CN102011838A - 一种扭矩矢量控制分动器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种性能可靠、控制方便的扭矩矢量控制分动器，包括位于壳体内的输入轴、空套在输入轴上的前向输出轴，前向输出轴的端部安装有第二太阳轮，输入轴的中部安装有第一太阳轮，第一太阳轮、第二太阳轮的外周环绕有行星架，行星架与第一太阳轮、第二太阳轮之间安装有数个行星齿轮；行星架的外壁通过轴向的花键结构活动安装有主动摩擦片及压盘，壳体的内壁在主动摩擦片的旁侧固定有一圈被动摩擦片，主动摩擦片位于被动摩擦片与压盘之间；壳体的侧边设置有电磁线圈，电磁线圈的旁侧设置有可在电磁线圈作用下沿输入轴轴向移动的衔铁，行星架的壁体设置有轴向通槽，衔铁伸入至行星架内，衔铁的端部向外侧弯折穿过行星架的通槽，并与压盘的侧面接触。

Description

一种扭矩矢量控制分动器

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到汽车的扭矩矢量控制分动器。

背景技术

目前，四轮驱动只应用于在越野车上及城市SUV车，而随着技术的发展，四轮驱动技术将越来越广泛地应用于轿车上。在非铺装路面上，四轮驱动技术能提高汽车的通过能力，而在铺装路面上，四轮驱动技术能大大提高汽车的操控性，避免前驱或后驱轿车出现转向不足或转向过度的现象，提高汽车的加速性能和抗侧滑性能。

四轮驱动技术不仅仅是让另两个车轮具有驱动能力，还要能将驱动力合理分配在四个驱动轮上，这就必须依赖扭矩分配技术。从变速箱出来的扭矩经分动器后传递给前、后桥，传递到前、后桥的扭矩必须能实现主动控制。也就是说分动器能根据电子控制器的指令将最合适的扭矩分配给前桥或后桥，车桥再将最合适的扭矩分别传给左右车轮。

现在的扭矩控制装置是将输入轴、输出轴直接用摩擦片来传动，即依靠摩擦片的摩擦力矩来传递输入轴的全部扭矩，不仅所传递的扭矩大小不能够调整，还会导致摩擦片的磨损太快，缩短摩擦片的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提出一种性能可靠、控制方便的扭矩矢量控制分动器。

本发明的扭矩矢量控制分动器包括壳体及位于壳体内的输入轴、空套在输入轴上的前向输出轴，关键在于所述前向输出轴的端部安装有第二太阳轮，所述输入轴的中部安装有第一太阳轮，第一太阳轮、第二太阳轮的外周环绕有行星架，所述行星架与第一太阳轮、第二太阳轮之间安装有数个行星齿轮；行星架的外壁通过轴向的花键结构活动安装有主动摩擦片及压盘，壳体的内壁在主动摩擦片的旁侧固定有一圈被动摩擦片，所述主动摩擦片位于被动摩擦片与压盘之间；所述壳体的侧边设置有电磁线圈，所述电磁线圈的旁侧设置有可在电磁线圈作用下沿输入轴轴向移动的衔铁，所述行星架的壁体设置有轴向通槽，所述衔铁伸入至行星架内，衔铁的端部向外侧弯折穿过行星架的通槽，并与压盘的侧面接触。

上述扭矩矢量控制分动器的工作原理如下：当分动器处于后驱状态时，主动摩擦片与被动摩擦片之间未压紧，存在一定的间隙，因此行星架处于自由状态，可自由转动，此时输入轴、前向输出轴之间没有扭矩传递。当需要向前桥传递扭矩时，向电磁线圈通电，电磁线圈产生磁力，吸引衔铁向电磁线圈方向移动，衔铁的端部就会通过压盘压迫主动摩擦片向被动摩擦片方向移动，主动摩擦片与被动摩擦片压紧后，两者之间产生摩擦阻力矩，阻碍行星架的自由转动。行星架被摩擦片固定后，行星齿轮就可以通过转动来传递扭矩了，其扭矩传递的路线为：输入轴----第一太阳轮----行星齿轮----第二太阳轮----前向输出轴。传递扭矩的大小正比于主动摩擦片与被动摩擦片的结合力矩，而主动摩擦片与被动摩擦片的结合力矩可由电磁线圈通过电流的大小来控制。

为防止行星架轴向移动，所述行星架通过挡板轴向固定于输入轴、前向输出轴上。

所述行星架的通槽延伸至行星架的侧壁，所述衔铁通过行星架侧壁的凹槽支撑并限位，以方便安装衔铁。

所述行星齿轮有四个，并均匀分布于第一太阳轮、第二太阳轮的外周，这样可以使得行星架不会发生倾侧，而且传递扭矩时可以承受更大的扭矩。

行星架的外周开有外花键槽，所述压盘和主动摩擦片的内圈设置有与外花键槽配合的内花键槽，花键结构可以使压盘、主动摩擦片只能沿花键方向移动，而不会横向移动。

所述被动摩擦片及主动摩擦片均为平行排列的一组摩擦片，所述被动摩擦片与主动摩擦片交替排列。多个摩擦片可以增大主动摩擦片与被动摩擦片的结合力矩。

所述压盘、被动摩擦片、主动摩擦片、电磁线圈均为环形，并环绕于输入轴的四周，这样可以保证扭矩传递时更加均匀。

本发明的扭矩矢量控制分动器将行星齿轮机构和摩擦片机构结合在一起，通过摩擦片机构来控制行星齿轮机构传递扭矩的大小和方向，其扭矩传递方式工作可靠，控制方式反应灵敏，摩擦片的结合扭矩远小于行星齿轮机构所传递的扭矩，能有效降低摩擦片的磨损，提高使用寿命，能有效避免前后桥之间出现扭矩循环现象，不仅适合于于汽车分动器上进行车桥间的矩分配控制，还适合于车桥上进行左右轮间的矩分配控制。

附图说明

图1是本发明的扭矩矢量控制分动器的结构示意图；

图2是图1中电磁线圈、衔铁、压盘及摩擦片处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。

实施例1：

如图1、2所示，本实施例的扭矩矢量控制分动器包括壳体9及位于壳体9内的输入轴、空套在输入轴上的前向输出轴11，其中输入轴包括输入端13和后向输出端1，前向输出轴11的端部安装有第二太阳轮10，输入轴的中部安装有第一太阳轮2，第一太阳轮2、第二太阳轮10的外周环绕有行星架8，行星架8与第一太阳轮2、第二太阳轮10之间均匀安装有四个行星齿轮5；行星架8的外壁通过轴向的花键结构活动安装有主动摩擦片及压盘7，壳体8的内壁在主动摩擦片的旁侧固定有一圈被动摩擦片，所述主动摩擦片位于被动摩擦片与压盘7之间，主动摩擦片与被动摩擦片组成摩擦片组6；壳体8的侧边弯折所形成的凹腔内设置有电磁线圈3，电磁线圈3的旁侧设置有可在电磁线圈3作用下沿输入轴轴向移动的衔铁4，行星架8的壁体设置有轴向通槽，衔铁4伸入至行星架8内，衔铁4的端部向外侧弯折穿过行星架8的通槽，并与压盘7的侧面接触。

为防止行星架8轴向移动，所述行星架8通过挡板15轴向固定于输入轴的后向输出端1上。

行星架8的通槽延伸至行星架8的侧壁，衔铁4通过行星架8侧壁的凹槽支撑并限位，以方便安装衔铁7。

行星架8的外周开有外花键槽，所述压盘7和主动摩擦片的内圈设置有与外花键槽配合的内花键槽，花键结构可以使压盘7、主动摩擦片只能沿花键方向移动，而不会横向移动。

摩擦片组6的被动摩擦片与主动摩擦片平行交替排列，压盘7、被动摩擦片、主动摩擦片、电磁线圈3均为环形，并环绕于输入轴的四周，这样可以保证扭矩传递时更加均匀。

上述扭矩矢量控制分动器的工作原理如下：当分动器处于后驱状态时，主动摩擦片与被动摩擦片之间未压紧，存在一定的间隙，因此行星架8处于自由状态，可自由转动，此时输入轴、前向输出轴11之间没有扭矩传递。当需要向前桥传递扭矩时，向电磁线圈3通电，电磁线圈3产生磁力，吸引衔铁4向电磁线圈3方向移动，衔铁4的端部就会通过压盘7压迫主动摩擦片向被动摩擦片方向移动，主动摩擦片与被动摩擦片压紧后，两者之间产生摩擦阻力矩，阻碍行星架8的自由转动。行星架8被摩擦片固定后，行星齿轮5就可以通过转动来传递扭矩了，其扭矩传递的路线为：输入轴----第一太阳轮2----行星齿轮5----第二太阳轮10----前向输出轴11。传递扭矩的大小正比于主动摩擦片与被动摩擦片的结合力矩，而主动摩擦片与被动摩擦片的结合力矩可由电磁线圈通过电流的大小来控制。

Claims (7)

1.一种扭矩矢量控制分动器，包括壳体及位于壳体内的输入轴、空套在输入轴上的前向输出轴，其特征在于所述前向输出轴的端部安装有第二太阳轮，所述输入轴的中部安装有第一太阳轮，第一太阳轮、第二太阳轮的外周环绕有行星架，所述行星架与第一太阳轮、第二太阳轮之间安装有数个行星齿轮；行星架的外壁通过轴向的花键结构活动安装有主动摩擦片及压盘，壳体的内壁在主动摩擦片的旁侧固定有一圈被动摩擦片，所述主动摩擦片位于被动摩擦片与压盘之间；所述壳体的侧边设置有电磁线圈，所述电磁线圈的旁侧设置有可在电磁线圈作用下沿输入轴轴向移动的衔铁，所述行星架的壁体设置有轴向通槽，所述衔铁伸入至行星架内，衔铁的端部向外侧弯折穿过行星架的通槽，并与压盘的侧面接触。

2.根据权利要求1所述的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述行星架通过挡板轴向固定于输入轴、前向输出轴上。

3.根据权利要求1述的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述行星架的通槽延伸至行星架的侧壁，所述衔铁通过行星架侧壁的凹槽支撑并限位。

4.根据权利要求1的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述行星齿轮有四个，并均匀分布于第一太阳轮、第二太阳轮的外周。

5.根据权利要求1或2或3或4的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述行星架的外周开有外花键槽，所述压盘和主动摩擦片的内圈设置有与外花键槽配合的内花键槽。

6.根据权利要求1或2或3或4的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述被动摩擦片及主动摩擦片均为平行排列的一组摩擦片，所述被动摩擦片与主动摩擦片交替排列。

7.根据权利要求6所述的扭矩矢量控制分动器，其特征在于所述压盘、被动摩擦片、主动摩擦片、电磁线圈均为环形，并环绕于输入轴的四周。

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