[發明專利]用于汽車的主動差速器裝置

有效

• 申請號: 200980144017.1
• 申請日: 2009-11-02
• 公開（公告）號: CN102203464A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 雷納·彼得森;阿明·休;安德烈亞斯·盧茨;喬爾格·莫克爾;彼得·坦伯格;克里斯琴·邁斯納
• 申請（專利權）人: 大眾汽車有限公司
• 主分類號: F16H48/22
• 分類號: F16H48/22;F16H48/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明涉及一種用于汽車的差速器裝置，其包括一個行星齒輪結構或錐齒輪結構的主差速器和一個與該主差速器耦連的、可控的輔助變速器，所述主差速器將通過驅動軸導入的驅動扭矩分配到第一從動軸和第二從動軸上，通過所述輔助變速器可以調節驅動扭矩的分配，其中，輔助變速器包括相互耦連的第一、第二和第三行星齒輪變速器，其中，第二和第三行星齒輪變速器分別具有一個可制動的變速器元件，其中，這些行星齒輪變速器具有多個行星齒輪。

差速器在汽車中的基本任務是將導入的驅動扭矩分配到兩個從動軸或半軸上。為此已知圓柱齒輪差速器、錐齒輪差速器和冠狀齒輪差速器。

主動差速器可以有針對性地影響這種扭矩分配以適應不同的行駛情況。為此，差速器的變速器元件有針對性地間接或直接地被制動和/或相互耦連。在此區分放大式和非放大式裝置。DE?10?2006?008?236例如公開了一種主動的非放大式差速器，其中，主差速器設計為行星齒輪變速器，其太陽輪和行星架分別與一個從動軸相連，并且通過主差速器的齒圈導入驅動扭矩。該齒圈與加速級的輸入軸耦連，該輸入軸提供比驅動轉速高約10％的輸出轉速。為了主動地移動或偏移扭矩，加速級的輸出軸分別與一個從動軸通過摩擦離合器相互耦連。在此，全部待移動的扭矩位于離合器上。在備選的系統中，差速器的各個元件可相對于車輛固定的殼體制動。在該放大式裝置中，位于制動器上的扭矩明顯小于移動扭矩。在這種系統中，通常具有處于齒輪轉速水平上的非常大的轉速差。

屬于本發明所示類型的WO?2005/116489公開了一種放大式主動差速器，其描述了一種帶有主差速器和可控的輔助變速器的裝置，該輔助變速器包括兩個行星齒輪變速器。通過該輔助變速器(其太陽輪可分別通過可調節的制動器相對于車輛固定的殼體制動)只可以間接地制動主差速器的元件。由此，位于制動器中的最大扭矩減小。行星齒輪變速器設計為所謂的負變速器，也就是帶有負的恒定傳動比的行星齒輪變速器。這相對于具有正變速器(也就是帶有正的恒定傳動比的變速器，例如由US?6,120,407已知)的類似裝置改善了效率和可調節性，因為尤其會在彎路方向變化并且隨之的行星齒輪滾軋運動方向反轉時出現的扭矩突變被明顯減小。然而本發明所述類型的差速器裝置相對于具有正變速器的裝置的缺點在于其最大轉速差明顯更大。在此為了達到約10％的期望最大轉速差，已知裝置的負變速器需要具有-4至-5的恒定傳動比，這就結構空間方面來說很難或根本不可能在通常的汽車中實現。

由此出發，本發明所要解決的技術問題在于，這樣擴展設計按本發明所述類型的變速器，使得該系統具有較小的損耗功率并且其結構在裝配耗費和制造成本方面得到優化。

該技術問題按本發明通過一種具有權利要求1或4的特征的差速器裝置解決。有利的設計方案在從屬權利要求中描述。

按本發明規定，在一個開頭所述類型的用于汽車的差速器裝置中，第二和第三行星齒輪變速器具有至少一個配有輪齒的共同構件。本發明的核心在于，通過使用功能集成的、用作各個變速器組件之間的耦合元件的構件來實現緊湊的結構設計并且減小所需構件的數量。通過相對于現有技術減少構件并且簡化結構，也相對于迄今已知的實施形式減小了系統的損耗功率。

這種用于第二和第三行星齒輪變速器的共同構件的一種可能實施形式是為這兩個變速器使用一個共同的齒圈。第二和第三行星齒輪變速器的行星齒輪均與這個齒圈嚙合。由此可以在此處節省一個齒圈并且因此減少構件的多樣性。

主要表征一個行星齒輪變速器的性質是其恒定傳動比。輔助變速器第一行星齒輪變速器的恒定傳動比按本發明滿足一個特殊的邊界條件。該變速器設計為所謂的負變速器，即帶有負的恒定傳動比。該恒定傳動比優選為-1.3至-4.0，尤其是-1.7至-2.4。以此方式可以實現相對較小的徑向結構空間。

按照本發明的同樣從通過功能集成來減少所需構件數量的基本思想出發的第二個方面建議，第一行星齒輪變速器的行星齒輪與主差速器的齒輪傳遞扭矩地相連。由此可以實現整個差速器裝置的非常緊湊的設計。

如果主差速器與第一行星齒輪變速器的連接這樣進行，即主差速器與第一行星齒輪變速器的齒輪具有一個共同的行星齒輪軸(Stegwelle)，則形成了另一種有利的設計方案。這種結構由于取消了單獨的行星齒輪軸而實現了構件的減少，這又對差速器裝置這個部位處的所需結構空間產生了正面影響。

對于差速器裝置的設計方案可能有利的是，第一行星齒輪變速器的行星齒輪通過齒圈與行星齒輪結構的主差速器的行星齒輪連接。這種結構同樣實現了開頭所述的可能，即設計帶有負的恒定傳動比和由此產生的結構空間優勢的行星齒輪變速器。