专利名称：用于汽车特别是全轮驱动汽车的差速机构的制作方法
用于汽车特别是全轮驱动汽车的差速机构
本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的用于汽车特别是全轮驱动汽车的差速机构。
全轮驱动汽车具有一分动器，它将由发动机提供的转矩分配到前桥和后桥上。在两车桥的每一个上，附加地还需要一车轴传动装置或差速传动装置，它在转弯行驶时能够在弯道内车轮与弯道外车轮之间实现转速平衡。对于现代的全轮驱动汽车，常常提出这样的要求，即，转矩应该能完全可变地可分配到前桥和后桥上。虽然传统的汽车的车轴传动装置起到"转矩均衡"的作用，亦即总是将相同的转矩传递到两个输出轴上，然而，特别是对于全轮驱动汽车，越来越要求往一个车桥的两个车轮上实现一种个别化的亦即适配于相应行驶情况的转矩分配。
本发明的目的是提供一种用于汽车的差速机构-它能使传入的转矩任意地分配到两个从动轮上，-它特别适用于全轮驱动汽车，能将所具有的转矩任意地分配到前桥和后桥上，以及
-它可切换到"超速-模式"。
上述目的通过权利要求1的特征得以实现。由各从属权利要求可得知本发明的有利设计和发展。
本发明出发点是这样一种差速机构，它包括一驱动装置，该驱动装置例如可以由一驱动圆锥小齿轮构成。此驱动装置构成差速机构的"输入端"。当然，差速机构具有两个输出端，亦即一左边的输出轴和一右边的输出轴，以及一个可旋转地支承的"笼架"，该笼架由"驱动装置"驱动。笼架经由一左边的叠加传动装置耦联于左边的输出轴，以及经由一右边的叠加传动装置耦联于右边的输出轴。不同于传统差速机构，该差速机构还具有一个"双行星齿轮传动"。所述双行星齿轮传动又具有一个在笼架上设置的内齿轮，以及径向靠外的行星齿轮， 它们与所述内齿轮相啮合，还具有径向靠内的行星齿轮，它们与各径 向靠外的行星齿轮并与一齿轮相啮合，该齿轮与两输出轴中的一个"第 一，，输出轴连接，还具有一个行星架，各径向靠内的行星齿轮和各径 向靠外的行星齿轮支承在该行星架上。所述行星架相对于一条由两输 出轴所构成的轴线可旋转地设置。
本发明的核心在于，行星架经由一离合器可耦联于两输出轴中的 "第二"输出轴。
优选地，为两叠加传动装置中的每一个叠加传动装置分别配置一 个叠加传动离合器，该叠加传动离合器分别为此设置，即，接通或断 开在笼架与相应输出轴之间所配置的转矩路线。
通过总共这三个组合于差速机构中的离合器，能得到不同的运行
工况，结合附图对它们作更加详细地说明。其中
图1 按照本发明的差速机构的示意图； 图2全轮驱动汽车，带有按图1的后桥传动装置； 图3、 4图1所示差速机构的不同运行工况的示意图。 图l示出了一差速机构l，它安置于壳体2中并且它具有一个包 括圆锥小齿轮4的传动输入端3以及一左边的输出轴5和一右边的输 出轴6。圆锥小齿轮4与一盘形齿轮7相啮合，该盘形齿轮设置在"笼 架"8上。笼架8围绕一轴线9可旋转地设置于壳体2中。
笼架8具有一内齿轮10，该内齿轮是双行星齿轮传动11的部件。 除内齿轮10外，双行星齿轮传动11还具有径向靠外的行星齿轮12 和径向靠内的行星齿轮13。径向靠外的行星齿轮12与内齿轮10以及 与各径向靠内的行星齿轮13相啮合。各径向靠外的行星齿轮12和各 径向靠内的行星齿轮13可旋转地设置在一个共同的系杆或行星架14 上。行星架14则又相对于轴线9可旋转地设置在壳体2中。径向靠内 的行星齿轮13还与一齿轮15啮合，该齿轮15旋转固定地与左边的输 出轴5连接。
此外，差速机构1还具有一左边的叠加传动装置16和一右边的叠加传动装置17。左边的叠加传动装置16具有一行星齿轮轴18，它可 旋转地设置在一系杆19上，该系杆则又相对于轴线9可旋转地设置在 传动装置壳体2中并且借助于第一离合器K1能够相对于壳体2固定。 在行星齿轮轴18上，可旋转地设置了两个彼此旋转耦联的中间齿轮 20、 21。中间齿轮20与一齿轮22相啮合，该齿轮22与笼架8连接或 设置在笼架8上。中间齿轮21与一旋转固定地连接于输出轴5的齿轮 23相啮合。
叠加传动装置17是"对称地"构造的，并且具有一行星齿轮轴 24，该行星齿轮轴支承在一系杆25上，系杆25则又借助于离合器K2 可相对壳体2固定。在行星齿轮轴24上，设置了两个彼此旋转耦联的 中间齿轮26、 27。中间齿轮27与一齿轮28相啮合，该齿轮28与笼 架8连接或设置在笼架8上。而中间齿轮26则与一齿轮29相啮合， 该齿轮旋转固定地与右边的输出轴6连接。
结合图3、 4进一步详细地说明差速机构1的功能。
图2示出全轮驱动汽车30，其包括前轮31、 32和后轮33、 34。 全轮驱动汽车30由内燃机35通过一个在其上法兰方式连接的变速箱 36进行驱动，其中，该变速箱例如可以是自动变速箱、手动换档变速 箱、自动化的手动换档变速箱等。
在变速箱36上通过法兰连接着一个分动器37，它将变速箱36的 传动输出端持久耦联于前桥差速器38。"持久"在这方面意味着，分 动器37例如经由一链传动或一齿轮传动级耦联于前桥差速器38，并 且无可切换之离合器地设定一个在分动器37与前轮31、 32之间的转 矩路线。
通过万向轴39，分动器37与图1所示的差速机构1的传动输入 端3相耦联。
借助图3、 4中所示的图表，更详细地说明图1所示差速机构1 的功能方式。
在第一运行工况中，两离合器Kl和K2是脱开的，而离合器K3 是接合的。如由图3的图表第一行可见，经由传动输入端3传入差速机构1中的转矩被平均地分配给两个输出轴5、 6。因此，差速机构1 在该运行工况下起到转矩均衡的作用，类似于传统的差速机构。从全 部三个离合器K1、 K2、 K3都脱开的工况开始，可以在单纯后轮驱动 的汽车中进行起动(起步)。在具有全轮驱动的汽车中，通过离合器 K3的逐步的接合将转矩从前桥向后桥"分流"。
在图3的图表第二行中示出了这样一种工况，在该工况，通过离 合器Kl的部分接合实现一种"不对称的"转矩分配。在该运行工况 下离合器K1是部分接合的，离合器K2是脱开的，而离合器K3是接 合的。从通过输入轴3传入的转矩，其为例如1000Nm，将例如200Nm 的部分转矩分流到左边的叠加传动装置16。剩余800Nm大的转矩通 过双行星齿轮传动11被等分地分配给左边的和右边的输出轴5或6。 因此，右边的输出轴6的输出转矩在该实例中为400Nm,而左边的输 出轴5的输出转矩为600Nm，因为经由叠加传动装置16分流的200Nm 也同样被供给左边的输出轴5。
因此，可以通过离合器Kl的部分接合，针对性地将转矩从右边 的输出轴"移动"到左边的输出轴，由此在临界行驶工况下能使汽车 稳定或者在驶过具有p分离条件(n-Spmbedingungen)的车行道时改 善牵引状况。
在图3的图表第三行中示出相反的情况，其中，离合器K1是脱 开的，离合器K2是部分接合的，离合器K3也同样是接合的。通过离 合器K2的部分接合，可以将转矩从左边的输出轴"移动"到右边的 输出轴6。功能原理与图3的图表第二行是相同的。
图4的图表第一行描述了这样一种工况，其中，三个离合器K1、 K2、 K3都是完全脱开的。这便导致经由后轮33、 34不可能传递转 矩。因此，在前轮驱动的汽车中，全部三个离合器K1、 K2、 K3的脱 开致使由变速箱36提供的所有转矩经由前桥差速器38被传递到两 个前轮，而两个后轮33、 34则"无驱动地"跟着运行。
在这种运行工况下，后轮驱动的汽车就会停驶，即，其未被驱动。
图4的图表第二行示出一种所谓"超速，，工况。在超速工况下，两离合器K1、 K2是接合的，而离合器K3是脱开的。因此，两叠加 传动装置16、 17都产生一个附加的"超速"传动比，亦即达到快速的 传动比。
权利要求
1.差速机构(1)，包括驱动装置(3)，特别是一驱动圆锥小齿轮(4)；左边的输出轴(5)和右边的输出轴(6)；可旋转地支承的笼架(8)，该笼架由驱动装置(3、4)驱动，并且该笼架经由一左边的叠加传动装置(16)耦联于左边的输出轴(5)以及经由一右边的叠加传动装置(17)耦联于右边的输出轴(6)；双行星齿轮传动(11)，它具有在笼架(8)上设置的内齿轮(10)，以及径向靠外的行星齿轮(12)，它们与所述内齿轮(10)相啮合，径向靠内的行星齿轮(13)，它们与各径向靠外的行星齿轮(12)并与一齿轮(15)相啮合，该齿轮(15)与两输出轴中的一个第一输出轴(5)连接，以及行星架(14)，各径向靠内的行星齿轮和各径向靠外的行星齿轮(12、13)支承在该行星架上；其特征在于，所述行星架(14)经由一离合器(K3)可耦联于两输出轴(5、6)中的第二输出轴。
2. 按照权利要求1所述的差速机构，其特征在于，为两叠加传动 装置(16、 17)中的每一个叠加传动装置分别配置一个叠加传动离合 器(K1、 K2)，该叠加传动离合器分别为此设置，即，接通或断开在 笼架(8)与相应输出轴(5、 6)之间所配置的转矩路线。
3. 按照权利要求1或2所述的差速机构，其特征在于，两叠加传 动装置(16、 17)的每一个叠加传动装置分别具有一个中间轴(18、 24)，该中间轴带有第一和第二中间齿轮(20、 21， 26、 27)，其中，两中间齿轮(20、 21， 26、 27)相互S走转耦联并且可旋转地设置 在所述中间轴(18、 24)上，其中一个中间齿轮(20、 27)经由一笼架啮合部(22、 28)旋转耦联于笼架(8)，第二中间齿轮(21、 27)经由一输出轴啮合部(23、 29)耦联于 两输出轴(5、 6)之一。
4. 按照权利要求3所述的差速机构，其特征在于，两叠加传动装 置(16、 17)中的每一个叠加传动装置的中间轴(18、 24)分别可旋 转地设置在一系杆(19、 25)上，该系杆则又围绕一个由两输出轴(5、 6)所构成的轴线(9)可旋转地设置，其中，通过相应叠加传动离合 器(Kl、 K2)的接合可固定相应的系杆(19、 25)。
5. 汽车，其包括由按照权利要求1至4之一项所述的差速机构构 成的车轴传动装置。
全文摘要
一种差速机构，包括驱动装置，特别是一驱动圆锥小齿轮；左边的输出轴和右边的输出轴；可旋转地支承的笼架，该笼架由驱动装置驱动，并且该笼架经由一左边的叠加传动装置耦联于左边的输出轴以及经由一右边的叠加传动装置耦联于右边的输出轴；双行星齿轮传动，它具有在笼架上设置的内齿轮，以及径向靠外的行星齿轮，它们与所述内齿轮相啮合，径向靠内的行星齿轮，它们与各径向靠外的行星齿轮并与一齿轮相啮合，该齿轮与两输出轴中的一个第一输出轴连接，以及行星架，各径向靠内的行星齿轮和各径向靠外的行星齿轮支承在该行星架上。所述行星架经由一离合器可耦联于两输出轴中的第二输出轴。
文档编号F16H48/30GK101680519SQ200880013568
公开日2010年3月24日 申请日期2008年7月15日 优先权日2007年8月10日
发明者W·内泽 申请人:宝马股份公司