传动轴组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于提供两个部件之间的可驱动的旋转连接的传动轴，具体地，涉及作为驱动地连接机动公路车辆的驱动车轮至动力来源的机动车辆半轴使用的传动轴组件。
【背景技术】
[0002]具有更少数量的汽缸的发动机(例如两个和三个汽缸的发动机)的使用的增加，增加了点火频率扭转振动对乘客的舒适度的意义。在诸如双质量飞轮和/或平衡轴之类的阻尼技术由于成本问题而被排除的情况下，这种情况尤为突出。
[0003]要求传动轴具有低刚度是为了将车辆成员与低转速(RPM)、高扭矩驱动(被称为“超载运转”)下与扭转发动机振动隔离。在低转速、高负载驱动期间，40-50HZ的发动机主要顺序点火频率振动经由大面板中的空腔激发模式并且当振动通过驾驶员控制器和座位时通过变速器支架传输给车辆乘客。
[0004]传动轴刚度的降低减少了在合规条件下，主要是发动机和底盘支架的超载运转振动，从而减少了传输给客舱的振动的振幅，提高了乘客的舒适度。
[0005]高刚度的传动轴对减少低频率(2到8Hz)纵向车辆加速噪音或“抖动”(shuffle)是有利的。这种前后振荡运动对乘客来说是不舒适的，也可引起晕动病。抖动是由低刚度动力传动系统部件在瞬态操纵期间由车辆质量和扭矩来源施加在其上的力的扭转缠绕和解旋产生的。
[0006]增加传动轴的刚度通过增加合规条件下，主要是轮胎的运动提高阻尼率，并且增加了车辆自然抖动频率。这减少了振动的振幅降低到可感知的阈值以下的时间以及乘客承受较低舒适度的低频率的时间。增大的抖动频率和系统阻尼也能使校准操作性能方法不那么强烈地的被使用，增强了车辆响应驾驶员的加速要求的连通性和即时性。
[0007]因此，对传动轴具有相互矛盾的要求，因为使用具有单一扭转刚度的传动轴最佳地吸收高频率(40-50HZ)并传输低频率(2-8Hz)的运动是不可能的。
【发明内容】
[0008]本发明的一个目标是以简单且节省成本的方法提供传动轴组件，该传动轴组件通过优化动力传动系统吸收在不同频率范围中的不期望的振动的能力减少使用单一刚性传动轴需要的妥协。
[0009]根据本发明提供了一种传动轴组件，包括至少两个同轴布置的传动轴，它们靠近传动轴组件的第一端连接在一起以便阻止它们之间的相对转动，并且靠近传动轴组件的第二端通过可驱动的连接可操作地连接在一起以基于施加至传动轴组件的驱动扭矩的大小为传动轴组件提供至少两个不同的扭转刚度数值，其中传动轴组件的扭转刚度取决于各个传动轴的扭转刚度和用于通过传动轴组件传输扭矩的传动轴的数量。
[0010]两个同轴布置的传动轴靠近传动轴组件的第一端驱动地连接在一起，并且通过可驱动的连接在靠近传动轴组件的第二端是可连接在一起的，并且可驱动的连接可在第一操作模式中操作以为传动轴组件提供与第一扭转刚度值相等的扭转刚度以及可在第二操作模式中操作以为传动轴组件提供与第二扭转刚度值相等的扭转刚度，其中第二扭转刚度值大于第一扭转刚度值。
[0011 ] 在第一操作模式中，驱动力可通过传动轴组件经由传动轴中的仅一个传动轴进行传输，在第二操作模式中，驱动力可通过传动轴组件经由两个传动轴进行传输。
[0012]两个传动轴可包括一个布置在另一之中的第一传动轴和第二传动轴，在第一操作模式中，传动轴组件的扭转刚度与第一转动轴和第二传动轴中的一者的扭转刚度相等，在第二操作模式中，传动轴组件的扭转刚度可以与第一传动轴的扭转刚度和第二传动轴的扭转刚度的总和相等。
[0013]第一操作模式可能是这样一种模式，在该模式中，施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小低于预先设定的扭矩的极限值，并且第二操作模式可能是这样一种模式，在该模式中，施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小要高于预先设定的扭矩的极限值。
[0014]预加载的正扭矩可施加至两个传动轴并且基于施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小，可驱动的连接可以在三个模式中操作，当施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小低于预先设定的扭矩极限值而高于预加载扭矩值时，采用第一操作模式；当施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小高于预先设定的扭矩极限值时，采用第二操作模式；当施加至传动轴组件的正驱动扭矩的大小大于零而小于预加载扭矩的值时，采用第三操作模式。
[0015]在第一操作模式和第三操作模式中，驱动力可以通过传动轴组件经由传动轴中的仅一个传动轴被传输，在第二操作模式中，驱动力通过传动轴组件经由传动轴中的两个传动轴被传输。
[0016]两个传动轴可包括一个布置在另一之中的第一传动轴和第二传动轴，并且在第一操作模式中，传动轴组件的扭转刚度可以与第一转动轴和第二传动轴中的一个的扭转刚度相等，在第二操作模式和第三操作模式中，传动轴组件的扭转刚度与第一传动轴的扭转刚度和第二传动轴的扭转刚度的总和相等。
[0017]可以有两个传动轴，可驱动的连接可包括两个传动轴之间的机械空转连接，且机械空转连接可允许由于对传动轴组件施加的扭矩使得其中一个传动轴发生有限的角度偏移而不造成其他传动轴的角度偏移。
[0018]机械空转连接可包括驱动地连接至两个传动轴中的其中一个的一对端部止挡件，以及驱动地连接至两个传动轴中的另一个的驱动构件，以便带间隙地安置在两个端部止挡件之间。
[0019]两个端部止挡件可通过与在两个传动轴中的一个传动轴上形成的凹口和槽的其中一个的边缘圆周地分离间隔被形成。
[0020]可替代地，两个端部止挡件可通过与紧固至两个传动轴中的其中一个传动轴的C形环的周向间隔开的纵向边缘而形成。
[0021]驱动构件可通过被紧固在另一个传动轴上而被驱动地连接至两个传动轴的另一个传动轴。
[0022]驱动构件可通过与设置在另一个传动轴上的槽、孔口、凹口中的其中一个接合而被驱动地连接至两个传动轴的另一个传动轴。
[0023]两个传动轴中的一个传动轴可为管状传动轴，并且另一个传动轴可带有间隙地配合在此传动轴中。
[0024]传动轴组件可以是机动车辆半轴，其将机动车辆的变速器与机动车辆的车轮连接。
[0025]根据本发明的第二方面，提供了一种公路机动车辆，其具有驱动包括主减速器的变速器的动力源，其中，该变速器的主减速器通过根据本发明的所述第一方面构造的传动轴组件被连接至机动车辆的至少一个车轮。
[0026]机动车辆可具有两个驱动车轮，这两个驱动车轮可都通过各自的根据本发明的第一方面构造传动轴组件被连接至变速器的主减速器。
[0027]可替代地，机动车辆的所有驱动车轮都通过各自的根据本发明的第一方面构造的传动轴组件被连接至变速器。
【附图说明】
[0028]现在本发明将通过实例的方式进行描述，并参考如下附图，其中:
[0029]图1为根据本发明的第二方面具有包括根据本发明的第一方面构造的一对传动轴组件的动力传动系统的机动车辆的示意平面图；
[0030]图2为根据本发明的第一方面的穿过传动轴组件的纵向横截面；
[0031]图3a至图3d为在图1和图2上的箭头V的方向上的端视图，示出了在根据本发明的第一方面的第一个实施例布置时，在图2中示出的传动轴组件上施加不同大小的正的或向前驱动扭矩时的作用；
[0032]图4为根据本发明的第一方面的传动轴组件的在图1和图2中的箭头V方向的端视图，示出了施加负的或反向的驱动扭矩至根据本发明的第一方面的第一实施例布置的如图2所示的传动轴组件的作用；
[0033]图5示出了根据本发明的第一方面构造的传动轴组件的一端与等速万向接头连接的示例图；
[0034]图6a至6e所示为根据本发明的第一方面构造的传动轴组件的如图1和图2中所示箭头V方向的端视图，示出了在根据本发明的第一方面的第二实施例布置的如图2所示的传动轴组件上施加不同大小的正的或向前的驱动扭矩的作用；
[0035]图7示出了对于根据本发明的第一方面的所述第二实施例构造的传动轴组件关于零施加扭矩参考位置的角度位移和对于组合形成传动轴组件(DS)的内部传动轴(IS)和外部传动轴(0S)的对应的角位移与施加的扭矩之间的关系的图表；
[0036]图8a为对于典型的小型乘客车辆的图表，其示出了单个6000Nm/rad传动轴相对于零扭矩参考位置的角度位移之间的关系，以及在不同档位下当两个不同的发动机扭矩通过变速器施加在传动轴上时的发动机扭矩；
[0037]图8b是不出了用于产生在图8a的图表中不出的角度位移的传动比的表格；
[0038]图9a是示出了在第一档位中，当在单个6000Nm/rad的传动轴上施加lOONm的阶跃发动机扭矩时，车辆纵向加速度与时间之间的预测关系的对比图表，并且传动轴组件根据本发明的第一方面的第二实施例构造；
[0039]图9b是示出了在第二档位中，当在单个6000Nm/rad的传动轴上施加lOONm的阶跃发动机扭矩时，车辆纵向加速度与时间之间的预测关系的对比图表，并且传动轴组件根据本发明的第一方面的第二实施例构造；
[0040]图9c是示出了在第三档位中，当在单个6000Nm/rad的传动轴上施加lOONm的阶跃发动机扭矩时，车辆纵向加速度与时间之间的预测关系的对比图表，并且传动轴组件根据本发明的第一方面的第二实施例构造；
[0041]图9d是示出了在第四档位中，当在单个6000Nm/rad的传动轴上施加lOONm的阶跃发动机扭矩时，车辆纵向加速度与时间之间的预测关系的对比图表，并且传动轴组件根据本发明的第一方面的第二实施例构造；
[0042]图10a是如从传动轴组件的第二端所示的根据第一实施例的传动轴组件的示意端视图，示出了当对应于在图3a示出的情况没有扭矩被施加至传动轴组件时在传动轴组件的第一端上的参考点PRrf的位置；
[0043]图10b是根据第一实施例如从传动轴组件的第二端所示的传动轴组件的示意端视图，示出了在传动轴组件的第二端的内部传动轴上的零扭矩参考点位置和当对应于图3a中示出的情况没有扭矩被施加至传动轴组件时在内部传动轴上的参考点被采用的位置Ρδ(]Ι;
[0044]图10c是根据第一实施例如从传动轴组件的第二端所示的传动轴组件的示意端视图，示出了在传动轴组件的第二端的外部传动轴上的零扭矩参考点