CN101479128A - 用于前轮驱动车辆的液压致动的电子限滑差速器 - Google Patents
用于前轮驱动车辆的液压致动的电子限滑差速器 Download PDFInfo
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Abstract
用于前轮驱动车辆的一种差速器系统。该差速器系统包括一个差速器壳(24)、一个致动器壳体(44)、一个中间轴(32)、一个离合器组件(42)、以及一个活塞(40)。差速器壳(24)容纳被配置为驱动左和右半轴的一个差速器组件(16)。致动器壳体(44)被配置为与该差速器壳(24)一起转动。中间轴(32)延伸通过致动器壳体(44)。离合器组件(42)具有与致动器壳体(44)接合的一个第一组离合器片(46)以及与中间轴(32)接合的一个第二组离合器片(48)。活塞(40)压迫该第一和第二组离合器片(46,48),藉此将差速器壳(24)摩擦地连接到中间轴(32)并且以此锁定或调整差速器。
Description
技术领域
本发明涉及特别前轮驱动车辆应用适配的一种限滑差速器组件。
背景技术
常规的后轮驱动的机动车辆通过经由一个差速器连接到左和右轮轴的一个传动轴来提供车轮驱动扭矩。前轮驱动车辆通过由一个变速驱动桥驱动的差速器连接到前轮驱动轮轴上。四轮驱动和所谓的全轮驱动车辆还使用差速器来驱动前和后轮轴。差速器允许在左与右侧被驱动的轮轴之间发生车轮转速上的差别。最早的和最基本的差速器设计作为开放式差速器为人们所知,其中它们在这两个轮轴之间提供恒定的扭矩并且不进行控制这些车轴之间的相对的转速的运作。开放式差速器的一个众所周知的缺点发生在这些被驱动的车轮之一接合具有一个低摩擦系数(μ)的路表面而另一边具有一个更高的μ时。在这种情况下,在低μ的接触表面所形成的低牵引作用力阻止了在每个轮轴上形成显著的扭矩。由于这两个半轴之间的扭矩是相对恒定的,很少能形成总牵引作用来将车辆拖离其位置。类似的缺点发生在运行时的动态条件下,尤其是在低μ或所谓的分离μ驱动条件下。
开放式差速器的以上局限性是众所周知的并且已经采用了众多的设计手段来解决这类缺点。一种手段已知为一种锁定式差速器。这些系统典型地是基于机械地或液压地或者使用其他策略来试图把这两个半轴连接在一起以便以一个几乎恒定的速度旋转。因此,在这种运行条件下,这两个轮轴不会相互限制扭矩。一种基于机械锁定式差速器典型地使用一个离合器组件或摩擦材料界面,当在这些轮轴之间检测到一个速度差时,该界面把这两个车轴锁定在一起。其他的系统在这些轮轴之间结合多个液力耦合器,它们提供一定程度的速度耦合。
提供用于前轮驱动车辆应用的一种限滑或锁定式差速器提出了特别严格的封装限制。发动机、传动系、变速驱动桥轴、悬架以及转向部件全部存在于车辆的前发动机舱之内为额外的传动系部件提供了极小的封装空间。
发明内容
根据本发明的液压致动的电子限滑差速器是特别为前轮驱动应用进行适配的开且可以直接地连接到车辆变速驱动桥的开放式差速器上。一个中央的中间轴通过一个通用的或恒定速度型柔性扭矩连轴器通过该单元从差速器到这些前驱动轴之一上。一个离合器组件被压紧以便通过一个中间轴将该差速器壳连接这些车轴之一上或与之脱离连接,该中间轴可以在这两个前驱动轴之间提供一个锁定或调制条件。
本发明的这些和其他方面以及多个优点将通过阅读本发明的以下详细的说明并结合这些附图将变得清楚。
附图说明
图1是用于根据本发明的一个实施方案用于一个锁定或调制差速器的致动系统的示意图;
图2是图1的致动系统的一个实施方案的截面图;并且
图3是根据另一个实施方案的一个致动系统的示意图。
具体实施方式
图1和图2提供了用于一个限滑差速器组件的致动系统。该致动系统总体上由参考号10表示。
差速器组件16包括典型的差速器组件的基本元件,这些差速器组件包括一个差速器壳24,该差速器壳由车辆的传动系输出驱动经由一个齿轮或链传动(未示出)来驱动。一对行星齿轮26可围绕安装到该差速器壳上的一个共同的差速器轴旋转。这些行星齿轮26与一对侧齿轮28啮合,这些侧齿轮进而通过用于相关机动车辆的左和右侧的车轮18、20的中间轴30、32被花键连接或以其他方式连接到一对半轴31、33。差速器组件16的上述部件是所谓的开放式差速器的共同元件。前轮驱动车辆还可以使用一种差速器,它是一个行星齿轮组。
在某些低牵引条件下可能希望锁定或调制差速器组件16以便在两个车轴31、33之间提供一个恒定的或限制滑动的速度。因此,该致动系统10包括一个活塞40以及一个离合器组件42。该活塞40是液压致动的并且不旋转。相比之下,差速器壳24和中间轴32各自关于该稳定活塞40旋转。在正常的运行条件下,允许差速器壳24和中间轴32以不同的速度旋转。致动器壳体44附装到差速器壳24上并且与该差速器壳24一起旋转。离合器组件42包括两组离合器片46、48。第一组离合器片46通过一个花键连接与致动器壳体44接合并因此与差速器壳24一起旋转。第二组离合器片48以一个花键连接与一个轴部分50接合,该轴部分被附装到中间轴32上并且与其一起旋转。典型地,第一组离合器片46与第二组离合器片48交错以使离合器组件42内的有效的摩擦表面积最大化。
为了在车轴31与33之间提供一个恒定或限制滑动的速度,致动系统10通过离合器组件42摩擦地锁定或限制中间轴32与差速器壳24之间的速度差。为了使中间轴32锁定或调节到差速器壳24,对活塞40液压致动以使力延伸并施加到推力轴承52上。该推力轴承52作用于多个销56上、压紧第一和第二组离合器片46和48,藉此摩擦地连接或限制中间轴32到差速器壳24之间的滑差速度。为再次以开放式差速器模式运行,液压压力被解除并且一个弹簧54起作用以解除在多个销56上的压力,并因此,活塞40允许离合器片46和48独立地旋转。此外,容易想到可取消该销56和弹簧54,这样活塞40通过推力轴承52直接作用在离合组件42上。
液压回路58被用来控制活塞40的致动。一个液压泵60建立了一个液压系统压力,该压力通过一个止回阀64被提供给一个压力调节器开关62。如果该液压系统的压力下降到低于一个最低压力,该压力调节器开关62启动电动机59,藉此驱动液压泵60以使液压系统的压力增加到高于该最低压力。此外,来自该液压泵60的流量送入一个压力储能器66。该压力储能器66维持一个恒定的系统压力以响应于对流体的一个瞬间需求,例如,当驱动活塞40时。该压力储能器66与一个主阀门70以及一个二级阀门68处于流体联通。当被启动时,该二级阀门68将液压提供给流体室72,从而驱动活塞40向前压紧该离合器组件42的离合器片46、48。该主阀门70提供一个信号水平压力送给阀门68以控制传递到活塞40的压力。
一个电子控制单元69与该主阀门70的一个螺线管处于电联通。由电控制单元69提供给螺线管的电流量控制了提供给二级阀门68的压力的量值。这样,该二级阀门68可以是一个滑阀,以便来自主阀门70的压力在该主阀门70的压力与一个液压反馈回路之间建立一个力平衡,该液压反馈回路与该二级阀门68的输出或活塞侧联通。因此,该力平衡引起该滑阀实现方式中的滑阀芯的平衡,藉此控制传递到活塞40上的液压压力。此外,一个压力传感器74与该电控制单元69处于电联通。该压力传感器74是与在该二级阀68与该活塞40的室72之间的液压管线71处于流体联通。因此,该压力传感器74基于驱动该活塞40的压力产生一个电信号并且形成到电子控制单元69的一个电子反馈回路。该电反馈回路可以被该电控制单元69用于调整提供给主阀门70的螺线管的电流从而创建一个可变的压力控制回路。由于给活塞40的压力是可变地可调节的,该活塞40可以将一个可调节的致动压力提供给离合器组件42以用来可变地控制离合器片46、48的摩擦接合,并因此在差速器壳24与中间轴32之间锁定或调整。
如图3所示,该系统还可以使用一个单个阀门设计来实现。因此,该压力储能器66与一个阀门80处于流体联通。当被致动时,该阀门80将液压压力提供给流体室72从而驱动活塞40向前压紧离合器组件42的这些离合器片。
一个电子控制单元69与阀门80的螺线管处于电联通。由该电子控制单元69提供给螺线管的电流量控制了通过阀门80所提供的压力的量,藉此控制传递到活塞40的液压压力。此外,一个压力传感器74与该电子控制单元69处于电联通。该压力传感器74与在阀门80与活塞40的室72之间的液压管线71处于流体联通。因此,压力传感器74产生了基于驱动活塞40的压力的一个电信号并形成了到电子控制单元69的一个电子反馈回路。该电子反馈回路可由电子控制单元69用于调节提供给螺线管的电流。如以上说明的,活塞40可将一个可调节的致动压力提供给离合器组件42,从而可变化地控制这些离合器片的摩擦接合并且因此控制差速器壳24与中间轴32之间的锁定或调整。
正如本领域普通技术人员将会容易认识到的,以上说明旨在作本发明原理的实现方式的一个说明。本说明无意限制本发明的范围或应用,其中如以下权利要求所定义的本发明很容易有变更、变体和改变而无需背离本发明的精神。
Claims (15)
1.一种用于控制机动车辆的动力传动系中的扭矩的差速器系统,包括:
一个差速器壳(24),该差速器壳与一个差速器组件(16)相联通;
一个致动器壳体(44),该致动器壳体被配置为与该差速器壳(24)一起旋转;
一个第一中间轴(32),该第一中间轴延伸经过该致动器壳体(44)并与一个第一车轮(20)连接;
一个第二中间轴(30),该第二中间轴与该差速器组件(16)联通并与一个第二车轮(18)连接;
一个离合器组件(42),用于摩擦地将该差速器壳(24)连接到该第一中间轴(32),该离合器组件(42)包括接合该致动器壳体(44)的一个第一组离合器片(46),以及接合该第一中间轴(32)的一个第二组离合器片(48);
一个活塞(40),该活塞用来压紧该第一和第二组离合器片(46,48),藉此摩擦地将该差速器壳(24)连接到该第一中间轴(32)。
2.如权利要求1所述的系统,进一步包括一个推力轴承(52),该推力轴承与该活塞(40)联通并且被配置为驱动一个销(56)进入该离合器组件(42)之中,藉此压紧该第一和第二组离合器片(46,48)。
3.如权利要求1所述的系统,进一步包括被配置为致动该活塞(40)的一个液压回路(58)。
4.如权利要求3所述的系统,进一步包括一个弹簧(54),该弹簧被配置为当压力被该液压回路(58)释放时使该活塞(40)缩回。
5.如权利要求3所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个储能器(66)以及用于操纵该活塞(40)的至少一个液压阀(70),该储能器(66)被配置为给至少一个液压阀(70)提供一个恒定的压力。
6.如权利要求3所述的系统,其中该液压回路(58)包括被配置为向该活塞(40)提供一个可变的压力的一个二级阀门(68)。
7.如权利要求6所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个主阀门(70),该主阀门具有一个螺线管,该螺线管被配置为基于一个螺线管电流向该二级阀门(68)提供一个可变的压力。
8.如权利要求3所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个压力传感器(74),该压力传感器被配置为感测驱动该活塞(40)的压力以建立一个电子反馈回路。
9.如权利要求1所述的系统,其中该第一组离合器片(46)被花键连接到该致动器壳体(44)并且该第二组离合器片(48)被花键连接到该第一中间轴(32)上。
10.一个用于前轮驱动车辆的差速器系统,该差速器系统包括:
一个差速器壳(24),该差速器壳与一个差速器组件(16)联通;
一个致动器壳体(44),该致动器壳体被配置为与该差速器壳(24)一同旋转;
一个第一中间轴(32),该第一中间轴延伸通过该致动器壳体(44)并且与一个第一前轮(20)连接;
一个第二中间轴(30),该第二中间轴与该差速器组件(16)联通并且连到一个第二前轮(18);
一个离合器组件(42),该离合器组件被配置为将该差速器壳(24)摩擦连接到该第一中间轴(32),该离合器组件(42)包括接合该致动器壳体(44)的一个第一组离合器片(46)以及接合该第一中间轴(32)的一个第二组离合器片(48);
一个活塞(40),该活塞由一个液压回路(58)致动并且通过一个推力轴承(52)连接到该离合器组件(42)内的一个销(56)上,该销(52)被配置为压紧该第一和第二组离合器片(46,48),藉此响应于由该液压回路(58)对该活塞(40)的致动而将该差速器壳(24)摩擦地连接到该第一中间轴(32);
一个弹簧(54),该弹簧被配置为使该活塞(40)缩回,藉此在该液压回路(58)解除对抗该活塞(40)的压力时将这些离合器片(46,48)释放。
11.如权利要求10所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个储能器(66)以及用于操纵该活塞(40)的至少一个液压阀(70),该储能器(66)被配置为向该至少一个液压阀(70)提供一个恒定的压力。
12.如权利要求10所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个二级阀门(68),该二级阀门被配置为向该活塞(40)提供一个可变的压力。
13.如权利要求13所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个主阀门(70),该主阀门具有一个螺线管,该螺线管被配置为基于一个螺线管电流在该第二阀门(68)上提供一个可变的压力。
14.如权利要求10所述的系统,其中该液压回路(58)包括一个压力传感器(74),该压力传感器被配置为感测驱动该活塞(40)的压力以建立一个电子反馈回路。
15.如权利要求10所述的系统,其中该第一组离合器片(46)被花键连接到该致动器壳体(44)并且该第二组离合器片(48)被花键连接到该第一中间轴(32)上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090708 |