[发明专利]有限差速比差速器

说明书

相关申请

本发明与本申请人的申请号为200710152152.3的标题为“压合式牙嵌超越 离合器”的中国发明专利申请相关，该专利申请的全部内容通过引用包含于此， 而且是本发明之压合式牙嵌超越离合器的具体所指。

技术领域

本发明涉及一种机械传动领域中的差速传动装置，特别涉及但不仅仅涉及 用于轮式机动车辆的防滑转差速器。

背景技术

自1825年法国人贝格列尔发明差速器至今，差速器的防滑转问题就一直困 扰着人们，成为提升车辆性能和实现全轮驱动等的一大技术障碍。《四轮驱动汽 车构造图解》([日]庄野欣司著，刘茵等译，吉林科学技术出版社，1995，p143～ 159)及《汽车车桥设计》(刘惟信，清华大学出版社，2004，p214～283)对此均 有详细描述。长久以来，由于改进的主要方向一直局限在如何直接或持久地限 制差速转动这一自我否定的技术目标上，因此，不懈的努力无法换来一个比较 理想的结果。比如，强制锁止式差速器的代价是操纵麻烦、转向困难且危险、 不可用于转向轴、轮间滑转干涉导致轮胎过度磨损、抗侧滑能力下降及驱动力 的浪费，其中可自锁的伊顿差速锁的承载能力过低且冲击过大。自由轮自锁差 速器(滚柱式和牙嵌式)的代价是传动装置上动载荷较大，差速器单侧交替工 作不连续不均衡，车辆转向沉重且轮胎磨损过快，但其中的牙嵌式换来了锁紧 系数无穷大且与磨损无关的可贵优点。变传动比差速器的缺点是工艺性差，成 本高，锁紧系数过低，一旦开始滑转便无能为力。而高摩擦式差速器(摩擦片 式、凸轮滑块式、涡轮式)的共同缺点是锁紧系数有限，车辆转向性能变差， 不适用于转向轴，摩擦部位寿命过短，效率较低，尤其以涡轮式的工艺性为差， 装配麻烦，造价昂贵，过于娇贵且磨损过快。

上述结果不理想的主要原因在于，限制无滑转工况中差速转动的实质就是 约束了差速器的双自由度，是对差速器存在意义和价值的直接否定。约束差速 器的双自由度以迫使其发挥出单自由度的功能，注定只能得到某种程度的折衷 结果。而以整个寿命周期内牺牲差速器双自由度的基本特性为代价，去换取短 瞬的但却并不理想的单自由度特性，显得很不经济。高摩擦式差速器这种折衷 的产物，兼得却也兼失。自由轮自锁差速器是个理论上不折不扣的单自由度机 构，基本不具备双自由度的力学特性，但其交替的单自由度特性，却令其运动 特性胜过仅具有固定单自由度特性的强制锁止式差速器。

另外，其它替代差速器也都由于不同程度地使用了离合器、电磁元件、液/ 气压元件、传感元器件、微处理器、传输管线、运算软件等而或多或少地存在 着诸如承载能力不高，响应性较差，防滑能力过小，不能持久动作，功率损耗 大，不易维护，造价昂贵，过于复杂且不可靠，以及过多地占用或分散车辆操 纵者的有限精力的缺点。

发明内容

理想差速器的活动度取值，应该可在2和1之间，也就是在纯粹的双自由 度和单自由度间随实际需要自适应地改变，如此方可消除上述不足。

本发明的目的，就是达到理想差速器的活动度要求，提供一种无滑转工况 中工作如双自由度的普通差速器，滑转工况中又自动地工作如单自由度的牙嵌 式自由轮自锁差速器的全机械的有限差速比差速器。

达成本发明目的技术思想，就是将牙嵌式自由轮自锁差速器一分为二，以 普通差速器居中串联二者，无滑转工况中，普通差速器工作滑转工况中，牙 嵌式自由轮自锁差速器工作，两者以自适应的形式自动交替传递转矩，交替且 适时地发挥各自独特的性能优点。具体技术方案如下：

一种有限差速比差速器，包括差速传动机构，其具有差速器壳、两个转动 输出构件，直接驱动该两个转动输出构件转动的转动构件，还包括对该两个转 动输出构件间的差速比的变化范围给与限制的限差速比传动机构，并在该机构 中设置有压合式牙嵌超越离合器。

优选地，使用双向的压合式牙嵌超越离合器，将两个在牙嵌超越离合器接 合时具有确定传动比的齿轮式限差速比传动机构，分别连接在转动输出构件、 差速器壳、转动构件三者之中的任意两者之间，转动构件与机架之间，或者两 转动输出构件之间。两个齿轮传动机构分别限制差速比的上限值和下限值。

需要特别说明的是，本发明文件所用相关名词的含义如下：

1、差速比，即，差速器的两个转动输出构件之间的转速之比值；