DE4009810A1 - Allradgetriebenes motorfahrzeug mit querliegendem motor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein allradgetriebenes Fahrzeug, bei welchem der Motor im vorderen Motorraum querliegend ange­ ordnet ist.

Die japanische Offenlegungsschrift mit der Veröffentlichungs- Nr. 60-1 79 334 beschreibt beispielsweise allgemein ein allradge­ triebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor, das derart aufgebaut ist, daß das Mitteldifferentialgetriebe, welches das Drehmoment vom Getriebe auf die Vorderräder und die Hinterräder überträgt und ein Frontdifferentialgetriebe, das ein Teil des Antriebsdrehmomentes von dem Mitteldifferentialgetriebe auf das rechte und das linke Vorderrad überträgt, koaxial auf der Axial- Linie der Vorderräder angeordnet sind, während sich vor diesen Differentialgetrieben der Motor und das Getriebe befinden.

Bei dieser Ausgestaltung ist jedoch der Schwerpunkt der An­ triebseinheit, bei welchem es sich um den Massenmittelpunkt des Motors und des Getriebes handelt, vor der Vorderachse des Fahrzeuges angeordnet, wodurch das Fahrzeuggewicht einseitig auf den Vorderrädern lastet, mit dem Ergebnis eines nach­ teiligen Einflusses auf die Fahrstabilität und andere Fahr­ eigenschaften. Diese Einseitigkeit des Fahrzeuggewichtes auf den Vorderrädern ist besonders problematisch bei starken Mo­ toren, wie sie in den letzten Jahren zum Einsatz kommen.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein allradgetriebenes Motorfahrzeug der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, bei welchem das Fahrzeuggewicht nicht einseitig auf den Vorderrädern des allradgetriebenen Motorfahr­ zeugs mit querliegendem Motor lastet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Gemäß der Erfindung sind das Frontdifferentialgetriebe und das Mitteldifferentialgetriebe koaxial auf der Axiallinie der Vorder­ räder angeordnet, wobei der Motor und das Untersetzungsgetriebe querliegend eingebaut sind und sich hinter der Axiallinie der Vorderräder befinden.

Da bei diesem Aufbau der Schwerpunkt der Antriebseinheit, der der gemeinsame Massenmittelpunkt des Motors und des Getriebes ist, sich hinter der Vorderachse befindet, wird die einseitige Belastung der Vorderräder durch das Fahrzeuggewicht dahingehend verändert, daß eine Entlastung eintritt, wobei der Massenmittel­ punkt in rückwärtiger Richtung verschoben wird.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merk­ male des allradgetriebenen Motorfahrzeugs ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zweier verschiedener Ausführungs­ beispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung, unter Darstellung des Hauptteils des Allradantriebssystems, entlang der Schnittlinie A-A der Fig. 5,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaues eines allradgetriebenen Motorfahrzeuges mit der Anordnung des Getriebes und der hiermit in Zusammen­ hang stehenden Teile, wie sie entsprechend der Schnittlinie A-A in Fig. 5 wiedergegeben sind,

Fig. 3 die Draufsicht auf den Motor und der entsprechenden Teile der ersten Ausführungsform,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß dieser Aus­ führungsform,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Positionsbe­ ziehungen der einzelnen Elemente dieser Ausführungs­ form, von der linken Fahrzeugseite aus gesehen,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 7 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung der zweiten Ausführungsform und

Fig. 8 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung dieser Ausführungsform.

Es soll zunächst eine nähere Beschreibung der ersten Aus­ führungsform wiedergegeben werden.

Die Fig. 2 zeigt den Gesamtaufbau eines Allradantriebssystems der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet eine Vierzylindermaschine, die sich im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie befindet. Die Kurbelwelle 1 a, bei welcher es sich um die Abtriebswelle des Motors 1 handelt, liegt quer, d.h., sie erstreckt sich in Seitenrichtung des Fahrzeuges. Die Bezugsziffer 2 bezeichnet ein Zahnradgetriebe, das sich quer auf der linken Seite des Motors 1 befindet. In diesem Getriebe 2 ist innerhalb eines Getriebegehäuses eine Getriebehauptwelle 5 angeordnet, die an die Kurbelwelle 1 a des Motors 1 über ein Kupplungssystem 4 angeschlossen ist, während eine Sekundärwelle 6 parallel zur Getriebehauptwelle 5 angeordnet ist. Durch Wechsel des Zahnradzuges zwischen den beiden Wellen 5 und 6 wird das Untersetzungsverhältnis geändert.

Die Bezugsziffer 7 bezeichnet ein Mitteldifferentialgetriebe, das das Drehmoment von dem Getriebe 2 auf die Vorderräder und die Hinterräder verteilt. Die Bezugsziffer 8 identifiziert ein Frontdifferentialgetriebe, das einen Teil des Antriebsdreh­ momentes von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 auf das linke bzw. das rechte Vorderrad 11 L bzw. 11 R über die Wellen 9 L bzw. 9 R und die Antriebswellen 10 L bzw. 10 R, bei welchen es sich um die Achsen handelt, überträgt. Das Mitteldifferentialgetriebe 7 und das Frontdifferentialgetriebe 8 sind koaxial zur Achse der Vorder­ räder 11 L und 11 R angeordnet. Der Motor 1 und das Getriebe 2 befinden sich hinter den beiden Differentialgetrieben 7 und 8 in der Karosserie des Fahrzeugs.

Mit der Bezugsziffer 12 ist ein Übertragungsmechanismus be­ zeichnet. Dieser Übertragungsmechanismus überträgt den ver­ bleibenden Teil des Antriebsdrehmomentes von dem Mitteldiffer­ entialgetriebe 7 auf eine Kardanwelle 13, die sich in Längs­ richtung der Fahrzeugkarosserie zur hinteren Fahrzeugseite erstreckt. Die Kardanwelle 13 umfaßt eine Mehrzahl von Wellen 13 a, 13 b (von denen in der Zeichnung nur zwei dargestellt sind), die über Kreuzgelenke 17 miteinander in Verbindung stehen. Das rückwärtige Ende der Kardanwelle 13 (der Wellenabschnitt 13 b) ist an ein hinteres Differentialgetriebe 14 angeschlossen, das das Antriebsdrehmoment auf das rechte bzw. linke Hinterrad 16 L bzw. 16 R über die Achsen 15 L bzw. 15 R verteilt.

Die Fig. 1 zeigt den genauen Aufbau des Mitteldifferentialge­ triebes 7, des Frontdifferentialgetriebes 8 sowie des Über­ tragungsmechanismus 12. Wie die Fig. 1 zeigt, ist das Front­ differentialgetriebe 8 mit einem Ritzelpaar 23 versehen, die drehbar über eine Ritzelwelle 23 im Differentialgetriebe­ gehäuse 21 gehalten sind, wobei ein Paar von Seitenrädern 24 jeweils mit einem Ritzel 23 kämmt und an einem Ende (dem inneren) der rechten bzw. linken Welle 9 L bzw. 9 R befestigt sind. Das Differentialgetriebegehäuse 21 ist drehbar auf den Achswellen 9 L, 9 R gehalten.

Das Mitteldifferentialgetriebe 7 umfaßt einen Planetenradmecha­ nismus des Doppelritzeltyps mit einem Sonnenrad 31, das mit einem Tellerrad 32 kämmt und die miteinander über die Ritzel 34 und 35 beider Systeme in Verbindung stehen, die von einem Ritzel­ träger 33 gehalten sind. Das Tellerrad 32 erstreckt sich über die rechte Seite des Differentialgetriebegehäuses 21 des Front­ differentialgetriebes 8 und deckt diese Seite ab. Ein Zahnrad 32 a kämmt mit einem Ausgangszahnrad 6 a der Sekundärwelle 6 des Getriebes 2 und ist an der äußeren peripheren Oberfläche des linken Endbereiches des Tellerrades 32 ausgebildet, das dem Sonnenrad 31 entspricht. Der Ritzelträger 33 ist mit dem Differ­ entialgehäuse 21 des Frontdifferentialgetriebes 8 in der Weise verbunden, daß sich der erstere einheitlich mit dem letzteren dreht.

Der Übertragungsmechanismus 12 ist mit einem ersten Übertragungs­ zahnrad 41 versehen, das einheitlich mit dem Sonnenrad 31 des Mitteldifferentialgetriebes 7 ausgebildet ist, während ein zweites Übertragungszahnrad 43 drehbar am linken Endbereich einer Übertragungswelle 42 vorgesehen ist, und zwar in Quer­ richtung des Fahrzeuges und parallel zu den Wellen 9 L und 9 R. Es kämmt mit dem ersten Übertragungszahnrad 41, während ein drittes und ein viertes Übertragungszahnrad 44 bzw. 45 vorge­ sehen sind, die als Kegelräder ausgebildet sind, die die Drehung der Übertragungswelle 42 auf eine Übertragungswelle 46 über­ mitteln, die an die Kardanwelle 13 (Welle 13 a) angeschlossen ist.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen die Anordnung des Motors 1, des Untersetzungsgetriebes 2 und der hiermit in Verbindung stehenden Teile im vorderen Bereich der Fahrzeugkarosserie. Wie die Figuren zeigen, werden der Motor 1 und das Getriebe 2 von Vorderrahmen 51 L und 51 R derart gehalten, daß die axiale Mitte P 1 der Kurbel­ welle 1 a des Motors 1 und die Hauptwelle 5 des Getriebes 2 sich in rückwartiger Richtung der Fahrzeugkarosserie vom Punkt P 2 und oberhalb des Punktes P 2 befinden, wobei es sich bei diesem Punkt um die axiale Mitte der Achse der Vorderräder 11 L und 11 R handelt (nämlich die Mitte des Mitteldifferentialgetriebes 7 und des Frontdifferentialgetriebes 8). Der Motor 1 ist derart angeordnet, daß die Seite des Zylinderkopfes 1 b (die Oberseite) diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in Richtung der Kurbelwelle. Bei dem Punkt P 3 handelt es sich um die axiale Mitte der Sekundärwelle 6 des Getriebes 2 und befindet sich in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie zwischen dem Punkt P 2, bei welchem es sich um die axiale Mitte der Vorderachse handelt, und P 1, der in der axialen Mitte der Kurbelwelle (Hauptwelle) liegt. Der Punkt P 4 befindet sich in der axialen Mitte der Übertragungswelle 42 und ist zwischen P 2, also der axialen Mitte der Frontachse und P 1, also der axialen Mitte der Kurbel­ welle, in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie und unterhalb von P 1 und P 2 angeordnet. Das heißt, daß die Übertragungswelle 42 sich in dem sog. toten Raum zwischen der Kurbelwelle 1 a und der Vorderachse (den Wellen 9 L, 9 R und der Antriebswellen 10 L und 10 R) befindet. Von der Übertragungswelle 42 erstrecken sich die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle 13 im wesent­ lichen horizontal in Richtung auf die rückwärtige Fahrzeug­ karosserie. Die Kardanwelle 13 ist in Längsrichtung der Karosser­ ie unterhalb des Motors 1 angeordnet und verläuft an der Seite (auf der dem Betrachter der Fig. 4 zugewandten Seite) einer Öl­ wanne 61. Entsprechend der Darstellung in Fig. 1 und Fig. 2 be­ findet sich die Übertragungswelle 42 vor den Wellen 9 L und 9 R sowie den Antriebswellen 10 L und 10 R für den Vorderantrieb. Dies liegt daran, daß die Fig. 1 und die Fig. 2, entsprechend der Linie A-A der Fig. 5, abgeleitet sind, während tatsächlich sich die Übertragungswelle 42 hinter der Vorderachse befindet.

In Fig. 3 und Fig. 4 bezeichnet die Bezugsziffer 52 ein Lenk­ system. Dieses Lenksystem ist so aufgebaut, daß die Lenkkraft des (in den Zeichnungen nicht dargestellten) Lenkrades auf das rechte und das linke Vorderrad 11 L bzw. 11 R über eine Lenkwelle 53, einen Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 sowie Spurstangen 55 usw. übertragen wird, um somit das rechte und das linke Vorder­ rad 11 L und 11 R zu steuern. Die Lenkwelle 53 verläuft unterhalb des Motors 1 von dem Fahrgastraum ausgehend und steht mit dem Zahnstangen- und Ritzelmechanismus 54 in Verbindung, der sich vor dem Motor 1 befindet. Die Bezugsziffer 56 bezeichnet die Aufhängung, die die Vorderräder 11 L und 11 R mit der Fahrzeug­ karosserie (Vorderrahmen 51 L und 51 R) verbindet, während mit der Bezugsziffer 57 ein Kühler identifiziert ist.

Da sich bei der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der Motor 1 und das Getriebe 2 sich hinter der Achse der Vorderräder 11 L und 11 R (Wellen 9 L und 9 R und Antriebswellen 10 L und 10 R) befindet, vermag diese Ausgestaltung die einseitige Belastung der Vorderräder 11 L und 11 R durch das Fahrzeuggewicht zu ver­ mindern, um somit zu einer Verbesserung der Laufstabilität bei­ zutragen.

Da die Übertragungswelle 42 des Übertragungsmechanismus 12, die die Antriebskraft von dem Mitteldifferentialgetriebe 7 zur Hinterradseite überträgt, innerhalb des sog. toten Raumes zwischen der Achse der Vorderräder 11 L und 11 R und der Kurbel­ welle 1 a des Motors 1 in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, vermag diese Anordnung der Übertragungswelle 42 und entsprechend die Anordnung des Übertragungsmechanismus zu einer Verkürzung der Länge der Antriebseinheit einschließ­ lich des Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in Verbindung stehenden Teile in Längsrichtung und in Vertikal­ richtung zu führen. Somit läßt sich ein kompakter Aufbau der Antriebseinheit ausbilden. Darüber hinaus hat diese Anordnung den Vorteil, daß die Übertragungswelle 46 sowie die Kardanwelle 13 leicht montiert werden könne, ohne daß man mit dem Motor 1 und dem Getriebe 2 in Konflikt gerät.

In den Fig. 6 bis 8 ist die zweite Ausführungsform der er­ findungsgemäßen Ausgestaltung wiedergegeben. Bei dieser Aus­ führungsform befindet sich die axiale Mitte P 4 der Übertragungs­ welle 42, die sich in Querrichtung des Übertragungsmechanismus erstreckt, welcher das Antriebsdrehmoment von dem Mitteldiffer­ entialgetriebe 7 auf die Hinterräder überträgt, vor der axialen Mitte P 2 der Vorderachse und unter den Punkten P 2 und P 1, bei welchem es sich um die axiale Mitte der Kurbelwelle 1 a handelt. Die Übertragungswelle 46 und die Kardanwelle 13 verlaufen im wesentlichen horizontal in Richtung auf den rückwärtigen Karos­ serieteil von der Übertragungswelle 42 an der Seite der Ölwanne 61 unter dem Motor 1. Der grundsätzliche Aufbau des Allrad­ antriebssystems und der Ausgestaltung der Anordnungen des Motors 1 und des Getriebes 2 sowie der hiermit in Verbindung stehenden Teile ist der gleiche wie im Fall der ersten Aus­ führungsform. Gleiche Bezugsziffern identifizieren die gleichen Bauelemente, so daß sich eine nähere Beschreibung an dieser Stelle erübrigt.

Auch bei der vorgenannten zweiten Ausführungsform befinden sich der Motor 1 und das Getriebe 2 in der Mitte des Mitteldifferential­ getriebes 7 und des Frontdifferentialgetriebes 8, d.h. hinter dem Punkt P 2, welcher in der axialen Mitte der Achse der Vorder­ räder 11 L und 11 R liegt, so daß damit die einseitige Be­ lastung der Vorderräder 11 L und 11 R durch das Fahrzeuggewicht vermindert werden kann, während sich die Laufstabilität hier­ durch verbessern läßt.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung ledig­ lich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

1. Allradgetriebenes Motorfahrzeug mit querliegendem Motor, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) im vorderen Fahrzeug­ bereich angeordnet ist, wobei ein Frontdifferentialgetriebe (8) und ein Mitteldifferentialgetriebe (7) koaxial zur Achse der Vorderräder (11 L, 11 R) angeordnet sind, während der Motor (1) und ein Getriebe (2) sich hinter dem Frontdifferentialgetriebe (8) und dem Mitteldifferentialgetriebe (7) befinden.

2. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungswelle (42) vorgesehen ist, die sich in Quer­ richtung des Fahrzeuges erstreckt, zur Übertragung des Antriebs­ drehmomentes von dem Mitteldifferentialgetriebe (7) auf die Hinter­ räder (16 L, 16 R) zwischen der Achse der Vorderräder (11 L, 11 R) und der Kurbelwelle (1 a) des Motors (1) in Längsrichtung der Fahr­ zeugkarosserie und unterhalb der Kurbelwelle (1 a) des Motors (1) angeordnet ist.

3. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungswelle (42), die sich in Querrichtung des Fahr­ zeugs erstreckt und das Antriebsdrehmoment von dem Mittel­ differentialgetriebe (7) auf die Hinterräder (16 L, 16 R) überträgt, vor der Achse der Vorderräder (11 L, 11 R) und unter der Kurbel­ welle (1 a) des Motors (1) angeordnet ist.

4. Motorfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Untersetzungsgetriebe (2) hinter und oberhalb des Mitteldifferentialgetriebes (7) befindet.

5. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkwelle (53) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie unter­ halb des Motors (1) verläuft.

6. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardanwelle (13) in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie unterhalb des Motors (1) verläuft.

7. Motorfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kardanwelle (13) seitlich der Ölwanne (61) unterhalb des Motors (1) verläuft.

8. Motorfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (1) derart angeordnet ist, daß die Seite des Zylinder­ kopfes (1 b) diagonal und nach vorn geneigt ist, gesehen in Richtung der Kurbelwelle (1 a).