DE4009810A1 - Allradgetriebenes motorfahrzeug mit querliegendem motor - Google Patents
Allradgetriebenes motorfahrzeug mit querliegendem motorInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein allradgetriebenes Fahrzeug,
bei welchem der Motor im vorderen Motorraum querliegend ange
ordnet ist.
Die japanische Offenlegungsschrift mit der Veröffentlichungs-
Nr. 60-1 79 334 beschreibt beispielsweise allgemein ein allradge
triebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor, das derart
aufgebaut ist, daß das Mitteldifferentialgetriebe, welches das
Drehmoment vom Getriebe auf die Vorderräder und die Hinterräder
überträgt und ein Frontdifferentialgetriebe, das ein Teil des
Antriebsdrehmomentes von dem Mitteldifferentialgetriebe auf das
rechte und das linke Vorderrad überträgt, koaxial auf der Axial-
Linie der Vorderräder angeordnet sind, während sich vor diesen
Differentialgetrieben der Motor und das Getriebe befinden.
Bei dieser Ausgestaltung ist jedoch der Schwerpunkt der An
triebseinheit, bei welchem es sich um den Massenmittelpunkt
des Motors und des Getriebes handelt, vor der Vorderachse des
Fahrzeuges angeordnet, wodurch das Fahrzeuggewicht einseitig
auf den Vorderrädern lastet, mit dem Ergebnis eines nach
teiligen Einflusses auf die Fahrstabilität und andere Fahr
eigenschaften. Diese Einseitigkeit des Fahrzeuggewichtes auf
den Vorderrädern ist besonders problematisch bei starken Mo
toren, wie sie in den letzten Jahren zum Einsatz kommen.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein
allradgetriebenes Motorfahrzeug der eingangs genannten Art zur
Verfügung zu stellen, bei welchem das Fahrzeuggewicht nicht
einseitig auf den Vorderrädern des allradgetriebenen Motorfahr
zeugs mit querliegendem Motor lastet.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im
Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei
hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der
Unteransprüche verwiesen wird.
Gemäß der Erfindung sind das Frontdifferentialgetriebe und das
Mitteldifferentialgetriebe koaxial auf der Axiallinie der Vorder
räder angeordnet, wobei der Motor und das Untersetzungsgetriebe
querliegend eingebaut sind und sich hinter der Axiallinie der
Vorderräder befinden.
Da bei diesem Aufbau der Schwerpunkt der Antriebseinheit, der
der gemeinsame Massenmittelpunkt des Motors und des Getriebes
ist, sich hinter der Vorderachse befindet, wird die einseitige
Belastung der Vorderräder durch das Fahrzeuggewicht dahingehend
verändert, daß eine Entlastung eintritt, wobei der Massenmittel
punkt in rückwärtiger Richtung verschoben wird.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merk
male des allradgetriebenen Motorfahrzeugs ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung zweier verschiedener Ausführungs
beispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
Dabei zeigen im einzelnen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der
Erfindung, unter Darstellung des Hauptteils des
Allradantriebssystems, entlang der Schnittlinie A-A
der Fig. 5,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaues
eines allradgetriebenen Motorfahrzeuges mit der
Anordnung des Getriebes und der hiermit in Zusammen
hang stehenden Teile, wie sie entsprechend der
Schnittlinie A-A in Fig. 5 wiedergegeben sind,
Fig. 3 die Draufsicht auf den Motor und der entsprechenden
Teile der ersten Ausführungsform,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß dieser Aus
führungsform,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Positionsbe
ziehungen der einzelnen Elemente dieser Ausführungs
form, von der linken Fahrzeugseite aus gesehen,
Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung einer
zweiten Ausführungsform,
Fig. 7 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der
zweiten Ausführungsform und
Fig. 8 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung dieser
Ausführungsform.
Es soll zunächst eine nähere Beschreibung der ersten Aus
führungsform wiedergegeben werden.
Die Fig. 2 zeigt den Gesamtaufbau eines Allradantriebssystems
der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Bezugsziffer 1
bezeichnet eine Vierzylindermaschine, die sich im vorderen
Teil der Fahrzeugkarosserie befindet. Die Kurbelwelle 1 a,
bei welcher es sich um die Abtriebswelle des Motors 1 handelt,
liegt quer, d.h., sie erstreckt sich in Seitenrichtung des
Fahrzeuges. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet ein Zahnradgetriebe,
das sich quer auf der linken Seite des Motors 1 befindet. In
diesem Getriebe 2 ist innerhalb eines Getriebegehäuses eine
Getriebehauptwelle 5 angeordnet, die an die Kurbelwelle 1 a
des Motors 1 über ein Kupplungssystem 4 angeschlossen ist,
während eine Sekundärwelle 6 parallel zur Getriebehauptwelle
5 angeordnet ist. Durch Wechsel des Zahnradzuges zwischen den
beiden Wellen 5 und 6 wird das Untersetzungsverhältnis geändert.
Die Bezugsziffer 7 bezeichnet ein Mitteldifferentialgetriebe, das
das Drehmoment von dem Getriebe 2 auf die Vorderräder und die
Hinterräder verteilt. Die Bezugsziffer 8 identifiziert ein
Frontdifferentialgetriebe, das einen Teil des Antriebsdreh
momentes von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 auf das linke
bzw. das rechte Vorderrad 11 L bzw. 11 R über die Wellen 9 L bzw.
9 R und die Antriebswellen 10 L bzw. 10 R, bei welchen es sich um
die Achsen handelt, überträgt. Das Mitteldifferentialgetriebe 7 und das
Frontdifferentialgetriebe 8 sind koaxial zur Achse der Vorder
räder 11 L und 11 R angeordnet. Der Motor 1 und das Getriebe 2
befinden sich hinter den beiden Differentialgetrieben 7 und 8
in der Karosserie des Fahrzeugs.
Mit der Bezugsziffer 12 ist ein Übertragungsmechanismus be
zeichnet. Dieser Übertragungsmechanismus überträgt den ver
bleibenden Teil des Antriebsdrehmomentes von dem Mitteldiffer
entialgetriebe 7 auf eine Kardanwelle 13, die sich in Längs
richtung der Fahrzeugkarosserie zur hinteren Fahrzeugseite
erstreckt. Die Kardanwelle 13 umfaßt eine Mehrzahl von Wellen
13 a, 13 b (von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind),
die über Kreuzgelenke 17 miteinander in Verbindung stehen. Das
rückwärtige Ende der Kardanwelle 13 (der Wellenabschnitt 13 b)
ist an ein hinteres Differentialgetriebe 14 angeschlossen, das
das Antriebsdrehmoment auf das rechte bzw. linke Hinterrad 16 L
bzw. 16 R über die Achsen 15 L bzw. 15 R verteilt.
Die Fig. 1 zeigt den genauen Aufbau des Mitteldifferentialge
triebes 7, des Frontdifferentialgetriebes 8 sowie des Über
tragungsmechanismus 12. Wie die Fig. 1 zeigt, ist das Front
differentialgetriebe 8 mit einem Ritzelpaar 23 versehen, die
drehbar über eine Ritzelwelle 23 im Differentialgetriebe
gehäuse 21 gehalten sind, wobei ein Paar von Seitenrädern 24
jeweils mit einem Ritzel 23 kämmt und an einem Ende (dem inneren)
der rechten bzw. linken Welle 9 L bzw. 9 R befestigt sind. Das
Differentialgetriebegehäuse 21 ist drehbar auf den Achswellen 9 L,
9 R gehalten.
Das Mitteldifferentialgetriebe 7 umfaßt einen Planetenradmecha
nismus des Doppelritzeltyps mit einem Sonnenrad 31, das mit
einem Tellerrad 32 kämmt und die miteinander über die Ritzel 34
und 35 beider Systeme in Verbindung stehen, die von einem Ritzel
träger 33 gehalten sind. Das Tellerrad 32 erstreckt sich über
die rechte Seite des Differentialgetriebegehäuses 21 des Front
differentialgetriebes 8 und deckt diese Seite ab. Ein Zahnrad
32 a kämmt mit einem Ausgangszahnrad 6 a der Sekundärwelle 6 des
Getriebes 2 und ist an der äußeren peripheren Oberfläche des
linken Endbereiches des Tellerrades 32 ausgebildet, das dem
Sonnenrad 31 entspricht. Der Ritzelträger 33 ist mit dem Differ
entialgehäuse 21 des Frontdifferentialgetriebes 8 in der Weise
verbunden, daß sich der erstere einheitlich mit dem letzteren
dreht.
Der Übertragungsmechanismus 12 ist mit einem ersten Übertragungs
zahnrad 41 versehen, das einheitlich mit dem Sonnenrad 31 des
Mitteldifferentialgetriebes 7 ausgebildet ist, während ein
zweites Übertragungszahnrad 43 drehbar am linken Endbereich
einer Übertragungswelle 42 vorgesehen ist, und zwar in Quer
richtung des Fahrzeuges und parallel zu den Wellen 9 L und 9 R.
Es kämmt mit dem ersten Übertragungszahnrad 41, während ein
drittes und ein viertes Übertragungszahnrad 44 bzw. 45 vorge
sehen sind, die als Kegelräder ausgebildet sind, die die Drehung
der Übertragungswelle 42 auf eine Übertragungswelle 46 über
mitteln, die an die Kardanwelle 13 (Welle 13 a) angeschlossen ist.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Anordnung des Motors 1, des
Untersetzungsgetriebes 2 und der hiermit in Verbindung stehenden
Teile im vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie. Wie die Figuren
zeigen, werden der Motor 1 und das Getriebe 2 von Vorderrahmen
51 L und 51 R derart gehalten, daß die axiale Mitte P 1 der Kurbel
welle 1 a des Motors 1 und die Hauptwelle 5 des Getriebes 2 sich
in rückwartiger Richtung der Fahrzeugkarosserie vom Punkt P 2
und oberhalb des Punktes P 2 befinden, wobei es sich bei diesem
Punkt um die axiale Mitte der Achse der Vorderräder 11 L und 11 R
handelt (nämlich die Mitte des Mitteldifferentialgetriebes 7
und des Frontdifferentialgetriebes 8). Der Motor 1 ist derart
angeordnet, daß die Seite des Zylinderkopfes 1 b (die Oberseite)
diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in Richtung der
Kurbelwelle. Bei dem Punkt P 3 handelt es sich um die axiale
Mitte der Sekundärwelle 6 des Getriebes 2 und befindet sich in
Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie zwischen dem Punkt P 2, bei
welchem es sich um die axiale Mitte der Vorderachse handelt,
und P 1, der in der axialen Mitte der Kurbelwelle (Hauptwelle)
liegt. Der Punkt P 4 befindet sich in der axialen Mitte der
Übertragungswelle 42 und ist zwischen P 2, also der axialen
Mitte der Frontachse und P 1, also der axialen Mitte der Kurbel
welle, in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie und unterhalb
von P 1 und P 2 angeordnet. Das heißt, daß die Übertragungswelle
42 sich in dem sog. toten Raum zwischen der Kurbelwelle 1 a und
der Vorderachse (den Wellen 9 L, 9 R und der Antriebswellen 10 L
und 10 R) befindet. Von der Übertragungswelle 42 erstrecken sich
die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle 13 im wesent
lichen horizontal in Richtung auf die rückwärtige Fahrzeug
karosserie. Die Kardanwelle 13 ist in Längsrichtung der Karosser
ie unterhalb des Motors 1 angeordnet und verläuft an der Seite
(auf der dem Betrachter der Fig. 4 zugewandten Seite) einer Öl
wanne 61. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 und Fig. 2 be
findet sich die Übertragungswelle 42 vor den Wellen 9 L und 9 R
sowie den Antriebswellen 10 L und 10 R für den Vorderantrieb. Dies
liegt daran, daß die Fig. 1 und die Fig. 2, entsprechend der
Linie A-A der Fig. 5, abgeleitet sind, während tatsächlich sich
die Übertragungswelle 42 hinter der Vorderachse befindet.
In Fig. 3 und Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 52 ein Lenk
system. Dieses Lenksystem ist so aufgebaut, daß die Lenkkraft
des (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Lenkrades auf das
rechte und das linke Vorderrad 11 L bzw. 11 R über eine Lenkwelle
53, einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 sowie Spurstangen
55 usw. übertragen wird, um somit das rechte und das linke Vorder
rad 11 L und 11 R zu steuern. Die Lenkwelle 53 verläuft unterhalb
des Motors 1 von dem Fahrgastraum ausgehend und steht mit dem
Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 in Verbindung, der sich
vor dem Motor 1 befindet. Die Bezugsziffer 56 bezeichnet die
Aufhängung, die die Vorderräder 11 L und 11 R mit der Fahrzeug
karosserie (Vorderrahmen 51 L und 51 R) verbindet, während mit
der Bezugsziffer 57 ein Kühler identifiziert ist.
Da sich bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der
Motor 1 und das Getriebe 2 sich hinter der Achse der Vorderräder
11 L und 11 R (Wellen 9 L und 9 R und Antriebswellen 10 L und 10 R)
befindet, vermag diese Ausgestaltung die einseitige Belastung
der Vorderräder 11 L und 11 R durch das Fahrzeuggewicht zu ver
mindern, um somit zu einer Verbesserung der Laufstabilität bei
zutragen.
Da die Übertragungswelle 42 des Übertragungsmechanismus 12, die
die Antriebskraft von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 zur
Hinterradseite überträgt, innerhalb des sog. toten Raumes
zwischen der Achse der Vorderräder 11 L und 11 R und der Kurbel
welle 1 a des Motors 1 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie
angeordnet ist, vermag diese Anordnung der Übertragungswelle
42 und entsprechend die Anordnung des Übertragungsmechanismus
zu einer Verkürzung der Länge der Antriebseinheit einschließ
lich des Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in
Verbindung stehenden Teile in Längsrichtung und in Vertikal
richtung zu führen. Somit läßt sich ein kompakter Aufbau der
Antriebseinheit ausbilden. Darüber hinaus hat diese Anordnung
den Vorteil, daß die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle
13 leicht montiert werden könne, ohne daß man mit dem Motor 1
und dem Getriebe 2 in Konflikt gerät.
In den Fig. 6 bis 8 ist die zweite Ausführungsform der er
findungsgemäßen Ausgestaltung wiedergegeben. Bei dieser Aus
führungsform befindet sich die axiale Mitte P 4 der Übertragungs
welle 42, die sich in Querrichtung des Übertragungsmechanismus
erstreckt, welcher das Antriebsdrehmoment von dem Mitteldiffer
entialgetriebe 7 auf die Hinterräder überträgt, vor der axialen
Mitte P 2 der Vorderachse und unter den Punkten P 2 und P 1, bei
welchem es sich um die axiale Mitte der Kurbelwelle 1 a handelt.
Die Übertragungswelle 46 und die Kardanwelle 13 verlaufen im
wesentlichen horizontal in Richtung auf den rückwärtigen Karos
serieteil von der Übertragungswelle 42 an der Seite der Ölwanne
61 unter dem Motor 1. Der grundsätzliche Aufbau des Allrad
antriebssystems und der Ausgestaltung der Anordnungen des
Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in Verbindung
stehenden Teile ist der gleiche wie im Fall der ersten Aus
führungsform. Gleiche Bezugsziffern identifizieren die gleichen
Bauelemente, so daß sich eine nähere Beschreibung an dieser
Stelle erübrigt.
Auch bei der vorgenannten zweiten Ausführungsform befinden sich
der Motor 1 und das Getriebe 2 in der Mitte des Mitteldifferential
getriebes 7 und des Frontdifferentialgetriebes 8, d.h. hinter
dem Punkt P 2, welcher in der axialen Mitte der Achse der Vorder
räder 11 L und 11 R liegt, so daß damit die einseitige Be
lastung der Vorderräder 11 L und 11 R durch das Fahrzeuggewicht
vermindert werden kann, während sich die Laufstabilität hier
durch verbessern läßt.
Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben
werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig
lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß
verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne
dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Claims (8)
1. Allradgetriebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor,
dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) im vorderen Fahrzeug
bereich angeordnet ist, wobei ein Frontdifferentialgetriebe (8)
und ein Mitteldifferentialgetriebe (7) koaxial zur Achse der
Vorderräder (11 L, 11 R) angeordnet sind, während der Motor (1)
und ein Getriebe (2) sich hinter dem Frontdifferentialgetriebe
(8) und dem Mitteldifferentialgetriebe (7) befinden.
2. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Übertragungswelle (42) vorgesehen ist, die sich in Quer
richtung des Fahrzeuges erstreckt, zur Übertragung des Antriebs
drehmomentes von dem Mitteldifferentialgetriebe (7) auf die Hinter
räder (16 L, 16 R) zwischen der Achse der Vorderräder (11 L, 11 R)
und der Kurbelwelle (1 a) des Motors (1) in Längsrichtung der Fahr
zeugkarosserie und unterhalb der Kurbelwelle (1 a) des Motors
(1) angeordnet ist.
3. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Übertragungswelle (42), die sich in Querrichtung des Fahr
zeugs erstreckt und das Antriebsdrehmoment von dem Mittel
differentialgetriebe (7) auf die Hinterräder (16 L, 16 R) überträgt,
vor der Achse der Vorderräder (11 L, 11 R) und unter der Kurbel
welle (1 a) des Motors (1) angeordnet ist.
4. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sich das Untersetzungsgetriebe (2) hinter und oberhalb des
Mitteldifferentialgetriebes (7) befindet.
5. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lenkwelle (53) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie unter
halb des Motors (1) verläuft.
6. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kardanwelle (13) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie
unterhalb des Motors (1) verläuft.
7. Motorfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kardanwelle (13) seitlich der Ölwanne (61) unterhalb des
Motors (1) verläuft.
8. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Motor (1) derart angeordnet ist, daß die Seite des Zylinder
kopfes (1 b) diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in
Richtung der Kurbelwelle (1 a).
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