本發(fā)明總體上涉及限滑差速器,并且具體地涉及用于車輛的鎖定限滑差速器。
背景技術(shù):
為了增強四輪驅(qū)動車輛的越野行駛性能,通常在兩個相應(yīng)的輪軸之間安裝“限滑”差速器以取代常規(guī)的“開放”差速器。限滑差速器根據(jù)限定的偏轉(zhuǎn)機械地限制輪軸的相對旋轉(zhuǎn),從而允許達到預(yù)定的車輪速度差值。這被證明當車輛在松弛或不平坦的道路條件下行駛時是有用的,在該條件下,一個車輪不能保持抓地力,例如接觸冰,從而導(dǎo)致摩擦力減小并且車輪空轉(zhuǎn)。當這種情況發(fā)生時,如果在所連接的車輪和地面之間存在一些摩擦,則限滑差速器將有用扭矩從連接到空轉(zhuǎn)車輪的輪軸轉(zhuǎn)移到相反的輪軸。這允許相反車輪在問題道路條件下抓握和推進車輛。然而,由于限滑差速器允許輪軸的某些相對旋轉(zhuǎn),所以存在轉(zhuǎn)向扭矩不足以使相反車輪抓握并駛過問題道路條件的情況,這可能導(dǎo)致駕駛員失去對車輛的控制。
為了進一步增強四輪驅(qū)動車輛的越野行駛性能,通常在兩個相應(yīng)的輪軸之間安裝“鎖定”差速器。鎖定差速器允許兩輪軸可操作地“鎖定”,并且有效地用作為單一軸,從而防止輪軸的相對旋轉(zhuǎn)并消除輪速差異。這在道路條件非常松弛并且車輪不太可能保持抓地力時特別有用。通過防止輪軸的相對旋轉(zhuǎn),牽引力顯著增加,從而允許車輛橫穿松弛的道路條件。
鎖定差速器的一個缺點是車輛操縱性能的降低。當操作鎖定差速器時,通常證明難以使車輛轉(zhuǎn)向,因為轉(zhuǎn)彎通常需要一個車輪比另一個車輪更快地旋轉(zhuǎn),因此通常在轉(zhuǎn)彎之前停用差速器。然而,如果在橫穿松弛道路條件轉(zhuǎn)彎時停用鎖定差速器,意味著差速器回復(fù)到表現(xiàn)為“開放”差速器,則這可能導(dǎo)致牽引力的顯著減小并且可能導(dǎo)致駕駛員失去對車輛的控制。
提供鎖定和限滑差速器的組合以在所有行駛條件下提供最佳牽引力將是有用的。這種差速器的一個示例公開在美國專利no.5,865,701中。所公開的鎖定限滑差速器使用“離合器組”,其包括摩擦盤堆疊(其通常存在于限滑差速器中)以用于限制輪軸對的相對旋轉(zhuǎn)或者替代地完全防止相對旋轉(zhuǎn)。然而,盡管該差速器可以充分地起作用,但是可以預(yù)見,差速器還具有許多缺點。例如,由于用于“鎖定”輪軸的機構(gòu)是常規(guī)的離合器組,并且通常用于鎖定四輪驅(qū)動車輛的車輪軸的扭矩值遠高于用于限制輪軸之間的滑動的扭矩值(用于鎖定的扭矩在1000nm的量級,而用于限滑的扭矩約為100-200nm),這可能導(dǎo)致在離合器組中產(chǎn)生顯著更大的摩擦力和熱能,從而導(dǎo)致更大的磨損,并且可能減少差速器的使用壽命。
因此,有利的是提供一種鎖定限滑差速器,其在鎖定操作期間不容易損壞,從而比現(xiàn)有技術(shù)的方法更耐用。此外,提供避免或改善現(xiàn)有技術(shù)中存在的任何缺點或提供現(xiàn)有技術(shù)方法的另一替代方案的解決方案的有用的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供了一種用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;以及離合器組,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括與支架接合的俘獲盤,以及鄰近俘獲盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動盤;俘獲盤和浮動盤中的每一個具有中心孔、周邊區(qū)域和至少一個潤滑劑孔,其中俘獲盤具有鄰近相應(yīng)的中心孔布置的內(nèi)潤滑劑孔、和鄰近相應(yīng)周邊區(qū)域的外潤滑劑孔,并且浮動盤具有布置在內(nèi)孔和外孔之間的中間潤滑劑孔,并且其中,浮動盤相對于俘獲盤的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致潤滑劑通過從內(nèi)潤滑劑孔內(nèi)逐漸傳遞到中間潤滑劑孔內(nèi)、再到外潤滑劑孔內(nèi)而使?jié)櫥瑒闹行目壮蛑苓厖^(qū)域行進。
另一方面涉及一種用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地浸沒在潤滑劑中并且可圍繞第一軸線在第一方向上旋轉(zhuǎn),該支架具有沿著第一軸線延伸的側(cè)壁和延伸穿過其中的至少一個入口孔,所述至少一個入口孔具有中心線,所述中心線相對于從第一軸線延伸到中心線和側(cè)壁的交叉點的半徑成銳角布置;小齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);以及側(cè)齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;其中,支架沿第一方向的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致潤滑劑通過所述至少一個入口孔朝向第一軸線推動。
又一方面涉及一種用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪內(nèi)核;離合器組,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括與支架接合的俘獲盤以及鄰近俘獲盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動盤;以及鄰近離合器組布置的活塞,該活塞可沿第一軸線移動以壓靠離合器組,并且其中,活塞的至少一部分是可變形的,從而順應(yīng)(conform)離合器組的相應(yīng)的接觸表面。
再一方面涉及一種用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;離合器組,其布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括多對層狀盤,每對層狀盤包括與支架接合的俘獲層狀盤、以及鄰近俘獲層狀盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動層狀盤。
本文還公開了其它方面。
附圖說明
現(xiàn)在將參考附圖僅通過示例的方式描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例,在附圖中:
圖1是限滑差速器的透視橫截面視圖;
圖2是圖1所示的限滑差速器的橫截面視圖;
圖3a和3b是圖1和圖2所示的限滑差速器的替代透視圖;
圖3c是離合器組的透視圖;
圖4-5c是圖3c所示的離合器組的前視圖;
圖6a是前面的圖中所示的限滑差速器的替代透視圖;
圖6b是支架的透視橫截面視圖;
圖7a是前面的圖中所示的限滑差速器的替代透視圖;
圖7b是圖6b的支架的透視橫截面視圖;
圖8a是前面的圖中所示的限滑差速器的一些部件的透視圖;
圖8b是活塞的透視橫截面視圖;以及
圖9a-9c是前面的圖中所示的具有替代離合器組的限滑差速器的橫截面視圖。
具體實施方式
本公開涉及限滑差速器,并且具體地涉及用于機動車輛的鎖定限滑差速器。
一個方面涉及用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;以及離合器組,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括與支架接合的俘獲盤,以及鄰近俘獲盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動盤;俘獲盤和浮動盤中的每一個具有中心孔、周邊區(qū)域和至少一個潤滑劑孔,其中俘獲盤具有鄰近相應(yīng)的中心孔布置的內(nèi)潤滑劑孔、和鄰近相應(yīng)的周邊區(qū)域的外潤滑劑孔,并且,浮動盤具有布置在所述內(nèi)潤滑劑孔和所述外潤滑劑孔之間的中間潤滑劑孔。在該實施例中,浮動盤相對于俘獲盤的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致潤滑劑通過從內(nèi)潤滑劑孔內(nèi)逐漸傳遞到中間潤滑劑孔內(nèi)、再到外潤滑劑孔內(nèi)而使?jié)櫥瑒闹行目壮蛑苓厖^(qū)域行進。
另一方面涉及用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地浸沒在潤滑劑中、并且可圍繞第一軸線在第一方向上旋轉(zhuǎn),該支架具有沿著第一軸線延伸的側(cè)壁和延伸穿過其中的至少一個入口孔,所述至少一個入口孔具有中心線,所述中心線相對于從第一軸線延伸到中心線和側(cè)壁的交叉點的半徑成銳角布置;小齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);以及側(cè)齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合。在該實施例中,支架沿第一方向的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致潤滑劑被推動通過所述至少一個入口孔朝向第一軸線。
又一方面涉及用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;離合器組,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括與支架接合的俘獲盤,以及鄰近俘獲盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動盤;以及鄰近離合器組布置的活塞,活塞可沿第一軸線移動以壓靠離合器組,并且其中,活塞的至少一部分是可變形的,從而順應(yīng)離合器組的相應(yīng)的接觸表面。
再一方面涉及用于車輛的限滑差速器,包括:支架,其至少部分地填充有潤滑劑并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn);小齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞垂直于第一軸線布置的第二軸線旋轉(zhuǎn);側(cè)齒輪,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),側(cè)齒輪與小齒輪嚙合;離合器組,布置在支架內(nèi)并且可圍繞第一軸線旋轉(zhuǎn),離合器組包括多對層狀盤,每對層狀盤包括與支架接合的俘獲層狀盤、以及鄰近俘獲層狀盤布置并與側(cè)齒輪接合的浮動層狀盤。
一般來說,所公開的限滑差速器實施例旨在使得在使用期間由差速器中產(chǎn)生的摩擦和熱引起的對差速器的部件的損壞最小化。這通過使用差速器的各個特征來實現(xiàn),以致使?jié)櫥瑒┰诓僮髌陂g連續(xù)流動通過差速器,從而消散熱量,并從差速器內(nèi)移除潛在的破壞性顆粒。這是由于以下效果中的一個或多個:將潤滑劑推入差速器的中心以形成正壓潤滑劑區(qū)域、使用離心效應(yīng)使?jié)櫥瑒╇x開差速器的中心、以及在差速器的周邊區(qū)域處產(chǎn)生負壓潤滑劑區(qū)域,以使得潤滑劑排出差速器。
在圖1和圖2中,以橫截面示出了限滑差速器1。差速器1包括支架2,支架2具有外殼3和凸緣4,該支架2可圍繞共用軸線旋轉(zhuǎn)并且由兩個支撐軸承5圍繞其支撐。橫軸6基本上垂直于共用軸線延伸穿過支架2內(nèi)的腔體,橫軸6具有可旋轉(zhuǎn)地連接到其上的兩個小齒輪7。兩個側(cè)齒輪8可圍繞共用軸線旋轉(zhuǎn)并與小齒輪7嚙合。每個側(cè)齒輪8具有從其延伸的多個花鍵9,用于與相應(yīng)的輪軸(未示出)接合。離合器組10布置成與側(cè)齒輪8中的一個相鄰,并且可以圍繞共用軸線旋轉(zhuǎn)并且可以沿共用軸線滑動。離合器組10包括以多個盤11、12的對布置的多個摩擦盤11、12,每一對盤包括彼此相鄰的俘獲盤11和浮動盤12。每個俘獲盤11經(jīng)由在盤11的外周邊區(qū)域處的多個花鍵銷16與支架2接合,并且每個浮動盤12在盤12的內(nèi)周邊區(qū)域與相鄰的側(cè)齒輪8接合?;钊?3布置成與離合器組10相鄰,并且可以沿著共用軸線滑動。管14連接到諸如油或空氣的加壓工作流體(未示出)的供應(yīng)部,并且經(jīng)由密封殼體15和流體路徑17與活塞13流體連通。
在使用中,支架2安裝在車輛(未示出)中的腔體中,并且用殼體(未示出)覆蓋,從而密封腔體。該腔體至少部分地填充有潤滑劑,例如油,以至少部分地將支架2浸沒在潤滑劑中。支架外殼3的周邊區(qū)域連接到環(huán)形齒輪(未示出),該環(huán)形齒輪與連接到由車輛發(fā)動機驅(qū)動的驅(qū)動軸(未示出)的小齒輪(未示出)嚙合。當環(huán)形齒輪被驅(qū)動時,支架2圍繞共用軸線旋轉(zhuǎn),使得橫軸6和小齒輪7旋轉(zhuǎn),其又使側(cè)齒輪8和相關(guān)聯(lián)的輪軸旋轉(zhuǎn)。
為了操作離合器組10,加壓工作流體通過管14和流體路徑到達活塞13的后表面,導(dǎo)致活塞13在離合器組10上施加力。該力推動離合器組10中的盤11、12而將其壓縮在一起。隨著離合器組10被逐漸壓縮,這逐漸地限制了俘獲盤11相對于浮動盤12的旋轉(zhuǎn),因此限制了支架2相對于側(cè)齒輪8的旋轉(zhuǎn),直到離合器組10被“鎖定”,由此盤11、12之間的摩擦克服施加在盤11、12上的扭矩,使得支架2和兩個側(cè)齒輪8以相同的速度旋轉(zhuǎn)。
離合器組10的壓縮以及因此的離合器10的“偏壓”取決于在活塞13上施加力的工作流體的壓力。例如,偏壓可以設(shè)置為25%,這將提供鎖定離合器10所需的摩擦力的25%。這將導(dǎo)致相對低壓的工作流體通過流體路徑到達活塞13,并且影響支架2和側(cè)齒輪8之間的成比例的低水平的被限制的滑動。替代地,偏壓可以設(shè)定為100%,這將提供鎖定離合器10所需的摩擦的100%。這將導(dǎo)致高壓工作流體操作活塞13并消除支架2和側(cè)齒輪8之間的滑動,從而旋轉(zhuǎn)地鎖定支架2和側(cè)齒輪8。
圖3a到3c示出了拆解限滑差速器1以便接近離合器組10。
圖4是離合器組10的前視圖,示出了覆蓋在浮動盤12上的俘獲盤11。每個盤11、12具有適于接收側(cè)齒輪8的中心孔20、21。浮動盤12的中心孔21具有多個齒22,齒22適于與從側(cè)齒輪8延伸的花鍵接合。俘獲盤11具有周邊區(qū)域,該周邊區(qū)域具有多個凹部23,凹部23適于接收花鍵銷16,花鍵銷16將俘獲盤11與支架2接合。應(yīng)當理解,雖然使用花鍵銷16,但是支架2可以具有整體花鍵(未示出),并且俘獲盤11適于直接與整體花鍵接合。
俘獲盤11和浮動盤12具有穿過其布置的多個潤滑劑孔24、25。潤滑劑孔24、25通常布置成多個環(huán)形陣列,其至少部分地圍繞相應(yīng)的中心孔20、21,并且在每個盤11、12的前表面徑向間隔開??商娲?,孔24、25沿著從相應(yīng)的中心孔向外延伸的螺旋線布置(未示出)。孔24、25設(shè)置成使得當盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)時,穿過一個盤11、12的每個孔24、25將與穿過另一盤11、12的一個或多個孔24、25重疊。通常,孔24、25布置成使得每個孔24、25的邊緣上的點相對于相應(yīng)盤11、12的中心的尺寸設(shè)定為與中心相距一距離,該距離小于或等于通過同一盤11、12的另一孔的邊緣上的點的距離。這意味著孔24、25存在于盤11、12的每個半徑尺寸處,從而確保存在通過每個盤11、12的孔24、25的連續(xù)路徑。雖然孔24、25示出為延伸通過每個盤,但是應(yīng)當理解,孔24、25可以僅部分地延伸通過每個盤(盲孔)。在使用盲孔的情況下,俘獲盤11布置成使其中具有盲孔的表面面向其中具有盲孔的浮動盤的表面。
當離合器組10浸沒在潤滑劑中時,潤滑劑孔24、25用作儲存器,以容納一定體積的潤滑劑。此外,在差速器1的使用期間通常產(chǎn)生顆粒且懸浮在潤滑劑中,該顆??梢栽陔x合器組10中累積并磨損盤11、12的表面。因此,懸浮的顆粒也被捕獲在孔24、25中。
在差速器1的操作期間,差速器1旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生離心力,離心力迫使容納在每個孔24、25內(nèi)的潤滑劑和顆粒徑向地向外遠離共用軸線。此外,當輪速存在差異時,這導(dǎo)致盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)。當盤11、12旋轉(zhuǎn)時,孔24、25彼此通過,并且離心力將潤滑劑和顆粒從俘獲盤11中的第一孔24移出并且徑向向外移動到浮動盤12中的第二孔25中,第二孔25布置成比第一孔24更加遠離共用軸線。在差速器1的操作期間,在交替的盤11、12中的通孔24、25之間移動潤滑劑和顆粒的過程重復(fù),從而逐漸地將潤滑劑和顆粒移開共用軸線,直到潤滑劑和顆粒從兩個盤11、12的外邊緣排出。此外,在每個孔24、25處的油的剪切作用(shear)還確保潤滑劑膜均勻地分布在每個盤11、12的表面上。
使?jié)櫥瑒┖皖w粒遠離盤11、12的中心的循環(huán)過程可以僅涉及三個潤滑劑孔24、25,其是:布置在俘獲盤11或浮動盤12中的一個的相應(yīng)的中心孔20、21附近的內(nèi)孔24、25;布置在同一盤11、12的周邊區(qū)域的外孔24;以及布置在內(nèi)孔24和外孔24之間的、在相鄰的盤11、12上的中間孔25。
例如,俘獲盤11具有內(nèi)孔24和外孔24,并且浮動盤12具有中間孔25。當浮動盤12相對于俘獲盤11旋轉(zhuǎn)時,內(nèi)孔24中的潤滑劑和顆粒被差速器1產(chǎn)生的離心力迫使而徑向向外。當中間孔25與內(nèi)孔24對準且至少部分地與之重疊時,潤滑劑和顆粒從俘獲盤11徑向向外傳遞到浮動盤12,并進入由中間孔24提供的空間中。由于浮動盤12繼續(xù)旋轉(zhuǎn),潤滑劑和顆粒通過離心力再次被迫使徑向向外。當外孔24與中間孔25對準并且至少部分地重疊時,潤滑劑和顆粒再次從浮動盤12徑向向外傳遞到俘獲盤11并進入由外孔24提供的空間中。雖然上述示例僅涉及三個孔24、25,但是應(yīng)當理解的是,該過程可以涉及任何數(shù)量的孔24、25,只要相鄰盤11、12上的孔24、25被布置為使得在盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)期間,所述孔在至少一個點處部分地重疊,并且因此潤滑劑可以在盤11、12之間通過并且逐漸遠離盤11、12的中心。
由孔24、25的布置產(chǎn)生的“離心效應(yīng)”是有用的過程,因為這導(dǎo)致特別地從離合器組10移除顆粒,這降低了損壞摩擦盤11、12的可能性。這也有規(guī)律地使?jié)櫥瑒┭h(huán)通過離合器組10,以保持盤11,12的表面的最佳潤滑,并且從離合器組10散熱。此外,由于盤11、12的最佳潤滑,減少或消除了不期望的“粘滑(stick-up)”或“l(fā)sd抖動”特性,因此提供了離合器10的更平滑的接合并減少了由離合器10產(chǎn)生的噪聲。
圖5a和5b是離合器組10的前橫截面視圖,示出了兩級的盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn),其中,浮動盤12被示出為透明的。浮動盤12示出為相對于保持固定的俘獲盤12順時針旋轉(zhuǎn)。兩組潤滑劑孔241、251、242、252被示出為彼此通過,從而使?jié)櫥瑒┖皖w粒徑向地遠離中心孔20、21。
在圖5a中,浮動盤12的旋轉(zhuǎn)已使穿過浮動盤11的第一孔251與穿過俘獲盤12的第二孔241對準,使得第一孔251與第二孔241重疊。如上所述,由差速器1產(chǎn)生的離心力迫使包含在第一孔251中的潤滑劑和顆粒徑向遠離共用軸線。當盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)時,孔251、241通過,并且離心力使?jié)櫥瑒┖皖w粒移出第一孔251并進入第二孔241中,如箭頭所示。以這種方式,潤滑劑和顆粒從浮動盤12傳遞到俘獲盤11并遠離共用軸線。
在圖5b中,浮動盤12的旋轉(zhuǎn)已經(jīng)使穿過俘獲盤12的第三孔242與穿過浮動盤12的第四孔252對準,使得孔242、252重疊。再次,當孔242、252彼此通過時,離心力使?jié)櫥瑒┖皖w粒移出第三孔242并進入第四孔252中,如箭頭所示。這使?jié)櫥瑒┖皖w粒以圖5a所示的運動的替代運動移動,其中,潤滑劑和顆粒從俘獲盤11傳遞到浮動盤12,并且也遠離共用軸線。
當盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)時,通過在橫跨兩個盤11、12的寬度上協(xié)作的孔24、25重復(fù)圖5a和5b所示的步驟,從而使?jié)櫥瑒┖皖w粒離開共用軸線,直到其從兩個盤11,12的外邊緣排出。
圖5c是示出孔24布置的俘獲盤11的前詳細視圖。孔24布置在十三個環(huán)形區(qū)域26中的一個中,形成十三個相應(yīng)的環(huán)形陣列。環(huán)形區(qū)域26的徑向間距可以由延伸橫過若干相鄰陣列的弧27確定,每個弧27和每個環(huán)形區(qū)域26的交叉點限定孔24的位置,因此每個弧27限定一組孔24的布置。這些組以圍繞盤11的規(guī)則區(qū)段重復(fù),以形成重復(fù)的圖案。
弧27的幾何形狀由相鄰盤11、12的孔24、25重疊的期望頻率來確定,弧27的角度和曲率影響孔24的徑向間距和孔24的數(shù)量。弧27也在相對于盤11、12的行進方向的方向上形成。至少一個弧271被布置成徑向向外延伸并遠離第一行進方向,以形成孔24的組,其逐漸徑向向外延伸遠離盤11的中心并橫過弧271的平緩曲線。類似地,至少一個弧272布置成徑向向外延伸并遠離第二行進方向。每個弧27具有內(nèi)點273和外點274,內(nèi)點273與布置在中心孔20附近的第一環(huán)形區(qū)域26相交,外點274與從中心孔20向遠側(cè)布置的第二環(huán)形區(qū)域26相交,并且其還與在第一和第二區(qū)域26之間的其它幾個環(huán)形區(qū)域26相交。當盤11、12相對于彼此旋轉(zhuǎn)時,這種布置有助于潤滑劑和顆粒從一個孔24傳遞到另一個孔25。盡管盤11被示出具有十三個環(huán)形陣列,但是應(yīng)當理解,這僅僅是示例,并且盤11可以具有更多或更少的陣列,這取決于離合器組10的要求。
孔24通常布置成使得每個孔24和與盤(或中心孔20)的中心同心布置的假想圓相切,并且假想的同心圓與另一個孔24上的至少一個點重合。例如,孔243與假想的同心圓28相切,其也與每個孔244上的兩個點重合???43、244之間的這種尺寸關(guān)系確保在盤11的表面上不存在連續(xù)的環(huán)形腹板。當盤11旋轉(zhuǎn)時,孔24的幾何形狀因此確保橫過盤11提供連續(xù)路徑,以使?jié)櫥瑒┬羞M通過。雖然示出了俘獲盤11,但應(yīng)當理解,浮動盤12具有類似或相同的孔25布置,并因此提供相同的效果。
圖6a是限滑差速器1的透視圖,并且圖6b是相同的視圖,其示出了隔離和具有橫截面的支架2。支架2具有沿著共用軸線延伸的側(cè)壁30。至少一個入口孔31以與側(cè)壁30的外表面成一定角度地延伸穿過側(cè)壁30。每個入口孔31的中心線與在共用軸線與中心線和側(cè)壁的交點之間延伸的半徑形成銳角。入口孔31可以基本上與外表面30相切地延伸??商娲?,如圖6a所示,孔31基本上與側(cè)壁30的內(nèi)表面相切地延伸。
當車輛向前行進時,支架2圍繞共用軸線在順時針方向上旋轉(zhuǎn)。入口孔31布置成與支架2的旋轉(zhuǎn)方向形成銳角,由此孔31的側(cè)壁形成尖銳邊緣,當支架2旋轉(zhuǎn)時,該邊緣將潤滑劑推入每個孔31中。推動力在支架2的中心形成正壓的、富集潤滑劑的區(qū)域。該正壓力迫使?jié)櫥瑒闹Ъ?的中心朝向離合器組10向外,由于上述離心效應(yīng),潤滑劑被吸入通過離合器組10。通過離合器組10的潤滑劑孔24、25和入口孔31的組合從而保持潤滑劑通過差速器的恒定流動,從而進一步輔助散熱和移除顆粒。
圖7a是限滑差速器1的替代透視圖,支架凸緣4示出為透明的,圖7b示出了支架凸緣4的橫截面。為了進一步輔助潤滑劑流過差速器1,凸緣4具有至少一個出口孔32,該出口孔從離合器組10的外邊緣附近的位置延伸到支架2外部的區(qū)域。由于支架2旋轉(zhuǎn),這在每個孔32的入口附近產(chǎn)生負壓區(qū)域,從而促使?jié)櫥瑒┖皖w粒從離合器組10流動通過出口孔32并到達圍繞支架2的區(qū)域,在該區(qū)域中可以積累顆粒,并且例如通過多個磁體(未示出)從潤滑劑中移除顆粒。出口孔32優(yōu)選地布置在圍繞共用軸線的至少一個徑向陣列中,并且進一步優(yōu)選地基本上垂直于共用軸線延伸。此外,將孔32的尺寸設(shè)計為相對較小有助于產(chǎn)生負壓區(qū)域。雖然在圖7a和7b中示出了出口孔32的單個陣列,但是應(yīng)當理解,可以提供另外的陣列以增加能夠流過其中的潤滑劑的體積。
圖8a是差速器1的一部分的透視圖。活塞13抵靠離合器組10布置在支架2(未示出)中的互補室內(nèi)。當加壓流體流過管14、密封殼體15和流體路徑時,流體壓靠活塞13的后表面40,并且推動活塞13抵靠離合器組10,以操作離合器10。活塞13的至少前表面40是可變形的,以便順應(yīng)活塞13接觸的摩擦盤11、12的表面中的缺陷或變化,從而用作隔膜或囊,以橫跨盤11、12的表面均勻地施加力。盡管這種缺陷可能在微米量級,但是重要的是,活塞13在任何缺陷之上變形,以避免產(chǎn)生局部的高力(highforce)區(qū)域,該高力區(qū)域會分散潤滑劑并且可能增加盤11、12上的磨損??紤]到需要施加用以“鎖定”離合器10的高扭矩,其通常在1000snm的量級,這是特別重要的?;钊?3被示出為圍繞共用軸線的單個環(huán)形活塞13,然而應(yīng)當理解,活塞13可以配置為僅部分地圍繞該軸線,或者可以配置為圍繞軸線的多個較小的活塞(未示出),其通常被稱為“多罐(multi-pot)”卡鉗裝置。
圖8b示出了活塞13的橫截面視圖,示出了活塞13的u形橫截面41?;钊?3優(yōu)選地由非常薄的柔性材料(例如金屬片)形成。當被工作流體致動時,u形部分使得活塞13的外邊緣42壓靠支架2中的互補腔室中的相關(guān)的密封件,以增強活塞13和支架2之間的密封,同時允許后表面40(和相反的前表面)在盤11、12中的任何表面缺陷上變形??商娲?,活塞13具有至少圍繞其周邊邊緣布置的整體密封件(未示出)。
圖9a-9c是差速器1的橫截面視圖,差速器1具有布置在其中的替代離合器組100。圖9b和9c是離合器組100的詳細視圖。替代離合器組100包括以交替的對的方式布置的多個摩擦盤111、121,其中,每個對包括與支架2接合的俘獲盤111和與側(cè)齒輪8接合的浮動盤121。為了處理通過離合器組100的大量扭矩值,存在比在常規(guī)的限滑差速離合器組中多得多的盤111、121的對。例如,常規(guī)離合器通常具有10個對,而離合器組100包括20個對或更多對的盤111、121,并且可以包括30個對或更多個對。此外,每個盤111、121是層狀盤,因此比常規(guī)的限滑差速器摩擦盤薄得多。例如,常規(guī)的摩擦盤通常為約1.5mm厚,而該層狀盤111、121約為0.2-0.5mm厚。
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