動力傳動系統的製作方法

2024-02-24 04:02:15

本發明涉及車輛技術領域，特別涉及一種動力傳動系統。

背景技術：

相關技術中，四驅結構主要有以下三種形式：分時四驅、全時四驅和適時四驅，三種四驅結構可以分別對應車輛的不同功能及適用的路況，但是三種四驅結構功能各有特點。

對於分時四驅，駕駛者可以根據意願對車輛進行兩驅模式和四驅模式的切換，但此種四驅結構沒有橋間差速器，四驅模式時前橋與後橋被機械地鎖定在一起，只能用於短時的車輛脫困或低附著路面行駛，由於轉彎時車輛的四個車輪轉速都不相同，而此時前橋與後橋被剛性鎖在一起，所以會出現車輛轉彎困難的問題。同時需要停車進行兩驅、四驅的切換。在具有低速擋工況時也需要停車進行切換。

對於全時四驅，車輛一直處於四輪驅動狀態，分動器內部設計有橋間差速器，可以實現前橋與後橋之間的差速，同時設計有橋間限滑裝置，車輛的操控性能優越，但此種結構往往結構複雜，成本較高，並且無兩驅模式，車輛油耗較兩驅車輛高，主要應用於高端車型，同時在具有低速擋工況時也需要停車進行切換。

對於適時四驅，車輛可以根據路況適時地進行兩驅、四驅之間的切換，但此種四驅模式大多採用多片離合器進行適時控制，控制模式偏向被動，向前橋分配的扭矩受到離合器容量的限制，不能長時間用於高速四驅狀態。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明旨在提出一種動力傳動系統，以解決傳統動力傳動系統無法適應車輛的多種工況的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種動力傳動系統，包括：中央差速器，所述中央差速器具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述輸入端向所述第一輸出端和所述第二輸出端輸出動力；兩四驅切換裝置，所述兩四驅切換裝置包括：齒套、兩擋花鍵轂、四擋花鍵轂，所述齒套與所述第一輸出端同步運動且可相對所述第一輸出端軸向移動，所述齒套用於同步所述兩擋花鍵轂或所述四擋花鍵 轂；前差速器，所述前差速器與所述四擋花鍵轂相連；後差速器，所述後差速器與所述第二輸出端相連且與所述兩擋花鍵轂相連；離合器，所述離合器用於接合和斷開所述前差速器和所述後差速器；壓緊機構，所述壓緊機構設置成用於壓緊所述離合器以改變所述前差速器和所述後差速器之間的動力分配比。

進一步地，所述齒套和所述兩擋花鍵轂之間以及所述齒套和所述四擋花鍵轂之間設置有用於平穩切換的牙嵌機構。

進一步地，所述牙嵌機構設置成高低齒相間的結構，且齒設置成倒錐形。

進一步地，所述第一輸出端與所述齒套之間設置有允許所述齒套軸向移動的球花鍵。

進一步地，所述動力傳動系統還包括：兩擋減速機構，所述兩擋減速機構包括：低速擋齒輪組，所述低速擋齒輪組包括相互嚙合的低速擋主動齒輪和低速擋從動齒輪；高速擋齒輪組，所述高速擋齒輪組包括相互嚙合的高速擋主動齒輪和高速擋從動齒輪，所述高速擋從動齒輪與所述低速擋主動齒輪同軸固定；高低擋齒套，所述高低擋齒套與所述輸入端相連且用於同步所述高速擋主動齒輪或所述低速擋從動齒輪。

進一步地，所述高低擋齒套和所述高速擋主動齒輪之間以及所述高低擋齒套和所述低速擋從動齒輪之間設置有用於平穩切換的牙嵌機構。

進一步地，所述動力傳動系統還包括：電機；換擋轉轂，所述電機驅動所述換擋轉轂運動以驅動所述齒套和所述高低擋齒套軸向移動。

進一步地，所述壓緊機構包括：滾珠；固定盤，所述固定盤上設置有固定凹槽；活動盤，所述活動盤上設置有活動凹槽，所述固定凹槽和所述活動凹槽相對以裝載所述滾珠，其中，所述活動凹槽的深度在周向上變化以使所述活動盤相對所述固定盤可軸向移動以適於調節所述離合器的壓緊程度。

進一步地，所述中央差速器包括：齒圈、行星輪、行星架和太陽輪，所述行星輪套設在所述行星架上且嚙合在所述齒圈和所述太陽輪之間，所述齒圈為所述輸入端，所述太陽輪為所述第二輸出端，所述行星架為所述第一輸出端。

進一步地，所述中央差速器包括：齒圈、行星輪、行星架和太陽輪，所述行星輪套設在所述行星架上且嚙合在所述齒圈和所述太陽輪之間，所述行星架為輸入端，所述齒圈為第二輸出端，所述太陽輪為所述第一輸出端。

相對於現有技術，本發明所述的動力傳動系統具有以下優勢：

根據本發明的動力傳動系統，可以實現多種驅動模式，例如兩驅且後驅模式、四驅模式、四驅限滑模式和四驅鎖止模式，車輛可以根據實際路況選取適宜的驅動模式，從而可以提升車輛的動力性和經濟性，而且還可以保證車輛的安全性和通過性。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明一種實施例所述的動力傳動系統在整車中的結構示意圖；

圖2為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖；

圖3為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統中的牙嵌機構的示意圖；

圖4為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖，且動力傳動系統處於兩驅模式；

圖5為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖，且動力傳動系統處於四驅高速模式；

圖6為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖，且動力傳動系統處於四驅低速模式；

圖7為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖，且動力傳動系統處於四驅高速限滑模式；

圖8為本發明一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖，且動力傳動系統處於四驅低速限滑模式；

圖9為本發明另一種實施例的所述的動力傳動系統的示意圖。

附圖標記說明：

動力傳動系統100；

中央差速器10；齒圈11；行星輪12；行星架13；太陽輪14；

兩四驅切換裝置20；齒套21；兩擋花鍵轂22；四擋花鍵轂23；牙嵌機構24；球花鍵25；

前差速器30；傳動鏈31；後差速器40；離合器50；

壓緊機構60；滾珠61；固定盤62；活動盤63；

兩擋減速機構70；低速擋齒輪組71；低速擋主動齒輪71a；低速擋從動齒輪71b；高速擋齒輪組72；高速擋主動齒輪72a；高速擋從動齒輪72b；高低擋齒套73；

電機80；換擋轉轂81；潤滑系統90；

發動機200；變速器300。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

下面參考附圖詳細描述根據本發明實施例的動力傳動系統100，該動力傳動系統100可以應用在車輛上。

根據本發明實施例的動力傳動系統100可以包括：中央差速器10、兩四驅切換裝置20、前差速器30、後差速器40和離合器50。結合圖1和圖2所示，中央差速器10具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，輸入端向第一輸出端和第二輸出端輸出動力。其中，發動機200的動力在經過變速器300的變速調節後可以傳遞到中央差速器10的輸入端，輸入端可以將發動機200的動力分配給第一輸出端和第二輸出端。

如圖2所示，兩四驅切換裝置20包括：齒套21、兩擋花鍵轂22、四擋花鍵轂23，齒套21與第一輸出端同步運動，而且齒套21可以相對第一輸出端軸向移動，齒套21用於同步兩擋花鍵轂22或者四擋花鍵轂23。前差速器30與四擋花鍵轂23相連，後差速器40與第二輸出端相連，而且後差速器40還與兩擋花鍵轂22相連。可以理解的是，當齒套21同步兩擋花鍵轂22時，第一輸出端可以將動力輸出給後差速器40，而且第二輸出端可以將動力直接輸出給後差速器40，此時車輛以兩驅且後驅的形式行駛。當齒套21同步四擋花鍵轂23時，第一輸出端可以將動力輸出給前差速器30，第二輸出端可以將動力直接輸出給後差速器40，此時車輛以四驅的形式行駛。

離合器50可以用於接合和斷開前差速器30和後差速器40，當離合器50處於接合狀態時，從發動機200輸出到後差速器40上的動力可以通過離合器50傳遞給前差速器30，從而實現車輛的四驅模式。而且，壓緊機構60設置成用於壓緊離合器50以改變前差速器30和後差速器40之間的動力分配比。壓緊機構60可以通過調節壓緊離合器50的程度來改變分配給前差速器30和後差速器40的動力分配比。

當壓緊機構60完全壓緊離合器50時，前後輪的動力扭矩比為50:50，此時車輛處於前後橋鎖止狀態，使得車輛可以通過極端工況，例如非鋪裝道路。

由此，根據本發明實施例的動力傳動系統100，可以實現多種驅動模式，例如兩驅且後驅模式、四驅模式、四驅限滑模式和四驅鎖止模式，車輛可以根據實際路況選取適宜的驅動模式，從而可以提升車輛的動力性和經濟性，而且還可以保證車輛的安全性和通過性。

需要說明的是，上述多種驅動模式將在下面內容中詳細描述。

根據本發明的一個優選實施例，如圖2和圖3所示，齒套21和兩擋花鍵轂22之間以及齒套21和四擋花鍵轂23之間設置有用於平穩切換的牙嵌機構24。牙嵌機構24可以承受切換模式的衝擊，從而車輛在切換驅動模式時不需要停車，進而可以提升車輛的性能。

可選地，如圖3所示，牙嵌機構24可以設置成高低齒相間的結構，而且齒設置成倒錐形。倒錐形的齒可以提高牙嵌機構24的咬合程度，可以有效防止切換模式不牢靠。其中， 齒的齒根和齒頂均設置有圓弧，從而可以提高牙嵌機構24承受切換模式的衝擊的能力。

可選地，如圖2所示，第一輸出端與齒套21之間可以設置有允許齒套21軸向移動的球花鍵25。由此，在保證第一輸出端和齒套21之間的動力傳遞可靠的同時，齒套21可以向左或者向右移動，從而可以保證動力傳動系統100的可靠性。當齒套21向左移動時，齒套21可以與兩擋花鍵轂22同步，當齒套21向右移動時，齒套21可以與四擋花鍵轂23同步。

根據本發明的一個具體實施例，如圖2所示，動力傳動系統100還可以包括兩擋減速機構70，兩擋減速機構70可以包括：低速擋齒輪組71、高速擋齒輪組72和高低擋齒套73。低速擋齒輪組71包括相互嚙合的低速擋主動齒輪71a和低速擋從動齒輪71b，高速擋齒輪組72包括相互嚙合的高速擋主動齒輪72a和高速擋從動齒輪72b，高速擋從動齒輪72b與低速擋主動齒輪71a同軸固定。高低擋齒套73與輸入端相連，而且高低擋齒套73用於同步高速擋主動齒輪72a或者低速擋從動齒輪71b。

其中，兩擋減速機構70上設置有兩個並列設置的傳動軸，其中，高速擋主動齒輪72a和低速擋從動齒輪71b分別空套在第一個傳動軸上，高低擋齒套73固定在第一個傳動軸上，第一個傳動軸與輸入端相連。高速擋從動齒輪72b和低速擋主動齒輪71a固定套設在第二傳動軸上。

當高低擋齒套73同步第一個傳動軸和高速擋主動齒輪72a時，發動機200的動力在經過變速器300的變速調節後通過高速擋主動齒輪72a直接傳輸給輸入端。當高低擋齒套73同步第一個傳動軸和低速擋從動齒輪71b時，發動機200的動力在經過變速器300的變速調節後通過高速擋主動齒輪72a、高速擋從動齒輪72b、第二個傳動軸、低速擋主動齒輪71a、低速擋從動齒輪71b、高低擋齒套73和第一個傳動軸傳輸給輸入端。在此過程中，發動機200的動力在兩擋減速機構70中經過兩級減速輸出給輸入端，可以使得動力具有低轉速高扭矩的特性，使得車輛適於低速工況。

可選地，如圖1所示，高低擋齒套73和高速擋主動齒輪72a之間以及高低擋齒套73和低速擋從動齒輪71b之間設置有用於平穩切換的牙嵌機構24。應用在兩擋減速機構70中的牙嵌機構24和上述的牙嵌機構24結構相同，可以便於擋位之間的切換，而且牙嵌機構24可以承受換擋的衝擊，從而可以使得車輛在換擋過程中不需要停車。

其中，上述的齒套21和高低擋齒套73均可以通過相應的撥叉來撥動其軸向移動。具體地，如圖2所示，動力傳動系統100還可以包括：電機80和換擋轉轂81，電機80驅動換擋轉轂81運動以驅動齒套21和高低擋齒套73軸向移動。換擋轉轂81和齒套21之間設置有一個撥叉，換擋轉轂81和高低擋齒套73之間設置有另一個撥叉，換擋轉轂81的表面上設置有凹槽，兩個撥叉的端部可以伸入相應的凹槽內，當換擋轉轂81轉動時，兩個撥叉軸向 撥叉相應的齒套21或者高低擋齒套73。

下面詳細描述一種可選的壓緊機構60的布置形式。如圖2所示，壓緊機構60可以包括：滾珠61、固定盤62和活動盤63，固定盤62上設置有固定凹槽，活動盤63上設置有活動凹槽，固定凹槽和活動凹槽相對以裝載滾珠61，其中，活動凹槽的深度在周向上變化以使活動盤63相對固定盤62可軸向移動以適於調節離合器50的壓緊程度。

當活動凹槽的深度較小時，活動盤63相對固定盤62向左移動，活動盤63的左表面壓緊離合器50的摩擦片，從而可以改變前後輪之間的動力分配比；當活動凹槽的深度較大時，活動盤63相對固定盤62向右移動，活動盤63的左表面放鬆對離合器50的摩擦片的壓緊程度，從而可以改變前後輪之間的動力分配比。需要說明的是，當前後輪需要保持在該動力分配比時，活動盤63可以停止轉動，保持在該位置。

下面詳細描述兩種可選的中央差速器10的布置形式。根據本發明的一個優選實施例，如圖2所示，中央差速器10可以包括：齒圈11、行星輪12、行星架13和太陽輪14，行星輪12套設在行星架13上，而且行星輪12嚙合在齒圈11和太陽輪14之間，齒圈11為輸入端，太陽輪14為第二輸出端，行星架13為第一輸出端。

根據本發明的另一個優選實施例，如圖9所示，中央差速器10可以包括：齒圈11、行星輪12、行星架13和太陽輪14，行星輪12套設在行星架13上，而且行星輪12嚙合在齒圈11和太陽輪14之間，行星架13為輸入端，齒圈11為第二輸出端，太陽輪14為第一輸出端。

可選地，如圖2所示，動力傳動系統100還可以包括：潤滑系統90，潤滑系統90設置在中央差速器10的一側，而且潤滑系統90與中央差速器10的齒圈11相連，齒圈11可以驅動潤滑系統90工作，從而可以使得潤滑油流入中央差速器10、兩四驅切換裝置20、兩擋減速機構70和離合器50中，進而可以對上述多個部件進行強制潤滑，可以延長上述多個部件的壽命以及提升上述多個部件的工作可靠性，可以提升動力傳動系統100的工作可靠性和延長動力傳動系統100的使用壽命。

下面結合附圖詳細描述如圖2所示的動力傳動系統100的多種驅動模式。

兩驅且後驅模式：如圖4所示，高低擋齒套73同步高速擋主動齒輪72a和齒圈11，齒套21同步兩擋花鍵轂22，發動機200的動力經過高速擋主動齒輪72a和齒圈11分別傳輸給太陽輪14和行星架13，太陽輪14上的部分動力直接輸出給後差速器40，行星架13上的部分動力通過齒套21和兩擋花鍵轂22輸出給後差速器40。

四驅高速模式：如圖5所示，高低擋齒套73同步高速擋主動齒輪72a和齒圈11，齒套21同步四擋花鍵轂23，發動機200的動力經過高速擋主動齒輪72a和齒圈11分別傳輸給太 陽輪14和行星架13，太陽輪14上的部分動力直接輸出給後差速器40，行星架13上的部分動力通過齒套21與四擋花鍵轂23輸出給前差速器30。其中，如圖2所示，前差速器30和四擋花鍵轂23之間設置有傳動鏈31，傳動鏈31可以包括與四擋花鍵轂23相連的第一齒輪和與前差速器30相連的第二齒輪，第一齒輪和第二齒輪通過傳動鏈條相連。

四驅低速模式：如圖6所示，高低擋齒套73同步低速擋從動齒輪71b和齒圈11，齒套21同步四擋花鍵轂23，發動機200的動力在經過變速器300的變速調節後通過高速擋主動齒輪72a、高速擋從動齒輪72b、第二個傳動軸、低速擋主動齒輪71a、低速擋從動齒輪71b、高低擋齒套73和第一個傳動軸傳輸給齒圈11，齒圈11將動力分配給太陽輪14和行星架13，太陽輪14上的部分動力直接輸出給後差速器40，行星架13上的部分動力通過齒套21與四擋花鍵轂23輸出給前差速器30。

四驅高速限滑模式：如圖7所示，即在四驅高速模式的基礎上，控制壓緊機構60調節對離合器50的壓緊程度以分配給前差速器30和後差速器40的動力比。

四驅低速限滑模式：如圖8所示，即在四驅低速模式的基礎上，控制壓緊機構60調節對離合器50的壓緊程度以分配給前差速器30和後差速器40的動力比。

四驅鎖止模式：即在四驅高速模式或四驅低速模式時，控制壓緊機構60完全壓緊離合器50，使得前後輪的動力扭矩比為50:50，此時前後橋剛性鎖止。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。