一种超轻型全密封摩擦片式限滑差速器

本发明涉及车辆传动系统限滑差速器，具体涉及一种超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，尤其适用于巴哈越野赛车、轻型越野车以及实用型全地形车（utv）等轻量化传动系统。

背景技术：

1、“中国汽车工程学会巴哈大赛（baja sae china，简称bsc）”是一项由高等院校、职业院校汽车及相关专业在校生组队参加的越野汽车设计、制造和检测的比赛。在比赛中参赛车队按照赛事规则和赛车制造标准，在规定时间，使用同一型号发动机，设计制造一辆单座、发动机中置、四驱的小型越野车。

2、在赛车的传动系统中，差速器的作用是在汽车转弯时能够使左右两侧驱动轮实现差速转动的装置。赛场上会分布着诸如乱石阵、炮弹坑和驼峰路等恶劣路况，普通开放式差速器存在着严重的通过性问题，例如当一侧驱动轮陷入泥泞路面或悬空时，另一侧处于良好路面的驱动轮无法获得足够驱动力，车辆易陷入打滑困境；这是由于开放式差速器的等扭矩特性，动力会全部传递至打滑侧半轴，导致打滑侧车轮空转、抓地侧车轮失去驱动力，车辆丧失通过性与操控性。

3、为了解决上述问题，通常有两种方案。一种是在差速器中添加差速锁，但该方案对于赛车的转向、行驶性能以及轮胎磨损均存在不利影响，并且不能连续使用；另一种是限滑差速器，能够兼顾差速器的扭矩分配与转速分配特性。但现阶段没有针对巴哈赛车应用的限滑差速器，民用车以及主流赛事领域的限滑差速器均存在承载扭矩过剩、尺寸重量过大等问题，不能满足巴哈赛车所需的较低承载扭矩以及小型化、轻量化等需求，因此现阶段需要开发一种能够应用于巴哈赛车的超轻型摩擦片式限滑差速器。

技术实现思路

1、本发明针对现有限滑差速器结构尺寸大、整体重量高、承载扭矩不适配、无法适配巴哈赛车狭小安装空间与轻量化设计要求的技术缺陷，提出一种超轻型全密封摩擦片式限滑差速器。本发明通过改进传统摩擦片差速器合金钢组合压盖为一体式铝合金行星齿轮架与钢制分体式滑块、重新设计差速器壳体与转接齿轮等方式大幅缩小了轴向尺寸以及整体重量，显著优化了系统的空间利用率以及适用性。

2、本发明的技术方案如下：一种超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，包括差速器壳体、核心传动组件、左右对称布置的摩擦片组与碟簧预紧组件；

3、所述差速器壳体内部沿轴向从两端向中心依次布置碟簧预紧组件、摩擦片组，中心处设置核心传动组件；

4、碟簧预紧组件分别抵接于差速器壳体的内侧端面，为摩擦片组提供轴向预紧力；两组摩擦片组的中间为核心传动组件；

5、所述核心传动组件包括行星齿轮架11、十字轴7、行星齿轮组10、分体式滑块与左右两个半轴齿轮；所述行星齿轮组10安装在十字轴7上，二者集成安装于行星齿轮架11内部；

6、所述半轴齿轮与同侧摩擦片组之间设置有转接齿轮；所述转接齿轮与半轴齿轮周向固定，摩擦片组的内摩擦片与转接齿轮周向固定，外摩擦片与差速器壳体周向固定；内摩擦片与外摩擦片相对摩擦；

7、所述分体式滑块9为钢制分体结构，由左侧四枚滑块以及右侧四枚滑块组成，左右两枚滑块组成一组滑块，每组滑块中间组合孔位与十字轴7中的销轴配合，每组滑块两侧弧面台阶与行星齿轮架11外圈圆弧面配合，确保配合无间隙；每组滑块通过与花键槽等宽设计卡入差速器壳体的内花键槽中，仅沿轴向滑动、周向相对固定；每组滑块中间组合孔位的内孔设置有啮合斜面，与十字轴7的销轴配合，限滑工作时销轴推动啮合斜面将周向相对转动转化为轴向推力；

8、所述差速器壳体两端设置有旋转密封结构，差速器壳体结合面设置有静密封结构，共同围合形成密封腔体，实现全密封独立润滑。

9、所述摩擦片组由多对摩擦副沿轴向交替叠置组成，每对摩擦副包含一片内摩擦片18与一片外摩擦片19；外摩擦片19为外凸耳结构，与差速器壳体内壁的内花键槽配合，随差速器壳体同步转动；铁基内摩擦片18为内花键结构，与转接齿轮的外花键配合，随转接齿轮同步转动。

10、内摩擦片18为铁基内摩擦片；外摩擦片19为铜基外摩擦片；

11、所述内孔啮合斜面为单向设置，内孔另一侧为圆弧面，对应形成单向限滑模式；调整滑块安装方向，切换为加速限滑或减速限滑。

12、所述内孔啮合斜面为双侧设置，对应形成双向限滑模式；两侧啮合斜面的角度相同或不同，对应实现双向等力限滑或双向不等力限滑。

13、滑块内孔斜面与销轴20轴线的夹角为啮合角，取值范围为15°至35°；啮合角越小，相同周向扭矩下产生的轴向推力越大，锁止扭矩越强。

14、所述碟簧预紧组件包括至少一片碟形弹簧，通过更换不同刚度碟簧、增减碟簧叠片数量，调整初始锁止扭矩。

15、所述差速器壳体两侧支撑轴的内壁各安装有一组滚针轴承，用于对半轴进行径向支撑；差速器壳体外侧的安装支架上设置有深沟球轴承，用于整体轴向与径向定位，形成组合轴承支撑结构。

16、所述静密封结构为设置于壳体结合端面的环形密封槽与内置 o 型密封圈；所述旋转密封结构为设置于壳体两端支撑轴端部的双唇骨架油封。

17、综上所述，本申请包括以下至少三种有益技术效果：

18、1、轻量化与小型化效果：采用分体式钢制滑块替代传统整体钢制压盖，搭配铝合金行星齿轮架、铝合金转接齿轮与铝合金壳体，在保证承载能力的前提下，整体径向尺寸仅84mm、轴向尺寸仅87.4mm，整体重量为1.5kg；与同扭矩等级的传统摩擦片式限滑差速器相比，径向尺寸缩小约40%，轴向尺寸缩小约17%，重量降低约40%，减小车辆驱动桥尺寸。

19、2、锁止特性灵活可调：通过更换不同啮合角的滑块、调整滑块安装方向，可实现单向锁止、双向等力/不等力锁止多种模式；配合碟簧刚度、摩擦片数量的调整，可灵活匹配不同越野工况的锁止需求。

20、3、高可靠性与密封防护：采用全密封壳体结构，配合两端油封与结合面密封，实现独立润滑，可隔绝外界泥水、沙尘侵入，避免润滑失效，适配各种恶劣越野工况。

21、综上所述，本发明通过结构优化、使用新材料与扭矩传递路径重新设计，在解决现有限滑差速器沉重、复杂、尺寸大等痛点的基础上，提供了一种能够在巴哈越野赛车上广泛应用的轻量化动力分配解决装置。

1.一种超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，包括差速器壳体、核心传动组件、左右对称布置的摩擦片组与碟簧预紧组件；

2.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述摩擦片组由多对摩擦副沿轴向交替叠置组成，每对摩擦副包含一片内摩擦片（18）与一片外摩擦片（19）；外摩擦片（19）为外凸耳结构，与差速器壳体内壁的内花键槽配合，随差速器壳体同步转动；内摩擦片（18）为内花键结构，与转接齿轮的外花键配合，随转接齿轮同步转动。

3.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述内孔啮合斜面为单向设置，内孔另一侧为圆弧面，对应形成单向限滑模式；调整滑块安装方向，切换为加速限滑或减速限滑。

4.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述内孔啮合斜面为双侧设置，对应形成双向限滑模式；两侧啮合斜面的角度相同或不同，对应实现双向等力限滑或双向不等力限滑。

5.根据权利要求 3 或 4 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，滑块内孔斜面与销轴（20）轴线的夹角为啮合角，取值范围为15°至35°；啮合角越小，相同周向扭矩下产生的轴向推力越大，锁止扭矩越强。

6.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述碟簧预紧组件包括至少一片碟形弹簧，通过更换不同刚度碟簧、增减碟簧叠片数量，调整初始锁止扭矩。

7.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述差速器壳体两侧支撑轴的内壁各安装有一组滚针轴承，用于对半轴进行径向支撑；差速器壳体外侧的安装支架上设置有深沟球轴承，用于整体轴向与径向定位，形成组合轴承支撑结构。

8.根据权利要求 1 所述的超轻型全密封摩擦片式限滑差速器，其特征在于，所述静密封结构为设置于壳体结合端面的环形密封槽与内置 o 型密封圈；所述旋转密封结构为设置于壳体两端支撑轴端部的双唇骨架油封。