CN106151395B - 一种汽车多挡分动器、传动系统及汽车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车多挡分动器、传动系统及汽车，涉及汽车技术领域，以解决现有前置前驱传动系统中分动器扭矩输出单一，无法同时满足高速四驱与低速四驱要求的问题。该汽车多挡分动器包括输入轴、输出轴、与输出轴相连的分动器换挡系统以及能够实现动力转角传递的多挡位齿轮副；每个挡位所对应的所述齿轮副由啮合在一起的主动面齿轮和从动圆柱齿轮组成，且各挡位所对应的所述主动面齿轮同轴固定在所述输入轴上，各挡位所对应的所述从动圆柱齿轮同轴空套在所述输出轴上，且换至相应挡位时，相应挡位所对应的所述从动圆柱齿轮通过所述分动器换挡系统连接在所述输出轴上。本发明提供的汽车多挡分动器用于汽车中。

Description

一种汽车多挡分动器、传动系统及汽车

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种汽车多挡分动器、传动系统及汽车。

背景技术

汽车传动系统的布置形式与发动机的位置及驱动形式有关，而汽车传动系统按照发动机的位置和驱动形式一般可分为前置前驱传动系统、前置后驱传动系统、后置后驱传动系统、中置后驱传动系统四种；其中，前置前驱传动系统对应的发动机及变速箱等动力装置设在汽车前部，其驱动轴为前驱动轴；而由于前置前驱的动力系统为横置形式，因此，前置前驱又称为横置前驱。

目前，前置前驱传动系统多用于城市用车，但这种前置前驱传动系统中的分动器仅有单一速比，只能实现单一的扭矩输出，无法同时满足高速四驱与低速四驱的要求，因此，需要重新设计一种在前置前驱传动系统中能够输出多扭矩，且同时满足高速四驱与低速四驱要求的分动器。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种汽车多挡分动器，以解决现有前置前驱传动系统中分动器扭矩输出单一，无法同时满足高速四驱与低速四驱要求的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车多挡分动器，包括输入轴、输出轴、与输出轴相连的分动器换挡系统以及能够实现动力转角传递的多挡位齿轮副；其中，

每个挡位所对应的所述齿轮副由啮合在一起的主动面齿轮和从动圆柱齿轮组成，且各挡位所对应的所述主动面齿轮同轴固定在所述输入轴上，各挡位所对应的所述从动圆柱齿轮同轴空套在所述输出轴上，且换至相应挡位时，相应挡位所对应的所述从动圆柱齿轮通过所述分动器换挡系统连接在所述输出轴上。

优选的，所述主动面齿轮的齿形为斜齿，所述从动圆柱齿轮的齿形为斜齿。

优选的，所述多挡位齿轮副为两挡位齿轮副，所述两挡位齿轮副包括一挡位齿轮副和二挡位齿轮副；其中，所述一挡位齿轮副包括啮合在一起的一挡主动面齿轮和一挡从动圆柱齿轮，所述二挡位齿轮副包括啮合在一起的二挡主动面齿轮和二挡从动圆柱齿轮。

优选的，所述输入轴上套装有法兰盘，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮通固定到法兰盘上。

较佳的，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮通过花键轴或焊接固定在法兰盘上。

优选的，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮为一体式结构或分体式结构。

优选的，所述分动器换挡系统包括：可与所述从动圆柱齿轮接合的同步器，用于切换所述同步器与不同挡位所对应的所述从动圆柱齿轮接合的换挡机构，以及用于控制所述换挡机构执行相应的换挡动作的分动器换挡控制系统。

较佳的，所述分动器换挡控制系统为电控式换挡控制系统、液压式换挡控制系统或手动式换挡控制系统。

相对于现有技术，本发明所述的汽车多挡分动器具有以下优势：

在本发明提供的汽车多挡分动器中设置了多挡位的由主动面齿轮和从动圆柱齿轮组成的齿轮副，这种齿轮副具有动力转角传递的功能；而且，由于所有挡位的主动面齿轮均同轴固定在输入轴上，所有挡位的从动圆柱齿轮均同轴空套在输出轴上；因此，当动力通过输入轴传入所有挡位主动面齿轮时，各个挡位所对应的主动面齿轮均能向对应挡位的从动圆柱齿轮传递动力，并在需要输出轴输出不同扭矩时，通过分动器换挡系统使不同挡位所对应的从动圆柱齿轮与输出轴相连，实现对应扭矩的输出。因此，与现有技术中前置前驱传动系统所采用的分动器只能输出单一扭矩相比，本发明提供的汽车多挡分动器能够根据需要实现多扭矩输出，从而满足高速四驱与低速四驱的要求。

此外，在本发明提供的汽车多挡分动器中，因所有主动面齿轮同轴安装，因此，还可以简化汽车多挡分动器的组装工艺，并且节省安装空间。

本发明的另一目的在于提出一种传动系统，以解决现有前置前驱传动系统中分动器扭矩输出单一，无法同时满足高速四驱与低速四驱要求的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种传动系统，所述传动系统中设置有上述技术方案所述的汽车多挡分动器。

相对于现有技术，本发明所述的传动系统具有以下优势：

所述传动系统与上述汽车多挡分动器相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种汽车，以解决现有汽车所采用的前置前驱传动系统中分动器扭矩输出单一，无法同时满足高速四驱与低速四驱要求的问题。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种汽车，所述汽车中设置有上述技术方案所述的传动系统。

相对于现有技术，本发明所述的汽车具有以下优势：

所述汽车与上述传动系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的汽车多挡分动器示意图；

图2为本发明实施例所述的齿轮副啮合示意图。

附图标记说明：

1-输入轴，2-主动面齿轮，21-一挡主动面齿轮，22-二挡主动面齿轮，3-从动圆柱齿轮，31-一挡从动圆柱齿轮，32-二挡从动圆柱齿轮，4-同步器，5-输出轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参阅图1和2，本发明实施例提供的汽车多挡分动器，包括输入轴1、输出轴5、与输出轴5相连的分动器换挡系统以及能够实现动力转角传递的多挡位齿轮副；其中，每个挡位所对应的齿轮副由啮合在一起的主动面齿轮2和从动圆柱齿轮3组成，且各挡位所对应的主动面齿轮2同轴固定在输入轴1上，各挡位所对应的从动圆柱齿轮3同轴空套在输出轴5上，且换至相应挡位时，相应挡位所对应的从动圆柱齿轮3通过分动器换挡系统连接在所述输出轴5上。

使用时，动力通过输入轴1传入所有主动面齿轮2，由于各个挡位的主动面齿轮2均与对应挡位的从动圆柱齿轮3啮合，因此动力可以从输入轴1传递到各挡位的从动圆柱齿轮3，当汽车多挡分动器换至相应挡位时，相应挡位所对应的从动圆柱齿轮3通过分动器换挡系统连接在输出轴5上，动力就通过该挡位所对应的从动圆柱齿轮3传递到输出轴5上，实现相应挡位扭矩的输出。

从上述汽车多挡分动器的工作过程可知，在本实施例提供的汽车多挡分动器中，由于所有挡位的主动圆柱齿轮2同轴固定在输入轴1上，所有从动圆柱齿轮3同轴空套在输出轴上的，因此，当动力通过输入轴1传入所有挡位主动面齿轮，各个挡位所对应的主动面齿轮均能向对应挡位的从动圆柱齿轮传递动力，并在需要输出轴输出不同扭矩时，通过分动器换挡系统将不同挡位所对应的从动圆柱齿轮连接在输出轴5上，实现对应挡位扭矩的输出，因此，与现有技术中前置前驱传动系统所采用的分动器只能输出单一扭矩相比，本实施例提供的汽车多挡分动器是在分动器换挡系统的协助下，结合各挡位主动面齿轮2的安装方式以及各挡位从动圆柱齿轮3的安装方式，实现多扭矩输出，解决了现有前置前驱传动系统中分动器扭矩输出单一，无法同时满足高速四驱与低速四驱要求的问题。由于本实施例提供的汽车多挡分动器同时满足了高速四驱与低速四驱的要求，因此，与现有常见城市用车相比，安装了本实施例提供的汽车多挡分动器的城市用车还能使城市用车具有强大的越野性能。此外，在本实施例所提供的汽车多挡分动器中，将所有主动面齿轮2同轴安装，与传统前置后驱传动系统所采用的分动器相比，结构简单，而且还简化了汽车多挡分动器的组装工艺，节省了安装空间。另外，由于采用主动面齿轮2传递动力省去调整齿轮接触斑点的工序，因此，主动面齿轮2相较于锥齿轮简化了齿轮的制造工艺。

上述输入轴1上套装有法兰盘，各挡位所分别对应的主动面齿轮2固定到法兰盘上，固定方式多种多样，优选各挡位所分别对应的主动面齿轮2通过花键或焊接方式固定在法兰盘上。该法兰盘为各挡位所分别对应的主动面齿轮2提供了一个安装平面，保证各挡位所分别对应的主动面齿轮2能够处在一个平面上，使同轴空套在输出轴5上的各挡位所对应的从动圆柱齿轮3都能与各挡位所分别对应的主动面齿轮2啮合，以达到动力传输的目的。

上述各个挡位所分别对应的主动面齿轮2为一体式结构或以分体式的方式连接在一起；优选的，各个挡位所分别对应的主动面齿轮2采用一体式结构，因此，由于各个挡位所分别对应的主动面齿轮2采用了一体式结构，因此，各个挡位所分别对应的主动面齿轮2能够一次性安装到输入轴1，达到了安装方便的目的；另外，所有挡位对应的主动面齿轮2是在一个齿坯上加工出来的，因此，加工简单。

上述多挡齿轮副中各挡位的主动面齿轮2的齿形和各挡位的从动圆柱齿轮3的齿形不受限制，其均可实现上述实施例中各自所具有的功能即可。为了提高汽车多挡分动器的稳定性，优选地，主动面齿轮2的齿形和从动圆柱齿轮3的齿形为斜齿；如此设计，可以提高主动面齿轮2的轮齿和从动圆柱齿轮3的轮齿的重合度以及强度；另外，采用这种齿形还可以降低噪音。

上述多挡位齿轮副能够根据实际需要选择挡位数量，由于三挡位或三挡位以上的齿轮副的工作原理与两挡位齿轮副的工作原理相同，下文为了描述方便，将以两挡位齿轮副为例进行详细描述。

请继续参阅图1，该两挡位齿轮副包括一挡位齿轮副和二挡位齿轮副，且一挡位齿轮副包括啮合在一起的一挡主动面齿轮21和一挡从动圆柱齿轮31，二挡位齿轮副包括啮合在一起的二挡主动面齿轮22和二挡从动圆柱齿轮32；其中，一挡主动面齿轮21和二挡主动面齿轮22同轴固定在输入轴1上，一挡从圆柱齿轮31和二挡从动圆柱齿轮32空套在输出轴5上。

工作时，动力由输入轴1传入同轴安装在输入轴1上的一挡主动面齿轮21和二挡主动面齿轮22，然后传递给对应的一挡从动圆柱齿轮31和二挡从动圆柱齿轮32，当汽车多挡分动器换挡到相应挡位，相应挡位所对应的从动圆柱齿轮通过分动器换挡系统与输出轴5相连，从而将动力传递给输出轴5。如在普通工况下，汽车多挡分动器挂入一挡，一挡从动圆柱齿轮31通过分动器换挡系统与输出轴5相连，动力流经由一挡主动面齿轮21和一挡从动圆柱齿轮31传至输出轴5；特殊工况例如越野、爬坡等情况下，汽车多挡分动器挂入二挡，二挡从动圆柱齿轮32通过分动器换挡系统与输出轴5相连，动力流经由二挡主动面齿轮22和二挡从动圆柱齿轮32传至输出轴5；同时，一、二挡速比可以根据需要进行设计，使二挡实现低速高扭的动力传递效果。

上述分动器换挡系统的形式多种多样，为了进一步提高驾驶的舒适性，优选的，分动器换挡系统包括可与从动圆柱齿轮3接合的同步器4，用于切换同步器4与不同挡位所对应的从动圆柱齿轮3接合的换挡机构，以及用于控制换挡机构执行相应的换挡动作的分动器换挡控制系统；其中，图1中并未体现分动器换挡系统中的换挡机构及分动器换挡控制系统，分动器换挡系统中的分动器换挡控制系统还可与整车控制系统集成，实现整车的系统级匹配。

由于同步器4能够使换挡平顺，因此，同步器4能够提高汽车的驾驶的舒适性。而由于不同挡位的齿轮副与同步器4配合传输动力的工作原理相同，为了便于描述方便，下文给出两挡位齿轮副与同步器4配合传输动力的工作原理：

请继续参阅图1，动力由输入轴1传入同轴安装在输入轴1上的一挡主动面齿轮21和二挡主动面齿轮22，然后传递给对应的一挡从动圆柱齿轮31和二挡从动圆柱齿轮32，当汽车多挡分动器换挡到相应挡位，相应挡位所对应的从动圆柱齿轮与同步器4接合，该挡位所对应的从动圆柱齿轮通过同步器4将动力传递给输出轴5。如在普通工况下，汽车多挡分动器挂入一挡，一挡从动圆柱齿轮31通过分动器换挡系统与输出轴5相连，动力流经由一挡主动面齿轮21、一挡从动圆柱齿轮31传至同步器4，再传至输出轴5；特殊工况例如越野、爬坡等情况下，汽车多挡分动器挂入二挡，动力流经由二挡主动面齿轮22和二挡从动圆柱齿轮32传至同步器4，再传至输出轴5；同时，一、二挡速比可以根据需要进行设计，使汽车多挡分动器实现低速高扭的动力传递效果。

需要说明的是，上述分动器换挡系统中的分动器换挡控制系统具体可以为电控式换挡控制系统、液压式换挡控制系统或手动式换挡控制系统，这些分动器换挡系统中分动器换挡控制系统的工作原理为本领域技术人员所熟知，在此不做赘述。

另外，上述实施例提供的汽车多挡分动器也可以作为桥间主减速器，用于汽车驱动桥中的前桥或后桥上，实现驱动桥扭矩的多挡可变，提高车辆的动力性能；桥间主减速器在前桥或后桥的桥间布置形式与普通驱动桥上的布置形式相同，此处不做赘述。

需要说明的是，以上部件为汽车多挡分动器中的主体关键部件，其他诸如壳体、轴承、油封、螺栓等部件不再一一列举，功能均为各部件固有功能。

本发明实施例还提供了一种传动系统，包括上述技术方案所述的汽车多挡分动器，本实施例提供的传动系统的具体功能实现请参见上述汽车多挡分动器的描述，在此不再赘述。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述技术方案中的传动系统，本实施例提供的汽车具体功能实现请参见上述汽车多挡分动器的描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车多挡分动器，其特征在于，包括输入轴(1)、输出轴(5)、与输出轴(5)相连的分动器换挡系统以及能够实现动力转角传递的多挡位齿轮副；其中，

每个挡位所对应的所述齿轮副由啮合在一起的主动面齿轮(2)和从动圆柱齿轮(3)组成，且各挡位所对应的所述主动面齿轮(2)同轴固定在所述输入轴(1)上，各挡位所对应的所述从动圆柱齿轮(3)同轴空套在所述输出轴(5)上，且换至相应挡位时，相应挡位所对应的所述从动圆柱齿轮(3)通过所述分动器换挡系统连接在所述输出轴(5)上。

2.根据权利要求1所述的汽车多挡分动器，其特征在于，所述主动面齿轮(2)的齿形为斜齿，所述从动圆柱齿轮(3)的齿形为斜齿。

3.根据权利要求1所述的汽车多挡分动器，其特征在于，所述多挡位齿轮副为两挡位齿轮副，所述两挡位齿轮副包括一挡位齿轮副和二挡位齿轮副；其中，所述一挡位齿轮副包括啮合在一起的一挡主动面齿轮(21)和一挡从动圆柱齿轮(31)，所述二挡位齿轮副包括啮合在一起的二挡主动面齿轮(22)和二挡从动圆柱齿轮(32)。

4.根据权利要求1所述的汽车多挡分动器，其特征在于，所述输入轴(1)上套装有法兰盘，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮(2)固定到法兰盘上。

5.根据权利要求4所述的汽车多挡分动器，其特征在于，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮(2)通过花键轴或焊接固定在法兰盘上。

6.根据权利要求1、4或5所述的汽车多挡分动器，其特征在于，各挡位所分别对应的所述主动面齿轮(2)为一体式结构或分体式结构。

7.根据权利要求1～5中任意一项所述的汽车多挡分动器，其特征在于，所述分动器换挡系统包括：可与所述从动圆柱齿轮(3)接合的同步器(4)，用于切换所述同步器(4)与不同挡位所对应的所述从动圆柱齿轮(3)接合的换挡机构，以及用于控制所述换挡机构执行相应的换挡动作的分动器换挡控制系统。

8.根据权利要求7所述的汽车多挡分动器，其特征在于，所述分动器换挡控制系统为电控式换挡控制系统、液压式换挡控制系统或手动式换挡控制系统。

9.一种传动系统，其特征在于，所述传动系统中设置有如权利要求1～8中任意一项所述的汽车多挡分动器。

10.一种汽车，其特征在于，所述汽车中设置有如权利要求9所述的传动系统。