DE19631758C2 - Fahrzeug-Antriebseinheitstruktur - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Struktur einer Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit Vorderradantrieb und insbesondere die Struktur einer Antriebseinheit mit einem Differential, das eine vor einer zugeordneten Eingrifffläche eines Motors und eines Getriebes angeordnete Endreduktions- oder -untersetzungsvorrichtung aufweist, um die vordere Fahrzeugüberhanglänge zu reduzieren.

Bei einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb und mit vorne angeordnetem Motor oder einem Fahrzeug mit Vierradantrieb und mit einem Motor, dessen Ausgangswelle in der Längsrich­ tung des Fahrzeugs angeordnet ist, ist der vordere Endreduk­ tionsgetriebemechanismus (das vordere Differential) allge­ mein zwischen einer am hinteren Ende des Motors angeordneten Kupplung und einer Kraftübertragung bzw. einem Getriebe an­ geordnet, das an einer Position hinter der Kupplung mit dem Motor verbunden ist.

Bei dieser Anordnung des Motors und des Getriebes er­ streckt sich die Antriebseinheit wesentlich in der Längs­ richtung des Fahrzeugs, so daß es schwierig ist, eine kom­ pakte Antriebseinheit zu erhalten. Außerdem ist es schwie­ rig, die vordere Fahrzeugüberhanglänge zu reduzieren, weil die Längsposition der Vorderräder von der Position des vor­ deren Differentials abhängt.

Die DE 28 36 899 A1 betrifft eine Antriebseinheit, bei der das Differenzialgehäuse in einem Raum zwischen dem Motor und der Eingrifffläche zur Verbindung von Motor und Getriebegehäuse angeordnet ist. Das Differenzialgehäuse stützt sich allein am Getriebegehäuse ab und ist mit letzterem einstückig ausgebildet.

In der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2-6222 wird eine Technik beschrieben, bei der der Motor eine Zylinderachse aufweist, die unter einer Neigung von 45 Grad in der rechten oder in der linken Richtung des Fahr­ zeugs bezüglich der vertikalen Linie eingestellt und das Ge­ triebe mit dem Motor an dessen hinterem Ende verbunden ist. Ein vom Getriebegehäuse getrenntes vorderes Differentialge­ häuse zum Aufnehmen eines Endreduktionsgetriebes ist im Raum an der schrägen Seite des Zylinderblocks neben einem unteren Gehäuse oder einer Ölwanne des Motors angeordnet.

Durch diese Anordnung des Motors, des Getriebes und des Differentialgehäuses ergeben sich die Vorteile eines kompak­ ten Aufbaus der Antriebseinheit bezüglich der Längsrichtung des Fahrzeugs und einer kurzen Überhanglänge des vorderen Fahrzeugteils, der sich über die Vorderräder hinaus nach vorne erstreckt.

Andererseits ergibt sich bei dieser Anordnung ein Nach­ teil dadurch, daß es schwierig ist, einen kompakten Aufbau der Antriebseinheit bezüglich der Quer- oder Seitenrichtung des Fahrzeugs zu erhalten, weil ein wesentlicher Abstand in der horizontalen Richtung zwischen der Mitte der Kurbelwelle und der Mitte des Ausgleichkegelrades der Endreduktionsvor­ richtung erforderlich ist.

Ein anderer Nachteil dieser Anordnung ist ein Festig­ keits- oder Stabilitätsproblem. D. h., bei der Konstruktion dieser Anordnung wird eine Zwischenantriebswelle zum Antrei­ ben eines Vorderrades auf der entgegengesetzten Seite des Differentialgehäuses durch das untere Gehäuse oder die Öl­ wanne des Motors derart gestützt, daß sie sich durch das Ge­ häuse bzw. die Ölwanne erstreckt. Weil das untere Gehäuse oder die Ölwanne nicht direkt mit dem Getriebe verbunden ist und die Lagerlast der Zwischenwelle sich auf die im unteren Gehäuse bzw. in der Ölwanne vorgesehenen Lager konzentriert, kann die Überhanglänge in Längsrichtung bezüglich des Ge­ triebegehäuses nicht wesentlich reduziert werden. Durch eine größere Überhanglänge wird aufgrund der Reaktionskraft des Hypoidrades der Endreduktionsvorrichtung eine größere Belastung auf den Halterungsabschnitt des Differentialgehäuses ausgeübt, wodurch das Differentialgehäuse sich verformen kann. Außerdem wird, weil das untere Gehäuse oder die Öl­ wanne nicht direkt mit dem Getriebe verbunden ist und da­ durch ein teilweise offener Abschnitt in der Flächenverbin­ dung zwischen dem vorderen Endes des Getriebes und dem hin­ teren Ende des Motors gebildet wird, die Biegesteifigkeit der gesamten Antriebseinheit in der vertikalen Richtung re­ duziert.

Durch die vorliegende Erfindung werden die vorstehend erwähnten Nachteile eliminiert, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebseinheit für ein Fahr­ zeug mit einer kurzen vorderen Überhanglänge bereitzustel­ len. Ferner wird eine Antriebseinheit für ein Fahrzeug be­ reitgestellt, die eine kompakte Struktur hat und eine sehr gute Montagegenauigkeit aufweist. Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Im einzelnen weist die erfindungsgemäße Antriebseinheit auf:
einen auf einer Flanschfläche des vorderen Getriebege­ häuses vorgesehenen Unterbrechungsabschnitt, durch den die Flanschfläche teilweise unterbrochen wird;
ein vor der Kupplung und unter einem Zylinderblock, versetzt vor dem linken und/oder vor dem rechten Zylinderblock angeordnetes Differential zum Antreiben der Antriebswellen;
eine sich vom Getriebe nach vorne erstreckende Ge­ triebe-Abtriebswelle zum Antreiben des Differentials;
ein mit dem vorderen Getriebegehäuse einstückig ausge­ bildetes und am Unterbrechungsabschnitt mit dem vorderen Ge­ triebegehäuse verbundenes Differentialgehäuse zum Aufnehmen der Getriebeausgangs- oder -abtriebswelle und des Differen­ tials;
eine Verbindungseinrichtung zum Verbinden des Differen­ tialgehäuses mit dem unteren Gehäuse des Motors; und
eine im unteren Gehäuse des Motors angeordnete Lager­ einrichtung zum Halten einer der Antriebswellen, die sich zu einer entgegengesetzten Seite des Motors erstreckt.

Fig. 1a zeigt eine Ansicht der linken Seite einer Aus­ führungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;

Fig. 1b zeigt eine Unteransicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit;

Fig. 1c zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 1a zum Darstellen einer Flächenverbindung zwi­ schen einem Motor und dem vorderen Ende eines Getriebes;

Fig. 2a zeigt eine perspektivische Ansicht eines vorde­ ren Getriebegehäuses und eines Differentialgehäuses, die als einstückige Baueinheit ausgebildet sind, betrachtet von schräg vorne; und

Fig. 2b zeigt eine perspektivische Ansicht der ein­ stückigen Baueinheit von Fig. 2a betrachtet von schräg hin­ ten.

In den Fig. 1a, 1b und 1c bezeichnet das Bezugszei­ chen 1 einen Boxermotor, bei dem die linke Zylinderreihe 2 bezüglich der rechten Reihe 3 in Längsrichtung des Motors bezüglich der Mitte des Motors 1 (Mitte der Kubelwelle) ver­ setzt ist, so daß die hinteren Enden der linken und der rechten Reihe ebenfalls in der Längsrichtung des Motors re­ lativ zueinander versetzt sind. Wie in Fig. 1b dargestellt, ist die rechte Reihe 3 gemäß einer Ausführungsform bezüglich der linken Reihe 2 nach vorne versetzt.

Ferner bezeichnet das Bezugszeichen 4 ein Getriebege­ häuse mit einem vorderen Gehäuseabschnitt 5 zum Aufnehmen einer Kupplung oder eines Drehmomentwandlers, einem mittle­ ren Gehäuseabschnitt 6 zum Aufnehmen eines Getrieberadsatzes und einem Erweiterungsabschnitt 7 zum Aufnehmen einer Über­ gangskupplung. Der vordere Gehäuseabschnitt 5, der Mit­ telabschnitt 6 und der Erweiterungsabschnitt 7 werden durch Befestigungsbolzen miteinander verbunden, um ein ein­ heitliches Getriebegehäuse zu bilden. Der vordere Gehäuseab­ schnitt 5 weist ein damit integriertes Differentialgehäuse 51 zum Aufnehmen einer Endreduktionsvorrichtung (eines vor­ deren Differentials) auf, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt, so daß das Differentialgehäuse 51 nach vorne vom rechten un­ teren Abschnitt des vorderen Gehäuseabschnitts 5 hervorsteht. Außerdem weist der vordere Gehäuseabschnitt 5 einen damit einstückig ausgebildeten Ausgleichkegelradhalter 52 auf, der von dessen hinterem Ende nach hinten hervorsteht. Am vorderen Ende des vorderen Gehäuseabschnitts 5 ist eine Eingriff- oder Berührungsfläche 53 vorgesehen, um das hin­ tere Ende des Motors 1 damit zu verbinden. Weil das Differentialgehäuse 51 ein Innengehäuse 51a aufweist, das entlang der Innenumfangsfläche des vorderen Gehäuseab­ schnitts 5 ausgebildet und damit verbunden ist, ist die vor­ stehende Berührungs- oder Eingrifffläche 53 an der Wurzel bzw. am Ansatz des Innengehäuses 51a an der rechten unteren Seite des vorderen Gehäuseabschnitts 5 unterbrochen. Außer­ dem weist das Innengehäuse 51a eine Differentialachse (einen Ausgangswellenhalter der Endreduktionsvorrichtung) auf. Fer­ ner ist am vorderen Ende des Innengehäuses 51a ein Verbin­ dungselement 51b angeordnet, das davon nach vorne hervor­ steht, um das Differentialgehäuse 51 mit der Seitenfläche eines nachstehend beschriebenen unteren Gehäuses 8 zu ver­ binden.

Das Bezugszeichen 8 bezeichnet ein als Gußstruktur aus­ gebildetes unteres Gehäuse mit: einer am oberen Ende des Ge­ häuses angeordneten Eingrifffläche 81, die mit dem unteren Flansch 11 des Motors 1 in Eingriff steht, einer am unteren Ende des Gehäuses angeordneten Eingrifffläche 82, die mit ei­ ner Ölwanne 9 in Eingriff steht und einer Eingrifffläche 83, die mit der Eingrifffläche 53 des vorderen Gehäuseabschnitts 5 in Eingriff steht. Die Eingrifffläche 83 ist bündig mit der Eingrifffläche 13 des hinteren Endes des Zylinderblocks und der Eingrifffläche 53 des vorderen Gehäuseabschnitts 5. Das untere Gehäuse 8 ist mit einem Ausgangswellenhalter 84 zum Halten der Ausgangswelle einstückig gegossen, die sich an der linken Seite der im Differentialgehäuse 51 aufgenommenen Endreduktionsvorrichtung nach außen erstreckt.

Das untere Gehäuse 8 ist durch (nicht dargestellte) Be­ festigungsbolzen an der Eingrifffläche 81 am unteren Flansch 11 des Motors 1, an der Eingrifffläche 82 an der Ölwanne 9 und an der Eingrifffläche 53 am vorderen Gehäuseabschnitt 5 befestigt. Ferner ist der Zylinderblock durch (nicht darge­ stellte) Befestigungsbolzen an der Eingrifffläche 13 am vor­ deren Gehäuseabschnitt 5 befestigt. Außerdem ist das mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 5 einstückige Differentialgehäuse 51 an seinem Verbindungselement 51b durch einen Befesti­ gungsbolzen 10 und eine (nicht dargestellte) Gleitbuchse mit dem unteren Gehäuse 8 verbunden. Der Befestigungsbolzen 10 dient zusammen mit der Gleitbuchse zum Aufnehmen der Reakti­ onskraft vom Hypoidrad, um zu verhindern, daß sich das Dif­ ferentialgehäuse 51 verformt. Die Achse des Befestigungsbol­ zens ist vorzugsweise parallel zur Ausgangswelle des Diffe­ rentialgetriebes ausgerichtet. Dadurch ist der Motor 1 mit dem Getriebegehäuse 4 verbunden.

Wie vorstehend beschrieben, ist die Eingrifffläche 53 des vorderen Gehäuseabschnitts 5 an der Wurzel bzw. am An­ satz des Innengehäuses 51a des Differentialgehäuses 51 un­ terbrochen. Durch die unterbrochene Eingrifffläche wird der Abstand zwischen der Mitte oder Achse a der Kurbelwelle und der Mitte oder Achse c des Ausgleichkegelrades so weit wie möglich vermindert. Um eine Überlagerung mit dem nach innen hervorstehenden Innengehäuse 51a zu vermeiden, ist an der Eingrifffläche 13 des Zylinderblocks und an der Eingrifffläche 83 des unteren Gehäuses, wie in den Fig. 1b und 1c darge­ stellt, ein Ausschnittabschnitt 14 vorgesehen. Wenn der vor­ dere Gehäuseabschnitt 5 an diesen Eingriffflächen mit dem Zy­ linderblock und dem unteren Gehäuse verbunden ist, müssen für Abschnitte, die mit dem Ausschnittabschnitt 14 in Kon­ takt stehen, Zwischenräume zwischen dem Innengehäuse 51a und dem Zylinderblock oder zwischen dem Innengehäuse 51a und dem unteren Gehäuse 8 vorgesehen sein. Vorzugsweise sollten die Zwischenräume aus Gründen der Geräuschverminderung so klein wie möglich sein.

Daher ist das Differentialgehäuse 51 in einem Raum hin­ ter dem Zylinderblock der rechten Reihe derart angeordnet, daß sein hinteres Ende über den vorderen Gehäuseabschnitt 5 durch das Getriebegehäuse 4 gehalten wird und sein vorderes Ende über das untere Gehäuse 8 mechanisch mit dem Motor 1 verbunden ist. Die vordere Hälfte des Differentialgehäuses 51 erstreckt sich unter den Zylinderblock der rechten Reihe.

Eine rechte Ausgangswelle der im Differentialgehäuse 51 aufgenommenen Endreduktionsvorrichtung erstreckt sich von dort zum rechten Vorderrad. Eine sich an der entgegenge­ setzte Seite des Motors erstreckende linke Ausgangswelle er­ streckt sich in und durch das untere Gehäuse 4 und vom unte­ ren Gehäuse 4 zum linken Vorderrad, wobei sie durch den im unteren Gehäuse 8 angeordneten Ausgangswellenhalter 84 ge­ halten wird.

Durch die derart aufgebaute Antriebseinheit werden das Drehmoment und die Drehbewegung der Kurbelwelle durch die Kupplung oder den Drehmomentwandler im vorderen Gehäuseab­ schnitt 5 nach hinten auf die Getrieberäder im mittleren Ge­ häuseabschnitt 6 übertragen. Nachdem sich die Motordrehzahl durch die Getrieberäder geändert hat, wird die Motorleistung auf das durch den Ausgleichkegelradhalter 52 gehaltene Aus­ gleichkegelrad übertragen. Das sich nach vorne zur im Diffe­ rentialgehäuse 51 angeordneten Endreduktionsvorrichtung er­ streckende Ausgleichkegelrad treibt das Hypoidrad an. Ein mit dem Hypoidrad in Eingriff stehender Zahnkranz treibt den Differentialgetriebesatz an, um das Drehmoment und die Dreh­ zahl über ein linkes und ein rechtes Doppelgelenk auf die linke bzw. die rechte Antriebswelle zu übertragen. Durch die derart aufgebaute Antriebseinheit kann die Position der vor­ deren Antriebswellen wesentlich nach vorne versetzt werden, was zu einer Verminderung der Fahrzeug-Überhanglänge bei­ trägt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wurde ein Bo­ xermotor als Beispiel einer Antriebseinheit dargestellt, wo­ bei der bei der vorliegenden Erfindung verwendbare Motor je­ doch auch ein andersartiger Motor, wie beispielsweise ein Reihenmotor oder ein V-Motor, sein kann.

Bei einem Reihenmotor ist der Motor so am Fahrzeug mon­ tiert, daß seine Kurbelwelle in Längsrichtung des Fahrzeugs angeordnet ist und seine Zylinderachse bezüglich der Fahr­ zeug-Längsrichtung schräg nach links oder rechts ausgerichtet ist. Das vordere Differentialgehäuse, das mit dem vorde­ ren Getriebegehäuse einstückig ausgebildet ist, oder das Ge­ triebegehäuse selbst wird durch das untere Gehäuse oder eine Ölwanne des Motors gehalten, um die Reaktionskraft des Endreduktionsgetriebesatzes aufzunehmen.

Bei einem V-Motor kann das vordere Differentialgehäuse unter Ausnutzung des Raums angeordnet werden, der gewonnen wird, indem die linke oder die rechte Reihe nach vorne ver­ setzt wird, oder unter Ausnutzung des Raums unter dem schrä­ gen Zylinderblock.

Erfindungsgemäß kann, weil das Differentialgehäuse im Raum hinter dem nach vorne versetzten Zylinderblock und im Raum unter dem Zylinderblock des Boxermotors oder des V-Mo­ tors angeordnet ist, die Ausgangswelle des Endreduktionsge­ triebes vor der Eingrifffläche zwischen dem Getriebegehäuse und dem hinteren Ende des Motors angeordnet werden, so daß die vordere Überhanglänge des Fahrzeugs vermindert werden kann. Außerdem kann erfindungsgemäß, weil der Abstand zwi­ schen der Kurbelwellenachse und der Ausgleichkegelradachse vermindert ist, eine kompaktere Antriebseinheit erhalten werden. Ferner können, weil das Differentialgehäuse mit dem vorderen Gehäuseabschnitt des Getriebegehäuses einstückig ge­ gossen ist, die Zentriergenauigkeit der Ausgleichkegelrad­ welle bezüglich der Kurbelwellenachse sowie die Montage­ genauigkeit des Ausgleichkegelrades wesentlich verbessert werden und es kann, weil das Differentialgehäuse am vorderen Ende davon durch Bolzen am unteren Gehäuse des Motors befe­ stigt ist, die Reaktionskraft des Hypoidrades im Differenti­ algehäuse stabil abgefangen bzw. aufgenommen werden, wodurch verhindert wird, daß sich das Differentialgehäuse verformt.

Claims (10)

1. Antriebseinheit mit einem Motor (1) mit einem linken und einem rechten Zylinderblock (2, 3), die bezüglich einer Mittellinie (a) des Motors (1) relativ zueinander ver­ setzt sind und einem Getriebegehäuse (4), das direkt mit dem Motor (1) verbunden ist, wobei die Antriebseinheit aufweist:
ein Differentialgehäuse (51) in einem Raum zwischen demjenigen weiter nach vorn versetzten Zylinderblock (3) und einer Eingrifffläche (53), über die das Getriebege­ häuse (4) mit dem Motor (1) verbunden ist, wobei das Differentialgehäuse (51) mit seinem vorderen Ende mit einem unterhalb des Motors (1) befestigten unteren Ge­ häuse (8) verbunden ist und mit seinem hinteren Ende einstückig mit dem Getriebegehäuse (4) ausgebildet ist.

2. Antriebseinheit für ein Fahrzeug mit einem Motor (1) und einem direkt mit dem Motor (1) verbundenen Getriebege­ häuse (4), wobei die Antriebseinheit aufweist:
ein Differentialgehäuse (51) in einem Raum zwischen dem Motor (1) und einer Eingrifffläche (53), über die das Getriebegehäuse (4) mit dem Motor (1) verbunden ist, wo­ bei das Differentialgehäuse (51) mit seinem vorderen Ende mit einem unterhalb des Motors (1) befestigten unteren Gehäuse (8) verbunden ist und mit seinem hin­ teren Ende einstückig mit dem Getriebegehäuse (4) aus­ gebildet ist.

3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Diffe­ rentialgehäuse (51) durch Gießen mit dem Getriebegehäuse (4) einstückig ausgebildet ist.

4. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Differentialgehäuse (51) an seinem vorderen Ende mit einem Verbindungselement (51b) zum Verbinden des Diffe­ rentialgehäuses (51) mit einer Seitenfläche des unteren Gehäuses (8) des Motors (1) versehen ist.

5. Antriebseinheit nach Anspruch 4, wobei das Verbindungs­ element (51b) über einen Befestigungsbolzen (10) mit der Seitenfläche des unteren Getriebes (8) verbunden ist.

6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Eingrifffläche (53) des Getriebegehäuses (4) am An­ satz des Differentialgehäuses (51) unterbrochen ist.

7. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Eingrifffläche (53) des Getriebegehäuses (4) bündig mit einer Eingrifffläche (13) des Motors (1) und einer Eingrifffläche (83) des unteren Gehäuses (8) ist.

8. Antriebseinheit nach Anspruch 7, wobei ein Ausschnitt­ abschnitt (14) an der Eingrifffläche (13) des Motors (1) und an der Eingrifffläche (83) des unteren Gehäuses (8) vorgesehen ist.

9. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Motor ein Reihenmotor ist.

10. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Motor ein V-Motor ist.