CN1446153A - 汽车的动力传送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车的动力传送装置。该汽车的动力传送装置包括传动轴(10)、输出轴(30)、传动装置(20)、差速齿轮部件(50)以及四轮驱动部件(60)。传动轴(10)具有多个主动齿轮(12)，每个主动齿轮分别具有不同的直径。输出轴(30)是中空轴并且输出来自传动轴(10)的动力。传动装置(20)具有多个连续地与主动齿轮(12)啮合的变速齿轮(22)，并且还具有选择地使变速齿轮(22)制动以将动力传送给输出轴(30)的制动部件。差速齿轮部件(50)位于输出轴(30)的一端部处，并且控制着左、右前轮(42)的转动量。四轮驱动部件(60)固定在输出轴(30)上，并且选择地将动力传送给后轮(44)。该汽车的动力传送装置有效地控制轮子的转动量并且提供一种简单且紧凑的四轮驱动装置的结构。

Description

汽车的动力传送装置
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的动力传动装置，更具体地说涉及一种可以通过具有多个行星齿轮的变速箱的操作来有效驱动前轮和后轮的动力传动装置。
背景技术
汽车设有用来将发动机动力传送给前轮或后轮的动力传送装置。
一般来说，动力传送装置由离合器、变速箱、差速齿轮等构成。离合器如此将两个工作部件连接在一起，从而能够随意接合或分离而不必使两个部件都停止。变速箱是齿轮的完整系统，用来使速度从输入轴的速度变化到输出轴的速度，或者在有或没有速度变化的情况下改变轴的转动方向。差速齿轮是齿轮装置，它使得汽车的一个驱动轮在汽车围绕着拐角行驶时比其它驱动轮更快。
已经设计出各种动力传送装置，在专利gazette中已经披露了它们中的一些。
在由本申请的申请人申请的美国专利申请09/476616中披露具有多个超速档的动力传送装置。变速箱包括多个设有具有特性形状的托架的变速齿轮。因此，当选择地使其中一个变速齿轮的托架接合以便选择所要求的速度和输出扭矩方向时，该动力传送装置就有效地完成了变速操作。还有，该动力传送装置可以自动地操作，并且其结构简单且紧凑。
但是，难以控制轮速，因为其上同轴地固定有变速齿轮的输出轴和轮子之间的结构复杂。也就是说，如果使用常规的最终减速齿轮和差速齿轮的话，则难以控制轮速，因为该动力传送装置的结构与传统的动力传送装置的结构不同。
另外，用于将动力传送给前轮和后轮的传统四轮驱动装置结构比较复杂，并且不能有效地实现多档变速操作。也就是说，现有技术的四轮驱动装置安装在变速装置的一个部分处，并且用来将变速装置选择地连接在四轮驱动装置上的装置在结构上比较复杂，因此不可能多级地改变输出速度。
发明概述
鉴于上述现有技术的缺点和缺陷，本发明的一个目的在于提供一种能够有效控制左右轮的速度并且用简单的结构将发动机动力传送给前轮和后轮的四轮驱动装置。
为了实现上述目的，本发明的动力传送装置包括：具有多个主动齿轮并且与发动机连接的传动轴，每个主动齿轮分别具有不同的直径；中空输出轴，用于输出从传动轴传送来的动力；传动装置，用来改变输出轴的速度，该传动装置具有多个连续地与主动齿轮啮合并且与输出轴共轴地对准的变速齿轮和选择地与变速齿轮接合的制动部件；差速齿轮部件，用来使得一个轮子能够比其它轮子转动得更快，所述差速齿轮部件安装在输出轴的端部处；以及四轮驱动部件，用来将动力传送给前后轮子，该四轮驱动部件安装在一部分输出轴上。
该差速齿轮部件可以包括：差速齿轮箱，它包含一对差速小齿轮，该差速齿轮箱安装在输出轴的端部处；左、右侧齿轮，它们安装在差速齿轮箱中并且与差速小齿轮啮合；左轴，其一个端部连接在左侧齿轮上并且另一个端部通过输出轴的中空部分连接在左轮上；以及右轴，其一个端部连接在右侧齿轮上并且另一个端部连接在右轮上。
四轮驱动部件可以包括：太阳齿轮，它在其外表面上具有外齿并且与输出轴共轴地对准；多个行星小齿轮，它们与太阳齿轮的外表面啮合并且可转动地由托架支撑；环形齿轮，其具有一内表面和一外表面，在该内表面上，内齿与行星小齿轮啮合，在该外表面上，外齿制成象伞齿轮一样的形状；控制器，用来通过使托架接合或分离来将动力传送给后轮；以及传动小齿轮，它与环形齿轮的外齿成直角啮合，所述传动小齿轮与传动轴连接以便将动力传送给后轮。
附图的简要说明
图1为本发明动力传送装置的优选实施方案的结构的示意图；
图2为在图1中所示的动力传送装置的差速齿轮部件的剖视图；
图3为在图1中所示的四轮驱动部件的剖视图；
图4为在图3中所示的四轮驱动部件的结构的剖视图。
优选实施方案的详细说明
下面将参照附图对本发明的优选实施方案进行说明。
图1为本发明动力传送装置的优选实施方案的结构的示意图。
如在图1中所示一样，本发明的动力传送装置与发动机E连接的传动轴10、传动装置20、差速齿轮部件50、四轮驱动齿轮60以及输出轴30。
主动齿轮12安装在传动轴10上并且分别具有不同的直径。传动装置20包括多个变速齿轮22和制动部件70，变速齿轮22连续地与主动齿轮12啮合，制动部件70选择地使变速齿轮22制动。
下面将对传动轴10、传动装置20以及制动部件70进行示意性说明，因为它们已经在现有技术中所提到的美国专利申请No.09/476616中被披露。
传动轴10与发动机E的输出轴连接。传动装置20的变速齿轮22与传动轴10的主动齿轮12连续地啮合。由于驾驶者通过操纵变速杆或变速按钮来操纵制动部件70，所以该制动部件70接合着变速齿轮22的选定托架22A。因此，通过变速齿轮22将主动齿轮12的动力传送给输出轴30。相反，如果驾驶者使制动部件70与托架22A分离，则主动齿轮12的动力就不会传送给输出轴30。
制动部件70通过使托架22A制动或分离来控制向输出轴30的动力传送。如在本申请的现有技术部分中所提到的美国专利申请No.09/476616中所述一样，制动部件70可以包括用于与托架22A的外表面接触并且产生摩擦的制动蹄、用于推动或拉动制动蹄的推杆、用于驱动推杆的液压驱动部件以及用于通过产生电信号来驱动液压驱动部件的变速杆。
同时，其上安装着传动装置20的每一个变速齿轮22的输出轴30是中空的。变速齿轮22的太阳齿轮(未示出)共轴地安装在输出轴30的外表面上。左轴55通过输出轴30的中空部分插入。还有，差速齿轮部件50安装在输出轴30的一个端部处。
图2为在图1中所示的动力传送装置的差速齿轮部件的剖视图。
如在图2中所示一样，差速齿轮部件50差速齿轮箱53、左侧齿轮54A、右侧齿轮54B、左轴55和右轴56。
差速齿轮部件50安装在输出轴30的一个端部处。差速齿轮部件50通过与其它两个轮子的转动量的总和或差值成比例的转动来控制左右轮子的转动量，同时驱动前轮驱动装置的前轮42。
差速齿轮箱53固定在输出轴的端部处。一对差速小齿轮52对称地安装在差速齿轮箱53中。差速小齿轮52转动或旋转同时由差速齿轮箱53支撑。
左右侧齿轮54A、54B分别安装在差速齿轮箱53的两个内侧处，并且它们中的每一个与差速小齿轮52啮合。
左轴55的一个端部与左侧齿轮54A连接，并且左轴55的另一个端部通过输出轴30的中空部分与左前轮42连接。右轴56的一个端部与右侧齿轮54B连接，并且该右轴56的另一个端部与右前轮42连接。
输出轴30使差速齿轮箱53转动，并且差速小齿轮52围绕着差速齿轮箱53的中心线旋转。因此，差速齿轮部件50将输出轴30的动力传送给前轮传动装置的前轮42。
最终减速齿轮80可以安装在差速齿轮箱53和输出轴30之间以便降低输出轴30的转动数量。
左轴55和右轴56可以具有等速万向节。
差速齿轮箱53和输出轴30可以具有形成在外表面或其连接部分上的齿。
图3为在图1中所示的动力传送装置的四轮驱动部件的剖视图。图4为在图3中所示的四轮驱动部件的剖视图。
如在图3和4中所示一样，四轮驱动部件60包括太阳齿轮62A、多个行星小齿轮62B、环形齿轮62C、控制器72以及传动小齿轮66。
四轮驱动部件60位于输出轴30的中心部分处。四轮驱动部件60将输出轴30的动力传送给前轮传动装置的后轮以驱动前轮和后轮。
太阳齿轮62A共轴地固定在输出轴30的中心部分上。行星小齿轮62B与太阳齿轮62A的外表面啮合并且可转动地由托架62D支撑。环形齿轮62C具有相对的侧面。内齿和外齿分别形成在环形齿轮62C的内外表面上。内齿与行星齿轮62B啮合。外表面象伞齿轮一样倾斜。
托架62D对称地形成在环形齿轮62C的两个侧面上。
传动小齿轮66与连接在后轮44的最终减速齿轮80上的传动轴90相连接。转动小齿轮66与环形齿轮62C的外齿成直角啮合。
控制器72通过使托架62D制动或分离来控制向后轮44传送动力。在描述成本发明现有技术的美国专利申请No.09/476616详细披露了该控制器72。如在美国专利申请No.09/476616中所述一样，控制器72包括牢牢地接触在托架62D的外表面上的制动蹄、用于推动或拉动该制动蹄的推杆、用于驱动推杆的液压驱动部件以及用于通过产生电信号来驱动液压驱动部件的变速杆。
在正常情况下，来自发动机E的动力不会传送给后轮，因为控制器72不会使托架62D制动。
同时，如果驾驶者将变速杆和变档操纵到四轮驱动模式，则太阳齿轮62A的转动力通过每个行星齿轮62B传送给环形齿轮62C，因为控制器72使托架62D制动。因此，传送给环形齿轮62C的转动力通过传动小齿轮66传送给后轮44。
如上所述，传动小齿轮66与连接在最终减速齿轮80上的传动轴90的端部连接。最终减速齿轮80在以较低的转速施加动力之后将从传动小齿轮66输入的动力传送给后轮44。
同时驱动前轮和后轮的四轮驱动部件60具有简单且紧凑的结构。
如在图4中所示一样，环形齿轮62C和传动小齿轮66可以为一种准双曲面齿轮、伞齿轮、螺旋伞齿轮、涡轮等。
下面将对的优选实施方案的操作进行详细说明。
四轮驱动部件60安装在输出轴30的中心部分处，并且四轮驱动部件60的环形齿轮62C与传动小齿轮66啮合。最终减速齿轮80与后轮44连接，并且与传动轴90的一个端部连接，该传动轴的另一个端部与传动小齿轮66连接。差速齿轮部件50安装在输出轴30的一个端部处。
如果发动机E工作的话，则主动齿轮12转动。在这个情况中，如果驾驶者操纵变速按钮或变速杆并且选择速度等级，则选定的制动部件70使选定的变速齿轮22的托架22A制动。
因此，与变速齿轮22的环形齿轮和太阳齿轮啮合的行星齿轮转动，然后传动轴10的动力通过环形齿轮、行星齿轮和太阳齿轮被传送给中空输出轴30。
由所传送的动力转动的输出轴30使差速齿轮部件50的差速齿轮箱53转动，并且差速小齿轮52旋转并且使得左右侧齿轮54A、54B转动。
在左右侧齿轮54A、54B转动时，左右轴55、56转动，因为它们分别与左右侧齿轮54A、54B连接。因此，动力被传送给前轮42，并且前轮42转动。
在这个情况下，如果前轮42例如左前轮受到应力作用的话，则差速小齿轮52转动，因为它们与连接在左前轮42上的左侧齿轮54A。因此，左右前轮的转数彼此不同。
同时，如果驾驶者在行驶期间操纵四轮驱动杆或四轮驱动按钮以驱动前轮和后轮的话，则控制器70使四轮驱动部件60的托架62D制动。
在托架62D制动时，固定在输出轴30上的太阳齿轮62A的转动力通过行星小齿轮62B传送给环形齿轮62C。因此，传送给环形齿轮62C的动力使与环形齿轮62C啮合的主动齿轮12转动，并且后轮44转动。
最终减速齿轮80最终降低了传动轴90的转数。
四轮驱动部件60将动力传送给前轮和后轮以与由驾驶者所选择的速度等级相对应。也就是说，四轮驱动部件60的输出转速由与主动齿轮12啮合的变速齿轮22的减速比影响，因为该四轮驱动部件60不与主动齿轮12直接啮合而是安装在输出轴30处。
如果驾驶者选择第一等级，则与第一等级相对应的动力通过变速齿轮22传送给输出轴30。在这个情况下，如果驾驶者操纵四轮驱动部件60，则控制器72使托架62D制动。因此，传送给输出轴30的与第一等级相对应的动力通过四轮驱动部件60的太阳齿轮62A、行星小齿轮62B和环形齿轮62C传送给传动小齿轮66。
同时，如上所述一样，如果驾驶者选择第4或第5等级，则传送给输出轴30的与第4或第5等级相对应的动力被传送给传动小齿轮66。还有，如果驾驶者选择后退模式，则与后退模式相对应的动力被传送给传动小齿轮66。
因此，该四轮驱动部件60无需单独的装置就能够实现多级变速，因为它安装在输出轴30处。
还有，如上所述的本发明的动力传送装置可以有效地控制左右轮子的转数，因为它具有中空的变速装置的输出轴，该变速装置由行星齿轮组和安装在该中空输出轴的一个端部处的差速齿轮部件构成。
还有，四轮驱动部件的结构简单且紧凑，并且动力损失减小，因为该四轮驱动部件直接安装在输出轴处。
在不脱离本发明的精神或必要特征的情况下可以采用其它特定的形式来实施本发明。因此，本发明在所有方面上应该被认为是示例性的而不是限制性的，本发明的范围由附属的权利要求所限定的而不是由前面的说明书所限定，并且因此在权利要求的意图和范围内的所有变化都将包含在其中。

Claims (3)

1.一种汽车的动力传送装置，它包括：
具有多个主动齿轮并且与发动机连接的传动轴，每个主动齿轮分别具有不同的直径；
中空输出轴，用于输出从传动轴传送来的动力；
传动装置，用来改变所述输出轴的速度，该传动装置包括多个连续地与所述主动齿轮啮合并且与所述输出轴共轴地对准的变速齿轮和选择地与该变速齿轮接合的制动部件；
差速齿轮部件，用来使得一个轮子能够比其它轮子转动得更快，所述差速齿轮部件安装在所述输出轴的端部处；以及
四轮驱动部件，用来将动力传送给前、后轮子，该四轮驱动部件安装在所述输出轴的一部分处。
2.如权利要求1所述的汽车动力传送装置，其中所述差速齿轮部件包括：
差速齿轮箱，它具有一对差速小齿轮，该差速齿轮箱安装在输出轴的端部处；
左、右侧齿轮，它们安装在差速齿轮箱中并且与差速小齿轮啮合；
左轴，其一个端部连接在左侧齿轮上并且另一个端部通过输出轴的中空部分连接在左轮上；以及
右轴，其一个端部连接在右侧齿轮上并且另一个端部连接在右轮上。
3.如权利要求1所述的汽车动力传送装置，其中所述四轮驱动部件包括：
太阳齿轮，它在其外表面上具有外齿，该太阳齿轮与输出轴共轴地对准；
多个行星小齿轮，它们与太阳齿轮的外表面啮合并且可转动地由托架支撑；
环形齿轮，其具有一内表面和一外表面，在该内表面上，内齿与行星小齿轮啮合，在该外表面上，外齿制成伞齿轮的形状；
控制器，用于通过接合或分离托架来将动力传送给后轮；以及
传动小齿轮，它与所述环形齿轮的外齿成直角啮合，所述传动小齿轮与一传动轴连接以便将动力传送给后轮。
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