CN111497604A - 四驱汽车后桥动力系统及档位控制方法 - Google Patents

四驱汽车后桥动力系统及档位控制方法 Download PDF

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毛江
周朝东
胡芳
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Abstract

本发明公开的四驱汽车后桥动力系统及档位控制方法，仅仅采用一个需进行控制的离合器，及采用不需要控制的单向离合器代替一般的离合器，实现两档的动力传递，其结构简单、体积小、成本低，能有效降低汽车控制系统，为实现档位切换，离合器和单向离合器两者的结合及断开过程，由于单向离合器具备单向传递扭矩能力而避免离合器出现过载滑磨，同样能降低控制难度。

Description

四驱汽车后桥动力系统及档位控制方法
技术领域
本发明涉及四驱汽车，具体涉及四驱汽车后桥动力系统及档位控制方法。
背景技术
现有技术的四驱汽车后桥动力系统，其驱动电机通过第一离合器和第二离合器分别与前太阳轮和后太阳轮进行动力传递，实现两档功能。因而，采用两个离合器来实现两档的动力传递，两个离合器的结构复杂，占用空间较大，为满足两个档位的动力切换所需的控制系统较复杂；两个离合器的结合与断开在档位切换时为了减小过载滑磨，对控制系统的要求较高，为了满足换挡性能要求，两个离合器往往采用湿式离合器，其结构复杂、成本较高。
发明内容
本发明公开了四驱汽车后桥动力系统，结构简单、控制简单、成本低实现了两档的动力传递。
本发明还公开了根据四驱汽车后桥动力系统的档位控制方法，结构简单、控制简单、成本低实现了两档的动力传递。
本发明公开的四驱汽车后桥动力系统，包括驱动电机、双离合器、内轴、外轴和行星排；
所述双离合器包括离合器和单向离合器；
所述行星排包括前太阳轮、后太阳轮、左右并列固联布置的前行星轮和后行星轮、带行星轴的行星架、齿圈和输出轴；
所述前行星轮和后行星轮空套在行星架的行星轴上；所述前太阳轮与前行星轮啮合，所述后太阳轮与后行星轮啮合；所述齿圈与后行星轮啮合；所述行星架输出端与输出轴固定；
所述内轴套于外轴内，且伸出于外轴两端之外；
所述离合器的内毂通过固联内轴与后太阳轮固联；所述单向离合器的内座圈通过固联外轴与前太阳轮固联；
所述驱动电机通过电机轴与离合器的外鼓和单向离合器的外座圈相固联。
进一步地，所述离合器和单向离合器左右并列地布置。
进一步地，所述离合器为干式离合器。
进一步地，所述离合器为干式电磁离合器。
进一步地，所述离合器为干式液压离合器。
本发明还公开了根据上述四驱汽车后桥动力系统的档位控制方法，
一档时：驱动电机工作，离合器的外鼓和内毂断开，单向离合器的外座圈和内座圈结合；驱动电机的动力通过单向离合器传递给前太阳轮，前行星轮和后行星轮一起一方面绕行星架的行星轮轴自转，同时绕前太阳轮的中心线公转，在齿圈固定不转动的情况下，驱动电机的动力依次经过电机轴、单向离合器、外轴、前太阳轮、前行星轮、后行星轮、行星轴及行星架，最后通过输出轴将动力输出；
二档时：驱动电机工作，离合器的外鼓和内毂结合，单向离合器的外座圈和内座圈断开；动力通过离合器传递给后太阳轮，后行星轮一方面绕行星架的行星轮轴自转，同时绕后太阳轮的中心线公转，在齿圈固定不转动的情况下，驱动电机的动力依次经过电机轴、离合器、内轴、后太阳轮、后行星轮、行星轴及行星架，最后通过输出轴将动力输出；
档位切换时：
由一档换入二档，离合器逐渐结合，动力系统的传递比减小，单向离合器4的内座圈超速于外座圈，使得单向离合器的内座圈与外座圈逐渐断开，同时离合器进一步结合直至完全结合，整个换挡结束，车辆换入二档；
由二档换入一档，处于结合状态的离合器逐渐断开，同时处于断开状态的单向离合器逐渐结合，直到离合器完全断开，单向离合器完全结合，车辆换入一档。
本发明的有益技术效果为：
1）仅仅采用一个需进行控制得离合器，及采用不需要控制的单向离合器代替一般的离合器，实现两档的动力传递，其结构简单、体积小、成本低，能有效降低汽车控制系统，为实现档位切换，离合器和单向离合器两者的结合及断开过程，由于单向离合器具备单向传递扭矩能力而避免离合器出现过载滑磨，同样能降低控制系统的控制难度。
2）由一档换入二档，离合器逐渐结合，动力系统的传递比减小，单向离合器的内座圈超速于外座圈，使得单向离合器的内座圈与外座圈逐渐断开，同时离合器进一步结合直至完全结合，整个过程无需额外控制单向离合器，实现了控制的简便化。
3）所述离合器为干式离合器，干式离合器的造价成本低、控制简单，且其机械传动的效率也高。所述离合器为干式电磁离合器，电磁离合器可与汽车的电控系统连接，其响应极快。或者所述离合器为干式液压离合器，电磁离合器与液压离合器的控制均简单稳定，干式液压离合器可与汽车的液压系统连接，它能传递大的转矩，其体积也更小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
参见图1，本发明公开的四驱汽车后桥动力系统，包括驱动电机1、双离合器、内轴6、外轴5和行星排。
双离合器包括离合器3和单向离合器4，离合器3和单向离合器4左右并列地布置。
行星排包括前太阳轮7、后太阳轮12、左右并列固联布置的前行星轮8和后行星轮11、带行星轴13的行星架14、齿圈10和输出轴15；
前行星轮8和后行星轮11空套在行星架14的行星轴13上；前太阳轮7与前行星轮8啮合，后太阳轮12与后行星轮11啮合；齿圈10与后行星轮11啮合；行星架14输出端与输出轴15固定。前太阳轮7的齿轮齿数比后太阳轮12的齿轮齿数少，前行星轮8的齿轮齿数比后行星轮11的齿轮齿数多，齿圈10固定在变速器壳体9上不转动。
内轴6套于外轴5内，且伸出于外轴5两端之外。
离合器3的内毂通过固联内轴6与后太阳轮12固联；单向离合器4的内座圈通过固联外轴5与前太阳轮7固联；
驱动电机1通过电机轴2与离合器3的外鼓和单向离合器4的外座圈相固联。
离合器3可采用干式离合器、干式电磁离合器或干式液压离合器。
本发明还公开了根据四驱汽车后桥动力系统的档位控制方法，
一档时：驱动电机1工作，离合器3的外鼓和内毂断开，单向离合器4的外座圈和内座圈结合；驱动电机1的动力通过单向离合器4传递给前太阳轮7，前行星轮8和后行星轮11一起一方面绕行星架14的行星轮轴13自转，同时绕前太阳轮7的中心线公转，在齿圈10固定不转动的情况下，驱动电机1的动力依次经过电机轴2、单向离合器4、外轴5、前太阳轮7、前行星轮8、后行星轮11、行星轴13及行星架14，最后通过输出轴15将动力输出。此时，形成一档传动比；一档动力路线：驱动电机1、电机轴2、单向离合器4、外轴5、前太阳轮7、前行星轮8、后行星轮11、行星轴13、行星架14、输出轴15。
二档时：驱动电机1工作，离合器3的外鼓和内毂结合，单向离合器4的外座圈和内座圈断开；动力通过离合器3传递给后太阳轮12，后行星轮11一方面绕行星架14的行星轮轴13自转，同时绕后太阳轮12的中心线公转，在齿圈10固定不转动的情况下，驱动电机1的动力依次经过电机轴2、离合器3、内轴6、后太阳轮12、后行星轮11、行星轴13及行星架14，最后通过输出轴15将动力输出。此时，形成二档传动比；二档动力路线：驱动电机1、电机轴2、离合器3、内轴6、后太阳轮12、后行星轮11、行星轴13、行星架14、输出轴15。
档位切换：汽车在一档运行时，根据相关传感器知道车辆行驶状态，进而进行判断，如需加速便进入二档，具体换挡如下：车辆在一档运行达到需换如二档的换挡点时，离合器3逐渐结合，动力系统的传递比减小，单向离合器4的内座圈超速于外座圈，使得单向离合器4的内座圈与外座圈逐渐断开，同时离合器3进一步结合直至完全结合，整个换挡结束，车辆换入二档。车辆从二档换入一档的过程正好与换入二档的过程相逆，具体如下：车辆在二档运行需换一档时，处于结合状态的离合器3逐渐断开，同时处于断开状态的单向离合器4逐渐结合，直到离合器3完全断开，单向离合器4完全结合，整个换挡结束，车辆换入一档。
汽车在一档行驶过程中，遇到特殊路段，车轮转速过高出现反拖，此时可以降低驱动电机1转速，同时控制离合器3的结合来实现动力稳定传递。
本发明仅仅采用一个需进行控制得离合器，及采用不需要控制的单向离合器代替一般的离合器，实现两档的动力传递，其结构简单、体积小、成本低，能有效降低汽车控制系统，为实现档位切换，离合器和单向离合器两者的结合及断开过程，由于单向离合器具备单向传递扭矩能力而避免离合器出现过载滑磨，同样能降低控制系统的控制难度。
由一档换入二档，离合器逐渐结合，动力系统的传递比减小，单向离合器的内座圈超速于外座圈，使得单向离合器的内座圈与外座圈逐渐断开，同时离合器进一步结合直至完全结合，整个过程无需额外控制单向离合器，实现了控制的简便化。
离合器3为干式离合器，干式离合器的造价成本低、控制简单，且其机械传动的效率也高。离合器3为干式电磁离合器，电磁离合器可与汽车的电控系统连接，其响应极快。或者离合器3为干式液压离合器，电磁离合器与液压离合器的控制均简单稳定，干式液压离合器可与汽车的液压系统连接，它能传递大的转矩，其体积也更小。

Claims (6)

1.四驱汽车后桥动力系统，其特征在于：包括驱动电机（1）、双离合器、内轴（6）、外轴（5）和行星排；
所述双离合器包括离合器（3）和单向离合器（4）；
所述行星排包括前太阳轮（7）、后太阳轮（12）、左右并列固联布置的前行星轮（8）和后行星轮（11）、带行星轴（13）的行星架（14）、齿圈（10）和输出轴（15）；
所述前行星轮（8）和后行星轮（11）空套在行星架（14）的行星轴（13）上；所述前太阳轮（7）与前行星轮（8）啮合，所述后太阳轮（12）与后行星轮（11）啮合；所述齿圈（10）与后行星轮（11）啮合；所述行星架（14）输出端与输出轴（15）固定；
所述内轴（5）套于外轴（6）内，且伸出于外轴（5）两端之外；
所述离合器（3）的内毂通过固联内轴（6）与后太阳轮（12）固联；所述单向离合器（4）的内座圈通过固联外轴（5）与前太阳轮（7）固联；
所述驱动电机（1）通过电机轴（2）与离合器（3）的外鼓和单向离合器（4）的外座圈相固联。
2.如权利要求1所述的四驱汽车后桥动力系统，其特征在于：所述离合器（3）和单向离合器（4）左右并列地布置。
3.如权利要求2所述的四驱汽车后桥动力系统，其特征在于：所述离合器（3）为干式离合器。
4.如权利要求2所述的四驱汽车后桥动力系统，其特征在于：所述离合器（3）为干式电磁离合器。
5.如权利要求2所述的四驱汽车后桥动力系统，其特征在于：所述离合器（3）为干式液压离合器。
6.根据权利要求1至5任一项所述四驱汽车后桥动力系统的档位控制方法，其特征在于：
一档时：驱动电机（1）工作，离合器（3）的外鼓和内毂断开，单向离合器（4）的外座圈和内座圈结合；驱动电机（1）的动力通过单向离合器（4）传递给前太阳轮（7），前行星轮（8）和后行星轮（11）一起一方面绕行星架（14）的行星轮轴（13）自转，同时绕前太阳轮（7）的中心线公转，在齿圈（10）固定不转动的情况下，驱动电机（1）的动力依次经过电机轴（2）、单向离合器（4）、外轴（5）、前太阳轮（7）、前行星轮（8）、后行星轮（11）、行星轴（13）及行星架（14），最后通过输出轴（15）将动力输出；
二档时：驱动电机（1）工作，离合器（3）的外鼓和内毂结合，单向离合器（4）的外座圈和内座圈断开；动力通过离合器（3）传递给后太阳轮（12），后行星轮（11）一方面绕行星架（14）的行星轮轴（13）自转，同时绕后太阳轮（12）的中心线公转，在齿圈（10）固定不转动的情况下，驱动电机（1）的动力依次经过电机轴（2）、离合器（3）、内轴（6）、后太阳轮（12）、后行星轮（11）、行星轴（13）及行星架（14），最后通过输出轴（15）将动力输出；
档位切换时：
由一档换入二档，离合器（3）逐渐结合，动力系统的传递比减小，单向离合器（4）的内座圈超速于外座圈，使得单向离合器4的内座圈与外座圈逐渐断开，同时离合器（3）进一步结合直至完全结合，整个换挡结束，车辆换入二档；
由二档换入一档，处于结合状态的离合器（3）逐渐断开，同时处于断开状态的单向离合器（4）逐渐结合，直到离合器（3）完全断开，单向离合器（4）完全结合，车辆换入一档。
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