CN105307892A - 用于全轮驱动的机动车的驱动传动系 - Google Patents

用于全轮驱动的机动车的驱动传动系 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于全轮驱动的机动车的驱动传动系，具有由动力装置通过差速器来驱动的主车桥以及通过主车桥与传动机构来驱动的副车桥。为了实现驱动传动系结构紧凑且安装便利，规定：与主车桥(12)的中央差速器(24)同轴地在该中央差速器的输出元件(30、32)上布置有侧差速器(26、28)，该侧差速器的驱动元件(26a、28a)与中央差速器(24)的输出元件(30、32)传动连接，该侧差速器的输出元件(26b、26c、28b、28c)与主车桥(12)的驱动轴(12a、12b)传动连接和通过多个、特别地通过两个单独的环式传动机构(14、16)与副车桥(18)的驱动轴(18a、18b)传动连接。

Description

用于全轮驱动的机动车的驱动传动系
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于全轮驱动的机动车的驱动传动系。
背景技术
机动车、尤其是乘用车的全轮驱动系统可以粗略地划分为全时驱动系统和所谓的适时驱动系统，全时驱动系统具有两个车桥差速器和一个中央差速器(用于避免驱动张力)，适时驱动系统具有直接由动力装置驱动的主车桥和通过离合器(例如维斯科离合器或瀚德离合器)在驱动打滑时可接通的副车桥。主车桥或副车桥在此可以是机动车的前桥或后桥。
JP2005035379A1公开了一种驱动传动系，其中机动车的副车桥的驱动通过作为传动机构的齿形带传动机构从主车桥到副车桥地进行。两个车桥的差速器以通常的方式与输出到车轮上的驱动轴同轴地布置。此外，设置可控制的离合器，通过该离合器可中断用于副车桥的力流，以实现例如机动车的仅仅前轮驱动。
此外，从WO81/03150中已知了这种驱动传动系，其中，副车桥通过两个侧向的环式传动机构由机动车的通过动力装置驱动的主车桥或者说其输出到车轮上的驱动轴来加载。仅仅在主车桥上设置了差速器，由此可差强人意地补偿特别是在驶过弯道时车轮的转速差。
发明内容
本发明的任务是，提供这种类型的驱动传动系，该驱动传动系被结构上特别紧凑地设计，并且在将其布置在机动车内方面以及在行驶动力性设计方面该驱动传动系提供了较高的结构上的自由度。
该任务的解决通过具有权利要求1的特征来完成。本发明的有利的改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。
根据本发明规定：与主车桥的中央差速器同轴地在该中央差速器的输出元件上布置有侧差速器，该侧差速器的驱动元件与中央差速器的输出元件传动连接，该侧差速器的输出元件与主车桥的驱动轴传动连接和通过多个——特别地通过两个——单独的环式传动机构与副车桥的驱动轴传动连接。在此主要的优点可以视为：中央差速器与两个侧差速器紧凑且结构上有利地布置有共同的轴线，以及必要时直接沿轴向彼此相邻地布置，并且通过共同的润滑剂源可以提供润滑油。副车桥的结构可以在没有集成的差速器的情况下极大地被简化。此外，在可靠地补偿转速差的情况下保证通过侧差速器的变速比设计而预先给定地将力矩分配到机动车的驱动的车轮上。
特别有利地，在此可以将中央差速器设计为结构简单的锥齿轮差速器并且将侧差速器设计为沿轴向方向结构较短的行星齿轮传动机构。但是必要时所有三个差速器可以都由行星齿轮传动机构形成。
在制造技术方面具有简单且有利的效率的结构通过以下来实现：侧差速器的驱动元件是行星齿轮传动机构的支承行星齿轮的行星架，而输出元件是太阳轮和齿圈。
环式传动机构例如可以是链传动机构。然而优选地建议齿形带传动机构，所述齿形带传动机构在传递路线较长的情况下可以在传动壳体内多件式地设置中间轮、转向轮等以实现稳定和与给定的结构空间的匹配。
此外，在动力装置横置在机动车中时，可以将主车桥的中央差速器集成到动力装置中，而同轴的侧差速器可以安装到动力装置上。动力装置在此可以布置在机动车的前侧或后侧，其中通过齿形带传动机构驱动的副车桥随后要么形成后桥要么形成转向前桥。
与此相反，当动力装置在机动车(前部、后部或者在中置发动机布置中)中纵置时，主车桥的中央差速器和两个侧差速器布置在共同的桥壳内，中央差速器与动力装置传动连接，中央差速器同轴地输出到车轮的驱动轴上，侧差速器在动力装置的两侧通过环式传动机构输出到副车桥的驱动轴上。由此除了结构上紧凑地将三个差速器布置在主车桥的桥壳中之外，还在动力装置的布局方面、例如也在机动车的车桥重量分布方面提高了自由度。在此，动力装置可以通过轴向平行的、集成的或者处于外部的从动轴以及锥齿轮传动机构来驱动主车桥的锥齿轮中央差速器。
最后，在驱动传动系的另一设计方案中，在动力装置在机动车中纵置时，中央差速器可以在变速器的侧面安装在动力装置壳体上，中央差速器的一个半轴横向越过变速器输入轴，侧差速器设置在动力装置的两侧并且通过环式传动机构输出到副车桥上。
此外，根据本发明提出了一种用于运行具有一个或多个前面所介绍的特征和/或在产品权利要求中要求保护的一个或多个特征的驱动传动系的方法，其中关于其由此产生的优点参考以上实施方案。
附图说明
以下借助于所附的示意性的附图详细地解释本发明的三个实施例。在附图中：
图1示出了用于全轮驱动的机动车的驱动传动系的框图，其中示出了横置的动力装置、带有三个同轴差速器的主车桥以及通过齿形带传动机构驱动的副车桥；
图2同样以框图的形式示出了一种驱动传动系，其中示出了纵置的动力装置以及在桥壳中具有三个差速器的主车桥，所述主车桥又通过两个侧向的齿形带传动机构驱动设置在前面的副车桥；
图3示出了具有纵置动力装置的驱动传动系，中央差速器安装到所述动力装置的侧向上，所述中央差速器通过输出半轴耦接到布置在动力装置的两侧的侧差速器上。
具体实施方式
在图1中概略地示意性地示出了用于全轮驱动的机动车的、具有横置的前侧的动力装置10的驱动传动系，该动力装置驱动前桥或主车桥12并且通过该主车桥借助于传动机构或两个齿形带传动机构14、16驱动机动车的后桥或副车桥18。
动力装置10主要由内燃机20(该内燃机也可以是其他驱动机、例如电动机)、变速器22以及集成的锥齿轮中央差速器24组成。中央差速器24以已知的结构方式通过设计为行星齿轮传动机构的侧差速器26、28并且通过驱动轴12a、12b驱动机动车的主车桥12的前轮(未示出)。
通过变速器22驱动的中央差速器24在此利用其半轴30、32驱动同轴的侧差速器26、28，其中行星齿轮传动机构的驱动元件相应地是支承行星齿轮的行星架26a、28a。
行星齿轮传动机构26、28的输出元件是太阳轮26b、28b，所述太阳轮与主车桥12的驱动轴12a、12b耦接；并且此外行星齿轮传动机构26、28的输出元件是齿圈26c、28c，所述齿圈与齿形带传动机构的驱动的皮带轮14a、16a相连接。
齿形皮带14b、16b通过皮带轮14c、16c传动到副车桥18上或者说通过两侧的驱动轴18a、18b传动到机动车的后轮上。
齿形带传动机构14、16、安装到动力装置10上的侧差速器26、28以及具有副车桥18的皮带轮14c、16c的驱动轴18a、18b可转动地支承或者说布置在相应的壳体(未示出)内。
通过将侧差速器26、28配设给中央差速器24，该中央差速器通过半轴30、32驱动侧差速器，所述侧差速器便根据驱动力矩的变速比设计(例如50：50或者60:40)而向驱动轴12a、12b或者说前轮以及通过齿形带传动机构14、16向机动车的后轮的驱动轴18a、18b进行分配。
在主车桥12与副车桥18之间出现的转速差因此通过侧差速器26、28来补偿，在机动车的两侧车轮之间的转速差通过中央差速器24来补偿。
应注意的是：主车桥12与副车桥18根据动力装置10的安装情况(前置或者后置)可以是机动车的前桥或后桥。
图2和3示出了替代的驱动传动系，仅仅就与图1很不同的方面对所述驱动传动系进行解释。功能相同的元件设有相同的附图标记。
根据图2，动力装置10'纵置并且安装在机动车前部。
中央差速器24和侧差速器26、28同轴地布置在同一桥壳34(用虚线表示)中，所述桥壳形成主车桥12'，其中中央差速器24的半轴30、32如上所述地驱动侧差速器26、28。
动力装置10'的变速器22通过输出轴36并且通过锥齿轮传动机构38驱动中央差速器24的盘形齿轮38。输出轴36例如可以是万向接头轴。
侧差速器26、28通过太阳轮26b、28b来驱动主车桥12的驱动轴12a、12b或者说机动车的后轮，而齿圈26c、28c通过皮带轮14a、16a、齿形皮带14b、16b和皮带轮14c、16c或者说通过在侧向在动力装置10'旁向前导引的齿形带传动机构14、16和驱动轴18a、18b对副车桥18或者说机动车的前轮进行加载。
图3示出了另一替代的驱动传动系，其中机动车的再次纵向前置的动力装置10”具有主车桥12的、在侧向安装在起动离合器40的区域中的中央差速器24，所述中央差速器以本身已知的方式通过变速器22的向前反馈的输出轴42来驱动。
中央差速器24通过一个半轴32和侧差速器28驱动右侧的前轮，并且通过齿形带传动机构16驱动机动车的后轮，而沿轴向较长的半轴30以横越变速器22的变速器输入轴22a的方式驱动左侧的侧差速器26，并且该侧差速器如上面所描述那样地驱动机动车的左前轮的驱动轴12a并且通过齿形带传动机构14驱动副车桥18的左后轮。
如图所示，右侧的侧差速器28直接安装到被集成到变速器22的变速器壳体内的锥齿轮中央差速器24上，而左侧的侧差速器26和相应的齿形带传动机构14在动力装置10”旁向后导引。
本发明不限于所解释的实施例。特别地，图1-3的每个驱动传动系不仅可以安装在机动车的前部而且也可以安装在机动车的后部，其中主车桥12(直接驱动)可以是前桥，也可以是后桥；同样的情况适用于通过齿形带传动机构14、16间接地驱动的副车桥18。
锥齿轮中央差速器24必要时也可以设计为已知结构类型的行星齿轮传动机构。
此外，可以在皮带轮14a、16a、14c、16c上设置变速机构(未示出)，变速机构在驱动的皮带轮14a、16a上引起加速的传动比(牵引力降低)并且在输出的皮带轮14c、16c上引起减速的传动比(转矩增大)，或者说在驱动轴12a、12b到18a、18b上再次建立转矩平衡位置。

Claims (9)

1.用于全轮驱动的机动车的驱动传动系，具有由动力装置通过差速器来驱动的主车桥以及通过主车桥与传动机构来驱动的副车桥，其特征在于，与主车桥(12)的中央差速器(24)同轴地在该中央差速器的输出元件(30、32)上布置有侧差速器(26、28)，该侧差速器的驱动元件(26a、28a)与中央差速器(24)的输出元件(30、32)传动连接，该侧差速器的输出元件(26b、26c、28b、28c)与主车桥(12)的驱动轴(12a、12b)传动连接和通过多个——特别地通过两个——单独的环式传动机构(14、16)与副车桥(18)的驱动轴(18a、18b)传动连接。
2.根据权利要求1所述的驱动传动系，其特征在于，所述中央差速器(24)设计为锥齿轮差速器，所述侧差速器(26、28)设计为行星齿轮传动机构。
3.根据权利要求1或2所述的驱动传动系，其特征在于，所述侧差速器(26、28)的驱动元件是行星齿轮传动机构的支承行星齿轮的行星架(26a、28a)，输出元件是太阳轮(26b、28b)和齿圈(26c、28c)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的驱动传动系，其特征在于，环式传动机构是单件式或多件式的齿形带传动机构(14、16)。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的驱动传动系，其特征在于，在所述动力装置(10)横置的情况下，至少中央差速器(24)集成到设备壳体中并且所述侧差速器(26、28)轴向相邻地安装。
6.根据前述权利要求1-4中任一项所述的驱动传动系，其特征在于，在动力装置(10”)在机动车中纵置时，中央差速器(24)在变速器(22)的侧面安装到动力装置的壳体上，中央差速器(24)的一个半轴(30)横跨变速器输入轴(22a)；侧差速器(26、28)设置在动力装置(10”)的两侧。
7.根据前述权利要求1-4中任一项所述的驱动传动系，其特征在于，单独的主车桥(12)由在机动车中纵置的动力装置(10')通过驱动轴(36)——特别是万向接头轴——来驱动；两个所述的环式传动机构(14、16)在侧面在动力装置(10')旁延伸到副车桥(18)。
8.根据权利要求7所述的驱动传动系，其特征在于，在动力装置(10')前置的情况下，所述单独的主车桥(12')是机动车的后桥。
9.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的驱动传动系的方法。
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