转向驱动桥及其轮边离合装置以及车辆的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种转向驱动桥及其轮边离合装置以及车辆，其中，轮边离合装置包括彼此能够啮合的第一齿套(1)和第二齿套(2)、用于推动第一齿套朝向第二齿套移动以与第二齿套啮合的驱动缸以及用于使第一齿套远离第二齿套移动以与第二齿套分离的复位弹簧(5)，第一齿套与转向驱动桥的外半轴(6)和轮毂端盖(7)中的一者键连接，第二齿套与外半轴和轮毂端盖中的另一者固定。通过驱动缸驱动第一齿套和第二齿套啮合，使外半轴和轮毂端盖传动连接，即可实现向轮边的传动；通过使第一齿套和第二齿套分离，即可切断向轮边的传动。通过使传动在轮边切断，能够减少无需传动的零部件被动转动造成的能量损失和零部件磨损。
【专利说明】转向驱动桥及其轮边离合装置以及车辆
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆领域，具体地，涉及一种转向驱动桥的轮边离合装置以及包括该轮边离合装置的转向驱动桥和车辆。
【背景技术】
[0002]在具有多个转向驱动桥的车辆(例如4X4,6X6,8X8、10X10、12X12等全驱车辆)中，当车辆在路面路况差的情况下行驶时，通常采用全部转向驱动桥驱动的模式行驶；当车辆在路况良好的情况下行驶时，不再需要全部转向驱动桥来驱动，为此可以采用分时驱动模式。
[0003]具体地，分时驱动模式即为断开部分转向驱动桥的传动。例如，现有技术中，通常在分动箱对传递给转向驱动桥的动力进行离合切换。但是，在分动箱断开传动的方式中，当传动分离时，与转向驱动桥连接的轮胎仍然与地面接触并随车行驶滚动，因而与轮胎连接的轮毂、制动鼓、内外半轴、差速器、传动轴等也随轮胎一起转动，只是从主动转动变为被动转动，导致车辆启动、制动、加减速和转弯行驶时的额外能量消耗并加速了上述部件的磨损。另外，虽然现有技术开始出现轮边传动离合方式，但通常为手动离合，在需要使用切换驱动模式时，驾驶员需要停车并下车手动切换，操作麻烦且不安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能够避免分时驱动模式的额外能量损耗和部件磨损且便于操作的转向驱动桥的轮边离合装置。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种转向驱动桥的轮边离合装置，其中，所述轮边离合装置包括彼此能够啮合的第一齿套和第二齿套、用于推动所述第一齿套朝向所述第二齿套移动以与所述第二齿套啮合的驱动缸以及用于使所述第一齿套远离所述第二齿套移动以与所述第二齿套分离的复位弹簧，所述第一齿套与转向驱动桥的外半轴和轮毂端盖中的一者键连接，所述第二齿套与所述外半轴和轮毂端盖中的另一者固定。
[0006]优选地，所述第一齿套与所述外半轴键连接，所述第二齿套与所述轮毂端盖固定。
[0007]优选地，所述第一齿套和第二齿套之间设置有第一推力球轴承，所述复位弹簧的两端分别抵接所述第二齿套和所述第一推力球轴承。
[0008]优选地，所述驱动缸包括环槽活塞缸和盆形活塞，所述环槽活塞缸包括环形主体、设置在所述环形主体上的环形凹槽和与所述环形凹槽连通的通孔，所述盆形活塞包括设置在所述环形主体的内侧并具有中心通孔的盆形主体和从所述盆形主体的外缘延伸至所述环形凹槽内的驱动部，所述盆形活塞与所述第一齿套抵接。
[0009]优选地，所述盆形主体和所述环形主体中的一者上设置有防转键槽，所述盆形主体和环形主体中的另一者上设置有与所述防转键槽配合的防转键。
[0010]优选地，所述第一齿套和所述盆形主体之间设置有第二推力球轴承。
[0011]本发明还提供一种转向驱动桥，其中，所述转向驱动桥包括外半轴、轮毂端盖和本发明的轮边离合装置，所述第一齿套与所述外半轴和轮毂端盖中的一者键连接，所述第二齿套与所述外半轴和轮毂端盖中的另一者固定。
[0012]优选地，所述驱动缸包括环槽活塞缸和盆形活塞，所述环槽活塞缸包括环形主体、设置在所述环形主体上的环形凹槽和与所述环形凹槽连通的通孔，所述盆形活塞包括设置在所述环形主体的内侧并具有中心通孔的盆形主体和从所述盆形主体的外缘延伸至所述环形凹槽内的驱动部，所述盆形活塞与所述第一齿套抵接，所述盆形主体和所述环形主体中的一者上设置有防转键槽，所述盆形主体和环形主体中的另一者上设置有与所述防转键槽配合的防转键，所述环槽活塞缸固定于所述转向驱动桥的转向节，所述第一齿套和所述盆形主体之间设置有第二推力球轴承。
[0013]本发明还提供一种车辆，其中，所述车辆包括本发明的转向驱动桥。
[0014]优选地，所述驱动缸为气动缸，所述车辆包括用于控制所述气动缸与所述车辆的气路连通和断开的控制装置。
[0015]优选地，所述驱动缸内设置有用于感应驱动缸的操作的行程开关，所述车辆包括用于显示轮边传动离合状态的指示灯和用于控制所述指示灯的控制器，所述行程开关与所述控制器电连接。
[0016]优选地，所述车辆为全驱车辆并包括多个转向驱动桥，至少一个转向驱动桥为本发明的转向驱动桥。
[0017]通过上述技术方案，通过驱动缸驱动第一齿套和第二齿套啮合或分离，使外半轴和轮毂端盖传动连接或断开连接，即可方便地实现或切断向轮边的传动。通过使传动在轮边切断，能够减少无需传动的零部件被动转动造成的能量损失和零部件磨损。
[0018]本发明的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0020]图1是说明本发明的一种实施方式的转向驱动桥的轮边离合装置的结构示意图，其中第一齿套和第二齿套处于啮合状态；
[0021]图2是图1的转向驱动桥的轮边离合装置的结构示意图，其中第一齿套和第二齿套处于分离状态；
[0022]图3是说明图1的转向驱动桥的轮边离合装置和相关部件的安装结构的示意图。
[0023]附图标记说明
[0024]1第一齿套 2第二齿套 3环槽活塞缸4盆形活塞
[0025]5复位弹簧 6外半轴 7轮毂端盖 8第一推力球轴承
[0026]9环形主体 10环形凹槽 103行程开关通孔 106气道通孔
[0027]11盆形主体 12驱动部13防转键槽 14防转键 15第二推力球轴承
[0028]16行程开关17内密封圈 18外密封圈 19转向节
[0029]20车轮螺栓21车轮 22轮毂 23制动鼓
[0030]24第一螺栓25第二螺栓
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0032]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
[0033]根据本发明的一个方面，提供一种转向驱动桥的轮边离合装置(以下简称轮边离合装置)，其中，所述轮边离合装置包括彼此能够啮合的第一齿套1和第二齿套2、用于推动所述第一齿套1朝向所述第二齿套2移动以与所述第二齿套2啮合的驱动缸以及用于使所述第一齿套1远离所述第二齿套2移动以与所述第二齿套分离的复位弹簧5，所述第一齿套1与转向驱动桥的外半轴6和轮毂端盖7中的一者键连接，所述第二齿套2与所述外半轴6和轮毂端盖7中的另一者固定。
[0034]根据本发明的另一方面，提供一种转向驱动桥，其中，所述转向驱动桥包括外半轴6、轮毂端盖7和本发明的轮边离合装置，所述第一齿套1与所述外半轴6和轮毂端盖7中的一者键连接，所述第二齿套2与所述外半轴6和轮毂端盖7中的另一者固定。
[0035]根据本发明的另一方面，提供一种车辆，其中，所述车辆包括本发明的转向驱动桥。其中，如图3所示，车轮21、制动鼓23、轮毂22和轮毂端盖7可以通过车轮螺栓20连接，环槽活塞缸3可以通过第一螺栓24与转向节19连接，第一齿套1可以通过花键与外半轴6连接，第二齿套2通过第二螺栓25与轮毂端盖7连接。
[0036]使用本发明的轮边离合装置，通过驱动缸驱动第一齿套1和第二齿套2啮合，使外半轴6和轮毂端盖7传动连接，即可实现向轮边的传动；通过使第一齿套1和第二齿套2分离，即可切断向轮边的传动。其中，本发明的轮边离合装置可以使传动在轮边切断，减少了无需传动的零部件被动转动造成的能量损失和零部件磨损。
[0037]其中，根据具体车辆的布置需要，可以选择将第一齿套1与转向驱动桥的外半轴6和轮毂端盖7中的一者键连接，并将第二齿套2所述外半轴6和轮毂端盖7中的另一者固定。例如，在图示的实施方式中，可以使所述第一齿套1与所述外半轴6键连接，所述第二齿套2与所述轮毂端盖7固定。
[0038]优选地，如图1和图2所示，所述第一齿套1和第二齿套2之间设置有第一推力球轴承8，所述复位弹簧5的两端分别抵接所述第二齿套2和所述第一推力球轴承8。由此，在切断传动时，第一推力球轴承8允许第二齿套2相对于第一齿套1转动，并且减少复位弹簧5的磨损。
[0039]本发明中，驱动缸可以是各种适当的形式。为适于轮边的具体布置，优选地，如图1和图2所示，所述驱动缸包括环槽活塞缸3和盆形活塞4，所述环槽活塞缸3包括环形主体9、设置在所述环形主体9上的环形凹槽10和与所述环形凹槽10连通的通孔，所述盆形活塞4包括设置在所述环形主体9的内侧并具有中心通孔的盆形主体11和从所述盆形主体11的外缘延伸至所述环形凹槽10内的驱动部12，所述盆形活塞4与所述第一齿套1抵接。其中，通过在盆形主体11上设置中心通孔，可以允许相关部件(例如外半轴、转向节等)的布置。另外，为确保密封，可以在驱动部12和环形主体9之间设置内密封圈17和外密封圈18。
[0040]使用时，当通过通孔施加流体压力，使得盆形活塞4相对于环槽活塞缸3伸出(即沿图1和图2中向左移动)时，将驱动第一齿套1靠近第二齿套2，使得第一齿套1能够与第二齿套2啮合并实现向轮边传动。当解除通孔的流体压力时，第一齿套1能够在复位弹簧5的作用下反向移动，使得第一齿套1远离第二齿套2并切断向轮边的传动。
[0041]优选地，所述盆形主体11和所述环形主体9中的一者上设置有防转键槽13，所述盆形主体11和环形主体9中的另一者上设置有与所述防转键槽13配合的防转键14，从而通过防转键槽13和防转键14的配合使盆形活塞4和环槽活塞缸3形成不可相对转动的连接，以防止因二者相对转动导致的磨损。在图示的实施方式中，防转键槽13设置在盆形主体11与环槽活塞缸3相对的表面上，防转键14设置在环槽活塞缸3的对应位置上，但本发明不限于此。
[0042]另外，优选地，如图1和图2所示，所述第一齿套1和所述盆形主体11之间设置有第二推力球轴承15。由此，可以将驱动缸设置为不能转动，第一齿套1能够通过第二推力球轴承15相对于驱动缸转动并传递动力。例如，如图3所示，所述环槽活塞缸3可以固定于所述转向驱动桥的转向节19，盆形主体11通过防转键槽13和防转键14也相对于环槽活塞缸3和转向节19不可转动，在第一齿套1和第二齿套2接合时，第一齿套1能够通过第二推力球轴承15相对于驱动缸和转向节19转动。
[0043]另外，本发明中，驱动缸可以是适当的动力源驱动。优选地，所述驱动缸为气动缸，所述车辆包括用于控制所述气动缸与所述车辆的气路连通和断开的控制装置。使用时，当需要向轮边传动时，只需通过控制装置连通气动缸的气路，使得气动缸能够驱动第一齿套1靠近第二齿套2移动并啮合即可；当需要切断向轮边的传动时，只需通过控制装置断开气动缸的气路，使第一齿套1能够在复位弹簧5的作用下脱离第二齿套2即可。其中，为简化结构，可以将所述气动缸连接于车辆本身的气路中，从而利用车辆本身的气路的气压作为原动力。在图示的实施方式中，环形主体9上设置有与所述环形凹槽10连通的气道通孔10比车辆本身的气路可以于气道通孔106连通，以向气动缸提供动力。
[0044]优选地，所述驱动缸内还可以设置有用于感应驱动缸的操作的行程开关16，所述车辆包括用于显示轮边传动离合状态的指示灯和用于控制所述指示灯的控制器，所述行程开关16与所述控制器电连接。例如，可以通过行程开关16感应盆形活塞4的位移，由此，可以通过行程开关16将感测信号传递到控制器，控制器通过分析信号值来判断驱动缸的状态(即轮边传动离合状态)并控制指示灯的相应显示。
[0045]在图示的实施方式中，环形主体9上还设置有与环形凹槽10连通的行程开关通孔103，行程开关16设置在行程开关通孔103中。
[0046]其中，行程开关16通过密封的螺纹副固定在行程开关通孔103内，行程开关16的触头与行程开关16内压缩的回复弹簧连接，并且压缩的回复弹簧抵压触头接触驱动部12端部。从而行程开关16可以通过感应驱动部12对触头的位移来反应离合状态。具体地，参考图1，当驱动缸驱动第一齿套1靠近第二齿套2以及第一齿套1和第二齿套2啮合时，驱动部12在气压推动下向左移动，行程开关16的触头在回复弹簧的作用下随驱动部12向左移动，当第一齿套1与第二齿套2啮合到位，同时地，行程开关16就会接通电路或断开电路并给出电信号，控制器依此电信号则控制指示灯显示处于向轮边传动的状态(例如点亮)；当驱动缸无动力输入时，第一齿套1和第二齿套2脱离，驱动部12通过复位弹簧5的压力压靠在触头上，当第一齿套1与第二齿套2完全分离，同时地，行程开关16就会断开或接通电路给出另一电信号，控制器依此电信号则控制指示灯显示处于切断向轮边传动的状态(例如熄灭)。
[0047]本发明的车辆可以是各种类型的车辆，优选为全驱车辆并包括多个转向驱动桥，至少一个转向驱动桥为本发明的转向驱动桥。由此，可以根据需要向所需的转向驱动桥轮边传动或断开传动。
[0048]另外，本发明的车辆在切换模式以向轮边传动时，优选在停车状态下或滑行(不踩油门)条件下进行，以消除对第一齿套1和第二齿套2的冲击，有利于二者顺利啮合。另夕卜，可以在切换到向轮边传动的过程中，左右转动方向盘，以使第一齿套1和第二齿套2能够具有差速，更有利于顺利啮合。
[0049]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0050]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0051]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述轮边离合装置包括彼此能够啮合的第一齿套(I)和第二齿套(2)、用于推动所述第一齿套(I)朝向所述第二齿套(2)移动以与所述第二齿套(2)啮合的驱动缸以及用于使所述第一齿套(I)远离所述第二齿套(2)移动以与所述第二齿套分离的复位弹簧(5)，所述第一齿套(I)与转向驱动桥的外半轴(6)和轮毂端盖(7)中的一者键连接，所述第二齿套(2)与所述外半轴(6)和轮毂端盖(7)中的另一者固定。
2.根据权利要求1所述的转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述第一齿套(I)与所述外半轴(6)键连接，所述第二齿套(2)与所述轮毂端盖(7)固定。
3.根据权利要求1所述的转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述第一齿套(I)和第二齿套(2)之间设置有第一推力球轴承(8)，所述复位弹簧(5)的两端分别抵接所述第二齿套(2)和所述第一推力球轴承(8)。
4.根据权利要求2或3所述的转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述驱动缸包括环槽活塞缸(3)和盆形活塞(4)，所述环槽活塞缸(3)包括环形主体(9)、设置在所述环形主体(9)上的环形凹槽(10)和与所述环形凹槽(10)连通的通孔，所述盆形活塞(4)包括设置在所述环形主体(9)的内侧并具有中心通孔的盆形主体(11)和从所述盆形主体(11)的外缘延伸至所述环形凹槽(10)内的驱动部(12)，所述盆形活塞(4)与所述第一齿套⑴抵接。
5.根据权利要求4所述的转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述盆形主体(11)和所述环形主体(9)中的一者上设置有防转键槽(13)，所述盆形主体(11)和环形主体(9)中的另一者上设置有与所述防转键槽(13)配合的防转键(14)。
6.根据权利要求4所述的转向驱动桥的轮边离合装置，其特征在于，所述第一齿套(I)和所述盆形主体(11)之间设置有第二推力球轴承(15)。
7.一种转向驱动桥，其特征在于，所述转向驱动桥包括外半轴￠)、轮毂端盖(7)和根据权利要求1-3中任意一项所述的轮边离合装置，所述第一齿套(I)与所述外半轴(6)和轮毂端盖(7)中的一者键连接，所述第二齿套(2)与所述外半轴(6)和轮毂端盖(7)中的另一者固定。
8.根据权利要求7所述的转向驱动桥，其特征在于，所述驱动缸包括环槽活塞缸(3)和盆形活塞(4)，所述环槽活塞缸(3)包括环形主体(9)、设置在所述环形主体(9)上的环形凹槽(10)和与所述环形凹槽(10)连通的通孔，所述盆形活塞(4)包括设置在所述环形主体(9)的内侧并具有中心通孔的盆形主体(11)和从所述盆形主体(11)的外缘延伸至所述环形凹槽(10)内的驱动部(12)，所述盆形活塞(4)与所述第一齿套(I)抵接，所述盆形主体(11)和所述环形主体(9)中的一者上设置有防转键槽(13)，所述盆形主体(11)和环形主体(9)中的另一者上设置有与所述防转键槽(13)配合的防转键(14)，所述环槽活塞缸(3)固定于所述转向驱动桥的转向节(19)，所述第一齿套(I)和所述盆形主体(11)之间设置有第二推力球轴承(15)。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求7或8所述的转向驱动桥。
10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述驱动缸为气动缸，所述车辆包括用于控制所述气动缸与所述车辆的气路连通和断开的控制装置。
11.根据权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述驱动缸内设置有用于感应驱动缸的操作的行程开关(16)，所述车辆包括用于显示轮边传动离合状态的指示灯和用于控制所述指示灯的控制器，所述行程开关(16)与所述控制器电连接。
12.根据权利要求9-11中任意一项所述的车辆，其特征在于，所述车辆为全驱车辆并包括多个转向驱动桥，至少一个转向驱动桥为权利要求7或8所述的转向驱动桥。
【文档编号】B60K17/02GK104290596SQ201410411696
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月20日 优先权日:2014年8月20日
【发明者】金毅, 许名苟, 刘爱萍 申请人:湖南中联重科车桥有限公司, 中联重科股份有限公司