本發(fā)明涉及一種液壓耦合器，尤其是一種可應用于汽車作為差速器使用的一種液壓耦合器。

背景技術：

差速器是汽車的重要零部件之一，主要用于保證車輛兩側車輪在行程不等時能以相應的轉速旋轉，保證行駛運動學的基本要求?，F(xiàn)有的中央差速器主要有開放式中央差速器、多片離合器式差速器和粘性聯(lián)軸節(jié)式差速器。普通的開放式中央差速器，沒有任何限制，只能起到差速作用，當某一側車輪因地面附著系數(shù)降低而出現(xiàn)滑轉時，另一側車輪也不能傳遞扭矩，車輛無法駛出壞路面，通過性變差。在使用過程中需要裝配差速鎖，其成本高。多片離合器式差速器，其內(nèi)部有兩組摩擦盤，一組為主動盤，一組為從動盤，主動盤與前軸連接，從動盤與后軸連接，兩組盤片被浸泡在專用油中，二者的結合和分離依靠電子系統(tǒng)控制。多片離合器式差速器具有反應速度快、可瞬間結合、電控可調(diào)，缺點是結構復雜、成本高。粘性聯(lián)軸節(jié)式差速器其粘性聯(lián)軸節(jié)是一個裝有硅油的密封容器，里面有兩組帶槽的金屬葉片，一組與前軸相連，一組與后軸相連。在正常行駛時，前后車輪沒有轉速差，粘性聯(lián)軸節(jié)不起作用，動力不分配給后輪；當汽車前后車輪出現(xiàn)較大的轉速差粘性聯(lián)軸節(jié)分配扭矩。其優(yōu)點是尺寸緊湊、結構簡單、生產(chǎn)成本低；缺點是反應速度非常慢，扭矩分配比例小，只有較大的轉速差時才會工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種加工成本低、加工簡單、體積小、使用靈活的液壓耦合器，可以作為汽車的中央差速器使用，可降低四驅車的生產(chǎn)成本。

本發(fā)明為了達到上述目的，采用以下技術方案：

一種液壓耦合器，包括殼體和中間軸，殼體與中間軸同軸，殼體相對中間軸轉動，組裝后在殼體和中間軸之間形成液壓腔，液壓腔中填充工作介質(zhì)用于傳遞殼體與中間軸之間的轉矩，殼體連接動力輸入端，中間軸連接輸出端，所述殼體由殼體A、殼體B和固定外圈組成，殼體A和殼體B的內(nèi)側面中心均設有中間軸支撐軸，在中間軸支撐軸外對稱設置有m個殼內(nèi)凸出體，殼內(nèi)凸出體由水平的中間段和中間段兩側的斜面段組成，殼體A和殼體B的殼內(nèi)凸出體交錯分布，殼內(nèi)凸出體內(nèi)設置有泄壓槽，固定外圈將殼體A和殼體B固定，在固定外圈的內(nèi)側面設置有滑道，活動擋板可沿滑道運動，活動擋板數(shù)量為2n-1個，殼內(nèi)凸出體、活動擋板與中間軸及殼體配合將液壓腔分為2m個工作腔，每個工作腔中分布有泄壓槽，工作介質(zhì)可經(jīng)泄壓槽進入相鄰工作腔，在工作過程中有n個活動擋板作用于工作介質(zhì)形成液壓，n-1個活動擋板變換工作腔，變換工作腔的活動擋板與形成液壓的活動擋板交替分布，其中m、n為自然數(shù)，且n≥2。

作為一種優(yōu)選方式，所述中間軸為一體式結構，由支撐軸、內(nèi)環(huán)、外環(huán)及連接內(nèi)環(huán)和外環(huán)的中央隔板組成，內(nèi)環(huán)、外環(huán)徑向及中央隔板上均布2n-1個擋板滑槽，2n-1個活動擋板分別安裝在2n-1個擋板滑槽中且與內(nèi)環(huán)接觸，殼體A和殼體B的中間軸支撐軸與中間軸的支撐軸相套密封，中間隔板與殼體A和殼體B的殼內(nèi)凸出體接觸密封，在中間軸的中央隔板兩側各形成m個工作腔，工作腔里充滿液壓油，活動擋板可沿中間軸的軸向移動，并由殼體A和殼體B兩平行的斜面段滑動變化工作腔。

作為一種優(yōu)選方式，在泄壓槽中設置有泄壓閥安裝孔，泄壓閥安裝孔中安裝有泄壓閥。

作為一種優(yōu)選方式，在泄壓槽中設有自動泄壓裝置，所述自動泄壓裝置包括設置泄壓槽中的閥體腔，安裝在閥體腔中的閥體，閥體與閥體腔間有間隙，閥體位于閥體腔兩端位時閥體封堵泄壓槽，閥體兩端設有復位彈簧，復位彈簧的一端與閥體連接，另一端與閥體腔壁連接，閥體腔外設置有閥體蓋，將閥體及彈簧固定在閥體腔中。

作為一種優(yōu)選方式，在活動擋板的固定外圈固定側設有滑動銷，滑動銷插入固定外圈的滑道中，引導活動擋板沿滑道移動。

作為一種優(yōu)選方式，殼體A和殼體B外周設有螺絲孔A，相應地在固定外圈的左右兩側設置有螺絲孔B。

作為一種優(yōu)選方式，中間軸的一側內(nèi)環(huán)與支撐軸之間有環(huán)形凹槽，支撐軸套裝在殼體A的中間軸支撐軸內(nèi)圈，殼體A的中間軸支撐軸上的環(huán)形凸臺與環(huán)形凹槽間形成油封位；中間軸另一側的內(nèi)環(huán)的內(nèi)圈中有環(huán)形面，殼體B的中間軸支撐軸上有第一環(huán)形凸臺和第二環(huán)形凸臺，殼體B的中間支撐軸套裝在中間軸內(nèi)環(huán)的內(nèi)圈中，第一環(huán)形凸臺與環(huán)形面接觸，由第一環(huán)形凸臺、第二環(huán)形凸臺及環(huán)形面形成油封位。

本發(fā)明的液壓耦合器的工作原理是通過液壓油傳遞動力，當殼體轉動時，液壓油會推動活動擋板前進，活動擋板驅動中間軸轉動，從而實現(xiàn)動力傳遞，而泄壓槽能泄掉部份液壓力，這樣就能實現(xiàn)力的傳遞不平等，起到差速的作用，泄壓槽內(nèi)的泄壓閥控制液壓力的大小，泄壓閥開口越大，液壓油的壓力越小，力的傳遞越少。本發(fā)明中由于活動擋板在工作過程中可變換工作腔，動力傳遞不間斷，具有結構簡單、加工成本低、實時傳遞動力、使用靈活的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的第一種實施例的爆炸圖。

圖2 為本發(fā)明第一種實施例的剖面結構示意圖。

圖3為本發(fā)明第一實施例中殼體A和殼體B錯位安裝示意圖。

圖4為第一實施例中殼體A的內(nèi)側結構示意圖。

圖5為第一實施例中殼體A的外側結構示意圖。

圖6為第一實施例中殼體B的內(nèi)側結構示意圖。

圖7為第一實施例中殼體B的外側結構示意圖。

圖8為第一實施例中殼體固定外圈的結構示意圖。

圖9為第一實施例和第二實施例中間軸的結構示意圖（與殼體A相對面）。

圖10為第一實施例和第二實施例中間軸的結構示意圖（與殼體B相對面）。

圖11為第一實施例中活動擋板正在變換工作腔的示意圖。

圖12為第二實施例中殼體A的內(nèi)側結構示意圖。

圖13、圖14和圖15為第二實施例的結構示意圖。

圖16為安裝自動泄壓裝置的殼內(nèi)凸出體結構示意圖。

圖17為自動泄壓裝置的結構示意圖。

圖18為自動泄壓裝置工作示意圖。

圖中，1殼體A，11中間軸支撐軸，12殼內(nèi)凸出體，12a中間段，12b斜面段，13泄壓槽，14軸承座，15螺絲孔A，16泄壓閥安裝位，17定位銷，18環(huán)形凸臺，2中間軸，21支撐軸， 22內(nèi)環(huán)，23外環(huán)，24擋板滑槽，25中央隔板，26環(huán)形凹槽，27環(huán)形面，3活動擋板，31活動銷，4殼體B，41中間軸支撐軸,42殼內(nèi)凸出體，42a中間段，42b斜面段，43泄壓槽，44軸承座，45螺絲孔A，46泄壓閥安裝位，47定位銷，48第一環(huán)形凸臺，49第二環(huán)形凸臺，5固定外圈，51滑道，52螺絲孔B，53定位銷安裝孔，6a、6b油封位，7a、7b工作腔，8固定泄壓閥，9自動泄壓裝置，91閥體蓋，92閥體，93復位彈簧，94閥體腔。

具體實施方式

本發(fā)明的液壓耦合器，包括殼體和中間軸，殼體與中間軸同軸，殼體相對中間軸轉動，組裝后在殼體和中間軸之間形成液壓腔，液壓腔中填充工作介質(zhì)用于傳遞殼體與中間軸之間的轉矩，殼體連接動力輸入端，中間軸連接輸出端。殼體由殼體A1、殼體B4和固定外圈5組成，殼體A1和殼體B4的內(nèi)側面中心均設有中間軸支撐軸11、41，在中間軸支撐軸11、41外設置有m個殼內(nèi)凸出體12、42，殼內(nèi)凸出體12、42由水平的中間段12a、42a和中間段兩側的斜面段12b、42b組成，殼體A1和殼體B4的殼內(nèi)凸出體12、42交錯分布，殼內(nèi)凸出體12、42內(nèi)設置有泄壓槽13、43，固定外圈5將殼體A1和殼體B4固定，在固定外圈5的內(nèi)側面設置有滑道51，活動擋板3可沿滑道51運動，活動擋板數(shù)量為2n-1個，殼內(nèi)凸出體、活動擋板3與中間軸及殼體配合將液壓腔分為2m個工作腔，每個工作腔中分布有泄壓槽13、43，工作介質(zhì)可經(jīng)泄壓槽13、43進入相鄰工作腔，在工作過程中有n個活動擋板3作用于工作介質(zhì)形成液壓，n-1個活動擋板3變換工作腔，變換工作腔的活動擋板3與形成液壓的活動擋板3交替分布，其中m、n為自然數(shù)，且n≥2。

實施例1

圖1-圖11以殼體A1和殼體B4的內(nèi)側面分別設置2個殼內(nèi)凸出體12、42，活動擋板3數(shù)量為3個的結構，即m=2,n=2的結構對本發(fā)明進行進一步的介紹，但本發(fā)明不局限于本實施例。

本實施例中，中間軸2為一體式結構，由支撐軸21、內(nèi)環(huán)22、外環(huán)23及連接內(nèi)環(huán)22和外環(huán)23的中央隔板組成，內(nèi)環(huán)22、外環(huán)23徑向及中央隔板25上均布3個擋板滑槽24，3個活動擋板3分別安裝在3個擋板滑槽24中且與內(nèi)環(huán)22接觸，在活動擋板3的固定外圈5固定側設有滑動銷31，滑動銷31插入固定外圈5的滑道51中，引導活動擋板3沿滑道51移動?；顒訐醢?可沿中間軸的軸向移動，殼體A1和殼體B4的中間軸2支撐軸與中間軸2的支撐軸21相套密封，在中間軸2的中央隔板25兩側各形成2個工作腔，共4個工作腔，在工作腔里充滿液壓油。

本實施例中殼體A1和殼體B4的結構相似，為了連接動力輸入裝置，在殼體A1和殼體B4的外側面設置有軸承座14、44，通過軸承座14、44連接輸入軸，也可以通過其他方式與輸入裝置連接。例如可以在固定外圈上安裝齒輪進行傳動。

殼體A1和殼體B4外周設有螺絲孔A15、45，相應地在固定外圈5的兩側設置有螺絲孔B52，用螺絲穿過相應地螺絲孔A15、45和螺絲孔B52將殼體A1和殼體B4與固定外圈5固定。在殼體A1和殼體B4的內(nèi)側面還設有定位銷17、47，相應地在固定外圈5上設置有定位銷安裝孔53，定位銷17、47插裝在定位銷安裝孔53中，方便殼體A1、殼體B4及固定外圈5快速定位組裝。

殼體A1和殼體B4的內(nèi)側面中心均設有中間軸支撐軸21、41，在中間軸支撐軸21、4外對稱設置有2個殼內(nèi)凸出體12、42，殼內(nèi)凸出體12、42由水平的中間段12a、42a和中間段兩側的斜面段12b、42b組成，殼體A1和殼體B1相對應的斜面段12b、42b平行，殼體A1和殼體B4的殼內(nèi)凸出體12、42交錯分布，活動擋板3在液體的推動以及固定外圈5上滑道51的作用下，從殼內(nèi)凸出體的斜面段12b、42b由一個工作腔變化到另一個相鄰工作腔。殼內(nèi)凸出體12、42內(nèi)設置有泄壓槽13、43，工作腔中的液壓油可從泄壓槽13、43中流入相鄰工作腔，為了控制泄壓槽13、43開口大小，以滿足泄壓需要，在泄壓槽13、43中安裝泄壓閥。

為了實現(xiàn)中間軸2與殼體間的密封，中間軸2的一側內(nèi)環(huán)22與支撐軸21之間有環(huán)形凹槽26，支撐軸21套裝在殼體A1的中間軸支撐軸11內(nèi)圈，殼體A1的中間軸支撐軸11上的環(huán)形凸臺18與環(huán)形凹槽26間形成油封位6a；中間軸2另一側的內(nèi)環(huán)22的內(nèi)圈中有環(huán)形面27，殼體B4的中間軸支撐軸41上有第一環(huán)形凸臺48和第二環(huán)形凸臺49，殼體B4的中間支撐軸41套裝在中間軸內(nèi)環(huán)22的內(nèi)圈中，第一環(huán)形凸臺48與環(huán)形面27接觸，由第一環(huán)形凸臺48、第二環(huán)形凸臺49及環(huán)形面形27成油封位6b。該結構可保證中間軸2與殼體A1和殼體B4接觸面的可靠密封，且結構簡單，方便加工。

本實施例中以m=2,n=2為例（殼體A1和殼體B4各有2個殼內(nèi)凸出體，設置3個活動擋板3，形成4個工作腔），本領域技術人員可以根據(jù)本實施例做出多種變形，例如殼體A1和殼體B4各有3個殼內(nèi)凸出體，5個活動擋板3，形成6個工作腔；殼體A1和殼體B4各有4個殼內(nèi)凸出體，7個活動擋板3，形成8個工作腔等一系列的變形。這些結構并未脫離本發(fā)明的設計構想，仍落入本發(fā)明的保護范圍中。

實施例2

本實施例中基本結構與實施例1相同，只是在殼體A1和殼體B4的內(nèi)側面分別設置1個殼內(nèi)凸出體，其活動擋板3數(shù)量也為3個，相應地固定外圈5上的滑道51根據(jù)活動擋板3變化工作腔的位置進行設定，由此形成了有兩個工作腔7a、7b的液壓耦合器。圖12示意殼體A1的內(nèi)側結構，設置有1個殼內(nèi)凸出體12，殼內(nèi)凸出體12上設置有泄壓槽，殼體A1和殼體B4上的殼內(nèi)凸出體交錯設置，每個工作腔中有各有一個殼內(nèi)凸出體12、42。三個活動擋板3中有兩個活動擋板3在同一個工作腔7a中（如圖14所示），一個活動擋板3在另一個工作腔7b中（如圖13所示）。當外殼與中間軸2有轉速差時，其中一個活動擋板3會變換工作腔，保證有兩個活動擋板3在工作，一個活動擋板3在切換。如圖15示意活動擋板3即將變換工作腔的狀態(tài)，同實施例1相同，活動擋板3變化工作腔也是從殼內(nèi)凸出體的斜面段12b、42b處變化。其他結構與實施例1相同，不再贅述。本實施例具有加工簡單、成本低的優(yōu)點。

實施例3

液壓耦合器在殼體轉動時，工作介質(zhì)會推動活動擋板3前進，活動擋板3驅動中間軸2轉動，從而實現(xiàn)動力傳遞，而泄壓槽13、43能排出部分工作介質(zhì)，泄一部份液壓力，這樣就能實現(xiàn)力的傳遞不平等，起到差速的作用。本發(fā)明中在泄壓槽13、43中安裝泄壓閥來控制液壓力的大小。動力輸入輸出比值由泄壓閥開口大小來決定。

泄壓閥可以是固定的泄壓閥，參見圖4-圖7，在泄壓槽13、43底部的殼體上設有泄壓槽安裝位16、46，固定液壓閥8由泄壓槽安裝位16、46伸入泄壓槽13、43中，固定液壓閥8設定后在工作過程中無法進行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明還提供一種自動泄壓裝置9，參考圖16、圖17和圖18，該自動泄壓裝置9包括設置泄壓槽13、43中的閥體腔94，安裝在閥體腔中的閥體92，閥體92與閥體腔94間有間隙，閥體92位于閥體腔94兩端位時閥體92封堵泄壓槽，閥體92兩端設有復位彈簧93，復位彈簧93的一端與閥體92連接，另一端與閥體腔94壁連接，閥體腔94外設置有閥體蓋91，將閥體92及彈簧固定在閥體腔94中。所述閥體蓋91形狀與殼內(nèi)凸出體12上端開口形狀一致，固定在泄壓槽13、43中。如可以將閥體腔94設計為方形，閥體92為圓柱狀，使閥體92和閥體腔94間有間隙，液體低壓流動時，液體會從閥體92周圍的間隙流過，當液體壓力大時，間隙不足以讓液體流過，液體會推動閥體92前進。在液壓耦合器工作過程中，進入泄壓槽中的液體在壓力低時，液體不能推動閥體92移動，泄壓槽暢通，液體可經(jīng)過閥體92流到另一個工作腔，但當工作腔中液壓突然加大時，流經(jīng)閥體92的液體壓力增大，會推動閥體92移動堵住泄壓槽，這樣工作腔中的壓力不能釋放，就轉換成更多的動力，當工作腔內(nèi)沒有壓力時，閥體92兩側的復位彈簧93使閥體92復位，重新打開泄壓槽。

可以根據(jù)液壓耦合器選擇使用固定泄壓閥8或者自動泄壓裝置9控制泄壓槽開口大小，控制動力輸入輸出比值。

本發(fā)明液壓耦合器中工作介質(zhì)是從一個腔室擠壓到另一個腔室，活動擋板在擠壓的同時也從后面的腔室吸入工作介質(zhì)，工作介質(zhì)在腔室中循環(huán)，整個液壓耦合器只要做到基本密封即可滿足要求，其加工制造方便，成本低廉。各部件的摩擦小，且只在轉彎和打滑的時候才工作，都屬于低工作轉速，而且內(nèi)部全是油，幾乎沒有磨損。

本發(fā)明的液壓耦合器可廣泛應用于需要調(diào)整轉速差的領域。例如應用于汽車領域，（1）可作為中央差速器，安裝在中間部分，前驅為主的四驅車，裝在后軸部分，而以后驅為主的四驅車裝在前軸部分，來分別輸出動力。（2）可以直接整合到后橋的開放式差速器上，而不需要在中間傳動軸上增加設備，這樣更能節(jié)約成本。（3）取消后軸上的開放式差速器，直接裝兩個液壓耦合器，分別對應兩個半軸，兩個軸都能獲得一定的動力，兩個軸還互不干涉，能實現(xiàn)LSD的功能，不但能實現(xiàn)前后軸的限滑，還能實現(xiàn)左右軸的限滑功能，當車輛只有一個后輪有附著力時，也能脫困。(4)可取代離合器式LSD中離合器片的位置，且只要裝一面就可以實現(xiàn)功能，因為限制其中一個半軸，就可以通過中間的行星齒輪來限制另一個半軸，限滑效果更好，更耐用，可靠。

以前驅為主的四驅車，在濕滑路面加速時，前輪打滑，這時液壓耦合器開始工作，殼體與中間軸2產(chǎn)生轉速差，從而產(chǎn)生壓力，來推動中間軸2轉動，把動力傳到后輪，由于液壓腔內(nèi)的液壓油不能及時從泄壓槽排到另一個液壓腔，腔內(nèi)的壓力會變大，動力傳遞會更多，瞬間輸入的力越大，壓力越大，力的傳遞越多，輸入的力越小，壓力越小。勻速行駛時，不存在轉速差，所有部件不工作，沒有任何壓力及損耗，它時時刻刻在準備，極大提高行駛的穩(wěn)定性。