一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器制造技术

本发明专利技术公开了一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，包括：驱动电机、主差速器、耦合传动装置。主差速器包括驱动轴、传动装置、可绕轴线旋转的第一输出轴和第二输出轴；耦合传动装置包括第一行星轮系和第二行星轮系，第二行星轮系与电机输出轴连接，接收电机输出轴输出的转矩，并输出另一转矩，第一行星轮系与所述第二行星轮系连接，接收第二行星轮系输出的转矩，第一行星轮系与传动装置连接，为第一输出轴和第二输出轴提供方向相反的转矩。本发明专利技术可以将经过其传输的驱动转矩选择性的定向分配给两侧半轴，通过直接强制连接两个输出轴的行星齿轮对自转来进行两输出轴间的转矩分配的，即转矩分配是直接在差速器内部完成的。

【技术实现步骤摘要】
一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器
本专利技术涉汽车传动领域，特别涉及一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器。
技术介绍
汽车差速器是驱动桥的主要部件，它的作用就是在向汽车左右两侧半轴传递动力的同时，允许左右半轴以不同的转速旋转，满足两侧车轮尽可能以纯滚动的方式行驶，减少轮胎与地面的摩擦。当车辆行驶时，正齿轮差速器与传统差速器一样，都具有平衡左右两车轮间不同转速的功能。在这种情况下，车辆转弯时轨迹半径大的车轮旋转速度要快于轨迹半径小的车轮，但左右车轮转矩的分配比率是固定的1：1。这在一定程度上是可行的，但是为了实现车辆的最佳控制，转弯轨迹半径大的车轮应当比转弯轨迹半径下的车轮输出更大的转矩。事实上，具有转矩定向分配功能的主动差速器安装在后桥上，可以防止车辆前轮转向不足，而且在主动转矩分配控制系统干预时，并不会使车辆减速，因此提高了车辆安全性和机动性能。另外，虽然传统差速器在附着良好的平坦路面上能够使汽车的驱动力合理的分配在各驱动轮上，然而一旦遇到崎岖、泥泞的路况，当其中一个驱动轮打滑甚至完全空转时，差速器会将全部驱动轮浪费在打滑的车轮上，使汽车无法正常行驶。当然，有防滑式和锁止式差速器的存在可以有效的解决这个问题，但是该类差速器趋于使车轮两侧驱动轮的转速相同。所以在一定程度上限制了车辆高速转弯的机动性。基于此，需要在正齿轮差速器机械结构的基础上，设计一种新型的具备转矩定向分配能力的电动主动差速器。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，解决了现有技术中只能平均分配左右车轮转矩的缺陷，实现了按需求定向的将驱动轴输入的转矩分配到左右车轮中。本专利技术提供的技术方案为：一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，包括：驱动电机，其具有可输出转矩的电机输出轴；主差速器，其包括驱动轴、传动装置、可绕轴线旋转的第一输出轴和第二输出轴，所述驱动轴通过传动装置将驱动所述第一输出轴和第二输出轴能够以相同或不同的转速同向旋转；耦合传动装置，其包括第一行星轮系和第二行星轮系，所述第二行星轮系与所述电机输出轴连接，接收所述电机输出轴输出的转矩，并输出另一转矩，所述第一行星轮系与所述第二行星轮系连接，接收所述第二行星轮系输出的转矩，所述第一行星轮系与所述传动装置连接，为所述第一输出轴和第二输出轴提供方向相反的转矩。优选的是，所述传动装置包括第一太阳轮，其与所述第一输出轴同轴固定连接，以与所述第一输出轴共同旋转；第二太阳轮，其与所述第二输出轴同轴固定连接，以与所述第二输出轴共同旋转；第一行星轮，其与所述第一太阳轮啮合；第二行星轮，其与所述第二太阳轮啮合；第一行星架，其与所述第一行星轮可旋转连接；第二行星架，其与所述第二行星轮可旋转连接；差速器壳，其与所述第一行星架和第二行星架可转动连接，所述驱动轴通过一对啮合的齿轮驱动所述差速器壳转动，以使所述第一行星轮和第二行星轮分别绕所述第一太阳轮和第二太阳轮公转。优选的是，所述第一行星轮系包括第三太阳轮、第三行星轮、第四行星轮和第一齿圈，所述第三太阳轮相对地面固定，所述第三太阳轮和第三行星轮、第四行星轮和第一齿圈依次啮合，所述第四行星轮与所述第二行星架可转动连接，所述第三行星轮上可转动的连接有第三行星架，以使所述第三行星轮的公转通过所述第三行星架输出。优选的是，所述第二行星轮系包括第四太阳轮、第五行星轮、第二齿圈，所述第四太阳轮与所述电机输出轴同轴固定连接，以使所述第四太阳轮与所述电机输出轴共同旋转，所述第五行星轮分别与所述第四太阳轮和第二齿圈相啮合，所述第五行星轮上可转动的连接有第四行星架，以使所述第五行星轮的公转通过所述第四行星架输出，所述第三行星架和第四行星架相固定连接，所述第一齿圈与所述第二齿圈相固定连接。优选的是，所述第三行星架和第四行星架一体成型。优选的是，所述第一齿圈与所述第二齿圈一体成型。一种汽车，包括上述的具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器。本专利技术的有益效果是：电动主动正差速器是传统的基于离合器带有耦合传动装置的差速器的最佳代替者，由于该差速器没有使用传统差速器锥形小齿轮，而采用行星齿轮平行排列的正齿轮，这意味着所需空间和重量极大减少，而潜在的扭矩容量显著提高。并且该差速器的设计更加紧凑，轻巧，噪声更低。效率和性能大大提升。有数据表明，采用正齿轮差速器代替传统的锥型齿轮差速器可以为中级车的后桥减轻30％以上的重量和几乎70％的横轴空间。1、本专利技术所述的具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器可以将经过其传输的驱动转矩选择性的定向分配给两侧半轴，并且在转矩定向分配时，由于不会改变总转矩，故不会使车辆减速，而且能够增加汽车的转弯机动性和驾驶员的驾驶乐趣。2、所述的主动差速器是通过直接强制连接左右半轴的行星齿轮对自转来进行左右半轴间的转矩分配的，即转矩分配是直接在差速器内部完成的。所以该差速器不再需要任何多余的组件，其所需轴向空间大大减少。3、采用一套耦合机构作为该差速器转矩分配时的动力传输机构，同时兼具减速功能和动力耦合功能，并且能够以同轴的方式布置差速电机，使差速器结构更加紧凑。该电机在不进行转矩分配时不旋转，只在主动分配转矩时才旋转以提供转矩。4、仅需一个电机作为差速器实现转矩分配的动力源即可，易于控制。即只需要控制电机转子的正转或反转就可以定向的分配左右半轴上的转矩。这不同于其他基于离合器或制动器实现转矩分配的差速器，其需要同时拥有两套离合器或制动器作为动力源，导致零件繁多，结构复杂。5、并且采用电机作为该差速器转矩分配的动力源，还有利于该差速器在电动汽车或是混合动力汽车上的应用，进而扩大了该差速器的使用领域。即本专利技术既可以安装在传统动力能源的车辆上，也可以安装在新能源动力的车辆上，应用范围广泛。6、由于本专利技术是在原有正齿轮差速器结构基础上改进设计的，因此具有改造加工成本低，制造过程和工艺流程继承性好的特点。附图说明图1为本专利技术所述的差速器的结构示意图。图2为图1中A-A剖视图。图3为本专利技术所述的第一行星齿轮系工作原理。图4为本专利技术所述的差速器转矩定向分配装置不工作时的转矩流动路径示意图。图5为在车辆右转弯工况下转矩定向分配装置分配的转矩流动路径示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。汽车差速器是一种能使旋转运动自一根轴传至两根轴，并使后者相互间能以不同转速旋转的差动机构，如图1所示，汽车差速器将车辆发动机产生的转矩分配给分别位于车辆左右两侧第一输出轴62和第二输出轴64，使它们沿其轴线旋转。本专利技术所述的差速器包括差速器壳22，其内包含其他工作部件，差速器还包括由两个不对称的第一太阳轮16和第二太阳轮18以及第一行星轮12和第二行星轮14组成的行星轮装置。差速器的啮合第一行星轮12和第二行星轮14分别与第一太阳轮16和第二太阳轮18啮合，即第一行星轮12与第一太阳轮16啮合而不与第二太阳轮18啮合，第二行星轮14与第二太阳轮18啮合而不与第一太阳轮16啮合。而第一太阳轮16和第二太阳轮18又分别与第一输出轴62和第二输出轴64相连。第一行星齿轮12的第一行星架26与差速器壳22相连使之可以随着差速器壳22一起旋转。而第二行星齿轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，其特征在于，包括：驱动电机，其具有可输出转矩的电机输出轴；主差速器，其包括驱动轴、传动装置、可绕轴线旋转的第一输出轴和第二输出轴，所述驱动轴通过传动装置将驱动所述第一输出轴和第二输出轴能够以相同或不同的转速同向旋转；耦合传动装置，其包括第一行星轮系和第二行星轮系，所述第二行星轮系与所述电机输出轴连接，接收所述电机输出轴输出的转矩，并输出另一转矩，所述第一行星轮系与所述第二行星轮系连接，接收所述第二行星轮系输出的转矩，所述第一行星轮系与所述传动装置连接，为所述第一输出轴和第二输出轴提供方向相反的转矩。

【技术特征摘要】
1.一种具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，其特征在于，包括：驱动电机，其具有可输出转矩的电机输出轴；主差速器，其包括驱动轴、传动装置、可绕轴线旋转的第一输出轴和第二输出轴，所述驱动轴通过传动装置将驱动所述第一输出轴和第二输出轴能够以相同或不同的转速同向旋转；耦合传动装置，其包括第一行星轮系和第二行星轮系，所述第二行星轮系与所述电机输出轴连接，接收所述电机输出轴输出的转矩，并输出另一转矩，所述第一行星轮系与所述第二行星轮系连接，接收所述第二行星轮系输出的转矩，所述第一行星轮系与所述传动装置连接，为所述第一输出轴和第二输出轴提供方向相反的转矩；所述第一行星轮系包括第三太阳轮、第三行星轮、第四行星轮和第一齿圈，所述第三太阳轮相对地面固定，所述第三太阳轮和第三行星轮、第四行星轮和第一齿圈依次啮合，所述第四行星轮与第二行星架可转动连接，所述第三行星轮上可转动的连接有第三行星架，以使所述第三行星轮的公转通过所述第三行星架输出。2.根据权利要求1所述的具备转矩定向分配功能的电动主动正齿轮差速器，其特征在于，所述传动装置包括:第一太阳轮，其与所述第一输出轴同轴固定连接，以与所述第一输出轴共同旋转；第二太阳轮，其与所述第二输出轴同轴固定连接，以与所述第二输出轴共同旋转；第一行星轮，其与所述第一太阳轮啮合；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王军年，孙娜娜，李修森，魏武，孙文，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22