CN110588339A - 一种基于适时四驱平台的四驱分动器及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于适时四驱平台的四驱分动器及其方法，在适时四驱系统的取力器中集成啮合套装置，用于取代适时四驱系统后差速器中的电控液压多片离合器，其结构包括取力轴、圆锥滚子轴承Ⅰ、圆锥滚子轴承Ⅱ、主动齿轮座、主动齿轮、啮合套、拨叉、圆锥滚子轴承Ⅲ、限位环、锁紧螺母Ⅰ、连接法兰、锁紧螺母Ⅱ、圆锥滚子轴承Ⅳ、圆锥滚子轴承Ⅴ、从动齿轮、取力齿轮、从动轴、拨叉推杆、壳体；本发明具备了适时四驱结构紧凑的特点，适用于适时四驱的平台；其啮合套的结构相较于电控液压多片离合器结构简单，稳定，耐用，具有明显的经济性，且其脱困能力要强于常见的适时四驱系统。
Description
技术领域
本发明涉及汽车技术传动领域，特别涉及一种基于适时四驱平台的四驱分动器及其方法。
背景技术
四轮驱动，是汽车四个车轮都能得到驱动力。这样发动机的动力被分配给四个车轮，遇到路况不好才不易出现车轮打滑，汽车的通过能力得到相当大地改善。常见四驱(四轮驱动)系统有：1、全时全轮驱动，简称AWD(All Wheel Drive的简写)，具体的含义是：汽车在行驶的任何时间，所有轮子均独立运动。2分时四驱(PART-TIME 4WD)，这是一种驾驶者可以在两驱和四驱之间手动选择的四轮驱动系统，由驾驶员根据路面情况，通过接通或断开分动器来变化两轮驱动或四轮驱动模式，这也是越野车或四驱SUV最常见的驱动模式。3、适时四驱(Real－Time)，单纯从字面来理解，就是指只有在适当的时候才会的四轮驱动，而在其它情况下仍然是两轮驱动的驱动系统。
现有的适时四驱系统的动力传递为：变速箱动力→取力齿轮→取力轴→锥齿轮(主动齿轮→从动齿轮)→传动轴法兰接头→传动轴→后桥位置扭矩分配单元连接头→电控液压多片离合器(若脱离则动力不再向后传递，此时车辆为前驱)→后桥差速器→后桥驱动半轴；
目前绝大多数适时四驱在前后轴传递动力时，会受制于结构本身的缺陷，无法将超过50％以上的动力传递给后轴，它在应对恶劣路面时，四驱的物理结构极限偏低。
发明内容
本发明提供一种基于适时四驱平台的四驱分动器，包括取力轴1、圆锥滚子轴承Ⅰ2、圆锥滚子轴承Ⅱ4、主动齿轮座5、主动齿轮7、啮合套8、拨叉9、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、锁紧螺母Ⅰ13、连接法兰15、锁紧螺母Ⅱ16、圆锥滚子轴承Ⅳ18、圆锥滚子轴承Ⅴ19、从动齿轮20、取力齿轮21、从动轴22、拨叉推杆23、壳体；
部分取力轴1、圆锥滚子轴承Ⅰ2、圆锥滚子轴承Ⅱ4、主动齿轮座5、主动齿轮7、啮合套8、拨叉9、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、圆锥滚子轴承Ⅳ18、圆锥滚子轴承Ⅴ19、从动齿轮20、从动轴22、部分拨叉推杆23均包裹在壳体内部；
取力轴1上依次设置取力齿轮21、圆锥滚子轴承Ⅰ2、主动齿轮座5、啮合套8、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、锁紧螺母Ⅰ13；
其中，取力齿轮21位于壳体外部，取力齿轮21内圈与取力轴1间为过盈配合；
圆锥滚子轴承Ⅰ2外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅰ2内圈与取力轴1间为间隙配合；
主动齿轮座5内圈与取力轴1间为间隙配合，主动齿轮座5上部外侧设有圆锥滚子轴承Ⅱ4，圆锥滚子轴承Ⅱ4外为壳体，圆锥滚子轴承Ⅱ4内圈与主动齿轮座5上部外圈间为间隙配合，圆锥滚子轴承Ⅱ4外圈与壳体间为过盈配合，主动齿轮座5下部外侧设有主动齿轮7，主动齿轮7内部与主动齿轮座5下部外侧为过盈配合，主动齿轮7与从动齿轮20啮合；
啮合套8套在取力轴1上且和取力轴1为花键配合，主动齿轮7下端内部设有内花键，啮合套8外部设有外花键，主动齿轮7下端内部内花键与啮合套8外部外花键相配合，啮合套8底部设有拨叉槽，拨叉槽里设置拨叉9，拨叉9与拨叉推杆23一端连接，拨叉推杆23另一端位于外壳外面；
圆锥滚子轴承Ⅲ10外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅲ10内圈与取力轴1间为间隙配合；
限位环11通过锁紧螺母Ⅰ13固定在取力轴1上；
从动齿轮20与从动轴22固定连接，从动轴22从从动齿轮20开始依次设置圆锥滚子轴承Ⅴ19、圆锥滚子轴承Ⅳ18、连接法兰15、锁紧螺母Ⅱ16，圆锥滚子轴承Ⅴ19和圆锥滚子轴承Ⅳ18外圈与壳体间均为过盈配合，内圈与从动轴22间均为间隙配合，连接法兰15通过锁紧螺母Ⅱ16固定在从动轴22上；所以取力轴1与从动轴22通过5个圆锥滚子轴承镶嵌在壳体内，圆锥滚子轴承外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承内圈与轴(取力轴1和从动轴22)间配合为间隙配合。
所述限位环11与壳体之间设有密封圈12。
所述连接法兰15与壳体之间设置油封17。
所述壳体分为壳体Ⅰ3、壳体Ⅱ14，壳体Ⅰ3、壳体Ⅱ14之间采用壳体连接螺栓6进行连接。
所述拨叉推杆23为7字型结构，7字型结构横向左端与拨叉9连接，壳体上设有条形孔，7字型结构横向右端穿过壳体上的条形孔，并与7字型结构的竖向端连接。
本发明在适时四驱系统的取力器中集成啮合套装置，用于取代适时四驱系统后差速器中的电控液压多片离合器，基于适时四驱平台的四驱分动方法具体为：
拨叉拔动啮合套轴向背离主动齿轮方向移动，啮合套与主动齿轮的啮合断开，变速箱动力经取力齿轮传递给取力轴，取力轴将动力传递给啮合套，因啮合套与主动齿轮不啮合，动力不能经啮合套传递给主动齿轮，即在此状态下，动力传递到啮合套就不能向后传递，则汽车处于前驱状态；
拨叉拔动啮合套轴向向主动齿轮方向移动，啮合套与主动齿轮啮合，变速箱动力经取力齿轮传递给取力轴，取力轴将动力传递给啮合套，啮合套带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动连接法兰转动，连接法兰带动后传动轴转动，动力经后差速器传递给后轴，此时汽车处于四驱状态。
本发明的有益效果：
1、本发明是基于适时四驱改造而来，具备了适时四驱结构紧凑的特点，适用于适时四驱的平台。
2、在适时四驱的取力器中集成啮合套，用于取代适时四驱结构中的差速器中的电控液压多片离合器，啮合套的结构相较于电控液压多片离合器结构简单，稳定，耐用，这使得本发明具有明显的经济性，且其脱困能力要强于常见的适时四驱系统。
附图说明
图1为本发明实施例1中基于适时四驱平台的四驱分动器的结构示意图(啮合套与主动齿轮的啮合断开)；
图2为本发明实施例1中圆锥滚子轴承Ⅱ、主动齿轮座、主动齿轮连接的结构示意图；
图3为本发明实施例1中啮合套的结构剖视图；
图4为本发明实施例1中基于适时四驱平台的四驱分动器的结构示意图(啮合套与主动齿轮啮合)；
图中，1-取力轴；2-圆锥滚子轴承Ⅰ；3-壳体Ⅰ；4-圆锥滚子轴承Ⅱ；5-主动齿轮座；6-壳体连接螺栓；7-主动齿轮；8-啮合套；9-拨叉；10-圆锥滚子轴承Ⅲ；11-限位环；12-密封圈；13-锁紧螺母Ⅰ；14-壳体Ⅱ；15-连接法兰；16-锁紧螺母Ⅱ；17-油封；18-圆锥滚子轴承Ⅳ；19-圆锥滚子轴承Ⅴ；20-从动齿轮；21-取力齿轮；22-从动轴；23-拨叉推杆。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于适时四驱平台的四驱分动器，如图1、2、3、4所示，包括取力轴1、圆锥滚子轴承Ⅰ2、圆锥滚子轴承Ⅱ4、主动齿轮座5、壳体连接螺栓6、主动齿轮7、啮合套8、拨叉9、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、密封圈12、锁紧螺母Ⅰ13、连接法兰15、锁紧螺母Ⅱ16、油封17、圆锥滚子轴承Ⅳ18、圆锥滚子轴承Ⅴ19、从动齿轮20、取力齿轮21、从动轴22、拨叉推杆23、壳体；
壳体包括壳体Ⅰ3、壳体Ⅱ14；部分取力轴1、圆锥滚子轴承Ⅰ2、圆锥滚子轴承Ⅱ4位于壳体Ⅰ3内部，部分取力轴1、主动齿轮座5、主动齿轮7、啮合套8、拨叉9、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、密封圈12、圆锥滚子轴承Ⅳ18、圆锥滚子轴承Ⅴ19、从动齿轮20、从动轴22位于壳体Ⅱ14内部；壳体Ⅱ14和壳体Ⅰ3之间采用壳体连接螺栓6进行连接；
取力轴1上设有取力齿轮21的安装位置、圆锥滚子轴承Ⅰ2的安装位置、主动齿轮座5的安装位置、啮合套8内花键配合的外花键、圆锥滚子轴承Ⅲ10的安装位置、限位环11的安装位置、与锁紧螺母Ⅰ13配合的外螺纹；从动轴22上设有从动齿轮20的安装位置、圆锥滚子轴承Ⅴ19的安装位置、圆锥滚子轴承Ⅳ18的安装位置、与连接法兰15内花键配合的外花键、与锁紧螺母Ⅱ16配合的外螺纹；取力轴1与从动轴22通过5个圆锥滚子轴承镶嵌在壳体内，圆锥滚子轴承外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承内圈与轴(取力轴1和从动轴22)间为间隙配合；
更为具体的是：
依次将取力齿轮21、圆锥滚子轴承Ⅰ2、主动齿轮座5、啮合套8、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、锁紧螺母Ⅰ13安装在取力轴1上；
其中，取力齿轮21位于壳体外部，取力齿轮21内圈与取力轴1间为过盈配合；
圆锥滚子轴承Ⅰ2外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅰ2内圈与取力轴1间为间隙配合；
主动齿轮座5内圈与取力轴1间为间隙配合，主动齿轮座5上部外侧设有圆锥滚子轴承Ⅱ4，圆锥滚子轴承Ⅱ4外为壳体，圆锥滚子轴承Ⅱ4内圈与主动齿轮座5上部外圈间为间隙配合，圆锥滚子轴承Ⅱ4外圈与壳体间为过盈配合，主动齿轮座5下部外侧设有主动齿轮7，主动齿轮7内圈一端设有与主动齿轮座5外圈配合的光孔，主动齿轮7内部光孔与主动齿轮座5外部为过盈配合，达到主动齿轮7与主动齿轮座5固定连接的目的，主动齿轮7与从动齿轮20啮合；
啮合套8套在取力轴1的外花键上，主动齿轮7另一端内部设有内花键，啮合套8外部设有外花键，主动齿轮7内部内花键与啮合套8外部外花键相配合，啮合套8底部设有拨叉槽，拨叉槽里设置拨叉9，拨叉9的叉子箍在拔叉槽里，两者间为间隙配合，啮合套8转动，拔叉9不动，但是拔叉9不会脱离拔叉槽，拨叉9与拨叉推杆23一端连接，拨叉推杆23另一端位于外壳外面，拨叉推杆23为7字型结构，7字型结构横向左端与拨叉9连接，壳体上设有条形孔，7字型结构横向右端穿过壳体上的条形孔，并与7字型结构的竖向端连接；啮合套8可以在拨叉9和拨叉推杆23的作用下沿取力轴1的外花键上下移动；
圆锥滚子轴承Ⅲ10外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅲ10内圈与取力轴1间为间隙配合；
限位环11通过锁紧螺母Ⅰ13固定在取力轴1上；限位环11与壳体之间设有密封圈12；
从上述可知，取力轴1依次穿过取力齿轮21、圆锥滚子轴承Ⅰ2、主动齿轮座5、主动齿轮7、啮合套8、圆锥滚子轴承Ⅲ10、限位环11、锁紧螺母Ⅰ13；
从动齿轮20与从动轴22固定连接，从动轴22从从动齿轮20开始依次设置圆锥滚子轴承Ⅴ19、圆锥滚子轴承Ⅳ18、连接法兰15、锁紧螺母Ⅱ16；
其中，圆锥滚子轴承Ⅴ19和圆锥滚子轴承Ⅳ18两个轴承的小头相对，圆锥滚子轴承Ⅴ19和圆锥滚子轴承Ⅳ18外圈与壳体间均为过盈配合，内圈与从动轴22间均为间隙配合，连接法兰15通过锁紧螺母Ⅱ16固定在从动轴22上，连接法兰15与壳体之间设置油封17。
本实施例基于适时四驱平台的四驱分动器，在适时四驱系统的取力器中集成啮合套装置，用于取代适时四驱系统后差速器中的电控液压多片离合器，其使用方法(或者是驱动方式)如下：
如果拨叉9拔动啮合套8轴向背离主动齿轮7方向移动，如图1所示，啮合套8与主动齿轮7的啮合断开，变速箱动力经取力齿轮21传递给取力轴1，取力轴1转动，取力轴1将动力传递给啮合套8，啮合套8转动，因啮合套8与主动齿轮7不啮合，动力不能经啮合套8传递给主动齿轮7，即在此状态下，动力传递到啮合套8就不能向后传递，则汽车处于前驱状态；
如果拨叉9拔动啮合套8轴向向主动齿轮7方向移动，如图4所示，啮合套8与主动齿轮7啮合，变速箱动力经取力齿轮21传递给取力轴1，取力轴1转动，取力轴1将动力传递给啮合套8，啮合套8转动，因啮合套8与主动齿轮7啮合，啮合套8带动主动齿轮7转动，主动齿轮7转动带动主动齿轮座5转动，但是圆锥滚子轴承Ⅱ4不动，主动齿轮7带动与其啮合的从动齿轮20转动，从动齿轮20带动从动轴22转动，从动轴22不带动圆锥滚子轴承Ⅴ19、圆锥滚子轴承Ⅳ18转动，从动轴22带动连接法兰15转动，连接法兰15带动后传动轴转动，动力经后差速器传递给后轴，此时汽车处于四驱状态。
以上取力轴1转动均不会带动圆锥滚子轴承Ⅰ2、圆锥滚子轴承Ⅱ4、圆锥滚子轴承Ⅲ10转动，从动轴22转动均不会带动圆锥滚子轴承Ⅴ19、圆锥滚子轴承Ⅳ18转动，因此壳体不受内部轴的转动影响。
Claims (6)
1.一种基于适时四驱平台的四驱分动器，其特征在于，包括取力轴(1)、圆锥滚子轴承Ⅰ(2)、圆锥滚子轴承Ⅱ(4)、主动齿轮座(5)、主动齿轮(7)、啮合套(8)、拨叉(9)、圆锥滚子轴承Ⅲ(10)、限位环(11)、锁紧螺母Ⅰ(13)、连接法兰(15)、锁紧螺母Ⅱ(16)、圆锥滚子轴承Ⅳ(18)、圆锥滚子轴承Ⅴ(19)、从动齿轮(20)、取力齿轮(21)、从动轴(22)、拨叉推杆(23)、壳体；
部分取力轴(1)、圆锥滚子轴承Ⅰ(2)、圆锥滚子轴承Ⅱ(4)、主动齿轮座(5)、主动齿轮(7)、啮合套(8)、拨叉(9)、圆锥滚子轴承Ⅲ(10)、限位环(11)、圆锥滚子轴承Ⅳ(18)、圆锥滚子轴承Ⅴ(19)、从动齿轮(20)、从动轴(22)、部分拨叉推杆(23)包裹在壳体内部；
取力轴(1)上依次设置取力齿轮(21)、圆锥滚子轴承Ⅰ(2)、主动齿轮座(5)、啮合套(8)、圆锥滚子轴承Ⅲ(10)、限位环(11)、锁紧螺母Ⅰ(13)；
取力齿轮(21)位于壳体外部，取力齿轮(21)内圈与取力轴(1)间为过盈配合；
圆锥滚子轴承Ⅰ(2)外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅰ(2)内圈与取力轴(1)间为间隙配合；
主动齿轮座(5)内圈与取力轴(1)间为间隙配合，主动齿轮座(5)上部外侧设有圆锥滚子轴承Ⅱ(4)，圆锥滚子轴承Ⅱ(4)外为壳体，圆锥滚子轴承Ⅱ(4)内圈与主动齿轮座(5)上部外圈间为间隙配合，圆锥滚子轴承Ⅱ(4)外圈与壳体间为过盈配合，主动齿轮座(5)下部外侧设有主动齿轮(7)，主动齿轮(7)内部与主动齿轮座(5)下部外侧为过盈配合，主动齿轮(7)与从动齿轮(20)啮合；
啮合套(8)套在取力轴(1)上且和取力轴(1)为花键配合，主动齿轮(7)下端内部设有内花键，啮合套(8)外部设有外花键，主动齿轮(7)下端内部内花键与啮合套(8)外部外花键相配合，啮合套(8)底部设有拨叉(9)，拨叉(9)与拨叉推杆(23)一端连接，拨叉推杆(23)另一端位于外壳外面；
圆锥滚子轴承Ⅲ(10)外圈与壳体间为过盈配合，圆锥滚子轴承Ⅲ(10)内圈与取力轴(1)间为间隙配合；
限位环(11)通过锁紧螺母Ⅰ(13)固定在取力轴(1)上；
从动齿轮(20)与从动轴(22)固定连接，从动轴(22)从从动齿轮(20)开始依次设置圆锥滚子轴承Ⅴ(19)、圆锥滚子轴承Ⅳ(18)、连接法兰(15)、锁紧螺母Ⅱ(16)，圆锥滚子轴承Ⅴ(19)和圆锥滚子轴承Ⅳ(18)外圈与壳体间均为过盈配合，内圈与从动轴(22)间均为间隙配合，连接法兰(15)通过锁紧螺母Ⅱ(16)固定在从动轴(22)上。
2.根据权利要求1所述基于适时四驱平台的四驱分动器，其特征在于，限位环(11)与壳体之间设有密封圈(12)。
3.根据权利要求1所述基于适时四驱平台的四驱分动器，其特征在于，连接法兰(15)与壳体之间设置油封(17)。
4.根据权利要求1所述基于适时四驱平台的四驱分动器，其特征在于，壳体分为壳体Ⅰ(3)、壳体Ⅱ(14)，壳体Ⅰ(3)、壳体Ⅱ(14)之间采用壳体连接螺栓(6)进行连接。
5.根据权利要求1所述基于适时四驱平台的四驱分动器，其特征在于，拨叉推杆(23)为7字型结构，7字型结构横向左端与拨叉(9)连接，壳体上设有条形孔，7字型结构横向右端穿过壳体上的条形孔，并与7字型结构的竖向端连接。
6.基于适时四驱平台的四驱分动方法，其特征在于：采用基于适时四驱平台的四驱分动器，在适时四驱系统的取力器中集成啮合套，取代适时四驱系统后差速器中的电控液压多片离合器，具体方法为：
拨叉拔动啮合套轴向背离主动齿轮方向移动，啮合套与主动齿轮的啮合断开，变速箱动力经取力齿轮传递给取力轴，取力轴将动力传递给啮合套，因啮合套与主动齿轮不啮合，动力不能经啮合套传递给主动齿轮，则汽车处于前驱状态；
拨叉拔动啮合套轴向向主动齿轮方向移动，啮合套与主动齿轮啮合，变速箱动力经取力齿轮传递给取力轴，取力轴将动力传递给啮合套，啮合套带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动连接法兰转动，连接法兰带动后传动轴转动，动力传递给后轴，此时汽车处于四驱状态。
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