具有軸鎖定系統的動力傳送單元的製作方法

2023-05-28 14:03:31

本發明涉及變速器，更具體地涉及包括具有軸鎖定系統的動力傳送單元的變速器。

背景技術：

許多當前的汽車包括前輪驅動(fwd)系統，在其中變速器或驅動橋將前驅動輪可操作地連接至發動機。車輛結構更頻繁地使用(fwd)變速器來改進燃料經濟性。遺憾的是，fwd車輛缺乏很多消費者所期望的越野能力。製造商可通過增加動力傳送單元(ptu)以將速度和扭矩發送至後驅動單元(rdu)而將越野能力加到基於fwd的車輛上。rdu將速度和扭矩分配給後驅動輪，由此產生基於fwd的全輪驅動(awd)車輛。

另外，製造商可通過增加分動箱以將速度和扭矩分配給獨立的前軸和後軸而將越野能力加到後輪驅動(rwd)車輛上，由此產生基於rwd的awd車輛或基於rwd的四輪驅動(4wd)車輛。獨立的前軸和後軸各包含對應的前差速器和後差速器。可將鎖定機構加到前差速器和後差速器中的一者或兩者上，以將越野性能進一步增強到超過4wd及awd所提供的越野性能。可通過鎖定兩個差速器來建立增強的越野能力。基於fwd的awd車輛中的rdu包含差速器，其可被類似地鎖定。然而，前差速器包含在驅動橋內，在該驅動橋中存在很少的空間來封裝鎖定機構。因此，希望提供具有基於4wd及/或awd的車輛的增強越野能力的基於fwd的車輛，以在不斷擴大的越野市場中滿足消費者需求。

技術實現要素：

根據示例性實施例，一種用於前輪驅動(fwd)車輛的動力傳送單元(ptu)包括殼體、後輪驅動齒輪軸以及中間驅動軸，其中該後輪驅動齒輪軸具有被構造成選擇性地連接至fwd變速器的第一末端區段以及包括齒輪構件的第二末端區段，該中間驅動軸具有被構造成可操作地連接至fwd變速器的第一末端部分、被構造成連接至前輪的第二末端部分、以及具有齒輪元件的中間部分。鎖定構件安裝至後輪驅動齒輪軸和中間軸中的一者。鎖定構件可選擇性地轉換於其中中間驅動軸獨立於後輪驅動齒輪軸的第一位置與其中齒輪構件可操作地連接至齒輪元件的第二位置之間，從而選擇性地聯接中間驅動軸和後輪驅動齒輪軸的旋轉。

根據另一示例性實施例，一種驅動系統包括前輪驅動(fwd)變速器，其具有可操作地連接至第一前輪的第一輸出端、第二輸出端、以及可操作地連接至fwd變速器的動力傳送單元(ptu)。ptu包括殼體以及後輪驅動齒輪軸，其中該後輪驅動齒輪軸具有選擇性地連接至fwd變速器的第一末端區段以及包括齒輪構件的第二末端區段。中間驅動軸具有可操作地連接至第二輸出端的第一末端部分、連接至第二前輪的第二末端部分、以及具有齒輪元件的中間部分。鎖定構件安裝至後輪驅動齒輪軸和中間驅動軸中的一者。鎖定構件可選擇性地轉換於其中中間驅動軸獨立於後輪驅動齒輪軸的第一位置與其中齒輪構件可操作地連接至齒輪元件的第二位置之間，從而選擇性地聯接中間驅動軸和後輪驅動軸的旋轉。

根據本發明的又一示例性實施例，一種機動車輛包括車體、被支撐在車體中的發動機、以及包括可操作地連接至發動機的前輪驅動(fwd)變速器的驅動系統。fwd變速器包括可操作地連接至第一前輪軸的第一輸出端、以及第二輸出端。動力傳送單元(ptu)可操作地連接至fwd變速器。ptu包括殼體以及後輪驅動齒輪軸，其中該後輪驅動齒輪軸具有選擇性地連接至fwd變速器的第一末端區段以及包括齒輪構件的第二末端區段。中間驅動軸具有可操作地連接至第二輸出端的第一末端部分、連接至第二前輪軸的第二末端部分、以及具有齒輪元件的中間部分。鎖定構件安裝至後輪驅動齒輪軸以及中間驅動軸中的一者，鎖定構件可選擇性地轉換於其中中間驅動軸獨立於後輪驅動齒輪軸的第一位置與其中齒輪構件可操作地連接至齒輪元件的第二位置之間，從而選擇性地聯接中間驅動軸以及後輪驅動齒輪軸的旋轉。

結合附圖根據以下對本發明的詳細描述，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點將變得顯而易見。

附圖說明

其他特徵、優點以及細節僅以示例方式出現在以下實施例的詳細描述中，該詳細描述參照附圖，其中：

圖1描繪了根據示例性實施例的包括動力傳送單元的機動車輛；

圖2描繪了沒有殼體的圖1所示動力傳送單元；

圖3描繪了沿線3-3截取的圖2所示動力傳送單元的局部剖視圖，其顯示了位於第一位置的鎖定構件；以及

圖4描繪了沿線4-4截取的圖2所示動力傳送單元的局部剖視圖，其顯示了位於第二位置的鎖定構件。

具體實施方式

以下描述在性質上僅是示例性的，並不旨在限制本公開內容、其應用或使用。應理解，在整個附圖中，相應的參考編號表示相似或相應的部件及特徵。

根據示例性實施例的機動車輛在圖1中總體地表示為2。機動車輛2包括車體4以及發動機6。發動機6被支撐在車體4內並可採用各種形式。例如，發動機6可以是內燃機、混合發動機、或電動機。機動車輛2還包括可操作地連接至發動機6的驅動系統10。驅動系統10包括前輪驅動(fwd)變速器12。如將在下文中更充分地詳細描述，前輪驅動變速器12驅動第一前輪14和第二前輪15。

fwd變速器12包括第一輸出端17，其通過第一前半軸19與第一前輪14可操作地連接。fwd12還包括第二輸出端22，其可採用差速器25(圖2)的形式。如也將在下文中更充分地詳細描述，差速器25通過第二前半軸28可操作地連接至第二前輪15。機動車輛2還包括第一後輪33和第二後輪34。後驅動模塊37在fwd變速器12與第一後輪33和第二後輪34之間提供可操作接口。

根據示例性實施例，動力傳送單元(ptu)40通過傳動軸43可操作地連接於fwd變速器12與後驅動模塊37之間。ptu40包括連接至fwd變速器12的殼體50。如圖2-4中最佳示出，ptu40包括選擇性地連接至fwd變速器12的後輪驅動齒輪軸60。後輪驅動齒輪軸60包括第一末端區段62、第二末端區段63以及具有在其之間延伸的中空內部66的中間區段65。第一末端區段62包括與差速器25連接的側齒輪組件70。第二末端區段63包括齒輪構件72。另外，環形齒輪74安裝至中間區段65。環形齒輪74與小齒輪76接口連接，以驅動傳動軸43以及後驅動模塊37。

進一步根據示例性實施例，ptu40包括中間驅動軸(ids)80，其可操作地連接至第二前半軸28。ids80包括第一末端部分82、第二末端部分83以及在其之間延伸的中間部分85。ids80包括設置在中間部分85上的齒輪元件88。齒輪元件88與後輪驅動齒輪軸60上的齒輪構件72選擇性地接口連接。

更進一步根據示例性實施例，ptu40包括鎖定構件94。根據示例性實施例的一方面，鎖定構件94可採用被支撐在ids80上的滑動套環96的形式。當然，應理解，鎖定構件94可採用其他形式並可設置在ptu40的其他部件上。鎖定構件94包括第一環臺(land)104、第二環臺105、以及在其之間延伸的凹部107。致動器組件112包括安裝至ptu殼體50的致動器殼體114。致動器組件112包括設置在致動器殼體114中的電動機116。電動機116通過致動器叉狀件118可操作地連接至鎖定構件94。

根據示例性實施例的一方面，致動器叉狀件118從其中ids80獨立於後輪驅動齒輪軸60而旋轉的第一位置(如圖3所示)以及其中ids80的旋轉聯接至後輪驅動齒輪軸60的第二位置(如圖4所示)選擇性地轉換鎖定構件94。在第一位置，fwd變速器12將動力從發動機6僅傳遞至第一前輪14和第二前輪15。在第二位置，fwd變速器12通過後驅動模塊37將動力從發動機6傳遞至第一前輪14和第二前輪15、以及第一後輪33和第二後輪34。

在這一點，應理解，示例性實施例描述一種將動力從fwd變速器選擇性地傳遞至一組後輪的系統。動力傳送單元與fwd變速器協作以選擇性地傳送動力。動力傳送單元允許製造商提供四輪驅動或全輪驅動作為fwd車輛的選擇。進一步，動力傳送單元的使用允許四輪驅動或全輪驅動系統而無需複雜的驅動系統、額外的變速器等。

雖然已參照示例性實施例對本發明作出說明，但是所屬技術領域的技術人員將理解的是，在不脫離本發明範圍的條件下可作出各種改變且等同物可替代其元件。另外，在不脫離本發明實質範圍的條件下，可作出多種改型以使具體的情況或材料適應本發明的教示。因此，本發明並不旨在限於所公開的具體實施例，而是本發明將包括落入本申請的範圍內的所有實施例。