Автомобильное силовое приводное устройство - RU2555076C2

Описание

Настоящее изобретение касается автомобильного силового приводного устройства согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Из DE 102006045007 А1 известно по меньшей мере одно автомобильное силовое приводное устройство по меньшей мере с одной главной линией трансмиссии для приведения в движение главной ведущей оси, по меньшей мере с одной вспомогательной линией трансмиссии, приводимой в движение через главную линию трансмиссии, и со вспомогательной ведущей осью, которую можно приводить в движение через вспомогательную линию трансмиссии.

В DE 4039392 А1 раскрыта автомобильная трансмиссия с основной линией трансмиссии и вспомогательной линией трансмиссии, причем вспомогательную линию трансмиссии можно посредством разделительного сцепления соединить с основной линией трансмиссии либо же отделить от основной линии трансмиссии, и причем вспомогательная ведущая ось связана со вспомогательной линией трансмиссии без межколесного дифференциала. При этом у вспомогательной ведущей оси имеется первая и вторая многодисковые фрикционные муфты.

В US 5894904 А раскрыта автомобильная трансмиссия, причем вспомогательная линия трансмиссии связана с основной линией трансмиссии без дифференциала. При этом у вспомогательной ведущей оси вспомогательной линии трансмиссии имеется первая и вторая многодисковые фрикционные муфты.

В частности, в основе изобретения лежит задача предоставить конструктивно простое и благодаря этому, в частности, недорогое силовое приводное устройство автомобиля. Указанную задачу в соответствии с изобретением решают средствами, описанными в пункте 1 формулы изобретения. Прочие варианты исполнения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

Изобретение относится к автомобильному силовому приводному устройству по меньшей мере с одной главной линией трансмиссии для приведения в движение главной ведущей оси, по меньшей мере с одной вспомогательной линией трансмиссии, приводимой в движение через главную линию трансмиссии, и со вспомогательной ведущей осью, которую можно приводить в движение через вспомогательную линию трансмиссии.

Предлагается, чтобы вспомогательная ведущая ось была связана со вспомогательной линией трансмиссии по меньшей мере без межколесного дифференциала. Благодаря этому можно исключить дифференциал, в силу чего, в частности, число деталей можно удерживать на низком уровне. Благодаря этому можно, в частности, снизить расходы на изготовление, в силу чего, в частности, можно предоставить недорогое автомобильное силовое приводное устройство. Под «ведущей осью» при этом, в частности, следует понимать сборку расположенных соосно друг другу деталей, которые предусмотрены для привода автомобиля в движение. При этом ведущая ось для передачи движущего момента привода включает в себя, в частности, два ведущих колеса и два приводных вала колес, которые в каждом случае без возможности проворачивания соединены с одним из ведущих колес. При этом под выражением «по меньшей мере без межколесного дифференциала», в частности, подразумевают, что по меньшей мере от одного межколесного дифференциала для уравновешивания скоростей вращения между ведущими колесами ведущей оси отказываются, то есть что ведущие колеса вспомогательной ведущей оси связаны и/или могут быть связаны со вспомогательной линией трансмиссии только с одинаковой скоростью вращения. Выгодно, что отказываются также от межосевого дифференциала для уравновешивания скоростей вращения между главной линией трансмиссии и вспомогательной линией трансмиссии.

Кроме того, предлагается, чтобы у автомобильного силового приводного устройства имелась преобразующая передача, предназначенная для того, чтобы связывать два приводных вала колес со вспомогательным приводным валом с одинаковой скоростью вращения. Это позволяет особенно простым образом связать вспомогательную ведущую ось со вспомогательной линией трансмиссии. Под выражением «соединить с одинаковой скоростью вращения» следует, в частности, понимать, что скорость вращения приводных валов колес всегда одинакова, а приводные валы колес, в частности, характеризуются фиксированным передаточным отношением со вспомогательным приводным валом.

Кроме того, предлагается, чтобы у вспомогательной ведущей оси имелись первый блок сцепления и второй блок сцепления, которые предусмотрены для того, чтобы соединять приводные валы колес со вспомогательным приводным валом по отдельности. Это позволяет простым в конструктивном отношении образом реализовать функцию дифференциала для второй ведущей оси. Под «функцией дифференциала» при этом, в частности, подразумевают функцию уравновешивания, которая предусмотрена для того, чтобы обеспечивать разницу в скоростях вращения между двумя ведущими колесами. Под «блоком сцепления», в частности, подразумевают блок, который предусмотрен для того, чтобы без возможности проворачивания соединять друг с другом два вала, расположенных с возможностью вращения относительно друг друга.

Также предлагается, чтобы у автомобильного силового приводного устройства имелся управляющий и/или регулирующий блок, который предусмотрен для того, чтобы включать нормальный рабочий режим, рабочий режим ожидания и вспомогательный рабочий режим. Благодаря этому можно простым образом задать наивыгоднейший для ситуации при движении режим работы автомобильного силового приводного устройства. При этом под «нормальным рабочим режимом» следует понимать, в частности, режим эксплуатации, при котором движущий момент передается только через ведущие колеса главной ведущей оси. При этом под «вспомогательным рабочим режимом» следует понимать, в частности, режим эксплуатации, при котором движущий момент передается через ведущие колеса главной ведущей оси и вспомогательной ведущей оси. Под «рабочим режимом ожидания» следует, в частности, понимать рабочий режим, который отличается от нормального рабочего режима и от вспомогательного рабочего режима и предусмотрен, в частности, для подключения вспомогательного рабочего режима. Под «управляющим и/или регулирующим блоком» подразумевают, в частности, блок по меньшей мере с одним управляющим устройством. Под управляющим устройством, в частности, подразумевают блок с процессорным устройством и устройством памяти, а также с сохраненной в устройстве памяти рабочей программой. В принципе, «управляющий и/или регулирующий блок» может включать в себя несколько соединенных друг с другом управляющих устройств, которые предпочтительно предусмотрены для того, чтобы осуществлять коммуникацию друг с другом по системе шин данных, в особенности по системе шины данных CAN. Под «предусмотрены» подразумевают, в частности, «специально запрограммированы, оснащены и/или сконструированы».

Кроме того, предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы размыкать один из обоих блоков сцепления для включения режима ожидания. Это позволяет простым способом переключать функцию дифференциала.

Помимо того, предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы замыкать один из обоих блоков сцепления для включения режима ожидания. Это позволяет особо целесообразным способом переключать функцию дифференциала.

Еще в одном варианте исполнения предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы замыкать оба блока сцепления для переключения вспомогательного рабочего режима. Благодаря этому можно особенно простым образом осуществлять привод через два ведущих колеса.

Сверх того предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы в зависимости от проскальзывания главной ведущей оси переключать вспомогательный рабочий режим. Это позволяет выгодным и простым образом противодействовать проскальзыванию главной ведущей оси. Под «проскальзыванием главной ведущей оси» в этом контексте, в частности, подразумевают проскальзывание по меньшей мере одного из ведущих колес главной ведущей оси. Управляющий и/или регулирующий блок может определить проскальзывание главной ведущей оси, в частности, на основании разности в скоростях вращения между главной ведущей осью и не имеющей привода вспомогательной ведущей осью.

Кроме того, предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы при скорости ниже заданной граничной скорости включать режим ожидания или вспомогательный рабочий режим. Это позволяет особенно простым способом подготовить автомобильное силовое приводное устройство к переходу во вспомогательный рабочий режим, благодаря чему, в частности, можно быстро выполнить переход во вспомогательный рабочий режим. Под «граничной скоростью» при этом, в частности, подразумевают заданную скорость, с которой движется автомобиль. При этом граничная скорость предпочтительно составляет самое большее 50 км/ч, причем целесообразны самое большее 40 км/ч, а особо целесообразны самое большее 30 км/ч.

Кроме того, предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы размыкать оба блока сцепления для включения нормального рабочего режима. Благодаря этому в нормальном режиме эксплуатации можно особо выгодным образом, в частности, с меньшими потерями приводить автомобиль в движение.

Также предлагается, чтобы управляющий и/или регулирующий блок был предусмотрен для того, чтобы выше граничной скорости включать нормальный рабочий режим. Это позволяет приводить в движение особенно выгодным образом, в частности, при более высоких скоростях.

Кроме того, предлагается, чтобы по меньшей мере один из двух блоков сцепления был выполнен с возможностью отключения под нагрузкой. Это позволяет выгодным образом размыкать один из блоков сцепления под нагрузкой, благодаря чему, в частности, выгодным образом можно предотвратить неправильный режим эксплуатации или выйти из него. Под понятием «выполнен с возможностью отключения под нагрузкой» подразумевают, в частности, что блок сцепления можно размыкать, в то время как он передает движущий момент. Предпочтительно, чтобы блок сцепления под нагрузкой можно было только отключать, т.е. только подключать без нагрузки и отключать под нагрузкой.

Кроме того, согласно изобретению предлагается способ для автомобильного силового приводного устройства, в частности, для автомобильного силового приводного устройства по меньшей мере с одной главной линией трансмиссии, которая приводит в движение главную ведущую ось, по меньшей мере одной приводимой в движение главной линией трансмиссии вспомогательной линией трансмиссии, которая приводит в движение вспомогательную ведущую ось, причем вспомогательная линия трансмиссии приводит в движение вспомогательную ведущую ось без межколесного дифференциала.

Дальнейшие преимущества следуют из нижеследующего описания чертежа. На чертеже представлен пример исполнения изобретения. Чертеж, описание и формула изобретения содержат многочисленные признаки в комбинации. Специалисту целесообразно рассматривать признаки также и по отдельности и сводить их в другие имеющие смысл комбинации.

На чертеже схематически представлена автомобильная трансмиссия с автомобильным силовым приводным устройством согласно изобретению в автомобиле, изображенном без дальнейших подробностей. Автомобильная трансмиссия выполнена как трансмиссия грузового автомобиля. Автомобильная трансмиссия подразделяется на главную линию трансмиссии 10 и вспомогательную линию трансмиссии 12. Автомобильная трансмиссия имеет главную ведущую ось 11, постоянно приводимую в движение главной линией трансмиссии 10, и вспомогательную ведущую ось 13, которую можно приводить в движение вспомогательной линией трансмиссии 12. Вспомогательная ведущая ось 13 связана со вспомогательной линией трансмиссии без межколесного дифференциала. Главная линия трансмиссии 10 включает в себя два ведущих колеса 21, 22, которые можно приводить в движение посредством главной ведущей оси 11. У вспомогательной линии трансмиссии 12 имеется первое ведущее колесо 23 и второе ведущее колесо 24, которые можно приводить в движение посредством вспомогательной ведущей оси 13. С помощью ведущих колес 21, 22, 23, 24 можно приводить автомобиль в движение.

Главная линия трансмиссии 10 постоянно приводит в движение главную ведущую ось 11. Главная линия трансмиссии 10 имеет приводной вал 25, ведущую шестерню 26, главную передачу 27 и блокировку дифференциала 28. Приводной вал 25 подает момент в автомобильную трансмиссию. Приводной вал 25 приводит в движение ведущую шестерню 26. Ведущая шестерня 26 приводит в действие главную передачу 27 главной ведущей оси 11. Главная передача 27 включает в себя дифференциал. Приводной вал 25 всегда сцеплен с главной передачей 27 главной ведущей оси 11. Главная передача 27 главной ведущей оси 11 приводит в движение ведущие колеса 21, 22 главной ведущей оси 11. Блокировка дифференциала 28 по потребности блокирует дифференциал, без возможности проворота соединяет друг с другом ведущие колеса 21, 22. Приводной вал 25 через ведущую шестерню 26 всегда сцеплен с главной ведущей осью 11.

Для связывания подсоединяемой вспомогательной ведущей оси 13 с главной линией трансмиссии либо же с постоянно приводимой в движение главной ведущей осью 11 у вспомогательной линии трансмиссии 12 имеется устройство сцепления 29. Устройство сцепления 29 соединяет вспомогательную линию трансмиссии 12 с главной линией трансмиссии 10. Устройство сцепления 29 выполнено как многодисковая фрикционная муфта. Для создания соединения без возможности проворота у устройства сцепления имеется несколько дисков, в каждом случае имеющих фрикционные покрытия. Для создания соединения с фрикционным замыканием диски устройства сцепления 29 прижимают друг к другу, а фрикционные покрытия на дисках оказываются во фрикционном контакте.

У вспомогательной линии трансмиссии 12 имеется вспомогательный приводной вал 17, первый приводной вал колеса 15 и второй приводной вал колеса 16. Для жесткого соединения вспомогательной ведущей оси 13 с главной линией трансмиссии 10 у автомобильного силового приводного устройства имеется преобразующая передача 14. Преобразующая передача 14 соединяет вспомогательный приводной вал 17 с равной скоростью вращения с приводными валами колес 15, 16. Преобразующая передача 14 включает в себя две шестерни 30, 31. Первая шестерня 30 жестко соединена со вспомогательным приводным валом 17 и выполнена в виде конической шестерни. Вторая шестерня 31 жестко соединена со вспомогательной ведущей осью 13 и выполнена в виде конической шестерни. Первая шестерня 30 и вторая шестерня 31 входят друг с другом в зацепление и таким образом могут передавать момент от вспомогательного приводного вала 17 на вспомогательную ведущую ось 13.

Для исполнения функции дифференциала у вспомогательной ведущей оси 13 имеется первый блок сцепления 18 и второй блок сцепления 19. Блоки сцепления 18, 19 располагаются на вспомогательной ведущей оси 13 по потоку усилия следом за преобразующей передачей 14. Блок сцепления 18 размещен по потоку усилия между преобразующей передачей 14 и первым ведущим колесом 23. Блок сцепления 19 размещен по потоку усилия между преобразующей передачей 14 и вторым ведущим колесом 24. Блоки сцепления 18, 19 выполнены как кулачковые муфты сцепления с геометрическим замыканием.

Посредством блока сцепления 18 можно жестко соединять приводной вал колеса 15 со вспомогательным приводным валом 17. Блок сцепления 18 может находиться в двух рабочих состояниях. В первом рабочем состоянии блок сцепления 18 разомкнут. В разомкнутом состоянии приводной вал колеса 15 отделен от вспомогательного приводного вала 17. Блок сцепления 18 выполнен как блок сцепления с возможностью отключения под нагрузкой. Для этого у блока сцепления 18, который выполнен в виде кулачковой муфты сцепления, имеется, например, кулачок с положительным углом.

Посредством блока сцепления 19 можно жестко соединять приводной вал колеса 16 со вспомогательным приводным валом 17. Блок сцепления 19 может находиться в двух рабочих состояниях. В первом рабочем состоянии блок сцепления 19 разомкнут. В разомкнутом состоянии приводной вал колеса 16 отделен от вспомогательного приводного вала 17.

Для воздействия на блоки сцепления 18, 19 у автомобильного силового приводного устройства имеется блок переключений 32. Блок переключений 32 включает в себя 3-позиционный цилиндр. Блок переключений 32 может иметь три положения переключения. В первом положении блок сцепления 18 и блок сцепления 19 разомкнуты. Во втором положении блок сцепления 18 разомкнут, а блок сцепления 19 замкнут. В третьем положении блок сцепления 18 и блок сцепления 19 замкнуты. У блока переключений 32 имеется основное (исходное) положение, в котором он находится в незадействованном состоянии. Исходное положение выполнено как первое положение переключения. В принципе, блок переключений 32 может иметь и другую конструкцию, которую специалист сочтет целесообразной, например, с использованием 2-позиционных цилиндров.

Для автоматического или автоматизированного воздействия на устройство сцепления 29, первый блок сцепления 18 и второй блок сцепления 19 автомобильной трансмиссии у автомобильного силового приводного устройства имеется управляющий и регулирующий блок 20. Блоком переключений 32 управляют посредством управляющего и регулирующего блока 20. Управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы регулировать подключение вспомогательной линии трансмиссии 12. У управляющего и регулирующего блока 20 имеются три рабочих режима. У управляющего и регулирующего блока 20 имеется нормальный рабочий режим, рабочий режим ожидания и вспомогательный рабочий режим, и блок предусмотрен для того, чтобы реализовывать один из рабочих режимов.

В нормальном рабочем режиме устройство сцепления 29 разомкнуто. На вспомогательную линию трансмиссии 12 момент не передается. Для нормального рабочего режима управляющий и регулирующий блок 20 переводит блок переключений 32 в первое положение переключения. Блоки сцепления 18, 19 вспомогательной ведущей оси 13 разомкнуты, благодаря чему ведущие колеса 23, 24 могут свободно вращаться. Управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы реализовывать нормальный рабочий режим, начиная от граничной скорости в 30 км/ч.

В рабочем режиме ожидания управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы замыкать один из обоих блоков сцепления 18, 19. Для этого управляющий и регулирующий блок 20 в режиме ожидания переводит блок переключений 32 во второе положение переключения. В рабочем режиме ожидания устройство сцепления 29 разомкнуто. Передача момента с приводного вала 25 на вспомогательную линию трансмиссии 12 невозможна. Блок сцепления 18 разомкнут. Передача момента со вспомогательного приводного вала 17 на приводной вал колеса 15 невозможна. Блок сцепления 19 замкнут и жестко соединяет вспомогательный приводной вал 17 с приводным валом колеса 16.

Управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы запускать рабочий режим ожидания при граничной скорости ниже 30 км/ч.

Во вспомогательном рабочем режиме устройство сцепления 29 замкнуто. Во вспомогательном рабочем режиме управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы замыкать оба блока сцепления 18, 19. Для этого управляющий и регулирующий блок 20 переводит блок переключений 32 во вспомогательном рабочем режиме в третье положение переключения. Управляющий и регулирующий блок 20 предусмотрен для того, чтобы включать вспомогательный рабочий режим при скорости ниже 30 км/ч и распознавании проскальзывания главной ведущей оси 11, что соответствует прокручиванию по меньшей мере одного из ведущих колес 21, 22.

Управляющий и регулирующий блок 20 посредством не представленных более подробно датчиков постоянно регистрирует скорость автомобиля. Если управляющий и регистрирующий блок 20 распознает, что скорость находится ниже граничного значения, то он включает рабочий режим ожидания. Для этого он переводит блок переключений 32 во второе положение переключения и в силу этого замыкает блок сцепления 19. Приводной вал колеса 16 соединен со вспомогательным приводным валом 17. В силу этого вспомогательный приводной вал 17 ускоряется, и скорость его вращения равна таковой ведущего колеса 24. Ведущее колесо 23 отделено от вспомогательного приводного вала 17. Благодаря этому скорость вращения ведущего колеса 24 может быть отлична от скорости вращения ведущего колеса 23. Функция дифференциала наличествует.

Если управляющий и регулирующий блок 20 во время пребывания в рабочем режиме ожидания, то есть при скорости автомобиля ниже граничной, распознает проскальзывание главной ведущей оси 11, то управляющий и регулирующий блок 20 включает вспомогательный рабочий режим. Для этого он переводит блок переключений 32 в третье положение переключения и благодаря этому замыкает блок сцепления 18. Блок сцепления 19 остается замкнутым. Ведущие колеса 23, 24 жестко соединены друг с другом посредством блоков сцепления 18, 19. Управляющий и регулирующий блок 20 замыкает устройство сцепления 29 и таким образом соединяет вспомогательную линию трансмиссии 12 с приводным валом 25. Благодаря этому ведущие колеса 23, 24 также приводятся в движение и, следовательно, снимают нагрузку с рабочих колес 21, 22, которые постоянно соединены с приводным валом 25.

Если управляющий и регулирующий блок 20 распознает, что скорость автомобиля выше, чем граничная скорость, то управляющий и регулирующий блок 20 переключается со вспомогательного рабочего режима в нормальный рабочий режим. Для этого управляющий и регулирующий блок 20 снова переводит блок переключений 32 в нейтральное положение. Оба блока сцепления 18, 19 размыкаются. В принципе, управляющий и регулирующий блок 20 может оценивать и другие или дополнительные параметры отключения, чтобы отключать вспомогательный рабочий режим. Например, возможно, чтобы управляющий и регулирующий блок отключал вспомогательный рабочий режим, если на протяжении заданного временного промежутка более не возникает проскальзывание главной ведущей оси 11.

Реферат

Изобретение относится к трансмиссии. Автомобильное силовое приводное устройство содержит одну главную линию трансмиссии (10) для приведения в движение главной ведущей оси (11) и одну вспомогательную линию трансмиссии (12), приводимую через главную линию трансмиссии (10), и вспомогательную ведущую ось (13), которую можно приводить в движение через вспомогательную линию трансмиссии (12). Вспомогательная ведущая ось (13) связана со вспомогательной линией трансмиссии (12) без межколесного дифференциала через многодисковую фрикционную муфту. У вспомогательной ведущей оси для исполнения функции дифференциала имеются первая и вторая управляемые кулачковые муфты. Достигается упрощение конструкции. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула