锁止式差速器组件及锁止式差速器系统技术方案

一种锁止式差速器组件包括限定出旋转轴线和齿轮室的差速器壳。第一侧齿轮位于差速器壳的第一端。第二侧齿轮位于差速器壳的与第一端相对的第二端以选择性地相对于差速器壳旋转。至少两个小齿轮被可旋转地支承在齿轮室中，与第一侧齿轮和第二侧齿轮啮合。一螺线管处于第一端。一柱塞可由该螺线管选择性地磁致动。一锁环可与第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止侧齿轮相对于差速器壳旋转。至少两个中继杆均连接到柱塞和锁环，以使锁环与柱塞保持固定的预定距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本申请要求2013年1月23日提交的美国临时专利申请系列号61/755,939的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
锁止式差速器与常规“开放式”汽车差速器相比可具有另外的能力。具有锁止式差速器的车辆与具有“开放式”差速器的车辆相比在驱动轮处使用的牵引力可增加。通过在不考虑在各车轮可获得的牵引力或路径的情况下将车轴上的两个驱动轮中的每个驱动轮都限制为相同转速，牵引力的使用可能增加。锁止式差速器引起车轴上的两个车轮像在共用车轴上那样一起转动。开放式差速器或非锁止式差速器允许车轴上的各车轮以不同速度旋转。当车辆转弯时，半径较小的(内)车轮旋转得比半径较大的(外)车轮慢。在不具有非锁止式或开放式差速器的情况下，其中一个轮胎可能在转弯时拖行。对于开放式差速器，当车轴上的一个车轮处于光滑路面上时，光滑表面上的该车轮可能趋于空转(spin)，而另一个车轮不会被施加足以使车辆移动的转矩。例如，某些具有开放式差速器的车辆在其中一个车轮下为湿冰的情况下可能无法爬坡，而不论另一个车轮下的路面多么干燥(这可被已知为不同附着系数路面)。相反，锁止式差速器迫使同一车轴两侧的车轮以相同速度一起旋转。因此，每个车轮都能施加尽量大的转矩，只要车轮/路面牵引力和动力传动系能力允许。在位于具有不同附着系数路面的坡上的车辆的示例中，锁止式差速器可允许车辆爬上对于具有开放式差速器的其它方面相同的车辆而<br>言无法爬上的坡。锁止式差速器在某些条件下例如在短程加速赛或除雪作业中也可提供带来改善的车辆性能的更好牵引。一些车辆具有可从非锁止状态重新配置为锁止状态的差速器。此类车辆对于通常条件而言可在差速器处于非锁止状态的情况下操作，例如以防止轮胎在转弯时磨损，而在遇到车轮打滑时可重新配置成以锁止式差速器操作。
技术实现思路
一种锁止式差速器组件包括限定出旋转轴线和齿轮室的差速器壳。第一侧齿轮(半轴齿轮)处于差速器壳的第一端。第二侧齿轮处于差速器壳的与第一端相对的第二端以选择性地相对于差速器壳旋转。至少两个小齿轮被可旋转地支承在齿轮室中，从而与第一侧齿轮和第二侧齿轮啮合。螺线管处于第一端。柱塞可由该螺线管选择性地磁致动。锁环可与第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止该侧齿轮相对于差速器壳旋转。至少两个中继杆均连接到柱塞和锁环，以使锁环与柱塞保持固定的预定距离。附图说明通过参考以下详细详细说明和附图，本专利技术的示例的特征和优点将变得明显，在附图中相似的附图标记对应于相同的或虽然或许不完全一样但类似的部件。为了简洁，具有之前已描述的功能的附图标记或特征结构可以结合它们出现在其中的其它附图进行描述，或者不再进行描述。图1是具有根据本专利技术的一个示例的锁止式差速器系统的车辆的示意图；图2是根据本专利技术的一个示例的锁止式差速器的透视图；图3A是图2所示的锁止式差速器的剖面透视图；图3B是图2所示的锁止式差速器的分解视图；图3C是锁环位于与螺线管相同的一侧的锁止式差速器的剖视图；图4是根据本专利技术的定子的一个示例的剖面侧视图；图5A是根据本专利技术的柱塞的一个示例的剖面侧视图；图5B是根据本专利技术的柱塞和中继杆的一个示例的分解侧视图；图6A是根据本专利技术的锁环的一个示例的平面图；图6B是根据本专利技术的移除了端盖的锁止式差速器的一个示例的透视图；图6C是组装为图2所示的锁止式差速器的锁环、中继杆和柱塞的一个示例的透视图；图7A是根据本专利技术的锁环处于分离位置的差速器组件的一个示例的剖视图；图7B是根据本专利技术的锁环处于接合位置的差速器组件的一个示例的剖视图；图8A是根据本专利技术的差速器齿轮组的局部分解透视图；图8B是根据本专利技术的十字轴的分解透视图；图9是根据本专利技术的十字轴的另一个示例的分解透视图；图10是根据本专利技术的定子、柱塞和位置传感器的一个示例的扩大剖视图；图11是示出了根据本专利技术的闪光代码的一个示例的时间图。具体实施方式本专利技术总的涉及锁止式差速器，更具体地涉及用在车辆驱动桥中的电子控制的锁止式差速器。如本文中所用，电子控制的锁止式差速器是指响应于电子信号而在非锁止状态与锁止状态之间切换的差速器。在锁止状态下，连接到差速器的两个半轴以相同速度沿相同方向一起旋转。电子信号可响应于车辆状况例如车轮打滑的检测而自动生成。电子信号也可响应于来自操作者的指令而生成，例如，操作者可按压车辆的控制面板上的按钮。本专利技术的示例可允许差速器以比尺寸相似的现有技术锁止式差速器高的转矩运行。用以致动锁止机构的时间与现有技术的电子锁止式差速器相比也可减少。另外，状态指示器可通过提供更详细和更精确的与本专利技术的电子控制的锁止式差速器系统的运行有关的信息来提供更满意的用户体验。参照图1，车辆70的动力传动系5包括电机6、连接到电机的传动轴7和车轴组件8。传动轴7例如通过传动装置(未示出)连接以旋转地驱动车桥壳体9内部的半轴13、13’。车桥组件8包括车桥壳体9、被支承在车桥壳体9中的锁止式差速器组件10以及分别连接到第一和第二驱动轮98和98’的半轴13、13’。配置在差速器壳12内的齿轮组97将来自差速器壳12的旋转动力传递到半轴13、13’，并且选择性地允许半轴13和13’之间的相对旋转。虽然图1所示的锁止式差速器组件10应用于后轮驱动车辆，但本专利技术可用于用在前轮驱动车辆中的变速驱动桥、用在四轮驱动车辆中的分动箱中或者任何车辆动力传动系中。一起参照图2、3A和3B，示出了包括锁止式差速器组件10的本专利技术的一个示例。锁止式差速器组件10具有限定出旋转轴线14和齿轮室16的差速器壳12。差速器壳12围绕旋转轴线14在车桥壳体9(参看图1)中旋转。第一侧齿轮(半轴齿轮)18在差速器壳12的第一端19配置成用于选择性地相对于差速器壳12旋转。第二侧齿轮20在差速器壳12的与第一端19相对的第二端21配置成用于选择性地相对于差速器壳12旋转。第二侧齿轮20具有平行于旋转轴线14在第二侧齿轮20的外径24上限定出的侧齿轮凸爪(dog)22。至少两个小齿轮26被可旋转地支承在齿轮室16中。所述至少两个小齿轮26中的每一个都与第一侧齿轮18和第二侧齿轮20啮合。锁止式差速器组件10包括配置在差速器壳12的第一端19的螺线管28。定子32由铁磁材料形成。差速器壳12可围绕旋转轴线14相对于定子32旋转。如图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锁止式差速器组件，包括：差速器壳，所述差速器壳限定出旋转轴线和齿轮室；第一侧齿轮，所述第一侧齿轮配置在所述差速器壳的第一端以选择性地相对于所述差速器壳旋转；第二侧齿轮，所述第二侧齿轮配置在所述差速器壳的与所述第一端相对的第二端以选择性地相对于所述差速器壳旋转；可旋转地支承在所述齿轮室中的至少两个小齿轮，所述至少两个小齿轮中的每一个都与所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮啮合；螺线管，所述螺线管配置在所述第一端；柱塞，所述柱塞可由所述螺线管选择性地磁致动；锁环，所述锁环可与所述第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止所述第二侧齿轮相对于所述差速器壳旋转；和至少两个中继杆，每个所述中继杆均连接到所述柱塞和所述锁环，以使所述锁环与所述柱塞保持固定的预定距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.23 US 61/755,9391.一种锁止式差速器组件，包括：
差速器壳，所述差速器壳限定出旋转轴线和齿轮室；
第一侧齿轮，所述第一侧齿轮配置在所述差速器壳的第一端以选择性
地相对于所述差速器壳旋转；
第二侧齿轮，所述第二侧齿轮配置在所述差速器壳的与所述第一端相
对的第二端以选择性地相对于所述差速器壳旋转；
可旋转地支承在所述齿轮室中的至少两个小齿轮，所述至少两个小齿
轮中的每一个都与所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮啮合；
螺线管，所述螺线管配置在所述第一端；
柱塞，所述柱塞可由所述螺线管选择性地磁致动；
锁环，所述锁环可与所述第二侧齿轮选择性地接合，以选择性地防止
所述第二侧齿轮相对于所述差速器壳旋转；和
至少两个中继杆，每个所述中继杆均连接到所述柱塞和所述锁环，以
使所述锁环与所述柱塞保持固定的预定距离。
2.根据权利要求1所述的锁止式差速器组件，还包括：
侧齿轮凸爪，所述侧齿轮凸爪平行于所述旋转轴线被限定在所述第二
侧齿轮的外径上；
限定在所述锁环的内表面周围的互补凸爪，所述互补凸爪可通过使所
述锁环沿所述旋转轴线从分离位置平移到接合位置而与选择性地所述侧齿
轮凸爪接合；
弹簧，所述弹簧配置在所述差速器壳与所述锁环之间，以将所述锁环
偏压向所述分离位置；和
限定在所述锁环的外表面上的多个凸耳，每个所述凸耳均在限定于所
述差速器壳中的相应的互补槽中滑动，以引导所述锁环在所述接合位置与
所述分离位置之间平移并且防止所述锁环相对于所述差速器壳旋转；
其中，当所述锁环处于所述接合位置时，所述第二侧齿轮被基本上防

\t止相对于所述差速器壳旋转，而当所述锁环处于所述分离位置时，所述第
二侧齿轮相对于所述差速器壳自由旋转，并且其中，所述锁环具有平行于
所述旋转轴线的锁环厚度。
3.根据权利要求2所述的锁止式差速器组件，其中，所述螺线管被直
接卷绕在定子上，所述定子包括：
环形壁，所述环形壁具有与所述旋转轴线共轴的纵向轴线；
第一定子环形凸缘，所述第一定子环形凸缘从所述环形壁径向地延伸
到第一外径；和
第二定子环形凸缘，所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘
隔开地从所述环形壁延伸，其中所述第二定子环形凸缘呈截头圆锥形，具
有与所述第一定子环形凸缘相对的环形内基面和位于所述第一定子环形凸
缘的远侧的环形外基面，其中所述环形内基面具有等于所述第一外径的外
缘直径并且所述环形外基面具有大于所述第一外径的第二外径，其中所述
第一定子环形凸缘、所述环形壁和所述第二定子环形凸缘限定出用于所述
螺线管的一体式线轴，并且其中所述定子由铁磁材料形成，其中所述差速
器壳可围绕所述旋转轴线相对于所述定子旋转。
4.根据权利要求3所述的锁止式差速器组件，其中：
所述环形壁是圆筒状壁；
所述纵向轴线是圆筒轴线；
所述第一定子环形凸缘从所述圆筒状壁垂直于所述圆筒轴线延伸；
所述第二定子环形凸缘与所述第一定子环形凸缘隔开且平行于所述第
一定子环形凸缘从所述圆筒状壁延伸；并且
所述第一定子环形凸缘、所述圆筒状壁和所述第二定子环形凸缘限定
出所述一体式线轴。
5.根据权利要求3所述的锁止式差速器组件，其中，所述柱塞包括：
铁磁圆筒体，包括：
圆筒体轴线，所述圆筒体轴线由所述铁磁圆筒体限定成与所述旋
转轴线对齐；
内壁，所述内壁在所述铁磁圆筒体的坡口端具有环形坡口；
外壁，所述外壁具有柱塞外径；和
环形柱塞凸缘，所述环形柱塞凸缘是在位于所述坡口端的远侧的
柱塞端限定出的，其中所述环形柱塞凸缘具有小于所述柱塞外径的柱
塞凸缘直径；
环形凹口，所述环形凹口是由所述铁磁圆筒体和所述环形柱塞凸缘限
定出的；
多个中继杆安装孔，所述中继杆安装孔是在所述铁磁圆筒体中限定出
的；和
多个中继杆接近槽，每个所述中继杆接近槽都是在每个所述中继杆安
装孔处在所述铁磁圆筒体的所述坡口端中限定出的，其中所述中继杆安装
孔大致居中地位于所述中继杆接近槽中，其中所述中继杆接近槽与所述环
形凹口之间的最短距离等于所述锁环厚度。
6.根据权利要求5所述的锁止式差速器组件，还包括：
间隔件，所述间隔件配置在所述柱塞与所述差速器壳之间，以防止所
述内壁的所述环形坡口与所述第二定子环形凸缘接触。
7.根据权利要求6所述的锁止式差速器组件，其中，所述间隔件是被
可调节地螺合在所述柱塞中以设定所述环形坡口与所述第二定子环形凸缘
之间的预定间隙的螺杆。
8.根据权利要求6所述的锁止式差速器组件，其中，所述间隔件是所
述铁磁圆筒体的所述坡口端上的多个隔开的凸起部。
9.根据权利要求5所述的锁止式差速器组件，所述至少两个中继杆均
包括：
具有两个端部的柱状杆部，所述柱状杆部在所述柱状杆部的中央限定
出纵向杆轴线；
第一支柱和第二支柱，每个所述支柱都具有比在所述两个端部中相应
的一个端部限定出的所述柱状杆部小的直径，所述第一支柱和所述第二支
柱均与所述柱状杆部同心；和
环形凹槽，所述环形凹槽是在所述第一支柱和所述第二支柱上限定出
的，其中所述第一支柱和所述第二支柱基本上相同并且所述中继杆端对端
地对称，其中所述第一支柱由突出到所述第一支柱的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·J·科克伦，D·S·弗雷泽，C·R·希尔曼，J·K·范德沃特，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：美国;US