用於前輪驅動車輛的液壓致動的電子限滑差速器的製作方法

2023-06-05 16:51:31

專利名稱：用於前輪驅動車輛的液壓致動的電子限滑差速器的製作方法
技術領域：
本發明涉及特別前^v驅動車輛應用適配的一種限滑差速器組件。
背景技術：
常規的後輪驅動的機動車輛通過經由一個差速器連接到左和右輪軸 的一個傳動軸來提供車輪驅動扭矩。前輪驅動車輛通過由一個變速驅動橋 驅動的差速器連接到前輪驅動輪軸上。四輪驅動和所謂的全輪驅動車輛還 使用差速器來驅動前和後輪軸。差速器允許在左與右側被驅動的輪軸之間 發生車輪轉速上的差別。最早的和最基本的差速器設計作為開放式差速器 為人們所知，其中它們在這兩個輪軸之間提供恆定的扭矩並且不進行控制 這些車軸之間的相對的轉速的運作。開放式差速器的一個眾所周知的缺點 發生在這些被驅動的車輪之一接合具有一個低摩擦係數a)的路表面而 另一邊具有一個更高的^時。在這種情況下，在低H的接觸表面所形成的 低牽引作用力阻止了在每個輪軸上形成顯著的扭矩。由於這兩個半軸之間 的扭矩是相對恆定的，很少能形成總牽引作用來將車輛拖離其位置。類似 的缺點發生在運行時的動態條件下，尤其是在低p或所謂的分離^l驅動條 件下。
開放式差速器的以上局限性是眾所周知的並且已經採用了眾多的設 計手段來解決這類缺點。 一種手段已知為一種鎖定式差速器。這些系統典 型地是基於機械地或液壓地或者使用其他策略來試圖把這兩個半軸連接 在一起以便以一個幾乎恆定的速度旋轉。因此，在這種運行條件下，這兩 個輪軸不會相互限制扭矩。 一種基於機械鎖定式差速器典型地使用一個離 合器組件或摩擦材料界面，當在這些輪軸之間檢測到一個速度差時，該界 面把這兩個車軸鎖定在一起。其他的系統在這些輪軸之間結合多個液力耦 合器，它們提供一定程度的速度耦合。
提供用於前輪驅動車輛應用的一種限滑或鎖定式差速器提出了特別 嚴格的封裝限制。發動機、傳動系、變速驅動橋軸、懸架以及轉向部件全 部存在於車輛的前發動機艙之內為額外的傳動系部件提供了極小的封裝空間。

發明內容
根據本發明的液壓致動的電子限滑差速器是特別為前輪驅動應用進 行適配的並且可以直接地連接到車輛變速驅動橋的開放式差速器上。 一個 中央的中間軸通過一個通用的或恆定速度型柔性扭矩連軸器通過該單元 從差速器到這些前驅動軸之一上。 一個離合器組件被壓緊以便通過一個中 間軸將該差速器殼連接這些車軸之一上或與之脫離連接，該中間軸可以在 這兩個前驅動軸之間提供一個鎖定或調製條件。
本發明的這些和其他方面以及多個優點將通過閱讀本發明的以下詳 細的說明並結合這些附圖將變得清楚。


圖1是用於根據本發明的一個實施方案用於一個鎖定或調製差速器的
致動系統的示意圖2是圖1的致動系統的一個實施方案的截面圖；並且 圖3是根據另一個實施方案的一個致動系統的示意圖。
具體實施例方式
圖l和圖2提供了用於一個限滑差速器組件的致動系統。該致動系統 總體上由參考號IO表示。
差速器組件16包括典型的差速器組件的基本元件，這些差速器組件 包括一個差速器殼24,該差速器殼由車輛的傳動系輸出驅動經由一個齒輪 或鏈傳動(未示出)來驅動。 一對行星齒輪26可圍繞安裝到該差速器殼 上的一個共同的差速器軸旋轉。這些行星齒輪26與一對側齒輪28嚙合， 這些側齒輪進而通過用於相關機動車輛的左和右側的車4侖18、 20的中間 軸30、 32被花鍵連接或以其他方式連接到一對半軸31、 33。差速器組件 16的上述部件是所謂的開放式差速器的共同元件。前輪驅動車輛還可以使 用一種差速器，它是一個行星齒輪組。
在某些低牽引條件下可能希望鎖定或調製差速器組件16以便在兩個 車軸31、 33之間提供一個恆定的或限制滑動的速度。因此，該致動系統l 0包括一個活塞40以及一個離合器組件42。該活塞40是液壓致動的並且
6不旋轉。相比之下，差速器殼24和中間軸32各自關於該穩定活塞40旋 轉。在正常的運行條件下，允許差速器殼24和中間軸32以不同的速度旋 轉。致動器殼體44附裝到差速器殼24上並且與該差速器殼24 —起旋轉。 離合器組件42包括兩組離合器片46、 48。第一組離合器片46通過一個花 鍵連接與致動器殼體44接合併因此與差速器殼24—起旋轉。第二組離合 器片48以一個花鍵連接與一個軸部分50接合，該軸部分被附裝到中間軸 32上並且與其一起旋轉。典型地，第一組離合器片46與第二組離合器片 48交錯以使離合器組件42內的有效的摩擦表面積最大化。
為了在車軸31與33之間提供一個恆定或限制滑動的速度，致動系統 10通過離合器組件42摩擦地鎖定或限制中間軸32與差速器殼24之間的 速度差。為了使中間軸32鎖定或調節到差速器殼24,對活塞40液壓致動 以使力延伸並施加到推力軸承52上。該推力軸承52作用於多個銷56上、 壓緊第一和第二組離合器片46和48 ，藉此摩擦地連接或限制中間軸32 到差速器殼24之間的滑差速度。為再次以開放式差速器模式運行，液壓 壓力被解除並且一個彈簧54起作用以解除在多個銷56上的壓力，並因此， 活塞40允許離合器片46和48獨立地旋轉。此外，容易想到可取消該銷5 6和彈簧54,這樣活塞40通過推力軸承52直接作用在離合組件42上。
液壓回3各58 :故用來控制活塞40的致動。 一個液壓泵60建立了一個 液壓系統壓力，該壓力通過一個止回閥64被提供給一個壓力調節器開關6 2。如果該液壓系統的壓力下降到低於一個最低壓力，該壓力調節器開關6 2啟動電動才幾59,藉此驅動液壓泵60以使液壓系統的壓力增加到高於該 最低壓力。此外，來自該液壓泵60的流量送入一個壓力儲能器66。該壓 力儲能器66維持一個恆定的系統壓力以響應於對流體的一個瞬間需求， 例如，當驅動活塞40時。該壓力儲能器66與一個主閥門70以及一個二 級閥門68處於流體聯通。當被啟動時，該二級閥門68將液壓提供給流體 室72，從而驅動活塞40向前壓緊該離合器組件42的離合器片46 、 48。 該主閥門70提供一個信號水平壓力送給閥門68以控制傳遞到活塞40的 壓力。
一個電子控制單元69與該主閥門70的一個螺線管處於電聯通。由電 控制單元69提供給螺線管的電流量控制了提供給二級閥門68的壓力的量 值。這樣，該二級閥門68可以是一個滑閥，以便來自主閥門70的壓力在 該主閥門70的壓力與一個液壓反饋迴路之間建立一個力平衡，該液壓反饋迴路與該二級閥門68的輸出或活塞側聯通。因此，該力平衡引起該滑 閥實現方式中的滑閥芯的平衡，藉此控制傳遞到活塞40上的液壓壓力。 此外， 一個壓力傳感器74與該電控制單元69處於電聯通。該壓力傳感器 74是與在該二級閥68與該活塞40的室72之間的液壓管線71處於流體聯 通。因此，該壓力傳感器74基於驅動該活塞40的壓力產生一個電信號並 且形成到電子控制單元69的一個電子反饋迴路。該電反饋迴路可以被該 電控制單元69用於調整提供給主閥門70的螺線管的電流從而創建一個可 變的壓力控制迴路。由於給活塞40的壓力是可變地可調節的，該活塞40 可以將一個可調節的致動壓力提供給離合器組件42以用來可變地控制離 合器片46 、 48的摩擦接合，並因此在差速器殼24與中間軸32之間鎖定 或調整。
如圖3所示，該系統還可以使用一個單個閥門設計來實現。因此，該 壓力儲能器66與一個閥門80處於流體聯通。當被致動時，該閥門80將 液壓壓力提供給流體室72從而驅動活塞40向前壓緊離合器組件42的這 些離合器片。
一個電子控制單元69與閥門80的螺線管處於電聯通。由該電子控制 單元69提供給螺線管的電流量控制了通過閥門80所提供的壓力的量，藉 此控制傳遞到活塞40的液壓壓力。此外， 一個壓力傳感器74與該電子控 制單元69處於電:f關通。該壓力傳感器74與在閥門80與活塞40的室72 之間的液壓管線71處於流體聯通。因此，壓力傳感器74產生了基於驅動 活塞40的壓力的一個電信號並形成了到電子控制單元69的一個電子反饋 迴路。該電子反饋迴路可由電子控制單元69用於調節提供給螺線管的電 流。如以上說明的，活塞40可將一個可調節的致動壓力提供給離合器組 件42，從而可變化地控制這些離合器片的摩擦接合併且因此控制差速器殼 24與中間軸32之間的鎖定或調整。
正如本領域普通技術人員將會容易認識到的，以上說明旨在作本發明 原理的實現方式的一個說明。本說明無意限制本發明的範圍或應用，其中 如以下權利要求所定義的本發明很容易有變更、變體和改變而無需背離本 發明的精神。
權利要求
1. 一種用於控制機動車輛的動力傳動系中的扭矩的差速器系統，包括一個差速器殼(24)，該差速器殼與一個差速器組件(16)相聯通；一個致動器殼體(44)，該致動器殼體被配置為與該差速器殼(24)一起旋轉；一個第一中間軸(32)，該第一中間軸延伸經過該致動器殼體(44)並與一個第一車輪(20)連接；一個第二中間軸(30)，該第二中間軸與該差速器組件(16)聯通並與一個第二車輪(18)連接；一個離合器組件(42)，用於摩擦地將該差速器殼(24)連接到該第一中間軸(32)，該離合器組件(42)包括接合該致動器殼體(44)的一個第一組離合器片(46)，以及接合該第一中間軸(32)的一個第二組離合器片(48)；一個活塞(40)，該活塞用來壓緊該第一和第二組離合器片(46，48)，藉此摩擦地將該差速器殼(24)連接到該第一中間軸(32)。
2. 如權利要求1所述的系統，進一步包括一個推力軸承(52),該 推力軸承與該活塞(40)聯通並且被配置為驅動一個銷(56)進入該離合 器組件(42)之中，藉此壓緊該第一和第二組離合器片(46， 48)。
3. 如權利要求1所述的系統，進一步包括被配置為致動該活塞(4 0)的一個液壓回^各(58)。
4. 如權利要求3所述的系統，進一步包括一個彈簧(54)，該彈簧 被配置為當壓力^皮該液壓迴路(58)釋》文時使該活塞(40)縮回。
5. 如權利要求3所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個儲能 器(66)以及用於操縱該活塞(40)的至少一個液壓閥(70),該儲能器(66)被配置為給至少一個液壓閥(70)提供一個恆定的壓力。
6. 如權利要求3所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括被配置為 向該活塞(40)提供一個可變的壓力的一個二級闊門(68)。
7. 如權利要求6所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個主閥 門(70),該主闊門具有一個螺線管，該螺線管被配置為基於一個螺線管 電流向該二級閥門(68)提供一個可變的壓力。
8. 如權利要求3所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個壓力 傳感器(74),該壓力傳感器被配置為感測驅動該活塞(40)的壓力以建 立一個電子反饋迴路。
9. 如權利要求1所述的系統，其中該第一組離合器片(46)被花鍵 連接到該致動器殼體(44)並且該第二組離合器片(48)被花鍵連接到該 第一中間軸(32)上。
10. —個用於前輪驅動車輛的差速器系統，該差速器系統包括 一個差速器殼(24),該差速器殼與一個差速器組件(16)聯通； 一個致動器殼體(44),該致動器殼體被配置為與該差速器殼(24)一同旋轉；一個第一中間軸(32),該第一中間軸延伸通過該致動器殼體(44) 並且與一個第一前4侖(20)連接；一個第二中間軸(30)，該第二中間軸與該差速器組件(16)聯通並 且連到一個第二前輪(18);一個離合器組件(42),該離合器組件被配置為將該差速器殼(24) 摩擦連接到該第一中間軸(32)，該離合器組件(42)包括接合該致動器 殼體(44)的一個第一組離合器片(46)以及接合該第一中間軸(32)的 一個第二組離合器片(48);一個活塞(40),該活塞由一個液壓迴路(58)致動並且通過一個推 力軸承(52)連接到該離合器組件(42)內的一個銷(56)上，該銷(52) 被配置為壓緊該第一和第二組離合器片(46, 48),藉此響應於由該液壓 迴路(58)對該活塞(40)的致動而將該差速器殼(24)摩擦地連接到該 第一中間軸(32);一個彈簧(54),該彈簧被配置為使該活塞(40)縮回，藉此在該液 壓迴路(58)解除對抗該活塞(40)的壓力時將這些離合器片(46, 48) 釋放。
11. 如權利要求IO所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個儲 能器(66)以及用於操縱該活塞(40)的至少一個液壓閥(70),該儲能 器(66)被配置為向該至少一個液壓閥(70)提供一個恆定的壓力。
12. 如權利要求IO所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個二 級閥門(68),該二級閥門被配置為向該活塞(40)提供一個可變的壓力。
13. 如權利要求13所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個主閥門(70)，該主閥門具有一個螺線管，該螺線管被配置為基於一個螺線 管電流在該第二閥門(68)上提供一個可變的壓力。
14. 如權利要求IO所述的系統，其中該液壓迴路(58)包括一個壓 力傳感器(74),該壓力傳感器被配置為感測驅動該活塞(40)的壓力以 建立一個電子反饋迴路。
15. 如權利要求IO所述的系統，其中該第一組離合器片(46)被花 鍵連接到該致動器殼體(44)並且該第二組離合器片(48)被花鍵連接到 該第一中間軸(32)上。
全文摘要
用於前輪驅動車輛的一種差速器系統。該差速器系統包括一個差速器殼(24)、一個致動器殼體(44)、一個中間軸(32)、一個離合器組件(42)、以及一個活塞(40)。差速器殼(24)容納被配置為驅動左和右半軸的一個差速器組件(16)。致動器殼體(44)被配置為與該差速器殼(24)一起轉動。中間軸(32)延伸通過致動器殼體(44)。離合器組件(42)具有與致動器殼體(44)接合的一個第一組離合器片(46)以及與中間軸(32)接合的一個第二組離合器片(48)。活塞(40)壓迫該第一和第二組離合器片(46，48)，藉此將差速器殼(24)摩擦地連接到中間軸(32)並且以此鎖定或調整差速器。
文檔編號B60K23/04GK101479128SQ200780024132
公開日2009年7月8日 申請日期2007年7月6日 優先權日2006年7月14日
發明者E·C·桑德斯特羅姆, R·凱勒 申請人:博格華納公司