由前轮转向角度控制能止滑且有倒挡功能的差速器的制作方法

本发明属于汽车传动技术领域，特别是一种由前轮转向角度自动控制，即当前轮向右转向到一定的角度时，瞬时同步地右侧后轮转速变慢而左侧后轮转速变快；同样的当前轮向左转向到一定的角度时，瞬时同步地左侧后轮转速变慢而右侧后轮转速变快（当汽车后退时则相反），同时具有当汽车在坏路上行驶时，能防止其因齿轮差速器的缺陷而产生的一侧后轮滑转而打滑，且带有倒挡功能的差速器。

背景技术：

每辆汽车都要配备有差速器，普通差速器的作用：第一，它是一组减速齿轮，使从变速器输出的高转速转化为正常车速；第二，可以使左右驱动轮速度不同，也就是在弯道时对里外车轮输出不同的转速以保持平衡。现在普通的汽车上安装的一般是齿轮式差速器，由于结构原因，这种差速器分配给左右轮的转矩相等。这种特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时，虽然另一驱动轮在良好路面上，汽车却往往不能前进（俗称打滑）。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转，在良好路面上的车轮却静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小，路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩来分配动力，因此差速器分配给此轮的转矩也较小，尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大，但因平均分配转矩的特点，使这一驱动轮不能分到与滑转驱动轮等量的转矩，以致驱动力不足以克服行驶阻力，汽车不能前进，而动力则消耗在滑转驱动轮上。此时加大油门不仅不能使汽车前进，反而浪费燃油，加速机件磨损，尤其使轮胎磨损加剧。为了给差速器增加限滑功能，满足轿车在恶劣路面具有良好操控性的需求，故现在一般中高档汽车都是安装了“托森差速器”，它是美国格里森公司生产的转矩感应式差速器，即这种差速器可以根据其内部差动转矩的大小而决定是否限制差速器的差速作用。在结构上巧妙地利用涡轮蜗杆传动的不可逆原理而设计。作为一种新型差速机构，托森差速器以其独特的优越性能在各种汽车上得到广泛应用。但它的缺陷也是显而易见的，首先是它的结构复杂，造价昂贵所以一般只是安装在中高档汽车上；其次它的质量较重，而且它是靠高摩擦式来锁止差速器增加限滑功能，这些都要消耗一定的功率的。

技术实现要素：

每辆汽车都要配备有差速器，普通差速器的作用：第一，它是一组减速齿轮，使从变速器输出的高转速转化为正常车速；第二，可以使左右驱动轮速度不同，也就是在弯道时对里外车轮输出不同的转速以保持平衡。现在普通的汽车上安装的一般是齿轮式差速器，由于结构原因，这种差速器分配给左右轮的转矩相等。这种特性能满足汽车在良好路面上正常行驶。但当汽车在坏路上行驶时，却严重影响通过能力。例如当汽车的一个驱动轮陷入泥泞路面时，虽然另一驱动轮在良好路面上，汽车却往往不能前进（俗称打滑）。此时在泥泞路面上的驱动轮原地滑转，在良好路面上的车轮却静止不动。这是因为在泥泞路面上的车轮与路面之间的附着力较小，路面只能通过此轮对半轴作用较小的反作用力矩来分配动力，因此差速器分配给此轮的转矩也较小，尽管另一驱动轮与良好路面间的附着力较大，但因平均分配转矩的特点，使这一驱动轮不能分到与滑转驱动轮等量的转矩，以致驱动力不足以克服行驶阻力，汽车不能前进，而动力则消耗在滑转驱动轮上。此时加大油门不仅不能使汽车前进，反而浪费燃油，加速机件磨损，尤其使轮胎磨损加剧。为了给差速器增加限滑功能，满足轿车在恶劣路面具有良好操控性的需求，故现在一般中高档汽车都是安装了“托森差速器”，它是美国格里森公司生产的转矩感应式差速器，即这种差速器可以根据其内部差动转矩的大小而决定是否限制差速器的差速作用。在结构上巧妙地利用涡轮蜗杆传动的不可逆原理而设计。作为一种新型差速机构，托森差速器以其独特的优越性能在各种汽车上得到广泛应用。但它的缺陷也是显而易见的，首先是它的结构复杂，造价昂贵所以一般只是安装在中高档汽车上；其次它的质量较重，而且它是靠高摩擦式来锁止差速器增加限滑功能，这些都要消耗一定的功率的。

发明内容

本发明进一步改进了上述差速器的弊病，巧妙地设计了用一组涡轮涡杆装置代替了行星齿轮装置，使得这种差速器不仅具备了减速齿轮组的功能，使从变速器输出的高转速转化为正常车速；而且还可以使左右驱动轮速度不同，也就是在弯道转弯时左右车轮输出不同的转速以保持平衡；更加能够使汽车在坏路面行驶时，两个车轮得到的扭矩不变，从而消除了车辆打滑的可能；同时在这种差速器内设置了一个构件，轻易地解决了在传统汽车变速箱里很复杂的汽车倒车问题，更体现了这种差速器结构简单、小巧实用的优点。

本发明的技术方案为：一种由前轮转向角度自动控制能止滑且带有倒挡功能的差速器，由差速器壳体1，输入轴2，轴承3，与输入轴花键连接的圆弧圆柱涡杆4，轴承5，在圆弧圆柱涡杆4下面的主传动涡轮6，在圆弧圆柱涡杆4上面的副传动涡轮7，穿过主传动涡轮6并中间固定有主传动轴8，穿过副传动涡轮7并中间固定有副传动轴9；在主传动轴8的右端用电磁离合器10连接有右输出轴11，右输出轴11被一对轴承12——1、12——2固定在差速器壳体上，在一对轴承之间固定在右输出轴上有下分动齿轮13，右倒挡齿轮14；在副传动轴9的右端用电磁离合器15连接有右分动轴16，右分动轴16被一对轴承17——1、17——2固定在差速器壳体上，在一对轴承之间的右分动轴16上有花键，右上分动齿轮18中间有花键槽与右分动轴16上的花键吻合；在主传动轴8的左端用电磁离合器19连接有左输出轴20，左输出轴20被一对轴承21——1、21——2固定在差速器壳体上，在一对轴承之间固定在左输出轴上有左下分动齿轮22，左倒挡齿轮23；在副传动轴9的左端用电磁离合器24连接有左分动轴25，左分动轴25被一对轴承26——1、26——2,固定在差速器壳体上，在一对轴承之间的分动轴25上有花键，左上分动齿轮27中间有花键槽与分动轴25上的花键吻合。

作为本发明的进一步改进，其特征在于所述的在右下分动齿轮13与右上分动齿轮18之间有右中分动齿轮28，它的轴轴向铆固在差速器壳体上，它的直径加下分动齿轮13的直径等于右倒挡齿轮14的直径，上、中、下分动齿轮的齿互相啮合，在倒挡拨叉29的作用下，上分动齿轮18在分动轴16上左右轴向移动，与中分动齿轮28啮合或者与右倒挡齿轮14啮合；所述的在左下分动齿轮22与左上分动齿轮27之间有左中分动齿轮30，它的轴轴向铆固在差速器壳体上，它的直径加左下分动齿轮22的直径等于左倒挡齿轮23的直径，上、中、下分动齿轮的齿互相啮合，在倒挡拨叉31的作用下，上分动齿轮27在分动轴25上左右轴向移动，与中分动齿轮30啮合或者与左倒挡齿轮23啮合；在差速器的壳体上有所有倒挡拨叉和电磁离合器的电磁控制构件32。

本发明是这样工作的：在汽车发动后正常直线行驶时，电磁离合器10、19合上工作，主传动轴8带动右输出轴11和左输出轴20转动；同时倒挡拨叉29、31将左右上分动齿轮18、27与左右中分动齿轮28、30啮合，在左右输出轴的带动下，带动左右分动轴16、25空转，根据涡轮涡杆传动比的公式z2\z1（这里z2为涡轮的齿数，设计数值在27至80之间，z1为涡杆螺旋的圈数，设计数值在1至4之间），所以本发明具备了减速齿轮组的功能，使从变速器输出的高转速转化为正常车速。当汽车左转弯时，电磁控制构件32在得到前轮左转一定角度的指令时，就打开电磁离合器24，关闭电磁离合器19；反之当汽车右转弯时，电磁控制构件32在得到前轮右转一定角度的指令时，就打开电磁离合器15，关闭电磁离合器10，因为副传动涡轮7大于主传动涡轮6，左右上分动齿轮大于左右下分动齿轮，这样由左右分动轴驱动的车轮转速必定要小于由左右输出轴驱动的车轮转速，所以也就达到了本发明的在汽车弯道转弯时左右车轮输出不同的转速以保持平衡的目的。当汽车要倒车时根据涡杆左右手螺旋定则，我们知道副传动轴9的传动方向与主传动轴8的传动方向是相反的，所以在电磁控制构件32接到倒车的指令时，打开电磁离合器15、24，关闭电磁离合器10、19，同时让倒挡拨叉29、31将左右上分动齿轮18、27与左右倒挡齿轮14、23啮合，这时汽车就可以顺利的倒车了。

本发明的有益效果在于：本发明巧妙地设计了用一组涡轮涡杆装置代替了行星齿轮装置，使得这种差速器不仅具备了减速齿轮组的功能，使从变速器输出的高转速转化为正常车速；而且还可以使汽车的左右驱动轮速度不同，也就是在弯道转弯时左右车轮输出不同的转速以保持平衡；更加能够使汽车在坏路面行驶时，两个车轮得到的扭矩不变，从而消除了车辆打滑的可能；同时在这种差速器内设置了一个构件，轻易地解决了在传统汽车变速箱里很复杂的汽车倒车问题。且本发明结构简单，制造成本低，如果推广使用，将产生很好的经济效益和社会效益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的透视结构示意图；

图2为本发明的横剖面图；

图3为本发明的纵剖面图；

图中：差速器壳体-1、输入轴-2、轴承-3、圆弧圆柱涡杆-4、轴承-5、主传动涡轮-6、副传动涡轮-7、主传动轴-8、副传动轴-9、电磁离合器-10、右输出轴-11、轴承12——1、12——2、右下分动齿轮轮-1、右倒挡齿轮-14、电磁离合器-15、右分动轴-16、轴承17——1、17——2、右上分动齿轮-18、电磁离合器-19、左输出轴-20、轴承21——1、21——2、左下分动齿轮-22、左倒挡齿轮-23、电磁离合器-24、左分动轴-25、轴承26——1、26——2、左上分动齿轮-27、右中分动齿轮-28、右倒挡拨叉-29、左中分动齿轮-30、倒挡拨叉-31、电磁控制构件-32。

具体实施方式

实施例

一种由前轮转向角度自动控制能止滑且有倒挡功能的差速器，由差速器壳体1，输入轴2，轴承3，与输入轴花键连接的圆弧圆柱涡杆4，轴承5，主传动涡轮6，副传动涡轮7，主传动轴8，副传动轴9；与主传动轴8用电磁离合器10连接有右输出轴11，用一对轴承12——1、12——2固定在差速器壳体上，在一对轴承之间有分动齿轮13，倒挡齿轮14；与副传动轴9的右端用电磁离合器15连接有右分动轴16，被一对轴承17——1、17——2固定在差速器壳体上，在一对轴承之间的右分动轴16上有花键，上分动齿轮18中间有花键槽与分动轴16上的花键吻合；在主传动轴8的左端用电磁离合器19连接有左输出轴20，用一对轴承21——1、21——2固定在差速器壳体上，左输出轴上固定有左下分动齿轮22，倒挡齿轮23；在副传动轴9的左端用电磁离合器24连接有左分动轴25，左分动轴25被一对轴承26——1、26——2,固定在差速器壳体上，在一对轴承之间的左分动轴25上有花键，左上分动齿轮27中间有花键槽与分动轴25上的花键吻合。在右下分动齿轮13与右上分动齿轮18之间有右中分动齿轮28，它的轴轴向铆固在差速器壳体上，它的直径加下分动齿轮13的直径等于倒挡齿轮14的直径，上、中、下分动齿轮的齿互相啮合，在倒挡拨叉29的作用下，上分动齿轮18在分动轴15上左右轴向移动，与中分动齿轮28啮合或者与倒挡齿轮14啮合；所述的在左下分动齿轮22与左上分动齿轮25之间有左中分动齿轮30，它的轴轴向铆固在差速器壳体上，它的直径加左下分动齿轮22的直径等于倒挡齿轮23的直径，上、中、下分动齿轮的齿互相啮合，在倒挡拨叉31的作用下，左上分动齿轮27在分动轴25上左右轴向移动，与中分动齿轮30啮合或者与倒挡齿轮23啮合；在差速器的壳体上有所有倒挡拨叉和电磁离合器的电磁控制构件32。

本发明是这样起作用的：在汽车发动后正常直线行驶时，电磁离合器10、19合上工作，主传动轴8带动右输出轴11和左输出轴20转动；同时倒挡拨叉29、31将左右上分动齿轮18、27与左右中分动齿轮28、30啮合，在左右输出轴的带动下，带动左右分动轴16、25空转，根据涡轮涡杆传动比的公式z2\z1（这里z2为涡轮的齿数，设计数值在27至80之间，z1为涡杆螺旋的圈数，设计数值在1至4之间），所以本发明具备了减速齿轮组的功能，使从变速器输出的高转速转化为正常车速。当汽车左转弯时，电磁控制构件32在得到前轮左转一定角度的指令时，就打开电磁离合器24，关闭电磁离合器19；反之当汽车右转弯时，电磁控制构件32在得到前轮右转一定角度的指令时，就打开电磁离合器15，关闭电磁离合器10，因为副传动涡轮7大于主传动涡轮6，左右上分动齿轮大于左右下分动齿轮，这样由左右分动轴驱动车轮的转速必定要小于由左右输出轴驱动车轮的转速，所以也就达到了本发明的在汽车弯道转弯时左右车轮输出不同的转速以保持平衡的目的。当汽车要倒车时，电磁控制构件32在接到倒车的指令时，打开电磁离合器15、24，关闭电磁离合器10、19，同时让倒挡拨叉29、31将左右上分动齿轮18、22与左右倒挡齿轮14、23啮合，这时汽车就可以顺利的倒车了。

本发明包含但不限于上述实施方式，本发明的齿轮、轴等可以有不同方向的配置，自动控制可以有多种方式，但是只要是用涡轮涡杆装置代替了行星齿轮组装置，均属于本发明的保护范围之内。