具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器制造技术

本发明专利技术涉及一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其通过一个电机执行器可同时实现切换高低档行星排档位、执行机械锁、调节离合器压紧机构的功能。电机执行器可驱动换挡凸轮使分动器在低档位接合时，前后输出轴之间的机械锁处于锁止状态；当分动器在高档位接合时，前后输出轴之间的机械锁处于分离状态，可根据前后车轮在路面的附着工况按需调节离合器压紧机构。

【技术实现步骤摘要】
具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器
本专利技术属于车辆传动
，具体涉及一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器。
技术介绍
分动器通常用于四驱车上，把变速箱的动力输出到前后桥，用于驱动车辆。目前市面上的分动器既有以链式传递结构的手动分动器，也有基于离合器进行前后轴动力分配的主动式分动器。但基于离合器进行前后轴动力分配的分动器往往由于离合器的热容量限制，在极限越野工况，会出现热保护停止工作。在现有技术中公开了一些涉及分动器应用的技术，CN102922994B公开一种汽车传动系统，包括前桥、后桥、桥间传动轴、控制器单元以及扭矩管理器，前桥的一前驱动轴接变速箱，且变速箱与分动器连接，分动器的输出端分别与另一前驱动轴和桥间传动轴连接；后桥的减速器分别连接两个后驱动轴，且在桥间传动轴与减速器之间装配有扭矩管理器，所述控制器单元的输出控制所述扭矩管理器是否向后桥输出扭矩以及输出扭矩的大小；所述分动器第一动力输出端通过实轴与右前驱动轴相连，所述分动器第二动力输出端通过空心轴与齿轮组相连，控制器单元根据车速、油耗和/或发动机节气门开度确定是否向后桥输出扭矩，以实现整车驱动形式为适时四驱。在越野情况下如何提高离合器的热容量，在这篇文献中没有提及。随着汽车工业技术的发展以及消费者对四驱系统智能化需求的提升，具有前后轴动力分配的主动式分动器成为发展的重点，如何实现动力的主动分配并且满足极限越野性能，克服离合器的热容量不足的缺点，是分动器的研发重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，通过离合器进行前后桥动力的主动分配，实现四驱系统的智能化，提高四驱系统的响应，满足冰雪、湿滑路面的动力自动分配；具备机械锁，可实现前后桥的机械锁止，保证在极限越野工况下的通过性能，克服离合器的热容量不足的缺点；同时具备高低两个档位，满足不同的牵引力需求，正常公路工况，用高档驱动，极限越野工况用低档。本专利技术上述的三个功能只需一个电机执行器完成，结构合理，提高车辆的性能。本专利技术的技术方案为：本专利技术提供一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其包括输入轴、后输出轴、机械锁拨叉盘、前输出轴、离合器压紧机构、导轴、换挡凸轮和电机执行器；输入轴依次与太阳轮和第一齿套连接，高低档行星排的齿圈与壳体连接；换挡拔叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当换挡拔叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第二齿套和第一齿套啮合，高低档行星排处于高档位置，动力通过太阳轮直接传递到后输出轴；当换挡拔叉盘向远离输入轴的方向移动时，第二齿套和第三齿套啮合，高低档行星排处于低档位置，动力经过高低档行星排的减速增扭后，从行星架输出到后输出轴；机械锁拨叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当机械锁拨叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套脱开，机械锁松开；当机械锁拨叉盘向远离输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套啮合，机械锁锁止；前输出轴通过被动链轮、传动链、主动链轮从后输出轴获取动力；离合器压紧机构包括压盘、被动球凸轮盘、主动球凸轮盘、球、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮；离合器压紧机构的第一驱动齿轮由所述后输出轴支撑旋转，电机执行器通过所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮构成的齿轮系驱动所述第一驱动齿轮，通过第一驱动齿轮的环槽内部的凸台，使主动球凸轮盘旋转一定角度，球在环槽中不同的深度，能导致被动球凸轮盘在轴向的不同位移，从而调节离合器的压紧程度；导轴，与所述输入轴平行设置，所述导轴的两端分别与壳体的内部凹槽紧配合固定，用于支撑换挡拨叉、机械锁拨叉沿轴向的移动以及第二驱动齿轮的旋转运动；换挡凸轮安装在换挡轴上，所述换挡凸轮与储能弹簧配合安装；当所述第二齿套或所述第四齿套由于啮合齿不对中，导致无法啮合到位时，所述储能弹簧被压缩，产生的压紧力通过设置在导轴上的换挡拨叉或机械锁拨叉作用在所述第二齿套或者所述第四齿套上，从而实现所述第二齿套或所述第四齿套的啮合到位；同时所述导轴上设有回位弹簧，用于所述机械锁拨叉的回位；电机执行器，设置在所述换挡轴的一端上，电机执行器带动所述换挡轴以及设置在换挡轴上的换挡凸轮和第三驱动齿轮转动，所述电机执行器能同时实现高低档切换、机械锁锁止以及离合器压紧动作。可优选的是，所述换挡轴在第一转角范围转动，所述高低档行星排保持高档位置，所述机械锁保持松开状态，所述离合器压紧机构起作用；所述换挡轴在第二转角范围转动，所述高低档行星排由高档向低档切换，所述机械锁由松开状态切换至锁止状态，所述离合器压紧机构不起作用；所述高低档行星排由低档向高档切换，所述机械锁由锁止状态切换至松开状态，所述离合器压紧机构不起作用；所述换挡轴在第三转角范围转动，所述高低档行星排保持低档位置，所述机械锁保持锁止状态，所述离合器压紧机构不起作用。可优选的是，所述换挡凸轮设有换挡螺旋槽和锁止螺旋槽；所述换挡螺旋槽能使所述换挡凸轮的旋转运动转化为所述换挡拨叉的轴向移动；所述锁止螺旋槽能使所述换挡凸轮的旋转运动转化为所述机械锁拨叉的轴向移动。进一步，所述换挡螺旋槽具备：第一行程段，所述换挡凸轮的换挡凸轮轴在第一转角范围转动不会驱动所述换挡拨叉的移动，所述第二齿套和固连在太阳轮上的第一齿套啮合，所述高低档行星排保持高档位置；第二行程段，所述换挡凸轮轴在第二转角范围转动会驱动所述换挡拨叉的移动，所述第二齿套随所述后输出轴空转，不与任何齿套啮合，所述高低档行星排在高低档位之间切换；第三行程段，所述换挡凸轮轴在第三转角范围转动不会驱动所述换挡拨叉的移动，所述第二齿套和固连在行星架上的第三齿套啮合，所述高低档行星排保持低档位置。或者，所述锁止螺旋槽具备：第一行程段，所述换挡凸轮轴在第一转角范围转动时，不驱动所述机械锁拨叉的移动，所述第四齿套随所述后输出轴空转，不与任何齿套啮合，所述机械锁保持松开；第二行程段，所述换挡凸轮轴在第二转角范围转动会驱动所述机械锁拨叉的移动，所述第四齿套在所述后输出轴上移动，所述机械锁在锁止与松开之间互换；第三行程段，所述换挡凸轮轴在第三转角范围转动不会驱动所述机械锁拨叉的移动，所述第四齿套与固连在主动链轮上的第五齿套啮合，所述机械锁保持锁止。进一步，所述第一驱动齿轮的环槽具备两个凸台，与所述主动球凸轮盘的四个凸台具有相位配合，所述换挡凸轮轴在第一转角范围转动，所述第三驱动齿轮通过所述第二驱动齿轮驱动所述第一驱动齿轮旋转，所述环槽凸台与所述主动球凸轮盘凸台接触并驱动其旋转，所述离合器压紧机构起作用；所述换挡凸轮轴在第二转角范围转动，所述第三驱动齿轮通过所述第二驱动齿轮驱动所述第一驱动齿轮旋转，所述环槽凸台与所述主动球凸轮盘凸台未接触而不驱动其旋转，所述离合器压紧机构不起作用；所述换挡凸轮轴在第三转角范围转动，所述第一驱动齿轮通过所述第二驱动齿轮驱动所述第三驱动齿轮旋转，所述环槽凸台不与所述主动球凸轮盘凸台接触，所述离合器压紧机构不起作用。进一步，后输出轴上还通过推力轴承设有主动链轮，主动链轮通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其特征在于，其包括输入轴、后输出轴、机械锁拨叉盘、前输出轴、离合器压紧机构、导轴、换挡凸轮和电机执行器；/n输入轴依次与太阳轮和第一齿套连接，高低档行星排的齿圈与壳体连接；换挡拨叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当换挡拨叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第二齿套和第一齿套啮合，高低档行星排处于高档位置，动力通过太阳轮直接传递到后输出轴；当换挡拨叉盘向远离输入轴的方向移动时，第二齿套和第三齿套啮合，高低档行星排处于低档位置，动力经过高低档行星排的减速增扭后，从行星架输出到后输出轴；/n机械锁拨叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当机械锁拨叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套脱开，机械锁松开；当机械锁拨叉盘向远离输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套啮合，机械锁锁止；/n前输出轴通过被动链轮、传动链、主动链轮从后输出轴获取动力；/n离合器压紧机构包括压盘、被动球凸轮盘、主动球凸轮盘、球、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮；离合器压紧机构的第一驱动齿轮由所述后输出轴支撑旋转，电机执行器通过所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮构成的齿轮系驱动所述第一驱动齿轮，通过所述第一驱动齿轮的环槽内部的凸台，使主动球凸轮盘旋转一定角度，球在环槽中不同的深度，能导致被动球凸轮盘在轴向的不同位移，从而调节离合器的压紧程度；/n导轴，与所述输入轴平行设置，所述导轴的两端分别与壳体的内部凹槽紧配合固定，用于支撑换挡拨叉、机械锁拨叉沿轴向的移动以及第二驱动齿轮的旋转运动；/n换挡凸轮安装在换挡轴上，所述换挡凸轮与储能弹簧配合安装；当所述第二齿套或所述第四齿套由于啮合齿不对中，导致无法啮合到位时，所述储能弹簧被压缩，产生的压紧力通过设置在所述导轴上的所述换挡拨叉或所述机械锁拨叉作用在所述第二齿套或者所述第四齿套上，从而实现所述第二齿套或所述第四齿套的啮合到位；同时所述导轴上设有回位弹簧，用于所述机械锁拨叉的回位；/n电机执行器，设置在所述换挡轴的一端上，电机执行器带动所述换挡轴以及设置在换挡轴上的换挡凸轮和第三驱动齿轮转动，所述电机执行器能同时实现高低档切换、机械锁锁止以及离合器压紧动作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其特征在于，其包括输入轴、后输出轴、机械锁拨叉盘、前输出轴、离合器压紧机构、导轴、换挡凸轮和电机执行器；
输入轴依次与太阳轮和第一齿套连接，高低档行星排的齿圈与壳体连接；换挡拨叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当换挡拨叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第二齿套和第一齿套啮合，高低档行星排处于高档位置，动力通过太阳轮直接传递到后输出轴；当换挡拨叉盘向远离输入轴的方向移动时，第二齿套和第三齿套啮合，高低档行星排处于低档位置，动力经过高低档行星排的减速增扭后，从行星架输出到后输出轴；
机械锁拨叉盘通过滑动花键与后输出轴连接，当机械锁拨叉盘向靠近输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套脱开，机械锁松开；当机械锁拨叉盘向远离输入轴的方向移动时，第四齿套和第五齿套啮合，机械锁锁止；
前输出轴通过被动链轮、传动链、主动链轮从后输出轴获取动力；
离合器压紧机构包括压盘、被动球凸轮盘、主动球凸轮盘、球、第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮；离合器压紧机构的第一驱动齿轮由所述后输出轴支撑旋转，电机执行器通过所述第一驱动齿轮、第二驱动齿轮和第三驱动齿轮构成的齿轮系驱动所述第一驱动齿轮，通过所述第一驱动齿轮的环槽内部的凸台，使主动球凸轮盘旋转一定角度，球在环槽中不同的深度，能导致被动球凸轮盘在轴向的不同位移，从而调节离合器的压紧程度；
导轴，与所述输入轴平行设置，所述导轴的两端分别与壳体的内部凹槽紧配合固定，用于支撑换挡拨叉、机械锁拨叉沿轴向的移动以及第二驱动齿轮的旋转运动；
换挡凸轮安装在换挡轴上，所述换挡凸轮与储能弹簧配合安装；当所述第二齿套或所述第四齿套由于啮合齿不对中，导致无法啮合到位时，所述储能弹簧被压缩，产生的压紧力通过设置在所述导轴上的所述换挡拨叉或所述机械锁拨叉作用在所述第二齿套或者所述第四齿套上，从而实现所述第二齿套或所述第四齿套的啮合到位；同时所述导轴上设有回位弹簧，用于所述机械锁拨叉的回位；
电机执行器，设置在所述换挡轴的一端上，电机执行器带动所述换挡轴以及设置在换挡轴上的换挡凸轮和第三驱动齿轮转动，所述电机执行器能同时实现高低档切换、机械锁锁止以及离合器压紧动作。


2.根据权利要求1所述的具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其特征在于，
所述换挡轴在第一转角范围转动，所述高低档行星排保持高档位置，所述机械锁保持松开状态，所述离合器压紧机构起作用；
所述换挡轴在第二转角范围转动，所述高低档行星排由高档向低档切换，所述机械锁由松开状态切换至锁止状态，所述离合器压紧机构不起作用；所述高低档行星排由低档向高档切换，所述机械锁由锁止状态切换至松开状态，所述离合器压紧机构不起作用；
所述换挡轴在第三转角范围转动，所述高低档行星排保持低档位置，所述机械锁保持锁止状态，所述离合器压紧机构不起作用。


3.根据权利要求2所述的具备电控动力分配和机械锁止的两档分动器，其特征在于，
所述换挡凸轮设有换挡螺旋槽和锁止螺旋槽；所述换挡螺旋槽能使所述换挡凸轮的旋转运动转化为所述换挡拨叉的轴向移动；所述锁止螺旋槽能使所述换挡凸轮的旋转运动转化为所述机械锁拨叉的轴向移动。


4.根据权利要求3所述的具备电控动力分配和机械锁止的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树军，金嘉玺，李学良，王文锋，陈俏儿，吴志航，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13