專利名稱：超速傳動單元及車輛動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于橫向安裝的前輪驅(qū)動車輛變速箱的超速傳動單元。
背景技術(shù)：
超速傳動單元是一種已經(jīng)普遍用于機動車輛中以允許選擇超高總傳動比來進行高速行駛的裝置，從而節(jié)省燃料，代價是扭矩較小。早期的手動車輛變速器限于三檔速度或有時四檔速度，只有較復(fù)雜的才具有五檔速度。這不能滿足高速路行駛需要更高傳動比的需求，通過添加單獨的超速傳動單元(輔助或螺栓連接)來模擬附加檔位(gear)能滿足這種需求。如今，人們期望實現(xiàn)更節(jié)省燃料的機動車輛，盡管如今手動車輛變速器有時也會具有5檔以上的速度，但有時在最高檔位上發(fā)動機速度會過高而不能實現(xiàn)駕駛時二氧化碳的最佳排放。然而，手動車輛變速器(變速箱)很難加到6檔以上的速度，因為增加的力意味著駕駛員需要更頻繁地手動換擋。此外，駕駛員很難判定何時換擋才能實現(xiàn)駕駛時二氧化碳的最佳排放。同樣，添加更多檔位通常會增加變速器的總長度，由于空間需求增加，因此在基本變速器(base transmission)中添加檔位通?？赡苄枰獜谋举|(zhì)上重新設(shè)計該車輛。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目標(biāo)是提供一種超速傳動單元，所述超速傳動單元用于橫向安裝的前輪驅(qū)動車輛變速箱，所述前輪驅(qū)動車輛變速箱已經(jīng)布置為提供單個輸出軸，通過所述超速傳動單元可以提高燃料效率并減輕二氧化碳排放量。通過本發(fā)明的超速傳動單元可以實現(xiàn)該目標(biāo)。由于提供了超速傳動單元，其中行星齒輪組和差速器一起安裝在超速傳動單元殼體中，以使車輛變速箱的輸出軸可操作地連接至該行星齒輪組；所述行星齒輪組還經(jīng)由所述差速器可操作地連接至車輛的驅(qū)動軸；并且提供了離合器單元，用于選擇性地進行行星齒輪組的齒輪嚙合，從而提供了能夠提高燃料效率并減輕二氧化碳排放量的超速傳動單兀。進一步地，本發(fā)明的超速傳動單元的特征在于，所述車輛變速箱的輸出軸可操作地連接至所述行星齒輪組的行星齒輪架；所述差速器的輸入軸連接至所述行星齒輪組的齒圈。進一步地，本發(fā)明超速傳動單元的特征在于，所述離合器單元布置為用于選擇性地連接所述行星齒輪組的太陽輪與所述超速傳動單元殼體以形成超速傳動模式；或選擇性地連接所述太陽輪與所述行星齒輪架以形成1 1模式；或選擇性地釋放所述太陽輪以形成斷開模式。進一步地，本發(fā)明超速傳動單元的特征在于，所述離合器單元布置為選擇性地連接所述行星齒輪組的太陽輪與所述超速傳動單元殼體以形成超速傳動模式；或選擇性地連接所述行星齒輪架與所述齒圈以形成1 1模式；或選擇性地釋放所述太陽輪與所述行星齒輪架以形成斷開模式。進一步地，本發(fā)明超速傳動單元的特征在于，所述離合器單元包括標(biāo)準同步器、爪型離合器和濕式離合器中的至少一個。進一步地，本發(fā)明超速傳動單元的特征在于，所述離合器單元包括電力致動器和液壓致動器中的至少一個。進一步地，本發(fā)明超速傳動單元的特征在于，所述超速傳動單元被提供為懸掛單元，所述懸掛單元具有獨立潤滑系統(tǒng)并布置成用于安裝至已布置為提供單個輸出軸的標(biāo)準前輪驅(qū)動車輛變速箱另外，本申請還提供了一種車輛動力系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動力系統(tǒng)包括本發(fā)明所述的超速傳動單元。


下文將參考附圖僅以實例形式對本發(fā)明進行更詳細的說明，其中圖1是包括根據(jù)本發(fā)明第一實施例的超速傳動單元的車輛動力動力系統(tǒng)的示意性截面。圖2是根據(jù)圖1所示的超速傳動單元的放大視圖。圖3是包括根據(jù)本發(fā)明第二實施例的超速傳動單元的車輛動力動力系統(tǒng)的示意性截面。圖4是根據(jù)圖3所示的超速傳動單元的放大視圖。從下文結(jié)合附圖的詳細說明中本發(fā)明的其它目標(biāo)和特征將清晰可見。然而，應(yīng)該理解的是，附圖僅設(shè)計成用于示出的目的，而不應(yīng)將其限定為對本發(fā)明的限制，本發(fā)明的范圍可以參考所附權(quán)利要求。還應(yīng)理解的是，不必按照比例繪制附圖，并且除非另外指明，否則它們只是概念性地示出此處所說明的結(jié)構(gòu)和步驟。
具體實施例方式總的來說，本發(fā)明(圖1和圖3中分別示意性地示出了其兩個實施例)涉及一種超速傳動單元1，其可操作地連接至橫向安裝的前輪驅(qū)動車輛變速箱2，該變速箱已布置為提供單個輸出軸3。優(yōu)選地，該超速傳動單元1被安裝為需要對標(biāo)準傳動變速箱2進行最小限度改進的懸掛單元。用安裝在標(biāo)準變速箱殼體內(nèi)部且使用標(biāo)準差速軸承和密封的中空輸出軸3代替標(biāo)準傳動變速箱2的差速器5應(yīng)該就足夠了。使用中空輸出軸3能夠使車輛的一個驅(qū)動軸7a穿過變速箱2并在正常位置處從變速箱2退出。所述超速傳動單元1包括行星齒輪傳動組或行星齒輪組4，包括太陽輪如、行星齒輪架4b、一個或多個行星齒輪如以及齒圈4d。該超速傳動單元1朝著橫向安裝的前輪驅(qū)動傳動單元或變速箱2用螺栓固定，并且還可能栓接至內(nèi)燃機9。它可以直接將超速傳動單元1的輸入軸傳輸至該超速傳動單元1的輸出軸(1:1)，或增加超速傳動單元1的輸出軸的轉(zhuǎn)速，使其轉(zhuǎn)動快于超速傳動單元1的輸入軸。因此，超速傳動單元1的輸出軸可以相對于該超速傳動單元1的輸入軸被“超速傳動”。行星齒輪組4和差速器5 —起安裝在超速傳動單元殼體6中以使得車輛變速箱2 的輸出軸3可操作地連接至行星齒輪組4。行星齒輪組4還通過差速器5可操作地連接至車輛的驅(qū)動軸7a、7b。提供離合器單元8以選擇性地進行行星齒輪組4的齒輪嚙合。優(yōu)選地，車輛變速箱2的輸出軸3可操作地連接至行星齒輪組4的行星齒輪架4b， 并且差速器5的輸入軸線連接至行星齒輪組4的齒圈4d。圖2更詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的超速傳動單元1。根據(jù)該第一實施例，離合器單元8布置為選擇性地連接行星齒輪組4的太陽輪如與超速傳動單元殼體6以形成超速傳動模式，或連接太陽輪如與行星齒輪架4b以形成1 1模式，或釋放太陽輪如以形成斷開模式。對于該第一實施例，行星齒輪組4的尺寸應(yīng)該優(yōu)選為在車輛變速箱2的所有檔位下傳遞扭矩，并且因此應(yīng)該優(yōu)選為可能在車輛變速箱2的所有檔位下嚙合。經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在所有檔位下嚙合超速傳動單元1的這種能力提供了為相關(guān)車輛減少5-10%燃料消耗的可能。通過將行星齒輪組4布置在變速箱2與差速器5之間，使得在斷開模式中斷開變速箱2與“空轉(zhuǎn)輪”的連接成為可能。因此，有可能降低牽引損耗并實現(xiàn)提高的燃料經(jīng)濟性，例如，通過將該功能與所謂的啟動/停止系統(tǒng)相組合，其中內(nèi)燃機被關(guān)閉允許車輛下坡時“靠慣性滑行”。圖4更詳細地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的超速傳動單元1。根據(jù)該第二實施例，離合器單元8布置為選擇性地連接行星齒輪組4的太陽輪如與超速傳動單元殼體6以形成超速傳動模式，或連接行星齒輪架4b與齒圈4d以形成1 1模式，或釋放太陽輪如和行星齒輪架4b以形成斷開模式。對于該第二實施例，行星齒輪組4的尺寸應(yīng)該只能在車輛變速箱2的最高檔位傳遞動力。因此，根據(jù)該第二實施例，將有可能將行星齒輪組4制成為比第一實施例所要求的行星齒輪組4更小，S卩，更緊密。該第二實施例的斷開模式提供了與上述第一實施例相同功能的可能性。在第一和第二實施例中，均預(yù)想離合器單元8包括標(biāo)準同步器、爪型離合器和濕式離合器中的至少一個。離合器單元8包括電力致動器和液壓致動器中的至少一個。離合器單元8可自動地啟動或由車輛駕駛員手動啟動，并不需要離合器踏板的操作。離合器單元8優(yōu)選由電子控制單元自動控制。如上所述，在第一和第二實施例中，均預(yù)想將超速傳動單元1提供為具有獨立潤滑系統(tǒng)且布置為安裝至標(biāo)準前輪驅(qū)動車輛變速箱2的懸掛單元，所述變速箱2已經(jīng)布置為提供單個輸出軸3。從包裝方面來看，如今在前輪驅(qū)動車輛中包裝通常也是很重要的方面，根據(jù)本發(fā)明實施例的超速傳動單元1的提供使得能夠使用已有的包裝空間(packaging space)，例如，為全輪驅(qū)動動力輸出單元提供的包裝空間，不會被安裝至車輛的專有前輪驅(qū)動模式。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明實施例的超速傳動單元1還可以制成為可使用與那些適用于附接全輪驅(qū)動動力輸出單元中的相同螺栓和相同尺寸及形狀的花鍵附接至標(biāo)準前輪驅(qū)動車輛變速箱2來連接軸。這樣由于僅需非常少的變動因此降低了成本。此外，根據(jù)本發(fā)明實施例的超速傳動單元可以安裝至手動和自動的橫向安裝的前
5輪驅(qū)動車輛變速箱2，所述變速箱2已經(jīng)布置成提供單個輸出軸3。本發(fā)明還涉及一種包括上述超速傳動單元1的車輛動力系統(tǒng)。本發(fā)明不局限于上述實施例，但是可以在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)加以改變。因而，盡管已經(jīng)示出且描述并說明了應(yīng)用于本發(fā)明優(yōu)選實施例的本發(fā)明的基本新穎特征，但應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對示出裝置的形式和細節(jié)以及對其操作進行各種省略、替代和改變。例如，可以明確的是，那些用基本相同方式執(zhí)行基本相同功能以實現(xiàn)基本相同效果的那些元件和/或方法步驟的所有組合均落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此夕卜，應(yīng)該了解的是，示出和/或描述的與本發(fā)明的任何公開形式或?qū)嵤├嚓P(guān)的結(jié)構(gòu)和/或元件和/或方法步驟可以作為設(shè)計選擇的一般要素包含在任何其它公布或描述或建議的形式或?qū)嵤├?。因此，本發(fā)明僅受所附權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種超速傳動單元(1)，可操作地連接至橫向安裝的前輪驅(qū)動車輛變速箱O)，所述車輛變速箱已布置為提供單個輸出軸(3)，其特征在于行星齒輪組(4)和差速器( 一起安裝在超速傳動單元殼體(6)中，以使所述車輛變速箱O)的輸出軸( 可操作地連接至所述行星齒輪組(4)；所述行星齒輪組(4)還通過所述差速器( 可操作地連接至所述車輛的驅(qū)動軸(7a、7b)；提供離合器單元(8)以選擇性地進行所述行星齒輪組的齒輪嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超速傳動單元(1)，其特征在于所述車輛變速箱( 的輸出軸( 可操作地連接至所述行星齒輪組(4)的行星齒輪架 (4b)；所述差速器(5)的輸入軸線連接至所述行星齒輪組的齒圈Gd)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超速傳動單元(1)，其特征在于，所述離合器單元(8)布置為用于選擇性地連接所述行星齒輪組的太陽輪Ga)與所述超速傳動單元殼體(6)以形成超速傳動模式；或連接所述太陽輪Ga)與所述行星齒輪架Gb)以形成1 1模式；或釋放所述太陽輪Ga)以形成斷開模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超速傳動單元(1)，其特征在于，所述離合器單元(8)布置為選擇性地連接所述行星齒輪組(4)的太陽輪Ga)與所述超速傳動單元殼體(6)以形成超速傳動模式；或連接所述行星齒輪架Gb)與所述齒圈Gd)以形成1 1模式；或釋放所述太陽輪Ga)與所述行星齒輪架Gb)以形成斷開模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的超速傳動單元(1)，其特征在于，所述離合器單元(8)包括標(biāo)準同步器、爪型離合器和濕式離合器中的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超速傳動單元(1)，其特征在于，所述離合器單元(8)包括電力致動器和液壓致動器中的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的超速傳動單元(1)，其特征在于，所述超速傳動單元被提供為懸掛單元，所述懸掛單元具有獨立潤滑系統(tǒng)并布置成用于安裝至已布置為提供單個輸出軸(3)的標(biāo)準前輪驅(qū)動車輛變速箱O)。
8.—種車輛動力系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛動力系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的超速傳動單元(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超速傳動單元及車輛動力系統(tǒng)，其中超速傳動單元(1)可操作地連接至橫向安裝的前輪驅(qū)動車輛變速箱(2)，所述車輛變速箱已布置為提供單個輸出軸(3)。行星齒輪組(4)和差速器(5)一起安裝在超速傳動單元殼體(6)中以使車輛變速箱(2)的輸出軸(3)可操作地連接至行星齒輪組(4)。所述行星齒輪組(4)還通過所述差速器(5)可操作地連接至車輛的驅(qū)動軸(7a、7b)。提供離合器單元(8)以選擇性地進行行星齒輪組(4)的齒輪嚙合。
文檔編號B60K17/16GK102452313SQ20111032207
公開日2012年5月16日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者拉爾斯·安德松, 馬蒂亞斯·約爾根松 申請人:沃爾沃汽車公司