一種可自動(dòng)鎖止的差速器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可自鎖中央差速器，具體說(shuō)是一種電子控制、機(jī)械響應(yīng)，利用摩擦達(dá)到硬連接鎖止的中央差速器。
【背景技術(shù)】
[0002]中央差速器的種類主要有普通開(kāi)放式中央差速器、多片離合器式中央差速器、托森式中央差速器、粘性聯(lián)軸節(jié)式中央差速器。
[0003]普通式中央差速器就(opendifferential)就是采用普通對(duì)稱圓錐齒輪結(jié)構(gòu)、可以在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)正常工作的差速器，在其行星齒輪組沒(méi)有設(shè)置任何鎖止裝置。假如一輛四驅(qū)車配備了前中后三個(gè)開(kāi)放式差速器，那么如果其中一個(gè)輪子打滑，那么這個(gè)車的全部動(dòng)力都會(huì)浪費(fèi)在這個(gè)車輪上，而其余三個(gè)車輪則無(wú)法到的動(dòng)力。在越野車領(lǐng)域，開(kāi)放式差速器會(huì)影響非鋪裝路面的脫困性。
[0004]多片離合器式差速器依靠濕式多片離合器產(chǎn)生差動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這種系統(tǒng)多用作適時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)的中央差速器使用。其內(nèi)部有兩組摩擦盤，一組為主動(dòng)盤，一組為從動(dòng)盤。主動(dòng)盤與前軸連接，從動(dòng)盤與后軸連接。兩組盤片被浸泡在專用油中，二者的結(jié)合和分離依靠電子系統(tǒng)控制。
[0005]在直線行駛時(shí)，其前后軸的轉(zhuǎn)速相同，主動(dòng)盤與從動(dòng)盤之間沒(méi)有轉(zhuǎn)速差，此時(shí)盤片分離，車輛基本處于前驅(qū)或后驅(qū)狀態(tài)，可達(dá)到節(jié)省燃油的目的。在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，前后軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，主、從動(dòng)盤片之間也產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差。但由于轉(zhuǎn)速差沒(méi)有達(dá)到電子系統(tǒng)預(yù)設(shè)的要求，因而兩組盤片依然處于分離狀態(tài)，此時(shí)車輛轉(zhuǎn)向不受影響。
[0006]當(dāng)前后軸的轉(zhuǎn)速差超過(guò)一定限度，例如前輪開(kāi)始打滑，電控系統(tǒng)會(huì)控制液壓機(jī)構(gòu)將多片離合器壓緊，此時(shí)主動(dòng)盤與從動(dòng)盤開(kāi)始發(fā)生接觸，類似離合器的結(jié)合，扭矩從主動(dòng)盤傳遞到從動(dòng)盤上從而實(shí)現(xiàn)四驅(qū)。多片摩擦式限滑差速器的接通條件和扭矩分配比例由電子系統(tǒng)控制，反應(yīng)速度快，部分車型還具備手動(dòng)控制的“LOCK”功能，即主、從動(dòng)盤片可保持全時(shí)結(jié)合狀態(tài)，功能接近專業(yè)越野車的四驅(qū)鎖止?fàn)顟B(tài)。但摩擦片最多只能傳遞50%的扭矩給后輪，并且高強(qiáng)度的使用會(huì)時(shí)摩擦片過(guò)熱而失效。
[0007]托森中央差速器(Torsen differential)的核心是蝸輪、蝸桿傳動(dòng)系統(tǒng)，如圖2所示。正是它們的相互嚙合互鎖以及扭矩單向地從蝸輪傳送到蝸桿齒輪的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)了差速器鎖止功能，這一特性限制了滑動(dòng)。在在彎道正常行駛時(shí)，前、后差速器的作用是傳統(tǒng)差速器，蝸桿齒輪不影響輸出軸輸出速度的不同，如車向左轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)車輪比差速器快，而左側(cè)速度低，左右速度不同的蝸輪能夠嚴(yán)密地匹配同步嚙合齒輪。此時(shí)蝸輪蝸桿并沒(méi)有鎖止，因?yàn)榕ぞ厥菑奈佪喌轿仐U齒輪。而當(dāng)一側(cè)車輪打滑時(shí)，蝸輪蝸桿組件發(fā)揮作用，通過(guò)托森差速器或液壓式多盤離合器，極為迅速地自動(dòng)調(diào)整動(dòng)力分配。
[0008]粘性聯(lián)軸節(jié)的工作原理，有點(diǎn)類似于多片離合器。在輸入軸上裝有許多內(nèi)板，插在輸出軸殼體內(nèi)的許多外板當(dāng)中，并充入高粘度的硅油，如圖3所示。輸入軸與前置發(fā)動(dòng)機(jī)上的變速分動(dòng)裝置相連，輸出軸與后驅(qū)動(dòng)橋相連。在正常行駛時(shí)，前后車輪沒(méi)有轉(zhuǎn)速差，粘性聯(lián)軸節(jié)不起作用，動(dòng)力不分配給后輪，汽車仍然相當(dāng)于一輛前輪驅(qū)動(dòng)汽車。
[0009]當(dāng)汽車前后車輪出現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)速差。粘性聯(lián)軸節(jié)的內(nèi)、外板之間的硅油受到攪動(dòng)開(kāi)始受熱膨脹，產(chǎn)生極大的粘性阻力，阻止內(nèi)外板間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生了較大的扭矩。這樣，就自動(dòng)地把動(dòng)力傳送給后輪，汽車就轉(zhuǎn)變成全輪驅(qū)動(dòng)汽車。
[0010]鎖止中央差速器(分時(shí)四驅(qū))的危險(xiǎn)性
[0011]四輪驅(qū)動(dòng)車在鎖止中央差速器處于分時(shí)四驅(qū)狀態(tài)時(shí)，在干燥路面行駛車輛會(huì)傾向于直行，因左右車輪此時(shí)均具有大的附著力，從而使轉(zhuǎn)彎過(guò)程中左右車輪行駛路程不同產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差，通過(guò)前后橋上的差速器將這個(gè)轉(zhuǎn)速差傳入前后傳動(dòng)軸，此時(shí)前后傳動(dòng)軸因沒(méi)有中央差速器將這個(gè)轉(zhuǎn)速差化解掉，這個(gè)差力將限制車輪隨地面轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起轉(zhuǎn)向困難，如車速過(guò)快時(shí)易引起翻車。而在濕滑路面上，由于車輪可以在地面滑動(dòng)將這個(gè)轉(zhuǎn)速差力釋放掉，便不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)向困難。所以分時(shí)四驅(qū)只適合在附著力小的沙地、雪地或泥地等路面上使用，如在干燥路面上使用，只能進(jìn)行直線行駛。
[0012]鎖止前后差速器后的問(wèn)題
[0013]上面說(shuō)到分時(shí)四驅(qū)在公路上的危險(xiǎn)性，如果我們?cè)诜謺r(shí)四驅(qū)狀態(tài)下進(jìn)一步鎖止了前后橋的差速器，那么車輛在公路上實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向幾乎不可能。在正常行駛過(guò)程中前后橋差速器的突然鎖止，將極易引起車輛的顛覆。
[0014]鎖止差速器對(duì)四驅(qū)系統(tǒng)的損壞
[0015]鎖止中央差速器和前后橋差速器后，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力很可能會(huì)從打滑的車輪上集中到仍有附著力的車輪，但是，車輛傳動(dòng)系的設(shè)計(jì)是讓引擎的扭矩平分給四個(gè)車輪，假如只有一、兩車輪有附著力，它們獲得的扭矩將可能超過(guò)傳動(dòng)系所能承受的范圍。舉例來(lái)講，一輛掛入分時(shí)四驅(qū)并鎖止前后橋差速器的越野車，三個(gè)輪子因?yàn)榈孛娴哪酀舳ジ街?，那么這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)100%的動(dòng)力便加在有附著力車輪的那根輸出軸上，如果附著力和車輛行駛阻力都很大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大扭力將足以扭斷這個(gè)車輪相關(guān)的輸出軸。所以在使用差速器鎖時(shí)，對(duì)車輛的控制將變得非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為了克服上述內(nèi)容的不足，本發(fā)明提供了一種可自動(dòng)鎖止的中央差速器。
[0017]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0018]一種可自動(dòng)鎖止的差速器，包括開(kāi)放差速器機(jī)構(gòu)、中央鎖止軸(1)、鎖止機(jī)構(gòu)、扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)和控制力預(yù)加機(jī)構(gòu)；中央鎖止軸(1)是一個(gè)十字軸結(jié)構(gòu)，十字軸的豎直軸與開(kāi)放式差速器的行星齒輪通過(guò)軸承連接，十字軸的水平軸與開(kāi)放式差速器的左右齒輪通過(guò)軸承連接，中央鎖止軸(1)整體相對(duì)開(kāi)放式差速器不可旋轉(zhuǎn)，中央鎖止軸(1)通過(guò)花鍵與鎖止機(jī)構(gòu)內(nèi)殼(3)的一端連接，提供鎖止時(shí)的著力點(diǎn)；控制力預(yù)加機(jī)構(gòu)用于施加預(yù)加控制力，扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)用于響應(yīng)于所述預(yù)加控制力和輸出軸上的扭矩，進(jìn)而啟動(dòng)或者停止所述鎖止機(jī)構(gòu)。
[0019]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，所述鎖止機(jī)構(gòu)包括鎖止機(jī)構(gòu)外殼(2)、鎖止機(jī)構(gòu)內(nèi)殼
(3)、第一擺臂(5)、第二擺臂(23)、摩擦塊(4)、擺臂推進(jìn)彈簧(21)、擺臂回歸彈簧(19)、斜面體(22)、楔形塊(6);鎖止機(jī)構(gòu)外殼(2)和開(kāi)放式差速器的左右齒輪固定連接，能夠跟隨開(kāi)放式差速器的左右齒輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)外殼(9)和鎖止機(jī)構(gòu)外殼(2)通過(guò)螺栓固定連接在一起，動(dòng)力可以通過(guò)鎖止機(jī)構(gòu)外殼(2)、扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)外殼(9)、推力軸(15)輸送至輸出軸(10)。
[0020]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，第一擺臂(5)、第二擺臂(23)同軸安裝在鎖止機(jī)構(gòu)內(nèi)殼(3)內(nèi)部的中心軸(7)上，第一擺臂(5)、第二擺臂(23)正常情況下相互垂直，形成四個(gè)擺臂，四個(gè)擺臂之間的四個(gè)象限空間分別安裝兩對(duì)擺臂推進(jìn)彈簧(21)和兩對(duì)擺臂回歸彈簧
(19)，擺臂推進(jìn)彈簧(21)的一端固定在擺臂上，另一端緊靠在斜面體(22)的斜面上，擺臂回歸彈簧(19)的一端固定在彈簧固定板(18)，另一端固定在擺臂上。
[0021]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，所述摩擦塊(4)為四個(gè)，四個(gè)摩擦塊(4)鉸接在第一擺臂(5)、第二擺臂(23)的兩端，并設(shè)置在鎖止機(jī)構(gòu)外殼(2)和楔形塊(6)上部的空間內(nèi)；四個(gè)摩擦塊和第一擺臂(5)、第二擺臂(23)之間設(shè)置摩擦塊回歸彈簧(20)。
[0022]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，鎖止機(jī)構(gòu)內(nèi)殼(3)圓周上設(shè)置與所述楔形塊(6)位置對(duì)應(yīng)的可以容納楔形塊(6)和摩擦塊(4)的空腔;楔形塊(6)截面逐漸變厚，其與摩擦塊(4)之間形成楔形機(jī)構(gòu)。
[0023]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，四個(gè)楔形塊(6)兩兩一組分布在圓盤直徑的兩端，兩組之間夾角為10-30°。
[0024]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)包括扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)托盤(8)、扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)外殼(9)、推力軸(15)，所述扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)托盤(8)為圓盤狀，距離圓盤邊緣一定距離固定四個(gè)楔形塊(6);在該圓盤上，楔形塊(6)所在圓周的內(nèi)部沿徑向固定兩個(gè)斜面體(22);斜面體(22)的自由端設(shè)置兩個(gè)對(duì)稱的斜面(22A)、斜面(22B)，兩個(gè)斜面(22A)、斜面(22B)緊靠在第一擺臂(5)、第二擺臂(23)之間的擺臂推進(jìn)彈簧(21)的一端，擺臂推進(jìn)彈簧(21)另一端固定在第一擺臂(5)、第二擺臂(23)上；
[0025]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)托盤(8)和推力軸(15)之間通過(guò)推力軸承連接，托盤拉板(13)通過(guò)螺栓將扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)托盤(8)固定在推力軸(15)內(nèi)部的推力軸承上，扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)托盤(8)和推力軸(15)可做圓周方向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0026]所述的可自動(dòng)鎖止的差速器，若干條推力軸導(dǎo)向軌道(16)陣列分布在扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)外殼(9)內(nèi)圓周面上，其由一段與扭矩反應(yīng)機(jī)構(gòu)外殼(9)主軸平行的直線軌道和呈V字形的異形軌道連接而成，與所述推力軸導(dǎo)向軌道(16)—一對(duì)應(yīng)的推力軸導(dǎo)柱(17)陣列分布在推力軸(15)圓周上，推力軸導(dǎo)柱(17)與推力軸導(dǎo)向軌道(16)配合，并被限定在推力軸導(dǎo)向軌道(16)的V字形的異形軌道中，當(dāng)輸出軸(10)上扭矩較小，預(yù)加控制力通過(guò)推力軸導(dǎo)柱
(17)產(chǎn)生的扭矩相對(duì)較大時(shí)，