紧凑型全时四驱车辆的变速器

文档序号：25029218发布日期：2021-05-11 16:57阅读：149来源：国知局

本发明涉及车辆技术领域，具体地指一种全紧凑型全时四驱车辆的变速器。

背景技术：

目前关于四驱车辆差速器设计已经较为成熟，无论是分时四驱车辆还是全时四驱车辆都能在不同种路况下提供大小合适的驱动力，限制轮胎的滑转。然而四驱传动系统日益增加的结构复杂程度使整个系统重量增加、传递效率下降、布置空间较大。例如某种分时四驱传动结构的传动路线为：发动机输出动力，经过变速器、分动器，再分别传动到前后减速器。该结构虽然稳定，但重量大，而且四驱行驶时没有中央差速，在铺装路面上行驶会出现转向困难的情况。全时四驱结构类型较多，但都有因差速器布置等原因出现的结构复杂、重量较重的问题。中央差速器的布置方法与中央差速的实现方式是现今全时四驱变速器的技术要点。

以奥迪、奔驰几款全时四驱为例，其第六代quattro系统与quattroultra系统均采用发动机前置、纵置布置。第六代quattro系统动力经变速系统传递到中央差速器壳体上，再由中央差速器把动力分配给前后驱动桥。该布置纵向上布置空间较大，没有有效利用汽车横向空间，难以在紧凑型车型上实现布置。quattroultra系统与第六代quattro系统布置类似，但没有使用中央差速器，而是在传动轴上使用了一种电控主动多片离合实现前后桥差速，汽车转弯时松开离合来允许前后桥出现转速差。该布置存在纵向布置空间问题的同时，也存在前驱动桥分配动力不会低于50％的缺点，这使得汽车在前驱轮打滑时后驱动轮不能分配到足够的动力。奥迪haldex系统与奔驰4matic系统结构类似，它们采用发动机前置、横置布置，布置空间上将相比前两款有所缩小，但是他们的变速器内没有中央差速器，差速装置采用和quattroultra系统相同的电控多片离合器，在分配动力上也会存在前驱动桥分配动力不会低于50％的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决现有全时四驱系统布置空间较大或缺少中央差速器导致转向困难的问题，提供一种布置结构较小、中央差速器内置的紧凑型全时四驱变速器。

为实现上述目的，本发明研制出了一种紧凑型全时四驱变速器，该变速器包括变速箱壳体，其特别之处在于：所述变速箱壳体上设有两端与其轴承连接的输入轴总成；所述输入轴总成外侧外啮合有两端与所述变速箱壳体轴承连接的、且与输入轴总成平行的倒挡中间齿轮轴总成；所述倒挡中间齿轮轴总成内侧外啮合有一端与所述变速箱壳体轴承连接的、与输入轴总成平行的、且位于输入轴总成内侧的中间轴总成；所述中间轴总成一端固定连接有与其呈垂直布置、且位于中间轴总成外侧的的前驱输出轴总成；所述前驱输出轴总成一侧固设有与所述变速箱壳体轴承连接的前差速器总成；所述中间轴总成另一端固定连接有与其绕同一轴线转动的中央差速器总成；所述中央差速器总成另一端啮合有一端与所述变速箱壳体轴承连接的后驱输出轴总成。

该变速器将中央差速器布置在内，结构稳定，汽车在前驱轮打滑时后驱动轮能够分配到足够的动力，转向容易；并且整体结构布置紧凑，占用空间较小，整个变速器的重量较小，动力传递效率增加。

进一步地，所述输入轴总成包括两端与所述变速箱壳体轴承连接的输入轴，所述输入轴从一端至另一端依次固设有5挡常啮合齿轮、4挡常啮合齿轮、3挡常啮合齿轮、2挡常啮合齿轮、1挡常啮合齿轮，以及倒挡常啮合齿轮。

进一步地，所述倒挡中间齿轮轴总成包括两端与所述变速箱壳体轴承连接的倒挡中间齿轮轴，所述倒挡中间齿轮轴上固设有倒挡中间齿轮，且所述倒挡中间齿轮外啮合所述倒挡常啮合齿轮。

进一步地，所述中间轴总成包括一端与所述变速箱壳体轴承连接的前驱动输出主动齿轮轴，所述前驱动输出主动齿轮轴外围套设有轴套，所述轴套上从一端至另一端依次设有5挡齿轮、4挡和5档同步器、4挡齿轮、3挡齿轮、2挡和3挡同步器、2挡齿轮、1挡齿轮、1挡和倒挡同步器、倒挡齿轮；所述5挡齿轮、4挡齿轮、3挡齿轮、2挡齿轮、1挡齿轮和倒挡齿轮均与所述轴套通过轴承传动连接；所述4挡和5档同步器、2挡和3挡同步器以及1挡和倒挡同步器均能够在所述轴套上轴向滑动，且可以与其相邻齿轮结合；同时，所述5挡齿轮外啮合所述5挡常啮合齿轮，所述4挡齿轮外啮合所述4挡常啮合齿轮，所述3挡齿轮外啮合所述3挡常啮合齿轮，所述2挡齿轮外啮合所述2挡常啮合齿轮，所述1挡齿轮外啮合所述1挡常啮合齿轮，所述倒挡齿轮外啮合倒挡中间齿轮。

更进一步地，所述4挡和5档同步器、2挡和3挡同步器以及1挡和倒挡同步器可替换为接合套。

进一步地，所述中央差速器总成包括与所述轴套另一端固定连接的中央差速器壳体，所述中央差速器壳体一侧设有中央差速器第一输出端，且所述中央差速器第一输出端与所述前驱动输出主动齿轮轴另一端相啮合；所述中央差速器壳体另一侧设有中央差速器第二输出端；且所述中央差速器壳体、中央差速器第一输出端和中央差速器第二输出端均绕所述前驱动输出主动齿轮轴转动。

进一步地，所述后驱输出轴总成包括一端与所述中央差速器第二输出端相啮合的、另一端与所述变速箱壳体轴承连接的后驱输出主动锥齿轮轴，所述后驱输出主动锥齿轮轴外啮合另一端与所述变速箱壳体轴承连接的后驱输出从动锥齿轮轴。

进一步地，所述前驱输出轴总成包括与所述前驱动输出主动齿轮轴一端固定连接的前驱输出主动齿轮和与所述前驱输出主动齿轮外啮合的前驱输出从动齿轮。

进一步地，所述前差速器总成包括与所述前驱输出从动齿轮一侧固定连接的前差速器壳体，所述前差速器壳体一侧设有前差速器第一输出端，且所述前差速器第一输出端与一侧的变速箱壳体轴承连接；所述前差速器壳体另一侧设有前差速器第二输出端，且前差速器第二输出端与另一侧的变速箱壳体轴承连接。

本发明的优点在于：所设计的紧凑型全时四驱变速器适配于前置、后置或横置发动机，该变速器将中央差速器布置在内，结构稳定，汽车在前驱轮打滑时后驱动轮能够分配到足够的动力，容易转向；并且该变速器的整体结构布置紧凑，占用空间较小，使得整个变速器的重量较小，动力传递效率增加。

附图说明

附图1为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的结构示意图。

附图2为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的1挡动力传递路径示意图。

附图3为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的2挡动力传递路径示意图。

附图4为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的3挡动力传递路径示意图。

附图5为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的4挡动力传递路径示意图。

附图6为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的5挡动力传递路径示意图。

附图7为本发明所提出的紧凑型全时四驱车辆的变速器的倒挡动力传递路径示意图。

图中：变速箱壳体1、输入轴总成2(其中：输入轴2-1、5挡常啮合齿轮2-2、4挡常啮合齿轮2-3、3挡常啮合齿轮2-4、2挡常啮合齿轮2-5、1挡常啮合齿轮2-6、倒挡常啮合齿轮2-7)、倒挡中间齿轮轴总成3(其中：倒挡中间齿轮轴3-1、倒挡中间齿轮3-2)、中间轴总成4(其中：前驱动输出主动齿轮轴4-1、轴套4-2、5挡齿轮4-3、4挡和5档同步器4-4、4挡齿轮4-5、3挡齿轮4-6、2挡和3挡同步器4-7、2挡齿轮4-8、1挡齿轮4-9、1挡和倒挡同步器4-10、倒挡齿轮4-11)、中央差速器总成5(其中：中央差速器壳体5-1、中央差速器第一输出端5-2、中央差速器第二输出端5-3)、后驱输出轴总成6(其中：后驱输出主动锥齿轮轴6-1、后驱输出从动锥齿轮轴6-2)、前驱输出轴总成7(其中：前驱输出主动齿轮7-1、前驱输出从动齿轮7-2)、前差速器总成8(其中：前差速器壳体8-1、前差速器第一输出端8-2、前差速器第二输出端8-3)。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的结构作进一步的详细描述：如图1所示，该发明的紧凑型全时四驱车辆的变速器包括变速箱壳体1，还包括输入轴总成2、倒挡中间齿轮轴总成3、中间轴总成4、中央差速器总成5、后驱输出轴总成6、前驱输出轴总成7以及前差速器总成8。

输入轴总成2包括输入轴2-1，且输入轴2-1的左右两端与变速箱壳体1轴承连接。输入轴2-1上从左往右依次设有5挡常啮合齿轮2-2、4挡常啮合齿轮2-3、3挡常啮合齿轮2-4、2挡常啮合齿轮2-5、1挡常啮合齿轮2-6，以及倒挡常啮合齿轮2-7，这些齿轮均固定在输入轴2-1上。

倒挡中间齿轮轴总成3包括短轴倒挡中间齿轮轴3-1，且倒挡中间齿轮轴3-1的左右两端与变速箱壳体1轴承连接。倒挡中间齿轮轴3-1上固定连接倒挡中间齿轮3-2，倒挡中间齿轮3-2外啮合下面的倒挡常啮合齿轮2-7。

中间轴总成4包括前驱动输出主动齿轮轴4-1，且其左端与所述变速箱壳体1轴承连接。前驱动输出主动齿轮轴4-1外围套设有轴套4-2，轴套4-2上从左往右依次设有5挡齿轮4-3、4挡和5档同步器4-4、4挡齿轮4-5、3挡齿轮4-6、2挡和3挡同步器4-7、2挡齿轮4-8、1挡齿轮4-9、1挡和倒挡同步器4-10、倒挡齿轮4-11。

其中，5挡齿轮4-3、4挡齿轮4-5、3挡齿轮4-6、2挡齿轮4-8、1挡齿轮4-9和倒挡齿轮4-11均与轴套4-2通过轴承传动连接。4挡和5档同步器4-4、2挡和3挡同步器4-7以及1挡和倒挡同步器4-10均与轴套4-2常啮合，都可以在轴套4-2上轴向滑动，也都可以和相邻齿轮结合，使相邻齿轮与轴套4-2啮合。

同时，5挡齿轮4-3与上面的5挡常啮合齿轮2-2外啮合，4挡齿轮4-5与上面的4挡常啮合齿轮2-3外啮合，3挡齿轮4-6与上面的3挡常啮合齿轮2-4外啮合，2挡齿轮4-8与上面的2挡常啮合齿轮2-5外啮合，1挡齿轮4-9与上面的1挡常啮合齿轮2-6外啮合，倒挡齿轮4-11与上面的倒挡中间齿轮3-2外啮合。

中央差速器总成5包括中央差速器壳体5-1，中央差速器壳体5-1左边设有央差速器第一输出端5-2，中央差速器5-1壳体右边设有央差速器第一输出端5-3。中央差速器壳体5-1与轴套4-2右端部固定连接，中央差速器第一输出端5-2与前驱动输出主动齿轮轴4-1右端相啮合。

中间轴总成4和中央差速器总成5上的所有部件均绕前驱动输出主动齿轮轴4-1转动。

后驱输出轴总成6包括后驱输出主动锥齿轮轴6-1和后驱输出从动锥齿轮轴6-2。后驱输出主动锥齿轮轴6-1右端与变速箱壳体1轴承连接，左端与中央差速器第二输出端5-3相啮合。后驱输出从动锥齿轮轴6-2下端与变速箱壳体1轴承连接后，固定连接后驱动桥，上端与后驱输出主动锥齿轮轴6-1外啮合。

前驱输出轴总成7包括前驱输出主动齿轮7-1和前驱输出从动齿轮7-2。前驱输出主动齿轮7-1与前驱动输出主动齿轮轴4-1的左端固定连接，前驱输出从动齿轮7-2与上面的前驱输出主动齿轮7-1外啮合。

前差速器总成8包括前差速器壳体8-1，前差速器壳体8-1左边设有前差速器第一输出端8-2，前差速器壳体8-1右边设有前差速器第一输出端8-3。前差速器壳体8-1与前驱输出从动齿轮7-2左边固定连接，前差速器第一输出端8-2与其左侧变速箱壳体1轴承连接，前差速器第二输出端8-3与其右侧的所述变速箱壳体1轴承连接。

以下结合附图2～7对本发明的动力传递路径作进一步的详细描述：

以下6附图中，发动机动力均从输入轴2-1右端输入，该紧凑型全时四驱车辆的变速器适配于前置或横置发动机。

1挡动力传递路径：

如图2所示，1挡工况时，发动机动力从输入轴2-1右端输入，动力从1挡常啮合齿轮2-6传递至1挡齿轮4-9。此时1挡和倒挡同步器4-10与1挡齿轮4-9结合，动力从1挡齿轮4-9经过1挡和倒挡同步器4-10传递到轴套4-2。