一种用于特种车辆的分动器

技术领域

本发明涉及车辆传动设计技术领域，特别涉及一种用于特种车辆的分动器。

背景技术

在车辆底盘设计中，特种多轴驱动车辆上一般装有分动器，将变速器输出的动力分配到各驱动桥，用于克服车辆在不良路面和无路地区较大的行驶阻力。

现有的分动器主要有两种，一种为横向布置，横向分动器结构为：分动器前端一侧为输入轴，其直接与变速器输出轴相连，其后端为后桥输出轴，其通过万向传动装置与后桥相连，分动器前端另一侧为前桥输出轴，其通过万向传动装置与前桥相连，由于其内部结构限制，该分动器尺寸偏小，传递扭矩小，通常用于乘用车领域，另外一种为纵向布置，由于其输出轴均在箱体下部，造成后传动轴夹角过大，且传动轴占用、分割整车下部空间，导致整体式扫雪滚刷、清洗架、特种工具箱等特种装置无法布置，特种装置在车辆两侧布置后，造成整车成本高、结构复杂、管路混乱，另外还造成车辆往复工作，效率低下，同时，另一变形结构的纵向分动器存在两个缺陷，其一，若不布置差速器，则前后桥无法实现轴间差速器差速，会加速轮胎磨损，降低整车燃油效率，其二，行星式差速器布置在中间轴的结构会造成输入轴、输出轴旋向不同，给整车布置带来不必要的麻烦；与此同时，目前分动器的润滑方式无法控制各部件润滑量，润滑效果不佳，同时不必要的齿轮搅油还会增加功率损耗，造成发热、噪声等现象，并且在箱体上设置接油板、导油槽，或者在箱体壁上铸造、加工内部油道对箱体铸造、加工要求较高，零件成品率低，零件的质量、成本不易控制。

因此，如何优化特种车辆分动器结构以及分动器润滑效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于特种车辆的分动器，解决了特种车辆多驱布置时传动轴布置夹角过大、占用整车空间，整体式特种装置无法布置问题，同时改善分动器的润滑效果，实现精确润滑，达到减小系统发热，延长产品使用寿命的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于特种车辆的分动器，包括用于安装输入法兰的第一轴、用于安装后桥输出法兰的第二轴、与所述第一轴传动连接的第三轴、与所述第三轴传动连接的第四轴、用于安装前桥输出法兰的第五轴、用于过渡连接的第六轴，所述第三轴前端设置有双向润滑泵，所述第四轴上设置有差速器，所述差速器与所述第三轴传动连接，所述第五轴与所述差速器的前输出端连接，所述第六轴与所述差速器的后输出端连接，且所述第二轴和所述第六轴均与所述第三轴传动连接，所述双向润滑泵分别与所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴、所述第四轴、所述第五轴及所述第六轴的轴承连通。

优选地，还包括与所述双向润滑泵连通的外吸油管和内吸油管。

优选地，所述内吸油管上设有吸油滤。

优选地，还包括与所述双向润滑泵连通的出油管及与所述出油管连通的喷油管。

优选地，所述出油管上设有前分油阀，所述喷油管上设有后分油阀。

优选地，所述差速器为锥齿轮差速器或行星式差速器。

优选地，所述第一轴与所述第二轴串联排列设置。

优选地，所述第三轴上排列有两个齿轮，任一所述齿轮与所述第三轴之间设置有轴承。

优选地，还包括与所述双向润滑泵的出油口连通的冷却器进油管，所述冷却器进油管与冷却器连通，且所述冷却器上设有冷却器出油管，所述冷却器出油管与所述前分油阀连通。

优选地，还包括并联设置于所述冷却器进油管和所述冷却器出油管上的温控阀。

本发明所提供的用于特种车辆的分动器，包括用于安装输入法兰的第一轴、用于安装后桥输出法兰的第二轴、与第一轴传动连接的第三轴、与第三轴传动连接的第四轴、用于安装前桥输出法兰的第五轴、用于过渡连接的第六轴，第三轴前端设置有双向润滑泵，第四轴上设置有差速器，差速器与第三轴传动连接，第五轴与差速器的前输出端连接，第六轴与差速器的后输出端连接，且第二轴和第六轴均与第三轴传动连接，双向润滑泵分别与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承连通。变速器通过输入法兰将动力传递到第一轴并带动第一轴转动，第一轴将动力传递到第三轴带动第三轴旋转，第三轴带动差速器进行工作，差速器前输出端将动力传递到第五轴，第五轴通过前桥驱动法兰将动力传递到前驱动桥以带动车轮转动，同时，差速器后输出端将动力传递到第六轴，第六轴将动力通过第三轴齿轮传递到第二轴并带动第二轴转动，第二轴通过后桥驱动法兰将动力传递到后驱动桥带动车轮转动，从而达到驱动车辆的目的，差速器则起到了调节变速器输出动力的目的，使车辆适应不同路况的行驶，与此同时，第三轴带动双向润滑泵工作，双向润滑泵则对第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承进行润滑，以确保第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承正常工作，通过三级或三级以上齿轮减速结构，提高第二轴输出位置，使本发明的应用能够减小传动轴的夹角，同时在整车下部留出大量空间，方便现有车辆整体式特种装置布置，另外，通过定量润滑系统改善分动器的润滑效果，实现精确润滑，达到减小系统发热，延长产品使用寿命的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；

图2为图1所示结构的侧视图；

图3为图1所示差速器为锥齿式的传动系统简图；

图4为图1所示差速器为行星式的传动系统简图；

图5为图1所示整体结构的循环油路图；

图6为图5所示结构的侧视图；

图7为图1所示整体结构的齿轮润滑油路图；

图8为图1所示整体结构的轴承润滑油路图；

图9为图1所示整体结构的冷却润滑油路图。

其中，图1-图9中：

输入法兰—1，前分油阀—2，出油管—3，双向润滑泵—4，前桥输出法兰—5，油温传感器—6，后分油阀—7，后桥输出法兰—8，呼吸器—9，速度传感器—10，外吸油管—11，差速锁指示开关—12，差速锁—13，气源接口—14，吸油滤—15，内吸油管—16，喷油管—17，第一轴承润滑管—18，第二轴承润滑管—19，第三轴承润滑管—20，第四轴承润滑管—21，第五轴承润滑管—22，第六轴承润滑管—23，第七轴承润滑管—24，第八轴承润滑管—25，冷却器进油管—26，冷却器—27，冷却器出油管—28，温控阀—29，第一传动齿轮—Z1，第二传动齿轮—Z2，第三传动齿轮—Z3，第四传动齿轮—Z4，第五传动齿轮—Z5，第六传动齿轮—Z6，啮合套—C1，差速器—D1，第一轴—S1，第二轴—S2，第三轴—S3，第四轴—S4，第五轴—S5，第六轴—S6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1至图9，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图；图2为图1所示结构的侧视图；图3为图1所示差速器为锥齿式的传动系统简图；图4为图1所示差速器为行星式的传动系统简图；图5为图1所示整体结构的循环油路图；图6为图5所示结构的侧视图；图7为图1所示整体结构的齿轮润滑油路图；图8为图1所示整体结构的轴承润滑油路图；图9为图1所示整体结构的冷却润滑油路图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，主要包括用于安装输入法兰1的第一轴S1、用于安装后桥输出法兰8的第二轴S2、与第一轴S1传动连接的第三轴S3、与第三轴S3传动连接的第四轴S4、用于安装前桥输出法兰5的第五轴S5、用于过渡连接的第六轴S6，第三轴S3前端设置有双向润滑泵4，第四轴S4上设置有差速器D1，差速器D1与第三轴S3传动连接，第五轴S5与差速器D1的前输出端连接，第六轴S6与差速器D1的后输出端连接，且第二轴S2和第六轴S6均与第三轴S3传动连接，双向润滑泵4分别与第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5及第六轴S6的轴承连通。

其中，输入法兰1安装在第一轴S1前端，将变速器的动力传递到第一轴S1上并带动第一轴S1旋转，第一轴S1将动力传递到第三轴S3带动第三轴S3旋转，第三轴S3前端设置有双向润滑泵4，第三轴S3用于带动双向润滑泵4工作，第三轴S3同时用于带动差速器D1工作，第五轴S5与差速器D1的前输出端连接，第五轴S5安装前桥输出法兰5用于将动力传递到前驱动桥，第六轴S6与差速器D1的后输出端连接，第二轴S2安装后桥输出法兰8，且第二轴S2和第六轴S6均与第三轴S3传动连接，第六轴S6、第三轴S3以及第二轴S2用于将动力传递到后驱动桥，双向润滑泵4分别与第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5及第六轴S6的轴承连通，双向润滑泵4用于对第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5及第六轴S6的轴承进行润滑。

具体的，在实际的应用过程当中，变速器通过输入法兰1将动力传递到第一轴S1并带动第一轴S1转动，第一轴S1将动力传递到第三轴S3带动第三轴S3旋转，第三轴S3带动差速器D1进行工作，差速器D1前输出端将动力传递到第五轴S5，第五轴S5通过前桥驱动法兰5将动力传递到前驱动桥以带动车轮转动，同时，差速器D1后输出端将动力传递到第六轴S6，第六轴S6将动力通过第三轴齿轮传递到第二轴S2并带动第二轴S2转动，第二轴S2通过后桥驱动法兰8将动力传递到后驱动桥带动车轮转动，从而达到驱动车辆的目的，差速器D1则起到了调节变速器输出动力的目的，使车辆适应不同路况的行驶，与此同时，第三轴S3带动双向润滑泵4工作，双向润滑泵4则对第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5及第六轴S6的轴承进行润滑，以确保第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5及第六轴S6的轴承正常工作，通过三级或三级以上齿轮减速结构，抬高第二轴S2输出位置，使本发明的应用能够减小传动轴的夹角，同时在整车下部留出大量空间，方便现有车辆整体式特种装置布置，另外，通过定量润滑系统改善分动器的润滑效果，实现精确润滑，达到减小系统发热，延长产品使用寿命的目的。

需要说明的是，第一轴S1与第二轴S2串联排列设置，对传动轴进行结构优化，将后桥传动轴第二轴S2位置抬高，减小传动轴的夹角，同时在整车下部留出大量空间，方便现有车辆整体式特种装置布置。

还需要说明的是，第一轴S1、第二轴S2、第三轴S3、第四轴S4、第五轴S5、第六轴S6以及差速器D1的连接关系如下，第一轴S1与第三轴S3通过第一传动齿轮Z1和第二传动齿轮Z2啮合连接，在第三轴S3上还设置有第五传动齿轮Z5，第三轴S3上的第二传动齿轮Z2或第五传动齿轮Z5其中一个与第三轴S3之间安装有轴承，在第四轴S4上布置有差速器D1，第四轴S4与第三轴S3通过第三传动齿轮Z3和第二传动齿轮Z2啮合连接，第五轴S5与差速器D1的前输出通过花键连接，在第五轴S5上布置有啮合套C1，啮合套C1采用的常规的啮合技术，啮合套C1的内套和第五轴S5通过花键连接，根据工作需要啮合套C1的外套和差速器D1壳体通过花键结合或分离，前桥输出法兰5安装在第五轴S5前端，其作用是将动力通过万向传动装置传递到前驱动桥，第六轴S6与差速器D1的后输出通过花键连接，第六轴S6与第三轴S3通过第四传动齿轮Z4和第五传动齿轮Z5啮合连接，第二轴S2和第三轴S3通过第六传动齿轮Z6和第五传动齿轮Z5啮合连接，后桥输出法兰8安装在第二轴S2后端，其作用是将动力传递到后驱动桥。

为了优化上述实施例当中分动器自身的润滑效果，用于特种车辆的分动器还包括与双向润滑泵4连通的外吸油管11和内吸油管16，内吸油管16上设有吸油滤15，用于特种车辆的分动器还包括与双向润滑泵4连通的出油管3及与出油管3连通的喷油管17，出油管3上设有前分油阀2，喷油管17上设有后分油阀7，吸油滤15安装在内吸油管16上，二者一同布置在箱体内部，并与外吸油管11一端连接，外吸油管11的另一端与双向润滑泵4的吸油口连接，出油管3的一端与双向润滑泵4的出油口连接，另一端与前分油阀2连接，喷油管17的一端与前分油阀2连接，另一端与后分油阀7连接，第一轴承润滑管18、第二轴承润滑管19以及第三轴承润滑管20的一端与前分油阀2连接，另一端分别与前箱体各轴承润滑点连接，第四轴承润滑管21、第五轴承润滑管22、第六轴承润滑管23、第七轴承润滑管24以及第八轴承润滑管25的一端与后分油阀7连接，另一端分别与后箱体各轴承润滑点连接，双向润滑泵4借助第三轴S3的动力进行工作，将箱体内经过吸油滤15过滤的润滑油，通过内吸油管16、外吸油管11泵入出油管3，润滑油通过出油管3进入前分油阀2，在前分油阀2上润滑油进行第一次分配，一部分润滑油按照各位置轴承所需润滑量进行分配，润滑油经过第一轴承润滑管18、第二轴承润滑管19以及第三轴承润滑管20后，润滑前箱体各位置轴承，另一部分润滑油则进入喷油管17，润滑油在喷油管17上进行第二次分配，一部分润滑油通过喷油管17上的喷油孔润滑相应齿轮，另一部分润滑油则通过喷油管17进入后分油阀7，润滑油在后分油阀7上进行最后一次分配，润滑油按照各位置轴承所需润滑量进行分配，润滑油经过第四轴承润滑管21、第五轴承润滑管22、第六轴承润滑管23、第七轴承润滑管24以及第八轴承润滑管25后，润滑后箱体各位置轴承。

需要说明的是，润滑油油量分配方法过程如下：

第一步，根据分动器的结构排布和应用工况计算各位置轴承的转速n(r/min)、当量动载荷F(N)，设置轴承允许的温升值△T(℃)，根据已知条件按照公式：

G＝0.19×10

计算获得第一轴承所需的润滑量G1(L/min)，式中：d—轴承公称内径，μ—轴承摩擦系数，n—轴承转速，F—当量动载荷，△T—轴承温升。

第二步，进行各位置轴承实际润滑量的测试，参照目标分动器结构制作润滑量测试工装，模拟空载工作条件，通过调节前分油阀2、后分油阀7调节各位置节流孔径大小，使该轴承处的润滑量与计算结果一致，锁定该节流孔大小，其余各位置轴承润滑量及节流孔径重复以上方法得到。

第三步，进行产品应用效果验证，将分动器成品至于试验台架，模拟实际负载工况，测量某一轴承温度、润滑油压力，计算轴承实际温升值△T，并与最初的设定值进行对比，若轴承实际温升值大于设定值，且润滑油压力≤3bar，则调大分油阀节流孔径，若轴承实际温升值大于设定值，且润滑油压力＞3bar，则调小分油阀节流孔径，若轴承实际温升值小于设定值，则调小分油阀节流孔径；最后，根据以上方法，综合调节前分油阀2、后分油阀7调节各位置节流孔径大小，得到各轴承的最佳润滑量，保证各轴承要求温升值，从而实现轴承精确润滑，降低箱体油位，避免齿轮搅油发热。

基于此，用于特种车辆的分动器还包括用于监测分动器内部油温的油温传感器6，油温传感器6用于监测分动器内部润滑油的油温，使润滑油油量分配更加精确。

需要说明的是，分动器还包括呼吸器9、放油螺塞以及加油口，呼吸器9位于分动器箱体后部后桥驱动法兰8上方，呼吸器9采用的是常规的呼吸器，作用是保证变速箱内部气压与大气相通，放油螺塞位于分动器壳体的下部，用于变速箱使用过程中，当分动器内部润滑油达到换油周期后，换油时润滑油的排放，加油口位于分动器输出壳体的上部，用于给分动器加油使用。

需要说明的是，上述分动器还包括用于监测分动器转速的速度传感器10，速度传感器10位于分动器输入箱体前端中间位置，用于监测分动器的转速。

进一步地，上述分动器还包括用于执行差速器D1的锁止或断开的差速锁13，用于特种车辆的分动器还包括用于接通气源为差速锁13提供动力的气源接口14，用于特种车辆的分动器还包括用于显示差速锁13的锁止或断开状态的差速锁指示开关12，差速锁13位于分动器输入壳体前端的前桥拨叉壳体上，用于执行差速器D1的锁止和断开，气源接口14位于前桥拨叉壳体左上角，气源接口14为普通的螺纹接口，用于接通气源为差速锁13的拨叉机构提供动力，差速锁指示开关12位于前桥拨叉壳体左上角，用于显示差速锁13的锁止或断开状态，车辆在不良路面(例如冰雪、泥沙、越野)工作时，通过气源接口14给差速锁13通入压缩气体，使差速锁13锁止，差速器D1前后输出刚性连接，为整车前后驱动桥提供充足动力。

进一步地，差速器D1为锥齿轮差速器或行星式差速器，差速器D1的选择可以根据车辆的具体情况来确定，以能够满足车辆的行驶要求为准，在此不做具体限定。

进一步地，上述分动器还包括与双向润滑泵4的出油口连通的冷却器进油管26，冷却器进油管26与冷却器27连通，且冷却器27上设有冷却器出油管28，冷却器进油管26的一端与双向润滑泵4的出油口连接，另一端与冷却器27的进油口连接，冷却器出油管28的一端与冷却器27的出油口连接，另一端与前分油阀2连接，冷却器进油管26将润滑油输送至冷却器27，冷却器27对温度高的润滑油进行冷却，冷却后的润滑油经冷却器出油管28输送至前分油阀2，前分油阀2将冷却后的润滑油输送至分动器各润滑点。

需要说明的是，上述分动器还包括并联设置于冷却器进油管26和冷却器出油管28上的温控阀29，温控阀29用于实时检测润滑油的油温，以使冷却器27进行油温冷却控制调节，保证润滑油处于正常油温，保证润滑油的冷却效果，温控阀29按要求并联在冷却器27两端，也可直接集成在冷却器27上。

综上所述，本实施例所提供的用于特种车辆的分动器主要包括用于安装输入法兰的第一轴、用于安装后桥输出法兰的第二轴、与第一轴传动连接的第三轴、与第三轴传动连接的第四轴、用于安装前桥输出法兰的第五轴、用于过渡连接的第六轴，第三轴前端设置有双向润滑泵，第四轴上设置有差速器，差速器与第三轴传动连接，第五轴与差速器的前输出端连接，第六轴与差速器的后输出端连接，且第二轴和第六轴均与第三轴传动连接，双向润滑泵分别与第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承连通，变速器通过输入法兰将动力传递到第一轴并带动第一轴转动，第一轴将动力传递到第三轴带动第三轴旋转，第三轴带动差速器进行工作，差速器前输出端将动力传递到第五轴，第五轴通过前桥驱动法兰将动力传递到前驱动桥以带动车轮转动，同时，差速器后输出端将动力传递到第六轴，第六轴将动力通过第三轴齿轮传递到第二轴并带动第二轴转动，第二轴通过后桥驱动法兰将动力传递到后驱动桥带动车轮转动，从而达到驱动车辆的目的，差速器则起到了调节变速器输出动力的目的，使车辆适应不同路况的行驶，与此同时，第三轴带动双向润滑泵工作，双向润滑泵则对第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承进行润滑，以确保第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴及第六轴的轴承正常工作，通过三级或三级以上齿轮减速结构，抬高第二轴输出位置，使本发明的应用能够减小传动轴的夹角，同时在整车下部留出大量空间，方便现有车辆整体式特种装置布置，另外，通过定量润滑系统改善分动器的润滑效果，实现精确润滑，达到减小系统发热，延长产品使用寿命的目的。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。