车辆用真正的四轮驱动系统技术方案

一种用于四轮驱动车辆的传动系，包括通过前差速器齿轮组与前驱动轴和前轴结合的前差速器。前差速器包括前双向超速离合器，用来控制前驱动轴和前轴之间传递扭矩的传动装置。后差速器通过后差速器齿轮组与后轴和变速器结合。后差速器包括后双向超速离合器，用于控制变速器和后轴之间的扭矩传递。传动比的差异在1:1的传动比的百分之五内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】车辆用真正的四轮驱动系统 相关申请本申请与美国临时申请61/677,820有关，并要求该美国临时申请61/677,820的优 先权，该临时申请通过在整体引用结合在此。
本专利技术设及驱动系统，更具体地，设及一种改进的驱动系统，设计用于提供实质上 真正的四轮驱动。
技术介绍
市场上有许多试图提供四轮驱动的系统。运些系统都设计成不仅所有四个轮结 合，而且允许跨轴的速度差。但是，许多运种系统并不能提供真正的四轮驱动，在所有驱动 条件中，每个车轮提供基本相同的速度。而本系统允许有一些滑动的自由度。 现有的四轮驱动双向超速离合器 图1示出了带有前双向超速离合器的传统的四轮驱动车辆用的驱动系统。驱动系 统包括四个车轮。左后轮RLW通过左后轴RLA连接到后差速器RD。右后轮RRW通过右后轴RRA 连接到后差速器RD。左前轮化W通过左前轴FLA连接到前差速器FD。右前轮FRW通过右前轴 FRA连接到前差速器抑。 后差速器RD通过后驱动轴RDS连接到变速器T。前差速器FD通过前驱动轴FDS连接 到变速器T。 直线操作[000引在直线行驶期间，车辆四轮处于需求模式(例如，只在需要的时候四轮驱动结合）， 两个后轮RLW、RRW是主驱动轮，且通过后差速器RD连接W相同的速度旋转。在后轮处于防滑 条件下，前驱动轴FDS结合到前差速器FD，但前轴FLA、FRA不与前差速器结合。也就是说，前 轴FLA、FRA和前轮FLW、FRW通常处于超速状态，从而前差速器FD不驱动前轴FLA、FRA，因此不 传递任何扭矩给前轮。运意味着前轮FLW、FRWW真实的地面速度自由旋转。为了结合前轮，后轮必须W超过前轮大约20%的速度滑动（中断牵引（break 化action))或旋转。直线行驶时，一旦后轮滑动20%，克服了前差速器FD的超速条件，且两 个前轴结合。运导致变速器T通过前驱动传递扭矩给前轮，前驱动W减少车辆地面速度的方 式晒合。当地面速度增加而导致后轮旋转速度比地面速度快但快的少于20%，或后轮旋转 速度减少到比地面速度快但快的少于20%，前轮将又开始超速，且无扭矩传递到前轮。 转弯操作弯道时，所有四轮试图W不同速度旋转。如图4所示，示出了所有四个车轮的车轮 转速和转弯半径的比。对于具有锁定后轴或固定轴(例如，后轴RLA、RRA或者物理地或者通 过传动装置连接成一个轴，使后轮总是W相同速度旋转）的车辆而言，由于车量动力学(例 如，绕一个共同的轴旋转时，后外侧车轮不得不比后内侧车轮覆盖更多的圆周距离），地面 速度由后外侧车轮来决定。由于两个后车轮W相同速度旋转且后外侧车轮是驱动轮，后内 侧车轮开始在地面上擦地或拖拽。运会导致效率低、草皮损坏和/或轮胎磨损。 传统双向超速离合器四轮驱动系统具有20%低驱动(under化ive)的主要原因是 因为转向。如图4所示，随着后外侧轮指示地面速度，前内侧轮会比后外侧轮更慢。如果没有 低驱动，用于前内侧轴的双向超速离合器将结合并开始传递扭矩。运将会导致前内侧轮W 不正确的速度行驶，且造成效率低、草皮损坏、轮胎磨损和更重要的扭矩转向。 如上所述，转弯期间，后外侧轮指示地面速度，后内侧轮擦地或拖拽，而前轮超速。 参考图5,其显示了前后轮速度差的百分比与锁定后轴的转弯半径的比，一旦后外侧轮滑动 或旋转由车轮几何尺寸和转弯半径指示的某一百分比，控制扭矩传递到前内侧轮的双向超 速离合器将结合并通过前内侧轮传递扭矩。运个时候，两个后轮和前内侧轮传递驱动扭矩， 且它们的速度由传动系而不是地面速度指示。前外侧轮仍然超速允许它W地面速度和车轮 几何尺寸指示的旋转速度旋转。当两个后轮和前内侧轮滑动依然由车轮几何尺寸和转弯半 径指示的某一百分比时，控制扭矩传递到前外侧轮的双向超速离合器将结合，且扭矩被传 递到所有四个车轮，甚至其中=个轮将滑动。 模入 现有驱动系统易于处于被称作模入的状态。通过双向超速离合器传递扭矩时会发 生模入，并会发生方向快速改变。运会导致离合器中的漉子放置或锁定在离合器轮廓错误 的一侧，防止输出穀超速。运个作用导致前驱动类似于固定轴，但由于传动系中有20%的速 度差，该速度差会导致前轮胎的擦地。运种情况会引起过度的轮胎磨损和草皮损坏。运还会 影响转向力和车辆的稳定性。由于前驱动类似于固定轴的效果，车俩将试图保持直线行驶。 因为现有系统中的模入条件，所W实施预防措施来协助减少模入。其中一个预防 措施是使用断路开关，使车辆从前进方向切换到反向时自动脱开双向超速离合器(如，关掉 转位防滚架的线圈）。该系统还在从反向到前进方向转换时使用断路开关。减少模入的另一 种方法是使用一个开关，当实施制动时，该开关会中断给四轮驱动系统的电力。可W使用很 多其他方法来减少模入，但由于传动系中存在20%的速度差，没有一个方法是百分之百有 效， 传递驱动系统 普通的传统驱动系统具有与图1所示的相同的车轮布局，但在前后差速器中的机 构可W是不同的。大多数普通驱动系统具有开放式差速器，能锁定进前后差速器中的一个 固定轴。传统系统中的传动系也使用适于1:1的传动系。 直线行驶操作 当车俩是四轮驱动且所有轴都被锁定的直线行驶期间，所有四个轮都W相同速度 旋转。运是因为传动系Wl: 1的比率传动，前后差速器W相同速度驱动，且轴之间没有差异。 运也是前后差速器中的任一个或两个处于锁定位置创建固定轴时的情况。转弯操作传统四轮驱动系统一般具有锁定的后差速器，且直到用户选择固定轴模式，前驱 动处于开放状态。具有后差速器中的固定轴和开放的前差速器，在直线期间，只有一个轮胎 W合适的地面速度转动。由于车俩动力学，后外侧轮被当做驱动轮并W地面速度旋转。后内 侧轮W与后外侧轮相同的速度转动，但地面速度更慢。运导致了后内侧轮转向期间擦地或 滑动。 由于两个前轮连接到一个开放的差速器，允许跨轴的差异。然而，差速器W不适合 的速度被驱动。也就是说，开放的前差速器接受输入速度并跨轴平分输入速度。在正常的非 滑动条件，跨轴的平均速度是W车辆的中间为中屯、的。由于后外侧轮W不同于两个前轮的 平均速度(或弧度）的速度行驶，转弯引起不必要的传动扭矩或传动系结合时，两个前轮擦 地。 -旦驾驶员选择车辆的固定轴模式，两个前轮会锁定在一起并W相同的速度旋 转。转弯时，前外侧轮比指示的地面速度慢，因此导致车轮擦地。同时，前内侧轮变得比指示 的地面速度快，同样导致擦地。 由于车轮W错误的速度转弯行驶，传统的驱动系统不是非常有效的。由于轮胎擦 地导致严重的草皮损坏。由于擦地，还导致轮胎磨损。W错误的速度运行的轮胎还引起车辆 操纵和转弯性能的问题。地面和实际车轮速度的差导致轮胎试图使车辆直行。运会增加控 制部件的磨损W及为了保持车辆转弯需要增加的投入而产生的驾驶人员的疲劳。许多生产 商增加了动力转向来尝试最小化四轮驱动转弯时操作者的投入。 因此，存在改进四轮驱动系统的需求，将双向超速离合器结合在驱动系统中，使所 有车轮的擦地减少到最小，同时允许前后轴之间的传动比是1:1或接近1:1。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对四轮驱动车辆的传动系。传动系包括连接到变速器的前驱动 轴。带有各自轮轴的两个前轴连接到对应的前轮。前差速器通过前差速器齿轮组与前驱动 轴和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于四轮驱动车辆的传动系，包括：连接到变速器的前驱动轴；两个前轴，每个前轴连接到对应的前轮；前差速器，通过前差速器齿轮组与前驱动轴和前轴结合，前差速器包括前双向超速离合器，其控制前驱动轴和前轴之间传递扭矩的传动装置，所述前双向超速离合器包括：前离合器壳体，其连接到前驱动轴，从而由前驱动轴带动旋转，所述前离合器壳体包括内凸缘表面。前辊子组件，位于前离合器壳体内并靠近凸缘表面，前辊子组件包括带有多个辊子的防滚架，辊子安装在防滚架内形成的两套槽中，辊子能在槽内旋转，并设置多个弹簧来将辊子定位在槽内，其中防滚架能在前离合器壳体内旋转，两个前毂，每个前毂位于前离合器壳体内，并从位于前毂外表面和凸缘表面之间的一套辊子径向向内定位，每个前毂与其中一个前轴的轴端结合，使两者结合一起旋转，前毂在防滚架和前离合器壳体内独立旋转，和位于壳体内的前结合控制组件，，用于控制前双向超速离合器的结合和分离，前结合控制组件包括机电装置，可控制用于阻碍防滚架相对于前离合器壳体的旋转，从而相对于前离合器壳体转位防滚架；其中，当前双向超速离合器壳体比前轴旋转快时，前双向超速离合器将扭矩从前驱动轴传递到前轴，而结合控制组件被致动，以相对于离合器壳体转位防滚架，且其中当车辆直线行驶时，前差速器构造成开始以第一速度将扭矩从前驱动轴传递到前轴；两个后轴，每个后轴连接到对应的后轮；和后差速器，通过后差速器齿轮组与后轴和变速器结合，后差速器包括后差速器壳体和后双向超速离合器，其控制变速器和后轴之间的扭矩传递，所述后双向超速离合器包括：后离合器壳体，位于后差速器壳体内，并由变速器带动旋转，所述后离合器壳体包括内凸缘表面。后辊子组件，位于后离合器壳体内并靠近凸缘表面，后辊子组件包括带有多个辊子的一防滚架，辊子安装在防滚架内形成的两套槽中，辊子能在槽内旋转，安装多个弹簧来将辊子定位在槽内，其中防滚架能在后离合器壳体内旋转，两个后毂，每个后毂位于后离合器壳体内，并从位于后毂外表面和内凸缘表面之间的一套辊子径向向内定位，每个后毂与其中一个后轴的轴端结合，使两者结合在一起旋转，后毂在防滚架和后离合器壳体内独立旋转，其中，当后毂或后离合器壳体中的任一个比另一个旋转更快时，在每套后辊子组件内的辊子适于楔入地结合对应的后毂和后离合器壳体，以便扭矩从快的一个传递到慢的一个；其中，当车辆直线行驶且后差速器传递扭矩到后轴时，后差速器构造成以第二速度旋转后轴，且其中第一速度和第二速度之间的差是百分之五或更少。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍华德·J·尼克博克，戴维·C·奥哈布，布兰登·J·布鲁尔，詹姆斯·E·帕尔默，
申请(专利权)人：赫利尔德公司，
类型：发明
国别省市：美国;US