用于全轮驱动车辆的可分离传动系制造技术

一种用于全轮驱动车辆的可分离传动系布置，包括：具有分离机构的动力输出单元；具有扭矩传递装置的后驱动模块，该扭矩传递装置提供分离功能、速度同步功能和扭矩偏置功能；以及用于控制所述分离机构和所述扭矩传递装置的致动的控制系统。所述动力输出单元和所述后轮驱动模块均可配备有双速换挡单元，该双速换挡单元在所述控制系统的控制之下允许建立高速和低速驱动连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于全轮驱动车辆的可分离传动系相关申请的交叉引用本申请要求于2012年5月14日递交的美国专利申请第13/470941号的优先权，其公开内容通过引用如同完全详细地阐述的那样合并于此。
本公开大体上涉及全轮驱动车辆，并且更特别地涉及用于全轮驱动车辆的单速和多速可分离传动系。
技术介绍
本部分提供与本公开有关且未必是现有技术的背景信息。许多现代机动车辆，诸如跨界车都可具有基于前轮驱动(FWD)齿轮架构的全轮驱动(AWD)传动系统。这种可选的传动系统布置允许选择性地和/或自动地将驱动扭矩从动力系统传递到主(即，前)传动系及次级(即，后)传动系二者，以便当车辆在恶劣天气和越野路况上操作时提供更好的牵引力。这种AWD车辆必须配备有更加复杂的传动系统，除主传动系之外它还必须包括与次级传动系相关联的附加部件，诸如动力输出单元和传动轴。为了努力使与次级传动系在没有驱动扭矩传输到其时会受到反向驱动相关联的传动系损失(即，粘性阻力、摩擦、惯量以及油搅动)最小化，众所周知的是引入分离系统，该分离系统被构造成使次级传动系的诸如例如后轮或后差速器之类的部件与次级传动系的其余部分分开。为此目的，在本领域仍需要开发用于AWD车辆的经过改良的可分离传动系。
技术实现思路
本教导一方面提供一种用于全轮驱动车辆的可分离次级传动系布置，其包括：具有分离机构的单速动力输出单元；具有扭矩传递装置的单速后驱动模块，该扭矩传递装置能够提供分离功能、速度同步功能以及扭矩偏置功能的；以及用于控制分离机构和扭矩传递装置的致动的控制系统。本教导的另一方面提供一种用于全轮驱动车辆的可分离次级传动系布置，其包括：具有分离机构和换挡机构的双速动力输出单元；具有扭矩传递装置和换挡机构的双速后驱动模块；以及用于控制双速动力输出单元和双速后驱动模块的协调致动的控制系统。根据本教导的这些和其它方面，一种全轮驱动车辆可包括：动力系统、主传动系、动力切换机构、次级传动系和控制系统。动力系统可包括原动机和具有输出部的变速器。主传动系由变速器输出部驱动，并且能操作以将旋转动力从原动机引导到一对主车轮。动力切换机构能在控制系统的控制下以分离模式和连接模式之一操作。动力切换机构能以其连接模式操作以便将旋转动力从变速器输出部引导到次级传动系。次级传动系可包括后驱动模块和传动轴，该传动轴将动力切换机构的输出部联接到后驱动模块的输入部。后驱动模块可包括使一对车轴与一对次级车轮的次级差速器以及能操作地设置在输入部和次级差速器之间的扭矩传递装置。扭矩传递装置能在控制系统的控制下以分离模式和连接模式之一操作。扭矩传递装置能以其连接模式操作以便将由动力切换机构传输的旋转动力引导到次级差速器。当动力切换机构和扭矩传递装置处于其分离模式时，旋转动力仅被传输到主车轮。扭矩传递装置能以其分离模式操作以防止次级车轮和次级差速器反向驱动后驱动模块的输入部、传动轴以及动力切换机构的输出部。动力切换机构能以其分离模式操作以防止变速器输出部驱动动力切换机构的输出部和传动轴。除了上述之外，本教导的全轮驱动车辆还可包括双速动力切换机构和双速后驱动模块。双速动力切换机构也能以其分离和连接模式操作，但是进一步包括行星减速机构和换挡机构，它们能操作地设置在变速器输出部和驱动主车轮的主差速器之间。动力切换机构能够在变速器输出部和主差速器之间建立两轮高挡驱动连接、四轮高挡驱动连接以及四轮低挡驱动连接。双速后驱动模块也能以分离和连接模式操作，但是进一步包括行星减速机构和换挡机构，它们能操作地设置在扭矩传递装置的输出部和次级差速器之间。后驱动模块能够在扭矩传递装置的输出部和次级差速器的输入部之间建立高挡驱动连接和低挡驱动连接。控制系统能操作以协调双速动力切换机构和双速后驱动模块的致动。进一步的可应用领域由本文的说明书和权利要求书将变得明显。在该
技术实现思路
中的描述和具体示例仅意在例示的目的，并且不意在限制本公开的范围。附图说明在此描述的附图仅用于所选实施例的例示目的，并且不意在以任何方式限制本公开的范围。在各附图中始终为类似或相同的元件提供一致的附图标记。本公开内容将会因详细说明和附图而被更加充分地理解，其中：图1是配备有根据本教导构造的可分离全轮驱动系统的机动车辆的示意图；图2是与图1的可分离全轮驱动系统相关联的单速动力输出单元的示意图；图3至图5是基于图2所示的示意图并且根据本教导构造的单速动力输出单元的透视图，其中为提高清楚度而移除了单速动力输出单元的壳体结构；图6是大体上沿图5的线6-6剖切的单速动力输出单元的剖视图；图7是与图1的可分离全轮驱动系统相关联的单速后驱动模块的示意图；图8至图10是基于图7所示的示意图并且根据本教导构造的单速后驱动模块的透视图，其中单速后驱动模块带有及不带有其壳体结构；图11是大体上沿图10的线11-11剖切的单速后驱动模块的剖视图；图12是配备有根据本教导构造的另一构造的可分离全轮驱动系统的机动车辆的示意图；图13是与图12的可分离全轮驱动系统相关联的双速动力输出单元的示意图；图14是基于图13所示的示意图并且根据本教导构造的双速动力输出单元的分解透视图；图15是图14所示的双速动力输出单元的剖视图；图16A至图16D是图15所示的双速动力输出单元的局部剖视图，其模式转换部件和换挡部件被定位成分别限定两轮高挡(2-Hi)模式、四轮高挡(4-Hi)模式、空挡模式以及四轮低挡(4-Low)模式；图17A至图17D是与图12的可分离全轮驱动系统相关联的双速后驱动模块的示意图，其换挡部件被定位成分别限定高挡(H)模式、空挡(N)模式、低挡(L)模式以及低挡锁定(LOCK)模式；图18至图21是基于图17A至图17D所示的示意图并且根据本教导构造的双速后驱动模块的透视图，其中双速后驱动模块带有及不带有其壳体结构；图22是大体上沿图21的线22-22剖切的剖视图；以及图23是构造用于图12的可分离全轮驱动系统的双速后驱动模块的可替代示例性实施例的局部剖视图。具体实施方式提供下列示例性实施例，以使本公开将为全面的，并且将其范围完全地传达给本领域技术人员。大量具体细节诸如特定部件、装置和示意性构造的示例被陈述，以提供对本公开的示例性实施例的全面理解。然而，本领域技术人员将明白无需采用这些具体细节，而且该示例性实施例可以许多不同形式体现，并且这些均不应被解释成限制本公开的范围。参见附图中的图1，示意性地示出按照本公开的教导构造的机动车辆，并且该机动车辆大体上用附图标记10指示。车辆10可包括动力系统12和传动系统14，传动系统14可包括主传动系16、动力切换机构18、次级传动系20和控制系统22。在本教导的各个方面，主传动系16可以是前传动系而次级传动系20可以是后传动系。动力系统12可包括诸如内燃机或电动机之类的原动机24，以及变速器26，变速器26可以是任何类型的变比机构，诸如手动、自动或无级变速器。原动机24能运转以便为主传动系16和动力传递机构18提供旋转动力。另外，参见图2，主传动系16可包括主差速器或第一差速器30，其具有由变速器26的输出构件(未示出)驱动的输入构件32。在所示的特定构造中，第一差速器30被构造作为变速器26的一部分，其为通常被称为驱动桥的类型并且典型地使用在前轮驱动车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于全轮驱动机动车辆的传动系统，该传动系统包括：包括第一差速器的主传动系，所述主传动系适于驱动一对第一车轮，所述第一差速器具有第一差速器箱；动力切换机构，具有：适于从动力系统接收旋转动力的输入轴；设置在所述输入轴和所述第一差速器之间的双速挡单元，该双速挡单元能以第一挡模式操作以便联接所述输入轴和所述第一差速器箱用于共同旋转，并且该双速挡单元能以第二挡模式操作以便在所述输入轴和所述第一差速器箱之间建立减速比驱动连接；输出小齿轮轴；分离机构，该分离机构能以连接模式操作以便允许旋转动力在所述输入轴和所述输出小齿轮轴之间传输，并且该分离机构能以分离模式操作以便阻止旋转动力在所述输入轴和所述输出小齿轮轴之间传输；以及包括传动轴和后驱动模块的第二传动系，所述后驱动模块具有第二差速器、输入小齿轮、输出轴、扭矩传递装置和第二双速挡单元，所述第二差速器适于驱动一组第二车轮并且具有第二差速器箱，所述输入小齿轮轴通过所述传动轴被联接到所述动力切换机构的所述输出小齿轮轴，所述扭矩传递装置能以第一模式操作以便允许旋转动力在所述输入小齿轮轴和所述输出轴之间传输，并且所述扭矩传递装置能以第二模式操作以便阻止旋转动力在所述输入小齿轮轴和所述输出轴之间传输，所述第二双速挡单元被设置在所述输出轴和所述第二差速器之间，并且所述第二双速挡单元能以第一挡模式操作以便在所述输出轴和所述第二差速器箱之间建立第一速比驱动连接，并且所述第二双速挡单元能以第二挡模式操作以便在所述输出轴和所述第二差速器箱之间建立第二速比驱动连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.14 US 13/470,9411.一种用于全轮驱动机动车辆的传动系统，该传动系统包括：包括第一差速器的主传动系，所述主传动系适于驱动一对第一车轮，所述第一差速器具有第一差速器箱；动力切换机构，具有：适于从动力系统接收旋转动力的输入轴；设置在所述输入轴和所述第一差速器之间的双速挡单元，该双速挡单元能以第一挡模式操作以便联接所述输入轴和所述第一差速器箱用于共同旋转，并且该双速挡单元能以第二挡模式操作以便在所述输入轴和所述第一差速器箱之间建立减速比驱动连接；输出小齿轮轴；分离机构，该分离机构能以连接模式操作以便允许旋转动力在所述输入轴和所述输出小齿轮轴之间传输，并且该分离机构能以分离模式操作以便阻止旋转动力在所述输入轴和所述输出小齿轮轴之间传输；以及包括传动轴和后驱动模块的第二传动系，所述后驱动模块具有第二差速器、输入小齿轮轴、输出轴、扭矩传递装置和第二双速挡单元，所述第二差速器适于驱动一组第二车轮并且具有第二差速器箱，所述输入小齿轮轴通过所述传动轴被联接到所述动力切换机构的所述输出小齿轮轴，所述扭矩传递装置能以第一模式操作以便允许旋转动力在所述输入小齿轮轴和所述输出轴之间传输，并且所述扭矩传递装置能以第二模式操作以便阻止旋转动力在所述输入小齿轮轴和所述输出轴之间传输，所述第二双速挡单元被设置在所述输出轴和所述第二差速器之间，并且所述第二双速挡单元能以第一挡模式操作以便在所述输出轴和所述第二差速器箱之间建立第一速比驱动连接，并且所述第二双速挡单元能以第二挡模式操作以便在所述输出轴和所述第二差速器箱之间建立第二速比驱动连接。2.如权利要求1所述的传动系统，其中所述动力切换机构是动力输出单元，包括驱动所述输出小齿轮轴的传递齿轮组件，其中所述双速挡单元包括行星齿轮组件和挡套筒，其中所述行星齿轮组件包括恒星齿轮、不能旋转的环形齿轮、与所述环形齿轮和所述恒星齿轮啮合的多个行星齿轮以及能旋转地支撑所述行星齿轮并且被固定为与所述第一差速器箱一起旋转的行星齿轮架，其中所述挡套筒被联接为与所述输入轴共同旋转并且能够在第一挡位和第二挡位之间轴向移动，在所述第一挡位，所述挡套筒使所述输入轴与所述行星齿轮架相互连接，在所述第二挡位，所述挡套筒使所述输入轴与所述恒星齿轮相互连接。3.如权利要求2所述的传动系统，其中所述分离机构包括模式轴环，该模式轴环被联接到所述挡套筒用于共同旋转并且在第一模式位置和第二模式位置之间滑动移动，其中当所述模式轴环位于其第一模式位置时，所述模式轴环将所述传递齿轮组件连接到所述挡套筒，并且当所述模式轴环位于其第二模式位置时，所述模式轴环与所述传递齿轮组件脱离。4.如权利要求3所述的传动系统，其中所述挡套筒围绕所述输入轴的一部分并且能够在所述输入轴上在所述挡套筒的第一挡位和第二挡位之间轴向移动，其中所述传递齿轮组件包括围绕所述输入轴和所述挡套筒二者的一部分的传递轴，并且其中所述模式轴环围绕所述挡套筒的一部分并且能够在所述挡套筒上在所述模式轴环的第一模式位置和第二模式位置之间轴向移动。5.如权利要求4所述的传动系统，其中所述传递齿轮组件包括：固定到所述传递轴的第一斜齿轮；固定到短轴上并且与所述第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮；固定到所述短轴上的准双曲面齿轮；以及与所述准双曲面齿轮啮合并且被固定为与所述输出小齿轮轴一起旋转的小齿轮。6.如权利要求3所述的传动系统，其中所述后驱动模块进一步包括由所述输入小齿轮轴驱动的准双曲面齿轮和由所述准双曲面齿轮驱动的套管，其中所述扭矩传递装置为设置在所述套管和所述输出轴之间的摩擦离合器，并且其中所述第二双速挡单元包括第二行星齿轮组件和第二挡套筒，其中所述第二行星齿轮组件包括不能旋转的第二环形齿轮、固定为与所述输出轴一起旋转的第二恒星齿轮、与所述第二环形齿轮和所述第二恒星齿轮啮合的多个第二行星齿轮以及能旋转地支撑所述第二行星齿轮的第二行星齿轮架，其中所述第二挡套筒被联接为与所述第二差速器箱共同旋转，并且所述第二挡套筒能够在至少第一挡位和第二挡位之间轴向移动以建立所述第二双速挡单元的所述第一挡模式和所述第二挡模式。7.如权利要求6所述的传动系统，其中所述第二挡套筒在其第一挡位的定位使所述输出轴与所述第二差速器箱相互连接，并且其中所述第二挡套筒在其第二挡位的定位使所述第二行星齿轮架与所述第二差速器箱相互连接。8.如权利要求7所述的传动系统，其中所述第二挡套筒能选择性地定位在第三挡位以便为所述第二差速器建立锁定模式。9.如权利要求7所述的传动系统，其中当所述模式轴环处于其第二模式位置，所述挡套筒处于其第一挡位并且所述扭矩传递装置处于其第二模式时，所述机动车辆的两轮高挡驱动模式被建立，使得基本上全部的旋转动力通过所述主传动系被传输到所述第一车轮，并且其中所述后驱动模块的所述输入小齿轮轴和所述传动轴不会被所述第二差速器反向驱动。10.如权利要求7所述的传动系统，其中当所述模式轴环处于其第一模式位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·普雷斯顿·唐斯，保罗·约瑟夫·瓦伦特，
申请(专利权)人：美国轮轴制造公司，
类型：发明
国别省市：美国;US