[發明專利]非圓面齒輪限滑差速器及脫困操作方法

有效

• 申請號: 202110090599.2
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112883485B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 劉大偉;李冰冰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/17;G06F30/20;F16H48/06;F16H48/40;F16H48/38;G06F119/14
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 王冬杰

本發明公開一種非圓面齒輪限滑差速器，其包括兩個相同的非圓面齒輪，一個行星架及若干漸開線圓柱齒輪，非圓面齒輪和漸開線圓柱齒輪繞同一個軸線旋轉，非圓面齒輪分別與汽車驅動輪固定連接。本發明還公開一種基于整車動態牽引力分析的脫困操作方法，即持續增加行星架輸入轉速提升整車動態牽引力。本發明提出的非圓面齒輪限滑差速器具有互換性好、重合度大、安裝精度低、運行過程無軸向力產生等特點，提出的脫困操作方法能夠突出非圓面齒輪限滑差速器的高限滑性能優勢，通過合理結構變化，易于駕駛者操作的優點。目的在于解決現有變傳動比差速器存在的制造、安裝難題，并提出一種能最大限度發揮非圓面齒輪限滑差速器高限滑能力的脫困操作方法。

技術領域

本發明屬于車輛領域，具體涉及一種非圓面齒輪限滑差速器及脫困操作方法。

背景技術

車輛在行駛過程中通常遇到的地形以平原、山地、高原、盆地、丘陵居多，高通過性車輛在社會生產中發揮著不可替代的作用，傳統的圓形差速器不具備變轉矩分配特性，無法滿足車輛的實際脫困需求。具備防滑脫困功能的差速器是兩驅汽車的核心驅動部件，它能夠在驅動輪產生較大轉速差時，主動或被動地減小轉速差，將轉矩大部分甚至全部分配至不打滑驅動輪，從而提高整車牽引力。一直以來，限滑機制及基于該機制的差速器構型原理是限滑差速器設計與創新的核心問題，而且關于限滑差速器的研究從未間斷。

電控限滑差速器依靠電子傳感器感知車輪打滑狀態，通過電機、電液、電磁等方式驅動摩擦片離合器動作，從而實現主動控制差速器轉矩分配過程的目的，其操控性能突出，常用于高檔民用汽車，但電子傳感器在惡劣路況中容易發生故障；自由輪式限滑差速器是根據車輪車轉速差將轉矩重新分配，能夠將打滑側半軸齒輪鎖死，限滑性能可與差速鎖相比，但其不能實現轉矩精確分配；伊頓限滑差速器依靠慣性感應觸發摩擦片結合，限滑性能和自由輪式限滑差速器相當，但其反應時間較慢；粘性限滑差速器通過粘性液體通常使用硅油受熱受壓產生的剪切力迫使摩擦片貼合，也因此傳遞扭矩較小，響應速度較慢；托森差速器利用蝸輪蝸桿副的高摩擦性和傳動過程不可逆性實現限滑能力，具有限滑可靠，響應速度快，無需電控的優點，但其造價較為昂貴。

變傳動比差速器是一種扭矩感應式限滑差速器，它不需要任何電子傳感器和控制系統就能自主感知車輪打滑狀態并實現快速抑滑功能，具有結構維護方便、磨損小、壽命長和可靠性高等優勢，對行駛在野外惡劣環境中的越野汽車極具用價值，尤其適用于對限滑能力及可靠性要求極高的軍用越野汽車。此外變傳動比差速器在民用高端汽車、型越野汽車等領域也占有較大份額。

變傳動比差速器的構型模式和普通圓形差速器較為相似，目前大都采用非圓錐齒輪作為其核心傳動元件。如公開號為CN1043981A的發明型專利，公開了一種高性能變傳動比差速器。該發明是國內最早采用非圓錐齒輪的變傳動比差速器構型，包括驅動輪、傳動軸、差速器、半軸齒輪、行星齒輪，其中半軸齒輪和行星輪均為非圓錐齒輪。該發明結構簡單，鎖緊系數可達到2.9～3.1，適用于重型工程車輛和越野汽車。但其傳動比變化以齒輪的一個周節為變化周期，變化幅值較小，同時其非圓錐齒輪節曲線設計方法不夠成熟，有改進空間。后期出現的公開號為CN1418784A的發明型專利，公開了一種變傳動比限滑差速器。該發明的目的在于解決單周節變傳動比差速器存在的問題，構型包括差速器殼、內置行星齒輪和半軸齒輪，平墊片、蝶形彈簧片，其中平墊片安裝于內置半軸齒輪外側而且和差速器殼體之間安裝有蝶形彈簧片，半軸齒輪和行星齒輪均為非圓錐齒輪，且齒數均為3的整數倍，相鄰兩個高齒加一個低齒或者相鄰兩個低齒加一個高齒為一組。該發明的傳動比變化周期增大為齒輪的三個周節，變化幅值有所增加。但這兩項發明的傳動比變化周期始終都受到輪齒數量限制，十分影響其限滑性能，且特殊的齒形降低了輪齒的強度，影響差速器的使用壽命。