專利名稱：具有主動干式分離系統(tǒng)的全輪驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種用于機(jī)動車輛的傳動系統(tǒng)，所述傳動系統(tǒng)具有使準(zhǔn)雙曲面齒圈分離從而不以傳動系統(tǒng)速度轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)。特別地，諸如動力輸出單元或分動箱之類的動力傳遞裝置包括用于使從動力源到副傳動系統(tǒng)的扭矩傳遞停止的聯(lián)接器，而另一分離器選擇性地中斷從車輪至位于副傳動系統(tǒng)上的準(zhǔn)雙曲面齒圈的動力流。
背景技術(shù)：
通常的動力輸出單元傳遞來自變速驅(qū)動橋的動力，變速驅(qū)動橋接收來自車輛動力源的扭矩。動力輸出單元通過通常包括準(zhǔn)雙曲面十字軸(cross-axis)齒輪組的齒輪裝置將動力傳遞至傳動軸。可以在動力輸出單元內(nèi)設(shè)置其他齒輪裝置例如平行軸齒輪以提供額外的扭矩降低。傳統(tǒng)上將動力輸出單元連接至變速驅(qū)動橋輸出差速器。因此，動力輸出單元的部件中的至少一些以變速驅(qū)動橋差速器輸出速度轉(zhuǎn)動。因準(zhǔn)雙曲面齒輪攪動經(jīng)過潤滑流體而發(fā)生動力損失。當(dāng)動力輸出單元的部件轉(zhuǎn)動時，還會產(chǎn)生由于軸承預(yù)緊度以及齒輪嚙合狀態(tài)所引起的效率損失。當(dāng)其他傳動系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生類似的能量損失。例如，很多后從動橋包括具有至少部分浸沒在潤滑流體中的齒圈的準(zhǔn)雙曲面齒輪組。在至少一些全時全輪驅(qū)動構(gòu)造中， 后驅(qū)動橋準(zhǔn)雙曲面齒輪組在所有操作模式期間持續(xù)轉(zhuǎn)動并傳輸一定水平的扭矩。在其他應(yīng)用中，每當(dāng)車輛運(yùn)動時，后橋準(zhǔn)雙曲面齒輪組雖然仍然轉(zhuǎn)動但不傳遞扭矩。在其他構(gòu)造中， 分動箱將動力選擇性地傳遞至配備有前驅(qū)動橋準(zhǔn)雙曲面齒輪組的前驅(qū)動橋。與特定構(gòu)造無關(guān)，攪動損失和寄生損失將本可能傳遞至車輪的能量轉(zhuǎn)換為無法由車輛有益地獲取的熱能。因此，可能存在提供能效更高的車輛傳動系統(tǒng)的機(jī)會。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于將扭矩傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系，包括第一傳動系統(tǒng)，所述第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第一組車輪并包括第一動力分離裝置；第二傳動系統(tǒng)，所述第二傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第二組車輪并包括第二動力分離裝置；準(zhǔn)雙曲面齒輪組，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)中的一個內(nèi)、位于所述第一動力分離裝置與所述第二動力分離裝置之間的動力路徑中。當(dāng)所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置以分離的、無扭矩傳遞的模式操作時，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組被選擇性地分離，從而不由所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)驅(qū)動。所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置中的至少一個包括干式摩擦離合器。
另外，公開了一種用于將扭矩從動力源傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系。第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩從動力源傳遞至所述第一組車輪、并且包括動力輸出單元。 所述動力輸出單元包括準(zhǔn)雙曲面齒輪組和第一動力分離裝置，所述第一動力分離裝置選擇性地停止向所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩傳遞。第二傳動系統(tǒng)接收來自所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩。所述第二傳動系統(tǒng)將扭矩傳遞至所述第二組車輪、并且包括第二動力分離裝置，所述第二動力分離裝置選擇性地中斷從所述第二組車輪至所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩傳遞。 所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置中的一個包括主動干式摩擦離合器。在另一形式中，用于將扭矩傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系包括 第一傳動系統(tǒng)，所述第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第一組車輪、并且包括第一動力分離裝置；第二傳動系統(tǒng)，所述第二傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第二組車輪；分動箱， 所述分動箱適于將扭矩從動力源傳遞至所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)。所述分動箱包括第二動力分離裝置，所述第二動力分離裝置包括被主動控制的干式摩擦離合器，所述被主動控制的干式摩擦離合器能夠操作為使所述動力源與準(zhǔn)雙曲面齒輪組選擇性地分離和連接。所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在所述第一傳動系統(tǒng)內(nèi)、位于第一動力分離裝置與第二動力分離裝置之間的動力路徑中。當(dāng)所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置以分離的、無扭矩傳遞的模式操作時，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組被選擇性地分離從而不由所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)驅(qū)動。根據(jù)本文提供的描述，適用性的其他領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)當(dāng)理解，描述和具體示例僅用于示例的目的而無意于限制本公開的范圍。


本文描述的附圖僅用于示例而無意于以任何方式限制本公開的范圍。
圖1是配備有本公開的車輛傳動系的示例性車輛的示意圖2是雙軸動力輸出單元的局部截面圖3是單軸動力輸出單元的局部截面圖4是后橋組件的局部截面圖5是配備有替代性傳動系的另一示例性車輛的示意圖6是另一后橋組件的局部截面圖7是配備有另一替代性傳動系的另一示例性車輛的示意圖8是另一雙軸動力輸出單元的局部截面圖9是另一單軸動力輸出單元的局部截面圖10是配備有另一替代性傳動系的另一示例性車輛的示意圖
圖11是另一后橋組件的局部截面圖12是配備有另一替代性傳動系的另一示例性車輛的示意圖13是另一后橋組件的局部截面圖14是另一后橋組件的局部截面圖；以及
圖15是配備有另一替代性傳動系的另一示例性車輛的示意圖。
具體實施方式
下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的而無意于限制本公開、應(yīng)用或使用。應(yīng)當(dāng)理解，在所有附圖中，相應(yīng)的參考數(shù)字指示類似或相應(yīng)的零件和特征?？傮w上，本公開涉及一種用于機(jī)動車輛的傳動系統(tǒng)的聯(lián)接器和準(zhǔn)雙曲面齒輪分離系統(tǒng)。動力輸出單元可以配備有主動聯(lián)接器或牙嵌式離合器/同步器，從而使動力源與傳動系統(tǒng)的一部分分離、以及通過所述傳動系統(tǒng)的同步而重新連接。另外，可以設(shè)置另一個主動聯(lián)接器或牙嵌式離合器以使傳動系統(tǒng)的一部分與車輪分離。車輛傳動系統(tǒng)的準(zhǔn)雙曲面齒輪裝置可以與動力驅(qū)動源分離，以減少攪動損失和其他機(jī)械低效。具體參照附圖中的圖1，示出了四輪驅(qū)動車輛的傳動系10。傳動系10包括前傳動系統(tǒng)12和后傳動系統(tǒng)14，兩者均能夠由諸如發(fā)動機(jī)16之類的動力源通過變速器18驅(qū)動， 該變速器18可以是手動型或自動型。在示出的特定實施方式中，傳動系10是結(jié)合有動力傳輸裝置20的四輪系統(tǒng)，該動力傳輸裝置20用于將驅(qū)動扭矩從發(fā)動機(jī)16和變速器18傳輸至前傳動系統(tǒng)12和后傳動系統(tǒng)14。動力傳輸裝置20示出為動力輸出單元。前傳動系統(tǒng)12示出為包括由第一半軸沈和第二半軸觀各自驅(qū)動的一對前輪24。 前傳動系統(tǒng)12還包括減速齒輪組30和差速器組件32。動力傳輸裝置20包括主動離合器 34和直角傳動組件36。后傳動系統(tǒng)14包括傳動軸38，該傳動軸38在第一端處連接至直角傳動組件36、 而在相對端處連接至后橋組件40。后傳動系統(tǒng)14還包括由第一后橋半軸44和第二后橋半軸46各自驅(qū)動的一對后輪42。后橋組件40還包括對差速器組件50進(jìn)行驅(qū)動的準(zhǔn)雙曲面齒圈及小齒輪齒輪組48。第一分離器52和第二分離器M選擇性地使第一后橋半軸44和第二后橋半軸46 與齒圈及小齒輪齒輪組48和差速器組件50傳動地分離。第一分離器52和第二分離器M 可以構(gòu)造為牙嵌式離合器、同步離合器、滾子式離合器或另外的扭矩傳遞分離機(jī)構(gòu)。如果可以在要相連的轉(zhuǎn)動構(gòu)件之間實現(xiàn)速度同步，則單一的牙嵌式離合器就可以滿足需要。但是， 在某些情況下，由于橫過動力分離裝置的轉(zhuǎn)速的差異而可能使先前分離的傳動系統(tǒng)的重新連接變得更富挑戰(zhàn)性。例如，可能發(fā)生前輪滑移，這將導(dǎo)致前傳動系統(tǒng)速度大于由后輪驅(qū)動的后傳動系統(tǒng)部件的轉(zhuǎn)速。在該情況下，將橫過動力分離裝置實現(xiàn)速度差，使得難以或不可能將牙嵌式離合器從無扭矩傳遞模式致動為扭矩傳遞模式。因此，可以將滾子式離合器或同步器應(yīng)用在示為牙嵌式離合器或類似動力分離裝置的任意位置處。通過應(yīng)用滾子式離合器或同步器，當(dāng)符合兩個相連的構(gòu)件之間的速度差的特定范圍時，控制器可以啟動重新連接和扭矩傳遞。這種控制設(shè)置可得到改進(jìn)的系統(tǒng)性能，包括減小以驅(qū)動模式中的一種來操作車輛所需的時間。圖2更詳細(xì)地圖示了動力輸出單元20的一部分。殼體60經(jīng)由軸承64和軸承66 支承輸入軸62以轉(zhuǎn)動。驅(qū)動齒輪68支承為在輸入軸62上轉(zhuǎn)動。離合器34選擇性地使輸入軸62與驅(qū)動齒輪68傳動地互連。離合器34包括固定為與輸入軸62 —起轉(zhuǎn)動的轂70。 鼓形件72固定為與驅(qū)動齒輪68 —起轉(zhuǎn)動。多個外離合器片74固定為與鼓形件72 —起轉(zhuǎn)動。多個內(nèi)離合器片76固定為與轂70 —起轉(zhuǎn)動、并與外離合器片74交錯。作用板78能夠軸向地平移以將離合器致動力施加至離合器片74、76并通過離合器34傳遞扭矩。能夠軸向運(yùn)動的活塞80接收通過由電馬達(dá)84驅(qū)動的泵82所提供的加壓流體。通過一對軸承88將中間軸86可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體60中。中間軸86包括在其上一體形成的、與驅(qū)動齒輪68傳動嚙合的從動齒輪90。直角傳動組件36包括固定為與中間軸86 —起轉(zhuǎn)動的齒圈92、以及與齒圈92嚙合的小齒輪94。小齒輪94與小齒輪軸96 —體地形成，該小齒輪軸96通過一對軸承98支承以便轉(zhuǎn)動。小齒輪軸96經(jīng)由凸緣100固定為與傳動軸38 —起轉(zhuǎn)動。在操作中，離合器34可被置于動作(activated)模式，在所述動作模式下，在輸入軸62與驅(qū)動齒輪68之間傳遞扭矩。取決于由泵82產(chǎn)生的壓力，通過離合器34傳遞的扭矩可以改變。因此，傳遞至后傳動系統(tǒng)14的扭矩量也可以改變。離合器34還能夠以不動作(deactivated)模式操作，在所述不動作模式下，沒有扭矩傳遞至后傳動系統(tǒng)14。當(dāng)離合器34處于不動作模式時，來自發(fā)動機(jī)16的動力不被傳遞至直角傳動組件36。圖3圖示了替代性動力輸出單元120的一部分，該動力輸出單元120可以代替動力輸出單元20而被用在傳動系10內(nèi)。動力輸出單元120基本類似于動力輸出單元20。因此，類似的元件由帶上標(biāo)的先前引入的參考數(shù)字來標(biāo)識。不同于動力輸出單元20，動力輸出單元120是單軸動力傳輸裝置，該單軸動力傳輸裝置不包括先前所述的中間軸86。相反，動力輸出單元120包括同心軸122，該同心軸122具有固定至其上的齒圈92'。離合器34' 包括固定為與輸入軸62' —起轉(zhuǎn)動的轂70'。鼓形件124固定為與同心軸122—起轉(zhuǎn)動。動力輸出單元120能夠操作為將所需的扭矩量選擇性地傳遞至后傳動系統(tǒng)14。該任務(wù)以與前述關(guān)于動力輸出單元20相同的方式完成。特別地，可通過選擇性地致動對泵 82'進(jìn)行驅(qū)動的電馬達(dá)84'來選擇性地致動離合器34'以傳遞所需的扭矩量?？赏ㄟ^將離合器34'置于不動作模式中而使直角傳動組件36'與輸入軸62'傳動地分離。圖4圖示了后橋組件40的一部分。殼體140經(jīng)由軸承144、146可旋轉(zhuǎn)地支承齒圈及小齒輪齒輪組48的小齒輪軸142。小齒輪148與小齒輪軸142 —體地形成。齒圈及小齒輪齒輪組48還包括齒圈150，該齒圈150與小齒輪148嚙合、并固定為與托架152 —起轉(zhuǎn)動。托架152由軸承IM可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體140內(nèi)。差速器組件50包括支承在十字銷 158上的一對小齒輪156，該十字銷158固定至托架152。一對側(cè)齒輪160與小齒輪156嚙合。側(cè)齒輪160固定為與短軸(stub shaft) 162 一起轉(zhuǎn)動。軸承164將短軸162可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體140內(nèi)。分離器52基本類似于分離器M。每個分離器包括固定為與與其相關(guān)聯(lián)的短軸 162—起轉(zhuǎn)動的驅(qū)動凸緣166。多個外部周向間隔開的齒168形成在驅(qū)動凸緣166上。從動軸170被可旋轉(zhuǎn)地支承在短軸162的遠(yuǎn)端上。多個外部周向間隔開的齒172形成在從動軸170上。套筒174包括多個內(nèi)齒176。套筒174能夠在連接位置與分離位置之間軸向地運(yùn)動。在分離位置，套筒174的齒176僅與軸170的齒172嚙合。在連接位置，齒176同時與軸170的齒172和形成在驅(qū)動凸緣166上的齒168嚙合。輸出凸緣180、182分別使軸170與第一后橋半軸44和第二后橋半軸46傳動地聯(lián)接。撥叉184與形成在套筒174中的凹槽186接合。致動器(未示出)使撥叉184軸向地平移，以將套筒定位在連接位置和分離位置中的一個處。在連接位置，扭矩通過套筒174而在驅(qū)動凸緣166與軸170之間傳遞。在分離位置，套筒174不與驅(qū)動凸緣166傳動地接合， 扭矩不在短軸162與軸170之間傳遞。在車輛操作期間，減少與對齒圈及小齒輪齒輪組48以及直角傳動組件36進(jìn)行驅(qū)動相關(guān)聯(lián)的攪動損失可能是有利的?？刂破?90與提供指示諸如車速、四輪驅(qū)動模式、車輪滑移、車輛加速等之類的參數(shù)的數(shù)據(jù)的各種車輛傳感器192通信。在適當(dāng)?shù)臅r間，控制器 190輸出信號以控制馬達(dá)84或84'，從而將離合器34置于不從發(fā)動機(jī)16將扭矩傳遞至后傳動系統(tǒng)14的未致動模式?？刂破?90還發(fā)信號給與分離器52和分離器M相關(guān)聯(lián)的致動器，以將撥叉158置于它們的分離位置，使得與轉(zhuǎn)動的后輪42相關(guān)聯(lián)的能量不會傳遞至齒圈及小齒輪齒輪組48或差速器組件50。因此，準(zhǔn)雙曲面齒輪組不會以差速器組件32的旋轉(zhuǎn)輸出速度轉(zhuǎn)動、它們也不會以后輪42的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。準(zhǔn)雙曲面齒輪組與所有動力源分離并且根本不會被驅(qū)動。圖5圖示了以參考數(shù)字200標(biāo)識的替代性傳動系。傳動系200基本類似于傳動系 10。因此，類似的元件將保持它們的帶上標(biāo)的先前引入的參考數(shù)字。傳動系200與傳動系 10不同之處在于，后橋組件202包括單分離器而非先前描述的雙分離器設(shè)置。圖6提供了后橋組件202的一部分的放大圖。后橋組件202基本類似于后橋組件40。因此，類似的元件將保持它們的帶上標(biāo)的先前引入的參考數(shù)字。從差速器組件50' 的與第二后橋半軸46'相關(guān)聯(lián)的一側(cè)的輸出基本類似于先前參照后橋組件40所描述的輸出。從差速器組件50'的其他輸出包括軸204，該軸204包括固定為與側(cè)齒輪160'中的一個一起轉(zhuǎn)動的花鍵軸部分206。在操作中，可以通過操作傳動系200以使通過主動離合器34'的扭矩傳遞停止并將分離器置于分離位置來避免攪動損失。此時，齒圈及小齒輪齒輪組48'和直角傳動組件36'未被驅(qū)動。但是，因為在后橋組件202中僅應(yīng)用單個分離器，所以能量從未配備有分離器的后輪42'傳遞至差速器組件50'。對使齒圈及小齒輪齒輪組48'、傳動軸38' 以及直角傳動組件36'轉(zhuǎn)動的阻力大于使側(cè)齒輪160'和小齒輪156'轉(zhuǎn)動所需的能量。 因此，差速器組件50'的齒輪將在準(zhǔn)雙曲面齒輪組構(gòu)件未被驅(qū)動時轉(zhuǎn)動。因此，在這種設(shè)置中也避免了攪動損失。圖7圖示了以參考數(shù)字250標(biāo)識的另一替代性傳動系。傳動系250基本類似于傳動系10。因此，類似的元件將保持它們的帶上標(biāo)的先前引入的參考數(shù)字。傳動系250包括代替主動離合器；34的牙嵌式離合器或其他機(jī)械分離器252。第一主動離合器邪4代替分離器52。第二主動離合器256代替分離器M。傳動系250的其余部件基本與先前關(guān)于傳動系10所描述的部件相同。圖8圖示了包括有牙嵌式離合器252的動力傳輸單元258。動力輸出單元258是如先前關(guān)于圖2所描述的雙軸型。牙嵌式離合器252包括固定為與輸入軸62' —起轉(zhuǎn)動的轂沈0。轂260包括多個外部周向間隔開的齒沈2。驅(qū)動齒輪264被可旋轉(zhuǎn)地支承在輸入軸62'上、并與齒輪90'嚙合。在驅(qū)動齒輪264上還形成有多個離合器齒沈6。套筒沈8 包括與齒262和齒266選擇性地傳動嚙合的多個內(nèi)齒270。套筒268能夠在分離位置與連接位置之間運(yùn)動。在分離位置，套筒268軸向地移動至右側(cè)，在該右側(cè)，齒270僅與齒262 嚙合。在轂260與驅(qū)動齒輪264之間不傳遞扭矩。在連接位置，套筒268軸向地平移至最左側(cè)位置，在該最左側(cè)位置，齒270與齒262和齒沈6嚙合。此時，驅(qū)動齒輪沈4固定為與轂262和輸入軸62' —起轉(zhuǎn)動。扭矩被傳遞至后傳動系統(tǒng)14'。圖9圖示了替代性動力輸出單元300，除了以牙嵌式離合器302替代主動離合器 34'之外，該動力輸出單元300基本類似于動力輸出單元120。牙嵌式離合器302包括固定為與輸入軸62' —起轉(zhuǎn)動的轂304。驅(qū)動齒圈306固定為與同心軸122' —起轉(zhuǎn)動。套筒
9308能夠在連接位置與分離位置之間運(yùn)動，在所述連接位置，轂304傳動地聯(lián)接至驅(qū)動齒圈 306，在所述分離位置，套筒308僅與轂304接觸。在分離位置，在轂304與驅(qū)動齒圈306之間不傳遞扭矩。應(yīng)當(dāng)理解，傳動系250可以配備有動力輸出單元258或動力輸出單元300 而不會偏離本公開的范圍。再次參照圖7，第一離合器邪4包括固定為與第一后橋半軸44' 一起轉(zhuǎn)動的鼓形件272。多個外離合器片274固定為與鼓形件272 —起轉(zhuǎn)動。軸276固定至齒圈150‘。多個內(nèi)離合器版278固定為與軸276 —起轉(zhuǎn)動。內(nèi)離合器片278與外離合器片274交錯。致動器280能夠選擇性地操作以將致動力施加至內(nèi)離合器片278和外離合器片274，從而使扭矩通過第一離合器邪4被傳遞。此時，第一后橋半軸44'傳動地聯(lián)接至齒圈150'。第二離合器256包括固定為與第二后橋半軸46' —起轉(zhuǎn)動的鼓形件觀2。托架 152'固定為與齒圈150' —起轉(zhuǎn)動。轂觀4也固定為與托架152' —起轉(zhuǎn)動。多個內(nèi)離合器片觀6能夠相對于轂284軸向地運(yùn)動、并且固定為與轂284 —起轉(zhuǎn)動。多個外離合器片 288與內(nèi)離合器片286交錯、并且固定為與鼓形件282 —起轉(zhuǎn)動。致動器290能夠選擇性地操作以施加致動力，從而使扭矩從轂284傳遞至鼓形件觀2。在操作中，傳動系250可以作用以使直角傳動組件36'和齒圈及小齒輪齒輪組48'從與發(fā)動機(jī)16'和從動輪、 42'的傳動連接中分離。為了實現(xiàn)該任務(wù)，牙嵌式離合器252被置于分離位置、而第一離合器2M和第二離合器256被控制為不通過它們傳遞扭矩。第一離合器2M和第二離合器 256的設(shè)置還有利于轂260與驅(qū)動齒輪264的同步，以允許牙嵌式離合器252或牙嵌式離合器302在不使用同步器的情況下的操作。圖10提供了另一替代性傳動系350的示意圖。除了后橋組件352配備有單個的軸對軸離合器3M而非先前描述的雙主動離合器設(shè)置之外，傳動系350基本類似于傳動系 250。圖11提供了后橋組件352的細(xì)節(jié)圖，該后橋組件352包括固定為與側(cè)齒輪160' 中的一個一起轉(zhuǎn)動的短軸162'。離合器邪4包括固定為與短軸162' —起轉(zhuǎn)動的鼓形件 356。輸出軸358具有在其上一體形成的轂360。多個內(nèi)離合器片362能夠相對于轂部分 360軸向地運(yùn)動、并且固定為與轂部分360—起轉(zhuǎn)動。多個外離合器片364能夠相對于鼓形件356軸向地運(yùn)動、并且固定為與鼓形件356 —起轉(zhuǎn)動。外離合器片364與內(nèi)離合器片362 交錯。作用板366能夠軸向地運(yùn)動以將致動力施加至內(nèi)離合器片362和外離合器片364。 能夠軸向運(yùn)動的活塞368基于來自由電馬達(dá)372驅(qū)動的泵370的加壓流體的供應(yīng)而選擇性地將致動力施加至作用板366。諸如齒輪、滾珠斜道(ball ramp)和螺桿之類的其他力倍增裝置可以與所圖示的泵及活塞設(shè)置結(jié)合使用或用于替代所圖示的泵及活塞設(shè)置。輸出凸緣 374固定為與輸出軸358的一端一起轉(zhuǎn)動。第二后橋半軸46'(圖10)聯(lián)接至另一端。參照圖12，另一替代性傳動系以參考數(shù)字400標(biāo)識。傳動系400基本類似于傳動系350。傳動系400包括具有盤式離合器402的后橋組件401，該盤式離合器402將齒圈 404選擇性地傳動聯(lián)接至差速器托架406。圖13更詳細(xì)地圖示了后橋組件401。齒圈404包括與小齒輪410的齒408嚙合的多個齒407。齒圈404包括支承為在差速器托架406的圓筒形套筒部分414上轉(zhuǎn)動的轂部分 412。離合器402包括固定為與齒圈404的轂部分412 —起轉(zhuǎn)動的轂416。多個內(nèi)離合器片418固定為與轂416 —起轉(zhuǎn)動。鼓形件420固定為與托架406的套筒部分414 一起轉(zhuǎn)動。多個外齒輪版422能夠相對于鼓形件420軸向地運(yùn)動、并且固定為與鼓形件420 —起轉(zhuǎn)動。作用板4M能夠軸向地運(yùn)動以將離合器致動力施加至內(nèi)離合器片418和外離合器片 422，從而通過離合器402傳遞扭矩?；钊?能夠軸向地運(yùn)動以施加與位于端口 428內(nèi)且作用在活塞似6上的流體壓力成比例的力。加壓流體可以由包括如前所述的電馬達(dá)驅(qū)動的泵在內(nèi)的任意數(shù)目的來源提供。當(dāng)提供加壓流體以作用在活塞似6上時，在齒圈404與托架406之間傳遞扭矩。當(dāng)期望的是確保齒圈404和小齒輪410不由后輪42'(圖12)驅(qū)動時，將離合器402置于打開模式。從車輪傳遞至設(shè)置在托架406內(nèi)的差速器齒輪組430中的扭矩將不驅(qū)動齒圈404。圖14示出了替代性后橋組件450的一部分，該后橋組件450基本類似于后橋組件401。后橋組件450以如下方式不同于后橋組件401 其中，離合器452選擇性地將齒圈 404'與差速器托架406'傳動地互連。差速器托架406'包括位于差速器齒輪組430‘的相對兩側(cè)上的軸向延伸的第一軸頸妨4和軸向延伸的第二軸頸456。離合器452包括通過花鍵聯(lián)接為與第一軸頸4M —起轉(zhuǎn)動的轂458。多個內(nèi)離合器片460能夠相對于轂458軸向地運(yùn)動、并且固定為與轂458—起轉(zhuǎn)動。臺階狀鼓形件462被支承為在托架406'的第二軸頸456上轉(zhuǎn)動。齒圈404'安裝至臺階狀鼓形件462的第一臺階部分464。第二臺階部分 466包括內(nèi)花鍵468。多個外離合器片470經(jīng)由花鍵468固定為與鼓形件462 —起轉(zhuǎn)動、并且能夠相對于鼓形件462軸向地運(yùn)動?；钊?74可以被加壓為與作用板476接合，從而向離合器452提供致動力。在圖14所示的設(shè)置中，臺階狀鼓形件462包圍差速器托架406' 的大部分、并且能夠相對于差速器托架406'轉(zhuǎn)動?？梢韵氲?，前述包括交錯的內(nèi)離合器片和外離合器片的離合器中的任意一個或更多個可以是濕式離合器或干式離合器。濕式離合器由泵送或潑濺橫過內(nèi)離合器片和外離合器片的摩擦表面的流體潤滑和冷卻。濕式離合器提供了優(yōu)異的扭矩傳遞特性并且在容納有潤滑劑的密封環(huán)境下操作。諸如圖11中所示的泵370之類的泵可以提供加壓流體至活塞 368以及提供流體以冷卻濕式離合器。替代地，作用在離合器片上的流體可以與用于潤滑包括齒圈和小齒輪在內(nèi)的齒輪系的構(gòu)件的流體相同。當(dāng)濕式離合器被用作分離裝置和主動式全輪傳動聯(lián)接器時，粘滯曳力矩?fù)p失與濕式離合器的如下離合器片相關(guān)聯(lián)所述離合器片剪切與該離合器片接觸的流體。為了減小在濕式離合器內(nèi)的曳力損失，內(nèi)離合器片和外離合器片可以彼此軸向地間隔開相對大的距離。但是，攪動損失繼續(xù)存在，并且，應(yīng)用離合器以及橫過內(nèi)離合器片和外離合器片產(chǎn)生扭矩的時間可能由于增大的離合器片間距而增加。如前所述，前述摩擦盤式離合器中的至少一個可以構(gòu)造為主動多片干式摩擦離合器。特別地，在圖7中所示的主動離合器254、256和在圖10和圖11中所示的主動離合器 3M可以是干式摩擦離合器。容納干式離合器的腔與容納潤滑劑的腔分隔開。干式離合器腔可以被密封以限制來自相鄰腔的污染物或潤滑劑的進(jìn)入。因為干式摩擦離合器不含有與離合器片接觸的潤滑劑，所以可以在相比于與濕式離合器相關(guān)聯(lián)的粘滯損失具有較小的粘滯損失的情況下實現(xiàn)較緊的離合器片組間隙。干式離合器設(shè)置減小了與在打開條件下操作離合器相關(guān)聯(lián)的曳力損失。此外，使內(nèi)離合器片與外離合器片彼此接合所需的軸向距離可小于濕式離合器的該軸向距離。
干式離合器使用的另一特征包括以如下材料來可能地涂覆內(nèi)離合器片和外離合器片該材料具有比與濕式離合器相關(guān)聯(lián)的摩擦系數(shù)高的摩擦系數(shù)。在一些示例中，干式離合器具有摩擦塊，該摩擦塊具有比濕式離合器表面之間的摩擦系數(shù)大兩倍或更多倍的摩擦系數(shù)。可以通過減少傳遞預(yù)定量的扭矩所需的摩擦片的數(shù)目來減小干式離合器的尺寸。當(dāng)摩擦片的數(shù)目被減小時，致動器的軸向行進(jìn)需求被進(jìn)一步減小。圖15圖示了以參考數(shù)字500標(biāo)識的包括干式離合器的另一替代性傳動系。傳動系500包括前傳動系統(tǒng)502和后傳動系統(tǒng)504，兩者都能夠由諸如縱向定向的發(fā)動機(jī)506之類的動力源通過變速器508驅(qū)動，該變速器508可以是手動型或自動型。在所示的實施方式中，分動箱510將驅(qū)動扭矩從發(fā)動機(jī)506和變速器508傳遞至前傳動系統(tǒng)502和后傳動系統(tǒng)504。前傳動系統(tǒng)502包括連接在前驅(qū)動橋組件514的相對兩端處的一對前輪512，該前驅(qū)動橋組件514具有通過萬向接頭520聯(lián)接至前傳動軸518的一端的前差速器516。前傳動軸518的相對端聯(lián)接至分動箱510的前輸出軸522。齒圈及小齒輪524由前傳動軸518 驅(qū)動。后傳動系統(tǒng)504包括連接在后驅(qū)動橋組件528的相對兩端處的一對后輪526。后差速器530聯(lián)接至后傳動軸532的一端。后傳動軸532的相對端傳動地連接至分動箱510 的后輸出軸534。分動箱510包括由發(fā)動機(jī)506和變速器508驅(qū)動的輸入軸538。分動箱510還包括用于將驅(qū)動扭矩從輸入軸538傳遞至前輸出軸522的傳輸組件M0。傳輸組件540包括 可旋轉(zhuǎn)地支承在輸入軸538上的第一鏈輪或驅(qū)動鏈輪M2 ；和固定為與前輸出軸522 —起轉(zhuǎn)動的第二鏈輪或從動鏈輪M4。諸如鏈條546之類的撓性傳動構(gòu)件將第一鏈輪542與第二鏈輪544傳動地互連。替代地，多齒輪傳輸組件可以代替鏈輪和鏈條設(shè)置。模式切換機(jī)構(gòu)550提供了用于建立輸入軸538與前輸出軸522之間的傳動連接的裝置。模式切換機(jī)構(gòu)550包括模式離合器552，該模式離合器552能夠操作為將驅(qū)動鏈輪 542聯(lián)接至輸入軸538以建立四輪驅(qū)動模式，在所述四輪驅(qū)動模式中，前輸出軸522被剛性地聯(lián)接為與輸入軸538 —起轉(zhuǎn)動。另外，模式離合器552能夠操作為使驅(qū)動鏈輪542與輸入軸538選擇性地分開以建立兩輪驅(qū)動模式，在所述兩輪驅(qū)動模式中，所有驅(qū)動扭矩都傳送至后輸出軸534。模式離合器552包括固定為與輸入軸538 —起轉(zhuǎn)動的鼓形件556。轂558固定為與驅(qū)動鏈輪542 —起轉(zhuǎn)動。多個內(nèi)離合器片560固定為與轂558 —起轉(zhuǎn)動，而多個外離合器片562固定為與鼓形件556 —起轉(zhuǎn)動。內(nèi)離合器片560與外離合器片562交錯。模式切換機(jī)構(gòu)550還包括具有致動器568的離合器致動系統(tǒng)566，該致動器568能夠操作為將壓力施加至內(nèi)離合器片560和外離合器片562，從而橫過模式離合器552傳遞扭矩。致動器568包括對滾珠斜道機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動的電馬達(dá)570。應(yīng)當(dāng)理解，用于將載荷施加至離合器組的其他機(jī)構(gòu)可以替代所示的設(shè)置。離合器致動系統(tǒng)566還包括控制器578，該控制器578與包括能夠操作以確定前輸出軸522的速度、滾珠斜道致動器572的位置的傳感器在內(nèi)的多個傳感器、以及由車輛CAN網(wǎng)絡(luò)提供的多個其他車輛參數(shù)通信。為了在車輛操作期間使齒圈及小齒輪齒輪組5M與所有動力源分離，前驅(qū)動橋組件514包括聯(lián)接器582，該聯(lián)接器582能夠操作為選擇性地使第一車橋部分584與前驅(qū)動橋組件514的第二車橋部分586分離。當(dāng)聯(lián)接器582處于打開或無扭矩傳遞的操作模式時， 來自前輪512中的任一個的能量不會使齒圈及小齒輪齒輪組5M轉(zhuǎn)動。此時僅差速器516 的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動。致動器588能夠操作為控制聯(lián)接器582，從而將聯(lián)接器置于扭矩傳遞模式或無扭矩傳遞模式中的一種?？刂破?78與致動器588及致動器568通信并且控制致動器588及致動器568。可以以與前述相同的方式來控制主動模式離合器552和聯(lián)接器582的協(xié)作，從而選擇性地提供兩輪驅(qū)動操作模式和四輪驅(qū)動操作模式，其中，可使與傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動部分相關(guān)聯(lián)的攪動損失最小化。應(yīng)當(dāng)理解，先前就如圖1-圖14中所圖示的多個分離器與橫向定向的發(fā)動機(jī)和變速器相關(guān)的操作和定位所論及的概念也可以應(yīng)用于圖15中的縱向發(fā)動機(jī)設(shè)置。特別地，想到一個或兩個動力分離裝置可與后傳動系統(tǒng)504相關(guān)聯(lián)。例如，分離器可以設(shè)置在分動箱的外側(cè)，用于使后傳動軸532的多個部分連接和分離。替代地，一個或更多個分離器可以以與圖1中所示的分離器5254相似的方式與后驅(qū)動橋組件5 相關(guān)聯(lián)。此外，將分離器中的任一個或更多個設(shè)置在輪轂內(nèi)而非圖中所圖示的內(nèi)側(cè)位置也在本公開的范圍內(nèi)。盡管已在前描述了許多車輛傳動系統(tǒng)，但應(yīng)當(dāng)理解，所討論的特定構(gòu)造僅是示例性的。因此可以想到，圖中示出的部件的其他組合可以相互設(shè)置以構(gòu)成雖然并未明確示出但處在本公開的范圍內(nèi)的傳動系。
權(quán)利要求
1.一種用于將扭矩傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系，所述傳動系包括第一傳動系統(tǒng)，所述第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第一組車輪、并且包括第一動力分離裝置；第二傳動系統(tǒng)，所述第二傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第二組車輪、并且包括第二動力分離裝置；以及準(zhǔn)雙曲面齒輪組，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)中的一個內(nèi)、位于所述第一動力分離裝置與所述第二動力分離裝置之間的動力路徑中，其中，當(dāng)所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置以分離的、無扭矩傳遞的模式操作時，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組被選擇性地分離從而不由所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)驅(qū)動，其中，所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置中的至少一個包括主動干式摩擦離合器。
2.如權(quán)利要求1所述的車輛傳動系，其中，所述第一動力分離裝置設(shè)置在動力輸出單元內(nèi)、并且包括多片式離合器。
3.如權(quán)利要求2所述的車輛傳動系，其中，所述第一傳動系統(tǒng)包括差速器組件，所述差速器組件具有聯(lián)接至所述多片式離合器的輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的車輛傳動系，其中，所述第二傳動系統(tǒng)包括由所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組驅(qū)動的另一準(zhǔn)雙曲面齒輪組，所述另一準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在所述第一動力分離裝置與所述第二動力分離裝置之間的所述動力路徑中。
5.如權(quán)利要求1所述的車輛傳動系，其中，所述第二動力分離裝置包括用于選擇性地對一半軸的分離部分進(jìn)行連接的離合器，所述半軸適于驅(qū)動所述第二組車輪的車輪中的一個。
6.如權(quán)利要求5所述的車輛傳動系，還包括第三動力分離裝置，所述第三動力分離裝置包括用于選擇性地對另一半軸的分離部分進(jìn)行連接的離合器，所述另一半軸適于驅(qū)動所述第二組車輪的車輪中的另一個，其中，所述第二動力分離裝置和所述第三動力分離裝置包括干式摩擦離合器。
7.如權(quán)利要求5所述的車輛傳動系，其中，所述第二動力分離裝置是能夠操作從而連接以不同速度轉(zhuǎn)動的構(gòu)件的滾子式離合器和同步器中的一個。
8.如權(quán)利要求1所述的車輛傳動系，其中，所述第一動力分離裝置設(shè)置在分動箱內(nèi)、并且包括主動干式多片式離合器。
9.一種用于將扭矩從動力源傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系，所述傳動系包括第一傳動系統(tǒng)，所述第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩從所述動力源傳遞至所述第一組車輪并且包括動力輸出單元，所述動力輸出單元包括準(zhǔn)雙曲面齒輪組和第一動力分離裝置，所述第一動力分離裝置選擇性地停止向所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩傳遞；以及第二傳動系統(tǒng)，所述第二傳動系統(tǒng)接收來自所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩，所述第二傳動系統(tǒng)將扭矩傳遞至所述第二組車輪并且包括第二動力分離裝置，所述第二動力分離裝置選擇性地中斷從所述第二組車輪到所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的扭矩傳遞，其中，所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置中的一個包括主動干式摩擦離合器。
10.如權(quán)利要求9所述的車輛傳動系，其中，所述動力輸出單元包括以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在輸入軸上的驅(qū)動齒輪，所述第一動力分離裝置包括離合器，所述離合器具有固定為與所述輸入軸一起轉(zhuǎn)動的轂；固定為與所述驅(qū)動齒輪一起轉(zhuǎn)動的鼓形件；以及以擇一的方式固定為與所述轂和所述鼓形件一起轉(zhuǎn)動的多個離合器片。
11.如權(quán)利要求10所述的車輛傳動系，其中，所述動力輸出單元包括中間軸，所述中間軸具有與所述驅(qū)動齒輪嚙合的從動齒輪，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的齒圈固定為與所述中間軸一起轉(zhuǎn)動。
12.如權(quán)利要求11所述的車輛傳動系，其中，所述動力輸出單元包括泵，所述泵將加壓流體供應(yīng)至活塞，所述活塞向所述離合器施加致動力。
13.如權(quán)利要求9所述的車輛傳動系，其中，所述第一傳動系統(tǒng)包括差速器組件，所述差速器組件具有聯(lián)接至所述多片式離合器的輸出。
14.如權(quán)利要求9所述的車輛傳動系，其中，所述第二傳動系統(tǒng)包括后驅(qū)動橋，所述后驅(qū)動橋包括齒圈及小齒輪齒輪組、差速器組件和第二動力分離裝置，所述差速器組件包括托架，所述托架容納與一對側(cè)齒輪嚙合的一對小齒輪，所述托架固定為與所述第二動力分離裝置的第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動，所述齒圈固定為與所述第二動力分離裝置的第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動。
15.如權(quán)利要求14所述的車輛傳動系，其中，所述托架包括相對的軸向延伸的第一軸頸和第二軸頸，其中，所述第一軸頸固定為與所述第一可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件一起轉(zhuǎn)動，而所述第二軸頸以可旋轉(zhuǎn)的方式支承所述第二可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。
16.如權(quán)利要求9所述的車輛傳動系，還包括致動器，所述致動器用于將壓力載荷施加至所述干式摩擦離合器并且改變傳遞至所述第一傳動系統(tǒng)的扭矩的大小。
17.如權(quán)利要求9所述的車輛傳動系，其中，所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置中的另一個包括滾子式離合器和同步器中的一個。
18.一種用于將扭矩傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系，所述傳動系包括第一傳動系統(tǒng)，所述第一傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第一組車輪、并且包括第一動力分離裝置；第二傳動系統(tǒng)，所述第二傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至所述第二組車輪；以及分動箱，所述分動箱適于將扭矩從動力源傳遞至所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二傳動系統(tǒng)，所述分動箱包括第二動力分離裝置，所述第二動力分離裝置包括被主動控制的干式摩擦離合器，所述干式摩擦離合器能夠操作為使所述動力源與準(zhǔn)雙曲面齒輪組選擇性地連接和分離，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在所述第一傳動系統(tǒng)內(nèi)、位于所述第一動力分離裝置與所述第二動力分離裝置之間的動力路徑中，其中，當(dāng)所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置以分離的、無扭矩傳遞的模式操作時，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組被選擇性地分離從而不由所述第一傳動系統(tǒng)和所述第二動力傳動系統(tǒng)驅(qū)動。
19.如權(quán)利要求18所述的車輛傳動系，其中，所述分動箱包括適于由所述動力源驅(qū)動的輸入軸、驅(qū)動所述第二傳動系統(tǒng)的后輸出軸、以及驅(qū)動所述第一傳動系統(tǒng)的前輸出軸。
20.如權(quán)利要求19所述的車輛傳動系，其中，所述分動箱包括致動器，所述致動器用于將壓力載荷施加至所述干式摩擦離合器并且改變傳遞至所述第一傳動系統(tǒng)的扭矩的大小。
21.如權(quán)利要求20所述的車輛傳動系，其中，所述致動器包括對力倍增器進(jìn)行驅(qū)動的電馬達(dá)。
22.如權(quán)利要求21所述的車輛傳動系，其中，所述第一傳動系統(tǒng)包括另一致動器，所述另一致動器用于將所述第一動力分離裝置置于扭矩傳遞模式和無扭矩傳遞模式中的一種。
23.如權(quán)利要求22所述的車輛傳動系，還包括控制器，所述控制器接收指示所述準(zhǔn)雙曲面齒輪組的轉(zhuǎn)速的信號，所述控制器控制所述第一動力分離裝置和所述第二動力分離裝置的致動。
全文摘要
一種用于將扭矩傳遞至第一組車輪和第二組車輪的車輛傳動系，包括適于將扭矩傳遞至第一組車輪的第一傳動系統(tǒng)和第一動力分離裝置。第二傳動系統(tǒng)適于將扭矩傳遞至第二組車輪并且包括第二動力分離裝置。準(zhǔn)雙曲面齒輪組設(shè)置在第一傳動系統(tǒng)和第二傳動系統(tǒng)中的一個內(nèi)、位于第一動力分離裝置與第二動力分離裝置之間的動力路徑中。當(dāng)?shù)谝粍恿Ψ蛛x裝置和第二動力分離裝置以分離的、無扭矩傳遞的模式操作時，準(zhǔn)雙曲面齒輪組被選擇性地分離從而不由第一傳動系統(tǒng)和第二傳動系統(tǒng)驅(qū)動。第一動力分離裝置和第二動力分離裝置中的至少一個包括主動干式摩擦離合器。
文檔編號F16H57/02GK102341261SQ201080010980
公開日2012年2月1日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者托德·?？茖? 約翰內(nèi)斯·克亨貝格爾 申請人:麥格納動力系美國有限公司