CN107234965B - 传动系统 - Google Patents

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    • B60K17/354—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having separate mechanical assemblies for transmitting drive to the front or to the rear wheels or set of wheels

Abstract

本发明提供了一种传动系统，传动系统包括：中央差速器，所述中央差速器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端分别向所述第一输出端和所述第二输出端传输动力；前差速器，所述前差速器与所述第一输出端相连；后差速器；以及分动器，所述分动器至少设置成可选择性地同步所述第二输出端和所述后差速器。该传动系统可以具有多种驱动模式，可以适用于多种工况，可以提升车辆的动力性和经济性。

Description

传动系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种传动系统。
背景技术
基于前置前驱(FF)的四驱系统的全时四驱和适时四驱都有自己的优缺点；全时四驱可以实现前后车轮按一定(或变化)的扭矩比输出动力，如果中央差速器有锁止功能，可以实现前后桥刚性锁止，在极端工况可脱困，但是因为四个车轮持续有动力输出，所以油耗较高；适时四驱的两四驱模式是通过车载电脑及车载传感器完成，不需要人为控制，而且比较省油，但是在极端工况下，车辆无法脱困。
基于现代汽车技术的发展，上述两种四驱模式略显老化、僵硬，已经跟不上现代汽车发展的步伐，因此需要一款新结构动力总成以适应基于FF布置结构的全模式扭矩可控的智能四驱系统。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种传动系统，以解决传统传动系统无法适应多种工况的问题。
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，包括：中央差速器，所述中央差速器具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端分别向所述第一输出端和所述第二输出端传输动力；前差速器，所述前差速器与所述第一输出端相连；后差速器；以及分动器，所述分动器至少设置成可选择性地同步所述第二输出端和所述后差速器。
进一步地，所述分动器还设置成用于同步所述第一输出端和所述第二输出端。
进一步地，所述分动器包括：第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一输出端同步运动；第一齿套，所述第一齿套套设在所述第一齿轮上且随所述第一齿轮转动；第二齿轮，所述第二齿轮与所述后差速器相连；第二齿套，所述第二齿套套设在所述第二齿轮上且随所述第二齿轮转动；第一同步件，所述第一同步件与所述第二输出端同步运动；第一驱动件，所述第一驱动件驱动所述第一齿套或所述第二齿套与所述第一同步件同步。
进一步地，所述第一同步件设置在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间，所述第一同步件的两侧设置有同步犬齿机构，所述第一齿套和所述第二齿套分别设置有适于与所述同步犬齿机构咬合的齿套犬齿机构。
进一步地，所述第一齿套和所述第一同步件之间以及所述第二齿套和所述第一同步件之间均设置有保持机构，所述保持机构设置成用于保持齿套与所述第一同步件的同步状态。
进一步地，每个所述保持机构包括：转子，所述转子设置在所述第一同步件上且内部设置有电磁线圈；衔铁，所述衔铁与齿套相连，在所述第一驱动件工作且所述电磁线圈通电时，所述衔铁吸附在所述转子上且所述第一同步件与所述齿套同步。
进一步地，所述中央差速器包括：齿圈、行星轮、行星架和太阳轮，所述行星轮套设在所述行星架上且啮合在所述齿圈和所述太阳轮之间，所述齿圈为所述输入端，所述太阳轮为所述第一输出端，所述行星架为所述第二输出端。
进一步地，所述行星架与所述前差速器的壳体之间设置有多片离合器；所述传动系统还包括：压紧机构，所述压紧机构设置成压紧所述多片离合器以调节所述中央差速器的动力分配比。
进一步地，所述压紧机构包括：滚珠；固定盘，所述固定盘上设置有固定凹槽；活动盘，所述活动盘上设置有活动凹槽，所述固定凹槽和所述活动凹槽相对以装载所述滚珠，其中，所述活动凹槽的深度在周向上变化以使所述活动盘相对所述固定盘可轴向移动；压紧片，所述压紧片与所述活动盘相连且设置在所述多片离合器的一侧。
进一步地，所述分动器包括：第三齿轮，所述第三齿轮与所述第二输出端同步运动；第三齿套，所述第三齿套套设在所述第三齿轮上且随所述第三齿轮转动；第二同步件，所述第二同步件与所述第一输出端同步运动；第三同步件，所述第三同步件与所述后差速器相连；第二驱动件，所述第二驱动件驱动所述第三齿套同步所述第二同步件或所述第三同步件。
相对于现有技术，本发明所述的传动系统具有以下优势：
根据本发明的传动系统，可以实现多种驱动模式，例如两驱模式、四驱模式、四驱锁止模式和四驱前后轮限滑模式，可以使得车辆适用于多种工况，从而可以使得车辆的动力性和经济性较好，而且在极端工况下车辆可以脱困，提升车辆的安全性能。
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为本发明第一种实施例所述的传动系统的示意图；
图2为本发明第一种实施例所述的传动系统的示意图，且传动系统处于两驱模式；
图3为图2中区域A的放大图；
图4为本发明第一种实施例所述的传动系统的示意图，且传动系统处于四驱模式；
图5为本发明第二种实施例所述的传动系统的示意图。
附图标记说明：
传动系统100；
中央差速器10；齿圈11；行星轮12；行星架13；太阳轮14；
前差速器20；
主动锥齿轮31；从动锥齿轮32；
分动器40；第一齿轮41；第一齿套42；第二齿轮43；第二齿套44；第一同步件45；同步犬齿机构47；第一驱动件48；齿套犬齿机构49；
保持机构50；转子51；电磁线圈52；衔铁53；弹簧54；
多片离合器60；压紧机构70；滚珠71；固定盘72；活动盘73；压紧片74；
第三齿轮81；第三齿套82；第二同步件83；第三同步件84；第二驱动件85；
变速器90；半轴200。
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。
下面参考附图详细描述根据本发明实施例的传动系统100，该传动系统100可以应用在车辆上。
根据本发明实施例的传动系统100可以包括：中央差速器10、前差速器20、后差速器和分动器40。中央差速器10具有输入端、第一输出端和第二输出端，输入端可以分别向第一输出端和第二输出端传输动力。前差速器20与第一输出端相连，分动器40至少设置成可选择性地同步第二输出端和后差速器。其中，如图1所示，中央差速器10的输入端可以与变速器90相连，变速器90可以与发动机相连。可以理解的是，当分动器40未同步第二输出端和后差速器时，从变速器90传递来的动力可以通过中央差速器10的第一输出端全部输出给前差速器20，以使得车辆以两驱且前驱的形式行驶。当分动器40同步第二输出端和后差速器时，从变速器90传递来的一部分动力可以通过中央差速器10的第一输出端输出给前差速器20，另一部分动力可以通过中央差速器10的第二输出端输出给后差速器，以使得车辆以四驱的形式行驶。
而且，在四驱模式中，中央差速器10可以具有锁止功能，可以实现前桥和后桥刚性锁止，在极端工况下可以使得车辆脱困。
具体地，根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，中央差速器10可以包括：齿圈11、行星轮12、行星架13和太阳轮14，行星轮12套设在行星架13上，而且行星轮12啮合在齿圈11和太阳轮14之间，齿圈11为输入端，太阳轮14为第一输出端，行星架13为第二输出端。其中，如图1所示，中央差速器10可以整体套设在半轴200上，太阳轮14可以空套在半轴200上。半轴200可以为前桥的左半轴或者右半轴。由此，中央差速器10轴向尺寸小，可以减小中央差速器10占用半轴200的轴向长度。而且，中央差速器10可以通过太阳轮14和行星架13固定分配动力，从而可以提高车辆在四驱模式下的安全性和稳定性。
可选地，如图1所示，行星架13与前差速器20的壳体之间可以设置有多片离合器60。传动系统100还可以包括：压紧机构70，压紧机构70设置成压紧多片离合器60以调节中央差速器10的动力分配比。其中，前差速器20的壳体与太阳轮14相连，压紧机构70可以通过调节多片离合器60的压紧程度来调节分配给前差速器20和后差速器的动力。当多片离合器60处于完全压紧的状态时，前后轮扭矩分配比例50:50，此时车辆可以适用于极端工况。
根据本发明的一个具体实施例，如图1所示，压紧机构70可以包括：滚珠71、固定盘72、活动盘73和压紧片74。固定盘72上设置有固定凹槽，活动盘73上设置有活动凹槽，固定凹槽和活动凹槽相对以装载滚珠71，其中，活动凹槽的深度在周向上变化以使活动盘73相对固定盘72可以轴向移动。压紧片74与活动盘73相连，而且压紧片74设置在多片离合器60的一侧。由此，当活动凹槽的深度较小时，活动盘73相对固定盘72向右移动，压紧片74向右移动以进一步地压紧多片离合器60的摩擦片，从而可以改变前后轮之间的动力分配比；当活动凹槽的深度较大时，活动盘73相对固定盘72向左移动，压紧片74向左移动以放松多片离合器60的摩擦片之间的压紧程度，从而可以改变前后轮之间的动力分配比。需要说明的是，当前后轮需要保持在该动力分配比时，活动盘73可以停止转动，保持在该位置。
根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，分动器40还可以设置成用于同步第一输出端和第二输出端。当第一输出端与第二输出端同步时，分动器40不同步第二输出端和后差速器，从而从变速器90传递来的动力可以全部输出给前差速器20，此时车辆以两驱且前驱的形式行驶。
下面详细根据图1详细描述一种可选的分动器40的布置形式。如图1所示，分动器40可以包括：第一齿轮41、第一齿套42、第二齿轮43、第二齿套44、第一同步件45和第一驱动件48。第一齿轮41与第一输出端同步运动，第一齿轮41与太阳轮14之间可以通过连接轴相连，连接轴可以空套在半轴200上。第一齿套42套设在第一齿轮41上，而且第一齿套42可以随第一齿轮41转动。
第二齿轮43与后差速器相连，具体地，如图1所示，第二齿轮43和后差速器之间可以设置有相互啮合的主动锥齿轮31和从动锥齿轮32，主动锥齿轮31与第二齿轮43相连，从动锥齿轮32与后差速器相连，从而可以实现第二齿轮43和后差速器之间的动力传递。第二齿套44套设在第二齿轮43上，而且第二齿套44可以随第二齿轮43转动。第一同步件45与第二输出端同步运动。第一同步件45和行星架13支架之间可以设置有连接轴，连接轴可以空套在半轴200上。
第一驱动件48可以驱动第一齿套42或第二齿套44与第一同步件45同步。可以理解的是，当第一驱动件48驱动第一齿套42与第一同步件45同步时，行星架13的动力可以通过第一同步件45、第一齿套42和第一齿轮41传输给太阳轮14，并且该部分动力与太阳轮14处的动力耦合后输出给前差速器20。当第一驱动件48驱动第二齿套44与第一同步件45同步时，行星架13的动力可以通过第一同步件45、第二齿套44、第二齿轮43、主动锥齿轮31和从动锥齿轮32输出给后差速器，太阳轮14处的动力可以输出给前差速器20，从而车辆以四驱的形式行驶。可选地，第一驱动件48可以为电机，第一驱动件48可以通过拨叉控制第一齿套42和第二齿套44轴向移动。
如图1所示，第一同步件45可以设置在第一齿轮41和第二齿轮43之间，第一同步件45的两侧可以设置有同步犬齿机构47，第一齿套42和第二齿套44上可以分别设置有适于与同步犬齿机构47咬合的齿套犬齿机构49。其中，同步犬齿机构47和齿套犬齿机构49可以构造为面齿轮，面齿轮上的齿为犬齿。例如，同步犬齿机构47可以为一体形成在第一同步件45两侧的带有犬齿的面齿轮。
为了保证分动器40之间的传动可靠性，第一齿套42和第一同步件45之间以及第二齿套44和第一同步件45之间可以均设置有保持机构50，保持机构50设置成用于保持齿套与第一同步件45的同步状态。上述的齿套为第一齿套42或第二齿套44。位于第一齿套42和第一同步件45之间的保持机构50可以保持第一齿套42和第一同步件45的同步状态，位于第二齿套44和第一同步件45之间的保持机构50可以保持第二齿套44和第一同步件45之间的同步状态。其中，上述的两个保持状态在常态状态下处于非保持状态，即不保持齿套与第一同步件45之间的同步状态。
根据本发明的一个优选实施例，如图1所示，保持机构50可以包括：转子51和衔铁53，转子51设置在第一同步件45上，而且转子51的内部设置有电磁线圈52，衔铁53与齿套相连，在第一驱动件48工作且电磁线圈52通电时，衔铁53吸附在转子51上，而且第一同步件45与齿套同步。下面以第一齿套42和第一同步件45之间的保持机构50为例进行详细说明。当第一驱动件48驱动第一齿套42向第一同步件45移动时，衔铁53逐渐靠近转子51，而且此时电磁线圈52处于通电状态，从而衔铁53可以吸附在转子51的外侧，第一同步件45和第一齿套42上的犬齿机构可以彼此咬合，进而可以保证行星架13和太阳轮14之间的传动可靠性，可以提高传动系统100的工作可靠性。
优选地，衔铁53和齿套之间设置有弹性件，弹性件可以为弹簧54。例如，当需要第一齿套42和第一同步件45分离时，电磁线圈52断电，衔铁53在弹性件的弹性拉力作用下逐渐远离转子51且回复到初始位置，从而可以保证保持机构50的工作往复性和可靠性。
下面参考图5详细描述另一种可选的分动器40的布置形式。如图5所示，分动器40可以包括：第三齿轮81、第三齿套82、第二同步件83、第三同步件84和第二驱动件85。第三齿轮81与第二输出端同步运动，换言之，第三齿轮81与行星架13传动，第三齿套82套设在第三齿轮81上，而且第三齿套82随第三齿轮81转动。第二同步件83与第一输出端同步运动，第三同步件84与后差速器相连，第二驱动件85驱动第三齿套82同步第二同步件83或第三同步件84。如图5所示，第三齿套82设置在第二同步件83和第三同步件84之间，第二驱动件85可以驱动第三齿套82向第二同步件83移动以使得第三齿套82与第二同步件83同步，此时车辆以两驱且前驱的形式行驶。第二驱动件85还可以驱动第三齿套82向第三同步件84移动以使得第三齿套82与第三同步件84同步，此时车辆以四驱的形式行驶。其中，第三齿套82的两侧设置有犬齿机构，第二同步件83和第三同步件84的朝向第三齿套82的一侧分别设置有犬齿机构。
根据本发明实施例的传动系统100，可以实现多种驱动模式，例如两驱模式、四驱模式、四驱锁止模式和四驱前后轮限滑模式，可以使得车辆适用于多种工况，从而可以使得车辆的动力性和经济性较好，而且在极端工况下车辆可以脱困，提升车辆的安全性能。
下面以图1所示的传动系统100为例详细描述传动系统100的多种驱动模式。
两驱且前驱模式：如图2所示，第一驱动件48工作且电磁线圈52处于通电状态，第一驱动件48驱动第一齿套42与第一同步件45同步，此时衔铁53吸附在转子51的外侧，从变速器90传递来的动力通过齿圈11分别传递给太阳轮14和行星架13，行星架13处的动力通过第一同步件45、第一齿套42和第一齿轮41将动力传输给太阳轮14，动力在太阳轮14处耦合后输出给前差速器20以驱动前轮转动。
其中，前差速器20可以为行星齿轮机构，前差速器20的壳体与行星齿轮机构的齿圈相连，左半轴200与行星齿轮机构的行星架相连，右半轴200与行星齿轮机构的太阳轮相连，从而可以分配给两个前轮动力。
四驱模式：如图4所示，第一驱动件48工作且电磁线圈52处于通电状态，第一驱动件48驱动第二齿套44与第一同步件45同步，而且驱动位于第一同步件45和第一齿套42之间的衔铁53远离转子51，第一同步件45和第二齿套44之间的衔铁53靠近转子51并吸附在转子51的外侧，从而可以保持第二齿套44与第一同步件45之间的同步状态。此时，从变速器90传递来的一部分动力通过太阳轮14直接输出给前差速器20，另一部分动力通过行星架13、第一同步件45、第二齿套44、第二齿轮43、主动锥齿轮31和从动锥齿轮32输出给后差速器。
四驱前后轮限滑模式：在上述四驱模式的基础上，压紧机构70工作，压紧机构70通过调节多片离合器60的压紧程度来分配动力，从而可以实现车辆的前后轮之间的限滑，提升车辆的稳定性和安全性。
四驱锁止模式：在上述四驱模式的基础上，压紧机构70工作，压紧机构70完全压紧多片离合器60，从而可以使得前后桥处于锁止状态，可以提升车辆的通过性，还可以提升车辆的安全性和加速性。
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 (7)

1.一种传动系统(100)，其特征在于，包括：
中央差速器(10)，所述中央差速器(10)具有输入端、第一输出端和第二输出端，所述输入端分别向所述第一输出端和所述第二输出端传输动力；
前差速器(20)，所述前差速器(20)与所述第一输出端相连；
后差速器；以及
分动器(40)，所述分动器(40)至少设置成可选择性地同步所述第二输出端和所述后差速器；
所述分动器(40)还设置成用于同步所述第一输出端和所述第二输出端；
所述分动器(40)包括：
第一齿轮(41)，所述第一齿轮(41)与所述第一输出端同步运动；
第一齿套(42)，所述第一齿套(42)套设在所述第一齿轮(41)上且随所述第一齿轮(41)转动；
第二齿轮(43)，所述第二齿轮(43)与所述后差速器相连；
第二齿套(44)，所述第二齿套(44)套设在所述第二齿轮(43)上且随所述第二齿轮(43)转动；
第一同步件(45)，所述第一同步件(45)与所述第二输出端同步运动；
第一驱动件(48)，所述第一驱动件(48)驱动所述第一齿套(42)或所述第二齿套(44)与所述第一同步件(45)同步；
所述第一齿套(42)和所述第一同步件(45)之间以及所述第二齿套(44)和所述第一同步件(45)之间均设置有保持机构(50)，所述保持机构(50)设置成用于保持齿套与所述第一同步件(45)的同步状态。
2.根据权利要求1所述的传动系统(100)，其特征在于，所述第一同步件(45)设置在所述第一齿轮(41)和所述第二齿轮(43)之间，所述第一同步件(45)的两侧设置有同步犬齿机构(47)，所述第一齿套(42)和所述第二齿套(44)分别设置有适于与所述同步犬齿机构(47)咬合的齿套犬齿机构(49)。
3.根据权利要求1所述的传动系统(100)，其特征在于，所述保持机构(50)包括：
转子(51)，所述转子(51)设置在所述第一同步件(45)上且内部设置有电磁线圈(52)；
衔铁(53)，所述衔铁(53)与齿套相连，在所述第一驱动件(48)工作且所述电磁线圈(52)通电时，所述衔铁(53)吸附在所述转子(51)上且所述第一同步件(45)与所述齿套同步。
4.根据权利要求1所述的传动系统(100)，其特征在于，所述中央差速器(10)包括：齿圈(11)、行星轮(12)、行星架(13)和太阳轮(14)，所述行星轮(12)套设在所述行星架(13)上且啮合在所述齿圈(11)和所述太阳轮(14)之间，所述齿圈(11)为所述输入端，所述太阳轮(14)为所述第一输出端，所述行星架(13)为所述第二输出端。
5.根据权利要求4所述的传动系统(100)，其特征在于，所述行星架(13)与所述前差速器(20)的壳体之间设置有多片离合器(60)；
所述传动系统(100)还包括：压紧机构(70)，所述压紧机构(70)设置成压紧所述多片离合器(60)以调节所述中央差速器(10)的动力分配比。
6.根据权利要求5所述的传动系统(100)，其特征在于，所述压紧机构(70)包括：
滚珠(71)；
固定盘(72)，所述固定盘(72)上设置有固定凹槽；
活动盘(73)，所述活动盘(73)上设置有活动凹槽，所述固定凹槽和所述活动凹槽相对以装载所述滚珠(71)，其中，所述活动凹槽的深度在周向上变化以使所述活动盘(73)相对所述固定盘(72)可轴向移动；
压紧片(74)，所述压紧片(74)与所述活动盘(73)相连且设置在所述多片离合器(60)的一侧。
7.根据权利要求1所述的传动系统(100)，其特征在于，所述分动器(40)包括：
第三齿轮(81)，所述第三齿轮(81)与所述第二输出端同步运动；
第三齿套(82)，所述第三齿套(82)套设在所述第三齿轮(81)上且随所述第三齿轮(81)转动；
第二同步件(83)，所述第二同步件(83)与所述第一输出端同步运动；
第三同步件(84)，所述第三同步件(84)与所述后差速器相连；
第二驱动件(85)，所述第二驱动件(85)驱动所述第三齿套(82)同步所述第二同步件(83)或所述第三同步件(84)。
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