DE3611968A1

DE3611968A1 - Vierradantrieb

Info

Publication number: DE3611968A1
Application number: DE19863611968
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Atsugi Hiraiwa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1986-04-09
Publication date: 1986-10-09
Also published as: CN86102357A; JPS61232925A; US4693334A; CN86102357B

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vierradantrieb, insbesondere für einen quer zur Fahrtrichtung angeordneten Motor.

Ein solcher Vierradantrieb ist z.B. in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 58-63523 offenbart. Bei diesem Vierradantrieb sind ein Endübersetzungsgetriebe und ein Mittendifferential in ein Getriebegehäuse eingepaßt, während ein Frontdifferential für die Vorderräder in einem zusätzlichen Gehäuse eingepaßt ist, welches auf derselben Seite des Getriebegehäuses angeflanscht ist, an welcher auch der Motor befestigt ist.

Es ist beabsichtigt, auf diese Weise so viel Teile als möglich von einem Zweiradantrieb unverändert zu übernehmen, um einen Vierradantrieb mit einem Mittendifferential zu erhalten.

Da jedoch das Mittendifferential anstelle des Frontdifferentials in dem Schaltgetriebegehäuse eingebaut ist, ist der Platz für das Mittendifferential beschränkt, woraus Konstruktionsbeschränkungen des Mittendifferentiales resultieren. So kann z.B. das Problem auftreten, daß eine Viskosekupplung in dem eingeschränkten Raum nicht mehr untergebracht werden kann.

Die Erfindung sieht daher einen neuen und verbesserten Vierradantrieb vor, welcher einen quer eingebauten Motor mit einer Kurbelwelle umfaßt, ein Schaltgetriebegehäuse,

welches mit einer Seite an dem Motor angeflanscht ist, ein Übertragungsgetriebegehäuse, welches an dem Schaltgetriebegehäuse an der obenerwähnten Seite angeflanscht ist. In dem Schaltgetriebegehäuse ist eine Gangwechseleinriehtung angeordnet, welche eine Eingangswelle aufweist, die axial mit der Kurbelwelle des Motors fluchtet, und eine Ausgangswelle, die parallel zur Eingangswelle liegt. In dem Schaltgetriebegehäuse ist weiterhin ein Endübersetzungsgetriebe angeordnet, welches einen Eingangsteil aufweist, der von der Ausgangswelle der Gangwechseleinrichtung angetrieben wird und mit dieser verbunden ist und einen Ausgangsteil. In dem Ubertragüngsgetriebegehäuse ist ein als Planetengetriebe ausgebildetes Mittendifferential angebracht, welches ein innenverzahntes Hohlrad aufweist, ein Sonnenrad, und mehrere Planetenräder, welche mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad kämmen und selbst auf einem drehbaren Planetenträger gelagert sind. Zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad ist eine Viskosekupplung angeordnet, wobei eine erste Hohlwelle den Ausgangsteil des Endübersetzungsgetriebes mit dem Planetenträger des Mittendifferentials verbindet. Der Vierradantrieb weist darüberhinaus ein Enddifferential für ein Paar von linken und rechten Sraßenrädern auf, eine zweite Hohlwelle, die sich durch die erste Hohlwelle hindurch erstreckt und entweder das Hohlrad oder das Sonnenrad mit dem Enddifferential verbindet, wobei eine Beschleunigungseinrichtung einen Eingangsteil umfaßt, welches mit dem anderen der beiden Zahnräder, also entweder dem Sonnenrad oder dem Hohlrad verbunden ist, und mit einem Ausgangsteil. Schließlieh weist der Vierradantrieb eine langgestreckte Kardanwelle auf, welche in ihrer Verlängerung die Kurbelwelle des Motors unter einem rechten Winkel schneidet und eine in dem Übertragsgetriebegehäuse untergebrachte Richtungsumkehreinrichtung, welche den Ausgangsteil der Beschleunigungseinrichtung mit einem Ende der Kardanwelle verbindet.

Der Gegenstand der Erfindung ist besonders geeignet, die obengenannten Nachteile und Unzulänglichkeiten der Vierradantriebe gemäß des Standes der Technik zu überwinden.

Demzufolge schafft die Erfindung einen neuen und verbesserten Vierradantrieb, der die Konstruktionsbeschränkungen, besonders bei dem Mittendifferential, abschwächt oder sogar beseitigt.

Darüberhinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Vierradantrieb eine Viskosekupplung zum Steuern des Betriebs des Mittendifferentials verwendet werden.

Der oben beschriebene Erfindungsgegenstand ermöglicht einen ruekfreien und weichen Einsatz eines permanenten Allradantriebs.

Darüberhinaus gestattet der erfindungsgemäße Vierradantrieb die Verwendung besonders vieler gleichbleibender Teile eines Antriebsstranges für einen Zweiradantrieb eines Fahrzeuges mit quer eingebautem Motor.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.1 in einer schematischen Ansicht einen erfindungsgemäßen Vierradantrieb,

Fig.2 in einer ausgebrochenen, vergrößerten Schnittansicht ein Mittendifferential mit dessen benachbarten Teilen des Vierradantriebs aus Fig.1 und

Fig.3 in einer ähnlichen Ansicht wie Fig.2 eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Aus den Figuren 1 und 2 ist ein Vierradantrieb ersichtlich, welcher bei einem Fahrzeug mit vorn eingebautem Motor und. Frontantrieb Anwendung findet. Ein Motor 10 ist mit einem damit fluchtenden Schaltgetriebegehäuse 12 verbunden. An dem Schaltgetriebegehäuse 12 ist ein Übertragungsgetriebegehäuse 1¹I auf derselben Seite angebracht, in welcher der Motor 10 angeflanscht ist. Eine Kurbelwelle des Motors 10 ist quer angeordnet, so daß sie in Verlängerung die Längsachse des Fahrzeuges schneidet, d.h. daß der Motor 10 quer zur Fahrtrichtung eingebaut ist. Die Kurbelwelle 16 ist mit einer Gangwechseleinrichtung 18 verbunden, die in dem Schaltgetriebegehäuse 12 untergebracht ist. Die Gangwechseleinrichtung 18 besteht im wesentlichen aus einer Kupplung 20, einer Haupt- oder Eingangswelle 22, die mit der Kurbelwelle 16 fluchtet, einer Gegen- oder Ausgangswelle 24, die parallel zur Eingangswelle 22 liegt, einer ersten Gruppe von Zahnrädern 26, die auf der Eingangswelle 22 angebracht sind, und einer zweiten Gruppe von Zahnrädern 28, die auf der Ausgangswelle 24 angeordnet sind. In dem Schaltgetriebegehäuse 12 ist außerdem ein Endübersetzungsgetriebe 30 und ein End- oder Frontdifferential 32 für ein Paar vordere Straßenräder 31»33, d.h. ein linkes und ein rechtes Rad. Das Endübersetzungsgetriebe 30 besteht aus einem Zahnrad 34 mit einem kleineren Durchmesser, welches auf der Ausgangswelle 24 angebracht ist und einem Zahnrad 36 mit einem größeren Durchmesser, welches mit dem kleineren Zahnrad kämmt. Das Zahnrad 36 ist über eine erste Hohlwelle 38 mit einem Planetenträger 42 verbunden, welcher als Eingang eines Mittendifferentials 40 wirkt, welches in dem Übertragungsgehäuse 14 untergebracht ist. Das Mittendifferential 40 ist als Planetengetriebe aus-

gebildet und besteht aus einem innenverzahnten Hohlrad (erster Ausgang), einem Sonnenrad 46 (zweiter Ausgang), dem obenbeschriebenen Planetenträger 42 und mehreren Planetenrädern 48, die drehbar auf dem Planetenträger 42 gelagert sind und sowohl mit dem innenverzahnten Hohlrad 44 als auch mit dem Sonnenrad 46 kämmen. Zwischen dem Hohlrad 44 und dem Sonnenrad 46 ist eine Viskosekupplung 50 angeordnet,welche in der Lage ist,zwischen beiden Zahnrädern eine Antriebsverbindung herzustellen. Das Hohlrad 44 ist über eine zweite Hohlwelle 52, die sich durch die erste Hohlwelle 38 hindurch erstreckt, mit einem Differentialgehäuse 54 des Frontdifferentials 32 verbunden. Aus dem Frontdifferential 32 ragen Antriebswellen 56 und 58 zum Antrieb der Vorderräder 31 bzw. 33 heraus. Die Antriebswelle 58 erstreckt sich durch die zweite Hohlwelle 52. Das Sonnenrad 46 des Mittendifferentials 40 ist über ein Zahnrad 62 mit größerem Durchmesser einer Beschleunigungseinrichtung 60 verbunden. Die Beschleunigungseinrihtung 60 besteht aus dem Zahnrad 62 mit dem größeren Durchmesser und einem Zahnrad 64 mit einem kleineren Durehmesser. Das Zahnrad 64, welches als Ausgang der Beschleunigungseinrichtung 60 wirkt, ist mit einem Kegelrad 68 einer Richtungsumkehreinrichtung 66 verbunden. Die Richtungsumkehreinrichtung 66 besteht aus dem Kegelrad und einem Kegelrad 70, welches mit dem Kegelrad 68 derart kämmt, daß sich die Achsen beider Kegelräder unter einem rechten Winkel schneiden. Das Kegelrad 70 ist mit einer Kardanwelle 72 verbunden.

Während des Betriebs wird das Motordrehmoment von der Kurbelwelle 16 des Motors 10 über einen ausgewählten Getriebezug der ersten und der zweiten Gruppe von Zahnrädern 26 bzw. 28 auf die Ausgangswelle 24 übertragen. Die Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 24 wird dann durch das Endeübersetzungsgetriebe 30, d.h. durch die Zahnräder 34

und 36 verringert und danach über die erste Hohlwelle auf den Planetenträger 42 des Mittendifferentialss 40 aufgegeben. Wenn der Drehzahlunterschied zwischen den Vorder- und Hinterrädern klein ist und somit auch das über die Visosekupplung 50 übertragende Drehmoment klein ist, bewirkt das Mittendifferential 40 aufgrund des Belastungsunterschiedes zwischen der Vorderräder und der Hinterräder eine Ausgleichsarbeit, wobei das Hohlrad 44 und das Sonnenrad 46 gezwungen werden, mit bestimmten Drehzahlen zu rotieren. Das abgegebene Drehmoment des Hohlrades 44 wird über die zweite Hohlwelle 52 zu dem Differentialgetriebegehäuse 54 und von dort zu den Antriebswellen 56 und 58 übertragen, wobei letztere Übertragung durch einen durch das Frontdifferential 32 bewirkten Ausgleich gesteuert wird. Auf der anderen Seite wird das abgegebene Drehmoment des Sonnenrades 46 zu dem Zahnrad 62 mit dem größeren Durchmesser übertragen, damit die Drehzahl durch die Beschleunigungseinrichtung 60 angehoben wird, wonach das abgegebene Drehmoment durch die Richtungsumkehreinrichtung 66 in der übertragungsrichtung umgekehrt und auf das Zahnrad 70 übertragen wird. Das Motordrehmoment wird von der Kardanwelle 72 über ein zweites End- oder Heckdifferential 74 zu einem Paar Hinterräder 76,78, d.h. einem linken und einem rechten Hinterrad übertragen, wobei die Hinterräder 76 und 78 von dem Motordrehmoment angetrieben werden. Wenn, wie oben beschrieben ist, der Drehzahlunterschied zwischen den Vorder- und den Hinterrädern entsprechend normalen Fahrbedingungen klein ist, steuert das Mittendifferential 40 die Drehmomentverteilung aufgrund des Belastungsunterschiedes zwischen den Vorder- und den Hinterrädern, wobei ein permanent weicher Angriff des Vierradantriebes ermöglicht wird.

Wenn auf der anderen Seite die Vorder- oder Hinterräder auf einer schlüpfrigen Straße an Bodenhaftung verlieren,

so daß der Drehzahlunterschied zwischen den Vorder- und den Hinterrädern ansteigt, steigt auch das Drehmoment an, welches mittels der Viskosekupplung 50 übertragen wird, damit die Ausgleichsarbeit zwischen dem Mittendifferential 40 eingeschränkt wird, wodurch verhindert wird, daß das auf die mit ausreichender Bodenhaftung arbeitenden Räder übertragene Motordrehmoment verringert wird. Dies ist besonders geeignet für Fahren abseits von Straßen, oder verschmutzten Strecken usw..

Obwohl diese Ausführungsform als Vierradantrieb für ein frontgetriebenes Fahrzeug mit vorne eingebautem Motor beschrieben und dargestellt wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Vierradantrieb bei einem Mittelmotorwagen verwendet werden. Obwohl die Gangwechseleinrichtung 18 als Schaltgetriebe dargestellt ist, kann sie auch als Automatikgetriebe ausgebildet sein.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform,welche sich von der vorher beschriebenen Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß das Mittendifferential 40 derart ausgebildet und angeordnet ist, daß das von dem Sonnenrad 46 abgegebene Drehmoment zu den Vorderrädern 31 und 33 übertragen wird, während das von dem Hohlrad 44 abgegebene Drehmoment zu den Hinterrädern 76 und 78 übertragen wird. Kurz gesagt heißt das, daß die Verteilung des Motormomentes zu den Vorder- bzw.Hinterrädern verglichen mit der weiter oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der Figuren 1 und 2 vertauscht ist. Abgesehen von diesem Unterschied stimmt die zweite Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform sowohl konstruktiv als auch hinsichtlich der beschriebenen Wirkungen im wesentlichen überein.

Zusammenfassend läßt sich festhalten, daß entsprechend der vorliegenden Erfindung in einem Schaltgetriebegehäuse ein Endübersetzungsgetriebe und ein Frontdifferential untergebracht sind, während in einem Übertragungsgetriebegehäuse ein als Planetengetriebe ausgebildetes Mittendifferential, eine Beschleunigungseinrichtung und eine Richtungsumkehreinrichtung untergebracht sind, wodurch die Konstruktionsbeschränkungen, insbesondere die beim Mittendifferential wegfallen oder zumindest soweit vermindert werden können, daß es möglich ist, zur Steuerung der betriebsweise des Mittendifferentials eine Viskosekupplung zu verwenden. Darüberhinaus kann der Vierradantrieb gemäß der vorliegenden Erfindung verschieden konstruiert sein, um die Verteilung des Motordrehmomentes durch das Mittendifferential an die Vorder- oder Hinterräder zu variieren.

Claims

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Vierradantrieb

Patentansprüche

/T^ Vierradantrieb mit einem eine Kurbelwelle aufweisenden, quer in Fahrtrichtung eingebauten Motor, gekennzeichnet durch ein Getriebegehäuse (1) mit einer Seite, die an dem Motor (10) befestigt ist,

ein Übertragungsgetriebegehause (14), welches an dem Getriebegehäuse (12) auf der Seite befestigt ist, auf welcher auch der Motor (10) befestigt ist, eine in dem Getriebegehäuse (12) angeordnete Gangwechseleinrichtung (18) mit einer axial zu der Kurbelwelle (16) * fluchtenden Eingangswelle (22) und einer parallel zu der i| Eingangswelle (22) liegenden Ausgangswelle (24), *

einem in dem Getriebegehäuse (12) angeordneten Endübersetzungsgetriebe (30) mit einem mit der Ausgangswelle (24) der Gangwechseleinrichtung (18) antriebsverbundenen Eingang (34) und einem Ausgang (36), ein in dem Übertragungsetriebegehäuse (14) angeordnetes und als Planetengetriebe ausgebildetes Mittendifferential (40) mit einem Hohlrad (44), einem Sonnenrad (46), mehreren mit dem Hohlrad (44) und dem Sonnenrad (46) kämmenden Planetenrädern (48) und einem Planetenträger (42),auf dem die Planetenräder (48) drehbar gelagert sind, eine zwischen dem Hohlrad (44) und dem Sonnenrad (46) angeordnete Viskosekupplung (50),

einer ersten Hohlwelle 38, welche den Ausgang (36) des Endübersetzungsgetriebes (30) mit dem Planetenträger (42) des Mittendifferentials (40) verbindet, ein Enddifferential (74) für ein Paar aus einem linken und

einem rechten bestehenden Rädern (76,78), einer sich durch die erste Hohlwelle (38) hindurch erstreckende zweite Hohlwelle (52), die entweder das Hohlrad (44) oder das Sonnenrad (46) mit dem Enddifferential (74) verbindet,

eine in dem Übertragungsgetriebegehäuse (14) angeordnete Beschleunigungseinrichtung (60) mit einem Eingang (82), welcher mit dem anderen der Zahnräder,also entweder dem Sonnenrad (46) oder dem Hohlrad (44) verbunden ist, und mit einem Ausgang (64),

eine in ihrer Verlängerung die Kurbelwelle (16) unter einem rechten Winkel schneidende Kardanwelle (729 und eine in dem Übertragungsgetriebegehäuse (14) angebrachte Richtungsumkehreinrichtung (66), die den Ausgang (64) der Beschleunigungseinrichtung (60) mit einem Ende der Kardanwelle (72) verbindet.

* 2. Vierradantrieb nach Anspruch 1,

^ dadurch gekennzeichnet,

daß das Enddifferential (32) ein Paar mit den Rädern (31, 33) verbundenen Antriebswellen (56,58) umfaßt, von denen sich eine (58) durch die zweite Hohlwelle (52) hindurch erstreckt.

3· Vierradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

ein weiteres Enddifferential (74), welches mit dem anderen Ende der Kardanwelle (72) verbunden ist, wobei das erste Enddifferential (32) als Frontdifferential für die Vorderräder (31,33) und das zweite Enddifferential (74) als Heekdifferential für die Hinterräder (76,78) ausgebildet ist.