双速主动分动箱制造技术

公开了一种双速主动分动箱，该双速主动分动箱具有：输入轴，其适于接收来自动力系的驱动扭矩；后输出轴，其适于连接至后传动系并与输入轴对准以围绕第一旋转轴线旋转；前输出轴，其适于连接至前传动系并对准以围绕第二旋转轴线旋转；传递机构，其由后输出轴驱动；双速档位机构，其以可操作的方式被布置在输入轴与后输出轴之间；档位转换机构，用于控制双速档位机构的操作；模式机构，以可操作的方式被布置在传递机构与前输出轴之间；以及模式转换机构，用于控制模式机构的操作。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年6月11日提交的名称为“双速主动分动箱”的美国临时专利申请序列第62/174,365号的权益，该申请的全部公开内容通过引用合并入本文。
本公开内容总体上涉及用于对四轮驱动机动车辆的驱动扭矩从动力系至前传动系和后传动系的分配进行控制的动力传递系统。更具体地，本公开内容涉及双速分动箱，该双速分动箱具有配备有主动控制模式离合器和飞溅回收离合器的前输出轴。
技术介绍
该部分提供了与本公开内容相关的背景信息，该背景信息未必是现有技术。由于四轮驱动车辆越来越受到消费者的欢迎，目前在车辆传动系应用中采用动力传递系统以将动力(即驱动扭矩)从动力系选择性地引导至车辆的所有四个车轮。在许多动力传递系统中，传动系中结合有分动箱，并且该分动箱能够以四轮驱动模式操作，以将来自动力系的驱动扭矩传送至前轮和后轮两者。许多常规的分动箱都配备有模式转换机构，该模式转换机构可以被选择性地致动，以在两轮驱动模式与锁定的四轮驱动模式之间进行转换。另外，许多分动箱还包括档位转换机构，该档位转换机构可以由车辆操作者选择性地致动，以在四轮高档位驱动模式与低档位驱动模式之间进行转换。还已知使用“按需”动力传递系统，用于当前轮或后轮失去牵引时在车辆操作者处没有任何输入或动作的情况下、在前轮与后轮之间自动地分配驱动扭矩。在现代，已知的是通过下述方式将“按需”特征结合到分动箱中：用多片式摩擦离合器组件和动力操作式离合器致动器替换机械致动式模式转换机构，其中，多片式摩擦离合器组件和动力操作式离合器致动器与电子控制系统和传感器装置交互地相关联。在正常道路状况期间，摩擦离合器组件通常保持在释放状态，使得驱动扭矩仅被传送至后轮。然而，当传感器检测到低牵引状态时，离合器致动器被致动，以接合摩擦离合器组件来将驱动扭矩“按需”传输至前轮。此外，通过摩擦离合器组件传递至前轮的驱动扭矩的量可以根据如由传感器装置检测到的特定的车辆动力学和操作特性来改变。大多数当前的按需分动箱构被造成包括：后输出轴，该后输出轴与输出至后传动系的变速器相互连接；前输出轴，该前输出轴与前传动系相互连接；传递组件，该传递组件与前输出轴驱动相互连接；以及摩擦离合器组件，该摩擦离合器组件可操作地被布置成将传递组件耦接至后输出轴，以用于将驱动扭矩传输至前传动系。典型地，传递组件包括：第一链轮，该第一链轮可旋转地支承在后输出轴上；第二链轮，该第二链轮固定至前输出轴；以及链，该链环绕第一链轮并与第一链轮以传动的方式相互连接，以与前输出轴共同旋转。摩擦离合器组件以及动力操作式离合器致动器的部件被布置成围绕后输出轴并且用于将第一链轮耦接至后输出轴。在美国专利第8,091,451号、第8,316,738号和第8,678,158号中公开了这种按需或“主动”分动箱的示例。这种主动分动箱还需要用于润滑离合器组件和安装在后输出轴上的其他旋转部件的润滑系统。在分动箱的下部中保持有润滑剂的贮槽，以便通常浸没第二链轮的至少一部分。被动式润滑系统利用在链轮旋转时飞溅遍及分动箱的润滑剂，以润滑旋转部件且冷却离合器组件。在美国专利第7,753,173号和第8,650,980号中示出了配备有被动式润滑系统的分动箱的示例。作为替代，轴驱动式润滑油泵(如摆线泵)可以响应于后输出轴的旋转而与后输出轴可操作地相关联，以将润滑剂从贮槽进行泵送并且对润滑剂进行分配。最后，还已知的是，使分动箱配备有可以被控制成提供自适应润滑剂流的电动润滑油泵。过去，许多卡车和运动型多用途车的车辆驾乘高度和悬架配置为这种传统的主动分动箱提供了足够的封装体积。然而，由于对较小的四轮驱动车辆的需求增加，分配给动力系和分动箱的封装体积也已大副地减小。为此，已经开发出了一些将摩擦离合器组件和动力操作式离合器致动器定位在前输出轴上的分动箱。可以在美国专利第8,157,072号中看到这种按需式分动箱的一个示例。虽然这种替代的分动箱解决了要减小封装的需求，但是仍需要改进分动箱的技术和结构，以提供改进现有技术的改善的布置。
技术实现思路
本部分提供了本公开内容的总体概述，并且不意在被解释为本公开内容的所有特征、优点、目的和方面的完整且全面的公开。本公开内容的一方面提供了一种用于在四轮驱动车辆中使用的双速主动分动箱，该双速主动分动箱能够操作成通过多片式摩擦离合器组件来传递驱动扭矩。本公开内容的相关方面提供了这样一种双速主动分动箱，该双速主动分动箱被配置成定位多片式摩擦离合器组件以及与前输出轴相关联的飞溅回收离合器润滑系统。本公开内容的另一相关方面提供了一种双速主动分动箱，该双速主动分动箱配备有手动操作和动力操作版的档位转换机构，用于允许高档位驱动连接和低档位驱动连接的建立。鉴于本公开内容的这些和其他方面和目的，提供了一种双速主动分动箱，该双速主动分动箱包括：输入轴，该输入轴适于接收来自动力系的驱动扭矩；后输出轴，该后输出轴适于连接至后传动系并且与输入轴对准，以绕第一旋转轴线旋转；前输出轴，该前输出轴适于连接至前传动系并且对准，以绕第二旋转轴线旋转；传递机构，该传递机构由后输出轴驱动；双速档位机构，该双速档位机构以可操作的方式被布置在输入轴与后输出轴之间；档位转换机构，该档位转换机构用于控制双速档位机构的操作；模式机构，该模式机构以可操作的方式被布置在传递机构与前输出轴之间；以及模式转换机构，该模式转换结构用于控制模式机构的操作。根据一个实施方式，本公开内容的双速主动分动箱包括模式机构，该模式机构被配置为至少部分地被布置在润滑剂的贮槽中的摩擦离合器组件，并且该摩擦离合器组件具有：第一离合器构件，该第一离合器构件由传递机构的传递部件驱动；第二离合器构件，该第二离合器构件由前输出轴驱动；以及多片式离合器组，该多片式离合器组被布置在第一离合器构件与第二离合器构件之间。模式转换机构包括马达致动式滚珠坡道单元，该马达致动式滚珠坡道单元被配置成对施加在多片式离合器组上的离合器接合力进行控制。档位机构包括行星齿轮组和档位离合器，其中，行星齿轮组由输入轴驱动，档位离合器能够操作成在至少两个档位位置之间移动，以在输入轴与后输出轴之间建立两个速度比不同的驱动连接。档位转换机构包括接合档位离合器的档位叉以及用于使档位叉移动以使档位离合器在其两个档位位置之间移动的装置。根据该实施方式，档位转换机构经由车辆乘客舱中的模式选择器手动操作，并且控制系统控制马达致动式滚珠坡道单元的协调动作。根据替代性实施方式，档位转换机构包括单独的动力操作式装置，该动力操作式装置被配置成控制档位离合器的运动。在另一替代性实施方式中，档位叉的运动和滚珠坡道单元的制动由单个动力操作式转换致动器机构控制并协调。根据本文中提供的描述，其他应用领域将变得明显。该概述中的描述和具体示例意在仅起说明的目的，而并不意在限定本公开内容的范围。附图说明本文中描述的附图仅用于对所选择的实施方式而非所有可能的实施方案进行说明的目的，并且不意在限制本公开内容的范围。图1为配备有具有根据本公开内容的教示而构建的双速主动分动箱的动力传递系统的四轮驱动机动车辆的示意图；图2A为双速主动分动箱的示意图，该双速主动分动箱具有与其前输出轴相关联的自适应控制的多片式摩擦离合器组件并且该双速主动分动箱体现了本公开内容的教示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在四轮驱动机动车辆中使用的分动箱，所述四轮驱动机动车辆具有动力系以及第一传动系和第二传动系，所述分动箱包括：输入轴，其适于接收来自所述动力系的驱动扭矩并且对准以围绕第一轴线旋转；第一输出轴，其适于与所述第一传动系互相连接并且对准以围绕所述第一轴线旋转；第二输出轴，其适于与所述第二传动系互相连接并且对准以围绕第二轴线旋转；传递机构，其具有被固定成与所述第一输出轴一起围绕所述第一轴线旋转的第一传递部件以及以可旋转的方式被支承在所述第二输出轴上以围绕所述第二轴线旋转的第二传递部件，所述第二传递部件由所述第一传递部件驱动；档位机构，其包括减速单元和档位离合器，所述减速单元相对于所述输入轴以降低的速度被驱动，所述档位离合器在第一档位位置可操作成在所述输入轴与所述第一输出轴之间建立驱动连接，并且在第二位置还可操作成在所述减速单元与所述第一输出轴之间建立驱动连接；档位转换机构，其对所述档位离合器在所述第一档位位置与所述第二档位位置之间的移动进行控制；模式机构，其被布置在所述第二传递部件与所述第二输出轴之间，所述模式机构包括模式离合器，所述模式离合器具有耦接至所述第二传递部件的第一离合器构件、耦接至所述第二输出轴的第二离合器构件、布置在所述第一离合器构件与所述第二离合器构件之间的多片式离合器组以及可移动成与所述离合器组接合及脱离接合的施加构件；模式转换机构，用于控制所述施加构件相对于所述离合器组的移动，以便对施加至所述离合器组的离合器接合力的大小进行控制，并且同时对从所述第一输出轴通过所述传递机构和所述模式离合器传递至所述第二输出轴的驱动扭矩的量进行控制；以及动力操作式转换致动器，用于对所述模式转换机构的动作进行控制。...

【技术特征摘要】
2015.06.11 US 62/174,365;2016.06.02 US 15/170,9911.一种用于在四轮驱动机动车辆中使用的分动箱，所述四轮驱动机动车辆具有动力系以及第一传动系和第二传动系，所述分动箱包括：输入轴，其适于接收来自所述动力系的驱动扭矩并且对准以围绕第一轴线旋转；第一输出轴，其适于与所述第一传动系互相连接并且对准以围绕所述第一轴线旋转；第二输出轴，其适于与所述第二传动系互相连接并且对准以围绕第二轴线旋转；传递机构，其具有被固定成与所述第一输出轴一起围绕所述第一轴线旋转的第一传递部件以及以可旋转的方式被支承在所述第二输出轴上以围绕所述第二轴线旋转的第二传递部件，所述第二传递部件由所述第一传递部件驱动；档位机构，其包括减速单元和档位离合器，所述减速单元相对于所述输入轴以降低的速度被驱动，所述档位离合器在第一档位位置可操作成在所述输入轴与所述第一输出轴之间建立驱动连接，并且在第二位置还可操作成在所述减速单元与所述第一输出轴之间建立驱动连接；档位转换机构，其对所述档位离合器在所述第一档位位置与所述第二档位位置之间的移动进行控制；模式机构，其被布置在所述第二传递部件与所述第二输出轴之间，所述模式机构包括模式离合器，所述模式离合器具有耦接至所述第二传递部件的第一离合器构件、耦接至所述第二输出轴的第二离合器构件、布置在所述第一离合器构件与所述第二离合器构件之间的多片式离合器组以及可移动成与所述离合器组接合及脱离接合的施加构件；模式转换机构，用于控制所述施加构件相对于所述离合器组的移动，以便对施加至所述离合器组的离合器接合力的大小进行控制，并且同时对从所述第一输出轴通过所述传递机构和所述模式离合器传递至所述第二输出轴的驱动扭矩的量进行控制；以及动力操作式转换致动器，用于对所述模式转换机构的动作进行控制。2.根据权利要求1所述的分动箱，其中，所述动力操作式转换致动器还可操作成对所述档位转换机构的动作进行控制。3.根据权利要求1所述的分动箱，其中，所述档位转换机构被耦接至由车辆操作者操作的变速杆，使得所述变速杆的运动引起所述档位离合器的运动。4.根据权利要求1所述的分动箱，其中，所述动力操作式转换致动器包括：转换轴，其被对准以围绕第三轴线旋转；电动马达，用于使所述转换轴旋转；档位致动器，其被所述转换轴驱动，以用于使得所述档位转换机构使所述档位离合器在其第一档位位置与第二档位位置之间移动；以及模式致动器，其被所述转换轴驱动，以用于使得所述模式转换机构使所述施加构件相对于所述离合器在第一模式位置与第二模式位置之间移动，所述施加构件在所述第一模式位置可操作成将第一量的驱动扭矩通过所述离合器组传递至所述第二输出轴，并且在所述第二模式位置还可操作成将第二量的驱动扭矩通过所述离合器组传递至所述第二输出轴。5.根据权利要求4所述的分动箱，其中，所述模式致动器包括：模式凸轮，其由所述转换轴驱动；以及滚珠坡道单元，其具有第一凸轮盘和第二凸轮盘，其中，所述模式凸轮由所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘中的至少一个接合，使得所述模式凸轮的旋转引起所述第一凸轮盘与所述第二凸轮盘之间的相对旋转，从而导致所述第一凸轮盘与所述第二凸轮盘中的一个的轴向移动，所述第一凸轮盘和所述第二凸轮盘中的能够轴向移动的一个的轴向移动导致了所述施加构件在所述第一模式位置与所述第二模式位置之间的并发的轴向移动。6.根据权利要求5所述的分动箱，其中，所述档位致动器包括档位凸轮，其中，所述档位转换机构包括接合所述档位离合器的档位叉，其中，响应于所述转换轴的旋转的所述档位凸轮的旋转引起所述档位叉的轴向移动，并且其中，所述档位叉的轴向移动导致所述档位离合器在所述第一档位位置与所述第二档位位置之间的移动。7.根据权利要求1所述的分动箱，其中，所述减速单元为行星齿轮组，所述行星齿轮组具有由所述输入轴驱动的太阳齿轮、非旋转的齿圈、承载件和多个行星齿轮，所述多个行星齿轮中的每个均由所述承载件以可旋转的方式支承并且与所述太阳齿轮和所述齿圈啮合地接合，其中，所述档位离合器包括档位轴环，所述档位轴环被耦接成与所述第一输出轴一起旋转并且在所述第一输出轴上滑动移动，其中，所述档位轴环在所述第一档位位置可操作成耦接所述太阳齿轮以与所述第一输出轴一起旋转，并且在所述第二档位位置还可操作成耦接所述承载件以与所述第一输出轴一起旋转。8.根据权利要求1所述的分动箱，其中，所述传递机构包括：以驱动的方式被耦接至所述第一输出轴的第一链轮；以可旋转的方式被支承在所述第二输出轴上的第二链轮；以及围绕所述第一链轮和所述第二链轮以将驱动扭矩从所述第一输出轴传递至所述第二链轮的动力链，其中，所述第一离合器构件为被固定成与所述第二链轮一起旋转的离合器鼓，而所述第二离合器构件为被固定成与所述第二轴一起旋转的离合器轮毂。9.一种用于在四轮驱动机动车辆中使用的分动箱，所述四轮驱动机动车辆具有动力系以及第一传动系和第二传动系，所述分动箱包括：壳体组件；输入轴，其由所述壳体组件支承，并且沿着第一轴线布置并围绕所述第一轴线可旋转，并且适于接收来自所述动力系的驱动扭矩；第一输出轴，其由所述壳体组件支承，并且沿着所述第一轴线布置并围绕所述第一轴线可旋转，并且适于与所述第一传动系互相连接；第二输出轴，其由所述壳体组件支承，并且沿着第二轴线布置并围绕所述第二轴线可旋转，并且适于与所述第二传动系互相连接；传递机构，其具有被固定成与所述第一输出轴一起围绕所述第一轴线旋转的第一传递部件以及以可旋转的方式被支承在所述第二输出轴上以围绕所述第二轴线旋转的第二传递部件，所述第二传递部件由所述第一传递部件驱动；档位机构，其包括减速单元和档位离合器，所述减速单元相对于所述输入轴以降低的速度被驱动，所述档位离合器在第一档位位置可操作成在所述输入轴与所述第一输出轴之间建立驱动连接，并且在第二位置还可操作成在所述减速单元与所述第一输出轴之间建立驱动连接；档位转换机构，其对所述档位离合器在所述第一档位位置与所述第二档位位置之间的移动进行控制；模式机构，其被布置在所述第二传递部件与所述第二输出轴之间，所述模式机构包括模式离合器，所述模式离合器具有耦接至所述第二传递部件的第一离合器构件、耦接至所述第二输出轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·P·麦克纳利，丹尼尔·M·德里尔，
申请(专利权)人：麦格纳动力系美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US