本公開涉及一種具有液壓斷開器的動力輸出單元。

背景技術：

這部分提供與本公開相關的背景信息，所述背景信息并不一定是現(xiàn)有技術。

許多現(xiàn)代機動車輛(諸如跨界車)都可使用基于前輪驅動(FWD)架構的全輪驅動(AWD)傳動系。此可選的傳動系布置容許將驅動轉矩從動力系選擇性地和/或自動地傳遞到初級(即，前)傳動系和次級(即，后)傳動系，以便提供更好的牽引。此類AWD車輛通常裝備有更加復雜的傳動系(相對于FWD架構)，除了初級傳動系之外，所述傳動系必須包括與次級傳動系相關聯(lián)的附加部件，諸如動力輸出單元和傳動軸。

在致力于最小化與次級傳動系中的旋轉部件(其由初級傳動系驅動或由車輪向后驅動)相關聯(lián)的傳動系損耗，已知并入斷開系統(tǒng)，所述斷開系統(tǒng)被構造來將例如像后輪或后差速器的次級傳動系的部件與次級傳動系的剩余部件斷開聯(lián)接。為此，本領域仍然需要發(fā)展改進的傳動系部件以便供AWD車輛的可斷開傳動系使用。

技術實現(xiàn)要素：

這部分提供本公開的一般概述，并且不是本公開的全部范圍或其所有特征的全面公開。

在一種形式中，本公開提供一種全輪驅動車輛傳動系，其包括外殼組件、輸入軸、中間軸、第一軸承和第二軸承、第三軸承、離合器、盆形齒輪、小錐齒輪以及輸出軸。外殼組件具有外殼結構和蓋。外殼結構限定第一孔，所述第一孔圍繞第一軸線設置；以及第二孔，所述第二孔圍繞不平行于所述第一軸線的第二軸線設置。蓋可移除地安裝到所外殼結構并且限定沿第一軸線間隔開的第一軸承安裝件和第二軸承安裝件。輸入軸被構造來聯(lián)接到差速機構的輸入端以便圍繞第一軸線共同旋轉。中間軸與輸入軸同心并且限定沿第一軸線間隔開的第三軸承安裝件和第四軸承安裝件。第一軸承安裝到第一軸承安裝件和第三軸承安裝件以支撐中間軸，以便圍繞第一軸線相對于蓋進行旋轉。第二軸承安裝到第二軸承安裝件和第四軸承安裝件以支撐中間軸，以便圍繞第一軸線相對于蓋進行旋轉。第一軸承和第二軸承中的每一個被構造來沿第一軸線在相關聯(lián)方向上傳輸推力載荷。第三軸承設置在輸入軸與中間軸之間并且包括多個圓柱形輥。離合器具有第一離合器構件，所述第一離合器構件聯(lián)接到輸入軸以便隨其旋轉；以及第二離合器構件，所述第二離合器構件聯(lián)接到中間軸以便隨其旋轉。離合器被構造來在輸入軸與中間軸之間選擇性地傳輸旋轉動力。盆形齒輪安裝到中間軸以便隨其旋轉。小錐齒輪以嚙合的方式接合到盆形齒輪并且可圍繞第二軸線旋轉。輸出軸聯(lián)接到小錐齒輪以便隨其旋轉。

在另一種形式中，本公開提供一種全輪驅動車輛傳動系，其包括外殼組件、輸入軸、中間軸、斷開機構、盆形齒輪、小錐齒輪、輸出軸以及泵。外殼組件具有外殼結構和蓋。外殼結構限定第一孔，所述第一孔圍繞第一軸線設置；以及第二孔，所述第二孔圍繞不平行于所述第一軸線和第一貯槽的第二軸線設置。蓋可移除地安裝到外殼結構并且限定泵安裝件和與所述泵安裝件流體連接的儲器。儲器由蓋限定并且垂直地設置在與貯槽不同的水平處。輸入軸被構造來聯(lián)接到差速機構的輸入端以便圍繞第一軸線共同旋轉。中間軸與輸入軸同心。斷開機構具有離合器和致動器組件。離合器具有第一離合器構件，所述第一離合器構件聯(lián)接到輸入軸以便隨其旋轉；以及第二離合器構件，所述第二離合器構件聯(lián)接到中間軸以便隨其旋轉。離合器被構造來在輸入軸與中間軸之間選擇性地傳輸旋轉動力。致動器組件具有活塞，所述活塞被構造來使第一離合器構件沿第一軸線在第一位置與第二位置之間平移。盆形齒輪安裝到中間軸以便隨其旋轉。小錐齒輪以嚙合的方式接合到盆形齒輪并且可圍繞第二軸線旋轉。輸出軸聯(lián)接到小錐齒輪以便隨其旋轉。泵安裝到所述泵安裝件并且具有與蓋中的儲器流體連接地聯(lián)接的入口。泵可選擇性地操作用于將加壓流體提供給致動器組件的活塞。

另外的應用領域將從本文提供的描述中顯而易見。在這個概述中的描述和具體實例僅僅是為了說明，而并不旨在限制本公開的范圍。

附圖說明

本文描述的附圖僅僅是為了說明所選實施方案而不是所有可能的實現(xiàn)方式，且并不旨在限制本公開的范圍。

圖1是具有根據(jù)本公開的教導構造的動力輸出單元的斷開AWD傳動系的車輛的示意圖；

圖2是圖1中示意性地示出的動力輸出單元的透視圖；

圖3是圖2的動力輸出單元的分解透視圖；

圖4是圖2中所示的動力輸出單元的一部分的透視圖，其中外殼組件的一部分未示出以便更好地觀察動力輸出單元的內部部件；

圖5是圖2的動力輸出單元的沿動力輸出單元的輸出構件的旋轉軸截取的一部分的截面圖；

圖6是圖2的動力輸出單元的沿動力輸出單元的心軸的旋轉軸截取的一部分的截面圖；

圖7是圖2的動力輸出單元的一部分的透視圖，其描繪鄰近外殼組件的端蓋的環(huán)形齒輪；

圖8是圖7中所示的動力輸出單元的那一部分的側視圖；并且

圖9和圖10是圖2的動力輸出單元的一部分的前視圖和后視圖，其更詳細地示出端蓋。貫穿附圖的若干幅圖，對應參考標號指示對應部分。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述示例性實施方案。

參考附圖的圖1，示例性車輛10被示出為包括動力系12和傳動系14，所述傳動系14可包括初級傳動系16、動力輸出單元(PTU)18和次級傳動系20。動力系12可包括原動機30(諸如內燃發(fā)動機或電動機)和變速器32，所述變速器32可以是任何類型的變速器，諸如手動、自動或無級變速器。原動機30可將旋轉動力提供給變速器32，所述變速器32將旋轉動力輸出到初級傳動系16和PTU 18。PTU 18可選擇性地操作來將旋轉動力傳遞給次級傳動系20。在所提供的特定實例中，次級傳動系20包括傳動軸40和后橋組件42，所述后橋組件42被構造來接收來自傳動軸40的旋轉動力并響應地驅動一組車輪44。PTU 18包括可旋轉地聯(lián)接到傳動軸40的PTU輸出構件108。如下文將更詳細地討論，PTU 18包括斷開機構，以便選擇性地控制通過PTU 18的動力傳輸，從而選擇性地驅動傳動軸40。

初級傳動系16可包括第一差速器54和一對半軸56，所述一對半軸56可將第一差速器54的輸出端聯(lián)接到另一組車輪58。除了如本文所述之外，第一差速器54在其構造和操作上可以是常規(guī)的，并且因此不需要在本文中顯著詳細地討論。簡而言之，第一差速器54可包括可由變速器32驅動的差速器殼體60和用于在差速器殼體60與半軸56之間傳輸旋轉動力的裝置。通常，旋轉動力傳輸裝置是容許半軸56之間的速度和轉矩差異的開放式差速齒輪組，而本領域的技術人員將理解，可在替代方案中采用其他類型的旋轉動力傳輸裝置，諸如一個或多個離合器或其他類型的差速齒輪組，包括限滑和鎖止差速齒輪組。

參考圖2和圖3，更詳細地示出PTU 18。PTU 18可包括外殼組件100、PTU輸入構件102、心軸104、環(huán)形齒輪106、PTU輸出構件108、小齒輪110、以及斷開機構112，所述小齒輪110聯(lián)接到PTU輸出構件108以便進行共同旋轉。

外殼組件100可包括外殼120、小齒輪安裝件122和端蓋124。外殼120可被構造來聯(lián)接到一個結構(未特別示出)，第一差速器54(圖1)接收在所述結構中。外殼120可限定空腔130，PTU輸入構件102、心軸104、環(huán)形齒輪106、小齒輪110和斷開機構112的部分可接收在所述空腔中。

參考圖2、圖3和圖5，小齒輪安裝件122可具有大體中空的圓柱體部分130和可圍繞主體部分130周向地延伸的環(huán)形法蘭132。主體部分130可被構造來容納PTU輸出構件108以及可支撐PTU輸出構件108以便相對于小齒輪安裝件122旋轉的一對輸出軸軸承136。主體部分130可被接收在外殼120中的孔口138中，并且環(huán)形法蘭132可抵接外殼120上的配合法蘭140。螺紋緊固件142可用來將小齒輪安裝件122緊固到外殼120，所述螺紋緊固件142可通過環(huán)形法蘭132上的孔洞進行裝配并擰入配合法蘭140中的孔洞中。如果需要，墊圈144可用來在小齒輪安裝件122與外殼120之間進行密封。在所提供的特定實例中，墊圈144設置在環(huán)形法蘭132與配合法蘭140之間，而本領域的技術人員將理解，其他密封布置是可能的。

參考圖3和圖6，端蓋124可被構造來封閉外殼120的與將第一差速器54(圖1)接收在其中的結構相反的端部。端蓋124可限定安裝法蘭150以及相應地第一軸承安裝件152和第二軸承安裝件154。安裝法蘭150可抵接外殼120上的對應法蘭160并且螺紋緊固件(未特別示出)可通過安裝法蘭150中的孔洞接收并擰入外殼120上的法蘭160中的孔洞中，以便將端蓋124固定地聯(lián)接到外殼120。如果需要，墊圈或密封劑(未示出)可用來在端蓋124與外殼120之間進行密封。第一軸承安裝件152和第二軸承安裝件154可被構造來分別接收可支撐心軸104進行旋轉的第一軸承162和第二軸承164。在所提供的實例中，環(huán)形壁構件168可設置在第一軸承152與第二軸承154之間。如果需要，一個或多個墊片170可用來使第一軸承162和第二軸承164彼此間隔開，使得它們在端蓋124被組裝到外殼120時預加載到所需程度。

PTU輸入構件102可以是中空軸結構，所述中空軸結構具有花鍵輸入端190、花鍵輸出端192和設置在花鍵輸入端190與花鍵輸出端192之間的軸承安裝件194?；ㄦI輸入端190被構造來配合地接合第一差速器54(圖1)的差速器殼體60(圖1)的內部花鍵部分，使得差速器殼體60(圖1)的旋轉引起PTU輸入構件102的對應旋轉。軸承安裝件194被構造來將一個或多個軸承196接收在其上，所述一個或多個軸承196可支撐PTU輸入構件102以便相對于外殼120進行旋轉。軸密封件198可接收在外殼120與PTU輸入構件102之間。

心軸104可以是中空、一體形成的結構并且可相應地包括第一安裝端200、聯(lián)接部分202、環(huán)形齒輪安裝件204、以及第三軸承安裝件208和第四軸承安裝件210。第一安裝端200的大小可被設定成接收在PTU輸入構件102中。在所提供的實例中，被接合到PTU輸入構件102的內表面和第一安裝端200的外表面的一對滾針軸承216用來支撐PTU輸入構件102，以便在第一安裝端200上進行旋轉。固定地聯(lián)接到PTU輸入構件102的內表面的軸密封件218被密封地接合到第一安裝端200的端部。聯(lián)接部分202包括多個齒220。任選地，聯(lián)接部分202可形成為可固定地聯(lián)接到心軸104的剩余部分的離散部件。環(huán)形齒輪安裝件204包括從心軸104的中空軸狀部分向外延伸的凸緣。第三軸承安裝件208和第四軸承安裝件210沿心軸104間隔開并且被構造來分別接收第一軸承162和第二軸承164的內軸承座圈。第一軸承162的內軸承座圈可抵接環(huán)形齒輪安裝件204的后側?？杀粯嬙靵斫邮赵诘谒妮S承安裝件210中的凹槽中的卡環(huán)226可抵接第二軸承164的內軸承座圈。軸密封件228可接收在端蓋124中并且可密封地接合第四軸承安裝件210。半軸56中的一個可被同軸地接收穿過心軸104并且可被驅動與第一差速器54的輸出端中的一個接合。

環(huán)形齒輪106可在與第一軸承162的內軸承座圈相反的一側上聯(lián)接到環(huán)形齒輪安裝件204(即，使得環(huán)形齒輪安裝件204設置在環(huán)形齒輪106與第一軸承162之間)。包括螺紋緊固件和焊接的任何期望的裝置可用來將環(huán)形齒輪106聯(lián)接到環(huán)形齒輪安裝件204。小齒輪110(圖5)可聯(lián)接到PTU輸出構件108(圖5)以便進行共同旋轉并且可以嚙合的方式接合到環(huán)形齒輪106。

參考圖3、圖4和圖6，斷開機構112可包括致動器組件250、離合器構件252和動力源254。致動器組件250可大體上類似于在2014年2月20日提交的共同未決的美國臨時專利申請?zhí)?1/942,364中公開的致動器組件，所述臨時申請的公開內容以引用方式并入。簡而言之，致動器組件250包括分度環(huán)260、換檔構件262、直線電機264和偏置彈簧266。分度環(huán)260和換檔構件262可軸向滑動地安裝在換檔桿268上。換檔構件262可以是具有臂270的離合器叉，所述臂270接收在圍繞離合器構件252形成的凹槽272(圖6)中。直線電機264可具有液壓操作的活塞(未具體示出)，所述壓操作的活塞可被構造來使輸出構件從縮回位置移動到延伸位置中，以便引起分度環(huán)260的運動(包括分度環(huán)260在換檔桿268上的滑動運動)，從而引起換檔構件262沿換檔桿268的對應軸向滑動運動。偏置彈簧266可用來在與換檔桿268的軸線一致的預定方向上偏置換檔構件262、分度環(huán)260和直線電機264的輸出構件。例如，偏置彈簧266可施加使直線電機264的輸出構件朝向縮回位置偏置的力。在所提供的特定實例中，直線電機264包括從動力源254接收流體動力的液壓缸，所述動力源254包括泵280和電動機282。

離合器構件252可具有多個內齒290(圖6)，所述內齒290可滑動地接收PTU輸入構件102的花鍵輸出端192的花鍵齒上。直線電機264可操作來致使致動器組件250使離合器構件252沿花鍵輸出端192的花鍵齒軸向地移動，使得內齒290與形成在心軸104上的聯(lián)接部分202的齒220接合。在這種情況下，斷開機構112可操作用于在PTU輸入構件102與心軸104之間傳輸旋轉動力，使得通過PTU 18(圖2)將旋轉動力傳輸?shù)絺鲃虞S40(圖1)。直線電機264還可操作來容許致動器組件250(即，偏置彈簧266和換檔構件262)使離合器構件252移動，使得內齒290與心軸104的聯(lián)接部分202上的齒220脫離接合。在這種情況下，斷開機構112可操作用于禁止在PTU輸入構件102與心軸104之間傳輸旋轉動力，使得通過PTU 18(圖2)將動力傳輸?shù)絺鲃虞S40(圖1)。

參考圖2、圖3和圖4，動力源254可在期望位置(諸如端蓋124的外側)安裝到外殼100。

參考圖9和圖10，端蓋124可限定泵安裝件300和一個或多個貯槽。在所提供的特定實例中，端蓋124限定第一貯槽302和第二貯槽304。泵安裝件300的大小可被設定來接收泵280(圖3)的期望部分并且可與第一貯槽302和第二貯槽304中的每一個流體連通。在所提供的實例中，第一貯槽302垂直地位于泵安裝件300上方并且被構造來(通過重力)將液壓流體(即，潤滑劑)從第一貯槽302排出到泵安裝件300中，而第二貯槽304垂直地位于泵安裝件300下方，使得在泵280(圖3)的操作期間產(chǎn)生的吸入壓力將需要將液壓流體從第二貯槽304抽吸到泵安裝件300中。參考圖2，任意一種或多種類型的流體管道可用來將泵280的輸出端聯(lián)接到致動器組件250的直線電機264，所述流體管道包括外殼組件100內的一個或多個離散管(例如，管310)和/或空腔或縱槽。

參考圖7、圖8和圖10，端蓋124可包括第一貯槽壁320、刮刀322和第二貯槽壁324。第一貯槽壁320可限定第一貯槽302的第一側并且可從環(huán)形壁326向外延伸，第一軸承162(圖6)的外軸承座圈接收在所述環(huán)形壁中。第一貯槽壁320的輪廓被設定成避免與環(huán)形齒輪接觸并且還容許附著到環(huán)形齒輪106的潤滑劑在環(huán)形齒輪106旋轉時繞過第一貯槽壁320。刮刀322可限定第一貯槽302的與第一貯槽壁320相對的一側。可按照容許刮刀322在環(huán)形齒輪106旋轉時移除附著到環(huán)形齒輪106的潤滑劑的一部分的方式將刮刀322的輪廓設定到環(huán)形齒輪106。從環(huán)形齒輪106刮下的潤滑劑被接收在第一貯槽302中并且可通過第一貯槽出口330排出到泵安裝件300(圖9)中。由于離心力，在環(huán)形齒輪106繞過刮刀322之后其上剩余的潤滑劑的一部分可在徑向向外方向上從環(huán)形齒輪106甩出。從環(huán)形齒輪106甩出的潤滑劑的一部分可碰撞到弧形的第二貯槽壁324上，所述第二貯槽壁324可將所收集的潤滑劑引導到第二貯槽304中，使得可通過第二貯槽出口334將所述潤滑劑傳輸?shù)奖冒惭b件300(圖9)中。

參考圖3，將理解，第一軸承162和第二軸承164的外軸承座圈、第二軸承164的軸承元件、軸密封件228和動力源254可在將端蓋124組裝到外殼120之間預組裝到端蓋124。還將理解，PTU輸出構件108、小齒輪108、輸出軸軸承136和墊圈144可在將小齒輪安裝件122組裝到外殼120之間組裝到小齒輪安裝件122。

雖然斷開機構112已被示出并描述為具有可接合到心軸104的聯(lián)接部分202上的齒220的內齒290的環(huán)狀離合器構件252，但是將理解，斷開機構可以多少有點不同的方式構造。例如，離合器構件252可被構造為爪式離合器(未示出)的部分，其中離合器構件252另外具有多個爪式離合器齒(未示出)，所述爪式離合器齒可選擇性地接合到軸向地并旋轉地固定到心軸104的聯(lián)接部分202的元件(未示出)上的對應爪式離合器齒(未示出)。

已出于說明和描述目的提供實施方案的以上描述。而非旨在窮舉或限制本公開。特定實施方案的單個元件或特征通常不限于所述特定實施方案，而是在適當情況下是可以互換的并且可以用于所選實施方案中，即使沒有具體示出或描述。特定實施方案的單個元件或特征也可能以多種方式變化。這些變化不應視為脫離本公開，并且所有這些修改旨在包括在本公開的范圍內。