一种汽车及其分动器的制作方法

本发明涉及汽车配件技术领域，更具体地说，涉及一种分动器，本发明还涉及具有上述分动器的一种汽车。

背景技术：

分动器是一齿轮传动系，其具有输入轴和多个输出轴。分动器的输入轴直接或通过万向传动装置与变速器的输出轴连接，而分动器的不同输出轴，则分别经万向传动装置与汽车的不同驱动桥连接。

目前，四驱SUV车型按照发动机的布置，可以分为基于FF(汽车的发动机前置，并且前轮驱动)的四驱系统和基于FR(汽车的发动机前置，并且后轮驱动)的四驱系统。而在这其中，基于FR的四驱系统按其四驱形式可以分为全时四驱、适时四驱和分时四驱的三种驱动形式。基于上述三种驱动形式的全时四驱分动器、适时四驱分动器和分时四驱分动器，其工作原理分别为：

全时四驱分动器是将动力通过其两个输出轴(分动器一般都具有两个输出轴，本申请中将两个输出轴分别称为前输出轴和后输出轴)同时且持续的传递至前驱动桥和后驱动桥中，使前驱动桥将动力(扭矩)持续传递至前轮上，后驱动桥将动力持续传递至后轮上，从而实现汽车的四个车轮均持续有动力输出。全时四驱分动器的此种工作状态称为全时四驱模式。

适时四驱分动器可以实现单一输出轴的动力输出，也可以使两个输出轴同时进行动力输出，当适时四驱分动器仅后输出轴输出动力时，后输出轴将动力传递至后驱动桥中，此时汽车为两驱工作模式，当汽车具有驱动需要时，汽车中的控制单元能够控制适时四驱分动器改变工作状态，使汽车进入到AUTO模式，控制单元控制从变速器传来的扭矩在0:100到50:50的比例范围内，将扭矩分配给前输出轴和后输出轴，使前输出轴也进行动力输出，从而实现两驱和四驱状态的自动切换。上述适时四驱分动器的两种工作状态分别称为适时两驱模式和适时四驱模式。

分时四驱分动器也具有两种工作模式，即分时两驱模式和分时四驱模式，并且该分时两驱模式，与上述的适时两驱模式的工作方式相同，该分时四驱模式与上述的全时四驱模式的工作方式相同，区别点在于，分时两驱模式和分时四驱模式的切换操作是由驾驶员来完成，而非自动切换。

上述的全时四驱分动器、适时四驱分动器和分时四驱分动器，虽然各自可以满足不同的驱动需求，但是，每一种分动器的功能都较为单一，并且均存在着各自的缺点：全时四驱分动器由于始终对汽车的四个车轮持续输出动力，所以导致汽车的油耗较高；适时四驱分动器由于汽车行驶过程中不是始终为适时四驱模式，所以汽车在极端路况中行驶时(例如泥泞路段会造成汽车的驱动轮打滑)，无法使汽车在极端路况中及时脱困；分时四驱分动器由于需要驾驶员根据路况人为切换工作模式，所以对驾驶员的驾驶技能要求较高。由于每种分动器都具有各自的缺点，所以无论哪种分动器都无法更加全面的满足汽车的行驶需求。

另外，上述全部的两驱、四驱模式中，进一步包括高、低速两种模式，而在进行高、低速两种模式切换的换挡操作时，由于动力输入端齿轮和动力输出端齿轮的转速不同，所以换挡时会因为两个齿轮的差速啮合造成打齿现象，使齿轮受到伤害，从而影响分动器的使用寿命。在现有技术中，为了降低齿轮受到的伤害程度以保护分动器，所采用的方法是在四驱高、低速换挡操作时，令汽车保持较低车速或停车，但这会增加驾驶员驾驶汽车的复杂程度，给驾驶员带来了极大的不便。

因此，如何令分动器能够更加充分的满足汽车的行驶需求，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种新型的分动器，该分动器集合了现有的全时四驱分动器、适时四驱分动器和分时四驱分动器的全部功能，能够更加充分的满足汽车的行驶需求。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种分动器，包括输入轴、前输出轴和后输出轴，其还包括：

设置在所述输入轴上，并能够将所述输入轴的动力传递至所述后输出轴的行星齿轮机构；

能够与所述行星齿轮机构的动力输出端和所述输入轴切换连接，以使动力经不同路径传递至所述后输出轴的第一动力切换件；

设置在所述后输出轴上，能够将所述输入轴传来的动力通过前轴传动机构传递至所述前输出轴，并同时将动力传递至所述后输出轴的中央差速器；

能够与所述中央差速器和所述后输出轴切换连接，以将动力传递至所述中央差速器或所述后输出轴的第二动力切换件，所述第二动力切换件与所述第一动力切换件动力连接；

连接所述中央差速器的动力输入端和所述前轴传动机构的动力输入端，以使所述中央差速器的动力输入端和所述前轴传动机构的动力输入端同步转动的锁止件；

设置在所述后输出轴上，并能够连接所述后输出轴和所述前轴传动机构，以将所述后输出轴上的动力，通过所述前轴传动机构传递至所述前输出轴的离合器总成。

优选地，上述分动器中，所述第一动力切换件为第一齿套，所述输入轴能够通过第一花键与所述第一齿套连接，所述第二动力切换件为第二齿套，所述后输出轴能够通过第二花键与所述第二齿套连接。

优选地，上述分动器中，还包括：

高低档同步器，所述高低档同步器连接所述第一动力切换件和所述行星齿轮机构用于输出动力的行星轮保持架，所述高低档同步器能够实现低速转动的所述行星轮保持架，和高速转动的所述第一动力切换件的连接；

两四驱同步器，所述两四驱同步器能够连接所述第二动力切换件，和所述中央差速器的差速器壳体，以将动力传递至所述中央差速器。

优选地，上述分动器中，所述中央差速器的差速器齿圈与所述后输出轴固定连接，以实现对所述后输出轴的动力输出；所述中央差速器的差速器太阳轮通过套设在所述后输出轴外侧的轴套，与所述前轴传动机构的动力输入端连接，以实现对所述前输出轴的动力输出。

优选地，上述分动器中，所述前轴传动机构包括主动链轮、从动链轮和套设在所述主动链轮、所述从动链轮上的链条，所述轴套与所述主动链轮固 定连接，所述从动链轮固定在所述前输出轴上。

优选地，上述分动器中，所述轴套上固定设置有第三花键，所述锁止件为锁止齿套，所述锁止齿套能够同时与所述中央差速器的差速器壳体和所述第三花键啮合，以对两者形成锁止。

优选地，上述分动器中，所述离合器总成包括：

连接在所述后输出轴上的离合器内毂；

与所述离合器内毂连接的内摩擦片；

能够与所述内摩擦片接合、脱离的外摩擦片；

与所述外摩擦片连接的离合器外毂，所述离合器外毂通过第四花键与所述主动链轮固定连接。

优选地，上述分动器中，能够驱动所述离合器内毂移动，以带动所述离合器内毂上的所述内摩擦片与所述外摩擦片接合的电磁线圈。

本发明还提供了一种汽车，包括分动器和驱动桥，该分动器为上述任意一项所述的分动器。

本发明提供的分动器中，在输入轴、前输出轴和后输出轴的传动机构中，还增设了行星齿轮机构、中央差速器和离合器总成。其中，输入轴和输出轴连接，从而能够使动力直接由输入轴传递至后输出轴中，同时通过第一动力切换件的切换，输入轴和后输出轴还能够通过行星齿轮机构连接，令输入轴中的动力通过行星齿轮机构降速增扭(降低转速增加扭矩)后，再传递至后输出轴上。中央差速器设置在后输出轴上，输入轴传来的动力除了能够直接传递至后输出轴上以外，还可以将动力传至中央差速器，当动力传递至中央差速器中时，中央差速器中的行星齿轮系(行星齿轮系的工作原理和结构与前述的行星齿轮机构相同，但为了与前述的行星齿轮机构区分，将其称为行星齿轮系，而同样为了便于区分，将该行星齿轮系的组成部件分别称为差速器太阳轮、差速器行星轮、差速器齿圈和差速器行星轮保持架)将动力分为两个路径传递，一个路径是动力经过差速器壳体，传至与其啮合的差速器行星轮保持架，再经过差速器行星轮和差速器齿圈，最终将动力传递至后输出轴；另一个路径则是动力在传递至差速器行星轮上以后，随着差速器行星轮的转动，将动力传递给差速器齿圈的同时，还将动力传递至差速器太阳轮上，之后经差速器太阳轮将动力传递至前轴传动机构中，以将动力最终传递至前 输出轴上。锁止件用于连接中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的动力输入端，其作用是实现中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的动力输入端的同步转动，由于两个动力传递路径均通过差速器行星轮传递，所以锁止件锁止中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的输入端后，就能够保持后输入轴与前轴传动机构的输入端同步转动，从而实现后输出轴与前输出轴以50:50的比例输出扭矩。离合器总成同样设置在后输出轴上，并且其同样能够实现后输出轴与前轴传动机构的连接，控制离合器总成的内摩擦片和外摩擦片接合，能够实现前输出轴和后输出轴同时输出扭矩，控制内摩擦片和外摩擦片的接合程度，则能够实现前输出轴和后输出轴的输出扭矩的比例调节。

上述结构的分动器，当动力从输入轴直接传递至后输出轴上时，汽车的两个后轮持续有动力输出，分动器此时以二驱模式工作；当动力从输入轴直接传递至后输出轴上，并且汽车的控制单元控制离合器总成的内摩擦片和外摩擦片是否接合及接合程度时，分动器此时以AUTO模式工作；当第二动力切换件通过切换操作，将第一动力切换件从与后输出轴连接的状态切换至与中央差速器连接的状态后，动力会从输入轴传递至中央差速器中，中央差速器同时带动后输出轴和前输出轴输出扭矩，汽车的四个车轮持续有动力输出，分动器此时以全时四驱模式工作，并且为全时高速四驱模式；当动力经行星齿轮机构传递至后输出轴和中央差速器中时，汽车的四个车轮同样持续有动力输出，但经过行星齿轮机构的降速增扭，此时分动器以全时低速四驱模式工作；当需要后输出轴与前输出轴以50:50的比例输出扭矩时，令锁止件将中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的动力输入端进行锁止，从而使分动器以全时四驱锁止模式工作，当动力是从输入轴直接传递至后输出轴上时，分动器为全时高速四驱锁止模式，当动力是经行星齿轮机构从输入轴传递至后输出轴上时，分动器为全时低速四驱锁止模式。

本发明提供的分动器，为全模式分动器，其具备上述多个工作模式，可以根据驾驶员的操作意图及路况的变化，随意选择上述任一工作模式，从而通过增加分动器的功能，使分动器能够更加充分的满足汽车的行驶需求。本发明还提供了具有上述分动器的一种汽车。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的分动器的结构示意图；

图2为2H模式的动力传递路径示意图；

图3为AUTO模式的动力传递路径示意图；

图4为4H模式的动力传递路径示意图；

图5为4L模式的动力传递路径示意图；

图6为4H LOCK模式的动力传递路径示意图；

图7为4L LOCK模式的动力传递路径示意图。

在图1-图7中：

输入轴1、前输出轴2、后输出轴3、锁止件4、高低档同步器5、两四驱同步器6、第一花键7、第一齿套8、第二齿套9、第二花键10、行星轮保持架11、差速器壳体12、差速器太阳轮13、差速器行星轮14、差速器齿圈15、差速器行星轮保持架16、轴套17、主动链轮18、从动链轮19、链条20、第三花键21、离合器内毂22、内摩擦片23、外摩擦片24、离合器外毂25、第四花键26、电磁线圈27、回位弹簧28、电机29。

具体实施方式

本发明提供了一种新型的分动器，该分动器集合了现有的全时四驱分动器、适时四驱分动器和分时四驱分动器的全部功能，能够更加充分的满足汽车的行驶需求。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图7(图中箭头标示的为动力的传递路径，同一图中的虚线箭头、点划线箭头和实线箭头分别标示的是动力传递的不同路径)所示，本发明实施例提供的分动器，包括引入动力的输入轴1，输出动力的前输出轴2和后输出轴3，其中的前输出轴2用于向汽车的两个前轮输出动力，后输出轴3用于向汽车的两个后轮输出动力。除此之外，该分动器还主要包括行星齿轮机构、中央差速器、锁止件4和离合器总成。

行星齿轮机构设置在输入轴1上，使输入轴1能够通过两个不同的路径向下游(本实施例中的方向性词语“下游”，是相对于动力的传递方向而言，后续内容中的“下游”同义)传递动力，一个路径是动力在输入轴1上不经行星齿轮机构而直接向下游传递，另一路径是输入轴1将动力传递至行星齿轮机构上，再通过行星齿轮机构向下游传递动力，此行星齿轮机构在本实施例中所起到的作用是降速增扭，从而增加下游的输出扭矩。中央差速器在本实施例中的主要作用是切换分动器的两驱、四驱的工作状态，锁止件4用于实现中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的动力输入端的同步转动，以达到前输出轴2和后输出轴3以不变的扭矩比输出扭矩。而离合器总成除具有切换分动器两驱、四驱工作状态的功能以外，还具有调节前输出轴2和后输出轴3输出的扭矩比的作用。上述结构的具体工作过程如下：

如图2所示，输入轴1上的动力，不经行星齿轮机构传递，而是从输入轴1的末端经中间连接件(该中间连接件指的是后续提到的第一花键7、第一齿套8、第二齿套9和第二花键10)直接传递至后输出轴3上，并且动力不再传递给中央差速器和离合器总成，而是全部直接输出用于驱动汽车的两个后轮，动力传递路径如图2中箭头所示，此时分动器以高速二驱模式(2H模式)工作。

若输入轴1上的动力经行星齿轮机构传递至后输出轴3上，后输出轴3再将动力全部传递给后轮，则分动器以低速二驱模式(2L模式)工作。

如图3所示，分动器在上述2H模式进行工作时，可以利用汽车的控制单元(ECU)自动控制离合器总成的内摩擦片23和外摩擦片24进行接合操作，此时分动器以自动模式(AUTO模式)工作。其中，当内摩擦片23和外摩擦片24接合时，后输出轴3上的动力可以通过离合器总成、前轴传动机构传递至前输出轴2上，使分动器以高速四驱模式(4H模式)工作，当ECU控制 内摩擦片23和外摩擦片24脱离时，分动器恢复2H模式，并且ECU控制内摩擦片23和外摩擦片24的接合程度发生改变，可以调节前输出轴2与后输出轴3输出的扭矩比例。同理，当分动器以2L模式工作时，离合器总成能够将分动器的工作状态由2L模式切换至低速四驱模式(4L模式)，再由4L模式切换至2L模式。上述工作过程即可达到现有技术中适时四驱分动器的适时两驱模式和适时四驱模式的功能。

如图4所示，动力由输入轴1不经行星齿轮机构而直接传递至下游的中央差速器，动力先传递至中央差速器的差速器壳体12上，然后传递至与差速器壳体12啮合的差速器行星轮保持架16，再传递至差速器行星轮14上，由于差速器行星轮14同时与差速器齿圈15和差速器太阳轮13啮合，所以动力经过差速器行星轮14后分为两个路径传递，一个路径是经差速器齿圈15传递至与差速器齿圈15固定连接的后输出轴3上，形成后轮驱动，另一个路径是经差速器太阳轮13传递至与差速器太阳轮13固定连接的前轴传动机构中，形成前轮驱动，此时分动器以4H模式工作。同理，如图5所示，当输入轴1上的动力经行星齿轮机构传递至中央差速器时，分动器以4L模式工作。上述工作过程即可达到现有技术中全时四驱分动器的全时四驱模式的功能。

另外，若离合器总成的内摩擦片23和外摩擦片24的接合、脱离、接合程度调整等操作是由驾驶员来完成，则上述操作过程中的2H、2L、4H和4L的工作模式，能够达到现有技术中分时四驱分动器的分时两驱模式和分时四驱模式的功能。

如图6和图7所示，在图4和图5所示的4H模式和4L模式的基础上，当锁止件4对中央差速器的动力输入端和前轴传动机构的动力输入端进行锁止后，具体的，锁止件4是对中央差速器的差速器壳体12和前轴传动机构的主动链轮18(或第三花键21)进行锁止，使其同步转动，从而实现中央差速器下游的后输出轴3与前轴传动机构下游的前输出轴2以50:50(或者说1:1)的比例输出扭矩。此时，分动器以高速四驱锁止模式(4H LOCK模式)或低速四驱锁止模式(4L LOCK模式)工作，如果汽车的两个前轮或两个后轮陷入泥土中，通过切换4H LOCK模式或4L LOCK模式，能够使汽车的另外两个车轮获得足够的动力，以使汽车及时脱困。

由上述内容可知，本实施例提供的分动器，为具有全时四驱分动器、适时四驱分动器和分时四驱分动器全部功能的全模式分动器，所以本实施例提供的分动器能够更加充分、全面的满足汽车在不同路况下的行驶需求。

为了进一步优化技术方案，本实施例提供的分动器中，还设置有高低档同步器5和两四驱同步器6，如图1-图7所示。其中，高低档同步器5所起的作用是令前输出轴2和后输出轴3实现高、低转速的平稳切换。当汽车在平缓的路面上行驶时，输入轴1需要以高转速的状态将动力传递到后输出轴3上，即输入轴1不经行星齿轮机构直接将动力传至后输出轴3上的情况；当汽车遇到极端路况时，就需要使分动器由高转速状态切换到低转速状态，即输入轴1上的动力经行星齿轮机构传递至后输出轴3的情况。而在切换的过程中，差速啮合的两个齿轮会发生打齿现象。所以，为了避免或减少打齿现象的发生，在本实施例提供的分动器中设置了高低档同步器5。具体的，本实施例中输入轴1依次通过第一花键7、第一齿套8、第二齿套9和第二花键10与后输入轴1连接，而高低档同步器5则设置在位于输入轴1末端的第一花键7和行星齿轮机构中作为动力输出部件的行星轮保持架11之间，从而实现输入轴1高速转动和行星轮保持架11低速转动的平稳切换。第二花键10与后输出轴3连接，第二花键10可以将动力直接传递至后输出轴3中为后轮提供动力。而两四驱同步器6则连接在第二花键10和中央差速器之间，即第二花键10上的动力还能够通过两四驱同步器6平稳的传递至中央差速器中，从而实现分动器的两、四驱模式切换。

本实施例中，通过两个花键(第一花键7、第二花键10)和两个齿套(第一齿套8、第二齿套9)实现输入轴1和后输出轴3的连接，为本实施例的优选方案，因为花键和齿套均为现有技术中的常见部件，便于取材，并且两者的结构简单，装配方便，工作可靠。当然，除采用上述连接方式以外，本实施例还可采用其他种类和数量的部件实现输入轴1和后输出轴3的连接，例如连接轴、齿轮等。

中央差速器的作用是使分动器能够以全时四驱模式工作，即中央差速器在工作时需要能够将动力同时向后输出轴3和前输出轴2输出，所以本实施例中优选中央差速器通过其差速器齿圈15与后输出轴3固定连接，通过差速器太阳轮13、轴套17和前轴传动机构连接，从而最终实现与前输出轴2的连 接。采用套设在后输出轴3外侧的轴套17连接中央差速器和前轴传动机构，能够减小部件占用的空间，提高分动器的布局紧凑性，使动力传递更加可靠、平稳。

具体的，本实施例优选前轴传动机构由主动链轮18、链条20和从动链轮19构成。主动链轮18固定连接在轴套17上，从动链轮19固定连接在前输出轴2上，链条20套设在主动链轮18和从动链轮19上。本实施例优选采用链传动的方式实现后输出轴3和前输出轴2的动力连接，因为该种传动方式更加符合分动器的工作要求。当然，除链传动的方式以外，前输出轴2和后输出轴3之间还可以采用带传动或齿轮传动等方式实现连接，在此不做限定。

优选的，轴套17上固定设置有第三花键21(即前述的前轴传动机构的动力输入端)，锁止件4为锁止齿套，该锁止齿套能够同时与中央差速器的差速器壳体12(即前述的中央差速器的动力输入端)和第三花键21啮合，以对两者形成锁止。锁止件4选用齿套为本实施例优选的一种锁止效果较好的实施方案。在满足工作要求的前提下，该锁止件4还可以为其他类型的部件。

需要说明的是，在本实施例中，第一动力切换件为第一齿套8，其在电机29的驱动下移动，以实现与行星轮保持架11和第一花键7的切换连接；第二动力切换件为与第一齿套8动力连接的第二齿套9，其同样在电机29的驱动下移动，以实现与中央差速器或后输出轴3的切换连接，起锁止作用的齿套也是在电机29的驱动下与差速器壳体12和第三花键21啮合，以满足动力锁止的工作目的。

进一步的，本实施例中的离合器总成包括：连接在后输出轴3上的离合器内毂22；与离合器内毂22连接的内摩擦片23；能够与内摩擦片23接合、脱离的外摩擦片24，内摩擦片23的复位通过回位弹簧28的拉动实现，与外摩擦片24连接的离合器外毂25，离合器外毂25通过第四花键26与主动链轮18固定连接。并且，分动器中还设置有能够驱动离合器内毂22移动，以实现连接在离合器内毂22上的内摩擦片23与外摩擦片24接合的电磁线圈27。离合器总成中各部件的连接方式，以及离合器总成与后输出轴3、主动链轮18的连接方式，能够最大程度的降低部件所占用的空间，进一步提高本实施例提供的分动器的结构紧凑性，所以其为优选实施方案。设置电磁线圈27，则是为了与汽车的控制单元(ECU)配合，当需要内摩擦片23和外摩擦片24 接合时，使电磁线圈27通电，产生磁场力而驱动内摩擦片23移动并使其与外摩擦片24接合，当需要内摩擦片23和外摩擦片24脱离时，使电磁线圈27断电，在回位弹簧28的作用下，内摩擦片23复位，内摩擦片23和外摩擦片24脱离，从而实现分动器工作状态的自动切换。

基于上述实施例中提供的分动器，本发明实施例还提供了一种汽车，该汽车具有上述实施例中提供的分动器。

由于汽车采用了上述实施例提供的分动器，所以该汽车由分动器带来的有益效果请参考上述实施例中相应的部分，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间其余的相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。