具有两速差速器的紧凑型手动变速驱动桥的制作方法
【专利说明】具有两速差速器的紧凑型手动变速驱动桥
[0001]相关申请的相互参引
[0002]本申请要求2013年6月25日提交的第61/839，160号美国专利申请和2014年2月5日提交的第61/936,051号美国专利申请的权益。以上申请的公开内容通过引用被纳入本文。
技术领域
[0003]本公开大致涉及差动齿轮机构，并且更具体地涉及用于前轮驱动手动变速器传动系车辆的两速差速器。
【背景技术】
[0004]差动齿轮机构能设置在车桥总成中，并被用于将转矩从传动(驱动)轴传递至一对输出轴。传动轴能通过使用与安装至差速器外壳的环形齿轮啮合的锥齿轮来驱动差速器。在汽车应用中，差速器允许安装在车桥总成两端的轮胎以不同的速度旋转。这在车辆转弯时是重要的，因为外轮胎驶过的弧线的距离大于内轮胎。因此，外轮胎必须以大于内轮胎的速度旋转以补偿更大的行驶距离。该差速器包括差速器壳和齿轮机构，该齿轮机构允许转矩从传动轴被传递至输出轴，并同时允许输出轴按照需要以不同的速度旋转。该齿轮机构可大体包括被安装用于随各自的输出轴一起旋转的一对侧齿轮(半轴齿轮)。一系列横向销或小齿轮轴被固定地安装至差速器壳以随差速器壳一起旋转。相应的多个小齿轮被安装用于随小齿轮轴旋转并与两个侧齿轮均成啮合关系。
[0005]燃料经济性在机动车辆中变得越来越重要。提供提高的效率和燃料经济性的一种方式是提供具有供驾驶者选择的额外速比的额外齿轮组。希望的是提供一种能以额外速比操作而无需变速驱动桥的额外内部空间的变速驱动桥。
[0006]本文中提供的【背景技术】说明是用于一般地呈现本公开的上下文的目的。目前指出的发明人的工作在此【背景技术】部分中所描述的程度上以及所作说明的不以其它方式被认定为提交本申请时的现有技术的各方面不明示地也不暗示地被承认为相对于本公开而言的现有技术。
【发明内容】
[0007]根据本公开的一个实施例的具有两速差速器的手动变速驱动桥包括差速器总成、最终传动行星齿轮系统和接合机构。差速器总成能具有差速器外壳。最终传动行星齿轮系统能具有最终传动齿轮、行星环形齿轮和太阳齿轮。最终传动行星齿轮系统能被配置成选择性地以(i)最终传动行星齿轮系统不相对于差速器外壳旋转的第一模式和(ii)最终传动行星齿轮系统相对于差速器外壳被固定的第二模式操作。接合机构能被配置成使手动变速驱动桥不按顺序地换挡并同时使最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动。
[0008]根据附加特征，手动变速驱动桥能包括共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组的副轴和主轴。最终传动行星齿轮系统能针对第一速度和第二速度以第一模式操作，并针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以第二模式操作。第一速度和第二速度能具有比第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。第一齿轮组能提供在第一速度和第三速度下的转矩路径。第三齿轮组能提供在第二速度和第五速度下的转矩路径。
[0009]根据附加特征，接合机构还能包括以双Η换挡模式操作的变速杆。手动变速驱动桥还能包括同步器，该同步器邻近差速器外壳配置并具有配置成选择性地接合行星环形齿轮的滑套。接合机构还能包括差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉。接合机构还能包括支撑第三/第四换挡拨叉和第五/第六换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴。
[0010]一种具有两速差速器并根据附加特征构建的手动变速驱动桥能包括差速器总成、副轴、主轴、最终传动行星齿轮系统和接合机构。差速器总成能具有差速器外壳和差速器最终传动齿轮。副轴和主轴能共同提供第一齿轮组、第二齿轮组、第三齿轮组和第四齿轮组。主轴还能包括与差速器最终传动齿轮啮合的主轴最终传动齿轮。最终传动行星齿轮系统可具有行星环形齿轮和太阳齿轮。最终传动行星齿轮系统能被配置成选择性地以(i)最终传动行星齿轮系统不相对于差速器外壳旋转的第一模式和(ii)最终传动行星齿轮系统相对于差速器外壳被固定的第二模式操作。接合机构能被配置成使用第一、第二、第三和第四齿轮组并通过使最终传动行星齿轮系统在第一和第二模式之间运动而使手动变速驱动桥在六个不同速比之间切换。
[0011]根据附加特征，最终传动行星齿轮系统能针对第一速度和第二速度以第一模式操作。最终传动行星齿轮系统能针对第三速度、第四速度、第五速度和第六速度以第二模式操作。第一速度和第二速度能具有比第三、第四、第五和第六速度中的每一者都大的传动比。第一齿轮组能提供第一速度和第三速度下的转矩路径。第三齿轮组能提供第二速度和第五速度下的转矩路径。接合机构还能包括以双Η换挡模式操作的变速杆。手动变速驱动桥还能包括同步器，该同步器邻近差速器外壳配置并具有被配置成选择性地接合行星环形齿轮的滑套。接合机构还能包括差速器换挡拨叉轴，该差速器换挡拨叉轴支撑其上的差速器换挡拨叉。接合机构还能包括支撑第三/第四换挡拨叉和第五/第六换挡拨叉的第五/第六速度换挡拨叉轴。在一个实施例中，手动变速驱动桥是前轮驱动手动变速驱动桥。手动变速驱动桥可以是具有至少一个变速致动器的自动式手动变速器(机械式自动变速器)。
[0012]根据另一个实施例构建的两速差动齿轮机构能包括差速器壳、第一和第二侧齿轮、多个小齿轮、和电磁螺线管。差速器壳能具有限定有第一输出轴开口的第一差速器壳部分和限定有第二输出轴开口的第二差速器壳部分。第一和第二侧齿轮能可旋转地安装在差速器壳内。第一和第二侧齿轮能沿着差速器壳的旋转轴线同轴对齐。多个小齿轮能安装在第一和第二侧齿轮之间。多个小齿轮能与第一和第二侧齿轮互相啮合以形成被配置成用于在小齿轮与第一和第二侧齿轮之间传递转矩以使第一和第二侧齿轮围绕所述旋转轴线旋转的转矩传递机构。电磁螺线管能被配置成使差动齿轮机构在第一低速传动(underdrive)转矩路径和第二直接传动转矩路径之间切换。低速传动转矩路径能使转矩经由行星齿轮组传递。直接传动路径能使转矩直接通过小齿轮传递。同步器可以是增力式的自供能同步器(boosted self-energized synchronizer)。
【附图说明】
[0013]从详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中:
[0014]图1是根据本公开的一个实施例构建的具有四个齿轮组并具有向两速差速器的传动的六速前轮驱动变速驱动桥的透视图；
[0015]图2是沿线2-2截取的图1的前轮驱动变速驱动桥的剖视图；
[0016]图3是图1的前轮驱动变速驱动桥的四个齿轮组和相应的接合机构的透视图；
[0017 ]图4是以第一速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0018]图4A是以第一速度示出的、与图4的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0019]图5是以第二速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0020]图5A是以第二速度示出的、与图5的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0021]图6是以第三速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0022]图6A是以第三速度示出的、与图6的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0023]图7是以第四速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0024]图7A是以第四速度示出的、与图7的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0025]图8是以第五速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0026]图8A是以第五速度示出的、与图8的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0027]图9是以第六速度示出的图3的接合机构的俯视图；
[0028]图9A是以第六速度示出的、与图9的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0029]图10是以反向速度(倒挡)示出的图3的接合机构的俯视图；
[0030]图10A是以反向速度示出的、与图10的接合机构的位置对应的示例性变速杆的示意图；
[0031]图11是示出根据本公开的各速比的表；
[0032]图12是根据本公开的一个实施例的包含直接切换式行星减速的两速差速器的剖视图；
[0033]图13是根据本公开的附加特征的包含由电磁螺线管致动的球-坡道装置的两速差速器的剖视图；
[0034]图14是示出包含借由图1的两速差速器和