CN102384240B - 一种无级变速式自锁差速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无级变速式自锁差速器，旨在提供一种具有防滑自锁功能的同时既可以进行被动差速又可以进行主动差速的无级变速式自锁差速器。该装置包括轴线平行布置的主动轴、左从动轴、右从动轴和差速调节杆，两条V形金属带跨接左、右从动轴和主动轴上的V形槽，左从动轴与右从动轴轴线共线，右从动轴的左端通过滚针轴承的支撑插入左从动轴的内孔中，左从动轴与左半轴花键连接，右从动轴与右半轴花键连接，在主动轴上对称布置有左主固定盘和右主固定盘、左主移动盘和右主移动盘、左预紧弹簧和右预紧弹簧、两个弹簧座和两个锁紧螺母，在左从动轴上布置有左从固定盘和左从移动盘，在右从动轴上布置有右从固定盘、右从移动盘，在左从移动盘和右从移动盘之间安装有推力轴承。

Description

一种无级变速式自锁差速器

技术领域

本发明涉及一种差速器，特别涉及一种采用无级变速装置的具有主动差速、被动差速和自锁防滑功能的无级变速式自锁差速器，属于汽车零部件技术领域。

背景技术

差速器的功用是当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左、右驱动车轮以不同的角速度滚动，以保证两侧驱动车轮与地面间作纯滚动运动。目前使用的差速器主要包括对称锥齿轮差速器和防滑差速器。

对称锥齿轮差速器由行星齿轮、行星齿轮轴、半轴齿轮和差速器壳等组成，来自主减速器的动力传给差速器壳、行星齿轮轴、行星齿轮和半轴齿轮，再经左、右两半轴传至驱动车轮，根据左、右两驱动车轮遇到阻力的不同，对称锥齿轮差速器可以使左、右两驱动车轮等速转动或不等速转动。对称锥齿轮差速器的缺陷是：装配对称锥齿轮差速器的汽车在良好路面上直线或转弯行驶时的效果令人满意，但在坏路面上行驶时，由于左右驱动车轮与地面之间的附着条件相差很大时，一侧附着条件较差的驱动车轮会产生打滑空转，另一侧附着条件好的驱动车轮则停止转动，汽车因此无法前进。

为了提高汽车的通过能力，解决对称锥齿轮差速器存在的一侧驱动车轮转速为零和另一侧驱动车轮高速空转的问题，在差速器上增加防滑自锁装置，出现了包括锁止式差速器、高摩擦自锁式差速器、牙嵌式自由轮差速器、托森差速器、粘性连轴差速器等多种样式的防滑差速器。当一侧驱动车轮打滑时，防滑差速器通过防滑机构限制或停止差速工作过程，以此限制打滑空转的驱动车轮转动，将大部分或全部驱动力矩转递给不打滑的驱动车轮，以利用不打滑的驱动车轮产生足够的驱动力矩使汽车行驶。防滑差速器的缺陷是：现有的防滑差速器都属于被动式差速器，只能根据驱动车轮在路面转弯行驶半径的大小进行被动差速，而不能保证在实现防滑自锁的同时根据汽车转向机构的转角位移进行主动差速。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有防滑自锁功能的同时既可以进行被动差速又可以进行主动差速同时兼具变速功能的无级变速式自锁差速器。该装置采用由主动轴、从动轴、金属锥盘和金属带（或皮带）组成的无级变速机构与由差速调节杆、拨叉和拨叉头组成的主动差速调节机构相结合，进行差速和防滑自锁工作，并通过左、右半轴将动力传递给汽车两侧驱动轮，取消主动差速调节机构后则可以进行被动差速和防滑自锁工作。

本发明的工作原理是：驱动力经圆锥齿轮9输入给通过二个半圆连接盘8与圆锥齿轮9连接的主动轴1，使主动轴1获得动力转动，主动轴1的转速为N；主动轴1的动力通过跨接右主V形槽V1和右从V形槽V2的右V形金属带10＇传递给右从动轴13＇，使右从动轴13＇和与其花键连接的右半轴12＇获得动力转动，右从动轴13＇和右半轴12＇的转速为N1，右半轴12＇将动力传递给右侧驱动车轮；同时，主动轴1的动力通过跨接左主V形槽V4和左从V形槽V3的左V形金属带10传递给左从动轴13，使左从动轴13和与其花键连接的左半轴12获得动力转动，左从动轴13和左半轴12的转速为N2，左半轴12将动力传递给左侧驱动车轮。根据机械传动理论中的带轮传动原理，从动转速与主动转速的比值等于从动啮合半径与主动啮合半径的反比，则得到N1=N（R1/R2），N2=N（R4/R3），式中R1为右V形金属带10＇与右主V形槽V1的啮合半径，R2为左V形金属带10＇与右从V形槽V2的啮合半径，R3为左V形金属带10与左从V形槽V3的啮合半径，R4为左V形金属带10与左主V形槽V4的啮合半径。根据上述N1和N2与N的关系式，可得到下述结果：当R1=R2=R3=R4时，N1=N2=N，此时差速器执行等速工作；当R1/R2≠R4/R3时，N1≠N2，此时差速器执行差速工作；当R1/R2≠R4/R3≠0时，N1≠N2≠0，此时差速器执行防滑自锁工作。

根据无级变速理论，由于金属带的长度固定，R2增大或减小时，R1必然减小或增大，R2与R1为反比关系；R3增大或减小时，R4必然减小或增大，R3与R4为反比关系。啮合半径与V形槽的计算宽度成反比关系，即右主V形槽V1的计算宽度L1增大或减小时，R1减小或增大；右从V形槽V2的计算宽度L2增大或减小时，R2减小或增大；左从V形槽V3的计算宽度L3增大或减小时，R3减小或增大；左主V形槽V4的计算宽度L4增大或减小时，R4减小或增大。由于左从固定盘15与左从动轴13为一体件，右从固定盘15＇与右从动轴13＇为一体件，所以左从固定盘15和右从固定盘15＇之间的计算宽度L为固定值。同时，左从移动盘16和右从移动盘左16＇之间的计算宽度L0也为固定值。因为L=L0+L2+L3，且L和L0为固定值，所以L2与L3为反比关系。

差速器电子控制系统根据转向机构的转角位移来调节力F，力F推动差速调节杆18轴向移动，差速调节杆18上的左拨叉头22和右拨叉头22＇可分别推动左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘左16＇整体左、右移动，使L2和L3大小改变；由于啮合半径与V形槽计算宽度的反比关系，L2和L3大小改变导致R2和R3也发生大小改变；由于啮合半径之间的反比关系，R2和R3大小改变导致R1和R4也发生大小改变。以上过程最终导致R1/R2与R4/R3的关系变化，使N1、N2和N的关系发生变化，从而实现该装置的主动模式下的各种工作过程，其实质是由L2和L3的大小变化来改变N1、N2和N的关系。

在主动差速结构的基础上取消差速调节杆18、拨叉20、左拨叉头22、右拨叉头22＇和调节杆轴承19，其它零件保持不变，即可变为被动差速模式下的无级变速式差速器。变动后的装置中的左半轴12获得左侧驱动车轮的转速N2并传递给左从动轴13，右半轴12＇获得右侧驱动车轮的转速N1并传递给右从动轴13＇，主动轴1获得动力源驱动的转速为N。根据转速与啮合半径的等式关系和啮合半径之间的反比关系及啮合半径与V形槽的计算宽度成反比关系来被动的调节各啮合半径的大小，啮合半径的大小的改变使得差速器能够保障被动差速调节，其实质是由N1、N2和N的关系变化来被动的改变R1和R2与R4和R3的变化关系。

变速功能可以通过改变初始盘的外径尺寸和改变初始L0长度二种方式来实现，改变初始盘的外径尺寸和改变初始L0长度最终使各啮合半径变化，当R4＝R1＜R3＝R2时，N＞N1＝N2，具有降速功能；当R4＝R1＞R3＝R2时，N1＝N2＞N，具有升速功能。

本发明通过下述技术方案予以实现：

一种无级变速式自锁差速器，它包括与左从动轴13和右从动轴13＇轴线平行布置的主动轴1，在主动轴1上对称布置有左主固定盘7＇和右主固定盘7、左主移动盘6＇和右主移动盘6、左预紧弹簧5＇和右预紧弹簧5、左弹簧座4＇和右弹簧座4及左锁紧螺母3＇和右锁紧螺母3，左主移动盘6＇和右主移动盘6与主动轴1花键连接并可沿主动轴1轴向移动，右弹簧座4和左弹簧座4＇与主动轴1花键连接，左预紧弹簧5＇位于左弹簧座4＇与左主移动盘6＇之间，右预紧弹簧5位于右弹簧座4与右主移动盘6之间，左主固定盘7＇通过二个半圆连接盘8与圆锥齿轮9连接；所述的左从动轴13的轴线与右从动轴13＇的轴线在同一直线上，右从动轴13＇的左端通过滚针轴承11的支撑插入左从动轴13的内孔中，左从动轴13与左半轴12花键连接，右从动轴13＇与右半轴12＇花键连接，在左从动轴13上布置有左从固定盘15和左从移动盘16，左从移动盘16与左从动轴13花键连接并可沿左从动轴13轴向移动，在右从动轴13＇上布置有右从固定盘15＇、右从移动盘16＇，右从移动盘16＇与右从动轴13＇花键连接并可沿右从动轴13＇轴向移动，左从移动盘16的右端为左轴承座圈21，右从移动盘16＇的左端为右轴承座圈21＇，推力轴承17位于左轴承座圈21和右轴承座圈21＇之间；所述的左主固定盘7＇和左主移动盘6＇形成左主V形槽V4，右主固定盘7和右主移动盘6形成右主V形槽V1，左从固定盘15和左从移动盘16形成左从V形槽V3，右从固定盘15＇和右从移动盘16＇形成右从V形槽V2，左V形金属带10跨接左从V形槽V3和左主V形槽V4，右V形金属带10＇跨接右主V形槽V1和右从V形槽V2，差速调节杆18穿过左V形金属带10和右V形金属带10＇的金属带圈，差速调节杆18的轴线与主动轴1、左从动轴13和右从动轴13＇的轴线平行，在差速调节杆18上设置有拨叉20，拨叉20的左拨叉头22位于左从移动盘16和左轴承座圈21之间，且左拨叉头22与左轴承座圈21外端面之间为相对运动的光滑配合关系，右拨叉头22＇位于右从移动盘16＇和右轴承座圈21＇之间，右拨叉头22＇与右轴承座圈21＇外端面之间也为相对运动的光滑配合关系，其相对运动的光滑配合关系为了传递来自调节杆18左右方向的F推力，既可以传递推力F又能保持两个零件之间相对运动。

所述的左主固定盘7＇和右主固定盘7与主动轴1为一体件，左从固定盘15与左从动轴13为一体件，右从固定盘15＇与右从动轴13＇为一体件；所述的主动轴1通过位于主动轴1两端的深沟球轴承2支撑在差速器壳体上，左从动轴13和右从动轴13＇通过各自外端的圆锥磙子轴承14支撑在差速器壳体上，差速调节杆18通过其两端的调节杆轴承19支撑在差速器壳体上；所述的主动轴1既可以通过圆锥齿轮9与动力源连接获得动力驱动，也可以通过在主动轴1的轴端采用键连接方式获得动力驱动；所述的左半轴12用于连接汽车左驱动轮，右半轴12＇用于连接汽车右驱动轮；所述的差速调节杆18、拨叉20、左拨叉头22、右拨叉头22＇和调节杆轴承19的存在，可实现主动差速调节，取消差速调节杆18、拨叉20、左拨叉头22、右拨叉头22＇和调节杆轴承19，则可实现被动差速调节；所述的左V形金属带10和右V形金属带10＇也可以更换为V形皮带。

本发明的有益效果是：（1）采用由主动轴、从动轴、金属锥盘和金属带（或皮带）组成的无级变速机构实现了差速过程的无级调速，提高了差速过程的连续性；（2）具有防滑自锁功能的同时可以根据汽车转向机构的转角位移进行主动差速；（3）既可以用于主动差速也可以用于被动差速，同时兼具变速功能，应用范围广；（4）结构简单，生产成本低。

附图说明

图1是无级变速式自锁差速器主动差速结构示意图；

图2是无级变速式自锁差速器被动差速结构示意图；

图3是无级变速式自锁差速器主动差速A-A剖视图；

图4是无级变速式自锁差速器被动差速B-B剖视图；

图5是采用圆锥齿轮动力输入的主动轴结构示意图；

图6是采用轴端动力输入的主动轴结构示意图；

图7是从动轴结构示意图；

图8是无级变速式自锁差速器左转差速原理图；

图9是无级变速式自锁差速器右转差速原理图。

图中：1.主动轴 2.深沟球轴承 3.右锁紧螺母 3＇.左锁紧螺母 4.右弹簧座 4＇.左弹簧座 5.右预紧弹簧 5＇.左预紧弹簧 6.右主移动盘 6＇.左主移动盘 7.右主固定盘7＇.左主固定盘 8.半圆连接盘 9.圆锥齿轮 10.左V形金属带 10＇.右V形金属带 11.滚针轴承 12.左半轴 12＇.右半轴 13.左从动轴 13＇.右从动轴 14.圆锥磙子轴承 15.左从固定盘 15＇.右从固定盘 16.左从移动盘 16＇.右从移动盘 17.推力轴承 18.差速调节杆 19.调节杆轴承 20.拨叉 21.左轴承座圈 21＇.右轴承座圈 22.左拨叉头 22＇.右拨叉头

V1.右主V形槽、V2.右从V形槽、V3.左从V形槽、V4.左主V形槽

具体实施方式

下面参照附图进一步说明本发明的具体内容及其具体实施方式。

图1是无级变速式自锁差速器主动差速结构示意图，图3是无级变速式自锁差速器主动差速A-A剖视图，主动轴1与左从动轴13和右从动轴13＇轴线平行布置，左从动轴13的轴线与右从动轴13＇的轴线在同一直线上，右从动轴13＇的左端通过滚针轴承11的支撑插入左从动轴13的内孔中，左从动轴13与左半轴12花键连接，右从动轴13＇与右半轴12＇花键连接。

左主固定盘7＇和右主固定盘7、左主移动盘6＇和右主移动盘6、左预紧弹簧5＇和右预紧弹簧5、左弹簧座4＇和右弹簧座4及左锁紧螺母3＇和右锁紧螺母3在主动轴1上对称布置，左主固定盘7＇和右主固定盘7与主动轴1为一体件，左主移动盘6＇和右主移动盘6与主动轴1花键连接并可沿主动轴1轴向移动，左预紧弹簧5＇和右预紧弹簧5的弹簧力大小可分别经左锁紧螺母3＇和右锁紧螺母3进行调节，右弹簧座4和左弹簧座4＇与主动轴1花键连接，可以防止调节锁紧螺母时弹簧座随锁紧螺母转动，左预紧弹簧5＇位于左弹簧座4＇与左主移动盘6＇之间，右预紧弹簧5位于右弹簧座4与右主移动盘6之间，左主固定盘7＇通过连接盘8与圆锥齿轮9连接，主动轴1通过圆锥齿轮9与动力源连接获得动力。

在左从动轴13上布置有左从固定盘15和左从移动盘16，左从固定盘15与左从动轴13为一体件，左从移动盘16与左从动轴13花键连接并可沿左从动轴13轴向移动，在右从动轴13＇上布置有右从固定盘15＇、右从移动盘16＇，右从固定盘15＇与右从动轴13＇为一体件，右从移动盘16＇与右从动轴13＇花键连接并可沿右从动轴13＇轴向移动，左从移动盘16的右端为左轴承座圈21，右从移动盘16＇的左端为右轴承座圈21＇，推力轴承17位于左轴承座圈21和右轴承座圈21＇之间，推力轴承17保证左从移动盘16与右从移动盘16＇能相对转动又可承受轴向推力。

左主固定盘7＇和左主移动盘6＇形成左主V形槽V4，左主V形槽V4的宽度为L4，右主固定盘7和右主移动盘6形成右主V形槽V1，右主V形槽V1的宽度为L1，左从固定盘15和左从移动盘16形成左从V形槽V3，左从V形槽V3的宽度为L3，右从固定盘15＇和右从移动盘16＇形成右从V形槽V2，右从V形槽V2的宽度为L2。

左V形金属带10跨接左从V形槽V3和左主V形槽V4，左V形金属带10与左从V形槽V3的啮合半径为R3，左V形金属带10与左主V形槽V4的啮合半径为R4，右V形金属带10＇跨接右主V形槽V1和右从V形槽V2，右V形金属带10＇与右主V形槽V1的啮合半径为R1，右V形金属带10＇与右从V形槽V2的啮合半径为R2，左预紧弹簧5＇的弹簧力保证左V形金属带10与左从V形槽V3和左主V形槽V4的无间隙啮合且传递要求的动力，右预紧弹簧5的弹簧力保证右V形金属带10＇与右主V形槽V1和右从V形槽V2的无间隙啮合且传递要求的动力。

差速调节杆18穿过左V形金属带10和右V形金属带10＇的金属带圈，差速调节杆18通过其两端的调节杆轴承19支撑在差速器壳体上，差速调节杆18的轴线与主动轴1、左从动轴13和右从动轴13＇的轴线平行，差速调节杆18可以沿其轴线移动，在差速调节杆18上设置有拨叉20,拨叉20的左拨叉头22位于左从移动盘16和左轴承座圈21之间，右拨叉头22＇位于右从移动盘16＇和右轴承座圈21＇之间，当差速调节杆18在力F作用下沿其轴线左或右移动时，左拨叉头22和右拨叉头22＇分别作用在左轴承座圈21和右轴承座圈21＇的外侧面上，在推动左轴承座圈21或右轴承座圈21＇的同时，带动左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘16＇整体向左或右移动，力F可以是电动或液压或机械驱动力形式，这些驱动力都由汽车转向机构的转角位移量来决定，差速器电子控制系统根据转向机构的转角位移来调节力F的大小和移动方向，实现改变L2与L3的反比例关系大小。

图2是无级变速式自锁差速器被动差速结构示意图，图4是无级变速式自锁差速器被动差速B-B剖视图，在主动差速结构的基础上取消差速调节杆18、拨叉20、左拨叉头22、右拨叉头22＇和调节杆轴承19，其它零件保持不变，变动后的装置用于被动差速。

图5是采用圆锥齿轮动力输入的主动轴结构示意图，左主固定盘7＇通过二个半圆连接盘8与圆锥齿轮9连接，主动轴1通过圆锥齿轮9与动力源连接获得动力，主动轴1通过位于主动轴1两端的深沟球轴承2支撑在差速器壳体上。

图6是采用轴端动力输入的主动轴结构示意图，这是主动轴1获得动力的另一种结构方式，主动轴1通过其轴端采用键连接方式与动力源连接获得动力。

图7是从动轴结构示意图，左从动轴13和右从动轴13＇通过各自外端的圆锥磙子轴承14支撑在差速器壳体上，左从动轴13和右从动轴13＇同时受到圆锥磙子轴承14的径向支撑、滚针轴承11径向支撑和推力轴承17的轴向支撑，使左从动轴13和右从动轴13＇之间能相互独立转动的同时又可承受径向力和轴向力；左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘16＇的整体计算宽度为L0，左从固定盘15和右从固定盘15＇之间的计算宽度为L；左半轴12用于连接汽车左驱动轮，右半轴12＇用于连接汽车右驱动轮。

图8是无级变速式自锁差速器左转差速原理图，无论是采用主动差速结构还是被动差速结构进行左转差速工作时，啮合半径R1、R2、R3和R4之间的关系都符合图8所示的关系，即R1增大、R2减小、R3增大和R4减小，啮合半径之间这样的关系满足N1＞N＞N2。

图9是无级变速式自锁差速器右转差速原理图，无论是采用主动差速结构还是被动差速结构进行右转差速工作时，啮合半径R1、R2、R3和R4之间的关系都符合图9所示的关系，即R1减小、R2增大、R3减小和R4增大，啮合半径之间这样的关系满足N2＞N＞N1。

实施例1：

无级变速式自锁差速器主动差速及自锁工作过程如下。

主动轴1通过连接盘8与圆锥齿轮9连接，驱动力经圆锥齿轮9输入给主动轴1，主动轴1的转速为N；主动轴1的动力通过跨接右主V形槽V1和右从V形槽V2的右V形金属带10＇传递给右从动轴13＇，使右从动轴13＇和与其花键连接的右半轴12＇获得动力转动，右从动轴13＇和右半轴12＇的转速为N1，右半轴12＇将动力传递给右侧驱动车轮；同时，主动轴1的动力通过跨接左主V形槽V4和左从V形槽V3的左V形金属带10传递给左从动轴13，使左从动轴13和与其花键连接的左半轴12获得动力转动，左从动轴13和左半轴12的转速为N2，左半轴12将动力传递给左侧驱动车轮。

通过锁紧螺母3和锁紧螺母3＇分别调节右预紧弹簧5和左预紧弹簧5＇的弹簧预紧力，使L1=L2=L3=L4，各啮合半径的初始状态值为R1=R2=R3=R4，根据N1=N（R1/R2）和N2=N（R4/R3），可以得到N1=N2=N，此时差速器执行等速工作。

汽车左转时，差速器电子控制系统根据转向机构的转角位移来调节力F使差速调节杆18轴向向左移动，差速调节杆18上的左拨叉头22＇推动右轴承座圈21＇向左移动，从而带动左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘左16＇整体向左移动，由于L和L0为固定值且L=L0+L2+L3，所以导致L3减小的同时L2增大。由于啮合半径与V形槽计算宽度存在反比关系，所以L3减小导致R3增大，L2增大导致R2减小；由于R3存在R4为反比关系，所以R3增大导致R4减小；由于R2存在R1为反比关系，所以R2减小导致R1增大。调节后的结果为R1增大、R2减小、R3增大和R4减小，因为初始状态为R1=R2=R3=R4，所以有R1/R2＞1和R4/R3＜1，同时根据N1=N（R1/R2）和N2=N（R4/R3），可以得到N1＞N和N2＜N，即N1＞N＞N2，左侧驱动车轮转速小于右侧驱动车轮转速，实现了左转主动差速。

汽车右转时，差速器电子控制系统根据转向机构的转角位移来调节力F使差速调节杆18轴向向右移动，差速调节杆18上的左拨叉头22推动左轴承座圈21向右移动，从而带动左从移动盘16、右轴承座圈21、推力轴承17、左轴承座圈21＇和右从移动盘左16＇整体向右移动，导致L3增大的同时L2减小；由于啮合半径与V形槽计算宽度存在反比关系，所以L3增大导致R3减小，L2减小导致R2增大；由于R3存在R4为反比关系，所以R3减小导致R4增大；由于R2存在R1为反比关系，所以R2增大导致R1减小。调节后的结果为R1减小、R2增大、R3减小和R4增大，因为初始状态为R1=R2=R3=R4，所以有R1/R2＜1和R4/R3＞1，同时根据N1=N（R1/R2）和N2=N（R4/R3），可以得到N1＜N和N2＞N，即N2＞N＞N1，右侧驱动车轮转速小于左侧驱动车轮转速，实现了右转主动差速。

由于啮合半径R1、R2、R3和R4的实际大小即不可能等于零也不可能无穷大，因此在差速时，必然存在0＜R1/R2≠R4/R3＜+∞，即可得到0＜N1≠N2＜+∞，两侧驱动车轮既不会完全高速空转也不会停止不动，可以保持两侧车轮都具有转动能力，实现了差速器的防滑自锁。

实施例2：

无级变速式自锁差速器被动差速及自锁工作过程如下。

主动轴1通过连接盘8与圆锥齿轮9连接，驱动力经圆锥齿轮9输入给主动轴1，主动轴1的转速为N；左侧驱动车轮的转速通过左半轴12传递给与左半轴12花键连接的左从动轴13，左从动轴13的转速为N2；右侧驱动车轮的转速通过右半轴12＇传递给与右半轴12＇花键连接的右从动轴13＇，右从动轴13＇的转速为N1。通过锁紧螺母3和锁紧螺母3＇分别调节右预紧弹簧5和左预紧弹簧5＇的弹簧预紧力，使L1=L2=L3=L4，各啮合半径的初始状态值为R1=R2=R3=R4。

当汽车两侧驱动轮等速行驶时，有N1=N2，根据N1=N（R1/R2）和N2=N（R4/R3），可以得到R1=R2=R3=R4，这正与差速器啮合半径的初始状态值吻合，此时差速器能够保障汽车两侧驱动轮等速行驶。

当汽车左转时，左侧驱动车轮转速小于右侧驱动车轮转速，即N2＜N＜N1。此时，右从动轴13＇的转速N1大于主动轴1的转速N，根据N1=N（R1/R2）＞N有R1/R2＞1，这导致R1增大和R2减小，R2减小导致L2增大，即右V形金属带10＇挤压右从移动盘16＇向左移动，从而带动左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘左16＇整体向左移动，移动后L3减小，L3减小导致R3增大，由于R3存在R4为反比关系，所以R3增大导致R4减小，调节后的结果为R1增大、R2减小、R3增大和R4减小。因为初始状态为R1=R2=R3=R4，调节后的啮合半径值满足R1/R2＞1和R4/R3＜1，满足N1＞N和N2＜N，保障了汽车左转差速。

当汽车右转时，右侧驱动车轮转速小于左侧驱动车轮转速，即N1＜N＜N2。此时，左从动轴13的转速N2大于主动轴1的转速N，根据N2=N（R4/R3）＞N有R4/R3＞1，这导致R4增大和R3减小，R3减小导致L3增大，即左V形金属带10挤压左从移动盘16向右移动，从而带动左从移动盘16、左轴承座圈21、推力轴承17、右轴承座圈21＇和右从移动盘左16＇整体向右移动，移动后L2减小，L2减小导致R2增大，由于R2存在R1为反比关系，所以R2增大导致R1减小，调节后的结果为R1减小、R2增大、R3减小和R4增大。因为初始状态为R1=R2=R3=R4，调节后的啮合半径值满足R1/R2＜1和R4/R3＞1，满足N1＜N和N2＞N，保障了汽车右转差速。

由于啮合半径R1、R2、R3和R4的实际大小即不可能等于零也不可能无穷大，因此在差速时，必然存在0＜R1/R2≠R4/R3＜+∞，即可得到0＜N1≠N2＜+∞，两侧驱动车轮既不会完全高速空转也不会停止不动，可以保持两侧车轮都具有转动能力，实现了差速器的防滑自锁。

实施例3：

无级变速式自锁差速器变速工作过程如下。

实现变速功能包括改变初始盘的外径尺寸和改变初始L0长度二种方式。

改变初始盘的外径尺寸实现变速过程，左主固定盘7＇和左主移动盘6＇、右主固定盘7和右主移动盘6的外径尺寸小于左从固定盘15和左从移动盘16、右从固定盘15＇和右从移动盘16＇的外径尺寸，满足初始啮合半径关系为：R4＝R1＜R3＝R2时，N＞N1＝N2，具有降速功能。

改变初始L0长度实现变速过程。左主固定盘7＇和左主移动盘6＇、右主固定盘7和右主移动盘6、左从固定盘15和左从移动盘16、右从固定盘15＇和右从移动盘16＇外径尺寸都相等，可经过增加L0长度分别使L3和L2的宽度都变小，分别使左V形金属带10和右V形金属带10＇与左从V形槽V3和右从V形槽V2的捏合半径R3和R2的半径都变大，然后经左V形金属带10和右V形金属带10＇使R4和R1变小，满足初始啮合半径关系为：R4＝R1＜R3＝R2时，N＞N1＝N2，具有降速功能，经锁紧螺母3ˊ和锁紧螺母3分别调解预紧弹簧5ˊ和预紧弹簧5分别对左主移动盘6ˊ和右主移动盘6的初始作用力大小。

同理，减少L0长度分别使L3和L2宽度都变大，R3和R2的半径都变小，R4和R1都变大，满足初始啮合半径关系为：R4＝R1＞R3＝R2时，N1＝N2＞N，具有升速功能。先减少L0长度，后根据传递功率大小调解弹簧5ˊ和弹簧5预紧力。

Claims (7)

1.一种无级变速式自锁差速器，包括主动轴、从动轴、半轴和中间变速装置，其特征是，所述的主动轴（1）与左从动轴（13）和右从动轴（13＇）轴线平行布置，在主动轴（1）上对称布置有左主固定盘（7＇）和右主固定盘（7）、左主移动盘（6＇）和右主移动盘（6）、左预紧弹簧（5＇）和右预紧弹簧（5）、左弹簧座（4＇）和右弹簧座（4）及左锁紧螺母（3＇）和右锁紧螺母（3），左主移动盘（6＇）和右主移动盘（6）与主动轴（1）花键连接并可沿主动轴（1）轴向移动，右弹簧座（4）和左弹簧座（4＇）与主动轴（1）花键连接，左预紧弹簧（5＇）位于左弹簧座（4＇）与左主移动盘（6＇）之间，右预紧弹簧（5）位于右弹簧座（4）与右主移动盘（6）之间，左主固定盘（7＇）通过两个半圆连接盘（8）与圆锥齿轮（9）连接；所述的左从动轴（13）的轴线与右从动轴（13＇）的轴线在同一直线上，右从动轴（13＇）的左端通过滚针轴承（11）的支撑插入左从动轴（13）的内孔中，左从动轴（13）与左半轴（12）花键连接，右从动轴（13＇）与右半轴（12＇）花键连接，在左从动轴（13）上布置有左从固定盘（15）和左从移动盘（16），左从移动盘（16）与左从动轴（13）花键连接并可沿左从动轴（13）轴向移动，在右从动轴（13＇）上布置有右从固定盘（15＇）、右从移动盘（16＇），右从移动盘（16＇）与右从动轴（13＇）花键连接并可沿右从动轴（13＇）轴向移动，左从移动盘（16）的右端为左轴承座圈（21），右从移动盘（16＇）的左端为右轴承座圈（21＇），推力轴承（17）位于左轴承座圈（21）和右轴承座圈（21＇）之间；左V形金属带（10）跨接左主V形槽（V4）和左从V形槽（V3），左主V型槽（V4）由左主固定盘（7＇）和左主移动盘（6＇）之间形成、左从V型槽（V3）由左从固定盘（15）和左从移动盘（16）之间形成，右V形金属带（10＇）跨接右主V形槽（V1）和右从V形槽（V2），右主V型槽（V1）由右主固定盘（7）和右主移动盘（6）之间形成、右从V型槽（V2）由右从固定盘（15＇）和右从移动盘（16＇）之间形成，差速调节杆（18）穿过左V形金属带（10）和右V形金属带（10＇）的金属带圈，差速调节杆（18）的轴线与主动轴（1）、左从动轴（13）和右从动轴（13＇）的轴线平行，在差速调节杆（18）上设置有拨叉（20）,拨叉（20）的左拨叉头（22）位于左从移动盘（16）和左轴承座圈（21）之间，左拨叉头（22）与左轴承座圈（21）外端面之间为相对运动的光滑配合关系，右拨叉头（22＇）位于右从移动盘（16＇）和右轴承座圈（21＇）之间，右拨叉头（22＇）与右轴承座圈（21＇）外端面之间为相对运动的光滑配合关系。

2.根据权利要求1所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的左主固定盘（7＇）和右主固定盘（7）与主动轴（1）为一体件，左从固定盘（15）与左从动轴（13）为一体件，右从固定盘（15＇）与右从动轴（13＇）为一体件。

3.根据权利要求1所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的主动轴（1）通过位于主动轴（1）两端的深沟球轴承（2）支撑在差速器壳体上，左从动轴（13）和右从动轴（13＇）通过各自外端的圆锥磙子轴承（14）支撑在差速器壳体上，差速调节杆（18）通过其两端的调节杆轴承（19）支撑在差速器壳体上。

4.根据权利要求1所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的主动轴（1）既可以通过圆锥齿轮（9）与动力源连接获得动力驱动，也可以通过在主动轴（1）的轴端采用键连接方式获得动力驱动。

5.根据权利要求1所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的左半轴（12）用于连接汽车左驱动轮，右半轴（12＇）用于连接汽车右驱动轮。

6.根据权利要求3所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的差速调节杆（18）、拨叉（20）、左拨叉头（22）、右拨叉头（22＇）和调节杆轴承（19）的存在，可实现主动差速调节；取消差速调节杆（18）、拨叉（20）、左拨叉头（22）、右拨叉头（22＇）和调节杆轴承（19），则可实现被动差速调节。

7.根据权利要求1所述的一种无级变速式自锁差速器，其特征是，所述的左V形金属带（10）和右V形金属带（10＇）也可以更换为V形皮带。