专利名称：自动分动机构的换档装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种4轮驱动传动系的分动机构，特别涉及一种电控分动机构的换档装置。
在短时4WD中，车辆在正常情况下处于两轮驱动模式，然而在路面不好或气象条件恶劣时通过4WD变速箱的作用而处于四轮驱动模式从而获得更为强劲的驱动力。在全时4WD中，所有四个车轮都会施加驱动力。因此，这种全时4WD能够在正常条件和恶劣气象时均能保证稳定的牵引力，因此高档的车辆均配有4WD分动箱。
新近生产的全时4WD系统包括AUTO(自动)模式和LOW(低速)模式。在AUTO模式下，前后轮之间的转速差由多板离合器电动进行控制，其从2WD换档到4WD，反之亦然。当系统需要最大的驱动力来操纵车辆离开恶劣路况或牵引另一车辆时，系统就换档到LOW模式。
图1和图2展示的是全时电控4WD车辆中所使用的传统的分动机构。
如图所示，其中的分动机构包括一个输入轴100，其用来接收传动机构的动力；一个输出轴102，其与输入轴100共轴布置并与后传动轴相连；一个中心轮104以及一个与中心轮104啮合的行星齿轮架106，前者安装在输入轴100上；一个套筒108，其在输出轴102上滑动从而从输入轴100和输出轴102之间的直接连接状态变换到行星齿轮架106和输出轴102之间的直接连接状态；一个用来使套筒108在输出轴上滑动的滑动操纵设备；一个带有毂110的多板离合器112，其中该毂110用花键连接在输出轴102上；一个驱动链轮116，其与多板离合器112的固定器114直接相连；一个电磁线圈118，其用来启动多板离合器112；以及一个从动链轮124，其通过一个链条120与驱动链轮116相连，从而将动力传送到前传动轴122。
滑动操纵设备包括一个换档叉126，其与套筒108相连；一个换档轨道127，其用来引导换档叉126；一个换档凸轮128，其用来为换档叉126提供移动动力；以及一个电机130，其用来为换档凸轮128提供驱动力。
在上述的分动机构中，供应到输入轴100的动力在AUTO模式下会通过套筒108供应到输出轴102上，从而将驱动力传送到后传动轴。同时，前传动轴122通过多板离合器112和链条120接收来自输出轴102的动力。在这种情况下，前后轮之间的转速差等可通过多板离合器112作适当地调节。
在LOW模式下，套筒108通过行星齿轮架106将输入轴100的动力供应给输出轴102，这样相对于AUTO模式，传送到输出轴102的转速低但推力大。由此所形成的大推力再通过多板离合器112传送给前传动轴122。
然而，在上述传统的分动机构中，用来在AUTO模式和LOW模式之间换档的机构比较复杂。此外，其中所需的部件数量较多，生产成本较高。
根据本发明的一个实施例，一种自动分动机构的换档装置包括沿输出轴长度方向形成在一套筒上的齿轨；以及一个转矩供应装置，其与齿轨相啮合从而使套筒在输出轴上线性移动。
结合附图并参照下面的说明，将能更好地理解本发明的特征及目的。其中图1所示为传统自动分动机构的结构；图2所示为图1中传统自动分动机构的结构详图；图3所示为本发明自动分动机构的结构，其中使用了自动变速换档装置；以及图4是图3中换档装置的侧视图。
如图3和图4所示，与传统的自动分动机构一样，套筒1随输出轴102一起旋转，并且其与输出轴102通过花键连接，以使套筒1沿轴向作直线运动。通过改变与传统换档叉相连的部位的形状，使齿轨3平行于输出轴102。
由于套筒1为旋转圆柱形，因此齿轨3在一行上带有多个的圆齿。
转矩供应装置与齿轨3相连并与之啮合，这样，套筒1就能在输出轴102上作直线运动。
转矩供应装置包括主动齿轮5，其通过一个正齿轮与齿轨3啮合；电机7，其用来为主动齿轮5提供动力；以及一个离合装置，其用来在主动齿轮5和齿轨3之间换档啮合状态，从而通过电机7的旋转力使齿轨3的套筒1直线运动。
如果主动齿轮5和齿轨3在正常状态时保持啮合，那么由于啮合部分会产生磨擦，因此离合装置可以确保主动齿轮5和齿轨3仅在换档时才啮合在一起。
该离合装置包括主动齿轮5的旋转轴组，其由主动轴5-1和从动轴5-2构成，两轴之间沿轴向以花键连接；以及第一电磁体9和第二电磁体11，用来有选择地将磁力供给从动轴5-2凸缘5-3的两侧，从而使主动轴5-1相对于从动轴5-2沿轴向直线运动。
第一电磁体9安装在变速箱中凸缘5-3靠近套筒1的一侧。
第二电磁体11安装在变速箱中电机7的旁边，其在安装上应能通过通电后所激发的电磁力拉动凸缘5-3。此外，在变速箱中在套筒1的一侧，在与凸缘5-3和从动轴5-2接触的地方安装有轴承13。
AUTO和LOW模式之间的换档应在车辆完全停下后进行。在车辆上装有手动变速器时，模式换档必须待离合器踏板踩下才可进行，而在装有自动变速器的情况下，变速杆必须首先放置在N档(空档)，然后才能进行模式换档。
如果司机要在停车并且动力没有输送到输入轴100时进行模式换档，那么的驱动力要通过主动齿轮5才能传送到套筒1的齿轨3上。
因此，套筒1在输出轴102上直线运动，就能在两个连接状态之间进行换档，该两个连接状态分别是输入轴100和输出轴102之间的直接连接以及输入轴100通过行星齿轮架106同输出轴102之间的连接。
即，如果司机在AUTO模式和LOW模式之间进行换档，电力就供应到第一电磁体9，这样主动齿轮的从动轴5-2会因凸缘5-3朝向第一电磁体的运动而向左移动(在图4中)，这样齿部就啮合到套筒的齿轨3上。
然后，启动电机7驱动主动齿轮5，从而使套筒1右移，输入轴100就通过行星齿轮架106与输出轴102相连。
在换档操作完成后，将电力供应到第二电磁体11，这样从动轴5-2朝向电机7移动，从动轴5-2和凸缘5-3之间的直接啮合分开，从而防止车辆运行时在齿轨3和主动齿轮5之间形成磨擦。
如果司机从LOW模式换档到AUTO模式，那么电力供应到第一电磁体9。因此，主动齿轮的从动轴5-2左移从而使主动齿轮5与套筒的齿轨3啮合。然后，由于电机7反向旋转，套筒1左移，从而使输入轴100和输出轴102直接啮合在一起。
之后，电力供应到第二电磁体11，从而使主动齿轮5从套筒的齿轨3上分开。
如上所述，本发明包括一个齿轨(其与套筒一体形成)、主动齿轮和电机。这样，自动分动机构的换档机构在进行AUTO模式和LOW模式的换档中非常简单。因而，提高了换档操作中的响应特性，减少了相关部件的数量并使生产成本降到最低。
本发明前面具体实施例的说明是用来展示和说明本发明的。它们不是唯一的也不表明本发明仅限于所公开的形式。显然，从上的公开可以看出还可对该实施例作出许多的变更和替换。实施例的选择和描述是为了更好地解释本发明的原理及应用从而能使本领域的普通技术人员能够更好地实施本发明并针对实际的使用情况采用各种实现形式。本发明的保护范围由权利要求书确定。
权利要求
1.一种自动分动机构的换档装置，包括一个齿轨，其沿输出轴长度方向形成在套筒上；以及一个转矩供应装置，其与齿轨相啮合从而使套筒在输出轴上线性移动。
2.如权利要求1所述的换档装置，其特征在于，所述转矩供应装置包括主动齿轮，通过一个正齿轮与齿轨啮合；电机，用来为主动齿轮提供动力；以及离合装置，用来在主动齿轮和齿轨之间换档啮合状态。
3.如权利要求2所述的换档装置，其特征在于，所述离合装置包括主动齿轮的旋转轴组，由主动轴和从动轴构成，两轴之间沿轴向以花键连接；以及第一和第二电磁体，用来选择地将磁力供给从动轴的凸缘的两侧，从而使主动轴相对于从动轴沿轴向作直线运动。
全文摘要
一种自动分动机构的换档装置，包括一个齿轨，沿输出轴长度方向形成在一套筒上；以及一个转矩供应装置，其与齿轨相啮合从而使套筒在输出轴上线性移动。这样，在进行AUTO模式和LOW模式的换档时，提高了换档操作中的响应特性，减少了相关部件的数量并使生产成本降到最低。
文档编号F16H63/30GK1421337SQ0214944
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月19日 优先权日2001年11月28日
发明者李太炯 申请人:现代自动车株式会社