CN113586697A - 扭矩管理器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及分动器技术领域，提供一种扭矩管理器，包括输入轴、前输出轴、输出轴和设置在输入轴上的行星齿轮机构、第一动力切换件和第二动力切换件以及执行机构，执行机构能够通过第一动力切换件使后输出轴选择性与输入轴或行星齿轮机构的行星架接合，能够实现高低档位的切换，执行结构通过第二动力切换件能够与牵引传动装置接合，能够将输入轴的动力通过牵引传动装置传递至前输出轴，使前输出轴与后输出轴同步转动；后输出轴上设有与牵引传动装置接合的离合器总成，执行机构通过凸轮机构控制离合器总成的接合程度，以能够控制后输出轴与前输出轴之间的转矩分配。本发明所述的扭矩管理器通过相同系统控制高低档切换与离合器的转矩调节，简化结构。

Description

扭矩管理器
技术领域
本发明涉及分动器技术领域，特别涉及一种扭矩管理器。
背景技术
随着消费者对汽车操控性能和越野性能要求越来越高，汽车工业得到了迅速发展，随之带动车辆的四驱技术不断进步。
在具有全轮驱动的机动车辆中，扭矩管理器用于将由驱动发动机产生的扭矩通过扭矩管理器的输入轴分配到扭矩管理器的至少两个输出轴上。根据扭矩管理器的结构类型，基本上包括差速装置控制的扭矩管理器和离合装置控制的扭矩管理器。在差速装置控制的扭矩管理器中，通过差速装置和/或行星齿轮传动装置将动力分配到两个与输入轴耦联的输出轴上；在离合装置控制的扭矩管理器中，动力经由离合装置分配到两个输出轴上。
通常，需要将上述两种扭矩管理器混合使用，经由输入轴引入的驱动转矩经由差速装置和/或行星齿轮传动装置传递至输出轴上，使输出轴实现高低档切换；离合装置可以将一个输出轴与另一个输出轴锁止，实现两个输出轴之间的扭矩分配。但是，需要采用不同的系统用于高低档切换和离合器的扭矩分配，使得结构过于复杂。
因此，需要设计一种新型的扭矩管理器，以解决或克服上述技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种扭矩管理器，以通过相同系统控制高低档切换与离合器的转矩调节，简化结构。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种扭矩管理器，包括输入轴、前输出轴和后输出轴，还包括设置在所述输入轴上的行星齿轮机构、第一动力切换件和第二动力切换件以及执行机构，所述执行机构能够通过所述第一动力切换件使所述后输出轴选择性地与所述输入轴或所述行星齿轮机构的行星架接合，以能够实现高低档位的切换，所述执行结构通过所述第二动力切换件能够与牵引传动装置接合，以能够将所述输入轴的动力通过所述牵引传动装置传递至所述前输出轴，从而使所述前输出轴与所述后输出轴同步转动；所述后输出轴上设置有与所述牵引传动装置接合的离合器总成，所述执行机构通过凸轮机构控制所述离合器总成的接合程度，以能够控制所述后输出轴与所述前输出轴之间的转矩分配。
进一步的，所述执行机构包括换挡轴、转毂组件、扇形齿轮和固定设置在所述换挡轴上的第一换挡轴齿轮，所述转毂组件和所述扇形齿轮空套在所述换挡轴上，所述第一换挡轴齿轮位于所述转毂组件和所述扇形齿轮之间，所述换挡轴上设置有能够沿所述换挡轴的轴向移动且与所述第一换挡轴齿轮啮合的结合套，以能够使所述结合套选择性地与所述转毂组件和所述扇形齿轮接合；其中，所述第一动力切换件和所述第二动力切换件位于所述行星齿轮机构与所述牵引传动装置之间，所述转毂组件上传动连接有2H/4H拨叉和锁止拨叉，所述2H/4H拨叉能够驱动所述第一动力切换件沿所述后输出轴的轴向移动，使所述后输出轴选择性地与所述输入轴或所述行星架接合，所述锁止拨叉能够驱动所述第二动力切换件沿所述后输出轴的轴向移动，以能够使所述后输出轴与所述牵引传动装置接合，使所述前输出轴与所述后输出轴同步转动，所述扇形齿轮与所述凸轮机构传动连接。
更进一步的，所述结合套上连接有能够驱动所述结合套沿所述换挡轴的轴向移动的档位分离装置，所述档位分离装置包括电磁阀开关和与所述结合套铰接的摇臂支架，所述电磁阀开关能够推动所述摇臂支架绕其上的旋转支点转动，以能够驱动所述结合套沿所述换挡轴的轴向移动。
进一步的，所述2H/4H拨叉和所述锁止拨叉空套在拨叉轴上，所述拨叉轴贯穿所述扇形齿轮的扇形槽，与所述扇形齿轮形成十字相交结构，且所述拨叉轴与所述扭矩管理器的壳体固定连接；所述转毂组件设有两道轨迹槽，所述2H/4H拨叉的拨头和所述锁止拨叉的拨头分别与对应的所述轨迹槽间隙配合。
进一步的，所述转毂组件上固定连接有第一联齿轮，以能够通过所述结合套使得所述转毂组件与所述第一换挡轴齿轮传动连接，所述扇形齿轮上固定连接有第二联齿轮，以能够通过所述结合套使得所述扇形齿轮与所述第一换挡轴齿轮传动连接，所述扇形齿轮通过周向限位弹簧与所述扭矩管理器的壳体连接。
进一步的，所述换挡轴上还固定连接有第二换挡轴齿轮，所述第二换挡齿轮通过减速齿轮组件与换挡电机传动连接，以能够驱动所述换挡轴旋转，所述减速齿轮组件包括所述换挡电机传动连接的一级减速齿轮和与所述第二换挡齿轮啮合的二级减速齿轮，所述一级减速齿轮与所述二级减速齿轮啮合。
更进一步的，所述凸轮机构包括上凸轮盘和下凸轮盘，所述上凸轮盘和所述下凸轮盘相邻表面上均形成有多个火球式的沟槽，所述沟槽为深度渐变式沟槽，且各所述沟槽环绕所述上凸轮盘的旋转中心布置，所述上凸轮盘和所述下凸轮盘之间设有多个滚动珠，各所述滚动珠分别位于对应的所述沟槽内；所述上凸轮盘和所述下凸轮盘均与所述后输出轴间隙配合，所述下凸轮盘与所述扭矩管理器的壳体固定连接。
进一步的，所述离合器总成包括离合器和离合器压板，所述离合器包括与外毂固定连接的外摩擦片和与内毂固定连接的内摩擦片，所述外毂与所述牵引传动装置连接，所述上凸轮盘与所述内毂之间设有复位弹簧，所述凸轮机构通过所述离合器压片控制所述外摩擦片与所述内摩擦片之间的压紧程度。
进一步的，所述牵引传动装置包括固定连接在所述后输出轴上的主动链轮和固定连接在所述前输出轴上的从动链轮，所述主动链轮通过链条与所述从动链轮传动连接，所述主动链轮一端能够与所述第二动力切换件结合，另一端与所述离合器总成接合。
更进一步的，所述第一动力切换件为2H/4H拨叉齿套，所述第二动力切换件为锁止拨叉齿套，所述2H/4H拨叉齿套与所述后输出轴上的啮合毂啮合，所述锁止拨叉齿套与所述后输出轴上的锁止内毂啮合。
相对于现有技术，本发明所述的扭矩管理器具有以下优势：
(1)本发明所述的扭矩管理器中，通过设置执行机构，能够通过控制第一动力切换件，使后输出轴选择与输入轴直接连接或与输入轴上的行星齿轮机构连接，以实现车辆的高低挡位的切换，还能够控制第二动力切换件，使前输出轴与后输出轴同步转动，实现车辆二驱模式与四驱模式的切换；还能够通过凸轮机构控制离合器的压紧程度，以分配后输出轴与前输出轴之间的转矩；采用单个系统既能够用于高低挡切换，又能够用于离合器的转矩调节；整体上减少了零部件的数量，降低了成本。
(2)本发明所述的扭矩管理器中，后输出轴上固定连接有锁止内毂，在非工作期间，锁止拨叉齿套保持在锁止内毂上，工作期间，通过锁止拨叉齿套使锁止内毂与主动链轮传动连接，实现前输出轴与后输出轴的锁止，使前输出轴与后输出轴同步转动。
(3)本发明所述的档位分离装置中，摇臂支架与结合套铰接，使结合套能够平顺地进行切换动作，在切换过程中不产生歪斜的情况。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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方式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为本发明实施方式所述的一种扭矩管理器的剖视图；
图2为本发明实施方式所述的执行机构的原理示意图；
图3为本发明实施方式所述的档位分离装置的原理示意图；
图4为本发明实施方式所述的执行机构的立体结构示意图；
图5为本发明实施方式所述的转毂组件及一种2H/4H拨叉的拨头和锁止拨叉的拨头的结构示意图；
图6为本发明实施方式所述的另一种2H/4H拨叉的拨头和锁止拨叉的拨头的结构示意图；
图7为本发明实施方式所述的凸轮机构的结构示意图。
附图标记说明：
1转毂组件 11轨道槽 12第一联齿轮
21换挡轴 22第一换挡轴齿轮 23第二换挡轴齿轮
3结合套 41 2H/4H拨叉 42锁止拨叉
43拨叉轴 44菱形结构 45滚动套筒
46铆钉 5前输出轴 6后输出轴
61啮合毂 62锁止内毂 71电磁阀开关
72摇臂支架 73旋转支点 74活动铰链
8扇形齿轮 81扇形槽 82第二联齿轮
91上凸轮盘 92下凸轮盘 93沟槽
94滚动珠 100复位弹簧 101周向限位弹簧
102换挡电机 103一级减速齿轮 104二级减速齿轮
105第一检测装置 106第二检测装置 107减摩衬套
200输入轴 201第一动力切换件 202第二动力切换件
301行星架 302行星齿轮 303太阳轮
401离合器压板 402外毂 403外摩擦片
404内毂 405内摩擦片 501主动链轮
502链条 503从动链轮
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施方式中所提到的转毂组件1驱动2H/4H拨叉41和锁止拨叉42移动的说明中，为了便于简化描述，基于图4所示的方位或位置关系，将2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头在轨迹槽11内所处的位置分为“左侧”、“中间”及“右侧”，但是，不能理解为对本发明的限制；而且，对于本发明的方位术语，应当结合实际安装状态进行理解。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明实施例所述的一种扭矩管理器的结构示意图。参照图1所示，本发明的基本实施方式的扭矩管理器，包括输入轴200、前输出轴5和后输出轴6，还包括设置在输入轴200上的行星齿轮机构、第一动力切换件201和第二动力切换件202以及执行机构，执行机构能够通过第一动力切换件201使后输出轴6选择性地与输入轴200或行星齿轮机构的行星架301接合，以能够实现高低档位的切换，执行结构通过第二动力切换件202能够与牵引传动装置接合，以能够将输入轴200的动力通过牵引传动装置传递至前输出轴5，从而使前输出轴5与后输出轴6同步转动；后输出轴6上设置有与牵引传动装置接合的离合器总成，执行机构通过凸轮机构控制离合器总成的接合程度，以能够控制后输出轴6与前输出轴5之间的转矩分配。
在现有的扭矩管理器中，通常采用差速装置或行星齿轮传动装置，将输入轴输入的动力分配到两个输出轴上，实现高低挡的切换，采用离合器对两个输出轴之间的转矩进行分配；但是，高低挡位切换通常要求相对长的行程，而要求短行程的离合器通常要求大推力，使得现有的扭矩管理器采用不同的系统对高低挡切换和离合器的扭矩调节进行控制；从而使结构较为复杂、咋装配复杂；此外，差速装置的零部件径向尺寸较大，从而导致部分零部件的重量较大。
然而，由上述基本实施方式的技术方案可知，本发明的扭矩管理器仅利用一个执行机构就可以实现对高低挡切换和离合器的扭矩调节的控制，相对来说，减少了零部件的数量，减轻了整体的重量。具体地，执行机构可以驱动第一动力切换件201，通过第一动力切换件201使后输出轴6能够与输入轴200直接传动连接或者与行星齿轮机构的行星架301接合，当后输出轴6与输入轴200直接传动连接时，使车辆处于高速挡位，当后输出轴6与行星架301接合时，使车辆处于低速挡位；同时，执行机构还可以驱动第二动力切换件202，使后输出轴6通过牵引传动装置与前输出轴5传动连接，从而后输出轴6与前输出轴5同步转动，实现车辆的四驱功能；执行机构还能够通过凸轮机构控制离合器内摩擦片的压紧程度，从而控制后输出轴6与前输出轴5之间的转矩分配。
作为执行机构的一种具体实施例，参照图2和图4，执行机构包括换挡轴21、转毂组件1、扇形齿轮8和第一换挡轴齿轮22，第一换挡轴齿轮22固定设置在换挡轴21上，且位于转毂组件1与扇形齿轮8之间，转毂组件1和扇形齿轮8空套在换挡轴21上，换挡轴21上设置有结合套3，结合套3能够沿换挡轴21的轴向移动，并且结合套3与第一换挡轴齿轮22啮合，通过移动结合套3，可以使第一换挡轴齿轮22与转毂组件1建立传动连接关系，或者，使第一换挡轴齿轮22与扇形齿轮8建立传动连接关系，扇形齿轮8与凸轮机构传动连接，通过凸轮机构对离合器的挤压作用，控制离合器的转矩调节。
其中，转毂组件1上设置有2H/4H拨叉41和锁止拨叉42，2H/4H拨叉41与第一动力切换件201连接，锁止拨叉42与第二动力切换件202连接，参照图1，第一动力切换件201和第二动力切换件202位于行星齿轮机构与牵引传动装置之间；具体地，2H/4H拨叉41可以通过花键等方式与第一动力切换件201固定连接，或者，2H/4H拨叉41伸入到第一动力切换件201上的凹槽内，这样，2H/4H拨叉41可以驱动第一动力切换件201沿后输出轴6的轴向移动，使后输出轴6与输入轴200或行星架301接合，实现高低挡切换；同样地，锁止拨叉42也可以采用类似的连接方式与第二动力切换件202连接，使锁止拨叉42能够驱动第二动力切换件202沿后输出轴6的轴向移动，使后输出轴6与牵引传动装置接合，实现前输出轴5与后输出轴6的同步转动。
进一步地，如图4至图6所示，转毂组件1上形成有两道轨迹槽11，2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头分别伸入对应的轨迹槽11内并与对应的轨迹槽11间隙配合；2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头存在各种具体结构形式，图4示出了一种拨头为菱形结构44的示例，菱形结构44主要应用于换挡力较大的场合，2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉43的拨头与对应的轨迹槽11的接触面为圆弧接触，圆弧半径优选为180；根据转毂组件1上的两道轨迹槽11的具体轨道形式，可以设计各种驱动模式；例如，当2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头均处于右侧位置时，车辆处于四驱低速模式，且前输出轴5与后输出轴6处于锁止状态，随着转毂组件1旋转，当2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头均处于中间位置时，车辆处于二驱高速模式，当2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头均处于左侧位置时，车辆处于四驱高速模式；或者，若所需的换挡力相对较小时，也可以采用图5所示的拨头为滚动套筒45的结构形式，即采用滚动套筒45通过铆钉46与2H/4H拨叉41的端部和锁止拨叉42的端部连接，且与转毂组件1接触区域为圆弧形式，圆弧半径优选为38.5。如此，由于2H/4H拨叉41和锁止拨叉42空套在拨叉轴43上，随着转毂组件1旋转，在对应的轨迹槽11内，2H/4H拨叉41的拨头和锁止拨叉42的拨头随着轨道形状而移动，使2H/4H拨叉41和锁止拨叉42沿着拨叉轴43的轴向移动，其中，第一动力切换件201为2H/4H拨叉齿套，第二动力切换件202为锁止拨叉齿套，2H/4H拨叉齿套与后输出轴6上的啮合毂61啮合，锁止拨叉齿套与后输出轴6上的锁止内毂62啮合，从而实现各种车辆驱动模式的切换。其中，锁止拨叉齿套中设计有圆柱弹簧，换挡时防止产生冲击，摘挡时防止产生噪声。
而且，拨叉轴43穿过扇形齿轮8，使结构设计更加紧凑；具体地，扇形齿轮8上可以形成扇形槽81，使拨叉轴43贯穿扇形槽81而与扇形齿轮8形成十字相交结构；其中，扇形槽81的圆心与扇形齿轮8的圆心重合，这样，不影响扇形齿轮8的旋转动作，使扇形齿轮8能够在扇形槽81尺寸范围内转动。
此外，由于离合器需要具有相对较短的行程，扇形齿轮8只需要在与凸轮机构作用的区域内形成啮合齿即可，一定程度上，降低了加工的成本；当然，也可以用一般的圆形齿轮替换扇形齿轮8，从扇形齿轮8形状可以看出，参照图4，相对于一般的圆形齿轮，扇形齿轮8不存在两侧部分，具有更小的形状，可以减轻重量，而且，节约了装配空间，便于集成化设计，提高集成度。
为了便于结合套3与转毂组件1或扇形齿轮8接合，可以在转毂组件1上固定连接有第一联齿轮12，使结合套3能够与第一联齿轮12啮合，从而使第一联齿轮12与第一换挡轴齿轮22传动连接；同样地，可以在扇形齿轮8上固定连接第二联齿轮82，使结合套3能够与第二联齿轮82啮合，从而使第二联齿轮82与第一换挡轴齿轮22传动连接；以达到换挡切换的目的。
如上所述，结合套3能够移动，在一种优选结构中，参照图3和图4，结合套3上连接有挡位分离装置，挡位分离装置采用电磁阀开关71通电推动摇臂支架72，摇臂支架72与结合套3连接，而且摇臂支架72上设计有旋转支点73，电磁阀开关71能够推动摇臂支架72绕其上的旋转支点73转动，从而驱动结合套3沿换挡轴21的轴向移动；为了使结合套3平顺实现换挡动作，结合套3通过活动铰链74与摇臂支架72铰接，这样，在结合套3移动过程中不会出现歪斜，从而平顺移动。而且，旋转支点73两侧部分的摇臂支架72的长度具有一定的比例，以实现对电磁阀开关71行程与推动力的补偿。
进一步地，图7示出了一种凸轮机构的具体结构的实施例，凸轮机构包括上凸轮盘91和下凸轮盘92上下两部分结构，上凸轮盘91的下表面上设置有多个沟槽93，对应地，下凸轮盘92的上表面上设置有多个的沟槽93，沟槽93整体上呈现类似移动的火球形状，各沟槽93环绕上凸轮盘91的旋转中心布置，在每个沟槽93内对应地放置有一个滚动珠94，在将上凸轮盘91和下凸轮盘92上下配合后，各滚动珠94被限制在对应的沟槽93内；由于沟槽93为深度渐变式沟槽，当上凸轮盘91和下凸轮盘92之间具有相对旋转移动时，滚动珠94会由沟槽93较深位置向较浅位置移动，增大上凸轮盘91和下凸轮盘92之间的距离，或者，滚动珠94会由沟槽93较浅位置向较深位置移动，减小上凸轮盘91和下凸轮盘92之间的距离；凸轮机构用于对离合器进行压紧或分离的作用，上凸轮盘91与离合器总成连接，为了保证位置的稳定性，上凸轮盘91与离合器总成之间可以设置复位弹簧100，优选地，复位弹簧100为波形弹簧，使波形弹簧产生一定预紧力，避免上凸轮盘91产生非预期的旋转运动而造成位置不稳；其中，上凸轮盘91与后输出轴6间隙配合，下凸轮盘92可以扭矩管理器的壳体过盈配合或通过花键进行连接，轴向采用卡环固定。其中，滚动珠94优选为钢球，钢球的数量优选为3个或6个。
作为一种驱动上凸轮盘91的具体实施例，如图2所示，上凸轮盘91外周面上形成有啮合齿，能够与扇形齿轮8啮合，使两者形成传动连接，从而控制凸轮机构对离合器总成的压紧作用。为了保证能够较为平稳地带动上凸轮盘91旋转，扇形齿轮8与分动器的壳体之间可以设置周向限位弹簧101，优选地，周向限位弹簧101为卡扭簧，防止在产生旋转运动时造成上凸轮盘91的位置稳定性变差。
另外，为了驱动换挡轴21转动，采用换挡电机102通过减速齿轮组件与换挡轴21传动连接，减速齿轮组件由相互啮合连接的一级减速齿轮103和二级减速齿轮104构成，一级减速齿轮103与换挡电机102传动连接，二级减速齿轮104与换挡轴21上的第二换挡轴齿轮23传动连接；这样，通过减速齿轮组件固定传动比，使换挡轴组件处于其较佳的动力性能状态。
在具体实施方式中，如图1所示，离合器总成包括离合器和离合器压板401，离合器包括外毂402、外摩擦片403、内毂404和内摩擦片405，外毂402与外摩擦片403固定连接，内毂404和内摩擦片405固定连接；外毂401外部设有啮合齿，与牵引传动装置的主动链轮501啮合连接，上凸轮盘91通过离合器压片401控制外摩擦片403与内摩擦片405之间的压紧程度，且上凸轮盘91与内毂404之间设有复位弹簧100。
其中，牵引传动装置包括主动链轮501和从动链轮502，主动链轮501通过链条503与从动链轮502传动连接，主动链轮501固定连接在后输出轴6上，且位于锁止内毂62与离合器总成之间，从动链轮502固定连接在前输出轴5上；主动链轮501一端能够与第二动力切换件202接合，另一端与外毂401接合。
需要说明的是，为了保证动力传递性能，转毂组件1与换挡轴21之间为间隙配合，且配合区域设计有用减摩材料制成的减摩衬套107，消除运转过程中的摩擦损失；扇形齿轮8与换挡轴21为间隙配合，且配合区域设计有用减摩材料制成的减摩衬套107，消除运转过程中的摩擦损失；周向限位弹簧101的一端固定在扇形齿轮8上，另一端固定在分动器壳体上，均采用间隙配合；2H/4H拨叉41与拨叉轴43之间采用间隙配合，且配合区域设计有用减摩材料制成的减摩衬套107，锁止拨叉42与拨叉轴43之间采用间隙配合，且配合区域设计有用减摩材料制成的减摩衬套107，减小运动过程中的磨损。此外，为了监控挡位，可通过换挡电机102位置设置第一检测装置105，或者，在转毂组件1上和扇形齿轮8上设置第二检测装置106，第一检测装置105和第二检测装置106优选为现有的角度传感器，通过角度传感器检测信息计算得出挡位的位置或角度；在转毂组件1上和扇形齿轮8上设置角度传感器，可以计算得到相对准确位置信息。
如图1至图7所示，在本发明优选实施方式中，输入轴200上设置有行星齿轮机构，输入轴200上形成有沿其周向布置的啮合齿，该啮合齿与行星齿轮机构的太阳轮303传动连接，太阳轮303与行星齿轮302传动连接，行星齿轮302与行星架301传动连接，后输出轴6与输入轴200为同轴式且至少部分地被输入轴200包围，采用铜制衬套实现支撑，后输出轴6上依次固定设置有啮合毂61和锁止内毂62、套设有主动链轮501、离合器总成和凸轮机构，啮合毂61与第一动力切换件201传动连接，第一动力切换件201为2H/4H拨叉齿套，锁止内毂62与第二动力切换件202传动连接，第二动力切换件202为锁止拨叉齿套，主动链轮501一端与离合器总成的外毂402连接，另一端可以通过第二动力切换件202与锁止内毂62传动连接，凸轮机构的上凸轮盘91通过离合器压板401与内毂404上内摩擦片405连接，且上凸轮盘91与内毂404之间设有复位弹簧100；主动链轮501通过链条502与前输出轴5上的从动链轮503传动连接；这样，启动换挡电机102，将动力由换挡轴21输入，当结合套3与转毂组件1传动连接后，转毂组件1随之旋转，带动2H/4H拨叉41和锁止拨叉42沿换挡轴21的轴向移动，2H/4H拨叉和锁止拨叉42分别驱动第一动力切换件201和第二动力切换件202沿后输出轴6的轴向移动；分为几种驱动模式：当第一动力切换件201使输入轴200与啮合毂61传动连接时，输入轴200将动力传递给后输出轴6，实现车辆的二驱高速模式；第二动力切换件202移动，当第二动力切换件202使锁止内毂62与主动链轮501传动连接时，将前输出轴5与后输出轴6锁止，前输出轴5与后输出轴6同步旋转，实现车辆的四驱高速模式；第一动力切换件201继续移动，当第一动力切换件201将行星架301与啮合毂61传动连接时，输入轴200通过行星齿轮机构将动力传递给后输出轴6，实现车辆的四驱低速模式，此时，可以切换结合套3，使结构套3与扇形齿轮8传动连接，扇形齿轮8驱动凸轮机构，使上凸轮盘91挤压离合器压板401，使离合器的外毂402上的外摩擦片403与内毂404上的内摩擦片405压紧，通过调节不同的压紧程度，对前输出轴5与后输出轴6之间的扭矩进行分配。
其中，行星齿轮302可以采用3个、4个或6个且行星架301中设计有用于四驱低速结合的内齿，便于使用以及成本控制；离合器采用湿式离合器，降低磨损，通过此装置可实现后输出轴6与前输出轴5的扭矩要求。
如上所述，本发明的扭矩管理器采用执行机构能够分别对车辆的高低挡切换及离合器的扭矩分配进行控制，简化了结构，减少了零部件的数量及重量，降低了成本；结构布置较为紧凑，便于集成设计。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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)

1.一种扭矩管理器，包括输入轴(200)、前输出轴(5)和后输出轴(6)，其特征在于，还包括设置在所述输入轴(200)上的行星齿轮机构、第一动力切换件(201)和第二动力切换件(202)以及执行机构，所述执行机构能够通过所述第一动力切换件(201)使所述后输出轴(6)选择性地与所述输入轴(200)或所述行星齿轮机构的行星架(301)接合，以能够实现高低档位的切换，所述执行结构通过所述第二动力切换件(202)能够与牵引传动装置接合，以能够将所述输入轴(200)的动力通过所述牵引传动装置传递至所述前输出轴(5)，从而使所述前输出轴(5)与所述后输出轴(6)同步转动；所述后输出轴(6)上设置有与所述牵引传动装置接合的离合器总成，所述执行机构通过凸轮机构控制所述离合器总成的接合程度，以能够控制所述后输出轴(6)与所述前输出轴(5)之间的转矩分配。
2.根据权利要求1所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述执行机构包括换挡轴(21)、转毂组件(1)、扇形齿轮(8)和固定设置在所述换挡轴(21)上的第一换挡轴齿轮(22)，所述转毂组件(1)和所述扇形齿轮(8)空套在所述换挡轴(21)上，所述第一换挡轴齿轮(22)位于所述转毂组件(1)和所述扇形齿轮(8)之间，所述换挡轴(21)上设置有能够沿所述换挡轴(21)的轴向移动且与所述第一换挡轴齿轮(22)啮合的结合套(3)，以能够使所述结合套(3)选择性地与所述转毂组件(1)和所述扇形齿轮(8)接合；
其中，所述第一动力切换件(201)和所述第二动力切换件(202)位于所述行星齿轮机构与所述牵引传动装置之间，所述转毂组件(1)上传动连接有2H/4H拨叉(41)和锁止拨叉(42)，所述2H/4H拨叉(41)能够驱动所述第一动力切换件(201)沿所述后输出轴(6)的轴向移动，使所述后输出轴(6)选择性地与所述输入轴(200)或所述行星架(301)接合，所述锁止拨叉(42)能够驱动所述第二动力切换件(202)沿所述后输出轴(6)的轴向移动，以能够使所述后输出轴(6)与所述牵引传动装置接合，使所述前输出轴(5)与所述后输出轴(6)同步转动，所述扇形齿轮(8)与所述凸轮机构传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述结合套(3)上连接有能够驱动所述结合套(3)沿所述换挡轴(21)的轴向移动的档位分离装置，所述档位分离装置包括电磁阀开关(71)和与所述结合套(3)铰接的摇臂支架(72)，所述电磁阀开关(71)能够推动所述摇臂支架(72)绕其上的旋转支点(73)转动，以能够驱动所述结合套(3)沿所述换挡轴(21)的轴向移动。
4.根据权利要求3所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述2H/4H拨叉(41)和所述锁止拨叉(42)空套在拨叉轴(43)上，所述拨叉轴(43)贯穿所述扇形齿轮(8)的扇形槽(81)，与所述扇形齿轮(8)形成十字相交结构，且所述拨叉轴(43)与所述扭矩管理器的壳体固定连接；所述转毂组件(1)设有两道轨迹槽(11)，所述2H/4H拨叉(41)的拨头和所述锁止拨叉(42)的拨头分别与对应的所述轨迹槽(11)间隙配合。
5.根据权利要求4所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述转毂组件(1)上固定连接有第一联齿轮(12)，以能够通过所述结合套(3)使得所述转毂组件(1)与所述第一换挡轴齿轮(22)传动连接，所述扇形齿轮(8)上固定连接有第二联齿轮(82)，以能够通过所述结合套(3)使得所述扇形齿轮(8)与所述第一换挡轴齿轮(22)传动连接，所述扇形齿轮(8)通过周向限位弹簧(101)与所述扭矩管理器的壳体连接。
6.根据权利要求5所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述换挡轴(21)上还固定连接有第二换挡轴齿轮(23)，所述第二换挡齿轮(23)通过减速齿轮组件与换挡电机(102)传动连接，以能够驱动所述换挡轴(21)旋转，所述减速齿轮组件包括所述换挡电机(102)传动连接的一级减速齿轮(103)和与所述第二换挡齿轮(23)啮合的二级减速齿轮(104)，所述一级减速齿轮(103)与所述二级减速齿轮(104)啮合。
7.根据权利要求6所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述凸轮机构包括上凸轮盘(91)和下凸轮盘(92)，所述上凸轮盘(91)和所述下凸轮盘(92)相邻表面上均形成有多个火球式的沟槽(93)，所述沟槽(93)为深度渐变式沟槽，且各所述沟槽(93)环绕所述上凸轮盘(91)的旋转中心布置，所述上凸轮盘(91)和所述下凸轮盘(92)之间设有多个滚动珠(94)，各所述滚动珠(94)分别位于对应的所述沟槽(93)内；所述上凸轮盘(91)和所述下凸轮盘(92)均与所述后输出轴(6)间隙配合，所述下凸轮盘(92)与所述扭矩管理器的壳体固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述离合器总成包括离合器和离合器压板(401)，所述离合器包括与外毂(402)固定连接的外摩擦片(403)和与内毂(404)固定连接的内摩擦片(405)，所述外毂(401)与所述牵引传动装置连接，所述上凸轮盘(91)与所述内毂(404)之间设有复位弹簧(100)，所述凸轮机构通过所述离合器压片(401)控制所述外摩擦片(403)与所述内摩擦片(405)之间的压紧程度。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述牵引传动装置包括固定连接在所述后输出轴(6)上的主动链轮(501)和固定连接在所述前输出轴(5)上的从动链轮(502)，所述主动链轮(501)通过链条(503)与所述从动链轮(502)传动连接，所述主动链轮(501)一端能够与所述第二动力切换件(202)接合，另一端与所述离合器总成接合。
10.根据权利要求9所述的一种扭矩管理器，其特征在于，所述第一动力切换件(201)为2H/4H拨叉齿套，所述第二动力切换件(202)为锁止拨叉齿套，所述2H/4H拨叉齿套与所述后输出轴(6)上的啮合毂(61)啮合，所述锁止拨叉齿套与所述后输出轴(6)上的锁止内毂(62)啮合。
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