CN111376716B - 用于车辆的分动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的分动器，其包括：输入轴，其用于输入动力；第一输出轴，其从所述输入轴接收动力并将动力传递至常规驱动轮；减速器，其设置为通过直线地移动套筒，来将所述输入轴的动力传递至所述第一输出轴而不改变速度或者将所述输入轴的动力通过减速传递至所述第一输出轴；第二输出轴，其设置为接收所述第一输出轴的动力并将动力传递至间歇驱动轮；离合器，其设置为控制所述第一输出轴的传递到所述第二输出轴的动力的量；滚珠坡道机构，其设置为控制所述离合器的接合状态；控制电动机，其设置为驱动所述滚珠坡道机构的控制板；以及凸轮，其设置为直线地移动套筒。

Description

用于车辆的分动器
技术领域
本发明大体上涉及一种用于车辆的分动器(transfer)。更具体地，本发明涉及两速扭矩按需分动器(2-speed torque-on-demand transfer)的机构。
背景技术
用于车辆的分动器是一种可以在两轮驱动模式和四轮驱动模式之间切换的装置。传递动力以实现两轮驱动模式(其为主驱动模式)的车轮被称为常规驱动轮，传递动力以根据需要与常规驱动轮一起实现四轮驱动模式的车轮被称为间歇驱动轮。在这种情况下，用于车辆的分动器起到控制将供应到常规驱动轮的一部分动力供应到间歇驱动轮的状态的作用。
在这种情况下，将根据需要主动地控制传递给间歇驱动轮的扭矩的量的类型的分动器称为扭矩按需分动器。
另外，当分动器构造成将供应给驱动轮的动力切换到用于提供动力的相对低扭矩高速的四驱高速(4H)模式和高扭矩低速的四驱低速(4L)模式时，其被称为两速扭矩按需分动器。
在如上所述的分动器的情况下，需要用于控制传递到间歇驱动轮的扭矩的致动器和根据其的机构以及用于在4H模式和4L模式之间切换的致动器以及根据其的机构。传统上，这种致动器和机构实际上是分别组织的。
前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景，而并非旨在表示本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围之内。
发明内容
因此，考虑到相关技术中出现的上述问题而做出了本发明，并且本发明旨在提出一种用于车辆的分动器，其中通过一个致动器植入了控制传递到间歇驱动轮的扭矩的功能以及在4H模式和4L模式之间切换的功能，因此，减少了所使用的零件数量，减小了分动器的体积和重量，并且降低了分动器的制造成本，改善了车辆的燃料效率。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种用于车辆的分动器，所述分动器包括：输入轴，其用于输入动力；第一输出轴，其从所述输入轴接收动力并将动力传递至常规驱动轮；减速器，其设置为通过直线地移动套筒，来将所述输入轴的动力传递至所述第一输出轴而不改变速度或者将所述输入轴的动力通过减速传递至所述第一输出轴；第二输出轴，其设置为接收所述第一输出轴的动力并将动力传递至间歇驱动轮；离合器，其设置为控制所述第一输出轴的传递到所述第二输出轴的动力的量；滚珠坡道机构，其设置为控制所述离合器的接合状态；控制电动机，其设置为驱动所述滚珠坡道机构的控制板；以及凸轮，其设置为通过接收控制板的旋转力来使套筒直线地移动。
所述输入轴和所述第一输出轴可以同心布置，所述减速器可以包括：行星齿轮装置，所述行星齿轮装置的三个旋转部件中的一个固定至输入轴，所述行星齿轮装置的另一个部件固定至壳体；以及套筒，其花键联接至第一输出轴，以选择性地连接至除了直线运动并固定至行星齿轮装置的壳体的旋转部件之外的其余两个旋转部件。
所述行星齿轮装置可以包括：太阳齿轮，其一体地连接至所述输入轴；以及齿圈，其固定至壳体，所述套筒可以构造成在连接至太阳齿轮的状态以及连接至行星齿轮装置的行星架的状态之间切换。
所述凸轮的旋转轴可以布置成与所述第一输出轴平行，所述凸轮的旋转轴在其中设置有凸轮齿轮以接收所述控制板的旋转力。
所述滚珠坡道机构可以进一步包括压板，所述压板设置成根据所述压板与所述控制板的相对旋转角度，而用放置在所述压板与所述控制板之间的滚珠按压所述离合器，所述滚珠坡道机构可以构造成允许通过所述控制板的旋转来选择顺序地布置的四驱高速位置、两驱高速位置和四驱低速位置，当选择四驱高速位置或四驱低速位置时，可以将压板推动到离合器并与离合器接合，当选择两驱高速位置时，离合器可以从其与压板的接合中释放。
在所述滚珠坡道机构中，从两驱高速位置到四驱低速位置的距离可以设定为大于从两驱高速位置到四驱高速位置的距离。
所述凸轮可以具有凸轮轮廓，在所述凸轮轮廓中螺旋部分连接至直线部分，所述螺旋部分相对于所述凸轮的旋转轴倾斜并允许所述套筒通过所述凸轮的旋转而在所述第一输出轴上直线地移动；所述直线部分不允许所述套筒移动，尽管凸轮旋转。
在所述凸轮与所述套筒之间可以设置有拨叉，以通过沿所述凸轮轮廓直线地移动而使所述套筒直线地移动，所述拨叉可以具有销，所述销构造成使得，当所述滚珠坡道机构在四驱低速位置与两驱高速位置之间旋转时，所述销与所述凸轮轮廓的所述螺旋部分接触；当所述滚珠坡道机构在两驱高速位置与四驱高速位置之间移动时，所述销与所述凸轮轮廓的所述直线部分接触。
蜗轮可以设置成与所述滚珠坡道机构的所述控制板成一体，并且与所述蜗轮啮合的蜗杆可以设置在所述控制电动机中。
本发明旨在提出一种用于车辆的分动器，其中，通过一个致动器植入了控制传递到间歇驱动轮的扭矩的功能以及在4H模式和4L模式之间切换的功能。因此，减少了所使用的零件数量，减小了分动器的体积和重量，并且降低了分动器的制造成本，改善了车辆的燃料效率。
附图说明
结合所附附图，从下面的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：
图1为示出了根据本发明的用于车辆的分动器的构造的示意图；
图2为示出了图1的滚珠坡道机构的控制板和控制电动机的视图；
图3为直线地示出了设置在图2的控制板中的滚珠坡道的结构的视图；
图4为示出了根据滚珠坡道机构的4L、2H或4H位置的图1中凸轮与拨叉的接触状态比较的视图。
具体实施方式
参照图1至图4，根据本发明的实施方案，一种用于车辆的分动器包括：输入轴IN，动力输入至该输入轴；第一输出轴OUT1，其从输入轴IN接收动力并将动力传递至常规驱动轮；减速器RD，其设置为通过直线地移动套筒，来将输入轴IN的动力传递至第一输出轴OUT1而不改变速度或者将输入轴IN的动力通过减速传递至第一输出轴OUT1；第二输出轴OUT2，其设置为接收第一输出轴OUT1的动力并将动力传递至间歇驱动轮；离合器CL，其设置为控制第一输出轴OUT1的传递到第二输出轴OUT2的动力的量；滚珠坡道机构BR，其设置成控制离合器的接合状态；控制电动机M，其设置成驱动滚珠坡道机构BR的控制板CP；以及凸轮，其设置成通过接收控制板CP的旋转力来使套筒SB直线地移动。
换而言之，根据本发明的分动器，第一输出轴OUT1的动力传递至第二输出轴OUT2的状态和程度通过由一个致动器(例如控制电动机M)驱动的滚珠坡道机构BR来控制，并且通过驱动套筒SB来控制是否减小输入轴IN的速度。
在此，输入轴IN可以构造为连接至变速器并通过变速器从例如发动机或电动机的动力源接收动力；第一输出轴OUT1可以构造为将动力传递至后轮；第二输出轴OUT2可以构造为将动力传递至前轮。
在这种情况下，常规驱动轮成为后轮，而间歇驱动轮成为前轮。当通过滚珠坡道机构BR将第一输出轴OUT1的动力传递至第二输出轴OUT2时，其变为四轮驱动状态，而当停止传递动力时，其变为两轮驱动状态。当通过驱动套筒SB使输入轴IN的动力减速时，其变为四驱低速(4L)状态，在不发生减速的时候，其变为四驱高速(4H)状态。在这方面，图1示出了四驱高速状态。
输入轴IN和第一输出轴OUT1同心地布置，并且减速器RD包括：行星齿轮装置PG，其三个旋转部件中的一个固定至输入轴IN，而另一部件固定至壳体；以及套筒SB，其花键联接至第一输出轴OUT1，以选择性地连接至除了直线运动并固定至行星齿轮装置PG的壳体的旋转部件之外的其余的两个旋转部件。
在本发明的实施方案中，行星齿轮装置PG包括：太阳齿轮S，其一体地连接至输入轴IN；以及齿圈R，其固定至壳体CS，套筒SB构造成在连接至太阳齿轮S的状态与连接至行星齿轮装置PG的行星架C的状态之间切换。
换而言之，如图1中所示，由于套筒SB连接至行星齿轮装置PG的太阳齿轮S，因此输入轴IN的动力传递至第一输出轴OUT1而不减速。因此，实现了四驱高速状态(4H)或两驱高速(2H)状态。当套筒SB移动到右侧并连接到行星架C时，输入轴IN的动力通过行星架C减速，并被传递到第一输出轴OUT1。因此，实现了四驱低速状态。
凸轮的旋转轴布置成与第一输出轴OUT1平行，并具有安装在其中的凸轮齿轮CG以接收控制板CP的旋转力。
此外，蜗轮WW设置为与滚珠坡道机构BR的控制板CP成一体，并且与蜗轮WW啮合的蜗杆WM设置在控制电动机M中。
换而言之，蜗轮WW与蜗杆WM和凸轮齿轮CG啮合，因此，当蜗杆WM通过控制电动机M旋转时，蜗轮WW旋转并且控制板CP旋转。因此，滚珠坡道机构BR的状态改变，同时，凸轮齿轮CG旋转并且套筒SB被驱动。
滚珠坡道机构BR进一步包括压板AP，该压板AP安装成当滚珠坡道BL的凹槽与滚珠B相遇的点根据压板相对于控制板CP的相对旋转角度而变化时，用放置于压板AP与控制板CP之间的滚珠按压离合器CL，并且该压板AP构造为允许通过控制板CP的旋转来选择顺序地布置的4H、2H和4L位置，并且当选择4H位置或4L位置时，将压板AP推动到离合器CL并与离合器CL接合，当选择2H位置时，离合器CL从其与压板的接合中释放。
换而言之，如图2中所示，当滚珠B从2H位置沿逆时针方向旋转时，滚珠逐渐移动至4H位置，而当滚珠从2H位置沿顺时针方向旋转时，滚珠逐渐移动至4L位置。
在此，在滚珠坡道机构BR中，从2H位置到4L位置的距离设定为比从2H位置到4H位置的距离长。
这是为了确保足够的操作位移，以在滚珠坡道机构BR从2H位置移动到4L位置的同时，通过由凸轮移动套筒SB，从而将套筒SB连接至太阳齿轮S的状态转换为套筒SB与行星架C接合的状态。
凸轮具有凸轮轮廓CF，其中螺旋部分CF-1连接至直线部分CF-2，螺旋部分CF-1相对于凸轮的旋转轴倾斜并允许套筒SB通过凸轮的旋转而在第一输出轴上直线地移动，尽管凸轮旋转，但直线部分CF-2不允许套筒SB移动。
在凸轮和套筒SB之间设置有拨叉SF，以通过沿着凸轮轮廓CF直线地移动而使套筒SB直线地移动，并且如图4所示的比较，当滚珠坡道机构BR在4L位置与2H位置之间旋转时，拨叉SF的销SFP构造成与凸轮轮廓CF的螺旋部分CF-1接触，并且当滚珠坡道机构BR在2H位置与4H位置之间移动时，销SFP构造成与凸轮轮廓CF的直线部分CF-2接触。
因此，当滚珠坡道机构BR在4L位置和2H位置之间旋转时，由于拨叉SF沿着凸轮轮廓CF的螺旋部分CF-1的移动，套筒SB直线地移动并且在4L位置与行星架C接合，并在2H位置与太阳齿轮S啮合。
另外，当滚珠坡道机构BR在2H位置和4H位置之间旋转时，套筒SB保持与太阳齿轮S啮合的状态，并且由于拨叉SF沿着凸轮轮廓CF的直线部分CF-2的运动而不移动。
当然，当滚珠坡道机构BR从2H位置移动到4H位置时，滚珠坡道机构BR的压板AP随着运动进展逐渐地按压离合器CL并且增大传递到第二输出轴OUT2的动力的大小。
作为参考，在本发明的实施方案中，离合器CL构造为多板离合器，其中，随着压板AP的按压力的增加，接合力连续变化，并且一体地连接到多板离合器的主动链轮DS通过链条CN连接到第二输出轴OUT2的从动链轮PS，以将动力传递到第二输出轴OUT2。
尽管已经出于说明性目的描述了本发明的示例性实施方案，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (8)

1.一种用于车辆的分动器，所述分动器包括：
输入轴，其用于输入动力；
第一输出轴，其从所述输入轴接收动力并将动力传递至常规驱动轮；
减速器，其设置为通过直线地移动套筒，来将所述输入轴的动力传递至所述第一输出轴而不改变速度或者将所述输入轴的动力通过减速传递至所述第一输出轴；
第二输出轴，其设置为接收所述第一输出轴的动力并将动力传递至间歇驱动轮；
离合器，其设置为控制所述第一输出轴的传递到所述第二输出轴的动力的量；
滚珠坡道机构，其设置为控制所述离合器的接合状态；
控制电动机，其设置为驱动所述滚珠坡道机构的控制板；以及
凸轮，所述凸轮的旋转轴在其中设置有凸轮齿轮以接收所述控制板的旋转力，以使所述凸轮通过接收控制板的旋转力来使套筒直线地移动，
其中，蜗轮设置成与所述滚珠坡道机构的所述控制板成一体，与所述蜗轮啮合的蜗杆设置在所述控制电动机中，
所述蜗轮与所述蜗杆和所述凸轮齿轮啮合，以使滚珠坡道机构的状态改变的同时，所述套筒被驱动。
2.根据权利要求1所述的用于车辆的分动器，其中，
所述输入轴和所述第一输出轴同心布置，
所述减速器包括：行星齿轮装置，所述行星齿轮装置的三个旋转部件中的一个固定至输入轴，所述行星齿轮装置的另一个部件固定至壳体；以及套筒，其花键联接至第一输出轴，以通过直线运动选择性地连接至除了固定至行星齿轮装置的壳体的旋转部件之外的其余两个旋转部件。
3.根据权利要求2所述的用于车辆的分动器，其中，所述行星齿轮装置包括：太阳齿轮，其一体地连接至所述输入轴；以及齿圈，其固定至壳体，
所述套筒构造成在连接至太阳齿轮的状态以及连接至行星齿轮装置的行星架的状态之间切换。
4.根据权利要求2所述的用于车辆的分动器，其中，所述凸轮的旋转轴布置成与所述第一输出轴平行。
5.根据权利要求4所述的用于车辆的分动器，其中，
所述滚珠坡道机构进一步包括压板，所述压板设置成根据所述压板与所述控制板的相对旋转角度，而用放置在所述压板与所述控制板之间的滚珠按压所述离合器，
所述滚珠坡道机构构造成允许通过所述控制板的旋转来选择顺序地布置的四驱高速位置、两驱高速位置和四驱低速位置，当选择四驱高速位置或四驱低速位置时，将压板推动到离合器并与离合器接合，当选择两驱高速位置时，离合器从其与压板的接合中释放。
6.根据权利要求5所述的用于车辆的分动器，其中，在所述滚珠坡道机构中，从两驱高速位置到四驱低速位置的距离设定为大于从两驱高速位置到四驱高速位置的距离。
7.根据权利要求5所述的用于车辆的分动器，其中，所述凸轮具有凸轮轮廓，在所述凸轮轮廓中螺旋部分连接至直线部分，所述螺旋部分相对于所述凸轮的旋转轴倾斜并允许所述套筒通过所述凸轮的旋转而在所述第一输出轴上直线地移动；所述直线部分不允许所述套筒移动，尽管凸轮旋转。
8.根据权利要求7所述的用于车辆的分动器，其中，
在所述凸轮与所述套筒之间设置有拨叉，以通过沿所述凸轮轮廓直线地移动而使所述套筒直线地移动，
所述拨叉具有销，所述销构造成使得，当所述滚珠坡道机构在四驱低速位置与两驱高速位置之间旋转时，所述销与所述凸轮轮廓的所述螺旋部分接触；当所述滚珠坡道机构在两驱高速位置与四驱高速位置之间移动时，所述销与所述凸轮轮廓的所述直线部分接触。
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