[发明专利]液压气动活塞牵引控制器

说明书

技术领域

本发明是指一种用于车辆差速器滑动控制的液压气动活塞牵引控制器，使得当车轮以不同角速度转动时，置于差速器转轴左右侧的车轮之间传输的动力增加成为可能，用这种方式减少由于车辆的车轮之一缺乏附着导致车辆打滑的危险。本发明包括控制差速器中牵引力的方法和液压机械式滑动控制系统，使得车辆在某一车轮和其它车轮之间不同附着情形下以均匀形式施加牵引力，防止由于对地面具有较低附着的车轮打滑而导致的机械动力损耗。即使在车轮之一在非常滑溜的表面转动的极端情况下，该系统通过显示对地面附着的唯一车轮输送力矩。

该方法和系统应用于街道车辆、比赛、货运、农业、筑路机械等等。

背景技术

典型的差速器通常是由连接到差动传动盘的锥齿轮组成。在传统的汽车中，差速器壳体已经连接外部齿轮以接收从变速箱来的动力传输，并有两个行星齿轮和至少一个，通常两个或最终更多的，卫星齿轮。每个行星齿轮连接对应左右车轮之一的轮轴，而卫星齿轮使得每个行星齿轮从电机接收相同的力矩，甚至在车轮以不同的速度例如转弯时。

如果车辆的任何车轮由于滑溜路面失去抓地力，力矩减小，车轮加速，因为差速器反应并试图保持力矩。对面放置的车轮失去牵引力，因为差速器试图保持力矩相等。事实上发生的是当一个车轮开始在空中旋转时，需要较少的力矩在大的速度旋转，差速器传输的力矩减小。与柏油路保持附着的另一车轮接收到相同的减小的力矩(因为差速器通常工作传输相同力矩至两边)。由于这种减少，传输的力矩不足以在沥青上驱动，车轮停止。结果，车辆失去所有的机动性和传输无法恢复(它滑行)。

同时它使我们能够在非常粘的表面例如干沥青上作出极端急转弯，好像车辆没有任何限滑系统，在泥、沙、雪、山、沥青和比赛中操作而不会失去电机产生的所有力矩，这用目前现有的装置不能实现，因为如果差速器的锁止是非常牢固的，在松散地面可以获得良好的牵引力，但不能进行急转弯；如果差速器的锁止松弛后进行这些转弯，当牵引车轮之间的附着的差异存在时失去牵引力。

在车辆中牵引力的失去可以通过使用控制滑动的差速器来避免。不同类型的滑动控制系统已知例如由斜坡、由齿轮、由粘度、由预装弹簧触动，由空气驱动，等等。也有机电系统，其电子检测车轮的不对称负荷(单边加速)，并激活控制滑动的螺线管，通过小齿轮使得行星齿轮和差动器齿轮共享相同的转速。该滑动控制系统显示极其复杂和/或高成本，对于它们插入到普通车辆的差速器壳体中来说太高。

此外，用目前已经存在的装置，在任何行驶情况下均无法获得完全可靠的运转。对于一个良好的防滑反应，差速器的锁止必须非常牢固；在这些情形中，在附着丧失的情况下，牵引力是良好的，但是当进行封闭转弯时，当检测到左右车轮具有不对称负荷时，系统很容易以同样的方式作出反应，在最大程度进行调整的情况下，造成使差速器的功能无效的锁止效果。这个缺点不仅可以造成更大的轮胎磨损，而且也可能导致车辆失控，因为转向轮的可操作性减小了。

发明内容

本发明的目的是要以简单和经济的方式，在对应的行星齿轮上产生一种锁止效果以限制突然或异常加速的车轮。

本发明通过使用液压气动活塞作为行星齿轮的制动器从而允许避免这些缺点。

术语“锁止和/或制动”使用在本说明书中用于限定设置在差速器壳体内的齿轮的停止不动的效果，以便尽管一个车轮试图通过缺乏对公路的附着而脱离控制，这些车轮的转动仍然保持有其牵引力，由于施加至行星齿轮的锁止作用，差动盘的转动直接分配相同的速度至两车轮。

在达到给定速度运转期间，当车辆在直线行程移动而没有弯曲时，行星齿轮以及卫星齿轮实际上不会有任何相对运动，当它曲线行驶或在转角拐弯时，几乎没有相对运动。这一切是相对于差动盘而言的，因为它是以必需的速度转动以传输力矩至车轮。但是，当一个车轮失去抓地力，对地面的附着，差速器继续试图给予相同的力矩，而能够阻碍车轮的负荷已经急剧减小，从而车轮试图快速增加其速度(其是“自由的”)。随着由差速器传输的力矩减小，但另一车轮的高阻性负荷得到保持，因为它正常附着于地面，该车轮停止，因为减小的力矩不足以转动它。到这里，这是简单地描述在正常差速器中发生了什么。

在本发明中呈现的差动系统具有与行星齿轮和差速器壳体密切接触的摩擦系统。因此，在本发明的差速器中，在之前的段落中描述的牵引力丧失初期，对应“自由的”车轮的行星齿轮将倾向于在差速器壳体内更迅速地旋转，但阻力阻碍加速，由液压气动活塞和位于行星齿轮和差速器壳体之间的摩擦系统的密切接触产生的摩擦产生。因此，提及的行星齿轮停止，传输的力矩充分增大以在第二车轮中维持足够的牵引力。