汽车的传动装置和传动系转让专利

申请号 : CN200480031200.8

文献号 : CN1871464B

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发明人 : 德特勒夫·巴施格哈德·冈普波尔特斯贝格尔克里斯托夫·佩尔兴芭芭拉·施莫尔乌尔里克·迈尔托马斯·罗泽迈尔

申请人 : ZF腓德烈斯哈芬股份公司

摘要 :

本发明涉及一种传动装置(1),用于将传动力矩分配到至少两个从动轴(7、8)上,该传动装置具有至少两个至少三轴的行星齿轮组(2、3),其中,行星齿轮组(2或3)的各自一个轴(4、5)与传动轴(6)连接。此外,行星齿轮组(2、3)的各自一个轴为从动轴(7、8),而且行星齿轮组(2或3)的各自至少另一个轴(9或10)与另一个行星齿轮组(3或2)的一个轴(10或9)作用连接。轴(9或10)取决于运行状态的力矩依赖于与其作用连接的各自另一个轴(10或9)的运行状态而通过作用连接(11)可这样支承,使在从动轴(7、8)之间出现转速差的情况下通过作用连接(11)而在行星齿轮组(2、3)上产生改变转速差的力矩。此外,本发明涉及一种具有上述传动装置(1)的汽车传动系,其中,传动轴源传动力矩取决于运行状态可在汽车纵向上以及在汽车横向上可变分配。

权利要求 :

1.传动装置(1),用于将传动力矩分配到至少两个从动轴(7、8)上,该传动装置具有至少两个至少三轴的第一行星齿轮组(2)和第二行星齿轮组(3),其中,所述行星齿轮组(2或3)的各自第一轴(4或5)与传动轴(6)连接,而所述行星齿轮组(2或者3)的各自第二轴为从动轴(7或者8)之一,其中,所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(2或3)的至少第三轴(9或10)与另一个行星齿轮组(3或2)的第三轴(10或9)通过可控制及调节的作用连接进行连接,而且所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组(2或3)的第三轴(9或10)取决于运行状态的力矩依赖于与其作用连接的另一个行星齿轮组(3或2)的第三轴(10或9)的运行状态而通过作用连接(11)可这样传输,使在从动轴(7、8)之间出现转速差的情况下通过作用连接(11)在行星齿轮组(2、3)上至少暂时存在改变转速差的力矩,并且其中,第一行星齿轮组(2)和第二行星齿轮组(3)的两个第三轴(9、10)之间的所述作用连接(11)包括与第三轴(9、10)连接的第一圆柱齿轮(31、32)、与该第一圆柱齿轮(31、32)啮合的第二圆柱齿轮以及设置在第二圆柱齿轮之间的无级传动装置(36)。

2.按权利要求1所述的传动装置,其中,第一行星齿轮组(2)和第二行星齿轮组(3)的相互作用连接的第三轴(9、10)之间的作用连接(11)利用第三行星齿轮组(24)构成。

3.按权利要求1或2所述的传动装置,其中,第一行星齿轮组(2)和第二行星齿轮组(3)的与传动轴(6)连接的第一轴(4、5)通过外壳固定地支承的齿轮(13)相互连接。

4.具有传动源的汽车传动系(42),具有至少两个可传动的汽车轴(43、44)和至少一个按权利要求1所述的传动装置(1),其特征在于,传动装置(1)设置在传动源和汽车轴(43、44)之间的功率线路内,用于在汽车轴(43、44)之间根据需要且取决于运行状态地分配驱动装置的传动力矩;并且/或者设置在汽车轴(43或者44)的功率线路内,用于在汽车横向上在汽车轴(43或者44)的两个驱动车轮之间根据需要且取决于运行状态地分配输送到汽车轴(43或者44)上的传动力矩部分。

5.按权利要求4所述的传动系,其中,在传动源和汽车轴(43、44)之间的功率线路内具有可调节的离合器(45),以在汽车轴(43、44)之间根据需要且取决于运行状态地分配传动源的传动力矩。

6.按权利要求4所述的传动系,其中,在传动源和汽车轴(43、44)之间的功率线路内具有装置(46),以在汽车轴(43、44)之间根据需要且取决于运行状态地分配驱动装置的传动力矩,该装置在汽车轴之间存在转速差的情况下通过泵系统(46A)产生液压压力,盘式离合器(46B)的可产生相互摩擦啮合的摩擦部件可这样施加该液压压力,使向两个汽车轴(43、44)上各自施加降低差速的扭矩。

7.按权利要求4-6之一所述的传动系,其中,为在汽车横向上在汽车轴(43或者44)的两个驱动车轮之间根据需要且取决于运行状态地分配输送到汽车轴(43或者44)的传动力矩部分,在汽车轴(43或者44)的功率线路上设置可调节的差速锁止机构(49)。

8.按权利要求4-6之一所述的传动系,其中,为在汽车横向上在汽车轴(43或者44)的两个驱动车轮之间分配输送到汽车轴(43或者44)之一的传动力矩部分,在汽车轴(43或者44)的功率线路上设置开放式差速器(47)。

说明书 :

技术领域

本发明涉及一种传动装置,用于将传动力矩分配到至少两个从动轴上,该传动装置具有至少两个至少三轴的行星齿轮组,本发明涉及还一种具有传动源的汽车传动系,具有至少两个可传动的汽车轴和一个传动装置。

背景技术

在实践中公知的汽车上,由传动源或驱动装置产生的传动力矩根据需要通过传动装置输送到可传动汽车轴的驱动车轮。如果是例如像全轮的Pkws或者全轮驱动的Lkws这种具有多个可传动轴构成的汽车,驱动装置的功率在这种汽车的传动系上必须分配到各个可传动的汽车轴上。
在此方面,为进行功率分配使用所谓的差速器,它连接在产生不同传动比的主变速器后面汽车传动系的功率线路上。为将发动机的传动功率纵向分配到多个可传动汽车轴上,使用所谓的纵向差速器。此外,将所谓的横向差速器或差速器用于在一个汽车轴的两个驱动车轮之间横向分配传动功率。
利用这种分动器存在的可能性是,将传动力矩以任意的比例分配到多个传动轴上,而不会在传动系上产生过大张力。此外,利用差速器可以达到可传动汽车轴的驱动车轮以不同的转速彼此独立地与左右车道不同的道路长度相应驱动,由此传动力矩可以对称并因此无偏转力矩地分配到两个驱动车轮上。
然而与这两种优点相对存在的缺点是,汽车轴的两个驱动车轮或两个或者多个传动轴可传递到路面上的牵引力由于差速器的平衡作用分别取决于两个驱动车轮或传动轴可传递的较小或最小传动力矩。这意味着,如果一个例如处于光滑冰面上的驱动车轮旋转,那么输送到其他驱动车轮的力矩不会高于该旋转的驱动车轮,即使它处于粗糙路面上。在这种行驶状态下,汽车由于差速器可以在一个差速器的两个从动轴之间出现转速差的平衡作用具有缺点地不能开动。
因此实践上向此过渡,即差速器的平衡运动在存在临界行驶状态的情况下通过适当的措施加以阻止。这一点例如可通过手动或者自动利用机械、磁性、气动或者液压装置加以激活并在本身公知的差速锁止机构上实现,该机构通过锁住差速器100%地停止任何平衡运动。
此外,使用也称为限制滑差差速器或者自锁差速器的自动锁止差速器。这种差速器即使在其他驱动车轮或者多个可传动汽车轴上其他可传动的汽车轴由于路面附着较差打滑的情况下,也可以将扭矩传递到可传动汽车轴的驱动车轮上或者可传动的汽车轴上。但同时却失去了上述无偏转力矩传递力的优点,而且车轮转速与汽车轴两个驱动车轮的两个车道道路长度的自由配合同样具有缺点地受到妨碍。
WO 02/09966 A1公开一种四轮驱动汽车的变速器,其中,输入轴与行星齿轮组连接。行星齿轮组在这里作为三轴行星齿轮组构成,其中,内齿圈与输入轴、太阳轮与第一从动轴和行星架与行星齿轮系以及变速器的另一从动轴作用连接。行星齿轮系具有三个太阳轮和三个分别与一个太阳轮啮合的行星齿轮,它们相互一体化构成并具有一个共用的行星架。行星齿轮系的行星架和行星齿轮系的太阳轮各自与一个制动器作用连接,其中,制动器与动力源连接并彼此独立驱动和由一个电子控制装置进行控制。与电子控制装置连接大量的传感器,其信号由电子控制装置接收并转换成两个离合器的相应控制信号。在取决于两个离合器控制的情况下,调节输出转速以及输送到前桥上的扭矩和行星齿轮系的输出转速以及输送到后桥上的扭矩。
然而从现有技术中公开的这种全轮驱动系统的缺点在于,扭矩的可变分配只能有条件地进行,而且它们的结构开支很高。由于结构复杂该全轮驱动系统的外部尺寸很大,导致占用很大的结构空间,因此该全轮驱动系统的特征在于很大的结构占用空间以及很高的自重。

发明内容

本发明的目的因此在于,提供一种结构简单以及可低成本制造的传动装置以及一种汽车的传动系,利用它们可以在至少两个可传动的汽车轴之间或在一个可传动汽车轴的两个驱动车轮之间这样根据需要改变传动力矩的分配率,使汽车的行驶运行即使在临界行驶状态下也能得到保证。
依据本发明该目的利用如下所述的传动装置以及汽车传动系得以实现。
本发明提供了一种传动装置,用于将传动力矩分配到至少两个从动轴上,该传动装置具有至少两个至少三轴的第一行星齿轮组和第二行星齿轮组,其中,所述行星齿轮组的各自第一轴与传动轴连接,而所述行星齿轮组的各自第二轴为从动轴之一,其中,所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组的至少第三轴与另一个行星齿轮组的第三轴通过可控制及调节的作用连接进行连接,而且所述行星齿轮组中的一个行星齿轮组的第三轴取决于运行状态的力矩依赖于与其作用连接的另一个行星齿轮组的第三轴的运行状态而通过作用连接可这样传输,使在从动轴之间出现转速差的情况下通过作用连接在行星齿轮组上至少暂时存在改变转速差的力矩,并且其中,第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的两个第三轴之间的作用连接利用无级传动装置构成。
在依据本发明的这种传动装置中,两个从动轴之间传动力矩的可变分配可以通过无级调节作用连接的无级传动装置的传动比进行。
因此具有优点地存在这种可能性,即驱动装置的传动力矩在两个从动轴之间通过取决于运行状态控制和调节作用连接的无级传动装置的传动比,以可无级调节的分配率在输送到传动装置的传动力矩分配率的上和下极限值之间进行分配。
优选地,第一行星齿轮组和第二行星齿轮组的与传动轴连接的第一轴通过外壳固定地支承的齿轮相互连接。依据本发明的这种传动装置是一种具有很小外部尺寸结构简单的解决方案,它可以低成本制造并为此需要很少的结构空间。
这一点由此得以实现,即与传动轴连接的行星齿轮组的两个第一轴至少通过外壳侧支承的齿轮相互连接,由此将力导入传动装置内,在实践中公知的差速装置上是通过以大直径构成的盘形齿轮进行,在传动装置依据本发明的实施方式中最多在两个行星齿轮组的外径上完成。因此与实践中公知的差速器相比按照简单方式减小了依据本发明传动装置的直径,而没有明显加大传动装置轴向上的外部尺寸。
一种可选择的且同样结构空间最佳化的的传动装置还具有以下技术特征。在依据本发明的这种传动装置中,第一行星齿轮组的第三轴和第二行星齿轮组的第三轴之间与第三行星齿轮组构成作用连接,其中,第三行星齿轮组的轴之一外壳固定地构成。通过在第一和第二行星齿轮组的两个第三轴之间设置第三行星齿轮组,首先预先规定传动力矩在传动装置的两个从动轴之间依赖于第三行星齿轮组传动比而存在的基本分配,它可以按照简单方式通过不同措施而依赖于运行状态且根据需要变化,所述措施例如将力矩通过第三行星齿轮组的轴之一导入作用连接。
依据本发明的传动系具有带至少两个可传动汽车轴的传动源和至少一个上述依据本发明的传动装置,该传动装置为根据需要和取决于运行状态将传动源的传动力矩分配在可传动的汽车轴之间设置在传动源和汽车轴之间的功率线路内和/或汽车轴的功率线路内,用于将输送到汽车轴的传动力矩部分根据需要和取决于运行状态分配到汽车轴两个驱动车轮之间的汽车横向上,利用依据本发明的传动系一方面存在这种可能性,即传动力矩在汽车纵向上和/或汽车横向上无级分配,而另一方面汽车以结构空间最佳化以及低成本的传动系构成。特别是通过传动系的结构空间最佳化和低成本构成,达到降低汽车的总制造成本并在仅有很小结构空间可供使用的汽车上传动系区域内与实践中公知的解决方案相比保留更多的结构空间。

附图说明

本发明的其他优点和具有优点的构成来自下面借助附图从原理上介绍的实施例,其中,为便于概览在不同实施例的说明中结构和功能相同的部件使用相同的附图符号。其中:
图1示出依据本发明传动装置的示意图;
图2示出依据本发明作为车轴差速器构成的传动装置齿轮系统图,其中,两个行星齿轮组之间的作用连接具有圆柱齿轮转换和电动机;
图3示出依据本发明作为纵向差速器构成的传动装置的齿轮系统图,其两个行星齿轮组之间的作用连接具有第三行星齿轮组和电动机;
图4示出图3传动装置的齿轮系统图,其中,电动机与第三行星齿轮组的内齿圈耦合;
图5示出图2传动装置的齿轮系统图,其中,第一和第二行星齿轮组之间的作用连接利用无级传动装置构成;
图6示出依据本发明传动装置的齿轮系统图,其中,作用连接利用无级传动装置和第三行星齿轮组构成;
图7示出图6传动装置的齿轮系统图,其中,为第三行星齿轮组的内齿圈分配一个制动器;
图8示出图6和图7传动装置的齿轮系统图,其中,为第三行星齿轮组的行星齿轮分配一个电动机;
图9示出图3变速器的齿轮系统图,其中,作用连接的第三行星齿轮组可通过牙嵌离合器接入和作用连接附加利用两个制动器构成;
图10示出图9所示制动器的传递能力和在依据本发明传动装置的两个从动轴之间传动力矩分配率之间相互关系的示意图;
图11示出全轮驱动汽车传动系的简化示意图,其中,为在两个可传动汽车轴之间纵向分配传动力矩具有可调节的离合器并为横向分配输送到一个可传动汽车轴的传动力矩部分具有依据本发明构成的传动装置;
图12示出传动系的另一实施例,其中,为横向分配具有依据本发明的传动装置;
图13示出传动系的第三实施例,其中,依据本发明的传动装置用于纵向分配和可调节的差速锁止机构用于横向分配;
图14示出传动系的第四实施例,其中,纵向分配传动力矩利用依据本发明的变速器进行并且横向分配传动力矩利用开放式差速器进行;以及
图15示出传动系的第五实施例,其中,无论是纵向分配还是横向分配传动力矩均利用依据本发明的传动装置进行。

具体实施方式

图1示出变速器或传动装置1的示意图,它作为差速器可装入在传动源和可传动的汽车轴之间的汽车传动系的功率线路上,用于在至少两个可传动的汽车轴之间或者在可安装在至少一个可传动的汽车轴的功率线路中纵向分配传动源的传动力矩,用于在该汽车轴的驱动车轮之间横向分配输送到可传动汽车轴的传动力矩部分。
变速器1利用第一行星齿轮组2和第二行星齿轮组3构成,它们在取决于各自应用情况下可以作为负、正、锥齿轮或者多级行星齿轮组构成。两个行星齿轮组2、3的各自第一轴4、5与传动轴6连接,该传动轴为传动系未详细示出的主变速器的变速器输出轴或者内燃机的曲轴。两个行星齿轮组2、3的各自第二轴7或8各自为变速器1的从动轴,该从动轴或者与可传动的汽车轴或者与汽车轴的驱动车轮作用连接。第一行星齿轮组2的第三轴9和第二行星齿轮组3的第三轴10通过作用连接11相互连接。
作用连接11这样构成,使第一行星齿轮组2第三轴9或者第二行星齿轮组3第三轴10取决于运行状态的扭矩可依赖于第二行星齿轮组3第三轴10或者第一行星齿轮组2第三轴9的运行状态而这样传输,使得在从动轴6、7之间出现转速差的情况下通过作用连接11使降低或者提高转速差的扭矩处于行星齿轮组2和3上或两个行星齿轮组2和3的第三轴9和10上。
作用连接在此方面可以下面详细介绍的方式有选择地或者在与两个相互作用连接的轴9和10之间无级传动装置的转速转换、与用于提高或者减小力矩的力矩源的组合下,在两个相互作用连接的轴9和10的至少一个上和/或第三行星齿轮组上构成。
图2示出图1示意图所示依据本发明变速器1第一实施例的齿轮系统图。传动轴6的传动力矩通过与其连接的第一圆柱齿轮12输送到第二行星齿轮组3作为内齿圈构成的第一轴5上。此外,传动轴6的传动力矩通过第一圆柱齿轮12和外壳侧支承的第二圆柱齿轮13输送到第一行星齿轮组2同样作为内齿圈构成的第一轴4上。传动轴6的传动力矩从那里输送到与两个内齿圈4和5啮合的行星齿轮14和15上,后者各自可转动支承在连接面16和17上,而两个连接面16和17根据其在内齿圈4和5内的滚动运动传动。
行星齿轮组2和3的两个连接面16和17也与两个从动轴7和8连接,从而通过第一圆柱齿轮12和第二圆柱齿轮13、两个内齿圈4和5、行星齿轮14和15以及连接面16和17输送的传动力矩到达两个从动轴7和8上。
两个行星齿轮组2和3连接在内燃机的曲轴上,也就是在这里连接在传动轴6上,各自通过第二行星齿轮组3的第一圆柱齿轮12和内齿圈5之间以及第一行星齿轮组2的第二圆柱齿轮13和内齿圈4之间具有的冠状轮齿完成。因此,传动源直接在两个行星齿轮组之间或在行星齿轮组2和3作为太阳轮构成的第三轴9和10之间进行作用。
此外,行星齿轮14和15各自与行星齿轮组2和3的太阳轮或第三轴9和10啮合,后者各自与第三圆柱齿轮18或第四圆柱齿轮19连接。两个行星齿轮组2和3第三轴9和10的两个圆柱齿轮18和19与第五圆柱齿轮20连接,从而行星齿轮组2和3的太阳轮9和10之间存在机械连接。
这意味着,图1仅示意示出的作用连接11在图2所示变速器1的实施例中包括第三圆柱齿轮18、第四圆柱齿轮19、第五圆柱齿轮20以及第六圆柱齿轮21,后者与用于将力矩施加到相互作用连接的轴9、10上的装置22连接。用于施加力矩的装置或力矩源22通过第六圆柱齿轮21与两个太阳轮9和10耦合并在这里作为电动机构成。
作用连接11利用力矩源22的构成提供了这种可能性,即取决于运行状态和在取决于电动机转动方向的情况下,将这种力矩施加到相互作用连接的太阳轮9和10上,从而例如在两个从动轴7和8之间转速差情况下降低或者增强变速器1在两个从动轴7和8之间的平衡作用。也就是说,通过力矩源22有针对性地提高或减小行星齿轮组2和3的两个相互作用连接的太阳轮或第三轴9和10上的力矩,以便有效和按照简单方式消除例如转弯行驶期间通过提高传动轴的驱动车轮之间的转速差而造成的过高控制或者过低控制。
此外存在的可能性是,通过有针对性地调整两个从动轴之间并因此一个汽车轴的两个驱动车轮之间的差速改善汽车的侧风敏感性。
作为对此的选择,力矩源22也可以作为液压驱动装置或者作为其他适当的驱动装置构成。此外,不言而喻也存在这种可能性,即在力矩源22和第六圆柱齿轮21之间具有一个或者多个传动级,以便可以根据需要在作用连接11上或在行星齿轮组2和3的两个相互作用连接的第三轴9和10上有针对性地提高力矩或降低力矩,其中,力矩源22的控制与附加传动级的实施方式无关地通过未详细示出的控制装置进行,该装置可与变速器1的传动控制装置一体化或者作为单独的控制装置构成。作用连接11各圆柱齿轮对之间的传动比在此方面各自同样大小。
如果图2所示的变速器1作为轴差速器构成,用于传动力矩分配到一个可传动汽车轴的两个驱动车轮上,那么在不利的路况下会导致与从动轴7连接的驱动车轮在光滑的路面上旋转,而与从动轴8连接的驱动车轮由于良好的路面附着几乎停转。在传动装置1的这种运行状态下,两个从动轴7和8之间存在高差速,导致在两个从动轴7和8的转速均衡情况下停转的两个太阳轮19和20以不同的旋转方向转动。作用连接11还有作为电动机构成的不绕流力矩源22的旋转质量由于其惯性与这种转速差特别是在与从动轴7连接的驱动车轮旋转开始时这样反作用,使传动轴6的一部分传动力矩输送到从动轴8上并可以使汽车开动。
如果希望变速器1在两个从动轴7和8之间的平衡作用在取决于行驶状态的情况下有控制地影响作用,那么作用连接11在行星齿轮组2和3的两个相互连接的太阳轮或第三轴9和10之间特别适合利用力矩源22构成,因为通过电动机可以一方面驱动和另一方面制动影响变速器1的两个从动轴之间的差速。
在特定的运行状态下需要锁住变速器1的平衡作用。这一点一方面可以通过电动机22实现,但通过长时间证明这是一种在能量观点上不利的解决方案。出于这一原因在行星齿轮组2和3的两个第三轴9和10之间设置作为盘式离合器构成的锁止机构23,它在关闭状态下在行星齿轮组2和3的两个第三轴9和10之间产生刚性连接,从而两个从动轴7和8以相同的转速运行。
在另一种未详细示出的实施方式中,它与图2所示的原理基本相应,但在两个行星齿轮组的两个太阳轮之间没有锁止机构,具有优点地存在这种可能性,即力矩源或电动机取代锁止机构改变旋转方向设置在两个行星齿轮组的两个太阳轮之间。在此方面,电动机作为可在油中运行的电动机构成,而依据本发明的变速器然后可以是与图2的实施方式相比更紧凑的解决方案。
图3示出依据本发明变速器1齿轮系统图的另一实施例。图3所示的变速器1的齿轮系统图为纵向分配差速器,其中,第一行星齿轮组2的第三轴9和第二行星齿轮组3的第三轴10之间的作用连接11利用第三行星齿轮组24构成。
第二行星齿轮组3的第三轴或太阳轮10与第三行星齿轮组24的内齿圈25连接,而第一行星齿轮组2的第三轴或太阳轮9与第三行星齿轮组24的第三轴或太阳轮26耦合。在第三行星齿轮组24的内齿圈或第一轴25和第三行星齿轮组24的太阳轮26之间滚动多个行星齿轮,其中,图3示出两个行星齿轮27A和27B。
行星齿轮27A可转动支承在第三行星齿轮组24外壳固定设置的行星架或第二轴28上。行星齿轮27B与作为电动机构成的力矩源22作用连接,其中,力矩源22以与图2变速器的力矩源相同的工作原理为基础,因此相关内容参阅对图2的说明。
在电动机22没有电流流过的状态下,通过传动轴6导入的传动力矩依赖于变速器1的基本分配而被分配到两个从动轴7和8上,其中,基本分配率通过内齿圈25的齿数与第三行星齿轮组24太阳轮26的齿数之比确定。这种基本分配率依赖于由电动机侧施加的扭矩而与由第一行星齿轮组2内齿圈4或第二行星齿轮组3内齿圈5的齿数与第一行星齿轮组的太阳轮9或第二行星齿轮组3的太阳轮10的齿数之比中的系数相乘,可在分配率的上或者下极限值的方向上变化。
图4示出变速器1的齿轮系统图,它原则上与图3所示的齿轮系统图相应。但在图4的变速器1中,力矩源22耦合在第三行星齿轮组24的内齿圈或第一轴25上,而第三行星齿轮组24的行星齿轮27A、27B外壳侧支承。图4所示依据本发明传动装置的实施例轴向上外部尺寸小于图3所示传动装置1的解决方案。为此它利用大于图3所示解决方案的直径构成,因为作为空心轴电动机构成的电动机22环绕第三行星齿轮组24的内齿圈25。
图5示出依据本发明传动装置1的齿轮系统图,它原则上与图2所示的齿轮系统图相应。第一行星齿轮组2的内齿圈4和第二行星齿轮组3的内齿圈5一体化构成并通过锥齿轮29与传动轴6的锥齿轮30连接。
第一行星齿轮组2第三轴9和第二行星齿轮组3第三轴10之间的作用连接11在这里包括与太阳轮9和10连接的圆柱齿轮31和32、与其啮合的其他圆柱齿轮33、34和35以及设置在圆柱齿轮33和35之间的无级传动装置36。无级传动装置36在这里作为牵引变速器例如像传动带的CVT(Continuously Variable Transmission,无级变速)构成。不言而喻,无级传动装置也可以作为球形差变器、附加差变器或者诸如此类的构成。
通过无级传动装置36与作用连接11的一体化存在这种可能性,即传动力矩在变速器1的两个从动轴7和8之间的分配率通过相应调整传动装置36的传动比在从基本分配率出发的上极限值和下极限值之间变化。
图6-图8示出依据本发明的传动装置的其他实施方案的三个齿轮系统图,它们以图3所示的齿轮系统图为基础。在此方面,第一行星齿轮组2第三轴9和第二行星齿轮组3第三轴10之间的作用连接11利用具有外壳固定地支承的行星齿轮27A和27B的第三行星齿轮组24以及利用无级传动装置36构成。在依据本发明的传动装置1的这种实施方案中,两个从动轴7和8之间的基本分配率通过第三行星齿轮组24的传动比预先规定,它可以通过在分配率的上极限值和下极限值之间相应调整无级传动装置36的传动比而根据需要并取决于运行状态变化。
图7所示传动装置的齿轮系统图与图6所示齿轮系统图的区别在于,第三行星齿轮组24的内齿圈25可通过在这里作为盘式制动器构成的制动器37制动。制动器37同样是一种力矩源,通过其可无级地产生实践中公知的轴差速器中用于阻止轴差速器平衡作用的可调节锁止作用。在变速器1具有优点的进一步构成中,制动器37也可以作为锥体制动器、牙嵌制动器、带式制动器或者诸如此类的构成。
力矩源,也就是电动机或者制动器的上述实施方式的优点在于,它们可以外壳固定地设置在变速器1内。因此变速器整体上可以结构简单地构成。这一点来自于这一事实,即在图8变速器1的实施方式中作为作用于第三行星齿轮组24行星齿轮27A的电动机构成的力矩源可以支承在变速器1内,而无需可以旋转传递力、压力或者通量的附加结构措施。这意味着,用于在变速器1的两个传动轴7和8之间可变分配传动力矩的液压、电磁或者其他适用的促动机构在变速器外壳侧不旋转地设置在传动装置1内。
图9示出依据本发明传动装置1另一实施方式的齿轮系统图,其中,作用连接11具有两个彼此平行的功率线路。在此方面,第一功率线路利用在这里通过牙嵌离合器39接入到变速器1力线内的第三行星齿轮组24构成。第二功率线路由两个制动器40、41组成,它们各自与第一行星齿轮组2的太阳轮9或第二行星齿轮组3的太阳轮10连接,而且行星齿轮组2和3的两个太阳轮9和10在变速器外壳侧固定在关闭状态内。在制动器40和41的关闭状态下,变速器1的平衡作用完全取消,而且两个从动轴7和8以相同转速运行。
在牙嵌离合器39的打开状态下,通过下面借助图10介绍的对于两个制动器40和41的控制,使两个从动轴7和8之间传动力矩的分配率可在0和100%之间变化,其中,为降低损耗功率,一个制动器40或41优选地在关闭状态下运行,而另一个制动器41或40在完全打开状态直至完全关闭状态之间运行。
图10示出三种简化的示意分布,其中,第一分布gb_40表示第一制动器40的传递能力在下极限值W(u)和上极限值W(o)之间的第一分布。另一分布gb_41表示与第一制动器40的分布gb_40相应的第二制动器41的传递能力的分布。第三分布vt表示传动力矩分配率在两个从动轴7和8之间在取决于制动器40和41传递能力分布gb_40和gb_41的分布。
在第一制动器40的传递能力与下极限值W(u)相应的点I上,通过第一制动器基本上没有扭矩支承在变速器1的外壳38内。同时第二制动器41的传递能力调整到上极限值W(o)上,其中,第二制动器41关闭。在两个制动器40和41的这种运行状态下,驱动装置的全部传动力矩或主变速器的传动输出力矩输送到与第一行星齿轮组2连接的从动轴7上。
在图10曲线图的点I和第二点II之间的范围内,第二制动器41的传递能力这样进行控制和调节,使第二制动器41关闭。同时第一制动器40的传递能力从其没有扭矩支承在变速器1外壳38内的下极限值W(u)向传递能力的上极限值W(o)的方向变化,其中,在上极限值第一制动器40同样关闭。这意味着,第一制动器40的传递能力在点I和点II之间的范围内直线上升。这一点造成传动力矩的分配率在两个从动轴7和8之间变化,因为随着第一制动器40传递能力的上升,输送到与第二行星齿轮组3连接的从动轴8上的传动力矩部分增加。
在变速器1存在与图10曲线图点II相应和两个制动器40和41关闭的运行状态下,传动力矩的确定分配率存在于两个从动轴7和8之间。
在图10曲线图的第二点II和第三点III之间的范围内,第一制动器40的传递能力这样进行调整和控制,使第一制动器40关闭。同时第二制动器41的传递能力从在第二制动器关闭时传递能力的上极限值W(o)出发在传递能力的下极限值W(u)方向上直线下降,其中,第二制动器41基本上没有扭矩传输到变速器1的外壳38内。
如从图10所看到的那样,传递力矩分配率在两个从动轴7和8之间的分布vt随着第二制动器41传递能力的不断下降而一直上升到点III上的其最大值,其中,传动力矩完全传递到与第二行星齿轮组3连接的从动轴8上。
通过使用两个可控制和调节的制动器40和41存在这种可能性,即传动力矩根据需要、无级和效率最佳地在两个从动轴7和8之间分配。在两个制动器的上述依据本发明的控制和调节中,由此达到提高效率的目的,即两个制动器40或41的一个无滑动运行,而另一个制动器41或40利用与传动系内取决于运行状态的传动功率分配相应的差速运行。借助于这种运行策略可以利用通过摩擦连接的连接元件控制的全轮驱动的所有优点将摩擦损耗降到最低限度。
此外存在的可能性是,牙嵌离合器39通过两个制动器40、41保持同步并将第三行星齿轮组24接入到变速器1的力线内,从而传动力矩优选的基本分配率处于两个从动轴7和8之间,它直至第三行星齿轮组24的轮齿内出现具有很小损耗的磨擦损耗都可供使用。
图11-图15简化示意示出汽车传动系42的多个实施方案,其中,为在传动系42中纵向分配或横向分配传动力矩,依据本发明传动装置1的上述实施方式与其他仅示意示出的不同装置相组合,用于在汽车纵向上在两个可传动汽车轴之间分配传动力矩或在汽车横向上在一个汽车轴的两个驱动车轮之间分配传动力矩。借助用于在传动系中分配传动力矩的该装置,特别是在临界行驶状态下可以适当分配传动力矩,以便能够在可传动的汽车轴上或在汽车的驱动车轮上保持前进运动或在需要时进行稳定行驶。
图11-图15所示的传动系42各自示出两个可传动的汽车轴43、44,其中,汽车轴43和汽车轴44分别为汽车的前桥和后桥。
在图11所示的传动系42上,为在两个汽车轴43和44之间纵向分配传动力矩设置可无级调节的离合器45,为在前桥43上横向分配设置本身公知的开放式差速器47和为在后桥44上横向分配设置依据本发明构成的传动装置1或叠加变速器。
图12的传动系42与图11传动系42实施例的区别在于,为在前桥43和后桥44之间纵向分配传动力矩而设置一个装置46,该装置在前桥43和后桥44之间存在差速的情况下通过泵系统46A形成液压压力,盘式离合器46B的可相互摩擦啮合的摩擦部件可被这样施加该液压压力,使两个汽车轴43和44上可各自产生降低差速的扭矩,其中,该压力形成在转速相同情况下几乎为零。
在图13所示的传动系42中,传动力矩在前桥43和后桥44之间的纵向分配利用依据本发明构成的变速器1进行,而输送到前桥43传动力矩部分的横向分配通过开放式差速器47进行。输送到后桥44传动力矩部分的横向分配通过本身公知的可调节差速锁止机构49进行。
图14示出传动系42,其中,为稳定行驶或为在纵向传动系上前桥和后桥之间自由分配力矩,依据本发明构成的叠加变速器1整体构成,该变速器与各车轮上可进行的制动作用相组合,其中,制动作用在图14中通过采用附图符号48详细标注的箭头示意示出。为横向分配在汽车轴43和44的功率线路上各自具有一个开放式差速器。
在图15所示的传动系中,无论是在后桥44的纵向传动系上还是在功率线路上,均设置依据本发明构成的叠加变速器,由此具有优点地存在这种可能性,即传动力矩在两个汽车轴43和44之间的分配率根据需要且取决于运行状态地无级改变以及将输送到后桥44的传动力矩部分根据需要且取决于运行状态地在后桥44的两个驱动车轮之间进行分配。输送到前桥43传动力矩部分的横向分配通过开放式差速器进行。
不言而喻,专业人员了解利用依据本发明构成的传动装置在纵向传动系上以及在两个汽车轴的汽车横向功率线路上构成汽车的传动系。然后具有优点地存在这种可能性,即传动力矩在各自存在的行驶状态的传动系所有驱动车轮之间配合变化。
附图标记
1        传动装置,变速器
2        第一行星齿轮组
3        第二行星齿轮组
4        第一行星齿轮组的第一轴,内齿圈
5        第二行星齿轮组的第一轴,内齿圈
6        传动轴
7        第一行星齿轮组的第二轴,从动轴
8        第二行星齿轮组的第二轴,从动轴
9        第一行星齿轮组的第三轴
10       第二行星齿轮组的第三轴
11       作用连接
12       第一圆柱齿轮
13       第二圆柱齿轮
14       第一行星齿轮组的行星齿轮
15       第二行星齿轮组的行星齿轮
16       第一行星齿轮组的连接面
17       第二行星齿轮组的连接面
18       第三圆柱齿轮
19       第四圆柱齿轮
20       第五圆柱齿轮
21       第六圆柱齿轮
22       力矩源
23       锁止机构
24       第三行星齿轮组
25       第一轴,第三行星齿轮组的内齿圈
26       第三轴,第三行星齿轮组的太阳轮
27A、B   第三行星齿轮组的行星齿轮
28       第二轴,第三行星齿轮组的连接面
29        锥齿轮
30        传动轴的锥齿轮
31-35     圆柱齿轮
36        无级传动装置
37        制动器
38        变速器的外壳
39        牙嵌离合器
40        第一制动器
41        第二制动器
42        传动系
43        汽车轴,前桥
44        汽车轴,后桥
45        可调节离合器
46        装置
46A       泵系统
46B       盘式离合器
47        开放式差速器
48        箭头
49        可调节差速锁止机构
vt        传动力矩在从动轴之间的分配率
gb_40     第一制动器传递能力的分布
gb_41     第二制动器传递能力的分布
W(u)      制动器传递能力的下极限值
W(o)      制动器传递能力的上极限值