串联桥系统技术方案

串联桥系统具有前桥系统和后桥系统。一种有选择地驱动所述的一个或两个桥系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】串联桥系统相关申请的交互引用本申请要求对2012年8月23日提交的共同未决的美国临时专利申请系列号No.61/692,292的优先权益，本文以参见方式引入其全部内容。
技术介绍
典型的北美8级卡车的后串联桥是全时的6×4传动系，其具有轴间差速锁和可选的车轮差速锁。该系统在大部分情况下提供良好的拖动，但会遭受旋转损失和齿轮啮合的低效。替代的6×2传动系统可改善旋转损失和齿轮啮合的低效，但这些系统由于单一驱动轴而在拖动力上受到限制。6×2系统可利用车轮差速锁，并在低拖动条件下将重量转换到驱动轴上，以提高拖动力，但仍不能等于6×4系统拖动的特性。我们所需要的是这样的串联桥系统，其具有6×2串联桥的效率且有6×4系统的拖动力。
技术实现思路
本文描述驱动串联桥系统的方法。一般地，该方法包括将转动输入提供到串联桥系统，该系统包括前桥系统和后桥系统。转动输入可连续地提供到前桥系统或后桥系统。当转动输入连续地提供给前桥系统时，后桥系统有选择地啮合和脱开啮合，以控制扰动损失和提高串联桥系统的效率。当转动输入连续地提供到后桥系统时，前桥系统有选择地啮合和脱开啮合，以控制扰动损失和提高串联桥系统的效率。本文提供串联桥系统的各种实施例，其利用部件来啮合和脱开啮合所述的前桥系统或后桥系统。附图说明图1是串联桥系统的一个实施例的示意图；图2是串联桥系统的第二个实施例的示意图；图3是串联桥系统的第三个实施例的示意图；图4是串联桥系统的第四个实施例的示意图；图5是串联桥系统的第五个实施例的示意图；图6A是串联桥系统的第六个实施例的示意图；图6B是图6A所示串联桥系统的局部视图；图7A是串联桥系统的第七个实施例的示意图；以及图7B是图7A所示串联桥系统的局部视图，但对两个转换机构作了修改。具体实施方式现转到图1，图中示意地示出串联桥系统10的一个实施例。该系统10包括前桥系统12和后桥系统14。转动能量通过输入轴16提供给串联桥系统10，输入轴16是由内燃机(未示出)转动的。旋转齿轮泵(gerotorpump)18是由输入轴16转动的。不管前桥系统12运行状态如何(该前桥系统12可有选择地啮合和脱开啮合)，该旋转齿轮泵18总是将润滑剂泵送到前桥系统12中的转动零件。输入轴16连接到轴间差速器(IAD)20。IAD20包括至少两个侧齿轮22和至少两个小齿轮24，侧齿轮22和小齿轮24彼此驱动地啮合。侧齿轮22和小齿轮24位于IAD壳26内。IAD20提供前桥系统12和后桥系统14之间的差速动作。连接到IAD的侧齿轮22之一的输出轴28连接到传动轴30的第一端。传动轴30延伸在前桥系统12和后桥系统14之间。传动轴30的第二端连接到后小齿轮32。该后小齿轮32驱动地连接到后环形齿轮34。该后环形齿轮34连接到后差速器36。该后差速器36包括至少两个侧齿轮38和至少两个小齿轮40，允许连接到侧齿轮38的第一轴42和第二轴44上的两个车轮(未示出)之间差速地转动。第一同心轴46围绕输入轴16设置。第一同心轴46连接到IAD的侧齿轮22之一上。第一同心轴46还承载齿式离合器(dogclutch)齿轮48。同步器系统50与第一同心轴46同心。该同步器系统50包括圆锥体组件52。该圆锥体组件52可有选择地沿轴向方向移入和移出与板组件54的啮合，该板组件的一部分倾斜成角度以接纳圆锥体组件52。圆锥体组件52可转动，并通过轴向运动而有选择地与板组件54啮合。圆锥体组件52的转动传递到板组件54，造成板组件54转动。当圆锥体组件52与板组件54附加地啮合时，板组件54匹配于或大致匹配于与圆锥体组件52相同的转速。在预定的时间，诸如当板组件54和圆锥体组件52的转速通过板组件和圆锥体组件的基本上啮合而匹配时，转换叉56也将齿式离合器齿轮48上的齿式离合器环58移动到同步器齿轮60上。齿式离合器环58可转动地连接同步器齿轮60和齿式离合器齿轮48。尽管以上描述了同步器系统，但可使用齿式离合器、摩擦式板离合器或超越离合器来替代同步器系统。同步器系统50有选择地连接到下降齿轮(dropgear)组62并由此有选择地转动该齿轮组62。下降齿轮组62连接到前桥系统12的输入轴64。输入轴64设置有小齿轮轴66或连接到小齿轮轴66。小齿轮轴66具有小齿轮68。小齿轮68连接到差速环齿轮70。该环齿轮70连接到差速器壳72。至少两个小齿轮74和至少两个侧齿轮76位于差速器壳72内。诸轴延伸入差速器壳72内并与侧齿轮76连接。诸轴延伸在差速器壳72的外侧。诸轴可以是全长轴或它们可以是短轴。第一和第二短轴78、80显示为从壳72延伸出。诸如齿式离合器那样的离合器82可位于第二短轴80上。离合器82可有选择地沿着短轴80移动，以连接和断开短轴80和可转动地支持着至少一个车轮和轮胎(未示出)的轮轴(axleshaft，或称为半轴)84。离合器82可包括第一组花键或齿轮82A，它们通过离合器环82C有选择地连接到第二组花键或齿轮82B。当离合器环82C通过转换叉82D移动时，离合器环82C便有选择地连接齿轮82A、82B。可有选择地实施啮合的离合器86可设置在轴间差速器处，以将输出轴28锁定到输入轴16。在所示的实施例中，第一同心轴46用离合器86有选择地连接到IAD壳26。IAD壳26设置有一组齿、齿轮或花键；齿88将在以下描述中使用。诸如齿式离合器那样的离合器86设计成有选择地与IAD外壳齿88啮合和断开啮合。离合器86有选择地使IAD外壳齿88与同心轴46上的齿轮90连接。基于以上的描述，可以认识到，串联桥系统10可在不同模式中运行。一般地，后桥系统14全时地地啮合在传动系中，而前桥系统12仅为间断使用而啮合，诸如是起动和低速拖动状态中。前桥系统12脱开啮合而允许在大部分时间内闲置。串联桥具有三种运行模式：第一，6×2，让前桥系统12脱开连接；第二，6×4，让IAD打开，令前和后桥系统12、14提供驱动；以及第三，6×4，让IAD锁定，令前和后桥系统12、14提供驱动。在第一种运行模式中，同步器系统50不啮合，于是，转动能量通过锁定的IAD20从发动机传送到后桥系统14；没有转动能量传输到前桥系统12。还有，短轴80和轮轴84之间的离合器82被解锁，使得前桥系统12不转动，因此，减少或防止油的搅动损失。在第二种运行模式中，同步器系统50啮合，因此将前和后桥系统12、14连接到发动机。IAD20解开锁定。换句话说，差速器壳26没有用轴间差速离合器86锁定到同心轴46。此外，叉82D移动环82C而连接短轴80和轮轴84，从而使它们一起转动。在第三种运行模式中，同心轴46上的离合器82、86和前桥系统12的轮轴84的短轴80相啮合。因此，前桥系统12对前轮和轮胎提供转动能量。IAD20被锁定，于是，前和后桥系统12、14以同样速度被驱动。换句话说，差速器壳26用轴间差速离合器86锁定到同心轴46。此外，叉82D移动环82C而连接短轴80和轮轴84，于是使它们一起转动。现转到图2，图中示意地示出串联桥系统92的第二个实施例。该系统92包括前桥系统94和后桥系统96。设置输入轴98并由内燃机(未示出)来转动。轴98连接到轴间差速器(IAD)100。IAD100包括至少两个侧齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动串联桥系统的方法，其包括：将转动提供到所述串联桥系统的输入轴，所述输入轴的转动连续地传输到所述串联桥系统的后桥系统，并有选择地提供到所述串联桥系统的前桥系统，所述输入轴驱动具有差速小齿轮和第一及第二侧齿轮的轴间差速器，其中，所述第一侧齿轮连接到与所述输入轴同心的轴上，且所述第二侧齿轮驱动后小齿轮，该后小齿轮将转动提供给所述后桥系统，该后桥系统包括后差速器和连接到所述后差速器的后桥，其中，所述同心轴驱动同步器系统的圆锥体组件，所述圆锥体组件有选择地与所述同步器系统的板组件啮合，以转动所述板组件，其中，所述板组件转动地驱动前小齿轮，以便将转动提供给所述前桥系统，该前桥系统包括前差速器，所述前差速器驱动至少一个短轴，该短轴通过前桥系统离合器有选择地连接到轮轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 US 61/692,292;2013.08.22 US 13/973,1661.一种驱动串联桥系统的方法，其包括：将转动提供到所述串联桥系统的输入轴，所述输入轴的转动连续地传输到所述串联桥系统的后桥系统，并有选择地提供到所述串联桥系统的前桥系统，所述输入轴驱动具有差速小齿轮和第一及第二侧齿轮的轴间差速器，其中，所述第一侧齿轮连接到与所述输入轴同心的轴上，且所述第二侧齿轮驱动后小齿轮，该后小齿轮将转动提供给所述后桥系统，该后桥系统包括后差速器和连接到所述后差速器的后桥，其中，所述同心轴驱动同步器系统的圆锥体组件，所述圆锥体组件有选择地与所述同步器系统的板组件啮合，以转动所述板组件，其中，所述板组件转动地驱动前小齿轮，以便将转动提供给所述前桥系统，该前桥系统包括前差速器，所述前差速器驱动至少一个短轴，该短轴通过前桥系统离合器有选择地连接到轮轴。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述圆锥体组件通过第一转换叉有选择地移入与所述板组件的啮合，该转换叉将能在所述同心轴上的第一齿轮上滑动的第一离合器环移动到所述板组件。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第二转换叉有选择地移动第二离合器环，从同心轴上的第二齿轮移动到与所述轴间差速器的差速器壳啮合，以将所述轴间差速器的差速器壳锁定到所述同心轴。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述板组件与下降齿轮组驱动地啮合，以驱动所述前小齿轮。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第一运行模式中，所述圆锥体组件不与所述板组件啮合，且所述前桥系统离合器打开，所述轴间差速器的差速器壳和所述同心轴被锁定，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以脱开连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们不一起转动。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第二运行模式中，所述圆锥体组件与所述板组件啮合，且所述轴间差速器的差速器壳不锁定到带有轴间差速离合器的所述同心轴，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第三运行模式中，所述圆锥体组件与所述板组件啮合，且所述轴间差速器的差速器壳锁定到带有轴间差速离合器的所述同心轴，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。9.一种驱动串联桥系统的方法，其包括：将转动提供到所述串联桥系统的输入轴，所述输入轴的转动连续地传输到所述串联桥系统的前桥系统，并有选择地提供到所述串联桥系统的后桥系统，所述输入轴驱动具有差速小齿轮和第一及第二侧齿轮的轴间差速器，其中，所述第一侧齿轮连接到与所述输入轴同心的轴上，且所述第二侧齿轮将转动输入提供给同步器系统，其中，所述同心轴具有安装在其上以随其转动的下降齿轮组，所述下降齿轮组驱动连接到所述前桥系统的前差速器的前小齿轮，其中，前桥连接到所述前差速器，以便随其一起转动，其中，所述同步器系统包括圆锥体组件，其有选择地与板组件啮合，以转动所述板组件，其中，所述板组件将转动提供到所述后桥系统的后差速器，所述后差速器通过后桥系统离合器驱动至少一个短轴，短轴有选择地连接到轮轴上。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第一转换叉有选择地移动第一离合器环，以使输入轴齿轮与同心轴连接，从而使它们一起转动。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第二转换叉有选择地移动第二离合器环，以使轴间差速输出轴与所述圆锥体组件连接，从而使它们一起转动。12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以使所述短轴与所述轮轴连接，从而使它们一起转动。13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第一运行模式中，所述圆锥体组件不与所述板组件啮合，这样，转动仅提供到所述前桥系统，所述第一离合器环连接输入轴齿轮与同心轴齿轮，以使它们一起转动，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以脱开连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们不一起转动。14.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第二运行模式中，所述圆锥体组件与所述板组件啮合，以将转动传输到所述后桥系统，且所述第一离合器环不连接所述输入轴齿轮与所述同心轴齿轮，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。15.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第三运行模式中，所述圆锥体组件与所述板组件啮合，以将转动传输到所述后桥系统，且所述第一离合器环连接所述输入轴齿轮与所述同心轴齿轮，从而使它们一起转动，且第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，以使它们一起转动。16.一种驱动串联桥系统的方法，其包括：将转动提供到所述串联桥系统的输入轴，所述输入轴的转动连续地传输到所述串联桥系统的前桥系统，并有选择地提供到所述串联桥系统的后桥系统，其中，所述输入轴转动地驱动轴间差速器的差速器壳，所述差速器壳容纳差速小齿轮和第一及第二侧齿轮，其中，所述第一侧齿轮驱动输出轴，而所述第二侧齿轮将转动的输入提供到与所述输出轴同心的轴上，其中，所述同心轴驱动所述前桥系统的前差速器的小齿轮轴，其中，前桥连接到所述前差速器，以随其转动，其中，所述输出轴驱动同步器系统，该同步器系统包括圆锥体组件，圆锥体组件有选择地与板组件啮合，以转动所述板组件，其中，所述板组件对所述后桥系统的后差速器提供转动，所述后差速器通过后桥系统离合器驱动至少一个短轴，该短轴有选择地连接到轮轴。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，第一转换叉有选择地使第一离合器环在所述轴间差速器的差速器壳和所述同心轴之间移动，以使它们一起转动。18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，第二转换叉有选择地使第二离合器环在所述输出轴和所述板组件之间移动，以使它们一起转动。19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述后桥系统离合器的第三转换叉有选择地使第三离合器环在所述短轴和所述轮轴之间移动，以使它们一起转动。20.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第一运行模式中，所述同步器系统打开，所述后桥系统离合器打开，转动仅提供到所述前桥系统，第一离合器环啮合所述轴间差速器的差速器壳和所述同心轴，以使它们一起转动，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以脱开连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们不一起转动。21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第二运行模式中，所述同步器系统闭合，第一离合器环不啮合所述轴间差速器的差速器壳和所述同心轴，以使它们不一起转动，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述串联桥系统的第三运行模式中，所述同步器系统闭合，第一离合器环啮合所述轴间差速器的差速器壳和所述同心轴，以使它们一起转动，第三转换叉有选择地移动第三离合器环，以连接所述短轴和所述轮轴，从而使它们一起转动。23.一种驱动串联桥系统的方法，其包括：将转动提供到所述串联桥系统的输入轴，所述输入轴的转动连续地传输到所述串联桥系统的前桥系统，并有选择地提供到所述串联桥系统的后桥系统，其中，所述输入轴转动地驱动包括差速小齿轮和第一及第二侧齿轮的轴间差速器，其中，所述第一侧齿轮驱动与所述输入轴同心的轴，所述第二侧齿轮驱动轴间差速输出轴，其中，所述同心轴驱动所述前桥系统的前差速器的小齿轮轴，其中，前桥连接到所述前差速器，以便随其转动，其中，所述轴间差速输出轴驱动后差速小齿轮轴，所述后差速小齿轮轴对后差速器提供转动，该后差速器容纳差速小齿轮和两个侧齿轮，其中，所述侧齿轮之一驱动连接到同步器系统的板组件的短轴，所述同步器系统还包括有选择地与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·F·齐奇，D·J·雷波斯基，R·A·内鲁姆斯，B·J·帕西诺，S·C·克齐兰，S·A·埃德兰恩，
申请(专利权)人：德纳重型车辆系统集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US