具有带预载摩擦离合器的限滑差速器组件的动力传输部件

文档序号:1942679 发布日期:2021-12-07 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 具有带预载摩擦离合器的限滑差速器组件的动力传输部件 (Power transmitting component having limited slip differential assembly with preloaded friction clutch ) 是由 肖恩·S·普罗克特 道格拉斯·J·舍梅利 于 2020-04-20 设计创作,主要内容包括:一种具有差速器组件的传动系统动力传输部件,所述差速器组件具有差速器输入端、由所述差速器输入端驱动的第一差速器输出端和第二差速器输出端、第一摩擦离合器、第一偏压弹簧和第二摩擦离合器。所述第一摩擦离合器具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器输入端的摩擦片。所述第一偏压弹簧促使所述第一摩擦离合器进入接合状况,其中所述第一摩擦离合器的所述摩擦片与所述第一差速器输出端摩擦地接合。所述第二摩擦离合器具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器输入端的多个第一离合器片,和与所述第一离合器片交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述第一差速器输出端的多个第二离合器片。(A driveline power transmitting component having a differential assembly with a differential input, first and second differential outputs driven by the differential input, a first friction clutch, a first biasing spring, and a second friction clutch. The first friction clutch has friction plates non-rotatably but axially slidably coupled to the differential input. The first biasing spring urges the first friction clutch into an engaged condition, wherein the friction plates of the first friction clutch are frictionally engaged with the first differential output. The second friction clutch has a plurality of first clutch plates axially slidably but non-rotatably coupled to the differential input and a plurality of second clutch plates interleaved with the first clutch plates and axially slidably but non-rotatably coupled to the first differential output.)

具有带预载摩擦离合器的限滑差速器组件的动力传输部件

技术领域

本公开涉及一种具有带预载摩擦离合器的限滑差速器组件的动力传输部件。

背景技术

本部分提供涉及本公开的背景信息,其不一定是现有技术。

限滑差速器组件被用来在某些状况下限制差速器组件的输出构件之间的速度差。典型地,限滑差速器组件将包括一个或多个摩擦离合器或离合器组件,每个离合器组件提供诸如差速器箱的差速器输入端与诸如侧齿轮的差速器输出构件中的一个之间的扭矩承载界面。弹簧可被用来预加载离合器组件以提供期望的最小扭矩承载容量。尽管这种预载限滑差速器组件配置满足其预期目的,但用于差速器输入端与差速器输出端之间的滑动的固定的最小扭矩阈值在一些情况下可能是不利的。

发明内容

本部分提供本公开的总体概述,而不是其完整范围或者其全部特征的全面公开。

在一种形式中,本公开提供一种传动系统动力传输部件,所述传动系统动力传输部件具有差速器组件,所述差速器组件具有差速器输入端、由所述差速器输入端驱动的第一差速器输出端和第二差速器输出端、第一摩擦离合器、第一偏压弹簧和第二摩擦离合器。所述第一摩擦离合器具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器输入端的至少一个摩擦片。所述第一偏压弹簧促使所述第一摩擦离合器进入接合状况,其中所述第一摩擦离合器的所述至少一个摩擦片与所述第一差速器输出端摩擦地接合,从而抵抗所述第一差速器输出端与所述差速器输入端之间的相对旋转。所述第二摩擦离合器具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器输入端的多个第一离合器片,和与所述第一离合器片交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述第一差速器输出端的多个第二离合器片。

在一些形式中,所述差速器输入端是容纳所述第一差速器输出端和所述第二差速器输出端的差速器箱。可选地,所述差速器组件还包括差速器齿轮组,具有可旋转地联接至所述第一差速器输出端的第一侧齿轮,和可旋转地联接至所述第二差速器输出端的第二侧齿轮。在一些形式中,所述第一侧齿轮和所述第一差速器输出端彼此固定地联接。

在一些形式中,所述第一摩擦离合器和所述第二摩擦离合器在所述第一差速器输出端与所述差速器输入端的轴向端部之间串联设置。

在一些形式中,所述传动系统动力传输部件还包括第三摩擦离合器、第二偏压弹簧和第四摩擦离合器。所述第三摩擦离合器具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器输入端的至少一个摩擦片。所述第二偏压弹簧促使所述第三摩擦离合器进入接合状况,其中所述第三摩擦离合器的所述至少一个摩擦片与所述第二差速器输出端摩擦地接合,从而抵抗所述第二差速器输出端与所述差速器输入端之间的相对旋转。所述第四摩擦离合器具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器输入端的多个第三离合器片,和与所述第三离合器片交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述第二差速器输出端的多个第四离合器片。可选地,所述第三摩擦离合器和所述第四摩擦离合器在所述第一差速器输出端与所述差速器输入端的轴向端部之间串联设置。

在另一形式中,本公开提供一种传动系统动力传输部件,所述传动系统动力传输部件包括差速器组件,所述差速器组件具有差速器箱、差速器齿轮组和一对离合器组件。所述差速器齿轮组接收在所述差速器箱中并且具有一对侧齿轮。所述离合器组件中的每个联接至所述差速器箱和所述侧齿轮中的相关一个。所述离合器组件中的每个设置在所述差速器箱与所述侧齿轮中的相关一个之间的扭矩路径中。所述差速器组件具有作为从所述差速器箱传输至所述侧齿轮的扭矩的量的函数变化的扭矩偏置比(torque bias ratio)。所述离合器组件被配置为在所述函数中创建所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而增大的台阶(step)。在所述函数中的所述台阶之前,所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而减小。在所述函数中的所述台阶之后,所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而减小。

在又一形式中,本公开提供一种传动系统动力传输部件,具有输入构件、由所述输入构件驱动的差速器箱、差速器齿轮组和一对离合器组件。所述差速器箱限定腔并且能围绕输出轴线旋转。所述差速器齿轮组接收在所述腔中并且包括能相对于所述差速器箱围绕所述输出轴线旋转的一对侧齿轮。所述离合器组件接收在所述腔中并且每个离合器组件具有第一摩擦离合器、偏压弹簧和第二摩擦离合器。每个离合器组件中的所述第一摩擦离合器具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器箱的至少一个摩擦片。所述第一偏压弹簧促使所述至少一个摩擦片与所述侧齿轮中的相关一个接合,以抵抗所述第一侧齿轮与所述差速器箱之间的相对旋转。所述第二摩擦离合器具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器箱的多个第一离合器片,和与所述第一离合器片交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述侧齿轮中的所述相关一个的多个第二离合器片。

在一些形式中,所述输入构件是输入小齿轮轴,输入小齿轮联接至所述输入小齿轮轴以随所述输入小齿轮轴旋转,并且环形齿轮与所述输入小齿轮啮合且旋转地联接至所述差速器箱。

在一些形式中,所述离合器组件中的每个的所述偏压弹簧包括多个弹簧元件,所述多个弹簧元件围绕所述输出轴线彼此周向地间隔开。可选地,所述弹簧元件包括螺旋压缩弹簧。

在一些形式中,所述差速器齿轮组包括可旋转地安装在十字销上且与所述侧齿轮啮合的多个差速器小齿轮。可选地,所述十字销可旋转地联接至所述差速器箱。

其它适用领域将通过本文提供的描述变得显然。在本概述中的描述和特定示例仅旨在例示的目的,而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅用于选择实施例的例示目的,而不是用于所有可能的实施方式,并且不旨在限制本公开的范围。

图1是根据本公开的教导构造的示例车辆传动系统部件的部分截面透视图;

图2是图1的车辆传动系统部件的一部分的更详细地例示差速器组件的横向截面图;并且

图3是描绘用于现有技术的差速器组件和根据本公开的教导构造的差速器组件的TBR对差速器输入扭矩的示意图。

在附图的几个视图中,对应的参考标记指示对应的部件。

具体实施方式

参考图1,根据本公开的教导构造的示例传动系统动力传输部件通常由参考标记10指示。在提供的特定示例中,传动系统动力传输部件10为后桥组件,但是将理解本公开的教导可用在各种其它传动系统动力传输部件中,包括前桥组件、变速箱、中央差速器和动力输出单元。在提供的示例中,传动系统动力传输部件10可包括壳体12、输入构件14、输入小齿轮16、环形齿轮18、差速器组件20和一对输出轴22。

壳体12可限定腔30,输入构件14、输入小齿轮16、环形齿轮18和差速器组件20可接收在腔30中。壳体12可支撑输入构件14,以围绕输入轴线32旋转。输入构件14在提供的示例中被配置为轴,并且输入小齿轮16可联接至输入构件14以随其围绕输入轴线32旋转。环形齿轮18可与输入小齿轮16啮合,并且可围绕可横向(例如,垂直)于输入轴线32的输出轴线34旋转。

参考图2,差速器组件20可包括差速器输入端40、差速器齿轮组42和一对离合器组件44。

差速器输入端40可以可旋转地联接至环形齿轮18,并且可由壳体12(图1)支撑以围绕输出轴线34旋转。在提供的示例中,差速器输入端40为限定箱腔48的差速器箱,差速器齿轮组42和离合器组件44可接收在箱腔48中。

差速器齿轮组42可分别具有第一差速器输出端50和第二差速器输出端52,它们可由差速器输入端40驱动。第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的每个具有内部带齿或花键的孔54,其配置为可轴向滑动地但不可旋转地接合输出轴22中的相关一个上的阳花键段56。

差速器齿轮组42可配置有斜齿轮和/或可配置为行星齿轮组。在提供的示例中,差速器齿轮组42包括十字销60、多个差速器小齿轮62和一对侧齿轮64。十字销60可以可旋转地联接至差速器输入端40,并且可沿着垂直于输出轴线34的轴线延伸穿过箱腔48。差速器小齿轮62可配置为直齿锥齿轮,并且可接收在差速器腔30中且安装以在十字销60上旋转。侧齿轮64中的每个可为直齿锥齿轮,其可接收在箱腔48中以围绕输出轴线34旋转并可与差速器小齿轮62啮合。侧齿轮64中的每个可以可旋转地联接至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个,可选地,固定地联接至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个。在提供的示例中,侧齿轮64中的每个与第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个整体地形成。

离合器组件44中的每个可包括第一摩擦离合器70、偏压弹簧72和第二摩擦离合器74。第一摩擦离合器70可具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至差速器输入端40的至少一个摩擦片80。如果需要的话,第一摩擦离合器70可具有可以不可旋转地但可轴向滑动地联接至差速器输入端40的多个第一摩擦片,和可以不可旋转地但可轴向滑动地联接至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的一个的多个第二摩擦片。

偏压弹簧72可设置在差速器输入端40与第一摩擦离合器70之间,并且可促使第一摩擦离合器70进入接合状况,其中至少一个摩擦片80与第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个摩擦地接合,从而抵抗第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个与差速器输入端40之间的相对旋转。在此方面,偏压弹簧72预加载第一摩擦离合器70,使得如果输入至差速器输入端40的扭矩的量与从第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个输出的扭矩的量之间的差小于或等于第一扭矩阈值,则第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个与差速器输入端40之间的相对旋转被禁止。偏压弹簧72可包括一个或多个弹簧元件84,其每个可配置为波形弹簧或者螺旋线圈压缩弹簧。在提供的示例中,偏压弹簧72包括多个弹簧元件84,该多个弹簧元件84被配置为螺旋线圈压缩弹簧,并且该多个弹簧元件84接收在箱腔48中且围绕输出轴线34彼此周向地间隔开。

第二摩擦离合器74可具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至差速器输入端40的多个第一离合器片90,和与第一离合器片90交错并且可轴向滑动地但不可旋转地联接至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个的多个第二离合器片92。第二摩擦离合器74可设置在第一摩擦离合器70的与第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个相对的一侧上。第二摩擦离合器74的第一离合器片90和第二离合器片92不被偏压至接合,这样,当相对小的扭矩从差速器输入端40传输至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个时,第二摩擦离合器74对差速器组件20的运行没有影响或者有相对小的影响。

在运行中,第一摩擦离合器70禁止差速器输入端40与第一差速器输出端50和第二差速器输出端52中的相关一个之间的相对旋转,直到通过第一离合器组件70传输的扭矩的量超过第一预定阈值。随着从差速器输入端40传输至第一差速器输出端50和第二差速器输出端52的扭矩的量增大,作用于第一差速器输出端50和第二差速器输出端52的推力倾向于沿着输出轴线34轴向地驱动第一差速器输出端50和第二差速器输出端52彼此远离。当推力足够大时,推力将克服偏压弹簧72并且将驱动第二摩擦离合器74的第一离合器片90和第二离合器片92彼此摩擦接合。

参考图3,第一曲线100将现有技术的限滑差速器组件的扭矩偏置比(TBR)描绘为输入至现有技术的限滑差速器组件的扭矩的量的函数。现有技术的限滑差速器组件为传统的预载限滑差速器组件,其具有用预载弹簧预加载的(单个)摩擦离合器。第一曲线100大体上遵循一函数,其中TBR与输入至现有技术的限滑差速器组件的扭矩的量的平方成负相关(即,TBR=1/(TQ)2+C,其中TQ为差速器输入扭矩的量,并且C为常数)。

第二曲线102描绘根据本公开的教导构造的限滑差速器组件的TBR。第二曲线102具有四个不同的线段110、112、114和116。线段110相对于第一曲线100的对应部分是非常陡的,该区别归因于第一摩擦离合器70(图2)的相对低的扭矩容量。线段112出现于第一差速器输出端50和第二差速器输出端52(图2)上的推力正在驱动第一差速器输出端50和第二差速器输出端52(图2)彼此远离且压缩偏压弹簧72(图2)的地方。线段114出现于第一差速器输出端50和第二差速器输出端52(图2)上的推力正在驱动第一离合器片90和第二离合器片92(图2)彼此接合的地方。线段116出现于第一差速器输出端50和第二差速器输出端52(图2)上的推力大于或等于将第二摩擦离合器74(图2)的第一离合器片90和第二离合器片92(图2)完全接合至彼此接合所需的推力的地方。

已经提供以上对实施例的描述以用于例示和描述的目的。其不旨在详尽或者限制本公开。具体实施例的单独的元件或特征一般不受限于该具体实施例,而是,即使没有具体示出或描述,适用时也可互换并且可用于选择的实施例中。该单独的元件或特征也可以许多方式变化。这种变化不认为是背离本公开,并且所有这些修改旨在包含于本公开的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种传动系统动力传输部件(10),包括:

差速器组件(20),具有差速器输入端(40)、由所述差速器输入端(40)驱动的第一差速器输出端(50)和第二差速器输出端(52)、第一摩擦离合器(70)、第一偏压弹簧(72)和第二摩擦离合器(74),所述第一摩擦离合器(70)具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器输入端(40)的至少一个摩擦片(80),所述第一偏压弹簧(72)促使所述第一摩擦离合器(70)进入接合状况,其中所述第一摩擦离合器(70)的所述至少一个摩擦片(80)与所述第一差速器输出端(50)摩擦地接合,从而抵抗所述第一差速器输出端(50)与所述差速器输入端(40)之间的相对旋转,所述第二摩擦离合器(74)具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器输入端(40)的多个第一离合器片(90),和与所述第一离合器片(90)交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述第一差速器输出端(50)的多个第二离合器片(92)。

2.如权利要求1所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述差速器输入端(40)是容纳所述第一差速器输出端(50)和所述第二差速器输出端(52)的差速器箱。

3.如权利要求2所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述差速器组件(20)进一步包括差速器齿轮组(42),具有可旋转地联接至所述第一差速器输出端(50)的第一侧齿轮(64),和可旋转地联接至所述第二差速器输出端(52)的第二侧齿轮(64)。

4.如权利要求3所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述第一侧齿轮(64)和所述第一差速器输出端(50)彼此固定地联接。

5.如权利要求1所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述第一摩擦离合器(70)和所述第二摩擦离合器(74)在所述第一差速器输出端(50)与所述差速器输入端(40)的轴向端部之间串联设置。

6.如权利要求1所述的传动系统动力传输部件(10),进一步包括第三摩擦离合器(70)、第二偏压弹簧(72)和第四摩擦离合器(74),所述第三摩擦离合器(70)具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器输入端(40)的至少一个摩擦片(80),所述第二偏压弹簧(72)促使所述第三摩擦离合器(70)进入接合状况,其中所述第三摩擦离合器(70)的所述至少一个摩擦片(80)与所述第二差速器输出端(52)摩擦地接合,从而抵抗所述第二差速器输出端(52)与所述差速器输入端(40)之间的相对旋转,所述第四摩擦离合器(74)具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器输入端(40)的多个第三离合器片(90),和与所述第三离合器片(90)交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述第二差速器输出端(50)的多个第四离合器片(92)。

7.如权利要求6所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述第三摩擦离合器(70)和所述第四摩擦离合器(74)在所述第二差速器输出端(52)与所述差速器输入端(40)的轴向端部之间串联设置。

8.如权利要求1所述的传动系统动力传输部件(10),其中所述差速器输入端(40)是差速器箱,其中所述差速器组件(20)包括接收在所述差速器箱中的差速器齿轮组(42),其中所述差速器齿轮组(42)包括第一侧齿轮(64)和第二侧齿轮(64),所述第一侧齿轮(64)为所述第一差速器输出端(50),所述第二侧齿轮(64)为所述第二差速器输出端(52),所述第一摩擦离合器(70)设置在所述差速器箱与所述第一侧齿轮(64)之间的第一扭矩路径中,所述第二摩擦离合器(74)设置在所述差速器箱与所述第一侧齿轮(64)之间的第二扭矩路径中;

其中所述差速器组件(20)具有作为从所述差速器箱传输至所述第一侧齿轮(64)和所述第二侧齿轮(64)的扭矩的量的函数变化的扭矩偏置比,其中所述第一摩擦离合器(70)和所述第二摩擦离合器(74)被配置为在所述函数中创建所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而增大的台阶,其中在所述函数中的所述台阶之前,所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而减小,并且其中在所述函数中的所述台阶之后,所述扭矩偏置比随着所述扭矩的量的增大而减小。

9.一种传动系统动力传输部件(10),包括:

输入构件(14);

由所述输入构件(14)驱动的差速器箱(40),所述差速器箱(40)限定腔(48)并且能围绕输出轴线(34)旋转;

接收在所述腔(48)中的差速器齿轮组(42),所述差速器齿轮组(42)具有能相对于所述差速器箱围绕所述输出轴线(34)旋转的一对侧齿轮(64);

接收在所述腔(48)中的一对离合器组件(44),所述一对离合器组件(44)中的每个具有第一摩擦离合器(70)、偏压弹簧(72)和第二摩擦离合器(74),所述第一摩擦离合器(70)具有不可旋转地但可轴向滑动地联接至所述差速器箱(40)的至少一个摩擦片(80),所述偏压弹簧(72)促使所述至少一个摩擦片(80)与所述侧齿轮(64)中的相关一个接合,以抵抗所述侧齿轮(64)中的所述相关一个与所述差速器箱(40)之间的相对旋转,所述第二摩擦离合器(74)具有可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述差速器箱(40)的多个第一离合器片(90),和与所述第一离合器片(90)交错且可轴向滑动地但不可旋转地联接至所述侧齿轮(64)中的所述相关一个的多个第二离合器片(92)。

10.如权利要求9所述的动力传输部件,其中所述输入构件(14)包括输入小齿轮轴,并且其中所述动力传输部件进一步包括联接至所述输入小齿轮轴以随所述输入小齿轮轴旋转的输入小齿轮(16),和与所述输入小齿轮(16)啮合且旋转地联接至所述差速器箱(40)的环形齿轮(18)。

11.如权利要求9所述的动力传输部件,其中所述一对离合器组件(44)中的每个的所述偏压弹簧(72)包括多个弹簧元件(84),所述多个弹簧元件(84)围绕所述输出轴线(34)彼此周向地间隔开。

12.如权利要求11所述的动力传输部件,其中所述多个弹簧元件(84)包括螺旋压缩弹簧。

13.如权利要求9所述的动力传输部件,其中所述差速器齿轮组(42)进一步包括可旋转地安装在十字销(60)上的多个差速器小齿轮(62),所述差速器小齿轮(62)与所述一对侧齿轮(64)啮合。

14.如权利要求13所述的动力传输部件,其中所述十字销(60)联接至所述差速器箱(40)以围绕所述输出轴线(34)随所述差速器箱(40)旋转。

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