一种可自动锁止的差速器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种可自锁中央差速器，具体说是一种电子控制、机械响应，利用摩擦达到硬连接锁止的中央差速器。
【背景技术】
[0002]中央差速器的种类主要有普通开放式中央差速器、多片离合器式中央差速器、托森式中央差速器、粘性联轴节式中央差速器。
[0003]普通式中央差速器就(opendifferential)就是采用普通对称圆锥齿轮结构、可以在汽车转弯时正常工作的差速器，在其行星齿轮组没有设置任何锁止装置。假如一辆四驱车配备了前中后三个开放式差速器，那么如果其中一个轮子打滑，那么这个车的全部动力都会浪费在这个车轮上，而其余三个车轮则无法到的动力。在越野车领域，开放式差速器会影响非铺装路面的脱困性。
[0004]多片离合器式差速器依靠湿式多片离合器产生差动转矩。这种系统多用作适时四驱系统的中央差速器使用。其内部有两组摩擦盘，一组为主动盘，一组为从动盘。主动盘与前轴连接，从动盘与后轴连接。两组盘片被浸泡在专用油中，二者的结合和分离依靠电子系统控制。
[0005]在直线行驶时，其前后轴的转速相同，主动盘与从动盘之间没有转速差，此时盘片分离，车辆基本处于前驱或后驱状态，可达到节省燃油的目的。在转弯过程中，前后轴出现转速差，主、从动盘片之间也产生转速差。但由于转速差没有达到电子系统预设的要求，因而两组盘片依然处于分离状态，此时车辆转向不受影响。
[0006]当前后轴的转速差超过一定限度，例如前轮开始打滑，电控系统会控制液压机构将多片离合器压紧，此时主动盘与从动盘开始发生接触，类似离合器的结合，扭矩从主动盘传递到从动盘上从而实现四驱。多片摩擦式限滑差速器的接通条件和扭矩分配比例由电子系统控制，反应速度快，部分车型还具备手动控制的“LOCK”功能，即主、从动盘片可保持全时结合状态，功能接近专业越野车的四驱锁止状态。但摩擦片最多只能传递50%的扭矩给后轮，并且高强度的使用会时摩擦片过热而失效。
[0007]托森中央差速器(Torsen differential)的核心是蜗轮、蜗杆传动系统，如图2所示。正是它们的相互啮合互锁以及扭矩单向地从蜗轮传送到蜗杆齿轮的构造实现了差速器锁止功能，这一特性限制了滑动。在在弯道正常行驶时，前、后差速器的作用是传统差速器，蜗杆齿轮不影响输出轴输出速度的不同，如车向左转时，右侧车轮比差速器快，而左侧速度低，左右速度不同的蜗轮能够严密地匹配同步啮合齿轮。此时蜗轮蜗杆并没有锁止，因为扭矩是从蜗轮到蜗杆齿轮。而当一侧车轮打滑时，蜗轮蜗杆组件发挥作用，通过托森差速器或液压式多盘离合器，极为迅速地自动调整动力分配。
[0008]粘性联轴节的工作原理，有点类似于多片离合器。在输入轴上装有许多内板，插在输出轴壳体内的许多外板当中，并充入高粘度的硅油，如图3所示。输入轴与前置发动机上的变速分动装置相连，输出轴与后驱动桥相连。在正常行驶时，前后车轮没有转速差，粘性联轴节不起作用，动力不分配给后轮，汽车仍然相当于一辆前轮驱动汽车。
[0009]当汽车前后车轮出现较大的转速差。粘性联轴节的内、外板之间的硅油受到搅动开始受热膨胀，产生极大的粘性阻力，阻止内外板间的相对运动，产生了较大的扭矩。这样，就自动地把动力传送给后轮，汽车就转变成全轮驱动汽车。
[0010]锁止中央差速器(分时四驱)的危险性
[0011]四轮驱动车在锁止中央差速器处于分时四驱状态时，在干燥路面行驶车辆会倾向于直行，因左右车轮此时均具有大的附着力，从而使转弯过程中左右车轮行驶路程不同产生转速差，通过前后桥上的差速器将这个转速差传入前后传动轴，此时前后传动轴因没有中央差速器将这个转速差化解掉，这个差力将限制车轮随地面转动，从而引起转向困难，如车速过快时易引起翻车。而在湿滑路面上，由于车轮可以在地面滑动将这个转速差力释放掉，便不会出现转向困难。所以分时四驱只适合在附着力小的沙地、雪地或泥地等路面上使用，如在干燥路面上使用，只能进行直线行驶。
[0012]锁止前后差速器后的问题
[0013]上面说到分时四驱在公路上的危险性，如果我们在分时四驱状态下进一步锁止了前后桥的差速器，那么车辆在公路上实现转向几乎不可能。在正常行驶过程中前后桥差速器的突然锁止，将极易引起车辆的颠覆。
[0014]锁止差速器对四驱系统的损坏
[0015]锁止中央差速器和前后桥差速器后，发动机的动力很可能会从打滑的车轮上集中到仍有附着力的车轮，但是，车辆传动系的设计是让引擎的扭矩平分给四个车轮，假如只有一、两车轮有附着力，它们获得的扭矩将可能超过传动系所能承受的范围。举例来讲，一辆挂入分时四驱并锁止前后桥差速器的越野车，三个轮子因为地面的泥泞而失去附着力，那么这时发动机100%的动力便加在有附着力车轮的那根输出轴上，如果附着力和车辆行驶阻力都很大时，发动机的巨大扭力将足以扭断这个车轮相关的输出轴。所以在使用差速器锁时，对车辆的控制将变得非常重要。
【发明内容】
[0016]为了克服上述内容的不足，本发明提供了一种可自动锁止的中央差速器。
[0017]本发明采取的技术方案是:
[0018]一种可自动锁止的差速器，包括开放差速器机构、中央锁止轴(1)、锁止机构、扭矩反应机构和控制力预加机构；中央锁止轴(1)是一个十字轴结构，十字轴的竖直轴与开放式差速器的行星齿轮通过轴承连接，十字轴的水平轴与开放式差速器的左右齿轮通过轴承连接，中央锁止轴(1)整体相对开放式差速器不可旋转，中央锁止轴(1)通过花键与锁止机构内壳(3)的一端连接，提供锁止时的着力点；控制力预加机构用于施加预加控制力，扭矩反应机构用于响应于所述预加控制力和输出轴上的扭矩，进而启动或者停止所述锁止机构。
[0019]所述的可自动锁止的差速器，所述锁止机构包括锁止机构外壳(2)、锁止机构内壳
(3)、第一摆臂(5)、第二摆臂(23)、摩擦块(4)、摆臂推进弹簧(21)、摆臂回归弹簧(19)、斜面体(22)、楔形块(6);锁止机构外壳(2)和开放式差速器的左右齿轮固定连接，能够跟随开放式差速器的左右齿轮一起转动，扭矩反应机构外壳(9)和锁止机构外壳(2)通过螺栓固定连接在一起，动力可以通过锁止机构外壳(2)、扭矩反应机构外壳(9)、推力轴(15)输送至输出轴(10)。
[0020]所述的可自动锁止的差速器，第一摆臂(5)、第二摆臂(23)同轴安装在锁止机构内壳(3)内部的中心轴(7)上，第一摆臂(5)、第二摆臂(23)正常情况下相互垂直，形成四个摆臂，四个摆臂之间的四个象限空间分别安装两对摆臂推进弹簧(21)和两对摆臂回归弹簧
(19)，摆臂推进弹簧(21)的一端固定在摆臂上，另一端紧靠在斜面体(22)的斜面上，摆臂回归弹簧(19)的一端固定在弹簧固定板(18)，另一端固定在摆臂上。
[0021]所述的可自动锁止的差速器，所述摩擦块(4)为四个，四个摩擦块(4)铰接在第一摆臂(5)、第二摆臂(23)的两端，并设置在锁止机构外壳(2)和楔形块(6)上部的空间内；四个摩擦块和第一摆臂(5)、第二摆臂(23)之间设置摩擦块回归弹簧(20)。
[0022]所述的可自动锁止的差速器，锁止机构内壳(3)圆周上设置与所述楔形块(6)位置对应的可以容纳楔形块(6)和摩擦块(4)的空腔;楔形块(6)截面逐渐变厚，其与摩擦块(4)之间形成楔形机构。
[0023]所述的可自动锁止的差速器，四个楔形块(6)两两一组分布在圆盘直径的两端，两组之间夹角为10-30°。
[0024]所述的可自动锁止的差速器，扭矩反应机构包括扭矩反应机构托盘(8)、扭矩反应机构外壳(9)、推力轴(15)，所述扭矩反应机构托盘(8)为圆盘状，距离圆盘边缘一定距离固定四个楔形块(6);在该圆盘上，楔形块(6)所在圆周的内部沿径向固定两个斜面体(22);斜面体(22)的自由端设置两个对称的斜面(22A)、斜面(22B)，两个斜面(22A)、斜面(22B)紧靠在第一摆臂(5)、第二摆臂(23)之间的摆臂推进弹簧(21)的一端，摆臂推进弹簧(21)另一端固定在第一摆臂(5)、第二摆臂(23)上；
[0025]所述的可自动锁止的差速器，扭矩反应机构托盘(8)和推力轴(15)之间通过推力轴承连接，托盘拉板(13)通过螺栓将扭矩反应机构托盘(8)固定在推力轴(15)内部的推力轴承上，扭矩反应机构托盘(8)和推力轴(15)可做圆周方向相对运动。
[0026]所述的可自动锁止的差速器，若干条推力轴导向轨道(16)阵列分布在扭矩反应机构外壳(9)内圆周面上，其由一段与扭矩反应机构外壳(9)主轴平行的直线轨道和呈V字形的异形轨道连接而成，与所述推力轴导向轨道(16)—一对应的推力轴导柱(17)阵列分布在推力轴(15)圆周上，推力轴导柱(17)与推力轴导向轨道(16)配合，并被限定在推力轴导向轨道(16)的V字形的异形轨道中，当输出轴(10)上扭矩较小，预加控制力通过推力轴导柱
(17)产生的扭矩相对较大时，