[发明专利]电子锁止式差速器

说明书

发明领域

本发明总体涉及用于交替地释放和保持差速器总成的半轴齿轮相对于壳体不旋转的装置。更具体地，本发明涉及用于释放和保持半轴齿轮的设备的电磁驱动。

背景技术

锁止式差速器用来防止一个驱动轮相对于另一个驱动轮的相对旋转。这通常通过将一个差速器半轴齿轮锁止到差速器壳体，从而防止半轴齿轮相对于差速器壳体旋转并防止任一车桥上的车轮速度差别来实现。

锁止式差速器利用液压或电磁体来驱动交替地保持半轴齿轮不旋转和释放半轴齿轮以自由旋转的机构。但是，由于装配限制，某些车辆应用需要小的电磁线圈，其大小和匝数可能不足以提供足够大小的啮合力以锁止差速器。在这种情况下，需要一种技术将线圈产生的驱动力放大到足够产生线圈的可靠轴向位移的大小。

线圈产生的驱动力非线性并且与气隙成反比变化。因此，对于给定的线圈大小，初始气隙应该保持尽量小，以使将差速器驱动到锁止状态的力最大化。

本行业中存在对具有以下特征的锁止式差速器的需要：其由具有最小气隙的可微小轴向移动的电磁线圈驱动，这样，线圈的位移被放大，为锁止机构产生更大的位移，该锁止机构在差速器壳体上固定差速器的半轴齿轮中的一个不旋转。

发明内容

差速机构，包括壳体，可绕轴线旋转的齿轮，保持相对壳体不旋转的锁环，与锁环接触的杆和电磁线圈，其中当励磁时该电磁线圈轴向移动，使杆枢转，使锁环与半轴齿轮啮合，并且防止齿轮相对于壳体旋转。

一种锁止差速器的方法，包括支承齿轮以旋转，保持锁环不旋转，使杆与锁环接触，励磁电磁线圈以使杆枢转，将锁环与半轴齿轮啮合以及防止半轴齿轮相对于锁环旋转。

锁止式差速器利用相对小的具有小铜绕组的线圈，因此降低了它的重量和成本。

锁止式差速器放大已励磁线圈的位移，因此允许线圈移动较短的距离，与此同时为锁环提供较大的运动并保证其与半轴齿轮完全啮合。

由于小线圈，小气隙产生能将线圈移动到啮合或锁止位置的轴向力，因此允许使用大回位弹簧，大回位弹簧能在线圈去励磁时保持差速器解锁。

在所有正常运行温度，移动线圈锁止式差速器能在前或后桥差速器或桥间差速器可靠运转，例如在4×4和AWD车辆上使用的那些差速器。

优选实施例的适用范围将从下面的详细描述、权利要求和附图中变得显而易见。应当理解，这些描述和特定例子，虽然表示了本发明的优选实施例，但仅通过示例的方式给出。对本领域的技术人员而言，描述的实施例和例子的不同变化和修改是显而易见的。

附图说明

本发明通过参考下面的描述并结合附图将变得更容易理解，其中：

图1是锁止式差速机构沿径面的横截面。

图2是表示安装在端盖的内轴向面上的锁环、半轴齿轮和杆的等距横截面；

图3是表示安装有锁环和回位弹簧的端盖的内侧的等距视图；

图4是表示处于空间上分离关系的锁环和回位弹簧的端盖内侧的等距视图；

图5是表示线圈的轴向力和施加到线圈的用于不同电流大小的气隙之间的非线性关系的图；

图6是表示当开始励磁线圈时锁环驱动机构的侧视图；

图7表示图6所示的位置之后的中间位置的锁环驱动机构的侧视图；和

图8表示在最终位置上的锁环驱动机构的侧视图。

具体实施方式

参考图1和2，差速机构10包括支承于固定壳体(未示出)用以绕横轴线12旋转的优选为铸铁或钢的差速器壳体11。壳体11通过斜环形齿轮(未示出)可驱动地连接到变速器或分动箱的输出。在法兰13上的联接螺栓孔上固定于壳体11的环形齿轮被支承用以绕轴线12旋转。

壳体11提供包含小斜齿轮16、17的内腔14。腔14包含与小齿轮16、17相啮合的右侧斜齿轮18，其可驱动地连接到输出轴并通过花键固定到半轴齿轮18，半轴齿轮18在右手侧从壳体11横向延伸到机动车辆的驱动轮。腔14包含与小齿轮16、17相啮合的左侧的斜齿轮20，其可驱动地连接到第二输出轴并通过花键固定到半轴齿轮20，半轴齿轮20在左手侧从壳体11横向延伸到机动车辆的驱动轮。通过销24固定到旋转壳体11的轴22支承小齿轮16、17用以绕与轴线12垂直的轴22的轴线旋转。小齿轮16、17和轴22绕轴线12旋转。