CN107989981B - 差速锁操纵装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种差速锁操纵装置及车辆。本发明的目的是提供一种结构简单、安全可靠、安装方便的差速锁操纵装置及车辆，能在各种状态下实现差速器的锁止和分离，有效的实现车轮间的扭矩分配，以便车辆适应各种不良路况。本发明的技术方案是：一种差速锁操纵装置，用于使滑动啮合套与固定啮合套啮合和分离，其中滑动啮合套用于通过花键连接半轴且可沿半轴轴向移动，固定啮合套用于与差速器壳体相连，具有动作机构、缓冲蓄能器和传动机构，所述动作机构的动作端依次经缓冲蓄能器、传动机构连接所述滑动啮合套，动作机构经缓冲蓄能器、传动机构带动所述滑动啮合套沿半轴轴向移动以实现滑动啮合套与固定啮合套啮合和分离。本发明适用于差速锁领域。

Description

差速锁操纵装置及车辆
技术领域
本发明涉及一种差速锁操纵装置及车辆。适用于差速锁领域。
背景技术
目前，在叉车上使用的差速器普遍存在“差速不差扭”的特性，该特性给车辆的行驶带来不利的影响，如一侧车轮陷入泥泞时，由于附着力不够，就会产生打滑，这时另一侧车轮的驱动力不但不会增加，反而减少，致使车辆的牵引力大为减小。
为了提高车辆的通过性，满足四驱越野叉车的需求，在桥上安装差速锁，能有效的解决“差速不差扭”的问题。考虑到叉车载重大，速度低的特性，常采用手动机械式差速锁(牙嵌式)，这种差速锁技术简单，生产成本低，但却仍然是迄今为止最为可靠、最有效的提高车辆越野性能的驱动***的装备。它可以实现两个半轴的动力完全机械式结合。
差速锁提供有将齿轮壳体锁定至半轴的锁止构件，如啮合套。啮合套可以被差速锁操纵装置操纵以便与齿轮壳体结合或脱离结合。差速锁操纵装置通常包括将半轴锁定在一起的电气、气动或液压机构。这些机构大部分都存在停车、熄火状态或高速状态下无法实现挂挡的问题，气动和液压机构都对压力来源依赖性大，安装要求高，存在泄漏风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、安全可靠、安装方便的差速锁操纵装置及车辆，能在各种状态下实现差速器的锁止和分离，有效的实现车轮间的扭矩分配，以便车辆适应各种不良路况。
本发明所采用的技术方案是：一种差速锁操纵装置，用于使滑动啮合套与固定啮合套啮合和分离，其中滑动啮合套用于通过花键连接半轴且可沿半轴轴向移动，固定啮合套用于与差速器壳体相连，其特征在于：具有动作机构、缓冲蓄能器和传动机构，所述动作机构的动作端依次经缓冲蓄能器、传动机构连接所述滑动啮合套，动作机构经缓冲蓄能器、传动机构带动所述滑动啮合套沿半轴轴向移动以实现滑动啮合套与固定啮合套啮合和分离；
所述缓冲蓄能器具有支承套Ⅰ，支承套Ⅰ内置有可沿支承套Ⅰ轴向来回移动的支撑套Ⅱ，支撑套Ⅱ的两端均设有可配合支承套Ⅰ实现缓冲蓄能的弹性元件；所述支承套Ⅰ和支撑套Ⅱ分别连接所述传动机构和动作机构。
所述传动机构包括摇臂轴组件和拨叉组件，其中摇臂轴组件包括摇臂和摇臂轴，摇臂一端经销轴可转动接于所述支承套Ⅰ，摇臂另一端垂直连接摇臂轴，摇臂轴上安装所述拨叉组件，并经拨叉组件连接所述滑动啮合套。
所述拨叉组件包括拨叉和拨叉活动块，其中拨叉的拨叉轴与所述摇臂轴同轴相连，该拨叉的拨叉臂两端经可转动接与其上的拨叉活动块连接所述滑动啮合套。
所述支撑套Ⅱ两端的弹性元件分别为弹簧和碟簧，其中弹簧安装于支撑套Ⅱ的与动作机构相连端。
所述动作机构采用电动推杆。
所述摇臂轴与所述拨叉的拨叉轴通过花键相连。
一种车辆，其特征在于：具有所述的差速锁操纵装置。
所述摇臂轴穿过车辆的桥壳连接位于桥壳内的所述拨叉组件，该摇臂轴上对应桥壳设有O型圈。
本发明的有益效果是：本发明为了车辆无论处于停车还是运行时，都可以启动操纵机构，在动作机构和传动机构之间设置缓冲蓄能器，当啮合套无法与动作机构同步时，能量储存在缓冲蓄能器中，同时起到缓冲作用保护电动推杆，当啮合套达到啮合条件后，缓冲蓄能器中的能量能及时转化提供啮合力，保证在不良路况下，及时准确的锁止差速锁，提高脱困能力。
本发明采用电力驱动的操纵机构，电力获取容易，控制简单，电力线路易于布置，操纵机构大部分部件可置于桥壳外部，易于布置，以及避免气源或液压泄漏造成的可靠性问题。
本发明通过摇臂轴连接至桥壳内部，只需一个O型圈即可解决密封问题，结构简单，安装维护方便。
为了获取较大的啮合力，保证差速器的可靠锁止，外部有足够的空间布置较大力矩比的摇臂轴组件，充分放大动作机构的推力，且置于外部的机构维护维修方便。
附图说明
图1为实施例中差速锁的工作原理图。
图2为实施例中差速锁操纵装置的主视图。
图3为实施例中差速锁操纵装置的俯视图。
图4为实施例中缓冲蓄能器的剖视图。
图5为实施例中拨叉组件的示意图。
图6为实施例中摇臂轴组件的示意图。
具体实施方式
本实施例为一种具有差速锁操纵装置的车辆，差速锁操纵装置用于使滑动啮合套5与固定啮合套6啮合和分离，其中滑动啮合套5通过花键连接半轴8且可沿半轴8轴向移动；固定啮合套6通过花键连接差速器壳体7，该固定啮合套6轴向固定，随差速器壳体7一起旋转(见图1)。
如图2、图3所示，本例中差速锁操纵装置具有动作机构、缓冲蓄能器2和传动机构，动作机构的动作端依次经缓冲蓄能器2、传动机构连接滑动啮合套5，动作机构经缓冲蓄能器2、传动机构带动滑动啮合套5沿半轴8轴向移动以实现滑动啮合套5与固定啮合套6啮合和分离。
其中动作机构采用电力驱动的电动推杆1，电动推杆1安装于车架或桥壳上。电力获取容易，控制简单，电力线路易于布置，安全可靠，易于布置，可将操纵机构大部分部件可置于桥壳外部。
如图4所示，本实施例中缓冲蓄能器2具有支承套Ⅰ201和置于支承套Ⅰ201内且可沿支承套Ⅰ轴向来回移动的支撑套Ⅱ202，支承套Ⅰ的一端配合销208设有沿支承套Ⅰ直径方向布置的销轴207。支撑套Ⅱ的朝向销轴207端同轴连接碟簧204的一端，碟簧的另一端接有压板205，支承套Ⅰ201上对应压板205设置限位螺钉206；支撑套Ⅱ202的另一端同轴接有弹簧203并设有连接部，支撑套Ⅱ202经连接部与电动推杆1同轴相连，支承套Ⅰ201内壁上对应弹簧203设有一拳支撑环。
本例中传动机构包括摇臂轴组件3和拨叉组件4，其中拨叉组件安装于车辆的桥壳内，包括拨叉401和拨叉活动块402，该拨叉401的拨叉臂两端经可转动接与其上的两个拨叉活动块402连接滑动啮合套5(见图5)，滑动啮合套5的侧壁上对应拨叉活动块设有一圈滑槽；摇臂轴组件3包括摇臂301和摇臂轴302，摇臂301一端经支承套Ⅰ上的销轴与支承套Ⅰ可转动相连，摇臂301另一端垂直连接摇臂轴302(见图6)，摇臂轴302穿过桥壳与位于桥壳内的拨叉组件相连，该摇臂轴302通过花键与拨叉的拨叉轴同轴相连。为了解决桥壳的密封问题，在摇臂轴302上的与桥壳壳体对应部位设置O型圈9。
本实施例的工作状态共分为两种，分别为图1所示的状态Ⅰ，滑动啮合套5与固定啮合套6啮合，差速器锁止，两端车轮不差速，车辆具有良好的通过能力；状态Ⅱ，滑动啮合套5与固定啮合套6分离，差速器运转，两端车轮可差速运转，车辆具有转弯等功能。
本实施例的工作原理如下：
实现状态Ⅰ，操纵装置的传动路线为：车辆差速锁开关置于锁止位置，电动推杆1通电，正极输入，电动推杆1伸长至设定长度后断电并锁止。此时又分为两种情况：
情况一、电动推杆1伸长的同时滑动啮合套5和固定啮合套6啮合。此时缓冲蓄能器2随着电动推杆1的伸长而前移，推动摇臂301围绕摇臂轴302旋转，由于摇臂301和摇臂轴302焊接成一体，故摇臂轴302也随之旋转，通过花键与摇臂轴302连接的拨叉也随之转动。拨叉的转动一部分转化为拨叉活动块的旋转，一部分通过拨叉活动块推动滑动啮合套5沿着半轴8轴向前移逐渐与固定啮合套6啮合。
当滑动啮合套5和固定啮合套6完全啮合后，摇臂301无法继续旋转，与摇臂301相连的支承套Ⅰ无法继续前移，电动推杆1伸长使支撑套Ⅱ前移压缩碟簧，直至电动推杆1伸长至设定长度。压缩的碟簧对支承套Ⅰ作用力为滑动啮合套5和固定啮合套6提供啮合的保持力。
情况二、电动推杆1伸长的同时滑动啮合套5和固定啮合套6未啮合。此时摇臂301无法旋转，随着电动推杆1的伸长，缓冲蓄能器2中的碟簧优先被压缩直至电动推杆1伸长至设定长度，电动推杆1的推力完全以碟簧的弹性势能储存在缓冲蓄能器2中。
当滑动啮合套5和固定啮合套6达到啮合条件时，碟簧释放弹性势能推动摇臂301围绕摇臂轴302旋转，摇臂轴302也随之旋转，通过花键连接的拨叉也随之转动，拨叉的转动一部分转化为拨叉活动块的旋转，一部分通过拨叉活动块推动滑动啮合套5沿着半轴8轴向前移逐渐与固定啮合套6啮合。当滑动啮合套5和固定啮合套6完全啮合后，碟簧剩余的压缩力提供滑动啮合套5和固定啮合套6啮合的保持力。
实现状态Ⅱ，操纵机构的传动路线为：车辆差速锁开关置于分离位置，电动推杆1通电，负极输入，电动推杆1缩短至设定长度后断电并锁止。此时也分为两种情况：
情况一、电动推杆1缩短的同时滑动啮合套5和固定啮合套6脱开。此时缓冲蓄能器2随着电动推杆1的缩短而后退，拉动摇臂301围绕摇臂轴302旋转，摇臂轴302也随之旋转，通过花键连接的拨叉也随之转动，拨叉的转动一部分转化为拨叉活动块的旋转，一部分通过拨叉活动块拉动滑动啮合套5沿着半轴8轴向后移逐渐与固定啮合套6脱开。
当滑动啮合套5和固定啮合套6完全脱开后，摇臂301到达限位，支承套Ⅱ压缩弹簧，直至电动推杆1缩短至设定长度，通过弹簧的压缩提供滑动啮合套5和固定啮合套6脱开的保持力。
情况二、电动推杆1缩短的同时滑动啮合套5和固定啮合套6未脱开。此时摇臂301无法旋转，随着电动推杆1的缩短，缓冲蓄能器2中的弹簧优先被压缩直至电动推杆1伸长至设定长度，电动推杆1的拉力完全以弹簧的弹性势能储存在缓冲蓄能器2中。
当滑动啮合套5和固定啮合套6达到脱开条件时，弹簧释放弹性势能拉动摇臂301围绕摇臂轴302旋转，摇臂轴302也随之旋转，通过花键连接的拨叉也随之转动，拨叉的转动，一部分转化为拨叉活动块的旋转，一部分通过拨叉活动块拉动滑动啮合套5沿着半轴8轴向后移逐渐与固定啮合套6脱开。当滑动啮合套5和固定啮合套6完全脱开后，弹簧剩余的压缩力提供滑动啮合套5和固定啮合套6脱开的保持力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种差速锁操纵装置，用于使滑动啮合套（5）与固定啮合套（6）啮合和分离，其特征在于：具有动作机构、缓冲蓄能器（2）和传动机构，所述动作机构的动作端依次经缓冲蓄能器（2）、传动机构连接所述滑动啮合套（5），动作机构经缓冲蓄能器（2）、传动机构带动所述滑动啮合套（5）沿半轴轴向移动以实现滑动啮合套（5）与固定啮合套（6）啮合和分离；
所述缓冲蓄能器（2）具有支承套Ⅰ（201），支承套Ⅰ（201）内置有可沿支承套Ⅰ（201）轴向来回移动的支撑套Ⅱ（202），支撑套Ⅱ（202）的两端均设有可配合支承套Ⅰ（201）实现缓冲蓄能的弹性元件；所述支承套Ⅰ（201）和支撑套Ⅱ（202）分别连接所述传动机构和动作机构。
2.根据权利要求1 所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述传动机构包括摇臂轴组件（3）和拨叉组件（4），其中摇臂轴组件（3）包括摇臂（301）和摇臂轴（302），摇臂（301）一端经销轴（207）可转动接于所述支承套Ⅰ（201），摇臂（301）另一端垂直连接摇臂轴（302），摇臂轴（302）上安装所述拨叉组件（4），并经拨叉组件（4）连接所述滑动啮合套（5）。
3.根据权利要求2所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述拨叉组件（4）包括拨叉（401）和拨叉活动块（402），其中拨叉（401）的拨叉轴与所述摇臂轴（302）同轴相连，该拨叉（401）的拨叉臂两端经可转动接与其上的拨叉活动块（402）连接所述滑动啮合套（5）。
4.根据权利要求1~3任意一项所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述支撑套Ⅱ（202）两端的弹性元件分别为弹簧（203）和碟簧（204），其中弹簧（203）安装于支撑套Ⅱ（202）的与动作机构相连端。
5.根据权利要求4所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述动作机构采用电动推杆（1）。
6.根据权利要求3所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述摇臂轴（302）与所述拨叉（401）的拨叉轴通过花键相连。
7.根据权利要求2所述的差速锁操纵装置，其特征在于：所述摇臂轴（302）穿过车辆的桥壳连接位于桥壳内的所述拨叉组件（4），该摇臂轴（302）上对应桥壳设有O型圈（9）。
8.一种车辆，其特征在于：具有权利要求1~7任意一项所述的差速锁操纵装置。
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