專利名稱：用于汽車特別是全輪驅(qū)動(dòng)汽車的差速機(jī)構(gòu)的制作方法
用于汽車特別是全輪驅(qū)動(dòng)汽車的差速機(jī)構(gòu)
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分所述的用于汽車特別是全輪驅(qū)動(dòng)汽車的差速機(jī)構(gòu)。
全輪驅(qū)動(dòng)汽車具有一分動(dòng)器，它將由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩分配到前橋和后橋上。在兩車橋的每一個(gè)上，附加地還需要一車軸傳動(dòng)裝置或差速傳動(dòng)裝置，它在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)能夠在彎道內(nèi)車輪與彎道外車輪之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速平衡。對(duì)于現(xiàn)代的全輪驅(qū)動(dòng)汽車，常常提出這樣的要求，即，轉(zhuǎn)矩應(yīng)該能完全可變地可分配到前橋和后橋上。雖然傳統(tǒng)的汽車的車軸傳動(dòng)裝置起到"轉(zhuǎn)矩均衡"的作用，亦即總是將相同的轉(zhuǎn)矩傳遞到兩個(gè)輸出軸上，然而，特別是對(duì)于全輪驅(qū)動(dòng)汽車，越來(lái)越要求往一個(gè)車橋的兩個(gè)車輪上實(shí)現(xiàn)一種個(gè)別化的亦即適配于相應(yīng)行駛情況的轉(zhuǎn)矩分配。
本發(fā)明的目的是提供一種用于汽車的差速機(jī)構(gòu)-它能使傳入的轉(zhuǎn)矩任意地分配到兩個(gè)從動(dòng)輪上，-它特別適用于全輪驅(qū)動(dòng)汽車，能將所具有的轉(zhuǎn)矩任意地分配到前橋和后橋上，以及
-它可切換到"超速-模式"。
上述目的通過(guò)權(quán)利要求1的特征得以實(shí)現(xiàn)。由各從屬權(quán)利要求可得知本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)和發(fā)展。
本發(fā)明出發(fā)點(diǎn)是這樣一種差速機(jī)構(gòu)，它包括一驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置例如可以由一驅(qū)動(dòng)圓錐小齒輪構(gòu)成。此驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成差速機(jī)構(gòu)的"輸入端"。當(dāng)然，差速機(jī)構(gòu)具有兩個(gè)輸出端，亦即一左邊的輸出軸和一右邊的輸出軸，以及一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地支承的"籠架"，該籠架由"驅(qū)動(dòng)裝置"驅(qū)動(dòng)?；\架經(jīng)由一左邊的疊加傳動(dòng)裝置耦聯(lián)于左邊的輸出軸，以及經(jīng)由一右邊的疊加傳動(dòng)裝置耦聯(lián)于右邊的輸出軸。不同于傳統(tǒng)差速機(jī)構(gòu)，該差速機(jī)構(gòu)還具有一個(gè)"雙行星齒輪傳動(dòng)"。所述雙行星齒輪傳動(dòng)又具有一個(gè)在籠架上設(shè)置的內(nèi)齒輪，以及徑向靠外的行星齒輪， 它們與所述內(nèi)齒輪相嚙合，還具有徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪，它們與各徑 向靠外的行星齒輪并與一齒輪相嚙合，該齒輪與兩輸出軸中的一個(gè)"第 一，，輸出軸連接，還具有一個(gè)行星架，各徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪和各徑 向靠外的行星齒輪支承在該行星架上。所述行星架相對(duì)于一條由兩輸 出軸所構(gòu)成的軸線可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置。
本發(fā)明的核心在于，行星架經(jīng)由一離合器可耦聯(lián)于兩輸出軸中的 "第二"輸出軸。
優(yōu)選地，為兩疊加傳動(dòng)裝置中的每一個(gè)疊加傳動(dòng)裝置分別配置一 個(gè)疊加傳動(dòng)離合器，該疊加傳動(dòng)離合器分別為此設(shè)置，即，接通或斷 開(kāi)在籠架與相應(yīng)輸出軸之間所配置的轉(zhuǎn)矩路線。
通過(guò)總共這三個(gè)組合于差速機(jī)構(gòu)中的離合器，能得到不同的運(yùn)行
工況，結(jié)合附圖對(duì)它們作更加詳細(xì)地說(shuō)明。其中

圖1 按照本發(fā)明的差速機(jī)構(gòu)的示意圖； 圖2全輪驅(qū)動(dòng)汽車，帶有按圖1的后橋傳動(dòng)裝置； 圖3、 4圖1所示差速機(jī)構(gòu)的不同運(yùn)行工況的示意圖。 圖l示出了一差速機(jī)構(gòu)l，它安置于殼體2中并且它具有一個(gè)包 括圓錐小齒輪4的傳動(dòng)輸入端3以及一左邊的輸出軸5和一右邊的輸 出軸6。圓錐小齒輪4與一盤形齒輪7相嚙合，該盤形齒輪設(shè)置在"籠 架"8上?；\架8圍繞一軸線9可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于殼體2中。
籠架8具有一內(nèi)齒輪10，該內(nèi)齒輪是雙行星齒輪傳動(dòng)11的部件。 除內(nèi)齒輪10外，雙行星齒輪傳動(dòng)11還具有徑向靠外的行星齒輪12 和徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪13。徑向靠外的行星齒輪12與內(nèi)齒輪10以及 與各徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪13相嚙合。各徑向靠外的行星齒輪12和各 徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪13可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一個(gè)共同的系桿或行星架14 上。行星架14則又相對(duì)于軸線9可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在殼體2中。徑向靠?jī)?nèi) 的行星齒輪13還與一齒輪15嚙合，該齒輪15旋轉(zhuǎn)固定地與左邊的輸 出軸5連接。
此外，差速機(jī)構(gòu)1還具有一左邊的疊加傳動(dòng)裝置16和一右邊的疊加傳動(dòng)裝置17。左邊的疊加傳動(dòng)裝置16具有一行星齒輪軸18，它可 旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一系桿19上，該系桿則又相對(duì)于軸線9可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在 傳動(dòng)裝置殼體2中并且借助于第一離合器K1能夠相對(duì)于殼體2固定。 在行星齒輪軸18上，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了兩個(gè)彼此旋轉(zhuǎn)耦聯(lián)的中間齒輪 20、 21。中間齒輪20與一齒輪22相嚙合，該齒輪22與籠架8連接或 設(shè)置在籠架8上。中間齒輪21與一旋轉(zhuǎn)固定地連接于輸出軸5的齒輪 23相嚙合。
疊加傳動(dòng)裝置17是"對(duì)稱地"構(gòu)造的，并且具有一行星齒輪軸 24，該行星齒輪軸支承在一系桿25上，系桿25則又借助于離合器K2 可相對(duì)殼體2固定。在行星齒輪軸24上，設(shè)置了兩個(gè)彼此旋轉(zhuǎn)耦聯(lián)的 中間齒輪26、 27。中間齒輪27與一齒輪28相嚙合，該齒輪28與籠 架8連接或設(shè)置在籠架8上。而中間齒輪26則與一齒輪29相嚙合， 該齒輪旋轉(zhuǎn)固定地與右邊的輸出軸6連接。
結(jié)合圖3、 4進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明差速機(jī)構(gòu)1的功能。
圖2示出全輪驅(qū)動(dòng)汽車30，其包括前輪31、 32和后輪33、 34。 全輪驅(qū)動(dòng)汽車30由內(nèi)燃機(jī)35通過(guò)一個(gè)在其上法蘭方式連接的變速箱 36進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，其中，該變速箱例如可以是自動(dòng)變速箱、手動(dòng)換檔變速 箱、自動(dòng)化的手動(dòng)換檔變速箱等。
在變速箱36上通過(guò)法蘭連接著一個(gè)分動(dòng)器37，它將變速箱36的 傳動(dòng)輸出端持久耦聯(lián)于前橋差速器38。"持久"在這方面意味著，分 動(dòng)器37例如經(jīng)由一鏈傳動(dòng)或一齒輪傳動(dòng)級(jí)耦聯(lián)于前橋差速器38，并 且無(wú)可切換之離合器地設(shè)定一個(gè)在分動(dòng)器37與前輪31、 32之間的轉(zhuǎn) 矩路線。
通過(guò)萬(wàn)向軸39，分動(dòng)器37與圖1所示的差速機(jī)構(gòu)1的傳動(dòng)輸入 端3相耦聯(lián)。
借助圖3、 4中所示的圖表，更詳細(xì)地說(shuō)明圖1所示差速機(jī)構(gòu)1 的功能方式。
在第一運(yùn)行工況中，兩離合器Kl和K2是脫開(kāi)的，而離合器K3 是接合的。如由圖3的圖表第一行可見(jiàn)，經(jīng)由傳動(dòng)輸入端3傳入差速機(jī)構(gòu)1中的轉(zhuǎn)矩被平均地分配給兩個(gè)輸出軸5、 6。因此，差速機(jī)構(gòu)1 在該運(yùn)行工況下起到轉(zhuǎn)矩均衡的作用，類似于傳統(tǒng)的差速機(jī)構(gòu)。從全 部三個(gè)離合器K1、 K2、 K3都脫開(kāi)的工況開(kāi)始，可以在單純后輪驅(qū)動(dòng) 的汽車中進(jìn)行起動(dòng)(起步)。在具有全輪驅(qū)動(dòng)的汽車中，通過(guò)離合器 K3的逐步的接合將轉(zhuǎn)矩從前橋向后橋"分流"。
在圖3的圖表第二行中示出了這樣一種工況，在該工況，通過(guò)離 合器Kl的部分接合實(shí)現(xiàn)一種"不對(duì)稱的"轉(zhuǎn)矩分配。在該運(yùn)行工況 下離合器K1是部分接合的，離合器K2是脫開(kāi)的，而離合器K3是接 合的。從通過(guò)輸入軸3傳入的轉(zhuǎn)矩，其為例如1000Nm，將例如200Nm 的部分轉(zhuǎn)矩分流到左邊的疊加傳動(dòng)裝置16。剩余800Nm大的轉(zhuǎn)矩通 過(guò)雙行星齒輪傳動(dòng)11被等分地分配給左邊的和右邊的輸出軸5或6。 因此，右邊的輸出軸6的輸出轉(zhuǎn)矩在該實(shí)例中為400Nm,而左邊的輸 出軸5的輸出轉(zhuǎn)矩為600Nm，因?yàn)榻?jīng)由疊加傳動(dòng)裝置16分流的200Nm 也同樣被供給左邊的輸出軸5。
因此，可以通過(guò)離合器Kl的部分接合，針對(duì)性地將轉(zhuǎn)矩從右邊 的輸出軸"移動(dòng)"到左邊的輸出軸，由此在臨界行駛工況下能使汽車 穩(wěn)定或者在駛過(guò)具有p分離條件(n-Spmbedingungen)的車行道時(shí)改 善牽引狀況。
在圖3的圖表第三行中示出相反的情況，其中，離合器K1是脫 開(kāi)的，離合器K2是部分接合的，離合器K3也同樣是接合的。通過(guò)離 合器K2的部分接合，可以將轉(zhuǎn)矩從左邊的輸出軸"移動(dòng)"到右邊的 輸出軸6。功能原理與圖3的圖表第二行是相同的。
圖4的圖表第一行描述了這樣一種工況，其中，三個(gè)離合器K1、 K2、 K3都是完全脫開(kāi)的。這便導(dǎo)致經(jīng)由后輪33、 34不可能傳遞轉(zhuǎn) 矩。因此，在前輪驅(qū)動(dòng)的汽車中，全部三個(gè)離合器K1、 K2、 K3的脫 開(kāi)致使由變速箱36提供的所有轉(zhuǎn)矩經(jīng)由前橋差速器38被傳遞到兩 個(gè)前輪，而兩個(gè)后輪33、 34則"無(wú)驅(qū)動(dòng)地"跟著運(yùn)行。
在這種運(yùn)行工況下，后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就會(huì)停駛，即，其未被驅(qū)動(dòng)。
圖4的圖表第二行示出一種所謂"超速，，工況。在超速工況下，兩離合器K1、 K2是接合的，而離合器K3是脫開(kāi)的。因此，兩疊加 傳動(dòng)裝置16、 17都產(chǎn)生一個(gè)附加的"超速"傳動(dòng)比，亦即達(dá)到快速的 傳動(dòng)比。
權(quán)利要求
1.差速機(jī)構(gòu)(1)，包括驅(qū)動(dòng)裝置(3)，特別是一驅(qū)動(dòng)圓錐小齒輪(4)；左邊的輸出軸(5)和右邊的輸出軸(6)；可旋轉(zhuǎn)地支承的籠架(8)，該籠架由驅(qū)動(dòng)裝置(3、4)驅(qū)動(dòng)，并且該籠架經(jīng)由一左邊的疊加傳動(dòng)裝置(16)耦聯(lián)于左邊的輸出軸(5)以及經(jīng)由一右邊的疊加傳動(dòng)裝置(17)耦聯(lián)于右邊的輸出軸(6)；雙行星齒輪傳動(dòng)(11)，它具有在籠架(8)上設(shè)置的內(nèi)齒輪(10)，以及徑向靠外的行星齒輪(12)，它們與所述內(nèi)齒輪(10)相嚙合，徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪(13)，它們與各徑向靠外的行星齒輪(12)并與一齒輪(15)相嚙合，該齒輪(15)與兩輸出軸中的一個(gè)第一輸出軸(5)連接，以及行星架(14)，各徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪和各徑向靠外的行星齒輪(12、13)支承在該行星架上；其特征在于，所述行星架(14)經(jīng)由一離合器(K3)可耦聯(lián)于兩輸出軸(5、6)中的第二輸出軸。
2. 按照權(quán)利要求1所述的差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，為兩疊加傳動(dòng) 裝置(16、 17)中的每一個(gè)疊加傳動(dòng)裝置分別配置一個(gè)疊加傳動(dòng)離合 器(K1、 K2)，該疊加傳動(dòng)離合器分別為此設(shè)置，即，接通或斷開(kāi)在 籠架(8)與相應(yīng)輸出軸(5、 6)之間所配置的轉(zhuǎn)矩路線。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，兩疊加傳 動(dòng)裝置(16、 17)的每一個(gè)疊加傳動(dòng)裝置分別具有一個(gè)中間軸(18、 24)，該中間軸帶有第一和第二中間齒輪(20、 21， 26、 27)，其中，兩中間齒輪(20、 21， 26、 27)相互S走轉(zhuǎn)耦聯(lián)并且可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置 在所述中間軸(18、 24)上，其中一個(gè)中間齒輪(20、 27)經(jīng)由一籠架嚙合部(22、 28)旋轉(zhuǎn)耦聯(lián)于籠架(8)，第二中間齒輪(21、 27)經(jīng)由一輸出軸嚙合部(23、 29)耦聯(lián)于 兩輸出軸(5、 6)之一。
4. 按照權(quán)利要求3所述的差速機(jī)構(gòu)，其特征在于，兩疊加傳動(dòng)裝 置(16、 17)中的每一個(gè)疊加傳動(dòng)裝置的中間軸(18、 24)分別可旋 轉(zhuǎn)地設(shè)置在一系桿(19、 25)上，該系桿則又圍繞一個(gè)由兩輸出軸(5、 6)所構(gòu)成的軸線(9)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，其中，通過(guò)相應(yīng)疊加傳動(dòng)離合 器(Kl、 K2)的接合可固定相應(yīng)的系桿(19、 25)。
5. 汽車，其包括由按照權(quán)利要求1至4之一項(xiàng)所述的差速機(jī)構(gòu)構(gòu) 成的車軸傳動(dòng)裝置。
全文摘要
一種差速機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)裝置，特別是一驅(qū)動(dòng)圓錐小齒輪；左邊的輸出軸和右邊的輸出軸；可旋轉(zhuǎn)地支承的籠架，該籠架由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，并且該籠架經(jīng)由一左邊的疊加傳動(dòng)裝置耦聯(lián)于左邊的輸出軸以及經(jīng)由一右邊的疊加傳動(dòng)裝置耦聯(lián)于右邊的輸出軸；雙行星齒輪傳動(dòng)，它具有在籠架上設(shè)置的內(nèi)齒輪，以及徑向靠外的行星齒輪，它們與所述內(nèi)齒輪相嚙合，徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪，它們與各徑向靠外的行星齒輪并與一齒輪相嚙合，該齒輪與兩輸出軸中的一個(gè)第一輸出軸連接，以及行星架，各徑向靠?jī)?nèi)的行星齒輪和各徑向靠外的行星齒輪支承在該行星架上。所述行星架經(jīng)由一離合器可耦聯(lián)于兩輸出軸中的第二輸出軸。
文檔編號(hào)F16H48/30GK101680519SQ200880013568
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者W·內(nèi)澤 申請(qǐng)人:寶馬股份公司