CN105452728A - 具有两速差速器的紧凑型手动变速驱动桥 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一个实施例的具有两速差速器的手动变速驱动桥包括差速器总成、最终传动行星齿轮系统和接合机构。差速器总成能具有差速器外壳。最终传动行星齿轮系统能具有最终传动齿轮、行星环形齿轮和太阳齿轮。最终传动行星齿轮系统能被配置成选择性地以(i)最终传动行星齿轮系统不相对于差速器外壳旋转的第一模式和(ii)最终传动行星齿轮系统相对于差速器外壳被固定的第二模式操作。接合机构能被配置成使手动变速驱动桥不按顺序地换挡并同时使最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动。

Description

具有两速差速器的紧凑型手动变速驱动桥

相关申请的相互参引

本申请要求2013年6月25日提交的第61/839,160号美国专利申请和2014年2月5日提交的第61/936,051号美国专利申请的权益。以上申请的公开内容通过引用被纳入本文。

技术领域

本公开大致涉及差动齿轮机构，并且更具体地涉及用于前轮驱动手动变速器传动系车辆的两速差速器。

背景技术

差动齿轮机构能设置在车桥总成中，并被用于将转矩从传动(驱动)轴传递至一对输出轴。传动轴能通过使用与安装至差速器外壳的环形齿轮啮合的锥齿轮来驱动差速器。在汽车应用中，差速器允许安装在车桥总成两端的轮胎以不同的速度旋转。这在车辆转弯时是重要的，因为外轮胎驶过的弧线的距离大于内轮胎。因此，外轮胎必须以大于内轮胎的速度旋转以补偿更大的行驶距离。该差速器包括差速器壳和齿轮机构，该齿轮机构允许转矩从传动轴被传递至输出轴，并同时允许输出轴按照需要以不同的速度旋转。该齿轮机构可大体包括被安装用于随各自的输出轴一起旋转的一对侧齿轮(半轴齿轮)。一系列横向销或小齿轮轴被固定地安装至差速器壳以随差速器壳一起旋转。相应的多个小齿轮被安装用于随小齿轮轴旋转并与两个侧齿轮均成啮合关系。

燃料经济性在机动车辆中变得越来越重要。提供提高的效率和燃料经济性的一种方式是提供具有供驾驶者选择的额外速比的额外齿轮组。希望的是提供一种能以额外速比操作而无需变速驱动桥的额外内部空间的变速驱动桥。

本文中提供的背景技术说明是用于一般地呈现本公开的上下文的目的。目前指出的发明人的工作在此背景技术部分中所描述的程度上以及所作说明的不以其它方式被认定为提交本申请时的现有技术的各方面不明示地也不暗示地被承认为相对于本公开而言的现有技术。

发明内容

根据本公开的一个实施例的具有两速差速器的手动变速驱动桥包括差速器总成、最终传动行星齿轮系统和接合机构。差速器总成能具有差速器外壳。最终传动行星齿轮系统能具有最终传动齿轮、行星环形齿轮和太阳齿轮。最终传动行星齿轮系统能被配置成选择性地以(i)最终传动行星齿轮系统不相对于差速器外壳旋转的第一模式和(ii)最终传动行星齿轮系统相对于差速器外壳被固定的第二模式操作。接合机构能被配置成使手动变速驱动桥不按顺序地换挡并同时使最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动。

根据附加特征，手动变速驱动桥能包括共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的副轴和主轴。最终传动行星齿轮系统能针对第一速度和第二速度以第一模式操作，并针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以第二模式操作。第一速度和第二速度能具有比第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。第一齿轮组能提供在第一速度和第三速度下的转矩路径。第三齿轮组能提供在第二速度和第五速度下的转矩路径。

根据附加特征，接合机构还能包括以双H换挡模式操作的变速杆。手动变速驱动桥还能包括同步器，该同步器邻近差速器外壳配置并具有配置成选择性地接合行星环形齿轮的滑套。接合机构还能包括差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉。接合机构还能包括支撑第三/第四换挡拨叉和第五/第六换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴。

一种具有两速差速器并根据附加特征构建的手动变速驱动桥能包括差速器总成、副轴、主轴、最终传动行星齿轮系统和接合机构。差速器总成能具有差速器外壳和差速器最终传动齿轮。副轴和主轴能共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组。主轴还能包括与差速器最终传动齿轮啮合的主轴最终传动齿轮。最终传动行星齿轮系统可具有行星环形齿轮和太阳齿轮。最终传动行星齿轮系统能被配置成选择性地以(i)最终传动行星齿轮系统不相对于差速器外壳旋转的第一模式和(ii)最终传动行星齿轮系统相对于差速器外壳被固定的第二模式操作。接合机构能被配置成使用第一、第二、第三和第四齿轮组并通过使最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动而使手动变速驱动桥在六个不同速比之间切换。

根据附加特征，最终传动行星齿轮系统能针对第一速度和第二速度以第一模式操作。最终传动行星齿轮系统能针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以第二模式操作。第一速度和第二速度能具有比第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。第一齿轮组能提供第一速度和第三速度下的转矩路径。第三齿轮组能提供第二速度和第五速度下的转矩路径。接合机构还能包括以双H换挡模式操作的变速杆。手动变速驱动桥还能包括同步器，该同步器邻近差速器外壳配置并具有被配置成选择性地接合行星环形齿轮的滑套。接合机构还能包括差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉。接合机构还能包括支撑第三/第四换挡拨叉和第五/第六换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴。在一个实施例中，手动变速驱动桥是前轮驱动手动变速驱动桥。手动变速驱动桥可以是具有至少一个变速致动器的自动式手动变速器(机械式自动变速器)。

根据另一个实施例构建的两速差动齿轮机构能包括差速器壳、第一和第二侧齿轮、多个小齿轮、和电磁螺线管。差速器壳能具有限定有第一输出轴开口的第一差速器壳部分和限定有第二输出轴开口的第二差速器壳部分。第一和第二侧齿轮能可旋转地安装在差速器壳内。第一和第二侧齿轮能沿着差速器壳的旋转轴线同轴对齐。多个小齿轮能安装在第一和第二侧齿轮之间。多个小齿轮能与第一和第二侧齿轮互相啮合以形成被配置成用于在小齿轮与第一和第二侧齿轮之间传递转矩以使第一和第二侧齿轮围绕所述旋转轴线旋转的转矩传递机构。电磁螺线管能被配置成使差动齿轮机构在第一低速传动(underdrive)转矩路径和第二直接传动转矩路径之间切换。低速传动转矩路径能使转矩经由行星齿轮组传递。直接传动路径能使转矩直接通过小齿轮传递。同步器可以是增力式的自供能同步器(boostedself-energizedsynchronizer)。

附图说明

从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的一个实施例构建的具有四个齿轮组并具有向两速差速器的传动的六速前轮驱动变速驱动桥的透视图；

图2是沿线2-2截取的图1的前轮驱动变速驱动桥的剖视图；

图3是图1的前轮驱动变速驱动桥的四个齿轮组和相应的接合机构的透视图；

图4是以第一速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图4A是以第一速度示出的、与图4的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图5是以第二速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图5A是以第二速度示出的、与图5的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图6是以第三速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图6A是以第三速度示出的、与图6的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图7是以第四速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图7A是以第四速度示出的、与图7的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图8是以第五速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图8A是以第五速度示出的、与图8的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图9是以第六速度示出的图3的接合机构的俯视图；

图9A是以第六速度示出的、与图9的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图10是以反向速度(倒挡)示出的图3的接合机构的俯视图；

图10A是以反向速度示出的、与图10的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；

图11是示出根据本公开的各速比的表；

图12是根据本公开的一个实施例的包含直接切换式行星减速的两速差速器的剖视图；

图13是根据本公开的附加特征的包含由电磁螺线管致动的球-坡道装置的两速差速器的剖视图；

图14是示出包含借由图1的两速差速器和接合机构的方式实现额外的两个速度的四速变速器的图表；

图15是根据本公开的另一种构型的两速换挡(齿轮切换)的挡位模式和传感器位置的图解。

图16是根据本公开的另一种构型的最终传动行星齿轮系统的剖视图；以及

图17是根据本公开的又一个实施例构建的一个示例性切换机构的剖视图。

具体实施方式

首先参照图1，根据本公开的一个实施例构建的一种示例性的两速差速器被示出并总体用附图标记10表示。在此描述的示例性的两速差速器10被示出为结合在具有由附图标记14统一表示的四个齿轮组的前轮驱动变速驱动桥12中。如在此将描述的，两速差速器10与四个齿轮组14的结合提供六速的前轮驱动变速器。尽管在此描述的具体实施例是用于包含手动变速器并提供六个前进速度的前轮驱动车辆，但本公开也能用于其他构型。

如通过以下讨论将理解的，本公开提供一种低成本、低重量的用于前轮驱动手动变速器传动系的手动变速驱动桥。该手动变速驱动桥具有齿轮、轴、同步器和两速差速器10的组合。两速差速器10能使变速器速比(个数)加倍而提供两种主要的配置选择：1)超速传动比(Overdriveratio)，和2)低范围比(Lowrangeratio)。超速传动比能允许使发动机降速而将给定的车辆置于巡航模式并优化燃料经济性。低范围比能允许减小发动机尺寸而保持能克服滑行(rolling)开始模式下的车辆惯性的发动比(launchratio)直至达到以高燃料经济性维持车辆运动的速度。此外，本公开包含有感测在变速器从四挡至五挡或从五挡至四挡的变速位置的机械装置。提供机械致动以改变两速差速器10上的挡位。变速器控制能使用仅一个换挡拨叉轴从三挡切换至四挡和从五挡切换至六挡，这对于驾驶者是易懂的。本公开也可设想其他换挡组合。

本公开还考虑在以下概念上对两速差速器10使用单一部件：1)使用增大切换力并优化齿轮啮合的球-坡道和同步装置的两速差速器换挡；2)通过直接切换机构实现的两速差速器换挡；3)使用由电磁螺线管致动的球-坡道装置的两速差速器换挡；以及4)具有自供能的增力式同步器的两速差速器。

结合在前轮驱动手动变速器12中的两速差速器10由于优化了换挡步骤而提供了燃料经济性的提高。此外，与用于小型乘用车的类似变速器相比，能实现重量的减轻。对于乘用车可维持现有的换挡模式(图4A、5A、6A等)，从而使新技术对于驾驶者而言是易懂的。换挡力可与小型乘用车变速器相当。

两速差速器10能被设计为具有多个速度。本实施例包括用于驾驶者舒适性的手动变速器上的六个速度。两速差速器10能具有20的总比率(第一速比×差动速比)。可维持典型的传动比(对于一挡为4.5且对于六挡为0.65)。可使用3.5和5.0之间的差动比。两速差速器10的切换可对于驾驶者而言是易懂的。

两速差速器10可结合在包括四速变速器的任何手动变速器中。两速差速器10能具有使得与小型乘用车上目前使用的类似变速器相比重量减轻的紧凑尺寸。与通常的五速变速器相比，包含了根据本公开的两速差速器10的四速变速器能提高燃料经济性。在一个实施例中，燃料经济性能提高7.5％。应当认识到的是，虽然在此描述的具体实施例是用于具有变速杆的手动变速器，但其也可用于自动式手动变速器。自动式手动变速器可与螺线管致动器一起使用。这种自动式手动变速器可采用响应于变速器电子控制单元的电动或气动致动的变速致动器。选挡逻辑能嵌入在电子控制单元中。

现具体参照图2，将更具体地描述两速差速器10和变速驱动桥14。变速驱动桥14能包括分别由变速驱动桥14的轴承24和26可旋转地支撑的副轴20和主轴22。副轴20能包含其上的反向齿轮30。主轴22能包含其上的主轴最终传动齿轮32。主轴最终传动齿轮32能与差速器最终传动齿轮40啮合。

副轴20和主轴22共同提供齿轮组14或具体地第一齿轮组46、第二齿轮组48、第三齿轮组50和第四齿轮组52。第一和第二滑套及反向齿轮60能设置在主轴22上。第五和第六滑套62能设置在主轴22上。

前轮驱动变速驱动桥12能大体包含最终传动行星齿轮组或系统70和差速器总成10。最终传动行星齿轮系统70能包括行星环形齿轮74、差速器外壳(行星架)78、行星齿轮80和太阳齿轮84。太阳齿轮84能与最终传动齿轮40相固定。

同步器总成90能邻近差速器外壳78配置。同步器总成90可以是增力的自供能同步器。在此构型中，差速器外壳78用作行星架。环形齿轮74能被同步器总成90选择性地接合。滑套100能与选择性地接合环形齿轮74的同步器总成90相关联。轴承108能配置于差速器外壳78和最终传动齿轮40之间。

两速差速器10能将多个小齿轮或紧凑型锥齿轮120和行星齿轮组70结合到具有双转矩路径的单个“嵌套的”差速器中。两速差速器10包括一对被安装成分别随车轴及第一和第二前驱动轮旋转的侧齿轮122。侧齿轮122限定有第一和第二车轴开口。横轴130被固定地安装至差速器壳78以随之旋转。相应的多个小齿轮120与两个侧齿轮122均成啮合关系。在开放式构型中，两速差速器10用于允许车轴以不同的速度旋转。

在第一转矩路径中，对于低发动比，可通过行星和紧凑的锥式差速器来实现低速传动。在第二转矩路径中，对于高巡航比，可直接通过紧凑的锥式差速器来实现直接最终传动路径。可通过增大换挡力和优化齿轮啮合的同步器90来实现换挡。与小型乘用车变速器相比，同步器90能提供类似的齿轮啮合力。如在此将描述的，杆和叉能使致动换挡系统完整。

现在转到图3，将描述根据本公开的一个实施例的接合机构130。接合机构130被用于使变速驱动桥12和两速差速器10在六个前进速度和一个反向速度之间切换。接合机构130大体包括杆传动器132、凸轮杆134、差速器换挡拨叉轴140、第五/第六速度换挡拨叉轴142、切换选择器轴144、辅助换挡拨叉轴150(图4)和反向换挡拨叉轴152(图4)。差速器换挡拨叉轴140支撑其上的差速器换挡拨叉160。第五/第六速度换挡拨叉轴142支撑第三/第四换挡拨叉162和第五/第六换挡拨叉166。切换选择器轴144支撑第三/第四和反向突耳170以及第一/第二和第五/第六突耳172。反向杆180能被接合在第五/第六切换突耳182和第五/第六换挡拨叉166之间。第一/第二和第五/第六突耳184能在第五/第六切换突耳182之间延伸并能拖曳叉188。第三/第四和反向突耳190被接合至第三/第四换挡拨叉162并能与反向切换突耳192选择性地接合。

对于来自图4至图10的描述，将针对变速杆200沿双H换挡模式的各单独位置说明接合机构130。将在“速度”方面描述变速杆200的各位置。然而，应认识到的是，“速度”实际上是由齿轮组14和两速差速器10提供的不同的速比。一般而言，对于第一和第二速度，最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以利用2.69(也参见图11)的额外速比的第一模式(不相对于差速器外壳78旋转)操作。对于第三、第四、第五和第六速度，最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第二模式(被固定至差速器外壳78)操作。当利用变速杆200(图4)在第二和第三速度之间切换时，接合机构130提供两种运动。在第一运动中，接合机构130脱离第三齿轮组50并接合第一齿轮组46。在第二运动中，接合机构130使两速差速器10从“高挡”(第一模式)切换至“低挡”(第二模式)。也参见图11。

如图4和4A所示，接合机构130处于对应于第一速度的位置。第一速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第一速度中，使用第一齿轮组46(图2)。因此，转矩路径经过第一齿轮组46。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第一模式操作，最终提供20.6(也参见图11)的比率。

如图5和5A所示，接合机构130处于对应于第二速度的位置。第二速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第二速度中，使用第三齿轮组50(图2)。因此，转矩路径经过第三齿轮组50。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第一模式操作，最终提供11.7(也参见图11)的比率。

如图6和6A所示，接合机构130处于对应于第三速度的位置。第三速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第三速度中，再次使用第一齿轮组46(图2)。因此，转矩路径经过第一齿轮组46。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第二模式(被固定至差速器外壳78)操作，最终提供7.6(也参见图11)的比率。

如图7和7A所示，接合机构130处于对应于第四速度的位置。第四速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第四速度中，使用第二齿轮组48(图2)。因此，转矩路径经过第二齿轮组48。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第二模式操作，最终提供5.5(也参见图11)的比率。

如图8和8A所示，接合机构130处于对应于第五速度的位置。第五速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第五速度中，使用第三齿轮组50(图2)。因此，转矩路径经过第三齿轮组50。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第二模式操作，最终提供4.3(也参见图11)的比率。

如图9和9A所示，接合机构130处于对应于第六速度的位置。第六速度是可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的一个单独的速比。在第六速度中，使用第四齿轮组52(图2)。因此，转矩路径经过第四齿轮组52。最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84以第二模式操作，最终提供3.7(也参见图11)的比率。

如图10和10A所示，接合机构130处于对应于反向(倒挡)的位置。反向可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择。

具体地参照图11，示出了示例性的齿轮和差速器比率设计。在此使用的术语“比率”用于表示输入齿轮和输出齿轮的转速之比。将理解的是，在此指出的所有的比率仅仅是示例性的，并且可提供其他的比率。通过以下讨论将认识到的是，最终传动行星齿轮系统70提供能最终获得六个不同速度的两速最终传动构型。图11示出概述了能使用示例性的速比264、齿轮组266和最终传动行星齿轮系统70(图2)获得的六个“速度”262的表格260。如上所述，六个“速度”262在此被总体称为可由驾驶者诸如通过沿着标准的双H换挡模式移动变速杆200而选择的单独的输出。对此，沿着双H换挡定位槽板的各个单独的位置将对应于一个单独的“速度”。

在所示出的示例性构型中，第一齿轮组46具有1.57的比率，第二齿轮组48具有1.12的比率，第三齿轮组50具有0.89的比率，并且第四齿轮组52具有0.76的比率。第一齿轮组46、第二齿轮组48、第三齿轮组50和第四齿轮组52(图2)能被设置在变速驱动桥12的副轴20和主轴22上或者能被设置成用于将旋转输入传输至输入轴。最终传动齿轮40能具有4.87的比率。

在操作期间，最终传动齿轮40、行星环形齿轮47和太阳齿轮84能以第一模式(速度一和二)相对于差速器外壳78旋转。或者，最终传动齿轮40、行星环形齿轮47和太阳齿轮84能被固定成以第二模式(速度三、四、五和六)随差速器外壳78一起旋转。本公开的最终传动行星齿轮系统70能提供第一模式中的2.69的速比和第二模式中的1.00的速比。本领域技术人员将认识到的是，所述模式能以不同的方式配置，同时仍利用四个齿轮组14和两速差速器10按顺序地提供驾驶者可见的六个速度。进一步说明的是，两速差速器10能被用于按需要连接齿轮组14中的任意齿轮组。在所示出的具体实施例中，当第一和第二速度改变时，变速器12内部不需要动作。这使得燃料经济性提高。图11还示出发动机rpm相对于车速的针对现有技术的构型和本公开(示出为“本公开”)的比较图线280。

现在转到图12，将描述根据本公开的附加特征构建的两速差速器310。两速差速器310能包括差速器壳320以将多个小齿轮或紧凑型锥齿轮360和行星齿轮组362结合到具有双转矩路径的单个“嵌套的”差速器中。两速差速器310包括一对被安装用于分别随车轴及第一和第二前驱动轮一起旋转的侧齿轮364和366。侧齿轮364和366限定有第一和第二车轴开口370和372。多个横向销被固定地安装至差速器壳以随之旋转。相应的多个小齿轮360被安装成随小齿轮轴一起旋转并与两个侧齿轮364和366均成啮合关系。在开放构型中，两速差速器310用于允许车轴以不同的速度旋转。

在第一转矩路径中，对于低发动比，可通过行星和紧凑的锥齿轮360来实现低速传动。在第二转矩路径中，对于高巡航比，可直接通过紧凑的锥齿轮360来实现直接最终传动路径。可通过由直接式杆和叉系统致动的小的球-坡道装置374来实现换挡。球-坡道装置374能增大换挡力并优化齿轮啮合。与现有的小型乘用车变速器相比，该换挡系统能提供类似的齿轮啮合力。

参照图13，根据本公开构建的另一种两速差速器被示出并总体由附图标记410表示。两速差速器410能将多个小齿轮或紧凑型锥齿轮420和行星齿轮组430结合到具有双转矩路径的单个“嵌套的”差速器中。两速差速器410包括一对被安装用于分别随车轴及第一和第二前驱动轮一起旋转的侧齿轮434和436。侧齿轮434和436限定有第一和第二车轴开口440和444。多个横向销被固定地安装至差速器壳以随之旋转。相应的多个小齿轮420被安装成随小齿轮轴一起旋转并与两个侧齿轮434和436均成啮合关系。在开放构型中，两速差速器410用于允许车轴以不同的速度旋转。

在第一转矩路径中，对于低发动比，能通过行星和紧凑的锥齿轮420来实现低速传动。在第二转矩路径中，对于高巡航比，可直接通过紧凑的锥齿轮420来实现直接最终传动路径。可通过球-坡道和同步器450或由电磁螺线管部件458致动的直接传动增力装置来实现换挡。与小型乘用车变速器相比，该增力装置能提供类似的齿轮啮合力。变速器控制单元和特定的软件将使致动换挡系统完整。

现在转到图14，示出了根据本公开的附加特征的切换顺序。在图14所示的实施例中，当在第三和第四齿轮组50和52之间切换时使用两速差速器10。对此，尽管图1至11所示的实施例关注(i)以针对第一和第二速度的第一模式(不相对于差速器外壳78旋转)操作的最终传动齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84，以及(ii)以针对第三、第四、第五和第六速度的第二模式(被固定至差速器外壳78)操作的最终齿轮40、行星环形齿轮74和太阳齿轮84，但可使用任意组合来实现使用四个齿轮组14和两速差速器10的六个不同的传动比。

参照图15，提供了一种机械系统，其感测在变速器从四挡至五挡(或者类似地从五挡至四挡)的变速位置，从而例如向电磁螺线管部件458(图13)提供机械致动以在两速差速器10上换挡。提供手动变速器控制系统处的传感器480以在两速差速器10的高或低模式之间选择。传感器480能被用在自动变速器中或作为一个替代示例来机械地切换两速差速器10。能提供一种增力装置，其被设计为在两速差速器上换挡以保持针对乘用车的现有换挡模式和与小型乘用车变速器相比类似的齿轮啮合力。这些特征能使新技术对于驾驶者是易懂的。如通过在此的描述所理解的，该机械系统能额外地或替换地感测其他挡位之间(诸如第一和第二(1-2槽板)与第三和第四(3-4槽板)之间)的变速位置。

本公开的构型提供了一种“具有不按顺序的换挡”与“同时使两速差速器在第一和第二模式之间切换”相结合的前轮驱动变速驱动桥。进一步说明的是，本构型允许使用者将速度从第二速度变为第三速度(或使用者使用通常的双H换挡器而看见“换挡”)。由此，转矩路径从利用三挡变为一挡，同时差速器行星架232从第一模式(相对旋转)的操作变为第二模式(被固定)的操作。对于图11所示的挡位配置，图15所示的传感器将被置于1-2槽板和3-4槽板之间。

现在转到图16，根据本公开的另一个实施例构建的前轮驱动变速驱动桥被示出并总体由附图标记510表示。前轮驱动变速驱动桥510大体为具有配置于副轴514的两速行星齿轮的六速手动变速器。前轮驱动变速驱动桥510能大体包括行星环形齿轮530、行星架壳体532、行星齿轮534、太阳齿轮538和最终传动齿轮540。在所示出的实施例中，太阳齿轮538被整合在副轴514上。输入轴550可具有一系列能被选择性地接合的齿轮552。

现参照图17，示出了根据本公开的一个实施例构建的切换机构600。切换机构600能在齿轮箱上不按顺序地换挡，并且还提供对使用者易懂的在两速差速器上的同时切换。在此使用的表述“不按顺序地”用于表示不按照编号顺序地在各挡位之间直接切换(例如从三挡至一挡等)。对此，齿轮箱可以是通常的“双H”换挡模式。切换机构600能包括差速器换挡拨叉轴640和第三/第四换挡拨叉轴641。第三/第四换挡拨叉轴641能被部分地接纳于在差速器换挡拨叉轴640上形成的盲孔638中。

切换机构600能具有第一齿轮组646、第二齿轮组648、第三齿轮组650和第四齿轮组652。切换机构600能包括反向换挡拨叉轴662、第一/第二换挡拨叉轴664、反向换挡拨叉668、第一/第二换挡拨叉670、第三/第四换挡拨叉674、第五/第六换挡拨叉676和差速器换挡拨叉678以及容器680。多个同步器684和多个滑套688能结合在切换机构600上。切换突耳690能置于差速器换挡拨叉轴640和第三/第四换挡拨叉轴641之间。同步器684能在与两速差速器的低和高挡位相关地被使用的齿轮的两侧使用。

将理解的是，尽管以上讨论针对六速变速驱动桥构型，但本教导并不限于此。本公开能用在被配置用于其他速度的变速驱动桥上。换句话说，本公开的教导能被用于具有两速差速器装置的紧凑的低成本、低重量、高性能、多速的手动变速驱动桥。其他构型可见于在2013年7月12日提交的共有且目前未决的PCT申请WO2014/014777，该申请的内容通过引用被明确纳入本文。

已为了例示和说明的目的而提供了对各实施方式的上述描述。其并非意图是穷尽性的或限制本公开。特定实施方式的各单个要素或特征一般不限于该特定的实施方式，而是在适用时可互换并且能被用在选定的实施方式中，即使没有明确示出或描述。实施方式也能以许多方式改变。这些变型不应被视为背离本公开，所有这种改型都意图被包括在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种具有两速差速器的手动变速驱动桥，所述手动变速驱动桥包括：

具有差速器外壳的差速器总成；

具有最终传动齿轮、行星环形齿轮和太阳齿轮的最终传动行星齿轮系统，所述最终传动行星齿轮系统被配置成选择性地以(i)所述最终传动行星齿轮系统不相对于所述差速器外壳旋转的第一模式和(ii)所述最终传动行星齿轮系统相对于所述差速器外壳被固定的第二模式操作；以及

被配置成使所述手动变速驱动桥不按顺序地换挡并同时使所述最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动的接合机构。

2.根据权利要求1所述的手动变速驱动桥，还包括共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的副轴和主轴。

3.根据权利要求2所述的手动变速驱动桥，其中，所述最终传动行星齿轮系统针对第一速度和第二速度以所述第一模式操作，并且针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以所述第二模式操作，其中，所述第一速度和第二速度具有比所述第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。

4.根据权利要求3所述的手动变速驱动桥，其中，所述第一齿轮组提供所述第一速度和所述第三速度下的转矩路径。

5.根据权利要求4所述的手动变速驱动桥，其中，所述第三齿轮组提供所述第二速度和所述第五速度下的转矩路径。

6.根据权利要求1所述的手动变速驱动桥，其中，所述接合机构还包括以双H换挡模式操作的变速杆。

7.根据权利要求1所述的手动变速驱动桥，还包括同步器，该同步器邻近所述差速器外壳配置并具有被配置成选择性地接合所述行星环形齿轮的滑套。

8.根据权利要求1所述的手动变速驱动桥，其中，所述接合机构还包括差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉。

9.根据权利要求8所述的手动变速驱动桥，其特征在于，所述接合机构还包括支撑第三/第四换挡拨叉和第五/第六换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴。

10.一种具有两速差速器的手动变速驱动桥，所述手动变速驱动桥包括：

具有差速器外壳和差速器最终传动齿轮的差速器总成；

共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的副轴和主轴，所述主轴还包括与所述差速器最终传动齿轮啮合的主轴最终传动齿轮；

具有行星环形齿轮和太阳齿轮的最终传动行星齿轮系统，所述最终传动行星齿轮系统被配置成选择性地以(i)所述最终传动行星齿轮系统不相对于所述差速器外壳旋转的第一模式和(ii)所述最终传动行星齿轮系统相对于所述差速器外壳被固定的第二模式操作；以及

接合机构，其被配置成使用所述第一、第二、第三和第四齿轮组并通过使所述最终传动行星齿轮系统在所述第一和第二模式之间运动而使所述手动变速驱动桥在六个不同速比之间切换。

11.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，其中，所述最终传动行星齿轮系统针对第一速度和第二速度以所述第一模式操作，并且针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以所述第二模式操作，其中，所述第一速度和第二速度具有比所述第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。

12.根据权利要求11所述的手动变速驱动桥，其中，所述第一齿轮组提供所述第一速度和所述第三速度下的转矩路径。

13.根据权利要求12所述的手动变速驱动桥，其中，所述第三齿轮组提供所述第二速度和所述第五速度下的转矩路径。

14.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，其中，所述接合机构还包括以双H换挡模式操作的变速杆。

15.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，还包括同步器，该同步器邻近所述差速器外壳配置并具有被配置成选择性地接合所述行星环形齿轮的滑套。

16.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，其中，所述接合机构还包括：

差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉；

支撑第三/第四换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴；以及

第五/第六换挡拨叉。

17.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，其中，所述手动变速驱动桥是具有至少一个变速致动器的自动式手动变速器。

18.根据权利要求10所述的手动变速驱动桥，其中，所述手动变速驱动桥是前轮驱动手动变速驱动桥。

19.一种两速差动齿轮机构，包括：

差速器壳，其具有限定有第一输出轴开口的第一差速器壳部分和限定有第二输出轴开口的第二差速器壳部分；

可旋转地安装在所述差速器壳内的第一侧齿轮和第二侧齿轮，所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮沿着所述差速器壳的旋转轴线同轴对齐；

多个小齿轮，它们被安装在所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮之间，并与所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮互相啮合以形成转矩传递机构，该转矩传递机构被配置成用于在所述小齿轮与所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮之间传递转矩以使所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮围绕所述旋转轴线旋转；以及

电磁螺线管，其被配置成使所述差动齿轮机构在第一低速传动转矩路径和第二直接传动转矩路径之间切换，其中，所述低速传动转矩路径使转矩经由行星齿轮组传递，所述直接传动路径使转矩直接通过所述小齿轮传递。

20.根据权利要求19所述的两速差动齿轮机构，其中，所述同步器是增力式的自供能同步器。