CN101280839B - 车辆防滑差速器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于车辆的防滑差速器，其包括：发动机；传动装置；差动机构，用于分配来自发动机的输出，该输出通过传动装置被传输至一对左右前轮和一对左右后轮中的一对；分动机构，沿左右方向设置为比差动机构更靠近车辆的中心；以及分配控制器，用于控制分配后的输出。该分配控制器包括离合器机构，该离合器机构包括多盘离合器，设置在输出轴与驱动轴中的一个之间；以及电磁线圈，用于使多盘离合器与所述输出轴和所述驱动轴的一个接合或脱离，所述电磁线圈固定于发动机的气缸体。差动机构设置在分动机构的第一侧中。分配控制器设置在分动机构的与第一侧相对的第二侧中。

Description

车辆防滑差速器 

技术领域

本发明涉及一种用于四轮驱动车辆的防滑差速器(或限滑差速器)。 

背景技术

近年来，基于FF(前发动机、前轮驱动)车辆的电子控制按需定制(on-demand)型四轮驱动车辆已经被广泛投入实际使用中。如在公布号为2005-162097A的日本专利申请中所描述的，电子控制按需定制型四轮驱动车辆被构造成使得经由传动装置将发动机的动力传递至前轮，并且电子控制该动力的一部分，以经由分动离合器(transfer clutch)将该动力的一部分输出至后轮，且该动力的一部分因此在驱动稳定性和滑动抑制方面具有较佳性能。另外，通过在差速器中装备用于限制它的两个输出轴之间的差动作用(differential action)以防止车轮空转(wheel spin)的锁定***或分配控制器，可以进一步提高四轮驱动车辆的特性。 

然而，在基于FF车辆的电子控制按需定制型四轮驱动车辆的情况下，发动机的气缸体、用于转向驱动轮的动力转向(或操纵)机构、作为整体装备在车辆前部中的前横梁、排气管以及类似零件都安装在车辆的前部中，而通过利用它们之间最终剩余的空间而将传动装置和分动箱(transfer case)组装至车辆上。因此，尽管试图将用于前轮的分配控制器结合在传动装置或变速器中，但是传动装 置或变速器的壳体由于分配控制器的结合而增大直接造成该壳体与容纳在车辆前部中的气缸体或其他各种部件的干涉，从而阻碍方便地装备适当的分配控制器。 

在将用于限制差动作用的诸如粘性联接器的机械防滑机构用于分配控制器的情况下，尽管所产生的分配控制器尺寸紧凑且因此有助于这种分配控制器的装备，但是，限制差动作用的方式变得简单，且难以满足在各种行驶条件下对于车辆性能的要求。在差动作用限制特性变得较为主动的情况下，尽管可以提高牵引性能，但是不能在差速器中充分适应两个输出轴之间或车轮之间的转速差异，且因此在车辆拐弯时产生制动现象或类似现象，而另一方面，在差动作用限制特性不是非常主动的情况下，万一在两个车轮之间产生转速差异，那么可能无法获得充分的对策。 

为了应付这种情况，尽管，例如，由于可随意设定差动作用限制特性，因此优选地将由包括电磁线圈的多盘(multi-plate)离合器构成的机构作为分配控制器，但是这种单元的机构比较复杂，且与此相关地，需要较大的安装空间，因此装备有这种分配控制器的防滑差动单元已经不能方便地用在基于FF的四轮驱动车辆上，这种四轮驱动车辆在发动机舱内部具有非常小的额外空间。 

发明内容

因此，本发明的一个有利方面是提供一种防滑差速器，该防滑差速器包含具有高转速或高扭矩分配特性的分配控制器，并且该防滑差速器尺寸很小以致于能够装备在非常小的空间中。 

根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的防滑差速器，该防滑差速器包括：发动机和传动装置，它们沿车辆的左右方向布置，该传动装置包括输出轴；差动机构，可操作地分配来自发动机 的输出，这个来自发动机的输出借助于传动装置传输到一对左右前轮与一对左右后轮中的一对，作为分配后的输出；分动机构(transfermechanism)，它被设置为沿左右方向比差动机构更靠近车辆的中心，并且可操作地将传动装置的输出传输至该对左右前轮与该对左右后轮中的另一对；以及分配控制器，可操作地控制分配后的输出的量，其中：差动机构包括：差速器箱，与传动装置的输出轴连接以被转动；差动齿轮机构，容纳在差速器箱内并且可操作地产生分配后的输出；以及一对驱动轴，每个驱动轴均连接于差动齿轮机构并且沿左右方向延伸；分动机构包括：输出轴，连接于差速器箱并与驱动轴中的一个同轴设置；以及传动轴，连接于输出轴且沿车辆的前后方向延伸；差动机构设置在分动机构的第一侧；分配控制器设置在与分动机构的第一侧相对的第二侧；并且分配控制器包括可操作地限制驱动轴中的一个与输出轴之间的差动作用的离合器机构。 

发动机可放置在车辆的前面或后面。另外，可使用前轮驱动车辆或后轮驱动车辆作为四轮驱动车辆的基础车辆。将差动机构组装至传动装置上，并且还可以在前车轴与后车轴中的另一个上设置另一差动机构，其中，经由分动机构将传动装置的输出传递至前车轴与后车轴中的另一个。 

此外，发动机可以设置在第二侧中。 

此外，离合器机构可以包括：多盘离合器，设置在输出轴与一个驱动轴之间；以及电磁线圈，可操作地使多盘离合器相对于分动机构接合或脱离。另外，电磁离合器可以固定于发动机的气缸体。 

此外，电磁线圈可以设置在第二侧中。另外，多盘离合器可以设置在电磁线圈与分动机构之间。 

根据本发明的车辆防滑差速器具有以下优点。 

由于具有离合器机构从而使得能够实现适当分配控制的分配控制器设置在穿过分动机构未设置差动机构的侧部上或被设置在所谓的相对侧部上，因此基于分动机构，差动机构和分配控制器可以具有良好的平衡，从而使得能够实现空间的节省。而且，可以有效地使用在车辆宽度方向的空间。 

另外，由于分配控制器利用被电磁线圈起动以进行操作的多盘离合器，因此能针对运转条件来实现适当的防滑特性。此外，由于采用了这样的结构，该结构中，多盘离合器和电磁线圈横向地设置在分动机构外部，并且进一步地，电磁线圈固定于气缸体，所以可以省去壳体，将会在其他情况下提供该壳体以支撑电磁线圈和多盘离合器。因此，可在基于FF车辆而构造的四轮驱动车辆上装备小尺寸且提供有良好的分配控制特性的防滑差速器。 

附图说明

可以参照附图对实施例进行详细描述，附图中： 

图1是示出根据本发明的防滑差速器的实施例的局部剖视图； 

图2是示出车辆的构造的示例性视图。 

具体实施方式

将参照附图描述根据本发明的防滑差速器的实施例。图1示出了用于前轮的分配控制器10。如图2中所示，分配控制器10装备在车辆A的前部中。 

车辆A是基于FF(前发动机、前轮驱动)车辆构造的电子控制按需定制型四轮驱动车辆，其中，发动机11横向安装在前部中以驱动前轮12，并且将会被传递至后轮15的发动机11的动力通过控制设置在传动轴13上的电动控制的耦合器14来调节，从而提供了按需定制型四轮驱动车辆。 

具体地，如图2中所示，车辆A包括：传动装置16，设置在发动机11的左侧；前差动单元17，连接于传动装置16而作为左/右轮差动单元；分动箱18，设置于前差动单元17的一侧；以及传动轴(propeller shaft)13，从分动箱18延伸而作为前/后车轴传动轴；以及后差动单元19。 

传动装置16连接至发动机11的输出轴(未示出)，并且使得传动装置16的输出齿轮与环形齿轮22或前差动单元17的差速器箱23啮合，从而通过发动机11的动力而转动差速器箱23。把要连接至右前轮12(a)的右前轮驱动轴26a安装在前差动单元17的一个侧齿轮24a上，而将要连接至左前轮12(b)的左前轮驱动轴26b安装在前差动单元17的另一个侧齿轮24b上，从而通过前差动单元17配给或分配的动力分别经由前轮驱动轴26a、26b传输至右前轮12(a)和左前轮12(b)。 

此外，后输出构件27安装在前差动单元17的差速器箱23上，以作为用于转移来自于传动装置16的驱动以将该驱动输出至前车轴与后车轴的另一个上的构件。后输出构件27被形成为圆柱形状，并且同轴地设置有右前驱动轴26a，同时延伸入分动箱18。分动箱18具有外壳，该外壳共同用作前差动单元17的外壳，并且在外壳28中，安装在后输出元件27上的环形齿轮33与安装在传动轴13端部处的小齿轮34啮合，以便将后输出构件27的转动传输至传动轴13。前/后车轴传动单元由后输出构件27、环形齿轮33、小齿轮34以及类似零件构成。 

传动轴13由前传动轴13a和后传动轴13b构成，并且后传动轴13b连接于后差动单元19。左和右后齿轮驱动轴32连接于后差动单元19，从而通过传动装置16来自于发动机11的驱动分别经由多个后轮驱动轴32传递至多个后轮15。另外，电子控制联接器14设置在前传动轴13a与后传动轴13b之间，并且电子控制联接器14由控制器(ECU)30控制，从而根据需要起动运转，以便调节在前传动轴13a与后传动轴13b之间传输的转动力，从而可相对于发动机11到前轮12的动力传输来随意调节该发动机到后轮15的动力传输。 

另外，将分配控制器10设置于分动箱18的一侧。接下来，将利用图1详细描述分配控制器10。 

图1示出了分动箱18和分配控制器10。连接于前差动单元17(图2中示出)的后输出构件27从该图的左侧延伸并且通过轴承36可转动地支撑在外壳28上。后输出元件27具有中空结构，并且右前轮驱动轴26a同心且可转动地设置在该中空结构内部。接合部31设置于右前轮驱动轴26a的右侧，并且右前轮驱动轴26a通过接合部31(图2中示出)连接至右前轮12(a)(图2中示出)。 

如上所述，后输出构件27通过分动箱18内部中的环形齿轮33和小齿轮34与传动轴13啮合。适配后输出构件27右轴端部的内周表面以便以啮合的方式装配在形成于离合器箱37端部上的花毽(spline)上。 

离合器箱37形成为圆柱形状并且在其内部包括多个第一从动盘(clutch plate，或离合器盘)40，并且端壁41整体接合于离合器箱37的右端。端壁41形成为盘状以基本封闭离合器箱37的右端，并且该端壁通过密封材料39可转动地组装至离合器毂(clutch hub)38的外周表面上。 

离合器毂38借助于花键整体装配于右前轮驱动轴26a上，并且多个第二从动盘42安装在面对离合器箱37的离合器毂的外周表面上。交替设置第一从动盘40和第二从动盘42，以形成多盘离合器50。在多盘离合器50的右侧设置压盘(pressure plate)43，并且在压盘43与端壁41之间设置挤压机构44。 

另外，电磁线圈45设置在端壁41的左侧中。电磁线圈45安装在盘状安装底板(mounting substrate)46上，并且通过支撑件47与安装底板46一起固定于发动机的气缸体11a。电磁线圈45连接至控制单元30。根据需要，由来自控制单元30的起动信号或者通过驱动器或类似装置使电磁线圈45起动。 

端壁41通过轴承49以这样的状态可转动地安装在安装底板46上，即，端壁41由密封材料48密封，且因此，使得安装在安装底板46上的电磁线圈45以及端壁41相对彼此以电磁线圈45与端壁41相互面对的状态转动。此外，在端壁41的内周表面上设置轴承51，并且端壁41通过轴承51可转动地安装在离合器毂38上。 

将挤压机构44设置在多盘离合器50的侧面。挤压机构44由引导离合器(pilot clutch)52和凸轮机构53构成，并且使得引导离合器52越过端壁41面对磁性线圈45，该端壁处于引导离合器与磁性线圈之间。凸轮机构53包括形成在压盘53与圆盘54的相面对表面上的槽，槽以这样的方式形成：槽的深度随着它们沿周向方向的延伸而越来越浅，并且在由这些槽所限定的空间中设置球形单元55。 

压盘43与离合器毂38形成为一体，且圆盘54可相对于离合器毂38转动并且连接至引导离合器52。当给电磁线圈45通电从而使引导离合器54朝向端壁41被吸引时，随之，后输出构件27与前轮驱动轴26之间会产生转速差，圆盘54会被离合器箱37阻碍(drag)。然后，压盘53和圆盘54上的槽彼此沿周向方向移位，因 而球形单元55随之被这些槽的浅部保持，从而由于这些槽的浅部而产生的楔作用，压盘43和圆盘54沿轴向方向彼此分离。这沿轴向方向挤压多盘离合器55，以便限制后输出构件27与离合器毂38(即，右前轮驱动轴26a)之间所产生的转速差。 

控制单元30连接于设置在车辆A上的各种类型的传感器，这些传感器包括速度传感器、加速器踏板位置传感器、档位(gearposition)传感器、轮速传感器(图中均未示出)以及类似的传感器，并且控制单元30基于自传感器发送的检测值为电子控制联接器14和电磁线圈45通电。控制单元30通过控制电子控制联接器14来改变到达后轮的动力传输，并且控制单元30通过控制电磁线圈45来降低左前轮12(b)和右前轮12(a)之间所产生的转速差，从而防止车辆打滑或者使得车辆获得稳定的形式控制。 

因此，在之前所述的实施例中，多盘离合器50被用作前差速器17的分配控制器10，而且，多盘离合器50横向设置在分动箱18的外壳28外部，而电磁线圈45接合至固定于气缸体11a的支撑件47，该气缸体越过多盘离合器50位于分动箱18的相对侧上，从而无需扩大分动箱18的外壳28或传动装置16的壳体就可以改变限制特性，因而使得能够确保分配控制器10的组装，该分配控制器可应对前差动单元17上的运转条件的改变。 

应该注意的是，尽管在该防滑差速器中，分配控制器10由多盘离合器50、电磁线圈45、挤压机构44以及类似零件构成，但是本发明并不局限于此，且因此，可采用以不同方式构造的分配控制器。另外，尽管在该实施例中，采用本发明的四轮驱动车辆是基于FF(前发动机、前轮驱动)车辆而构造的，但本发明并不局限于这种结构，且因此，本发明可应用于基于FR(前发动机、后轮驱动)车辆以及基于RR(后发动机、后轮驱动)车辆而构造的四轮驱动车辆。 

Claims (2)

1.一种用于车辆的防滑差速器，所述防滑差速器包括：

发动机和传动装置，所述发动机和所述传动装置沿所述车辆的左右方向布置，所述传动装置包括输出轴；

差动机构，用于将来自所述发动机且经由所述传动装置传输的输出的一部分分配至一对左右前轮与一对左右后轮中的一对，作为分配后的输出；

分动机构，设置为沿所述左右方向比所述差动机构更靠近所述车辆的中心，并且用于将所述传动装置的输出的另一部分传输至所述一对左右前轮与所述一对左右后轮中的另一对；以及

分配控制器，用于控制分配后的输出，其中：

所述差动机构包括：

差速器箱，与所述传动装置的输出轴连接以被转动；

差动齿轮机构，容纳在所述差速器箱内并且用于产生所述分配后的输出；以及

一对驱动轴，每一个所述驱动轴均连接于所述差动齿轮机构并且沿所述左右方向延伸；

所述分动机构包括：

输出轴，连接于所述差速器箱并与所述驱动轴中的一个同轴设置；以及

传动轴，通过一对彼此啮合的齿轮连接于所述输出轴并沿所述车辆的前后方向延伸；

所述差动机构设置在所述分动机构的第一侧；

所述分配控制器设置在所述分动机构的与所述第一侧相对且设置有所述发动机的第二侧；并且

所述分配控制器包括离合器机构，所述离合器机构用于限制所述驱动轴中的一个与所述输出轴之间的差动作用并且设置在所述分动机构的外壳的外部；

所述离合器机构包括：

多盘离合器，设置在所述驱动轴中的一个与所述输出轴之间；以及

电磁线圈，用于使所述多盘离合器与所述驱动轴的一个和所述输出轴接合或脱离；并且

所述电磁线圈固定于所述发动机的气缸体。

2.根据权利要求1所述的车辆防滑差速器，其中：

所述电磁线圈设置在所述第二侧；并且

所述多盘离合器设置在所述电磁线圈与所述分动机构之间。

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