專利名稱：四驅車差速機構及應用其的汽車的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車部件，尤其涉及四驅車差速機構及應用其的汽車。
背景技術：
四驅車就是有前后差速聯動四輪驅動的汽車。因為車輛的發動機將動力傳至四個車輪，所以四個車輪都可發力。兩驅車在其一只驅動車輪打滑時，另外的一只驅動車輪也會失去牽引動力，這時，車子便不能行駛了。四驅車在其一只驅動車輪打滑時，其他的驅動車輪仍然能發揮牽引動力，車子仍能行駛。因此，四驅車越野性能優越，在野外山坡、灘涂、泥地、沙漠也可以應付自如。當前，絕大多數四驅車的差速機構通過多個差速器的相互配合來實現各個車輪之間的差速。該四驅車差速機構通常為兩個輪間差速器和一個軸間差速器。兩個前輪之間的前軸上設有前輪間差速器，兩個后輪之間的后軸上設有后輪間差速器。前、后軸之間設有軸間差速器，為了實現前、后軸的扭矩分配，還需要增加額外的控制裝置。由于四驅車差速機構包括控制裝置以及多個差速器，因此布置時所占用空間較大、難度較大，整車的重量也比較大。
發明內容
本發明的實施例提供一種四驅車差速機構及應用其的汽車，解決了四驅車差速機構布置時所占用空間較大、難度較大、整車的重量也比較大的問題。為達到上述目的，本發明的實施例采用如下技術方案一種四驅車差速機構，包括分動器、后輪間差速器，還包括前輪間差速器；所述前輪間差速器設置在車輛的兩個前輪之間的前軸上，且與變速器的動力輸出端連接，還與分動器的動力輸入端連接，所述分動器的動力輸出端與所述后輪間差速器的動力輸入端連接，所述后輪間差速器設置在車輛的兩個后輪之間的后軸上。優選地，所述前軸包括第一輸出軸和第二輸出軸，所述前輪間差速器設置在第一輸出軸和第二輸出軸之間；所述前輪間差速器包括與所述變速器的動力輸出端連接的傳動單元、與傳動單元固定連接的外殼體、空套在所述外殼體上的中間齒輪、與所述中間齒輪嚙合的外齒輪和內齒輪、與所述內齒輪固定連接的內殼體、與內殼體連接的差速單元；所述差速單元與所述第一輸出軸和所述第二輸出軸連接，用于向所述第一輸出軸和所述第二輸出軸傳遞不同的動力；所述外齒輪與所述分動器的動力輸入端齒輪連接。其中，所述差速單元由空套在內殼體上的第一行星圓柱齒輪和第二行星圓柱齒輪、與第一行星輪哨合的第一驅動齒輪、與第二行星輪哨合的第二驅動齒輪組成；所述第一行星圓柱齒輪與所述第二行星圓柱齒輪嚙合；所述第一驅動齒輪與第一輸出軸連接，第二驅動齒輪與所述第二輸出軸連接。優選地，所述差速單元由與內殼體連接的第一錐齒輪和第四錐齒輪、與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪、第三錐齒輪組成；所述第二錐齒輪、第三錐齒輪與所述第四錐齒輪嚙合；四個所述錐齒輪組成一個矩形；所述第二錐齒輪與所述第一輸出軸連接，所述第三錐齒輪與所述第二輸出軸連接。 其中，所述傳動單元為外齒圈。優選地，所述內齒輪與所述內殼體鍵連接。其中，所述第一驅動齒輪與所述第一輸出軸鍵連接。優選地，所述第二驅動齒輪與所述第二輸出軸鍵連接。其中，所述第一輸出軸與汽車左前輪的動力輸入端連接，所述第二輸出軸與汽車右前輪的動力輸入端連接。一種汽車，包括上述的四驅車差速機構。本發明實施例提供的四驅車差速機構及應用其的汽車中，由于前輪間差速器與變速器的動力輸出端連接、還與分動器的動力輸入端連接，分動器的動力輸出端與后輪間差速器的動力輸入端連接，從而能夠實現車輛的四輪驅動。并且，該四驅車差速機構僅包括兩個差速器，分別為前輪間差速器和后輪間差速器，省略了軸間差速器和控制裝置，因此布置該四驅車差速機構時所占用空間較小、難度較低，整車的重量也比較輕。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。圖1為本發明實施例提供的一種四驅車差速機構的方框圖；圖2為本發明實施例提供的一種四驅車差速機構的示意圖；圖3為本發明實施例提供的又一種四驅車差速機構的示意圖；圖4為本發明實施例提供的再一種四驅車差速機構的示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。本發明實施例提供了一種四驅車差速機構，如圖1所示，包括分動器11、后輪間差速器12，還包括前輪間差速器13 ;前輪間差速器13設置在車輛的兩個前輪之間，且與變速器14的動力輸出端141連接、還與分動器11的動力輸入端111連接，分動器11的動力輸出端112與后輪間差速器12的動力輸入端121連接，后輪間差速器12設置在車輛的兩個后輪之間的后軸上。由于前輪間差速器13與變速器14的動力輸出端141連接、還與分動器11的動力輸入端111連接，使得變速器14將動力由動力輸出端141傳遞到前輪間差速器13，前輪間差速器13還與分動器11的動力輸入端111連接，從而前輪間差速器13可以將部分動力傳遞給分動器11。采用本實施例提供的四驅車差速機構，能夠實現車輛的四輪驅動。具體地，前輪間差速器13設置在車輛的兩個前輪之間的前軸上，從而前輪間差速器13能夠將動力分配給左前輪和右前輪，以實現左右車輪的動力輸出；分動器11的動力輸出端112與后輪間差速器12的動力輸入端121連接，后輪間差速器12設置在車輛的兩個后輪之間的后軸上，從而后輪間差速器12能將動力分配給左右兩個后車輪，以實現后部兩車輪的動力輸出。本發明實施例提供的四驅車差速機構中，由于前輪間差速器與變速器的動力輸出端連接、還與分動器的動力輸入端連接，分動器的動力輸出端與后輪間差速器的動力輸入端連接，從而能夠實現車輛的四輪驅動。并且，該四驅車差速機構僅包括兩個差速器，分別為前輪間差速器和后輪間差速器，省略了軸間差速器和控制裝置，因此布置該四驅車差速機構時所占用空間較小、難度較低，整車的重量也比較輕。上述實施例提供的四驅車差速機構中，參見圖2，前軸可以包括第一輸出軸28和第二輸出軸29，前輪間差速器13設置在第一輸出軸28和第二輸出軸29之間。前輪間差速器13可以包括與變速器14的動力輸出端141連接的傳動單元21、與傳動單元21固定連接的外殼體22、空套在外殼體22上的中間齒輪23、與中間齒輪23嚙合的外齒輪24和內齒輪25、與內齒輪25固定連接的內殼體26、與內殼體26連接的差速單元27。該差速單兀27與第一輸出軸28和第二輸出軸29連接；用于向第一輸出軸28和第二輸出軸29傳遞不同的動力；外齒輪24與分動器11的動力輸入端111齒輪201連接。動力由變速器14的動力輸出端141傳遞到傳動單元21，在經外殼體22傳遞到中間齒輪23，與中間齒輪23嚙合的外齒輪24可以將中間齒輪23傳遞的一部分動力經外齒輪24傳遞給與外齒輪24嚙合的分動器11的動力輸入端111齒輪201，從而將動力傳遞到后輪間差速器12，后輪間差速器12將動力分配給車輛的后部兩個車輪，使得兩個后部車輪具有動力輸出。與中間齒輪23嚙合的內齒輪25可以將中間齒輪23傳遞的另一部分動力傳遞給內殼體26，在由內殼體26傳遞給差速單元27，差速單元27能夠將動力按照一定的傳動比，分別傳遞給第一輸出軸28和第二輸出軸29,使得與第一輸出軸28和第二輸出軸29連接的車輛前部的兩個車輪，從而使兩個前部車輪具有動力輸出。上述實施例提供的四驅車差速機構中，參見圖3，上述前軸包括第一輸出軸28和第二輸出軸29，該前輪間差速器設置在第一輸出軸28和第二輸出軸29之間，差速單元27可以由空套在內殼體26上的第一行星圓柱齒輪31和第二行星圓柱齒輪32、與第一行星輪31嚙合的第一驅動齒輪33、與第二行星輪32嚙合的第二驅動齒輪34組成；第一行星圓柱齒輪31與第二行星圓柱齒輪32嚙合；第一驅動齒輪33與第一輸出軸28連接，第二驅動齒輪34與第二輸出軸29連接。上述四驅車差速機構可以工作于以下四種方式一、車輪無差速的工作方式；二、左右車輪差速的工作方式；三、前后車輪差速的工作方式；四、四輪差速的工作方式。下面參照圖3對上述四驅車差速機構的各種工作方式進行詳細說明。一、車輪無差速的工作方式當四驅車行駛在平整的良好路面時，認為四個車輪與路面接觸的附著系數相等。此時，動力由變速器14的動力輸出端141傳遞給與其連接的傳動單元21，傳動單元21將帶動與其固定連接的外殼體22轉動。由于外殼體22上設置有可自由轉動的中間齒輪23，即中間齒輪23既可以隨外殼體22公轉，也可以自轉。因此，外殼體22轉動將使得中間齒輪23具有與外殼體22 —樣的轉速。然而，外齒輪24和內齒輪25都與中間齒輪23嚙合，從而內齒輪25和外齒輪24都轉動。外齒輪24轉動，將動力傳遞給分動器11的動力輸入端111上齒輪201，實現后部兩車輪的動力輸出。此時，中間齒輪23不自轉，內齒輪25轉動將帶動與其固定連接的內殼體26轉動，從而空套在內殼體26上的第一行星圓柱齒輪27和第二行星圓柱齒輪28轉動，此時，第一行星圓柱齒輪31和第二行星圓柱齒輪32不自轉，兩行星圓柱齒輪隨內殼體26公轉。第一行星圓柱齒輪31將動力經過第一驅動齒輪33傳遞給第一輸出軸28，第二行星圓柱齒輪32將動力經過第二驅動齒輪34傳遞給第二輸出軸29。能夠實現前部兩車輪的動力輸出。因為四個車輪與路面接觸的附著系數相等，也就是說車輪所受到的阻力矩相同，此時不存在前、后軸動力輸出不一致的問題，因此，無差速過程。二、左右車輪差速的工作方式當四驅車行駛在左右車輪與路面接觸的附著系數不相等的路面時，導致左右車輪的輸出力不相等。此時，動力由變速器14的動力輸出端141傳遞給與其連接的傳動單元21，傳動單元21將帶動與其固定連接的外殼體22轉動。由于外殼體22上設置有可自由轉動的中間齒輪23，即中間齒輪23既可以隨外殼體22公轉，也可以自轉。因此，外殼體22轉動將使得中間齒輪23具有與外殼體22 —樣的轉速。然而，外齒輪24和內齒輪25都與中間齒輪23嚙合，從而內齒輪25和外齒輪24都轉動。外齒輪24轉動，將動力傳遞給分動器11的動力輸入端111齒輪201，實現后部兩車輪的動力輸出。此時，中間齒輪23不自轉，內齒輪25轉動將帶動與其固定連接的內殼體26轉動。假設前部左側車輪與路面的附著力矩小于前部右側車輪與路面的附著力矩、第一輸出軸28與前部左側車輪連接，第二輸出軸29與前部右側車輪連接，那么第一行星圓柱齒輪31用較小的力就可以驅動第一驅動齒輪33轉動，而第二行星圓柱齒輪32則需要較大的力矩才能克服其阻力矩。由于第一行星圓柱齒輪31與第二行星圓柱齒輪32嚙合，第二行星圓柱齒輪32限制第一行星圓柱齒輪31的旋轉，這樣，第一行星圓柱齒輪31為了轉動，將把部分動力傳遞給第二行星圓柱齒輪32，直到第一驅動齒輪33和第二驅動齒輪34同時開始轉動。從而實現了差動功能。此時，第一行星圓柱齒輪31繞第一驅動齒輪33公轉同時自轉，第二行星圓柱齒輪32繞第二驅動齒輪34公轉同時自轉。應當清楚，左車輪與路面的附著力矩大于右車輪與路面的附著力矩時，工作過程同理。三、前后車輪差速的工作方式當四驅車行駛在前后車輪與路面接觸的附著系數不相等的路面時，導致前后軸的輸出力不相等。即第一驅動軸28和第二驅動軸29轉速相同，但是與后軸的轉速不相同。此時，動力依然是由變速器14的動力輸出端141傳遞給與其連接的傳動單元21，傳動單元21將帶動與其固定連接的外殼體22轉動。假設四驅車的前輪的路面附著力矩小于后輪的路面附著力矩,動力由中間齒輪23傳遞到內齒輪25，再由內齒輪25傳遞給第一輸出軸28和第二輸出軸29，那么，內齒輪25只需傳遞較小的力矩就可以驅動第一輸出軸28和第二輸出軸29旋轉,且該時刻第一輸出軸28和第二輸出軸29的轉速相同。然而，后輪的路面附著力矩較大，因此后軸則需要較大的力矩才能克服其上阻力矩。并且，由于中間齒輪23空套在外殼體22中，由于前軸和后軸的受力不均勻，使得內齒輪25和外齒輪24都發生傾斜，且與外殼體22產生的摩擦力增大。從而外齒輪24限制內齒輪25旋轉，這樣內齒輪25為了自身能夠轉動，會將部分力矩傳遞給外齒輪24，直至內齒輪25和外齒輪24同時轉動，從而實現了差動功能。這個過程中內齒輪25隨外殼體22公轉的同時，也自轉。顯而易見地，當四驅車的前輪的路面附著力矩大于后輪的路面附著力矩，工作原理同上。四、四輪差速的工作方式當路面極度惡劣的情況下，四個車輪與地面接觸的附著系數都不相同，導致第一輸出軸、第二輸出軸、后軸的輸出動力都不相等，此時，為上述第二和第三工作方式的結合。在此，不再贅述。上述實施例提供的四驅車差速機構中，如圖4所示，差速單元27還可以由與內殼體26連接的第一錐齒輪41和第四錐齒輪44、與第一錐齒輪41嚙合的第二錐齒輪42、第三錐齒輪43組成。第二錐齒輪42、第三錐齒輪43與第四錐齒輪44嚙合；四個錐齒輪組成一個矩形；第二錐齒輪42與第一輸出軸28連接，第三錐齒輪43與第二輸出軸29連接。上述四驅車差速機構也可以工作于四種方式五、車輪無差速的工作方式；六、左右車輪差速的工作方式；七、前后車輪差速的工作方式；八、四輪差速的工作方式。下面參照圖4對該四驅車差速機構的各種工作方式進行詳細說明。五、車輪無差速的工作方式當四驅車行駛在平整的良好路面時，認為四個車輪與路面接觸的附著系數相等。此時，動力傳遞過程中無差速過程。動力由變速器14的動力輸出端141傳遞到外殼體22的過程與上述實施例中描述第一個工作方式中的動力傳遞過程一樣。外殼體轉動從而使得中間齒輪23具有與外殼體22 一樣的轉速。然而，外齒輪24和內齒輪25都與中間齒輪23嚙合，從而內齒輪25和外齒輪24都轉動。參見圖4，外齒輪24轉動，將動力傳遞給分動器11的動力輸入端111上齒輪201，實現后部兩車輪的動力輸出。此時，中間齒輪23不自轉，內齒輪25轉動將帶動與其固定連接的內殼體26轉動，從而與內殼，26連接的第一錐齒輪41和第四錐齒輪44轉動，與第四錐齒輪44嚙合的第二錐齒輪42和第三錐齒輪43都轉動，第二錐齒輪42將動力傳遞給第一輸出軸28，第三錐齒輪43將動力傳遞給第二輸出軸29。能夠實現前部兩車輪的動力輸出。六、左右車輪差速的工作方式當四驅車行駛在左右車輪與路面接觸的附著系數不相等的路面時，導致左右車輪的輸出力不相等。此時，動力由變速器14的動力輸出端141傳遞給外殼體22，外殼體22轉動。由于外殼體22上設置有可自由轉動的中間齒輪23，即中間齒輪23既可以隨外殼體22公轉，也可以自轉。因此，外殼體22轉動將使得中間齒輪23具有與外殼體22 —樣的轉速。然而，外齒輪24和內齒輪25都與中間齒輪23嚙合，從而內齒輪25和外齒輪24都轉動。外齒輪24轉動，將動力傳遞給分動器11的動力輸入端111齒輪201，實現后部兩車輪的動力輸出。此時，中間齒輪23不自轉，內齒輪25轉動將帶動與其固定連接的內殼體26轉動。假設前部左側車輪與路面的附著力矩小于前部右側車輪與路面的附著力矩、第一輸出軸28與前部左側車輪連接，第二輸出軸29與前部右側車輪連接，那么用較小的力就可以驅動第二錐齒輪42轉動，而第三錐齒輪43則需要較大的力矩才能克服其阻力矩。由于四個錐齒輪嚙合關系形成了一個矩形，第三錐齒輪43將限制與其嚙合的其他錐齒輪的旋轉，這樣，這時，第一錐齒輪41和第四錐齒輪44開始進行自轉，由于齒輪運轉過程中產生的摩擦力，齒輪之間會產生一定的傳遞扭矩，直到第二錐齒輪42和第三錐齒輪43同時開始轉動。從而實現了差動功能。應當清楚，左車輪與路面的附著力矩大于右車輪與路面的附著力矩時，工作過程同理。七、前后車輪差速的工作方式該工作過程與上述實施例描述的第三個工作方式完全相同。八、四輪差速的工作方式當路面極度惡劣的情況下，四個車輪與地面接觸的附著系數都不相同，導致第一輸出軸28、第二輸出軸、后軸的輸出動力都不相等,此時,為上述第六和第七個工作方式的結合。在此，不再贅述。上述實施例提供的四驅車差速機構中，傳動單元21可以為外齒圈。外齒圈可以直接與變速器中的齒輪嚙合，傳遞動力平穩可靠。上述實施例提供的四驅車差速機構中，內齒輪25與內殼體26可以鍵連接。鍵連接的方式簡單、易行，能夠實現周向固定，使得內齒輪25與內殼體26直接動力傳遞更加平
穩、可靠。上述實施例提供的四驅車差速機構中，第一驅動齒輪33與第一輸出軸28也可以鍵連接。第二驅動齒輪34與第二輸出軸29可以鍵連接。當然，也可以采用其他的固定連接方式。上述實施例提供的四驅車差速機構中，第一輸出軸28與汽車左前輪的動力輸入端連接，第二輸出軸29與汽車右前輪的動力輸入端連接。或者也可以使汽車的左前輪的動力輸入端與第二輸出軸29連接，第一輸出軸28與汽車的前輪的動力輸入端連。總之，汽車的前部兩個車輪的動力輸入端分別對應地連接有一個動力輸出軸。本發明實施例還提供了一種汽車，包括上述的四驅車差速機構，由于該差速機構僅包括兩個差速器，分別為前輪間差速器和后輪間差速器，省略了軸間差速器和控制裝置，因此布置該四驅車差速機構時所占用空間較小、難度較低，整車的重量也比較輕，從而使得整車的質量也比較輕。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種四驅車差速機構，其特征在于，包括:分動器、后輪間差速器，還包括前輪間差速器； 所述前輪間差速器設置在車輛的兩個前輪之間的前軸上，且與變速器的動力輸出端連接，還與分動器的動力輸入端連接，所述分動器的動力輸出端與所述后輪間差速器的動力輸入端連接，所述后輪間差速器設置在車輛的兩個后輪之間的后軸上。
2.根據權利要求1所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述前軸包括第一輸出軸和第二輸出軸，所述前輪間差速器設置在第一輸出軸和第二輸出軸之間； 所述前輪間差速器包括:與所述變速器的動力輸出端連接的傳動單元、與傳動單元固定連接的外殼體、空套在所述外殼體上的中間齒輪、與所述中間齒輪嚙合的外齒輪和內齒輪、與所述內齒輪固定連接的內殼體、與內殼體連接的差速單元； 所述差速單元與所述第一輸出軸和所述第二輸出軸連接，用于向所述第一輸出軸和所述第二輸出軸傳遞不同的動力；所述外齒輪與所述分動器的動力輸入端齒輪連接。
3.根據權利要求2所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述差速單元由空套在內殼體上的第一行星圓柱齒輪和第二行星圓柱齒輪、與第一行星輪嚙合的第一驅動齒輪、與第二行星輪嚙合的第二驅動齒輪組成；所述第一行星圓柱齒輪與所述第二行星圓柱齒輪嚙合；所述第一驅動齒輪與第一輸出軸連接，第二驅動齒輪與所述第二輸出軸連接。
4.根據權利要求2所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述差速單元由與內殼體連接的第一錐齒輪和第四錐齒輪、與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪、第三錐齒輪組成；所述第二錐齒輪、第三錐齒輪與所述第四錐齒輪嚙合；四個所述錐齒輪組成一個矩形；所述第二錐齒輪與所述第一輸出軸連接，所述第三錐齒輪與所述第二輸出軸連接。
5.根據權利要求2所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述傳動單元為外齒圈。
6.根據權利要求2-4任一項所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述內齒輪與所述內殼體鍵連接。
7.根據權利要求2所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述第一驅動齒輪與所述第一輸出軸鍵連接。
8.根據權利要求2所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述第二驅動齒輪與所述第二輸出軸鍵連接。
9.根據權利要求3或4所述的四驅車差速機構，其特征在于，所述第一輸出軸與汽車左前輪的動力輸入端連接，所述第二輸出軸與汽車右前輪的動力輸入端連接。
10.一種汽車，包括權利要求1-9任一項所述的四驅車差速機構。
全文摘要
本發明公開了四驅車差速機構及應用其的汽車，涉及汽車部件，為了解決四驅車差速機構布置時所占用空間較大、難度較大、整車的重量也比較大的問題。該四驅車變速驅動機構及應用其的汽車，包括分動器、后輪間差速器，還包括前輪間差速器；前輪間差速器設置在車輛的兩個前輪之間的前軸上，且與變速器的動力輸出端連接，還與分動器的動力輸入端連接，分動器的動力輸出端與后輪間差速器的動力輸入端連接，后輪間差速器設置在車輛的兩個后軸之間的后軸上。
文檔編號B60K17/344GK103072479SQ20131003497
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月30日 優先權日2013年1月30日
發明者陳桃杰, 許婷 申請人:長城汽車股份有限公司