CN111572342A - 车辆的动力传动系 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆的动力传动系。动力传动系可以包括：驱动齿轮、输出轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮、第一离合器和第二离合器、两个驱动轴以及第三离合器；所述输出轴配置为使差速器连接至输出轴；所述驱动齿轮设置于输入轴；所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮可旋转地设置于输出轴，以与驱动齿轮啮合，从而形成各自的挡位级；所述两个驱动轴设置为在差速器的相对两侧输出动力；所述第三离合器设置为在经由第二离合器连接至输出轴的时通过沿着输入轴的轴向方向滑动来改变两个驱动轴中所选择的驱动轴、第二从动齿轮以及输出轴之间的连接关系。

Description

车辆的动力传动系
技术领域
本发明一般涉及车辆的动力传动系。更具体地，本发明涉及车辆的动力传动系的配置，该动力传动系具有限滑差速器(limited slip differential，LSD)功能。
背景技术
在车辆的动力传动系中，差速器是必要的，但是在低摩擦道路或不平整道路上，车辆无法通过差速作用来驱动。为了解决这个问题，需要在动力传动系中具有LSD功能。
动力传动系配置为实现LSD功能并且在具有简单的结构的同时具有较低的动力传递损耗，从而确保较高的动力传递效率。
在本发明的背景技术部分中包括的信息仅仅用于加强对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种车辆的动力传动系，所述动力传动系配置为具有简单结构的同时实现LSD功能，并且通过使车辆行驶期间的动力传递损失最小化来确保较高的动力传递效率，从而提高驱动性能、燃料经济性以及车辆的行驶里程。
本发明的各个方面致力于提供一种车辆的动力传动系，所述动力传动系包括：输入轴、驱动齿轮、输出轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮、第一离合器、第二离合器、两个驱动轴以及第三离合器；所述驱动齿轮设置于输入轴；所述输出轴与输入轴平行地布置，并且配置为使差速器连接至输出轴；所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮可旋转地设置于输出轴，以与驱动齿轮啮合，从而形成各自的挡位级；所述第一离合器配置为将第一从动齿轮选择性地连接至输出轴；所述第二离合器配置为将第二从动齿轮选择性地连接至输出轴；所述两个驱动轴设置为在差速器的相对两侧输出动力；所述第三离合器配置为在经由第二离合器连接至输出轴时，通过沿着输入轴的轴向方向滑动来改变两个驱动轴中所选择的驱动轴、第二从动齿轮以及输出轴之间的连接关系。
第三离合器可以包括：主套筒和副套筒，所述主套筒花键连接至毂部，所述毂部经由第二离合器连接至输出轴；所述副套筒设置为在轴向方向上的滑动受到约束的同时相对于主套筒可旋转。
主套筒可以设置有配置为与所选择的驱动轴选择性地接合的第一花键，以及配置为与第二从动齿轮选择性地接合的第二花键；所述副套筒可以设置有配置为与输出轴选择性地接合的第三花键，以及配置为与第二从动齿轮选择性地接合的第四花键。
主套筒可以配置为可滑动至沿着轴向方向依次设置的五个分立的位置；五个位置依次为1lsd位置、1位置、N位置、2位置以及2lsd位置；随着主套筒移动至每个位置，位于1lsd位置时，第一花键可以与所选择的驱动轴接合；位于1位置时，没有花键可以接合；位于N位置时，第二花键可以与第二从动齿轮接合；位于2位置时，第三花键可以与输出轴接合，第四花键可以与第二从动齿轮接合，以将第二从动齿轮直接连接至输出轴；位于2lsd位置时，第三花键可以与输出轴接合，第四花键可以与第二从动齿轮接合，第一花键可以与所选择的驱动轴接合。
所选择的驱动轴可以设置有当主套筒位于1lsd位置时与第一花键接合的第一接合部；以及当主套筒位于2lsd位置时与第一花键接合的第二接合部；第一接合部和第二接合部沿着轴向方向相互间隔开。
第二从动齿轮可以设置有当主套筒位于N位置时与第二花键接合的第三接合部；以及当主套筒位于2位置和2lsd位置时与第四花键接合的第四接合部；第三接合部和第四接合部在径向方向相互间隔开。
输入轴可以整体地设置有与第一从动齿轮啮合的第一驱动齿轮；输入轴可以整体地设置有与第二从动齿轮啮合的第二驱动齿轮；并且，由第一驱动齿轮和第一从动齿轮形成的传动比可以大于由第二驱动齿轮和第二从动齿轮形成的传动比。
第一离合器和第二离合器中的每一个可以由摩擦式离合器构成。
本发明配置为具有简单结构的同时实现LSD功能，并且通过使车辆行驶期间的动力传递损失最小化来确保较高的动力传递效率，从而提高驱动性能、燃料经济性以及车辆的行驶里程。
本发明的方法和装置具有的其它的特性和优点将通过并入本文中的附图和随后的具体实施方式显而易见，或者将在附图和具体实施方式中进行更详细地陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1A和图1B为示例性地示出根据本发明示例性实施方案的车辆的动力传动系的结构的示意图；
图2A和图2B为示例性地示出图1A和图1B的动力传动系实现第一挡位操作模式的状态的示意图；
图3A和图3B为示例性地示出图1A和图1B的动力传动系实现第一挡位-LSD操作模式的状态的示意图；
图4A和图4B为示例性地示出图1A和图1B的动力传动系实现第二挡位操作模式的状态的示意图；
图5A和图5B为示例性地示出图1A和图1B的动力传动系实现第二挡位-LSD操作模式的状态的示意图；
图6A和图6B为示例性地示出通过图1A和图1B的动力传动系从第一挡位换挡到第二挡位的过程的示意图。
应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，相同的附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例呈现在附图中并描述如下。尽管本发明将与本发明的示例性实施方案相结合进行描述，但是应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不但覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细地描述。
参考图1A和图1B，根据本发明示例性实施方案的车辆的动力传动系的示例性实施方案可以包括：输入轴IN、第一驱动齿轮D1、第二驱动齿轮D2、输出轴OUT、第一从动齿轮P1、第二从动齿轮P2、第一离合器CL1、第二离合器CL2、两个驱动轴DS以及第三离合器CL3；所述输入轴IN接收动力；所述第一驱动齿轮D1和所述第二驱动齿轮D2设置在输入轴IN上；所述输出轴OUT与输入轴IN平行布置，并且配置为使差速器DF连接至输出轴OUT；所述第一从动齿轮P1和所述第二从动齿轮P2可旋转地设置在输出轴OUT上，以与第一驱动齿轮D1和第二驱动齿轮D2啮合从而形成各自的挡位级；所述第一离合器CL1设置为将第一从动齿轮P1选择性地连接至输出轴OUT；所述第二离合器CL2设置为将第二从动齿轮P2选择性地连接至输出轴OUT；所述两个驱动轴DS设置为在差速器DF的相对两侧输出动力；所述第三离合器CL3设置为在经由第二离合器CL2连接至输出轴OUT时，通过沿着输入轴IN的轴向方向滑动来改变两个驱动轴DS中所选择的驱动轴、第二从动齿轮P2以及输出轴OUT之间的连接关系。
换句话说，本发明的示例性实施方案配置为经由第一从动齿轮P1或第二从动齿轮P2将来自输入轴IN的动力选择性地传递至输出轴OUT，以实现两个挡位级，并且传递至输出轴OUT的动力经由差速器DF和两个传动轴DS传递至两个驱动车轮。
在本发明的示例性的实施方案中，在图中，所选择的驱动轴是连接至左驱动车轮的左驱动轴，但是也可以将连接至右驱动车轮的驱动轴配置为所选择的驱动轴。
第一离合器CL1和第二离合器CL2中的每一个均由摩擦式离合器构成，并且第三离合器CL3由啮合式离合器构成。
摩擦式离合器可以是干式或湿式离合器，其配置为通过调整离合器的接合力来改变离合器的摩擦力，从而，可以连续地改变通过离合器传递的扭矩；啮合式离合器是指例如牙嵌式离合器和同步啮合装置的离合器，其配置为在齿轮相互啮合时传递动力，并且一旦齿轮啮合，则不需要外部动力来维持啮合状态。
第三离合器CL3包括：主套筒MSB和副套筒SSB；所述主套筒MSB花键联接至毂部HB，毂部HB经由第二离合器CL2连接至输出轴OUT；所述副套筒SSB在轴向方向上的滑动受到约束的同时相对于主套筒MSB可旋转地设置。
主套筒MSB设置有第一花键SP1和第二花键SP2；所述第一花键SP1配置为与所选择的驱动轴DS选择性地接合；所述第二花键SP2配置为与第二从动齿轮P2选择性地接合。
副套筒SSB设置有第三花键SP3和第四花键SP4；所述第三花键SP3配置为与输出轴OUT选择性地接合；所述第四花键SP4配置为与第二从动齿轮P2选择性地接合。
参考图1A至图6B，主套筒MSB配置为可滑动到沿轴向方向依次设置的五个分立的位置；五个位置依次为1lsd、1、N、2和2lsd的位置，并且随着主套筒MSB移动到每个位置，位于1lsd位置时，第一花键SP1与所选择的驱动轴DS接合；位于1位置时，没有花键接合；位于N位置时，第二花键SP2与第二从动齿轮P2接合；位于2位置时，第三花键SP3与输出轴OUT接合，并且第四花键SP4与第二从动齿轮P2接合，以将第二从动齿轮P2直接连接至输出轴OUT；位于2lsd位置时，第三花键SP3与输出轴OUT接合，第四花键SP4与第二从动齿轮P2接合，并且第一花键SP1与所选择的驱动轴DS接合。
所选择的驱动轴DS设置有当主套筒MSB位于1lsd位置时与第一花键SP1接合的第一接合部CP1，以及当主套筒MSB位于2lsd位置时与第一花键SP1接合的第二接合部CP2，第一接合部和第二接合部在轴向方向上相互间隔。
第二从动齿轮P2设置有当主套筒MSB位于N位置时与第二花键SP2接合的第三接合部CP3，以及当主套筒MSB位于2位置和2lsd位置时与第四花键SP4接合的第四接合部CP4，第三接合部和第四接合部在径向方向上相互间隔。
输入轴IN一体地设置有与第一从动齿轮P1啮合的第一驱动齿轮D1，输入轴IN一体地设置有与第二从动齿轮P2啮合的第二驱动齿轮D2，并且由第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1形成的传动比大于由第二驱动齿轮D2和第二从动齿轮P2形成的传动比。
换句话说，当第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1形成第一挡位级时，第二驱动齿轮D2和第二从动齿轮P2形成第二挡位级。
作为参考，图1A和图1B所示的差速器DF是指直齿轮差速器(spur-geardifferential)，但是本发明不限于此，并且也可以使用利用锥型齿轮或行星齿轮***的通用的差速器配置。
此外，第一离合器CL1、第二离合器CL2和第三离合器CL3配置为由单独的控制器控制，形成第三离合器CL3的主套筒MSB配置为通过传统机构(其中，单独的致动器使换挡拨叉线性移动)沿着输入轴IN的轴向方向在毂部HB上线性滑动。
图2A和图2B示出本发明的动力传动系实现1-速度挡位的状态，其中，由于主套筒MSB位于1位置，主套筒MSB的花键和副套筒SSB的花键都不接合，通过接合的第一离合器CL1，输入轴IN的动力经由第一驱动齿轮D1和第一从动齿轮P1传递至输出轴OUT，并且1-速度挡位的动力经由两个传动轴DS输出至驱动车轮。
图3A和图3B示出本发明的动力传动系实现第一LSD速度挡位的状态，其中，如上所述，在第一离合器CL1接合并且1-速度挡位的动力经由差速器DF输出的状态下，由于主套筒MSB位于1lsd位置，第一花键SP1与所选择的驱动轴的第一接合部CP1接合，所以当控制第二离合器CL2的摩擦力时，相应地改变输出轴OUT与所选择的驱动轴DS之间的摩擦力以执行LSD功能。
例如，在上述状态下，当第二离合器CL2完全接合时，输出轴OUT和两个驱动轴DS实质上结合为一体并且以相同的速度旋转，从而完全限制了差速器DF的差动作用。
图4A和图4B示出本发明的动力传动系实现2-速度挡位的状态，其中，由于主套筒MSB位于2位置，第三花键SP3与输出轴OUT接合并且第四花键SP4与第二从动齿轮P2接合，于是，第二从动齿轮P2直接连接至输出轴OUT。
从而，输入轴IN的动力通过第二驱动齿轮D2和第二从动齿轮P2换挡为第二传动比，并且通过差速器DF输出。
图5A和图5B示出本发明的动力传动系实现第二LSD速度挡位的状态，其中，因为主套筒MSB位于2lsd位置，就像在2-速度挡位，第三花键SP3仍然与输出轴OUT接合并且第四花键SP4仍然与第二从动齿轮P2接合，使第二从动齿轮P2直接连接至输出轴OUT从而形成2-速度挡位，并且在该状态下，由于第一花键SP1与所选择的驱动轴DS接合，当控制第二离合器CL2的摩擦力时，输出轴OUT直接连接至所选择的驱动轴DS，从而执行LSD功能。
同时，图6A和图6B示出了通过动力传动系从第一挡位换挡至第二挡位的过程，其中，由于主套筒MSB位于N位置，第二花键SP2与第二从动齿轮P2接合。
在该状态下，由于第一离合器CL1经由第一从动齿轮P1和第一驱动齿轮D1连接至输入轴IN，并且第二离合器CL2经由第二从动齿轮P2和第二驱动齿轮D2连接至输入轴IN(上述连接是并列结构)，所以，在离合器到离合器的换挡中，通过将第一离合器CL1和第二离合器CL2中的一个接合同时松开另一个来执行换挡，能够实现离合器-离合器换挡(clutch-clutch shifting)，从而可以在没有扭矩中断的情况下实现第一挡位与第二挡位之间的平稳换挡。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内”、“外”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“内侧”、“外侧”、“向前”、“向后”用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接二者。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。它们并不旨在成为穷举的，或者将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。所选择并描述的示例性实施方案是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (8)

1.一种车辆的动力传动系装置，所述动力传动系装置包括：
输入轴，其接收动力；
第一驱动齿轮和第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮和所述第二驱动齿轮设置于所述输入轴；
输出轴，其与所述输入轴平行地安装，并且配置为使差速器连接至输出轴；
第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一从动齿轮和所述第二从动齿轮能够旋转地设置于所述输出轴，以分别与所述第一驱动齿轮和所述第二驱动齿轮啮合，从而形成各自的挡位级；
第一离合器，其配置为将所述第一从动齿轮选择性地连接至所述输出轴；
第二离合器，其配置为将所述第二从动齿轮选择性地连接至所述输出轴；
第一驱动轴和第二驱动轴，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴与所述差速器接合，并且设置为在所述差速器的相对两侧输出动力；
第三离合器，其配置为在经由第二离合器连接至输出轴时，通过沿着输入轴的轴向方向滑动来改变第一驱动轴和第二驱动轴中所选择的驱动轴、第二从动齿轮以及输出轴之间的连接关系。
2.根据权利要求1所述的车辆的动力传动系装置，其中，所述第三离合器包括：
主套筒，其花键连接至毂部，所述毂部经由第二离合器连接至输出轴；
副套筒，其设置为在轴向方向上的滑动受到约束的同时相对于所述主套筒能够旋转。
3.根据权利要求2所述的车辆的动力传动系装置，其中，
所述主套筒设置有配置为与所选择的驱动轴选择性地接合的第一花键，以及配置为与第二从动齿轮选择性地接合的第二花键；
所述副套筒设置有配置为与输出轴选择性地接合的第三花键，以及配置为与第二从动齿轮选择性地接合的第四花键。
4.根据权利要求3所述的车辆的动力传动系装置，其中，
所述主套筒配置为能够滑动至沿轴向方向依次设置的五个分立的位置；
五个位置依次为1lsd位置、1位置、N位置、2位置以及2lsd位置；
其中，
当主套筒位于1lsd位置时，所述第一花键与所选择的驱动轴接合；
当主套筒位于1位置时，所述第一花键不与所选择的驱动轴接合，所述第二花键不与第二从动齿轮接合，所述第三花键不与输出轴接合，所述第四花键不与第二从动齿轮接合；
当主套筒位于N位置时，所述第二花键与第二从动齿轮接合；
当主套筒位于2位置时，所述第三花键与输出轴接合，所述第四花键与第二从动齿轮接合，以将第二从动齿轮直接连接至输出轴；
当主套筒位于2lsd位置时，所述第三花键与输出轴接合，所述第四花键与第二从动齿轮接合，所述第一花键与所选择的驱动轴接合。
5.根据权利要求4所述的车辆的动力传动系装置，其中，
所述所选择的驱动轴设置有第一接合部以在主套筒位于1lsd位置时与第一花键接合；
所述所选择的驱动轴设置有第二接合部以在主套筒位于2lsd位置时与第一花键接合；
所述第一接合部和所述第二接合部沿着轴向方向相互间隔开。
6.根据权利要求4所述的车辆的动力传动系装置，其中，
所述第二从动齿轮设置有第三接合部以在主套筒位于N位置时与第二花键接合；
所述第二从动齿轮设置有第四接合部以在主套筒位于2位置和2lsd位置时与第四花键接合；
所述第三接合部和所述第四接合部沿着径向方向相互间隔开。
7.根据权利要求1所述的车辆的动力传动系装置，其中，
由所述第一驱动齿轮和所述第一从动齿轮形成的传动比大于由所述第二驱动齿轮和所述第二从动齿轮形成的传动比。
8.根据权利要求1所述的车辆的动力传动系装置，其中，
所述第一离合器和所述第二离合器中的每一个由摩擦式离合器构成。
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