行駛狀態(tài)下可實(shí)現(xiàn)了差速自鎖的功能，并可根據(jù)不同情況自動(dòng)在左右輸出軸間做平均分配扭力或單邊扭力輸出的切換，且傳動(dòng)力能夠完整的輸入和輸出，保證了本產(chǎn)品在工作時(shí)運(yùn)行的可靠性，解決了目前差速器在不同路況下的失速、動(dòng)力不足等不穩(wěn)定因素；2.車(chē)輛不管在前進(jìn)或倒退狀態(tài)下運(yùn)行，都能用機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)差速器的自鎖與差速功能，沒(méi)有時(shí)間上的滯后，保證了車(chē)輛脫困性能，減少了操作者的技術(shù)要求；3.由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和安裝工藝精度較低，噪音小，大大節(jié)約了成本，使其更偏重于經(jīng)濟(jì)實(shí)用；4.由于該結(jié)構(gòu)部件具有緊湊和對(duì)稱(chēng)分布性，因此運(yùn)行更加平穩(wěn)，沖擊更加細(xì)微。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：

圖1為實(shí)施例一超越式自由輪差速器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為車(chē)輛正常行駛時(shí)左差速自鎖機(jī)構(gòu)位于自鎖狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)右差速自鎖機(jī)構(gòu)位于差速狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為車(chē)輛正常行駛時(shí)左、右保持架連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)左、右保持架連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.外殼，2.左輸出軸，3.右輸出軸，4.左被動(dòng)輪，5.右被動(dòng)輪，6.左保持架，7.右保持架，8.左滾柱，9.右滾柱，10.左彈性摩擦環(huán)，11.右彈性摩擦環(huán)，12.左凹槽，13.右凹槽，14.左滾柱槽孔，15.右滾柱槽孔，16.左軸套，17.右軸套。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例一

圖1至圖5示出了本發(fā)明的第一種實(shí)施方式。如圖1至圖5所示, 一種超越式自由輪差速器，其中包括傳遞動(dòng)力的外殼1，以及外殼1內(nèi)部從外向內(nèi)設(shè)置并對(duì)稱(chēng)分布的左保持架6與右保持架7，左被動(dòng)輪4與右被動(dòng)輪5，由此形成左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)。左被動(dòng)輪4、右被動(dòng)輪5分別與左輸出軸2、右輸出軸3相對(duì)一端的外側(cè)花鍵連接，所以，左被動(dòng)輪4、右被動(dòng)輪5分別與左輸出軸2、、右輸出軸3同步運(yùn)動(dòng)。左輸出軸2、右輸出軸3分別連接汽車(chē)的左輪與右輪。進(jìn)而，當(dāng)被動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，將同步帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

在外殼1與左被動(dòng)輪4、右被動(dòng)輪5之間所形成的環(huán)形空間內(nèi)套設(shè)相互對(duì)接的左、右保持架6、7。左、右保持架6、7與左、右被動(dòng)輪4、5之間設(shè)有左、右彈性摩擦環(huán)10、11。左、右保持架6、7內(nèi)沿周向等角度各開(kāi)設(shè)8個(gè)左、右滾柱槽孔14、15，其內(nèi)分別嵌有8個(gè)左、右滾柱8、9；外殼1的內(nèi)壁與左、右滾柱對(duì)應(yīng)處分別設(shè)有8個(gè)用于容納左、右滾柱的形似凸輪狀的左、右凹槽12、13；左、右滾柱8、9分別嵌入左、右滾柱槽孔14、15內(nèi)并限位于左、右凹槽12、13內(nèi)，即凹槽、滾柱槽孔、被動(dòng)輪之間形成了一個(gè)工作空間供滾柱在其中滾動(dòng)，滾柱所處的不同位置形成了左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)的自鎖狀態(tài)與差速狀態(tài)。左、右保持架6、7嚙合對(duì)接并且對(duì)接處的齒槽槽寬大于輪齒齒厚。這種結(jié)構(gòu)使得左保持架6、右保持架7能夠產(chǎn)生一定角度的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)左保持架6、右保持架7內(nèi)的左滾柱8、右滾柱9與外殼1之間各自處于自鎖與分離的狀態(tài)。

車(chē)輛啟動(dòng)時(shí)，動(dòng)力傳遞到外殼1上并帶動(dòng)其旋轉(zhuǎn)，在外殼1轉(zhuǎn)速高于左被動(dòng)輪4時(shí)，外殼1推動(dòng)左滾柱8移動(dòng)至左凹槽12的開(kāi)口處并緊壓左凹槽12與左被動(dòng)輪4，形成自鎖狀態(tài)，如圖2所示，則外殼1、左滾柱8及左被動(dòng)輪4抱死，實(shí)現(xiàn)自鎖，外殼1與左被動(dòng)輪4同步運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)左輸出軸2同步運(yùn)動(dòng)。同理，此時(shí)，右差速自鎖機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與左差速自鎖機(jī)構(gòu)相同。即，在車(chē)輛正常行駛的情況下，外殼1與左保持架6、右保持架7、左被動(dòng)輪4、右被動(dòng)輪5同步旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)左輸出軸2、右輸出軸3同步旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，左保持架6、右保持架7的狀態(tài)如圖4所示，輪齒位于齒槽的正中間。

當(dāng)車(chē)輛左輪發(fā)生打滑時(shí)，左被動(dòng)輪4、右被動(dòng)輪5仍然與外殼1處于自鎖狀態(tài)，左被動(dòng)輪4所受阻力減小，傳動(dòng)力將主要作用于右被動(dòng)輪5上，從而幫助車(chē)輛脫困，反之車(chē)輛右輪胎打滑也是如此。

當(dāng)車(chē)輛左轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)輛右輪轉(zhuǎn)速高于外殼1的轉(zhuǎn)速， 右被動(dòng)輪5通過(guò)右彈性摩擦環(huán)11帶動(dòng)右保持架7實(shí)現(xiàn)與外殼1的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而，如圖3所示，右滾柱9與右被動(dòng)輪5分離，實(shí)現(xiàn)了右輪的超越，即左右輪間形成差速。此時(shí)，左差速自鎖機(jī)構(gòu)仍處于自鎖狀態(tài)，即，左、右差速自鎖機(jī)構(gòu)中，左差速自鎖機(jī)構(gòu)位于自鎖狀態(tài)，右差速自鎖機(jī)構(gòu)位于差速狀態(tài)。另外，相對(duì)的旋轉(zhuǎn)使得右保持架7的輪齒抵接左保持架6的齒槽一端的齒面，如圖5所示，實(shí)現(xiàn)左、右保持架6、7間的自鎖，使得左、右保持架6、7內(nèi)的左、右滾柱8、9槽角偏移量為固定值，此時(shí)右滾柱9在右滾柱槽孔15內(nèi)受左保持架6牽引限制處于外殼1的內(nèi)表面的右凹槽13最底部，避免了右被動(dòng)輪5與滾柱9間的反向自鎖和阻尼運(yùn)動(dòng)。反之，車(chē)輛右轉(zhuǎn)彎也是如此。同時(shí)此結(jié)構(gòu)也保障了車(chē)輛前進(jìn)和后退具有同樣的功效。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。