BR102020019541A2 - conjunto de eixo tendo uma transmissão de contra-eixo de múltiplas velocidades - Google Patents

conjunto de eixo tendo uma transmissão de contra-eixo de múltiplas velocidades Download PDF

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BR102020019541A2
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Chetankumar Ghatti
Rodrigo Soffner
Christopher Keeney
Mark Smith
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Arvinmeritor Technology, Llc.
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Abstract

Um conjunto de eixo tendo uma transmissão de contra-eixo. Um veio de rotor pode se estender através de um pinhão de acionamento e pode conectar operativamente um motor elétrico a uma transmissão de contra-eixo. A transmissão de contra-eixo pode ter um primeiro subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um primeiro eixo de contra-eixo e um segundo subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um segundo eixo de contra-eixo.

Description

CONJUNTO DE EIXO TENDO UMA TRANSMISSÃO DE CONTRA-EIXO DE MÚLTIPLAS VELOCIDADES CAMPO TÉCNICO
[001] Esta divulgação se refere a um conjunto de eixo tendo uma transmissão de contra-eixo de múltiplas velocidades que pode conectar operativamente um motor elétrico a um pinhão de acionamento. Um veio de rotor pode se estender através do pinhão de acionamento.
ANTECEDENTES
[002] Um conjunto de eixo tendo um módulo de motor elétrico é divulgado na Publicação de Patente U.S. n.° 2019/0054816.
SUMÁRIO
[003] Em pelo menos uma modalidade, é fornecido um conjunto de eixo. O conjunto de eixo pode incluir um motor elétrico, um pinhão de acionamento, um veio de rotor, e uma transmissão de contra-eixo. O motor elétrico pode ter um rotor que pode ser giratório em torno do primeiro eixo. O pinhão de acionamento pode ser giratório em torno do primeiro eixo. O veio de rotor pode se estender através do pinhão de acionamento e pode ser conectado operativamente ao rotor. A transmissão de contra-eixo pode conectar operativamente o veio de rotor ao pinhão de acionamento. A transmissão de contra-eixo pode ter um primeiro subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um primeiro eixo de contra-eixo e um segundo subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um segundo eixo de contra-eixo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[004] A figura 1 mostra um exemplo de um conjunto de eixo tendo uma transmissão de contra-eixo em uma posição neutra.
[005] A figura 2 ilustra o conjunto de eixo com uma primeira relação de engrenagem engatada.
[006] As figuras 3A e 3B ilustram o conjunto de eixo com uma segunda relação de engrenagem engatada.
[007] A figura 4 ilustra o conjunto de eixo com uma terceira relação de engrenagem engatada.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[008] Como é exigido, são aqui divulgadas modalidades detalhadas da presente invenção; no entanto, deve entender-se que as modalidades divulgadas são somente exemplificativas da invenção que podem ser incorporadas em várias formas alternativas. As figuras não estão necessariamente à escala; alguns aspetos característicos podem ser exagerados ou minimizados para mostrar detalhes de componentes particulares. Portanto, detalhes estruturais e funcionais específicos aqui divulgados não se destinam a ser interpretados como limitativos, mas somente como uma base representativa para ensinar os peritos na técnica a empregar a presente invenção de várias maneiras.
[009] Fazendo referência à figura 1, é mostrado um exemplo de um conjunto de eixo 10. O conjunto de eixo 10 pode ser fornecido com um veículo motorizado tal como um carro, caminhão, ônibus, equipamento agrícola, equipamento de mineração, veículo de transporte militar ou de armamento, ou equipamento de carga por terra e ar, ou embarcações marítimas. O veículo motorizado pode incluir um trailer para transporte de carga em uma ou mais modalidades.
[0010] O conjunto de eixo 10 pode fornecer torque a um ou mais conjuntos de roda de tração que podem incluir um pneumático 12 montado na roda 14. Um ou mais conjuntos de eixo podem ser fornecidos com o veículo. Em pelo menos uma configuração, o conjunto de eixo 10 pode incluir um conjunto de alojamento 20, um motor elétrico 22, um pinhão de acionamento 24, um veio de rotor 26, uma transmissão de contra-eixo 28, um conjunto de diferencial 30, pelo menos um semieixo 32, e um sistema de controle 34.
[0011] O conjunto de alojamento 20 pode facilitar a montagem do conjunto de eixo 10 no veículo. Além disso, o conjunto de alojamento 20 pode receber vários componentes do conjunto de eixo 10. Por exemplo, o conjunto de alojamento 20 pode receber e suportar o motor elétrico 22, o pinhão de acionamento 24, o veio de rotor 26, a transmissão de contra-eixo 28, o conjunto de diferencial 30, os semieixos 32, ou suas combinações. Em pelo menos uma configuração, o conjunto de alojamento 20 pode incluir um alojamento de eixo 40 que pode ter uma porção central 42 e uma ou mais porções de braço 44.
[0012] A porção central 42 pode ser disposta próximo do centro do conjunto de alojamento 20. A porção central 42 pode definir, pelo menos parcialmente, uma cavidade que pode receber o conjunto de diferencial 30. A porção central 42 pode ser feita de um ou mais componentes e pode facilitar a montagem de um portador de diferencial que suporta o conjunto de diferencial 30. Uma região inferior da porção central 42 pode definir, pelo menos parcialmente, uma porção de reservatório de óleo que pode conter lubrificante que pode ser chapinhado para lubrificar componentes internos do conjunto de eixo 10, tais como o conjunto de diferencial 30 e rolamentos associados. A porção central 42 também pode facilitar a montagem de vários componentes externos. Por exemplo, a porção central 42 pode facilitar a montagem do motor elétrico 22 e da transmissão de contra-eixo 28 no conjunto de alojamento 20.
[0013] Uma ou mais porções de braço 44 pode se estender a partir da porção central 42. Por exemplo, duas porções de braço 44 podem se estender em direções opostas a partir da porção central 42 e para longe do conjunto de diferencial 30. As porções de braço 44 podem ter configurações substancialmente similares. Por exemplo, cada uma das porções de braço 44 pode ter uma configuração oca ou uma configuração tubular que pode se estender em torno de um semieixo correspondente 32 e pode ajudar a separar ou a isolar o semieixo 32 do ambiente envolvente. Uma porção de braço 44 ou uma sua porção pode ser formada integralmente com a porção central 42. Alternativamente, uma porção de braço 44 pode estar separada da porção central 42. Em uma tal configuração, cada porção de braço 44 pode ser fixada à porção central 42 de qualquer maneira adequada, tal como por soldagem ou com um ou mais fixadores. Cada porção de braço 44 pode definir uma cavidade de braço que pode receber um semieixo correspondente 32. Também é contemplado que as porções de braço 44 possam ser omitidas.
[0014] O motor elétrico 22 pode fornecer torque ao conjunto de diferencial 30 através do veio de rotor 26, da transmissão de contra-eixo 28, e do pinhão de acionamento 24. Além disso, o motor elétrico 22 pode ser conectado eletricamente a uma fonte de energia elétrica 50, tal como uma bateria, um capacitor, ou similares. Um inversor pode conectar eletricamente o motor elétrico 22 e a fonte de energia elétrica 50. O motor elétrico 22 pode ter qualquer configuração adequada. Em pelo menos uma configuração, o motor elétrico 22 pode incluir um estator 52 e um rotor 54.
[0015] O estator 52 pode ser posicionado fixamente em relação ao conjunto de alojamento 20. Por exemplo, o estator 52 pode se estender em torno de um primeiro eixo 60 e não pode girar em torno do primeiro eixo 60. O estator 52 pode incluir bobinagens que podem ser conectadas eletricamente à fonte de energia elétrica 50.
[0016] O rotor 54 pode se estender em torno do primeiro eixo 60 e pode ser recebido no interior do estator 52. O rotor 54 pode ser giratório em torno do primeiro eixo 60 em relação ao estator 52. Por exemplo, o rotor 54 pode estar afastado do estator 52 e pode incluir ímãs ou material ferromagnético que pode facilitar a geração de corrente elétrica. O rotor 54 pode ser conectado operativamente à transmissão de contra-eixo 28 através do veio de rotor 26, conforme será discutido abaixo com mais detalhes.
[0017] O pinhão de acionamento 24 pode ser recebido, pelo menos parcialmente, no conjunto de alojamento 20 . O pinhão de acionamento 24 pode ser conectado seletivamente ao motor elétrico 22. Como tal, o pinhão de acionamento 24 pode ajudar a conectar operativamente o motor elétrico 22 a componentes do conjunto de eixo 10, tais como o conjunto de diferencial 30. O pinhão de acionamento 24 pode se estender ao longo de e pode ser giratório em torno de um primeiro eixo 60. O pinhão de acionamento 24 pode ser conectado indiretamente ao motor elétrico 22 através do veio de rotor 26 e da transmissão de contra-eixo 28. Em pelo menos uma configuração, o pinhão de acionamento 24 pode incluir uma porção de engrenagem 70, uma porção de veio 72, e um furo atravessante 74.
[0018] A porção de engrenagem 70 pode ser disposta em ou perto de uma extremidade do pinhão de acionamento 24. A porção de engrenagem 70 pode ter uma pluralidade de dentes que podem coincidir ou engrenar em dentes correspondentes em uma coroa do conjunto de diferencial 30, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. Como tal, o pinhão de acionamento 24 pode fornecer torque do motor elétrico 22 para a coroa.
[0019] A porção de veio 72 pode se estender ao longo do e pode ser giratória em torno do primeiro eixo 60 com a porção de engrenagem 70. A porção de veio 72 pode ser conectada operativamente à transmissão de contra-eixo 28 e pode se estender a partir da porção de engrenagem 70 em uma direção que pode se estender para longe do motor elétrico 22 e que pode se estender em direção à transmissão de contra-eixo 28. A porção de veio 72 pode ser formada integralmente com a porção de engrenagem 70 ou pode ser fornecida como um componente separado que pode ser acoplado fixamente à porção de engrenagem 70.
[0020] O furo atravessante 74 pode se estender através do pinhão de acionamento 24. O furo atravessante 74 pode ser definido pela porção de engrenagem 70 e pela porção de veio 72 e pode se estender de uma primeira extremidade do pinhão de acionamento 24 para uma segunda extremidade do pinhão de acionamento 24 que pode ser disposta em frente da primeira extremidade. O furo atravessante 74 pode se estender ao longo do primeiro eixo 60. Além disso, o furo atravessante 74 pode ser centrado em torno do primeiro eixo 60.
[0021] O veio de rotor 26 pode conectar operativamente o motor elétrico 22 à transmissão de contra-eixo 28. Por exemplo, o veio de rotor 26 pode se estender a partir do rotor 54 ou pode ser conectado operativamente ao rotor 54 de modo que o rotor 54 e o veio de rotor 26 possam ser giratórios conjuntamente em torno do primeiro eixo 60. O veio de rotor 26 pode ser acoplado fixamente ao rotor 54 em ou próximo de uma primeira extremidade, pode se estender para o ou através do furo atravessante 74 do pinhão de acionamento 24, e pode ser acoplado fixamente à transmissão de contra-eixo 28 em uma segunda extremidade que pode ser disposta em frente da primeira extremidade.
[0022] A transmissão de contra-eixo 28 pode conectar operativamente o motor elétrico 22 ao pinhão de acionamento 24. A transmissão de contra-eixo 28 pode estar espaçada do motor elétrico 22 de modo que o conjunto de diferencial 30 possa ser posicionado ao longo do primeiro eixo 60 entre a transmissão de contra-eixo 28 e o conjunto de diferencial 30. Em pelo menos uma configuração, a transmissão de contra-eixo 28 pode incluir um conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80, um primeiro subconjunto de contra-eixo 82, e um segundo subconjunto de contra-eixo 84.
[0023] O conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 pode incluir uma pluralidade de engrenagens que podem ser acopladas seletivamente ao pinhão de acionamento 24. Na configuração mostrada, o conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 inclui uma primeira engrenagem 92, uma segunda engrenagem 94, e uma terceira engrenagem 96; no entanto, deve ser entendido que possa ser fornecido um número maior ou menor de engrenagens. Um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 pode ser giratório em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24 quando essa engrenagem está acoplada ao pinhão de acionamento 24. Por outro lado, o pinhão de acionamento 24 pode ser giratório em torno do primeiro eixo 60 em relação a um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 que é desacoplado do ou não é acoplado ao pinhão de acionamento 24. Um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 pode ser acoplado seletivamente ao pinhão de acionamento 24 de qualquer maneira adequada, tal como com uma embraiagem, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. Em pelo menos uma configuração, não mais do que uma engrenagem do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 pode ser acoplada ao pinhão de acionamento 24 ao mesmo tempo quando o pinhão de acionamento 24 gira em torno do primeiro eixo 60.
[0024] A primeira engrenagem 92 pode ser disposta próximo de uma extremidade do pinhão de acionamento 24 que está voltada para o motor elétrico 22. Por exemplo, a primeira engrenagem 92 pode ser disposta próximo da extremidade da porção de veio 72 do pinhão de acionamento 24 que está disposto em frente da porção de engrenagem 70 do pinhão de acionamento 24. A primeira engrenagem 92 pode estar voltada em direção à extremidade da porção de veio 72 e pode receber ou não a porção de veio 72. Em pelo menos uma configuração, a primeira engrenagem 92 pode não ter um furo atravessante através do qual a porção de veio 72 se pode estender e pode intersectar o primeiro eixo 60. A primeira engrenagem 92 pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e voltados para o primeiro eixo 60. Os dentes da primeira engrenagem 92 podem entrar em contato com ou podem engrenar em dentes de uma primeira engrenagem de contra-eixo que pode ser fornecida com o primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e com o segundo subconjunto de contra-eixo 84, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. A primeira engrenagem 92 pode ser conectada operativamente ao rotor 54 do motor elétrico 22 de modo que o rotor 54, o veio de rotor 26, e a primeira engrenagem 92 sejam giratórios conjuntamente em torno do primeiro eixo 60. Por exemplo, a primeira engrenagem 92 pode ser acoplada fixamente ao veio de rotor 26 de modo que a primeira engrenagem 92 não gire em torno do primeiro eixo 60 em relação ao veio de rotor 26. Em pelo menos uma configuração, a primeira engrenagem 92 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo 60 de modo que a primeira engrenagem 92 seja posicionada mais longe do motor elétrico 22 e do conjunto de diferencial 30 do que alguns ou todos os outros membros do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80.
[0025] A segunda engrenagem 94 pode receber a porção de veio 72 do pinhão de acionamento 24. Por exemplo, a segunda engrenagem 94 pode ter um furo atravessante através do qual a porção de veio 72 se pode estender. A segunda engrenagem 94 pode se estender em torno do primeiro eixo 60 e a porção de veio 72 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e podem estar voltados para o primeiro eixo 60. Os dentes da segunda engrenagem 94 podem entrar em contato com ou podem engrenar em dentes de uma segunda engrenagem de contra-eixo que pode ser fornecida com o primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e com o segundo subconjunto de contra-eixo 84, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. A segunda engrenagem 94 pode ter um diâmetro diferente da primeira engrenagem 92 e da terceira engrenagem 96. Por exemplo, a segunda engrenagem 94 pode ter um diâmetro maior que a primeira engrenagem 92 e um diâmetro menor que a terceira engrenagem 96. Em pelo menos uma configuração, a segunda engrenagem 94 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo 60 entre a primeira engrenagem 92 e a terceira engrenagem 96.
[0026] A terceira engrenagem 96 pode receber a porção de veio 72 do pinhão de acionamento 24. Por exemplo, a terceira engrenagem 96 pode ter um furo atravessante através do qual a porção de veio 72 se pode estender. A terceira engrenagem 96 pode se estender em torno do primeiro eixo 60 e da porção de veio 72 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e podem estar voltados para o primeiro eixo 60. Os dentes da terceira engrenagem 96 podem entrar em contato com ou podem engrenar em dentes de uma terceira engrenagem de contra-eixo que pode ser fornecida com o primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e com o segundo subconjunto de contra-eixo 84, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. A terceira engrenagem 96 pode ter um diâmetro diferente da primeira engrenagem 92 e da segunda engrenagem 94. Por exemplo, a terceira engrenagem 96 pode ter um diâmetro maior que a primeira engrenagem 92 e que a segunda engrenagem 94. Em pelo menos uma configuração, a terceira engrenagem 96 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo 60 mais perto do motor elétrico 22 e do conjunto de diferencial 30 que a primeira engrenagem 92 e que a segunda engrenagem 94.
[0027] Opcionalmente, um rolamento tal como um rolamento de rolete pode receber a porção de veio 72 e pode suportar rotativamente uma engrenagem correspondente. Por exemplo, um rolamento pode ser recebido entre a segunda engrenagem 94 e a porção de veio 72 e/ou um rolamento entre a terceira engrenagem 96 e a porção de veio 72 para facilitar a rotação do pinhão de acionamento 24 em relação a uma engrenagem quando a engrenagem não está acoplada ao pinhão de acionamento 24.
[0028] O primeiro subconjunto de contra-eixo 82 pode ser recebido, pelo menos parcialmente, no conjunto de alojamento 20. O primeiro subconjunto de contra-eixo 82 pode ser giratório em torno de um primeiro eixo de contra-eixo 100. O primeiro eixo de contra-eixo 100 pode ser disposto paralelo ou substancialmente paralelo ao primeiro eixo 60 em uma ou mais modalidades. O primeiro subconjunto de contra-eixo 82 pode incluir um primeiro contra-eixo 110 e uma pluralidade de engrenagens. Na configuração mostrada, a pluralidade de engrenagens do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 inclui uma primeira engrenagem de contra-eixo 112, uma segunda engrenagem de contra-eixo 114, e uma terceira engrenagem de contra-eixo 116; no entanto, é contemplado que possa ser fornecido um número maior ou menor engrenagens.
[0029] O primeiro contra-eixo 110 pode ser giratório em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100. Por exemplo, o primeiro contra-eixo 110 pode ser suportado giratoriamente no conjunto de alojamento 20 por um ou mais conjuntos de rolamentos de roletes. Como um exemplo, um conjunto de rolamentos de roletes pode estar localizado quase em frente das primeira e segunda extremidades do primeiro contra-eixo 110. O conjunto de rolamentos de roletes pode ter qualquer configuração adequada. Por exemplo, o conjunto de rolamentos de roletes pode incluir uma pluralidade de elementos rolantes que podem ser dispostos entre um anel de rolamento interno e um anel de rolamento externo. O anel de rolamento interno pode ser montado no primeiro contra-eixo 110 e pode se estender em torno do e pode receber o primeiro contra-eixo 110. O anel de rolamento externo pode se estender em torno do anel de rolamento interno e pode ser montado no conjunto de alojamento 20. O primeiro contra-eixo 110 pode suportar a primeira engrenagem de contra-eixo 112, a segunda engrenagem de contra-eixo 114, e a terceira engrenagem de contra-eixo 116.
[0030] A primeira engrenagem de contra-eixo 112 pode ser disposta fixamente no primeiro contra-eixo 110 ou montada fixamente no primeiro contra-eixo 110. Como tal, a primeira engrenagem de contra-eixo 112 pode girar em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 com o primeiro contra-eixo 110. Por exemplo, a primeira engrenagem de contra-eixo 112 pode ter um furo que pode receber o primeiro contra-eixo 110 e pode ser acoplada fixamente ao primeiro contra-eixo 110. A primeira engrenagem de contra-eixo 112 pode se estender em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e voltados para o primeiro eixo de contra-eixo 100. Os dentes da primeira engrenagem de contra-eixo 112 podem entrar em contato com ou podem engrenar nos dentes da primeira engrenagem 92. Em pelo menos uma configuração, a primeira engrenagem de contra-eixo 112 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo de contra-eixo 100 mais longe do motor elétrico 22 e do conjunto de diferencial 30 que a segunda engrenagem de contra-eixo 114 e que a terceira engrenagem de contra-eixo 116 do primeiro subconjunto de contra-eixo 82.
[0031] A segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode ser disposta fixamente no primeiro contra-eixo 110 ou montada fixamente no primeiro contra-eixo 110. Como tal, a segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode girar em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 com o primeiro contra-eixo 110. Por exemplo, a segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode ter um furo que pode receber o primeiro contra-eixo 110 e pode ser acoplada fixamente ao primeiro contra-eixo 110. A segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode se estender em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e voltados para o primeiro eixo de contra-eixo 100. Os dentes da segunda engrenagem de contra-eixo 114 podem entrar em contato com ou podem engrenar nos dentes da segunda engrenagem 94. A segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode ter um diâmetro diferente da primeira engrenagem de contra-eixo 112 e da terceira engrenagem de contra-eixo 116. Em pelo menos uma configuração, a segunda engrenagem de contra-eixo 114 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo de contra-eixo 100 entre a primeira engrenagem de contra-eixo 112 do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e a terceira engrenagem de contra-eixo 116 do primeiro subconjunto de contra-eixo 82.
[0032] A terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode ser disposta fixamente no primeiro contra-eixo 110 ou montada fixamente no primeiro contra-eixo 110. Como tal, a terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode girar em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 com o primeiro contra-eixo 110. Por exemplo, a terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode ter um furo que pode receber o primeiro contra-eixo 110 e pode ser acoplada fixamente ao primeiro contra-eixo 110. A terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode se estender em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e voltados para o primeiro eixo de contra-eixo 100. Os dentes da terceira engrenagem de contra-eixo 116 podem entrar em contato com ou podem engrenar nos dentes da terceira engrenagem 96. A terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode ter um diâmetro diferente da primeira engrenagem de contra-eixo 112 e da segunda engrenagem de contra-eixo 114. Em pelo menos uma configuração, a terceira engrenagem de contra-eixo 116 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo de contra-eixo 100 entre a segunda engrenagem de contra-eixo 114 do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e o motor elétrico 22.
[0033] O segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode ser recebido, pelo menos parcialmente, no conjunto de alojamento 20 e pode ser giratório em torno de um segundo eixo de contra-eixo 100'. O segundo eixo de contra-eixo 100' pode ser disposto paralelo ou substancialmente paralelo ao primeiro eixo de contra-eixo 100 em uma ou mais modalidades. O segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode estar afastado do conjunto de diferencial 30 de modo que o conjunto de diferencial 30 possa ser posicionado ao longo do primeiro eixo 60 entre o segundo subconjunto de contra-eixo 84 e o motor elétrico 22. O segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode ser disposto geralmente em um lado oposto do primeiro eixo 60 do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 ou pode ser disposto diretamente em frente do primeiro subconjunto de contra-eixo 82. Além disso, o segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode ter substancialmente a mesma configuração que o primeiro subconjunto de contra-eixo 82 . Por exemplo, o segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode incluir um segundo contra-eixo 110' que pode ser análogo ao ou pode ter a mesma estrutura que o primeiro contra-eixo 110. Além disso, o segundo subconjunto de contra-eixo 84 pode incluir uma pluralidade de engrenagens. Na configuração mostrada, a pluralidade de engrenagens do segundo subconjunto de contra-eixo 84 inclui uma primeira engrenagem de contra-eixo 112', uma segunda engrenagem de contra-eixo 114', e uma terceira engrenagem de contra-eixo 116'; no entanto, é contemplado que possa ser fornecido um número maior ou menor de engrenagens. A primeira engrenagem de contra-eixo 112', uma segunda engrenagem de contra-eixo 114', e uma terceira engrenagem de contra-eixo 116' do segundo subconjunto de contra-eixo 84 podem ser análogas à ou ter a mesma estrutura que a primeira engrenagem de contra-eixo 112, que uma segunda engrenagem de contra-eixo 114, e que uma terceira engrenagem de contra-eixo 116, respetivamente, do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e podem ser dispostas ao longo do segundo eixo de contra-eixo 100' em vez de ao longo do primeiro eixo de contra-eixo 100 e podem ser fixadas no segundo contra-eixo 110' em vez de no primeiro contra-eixo 110.
[0034] A primeira engrenagem 92 e as primeiras engrenagens de contra-eixo 112, 112' podem fornecer uma relação de engrenagem diferente da segunda engrenagem 94 e das segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114' e podem fornecer uma relação de engrenagem diferente da terceira engrenagem 96 e das terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116'. Como um exemplo não limitativo, a primeira engrenagem 92 e as primeiras engrenagens de contra-eixo 112, 112' podem fornecer uma relação de engrenagem superior a 2:1, a segunda engrenagem 94 e as segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114' podem fornecer uma relação de engrenagem de 1:1 a 2:1, e a terceira engrenagem 96 e as terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116' podem fornecer uma relação de engrenagem de 1:1 ou menos. Por exemplo, as primeiras engrenagens de contra-eixo 112, 112' podem ter um diâmetro maior que a primeira engrenagem 92, que as segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114', e que as terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116'. As segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114' podem ter um diâmetro maior que a segunda engrenagem 94 e que as terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116'. A terceira engrenagem 96 pode o mesmo diâmetro que as terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116'.
[0035] Também é contemplado que possam ser fornecidas outras configurações de engrenagem. Como um exemplo, a primeira engrenagem 92 pode ter um diâmetro maior que a segunda engrenagem 94 e que a terceira engrenagem 9 6. Como outro exemplo, em emparelhamentos engrenagens ou engrenagens podem ser dispostos em sequências diferentes ao longo de seus eixos respetivos. Como outro exemplo, múltiplos emparelhamentos de engrenagem de engrenamento podem fornecer relações de engrenagem "overdrive" inferiores a 1:1. Como outro exemplo, múltiplos emparelhamentos de engrenagem de engrenamento podem fornecer relações de engrenagem superiores a 1:1. Como tal, podem ser fornecidas relações de engrenagem que são superiores a 1:1, inferiores a 1:1, iguais (ou seja, 1:1), ou suas combinações.
[0036] Os dentes das engrenagens de transmissão de contra-eixo podem ser de qualquer tipo adequado. Como um exemplo não limitativo, os dentes de engrenamento dos membros do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 e as engrenagens do primeiro subconjunto de contra-eixo 82 e do segundo subconjunto de contra-eixo 84 podem ter uma configuração helicoidal.
[0037] O conjunto de diferencial 30 pode ser recebido, pelo menos parcialmente, na porção central 42 do conjunto de alojamento 20. O conjunto de diferencial 30 pode transmitir torque aos conjuntos de roda de tração de veículo e permitir que os conjuntos de roda de tração girem a velocidades diferentes. Por exemplo, o conjunto de diferencial 30 pode ser conectado operativamente aos semieixos 32 e pode permitir que os semieixos 32 girem a velocidades de rotação diferentes em torno de um segundo eixo 120. O segundo eixo 120 pode ser disposto perpendicular ou substancialmente perpendicular ao primeiro eixo 60. Alem disso, o motor elétrico 22 pode ser posicionado em um lado oposto do conjunto de diferencial 30, do segundo eixo 120, ou de ambos a partir do pinhão de acionamento 24, da transmissão de contra-eixo 28, ou de ambos. Em pelo menos uma configuração, o conjunto de diferencial 30 pode incluir uma caixa de diferencial 130, uma coroa 132, uma primeira embraiagem de diferencial 134, uma segunda embraiagem de diferencial 136, e pelo menos uma engrenagem de pinhão 138.
[0038] A caixa de diferencial 130 pode ser configurada para receber componentes do conjunto de diferencial 30. Além disso, a caixa de diferencial 130 pode ser giratória em torno do segundo eixo 120. Por exemplo, a caixa de diferencial 130 pode ser suportada giratoriamente por um par de conjuntos de rolamentos de roletes, que por sua vez podem ser montados em uma porção do conjunto de alojamento 20, tal como um portador de diferencial. A caixa de diferencial 130 pode definir, pelo menos parcialmente, uma cavidade que pode receber, pelo menos parcialmente, a primeira embraiagem de diferencial 134, a segunda engrenagem de diferencial 136, e engrenagens de pinhão 138.
[0039] A coroa 132 pode ser disposta fixamente na caixa de diferencial 130 ou montada fixamente na caixa de diferencial 130. Como tal, a coroa 132 pode girar em torno do segundo eixo 120 com a caixa de diferencial 130. A coroa 132 pode se estender em torno do segundo eixo 120 e pode ter uma pluralidade de dentes que podem ser dispostos em torno do e voltados para o segundo eixo 120. Os dentes da coroa 132 podem entrar em contato com e coincidir ou engrenar em dentes da porção de engrenagem 70 do pinhão de acionamento 24. Como tal, pode ser transmitido torque entre a transmissão de contra-eixo 28 e o conjunto de diferencial 30 através dos dentes de engrenamento do pinhão de acionamento 24 e da coroa 132.
[0040] A primeira embraiagem de diferencial 134 pode ser disposta na caixa de diferencial 130. Além disso, a primeira embraiagem de diferencial 134 pode ser acoplada a um semieixo 32 de modo que o semieixo 32 e a primeira embraiagem de diferencial 134 sejam giratórios conjuntamente em torno do segundo eixo 120. A primeira embraiagem de diferencial 134 pode ser acoplada ao semieixo 32 de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a primeira embraiagem de diferencial 134 pode ter um furo que pode receber o semieixo 32 e o semieixo 32 e primeira engrenagem de diferencial 134 pode ser acoplada com estrias coincidentes, por meio de solda, fixador ou similares. A primeira embraiagem de diferencial 134 também pode ter uma porção de engrenagem que pode ter um conjunto de dentes que podem ser dispostos em torno do segundo eixo 120 e que podem coincidir ou engrenar em dentes em uma ou mais engrenagens de pinhão 138.
[0041] A segunda embraiagem de diferencial 136 pode ser disposta na caixa de diferencial 130. A segunda embraiagem de diferencial 136 pode estar afastada da primeira embraiagem de diferencial 134 e pode ter uma configuração idêntica ou similar à da primeira embraiagem de diferencial 134. Como tal, a segunda embraiagem de diferencial 136 pode ser acoplada a outro semieixo 32 de qualquer maneira adequada de modo que o semieixo 32 e a segunda embraiagem de diferencial 136 sejam giratórios conjuntamente em torno do segundo eixo 120. A segunda embraiagem de diferencial 136 também pode ter uma porção de engrenagem que pode ter um conjunto de dentes que pode ser disposto em torno do segundo eixo 120 e que podem coincidir ou engrenar em dentes em uma ou mais engrenagens de pinhão 138 .
[0042] Pelo menos uma engrenagem de pinhão 138 pode ser recebida na caixa de diferencial 130. Uma engrenagem de pinhão 138 pode incluir um conjunto de dentes que podem coincidir ou engrenar em dentes na primeira embraiagem de diferencial 134 e em dentes na segunda embraiagem de diferencial 136. Além disso, uma engrenagem de pinhão 138 pode ser giratória em relação à caixa de diferencial 130 ou montada rotativamente na caixa de diferencial 130. Por exemplo, uma engrenagem de pinhão 138 pode receber e pode ser giratória em torno de um veio ou satélite que pode se estender a partir da ou pode ser montado na caixa de diferencial 130 de modo que o veio ou satélite seja giratório em torno do segundo eixo 120 com a caixa de diferencial 130.
[0043] Os semieixos 32 podem transmitir torque do conjunto de diferencial 30 para conjuntos de roda de tração correspondentes. Por exemplo, podem ser fornecidos dois semieixos 32 de modo que cada semieixo 32 se estenda para ou através de uma porção de braço diferente 44 do conjunto de alojamento 20. Os semieixos 32 podem se estender ao longo do e podem ser giratórios em torno do segundo eixo 120. Cada semieixo 32 pode ter uma primeira extremidade e uma segunda extremidade. A primeira extremidade pode ser conectada operativamente ao conjunto de diferencial 30. A segunda extremidade pode ser disposta em frente da primeira extremidade e pode ser conectada operativamente a um conjunto de extremidade de roda correspondente que pode ter um cunho de roda que pode suportar a roda 14. Opcionalmente, pode ser fornecida redução de engrenagem entre um semieixo 32 e a roda 14, tal como com uma unidade de redução de engrenagem 140 tendo qualquer configuração adequada. Por exemplo, a unidade de redução de engrenagem 140 pode ser configurada com engrenagens cônicas ou com um conjunto de engrenagem planetária de uma maneira conhecida dos peritos na técnica.
[0044] O sistema de controle 34 pode controlar a operação do conjunto de eixo 10. O sistema de controle 34 pode incluir um ou mais controladores eletrônicos, tais como um controlador baseado em microprocessador, que podem monitorar e/ou controlar a operação de vários componentes do conjunto de eixo 10, tal como o motor elétrico 22 e a fonte de energia elétrica 50. Além disso, o sistema de controle 34 pode controlar o acoplamento e desacoplamento das engrenagens do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 ao e do o pinhão de acionamento 24. Por exemplo, o sistema de controle 34 pode controlar a operação de uma ou mais embraiagens que podem acoplar/desacoplar pelo menos um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 ao/do pinhão de acionamento 24.
[0045] Uma embraiagem pode ter qualquer configuração adequada. A embraiagem pode ser configurada como uma embraiagem de disco que pode incluir discos de fricção que podem ser seletivamente engatados para acoplar uma engrenagem a um veio correspondente. Alternativamente, a embraiagem pode ser configurada como um engate dentado ou como um colar de embraiagem que pode receber, girar com, e deslizar ao longo de um veio correspondente para acoplar e desacoplar seletivamente um ou mais membros do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 ao pinhão de acionamento 24. Por exemplo, uma embraiagem que é configurada como um engate dentado ou como um colar de embraiagem pode ter um furo atravessante que pode receber a porção de veio 72 do pinhão de acionamento 24 e pode girar em torno do primeiro eixo 60 com a porção de veio 72. Por exemplo, a porção de embraiagem e de veio 72 pode ter estrias coincidentes que inibem a rotação de uma embraiagem em relação à porção de veio 72 ao mesmo tempo que permitem que a embraiagem deslize em uma direção axial ao longo do primeiro eixo 60 em relação à porção de veio 72 para engatar ou desengatar um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80. Uma tal embraiagem pode ter um dente ou dentes que podem ser configurados para coincidir seletivamente ou engrenar em dentes correspondentes em um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 para acoplar a engrenagem à porção de veio 72 de modo que a engrenagem gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. O dente ou dentes da embraiagem podem ser configurados como uma embraiagem de face que pode ser disposta ao longo de uma face lateral da embraiagem ou podem ser configurados como uma estria e podem ser recebidos no interior de um furo de um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80. Serão descritas abaixo principalmente embraiagens tendo uma configuração de engate dentado ou de colar de embraiagem; no entanto, deve ser entendido que uma embraiagem pode ter uma configuração diferente e pode não ser configurada como um engate dentado ou como um colar de embraiagem, que pode ser fornecido um número diferente de embraiagens, e que as embraiagens podem estar associadas a um único membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 em vez de a múltiplas engrenagens de pinhão de acionamento ou vice-versa.
[0046] Em pelo menos uma configuração, pode ser fornecida uma primeira embraiagem 150 e uma segunda embraiagem 152. A primeira embraiagem 150 pode ser posicionada axialmente ao longo do primeiro eixo 60 entre a primeira engrenagem 92 e a segunda engrenagem 94 enquanto a segunda embraiagem 152 pode ser posicionada axialmente entre a segunda engrenagem 94 e a terceira engrenagem 96. A primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152 podem ser configuradas para acoplar seletivamente uma única engrenagem ou múltiplas engrenagens ao pinhão de acionamento 24, conforme será discutido abaixo com mais detalhes. É contemplado que um único atuador possa ser fornecido para atuar múltiplas embraiagens, tal como a primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152 ou que atuadores diferentes possam atuar embraiagens diferentes.
[0047] A primeira embraiagem 150 pode ser conectada operativamente a um primeiro atuador 160 que pode ser configurado para deslocar a primeira embraiagem 150 ao longo do primeiro eixo 60. Por exemplo, um engate 162, tal como um garfo de câmbio, pode conectar operativamente a primeira embraiagem 150 ao primeiro atuador 160. O primeiro atuador 160 pode ser de qualquer tipo adequado. Por exemplo, o primeiro atuador 160 pode ser um atuador elétrico, eletromecânico, pneumático ou hidráulico. Em pelo menos uma configuração, tal como quando a primeira embraiagem 150 é um colar de embraiagem ou um engate dentado, o primeiro atuador 160 pode deslocar a primeira embraiagem 150 ao longo do primeiro eixo 60 e pode executar um câmbio quando a velocidade de rotação da primeira embraiagem 150 e de um membro correspondente do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 estão suficientemente sincronizadas para completar um câmbio de modo que os dentes da primeira embraiagem 150 possam engrenar em dentes em uma engrenagem de pinhão de acionamento ou de modo que os dentes da primeira embraiagem 150 possam desengatar de dentes em uma engrenagem de pinhão de acionamento. O sistema de controle 34 pode monitorar e/ou controlar a operação do primeiro atuador 160.
[0048] A segunda embraiagem 152 pode ser conectada operativamente a um segundo atuador 170 que pode ser configurado para deslocar a segunda embraiagem 152 ao longo do primeiro eixo 60. Também é contemplado que possa ser fornecido um único atuador para atuar múltiplas embraiagens, tais como a primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152. Por exemplo, um engate 172, tal como um garfo de câmbio, pode conectar operativamente a segunda embraiagem 152 ao segundo atuador 170. O segundo atuador 170 pode ser de qualquer tipo adequado. Por exemplo, o segundo atuador 170 pode ser um atuador elétrico, eletromecânico, pneumático ou hidráulico. Em pelo menos uma configuração, tal como quando a segunda embraiagem 152 é um colar de embraiagem ou um engate dentado, o segundo atuador 170 pode deslocar a segunda embraiagem 152 ao longo do primeiro eixo 60 e pode executar um câmbio quando a velocidade de rotação da segunda embraiagem 152 e de um membro correspondente do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 estão suficientemente sincronizadas para completar um câmbio de modo que os dentes da segunda embraiagem 152 possam engrenar em dentes em uma engrenagem de pinhão de acionamento ou de modo que os dentes da segunda engrenagem de embraiagem 152 possam se desengatar de dentes em uma engrenagem de pinhão de acionamento. O sistema de controle 34 pode monitorar e/ou controlar a operação do segundo atuador 170.
[0049] Uma sincronização suficiente para permitir o câmbio ou a deslocação de uma embraiagem, tal como a primeira embraiagem 150 ou a segunda embraiagem 152, pode ser conseguida usando um sincronizador de engrenagem, controlando a velocidade de rotação do rotor 54, ou suas combinações. Tais ações ou componentes de controle de sincronização podem ser omitidos com diferentes configurações de embraiagem, tal como uma embraiagem que é uma embraiagem de disco.
[0050] Fazendo referência às figuras 1 a 4, são mostrados exemplos de posições de embraiagem diferentes. O sistema de controle 34 pode atuar a primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152 para uma posição desejada com base num input de operador ou em uma rotina de controle de câmbio automatizado. O primeiro contra-eixo 110, o segundo contra-eixo 110' e engrenagens de transmissão de contra-eixo que estão acopladas ao primeiro contra-eixo 110 e ao segundo contra-eixo 110' podem girar em torno de seus contra-eixos respetivos quando a primeira engrenagem 92 gira em torno do primeiro eixo 60 nas posições de embraiagem descritas abaixo.
[0051] Fazendo referência à figura 1, a primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152 são mostradas em posições neutras. A primeira embraiagem 150 não pode acoplar a engrenagem do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 ao pinhão de acionamento 24 quando a primeira embraiagem 150 está na posição neutra. Por exemplo, a primeira embraiagem 150 não pode acoplar a primeira engrenagem 92 ou a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 quando a primeira embraiagem 150 está na posição neutra. Do mesmo modo, a segunda embraiagem 152 não pode acoplar a engrenagem do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 ao pinhão de acionamento 24 quando a segunda embraiagem 152 está na posição neutra. Por exemplo, a segunda embraiagem 152 não pode acoplar a segunda engrenagem 94 ou a terceira engrenagem 96 ao pinhão de acionamento 24 quando a segunda embraiagem 152 está na posição neutra. O pinhão de acionamento 24 pode ser livre de girar em torno do primeiro eixo 60 em relação a pelo menos um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 quando uma embraiagem está na posição neutra e pode ser livre de girar em torno do primeiro eixo 60 em relação a todos os membros do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 quando todas as embraiagens estão em suas posições neutras respetivas. Assim, não é transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 quando a primeira embraiagem 150 e a segunda embraiagem 152 estão em suas posições neutras respetivas.
[0052] Como uma visão global das configurações mostradas nas figuras 2 a 4, pode ser transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 quando um membro do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 é acoplado ao pinhão de acionamento 24 por uma embraiagem correspondente e os outros membros do conjunto de engrenagens de pinhão de acionamento 80 são desacoplados do pinhão de acionamento 24 de modo que o pinhão de acionamento 24 seja livre de girar em torno do primeiro eixo 60 em relação a uma engrenagem de pinhão de acionamento desacoplada. As linhas tipo seta direitas nas figuras 2 a 4 que não são mostradas na figura 1 representam o caminho de transmissão de torque do motor elétrico 22 para o pinhão de acionamento 24 e, portanto, para o conjunto de diferencial 30; no entanto, deve ser entendido que o caminho de transmissão de torque pode ser revertido em cada uma destas figuras e pode ser transmitido torque do conjunto de diferencial 30 para o pinhão de acionamento 24 e depois para o motor elétrico 22 através da transmissão de contra-eixo 28 e do veio de rotor 26.
[0053] Fazendo referência à figura 2, a primeira embraiagem 150 é mostrada na primeira posição e a segunda embraiagem 152 é mostrada na posição neutra. A primeira embraiagem 150 pode ser deslocada para a primeira posição pelo primeiro atuador 160. Na primeira posição, a primeira embraiagem 150 pode acoplar a primeira engrenagem 92 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a primeira engrenagem 92 gire em torno do primeiro eixo 6 0 com o pinhão de acionamento 24. Assim, o rotor 54, o veio de rotor 26, a primeira engrenagem 92, e o pinhão de acionamento 24 são giratórios conjuntamente em torno do primeiro eixo 60. A segunda engrenagem 94 e a terceira engrenagem 96 não são acopladas ao pinhão de acionamento 24 por uma embraiagem. Por conseguinte, a rotação da primeira engrenagem 92 pode fazer com que o primeiro contra-eixo 110 e o segundo contra-eixo 110' girem em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e do segundo eixo de contra-eixo 100', respetivamente, mas não pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através da segunda engrenagem 94 ou da terceira engrenagem 96 uma vez que estas engrenagens estão desacopladas do pinhão de acionamento 24. Assim, pode ser transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 através da primeira engrenagem 92 quando a primeira embraiagem 150 acopla a primeira engrenagem 92 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a primeira engrenagem 92 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. É fornecida uma primeira relação de engrenagem quando a primeira engrenagem 92 é acoplada ao pinhão de acionamento 24.
[0054] Fazendo referência às figuras 3A e 3B, são mostrados dois exemplos diferentes que ilustram a transmissão de torque através da segunda engrenagem 94. Nas figuras 3A e 3B, é fornecida uma segunda relação de engrenagem quando a segunda engrenagem 94 é acoplada ao pinhão de acionamento 24. A segunda relação de engrenagem pode diferir da primeira relação de engrenagem.
[0055] Na figura 3A, a primeira embraiagem 150 é mostrada na segunda posição e a segunda embraiagem 152 é mostrada na posição neutra. A primeira embraiagem 150 pode ser deslocada para a segunda posição pelo primeiro atuador 160. Na segunda posição, a primeira embraiagem 150 acopla a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a segunda engrenagem 94 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. Por conseguinte, a rotação da primeira engrenagem 92 pode fazer com que o primeiro contra-eixo 110 e o segundo contra-eixo 110' girem em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e do segundo eixo de contra-eixo 100', respetivamente, e pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através das segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114', da primeira embraiagem 150, e da segunda engrenagem 94. A primeira engrenagem 92 e a terceira engrenagem 96 não são acopladas ao pinhão de acionamento 24 através da primeira embraiagem 150 ou da segunda embraiagem 152. Assim, não pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através da primeira engrenagem 92 e da terceira engrenagem 96 uma vez que estas engrenagens estão desacopladas do pinhão de acionamento 24. Portanto, é transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 através da segunda engrenagem 94 quando a primeira embraiagem 150 não acopla a primeira engrenagem 92 ao pinhão de acionamento 24 e a primeira embraiagem 150 acopla a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a segunda engrenagem 94 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24.
[0056] Na figura 3B, a segunda embraiagem 152 é mostrada na primeira posição e a primeira embraiagem 150 é mostrada na posição neutra. A segunda embraiagem 152 pode ser deslocada para a primeira posição pelo segundo atuador 170. Na primeira posição, a segunda embraiagem 152 acopla a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a segunda engrenagem 94 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. Por conseguinte, a rotação da primeira engrenagem 92 pode fazer com que o primeiro contra-eixo 110 e o segundo contra-eixo 110' girem em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e do segundo eixo de contra-eixo 100', respetivamente, e pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através das segundas engrenagens de contra-eixo 114, 114', da segunda embraiagem 152, e da segunda engrenagem 94. A primeira engrenagem 92 e a terceira engrenagem 96 não estão acopladas ao pinhão de acionamento 24 através da primeira embraiagem 150 ou da segunda embraiagem 152. Assim, não pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através da primeira engrenagem 92 e da terceira engrenagem 96 uma vez que estas engrenagens estão desacopladas do pinhão de acionamento 24. Portanto, é transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 através da segunda engrenagem 94 quando a primeira embraiagem 150 não acopla a primeira engrenagem 92 ao pinhão de acionamento 24 e a segunda embraiagem 152 acopla a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a segunda engrenagem 94 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24.
[0057] Na figura 4, a segunda embraiagem 152 é mostrada na segunda posição e a primeira embraiagem 150 é mostrada na posição neutra. A segunda embraiagem 152 pode ser deslocada para a segunda posição pelo segundo atuador 170. Na segunda posição, a segunda embraiagem 152 acopla a terceira engrenagem 96 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a terceira engrenagem 96 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. Por conseguinte, a rotação da primeira engrenagem 92 pode fazer com que o primeiro contra-eixo 110 e o segundo contra-eixo 110' girem em torno do primeiro eixo de contra-eixo 100 e do segundo eixo de contra-eixo 100', respetivamente, e pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através das terceiras engrenagens de contra-eixo 116, 116', da segunda embraiagem 152, e da terceira engrenagem 96. A primeira engrenagem 92 e a segunda engrenagem 94 não são acopladas ao pinhão de acionamento 24 através da primeira embraiagem 150 ou da segunda embraiagem 152. Assim, não pode ser transmitido torque ao ou do pinhão de acionamento 24 através da primeira engrenagem 92 e da segunda engrenagem 94 uma vez que estas engrenagens estão desacopladas do pinhão de acionamento 24. Portanto, é transmitido torque entre o motor elétrico 22 e o pinhão de acionamento 24 através da terceira engrenagem 96 quando a primeira embraiagem 150 não acopla a primeira engrenagem 92 ou a segunda engrenagem 94 ao pinhão de acionamento 24 e a segunda embraiagem 152 acopla a terceira engrenagem 96 ao pinhão de acionamento 24 de modo que a terceira engrenagem 96 gire em torno do primeiro eixo 60 com o pinhão de acionamento 24. É fornecida uma terceira relação de engrenagem quando a terceira engrenagem 96 é acoplada ao pinhão de acionamento 24. A terceira relação de engrenagem pode diferir da primeira relação de engrenagem e da segunda relação de engrenagem.
[0058] As configurações de conjunto de eixo acima discutidas podem fornecer uma configuração de conjunto de eixo em que o motor elétrico e a transmissão de contra-eixo são dispostos em lados opostos de um conjunto de diferencial e de uma porção central de alojamento de eixo. Uma tal configuração pode ajudar a separar termicamente o motor elétrico e o calor gerado pelos rolamentos de rolete de rotor de giro rápido (que podem girar a velocidades superiores a 50.000 rpm) de outros componentes do conjunto de eixo, tais como a transmissão de contra-eixo e o lubrificante do conjunto de eixo. Esta separação térmica pode melhorar o gerenciamento térmico do conjunto de eixo e pode reduzir o aquecimento de lubrificante, o que pode melhorar a vida do lubrificante. Além disso, um tal arranjo pode fornecer melhor distribuição de peso localizando o centro de massa do conjunto de eixo mais perto dos semieixos em comparação com uma configuração na qual o motor elétrico e a transmissão de contra-eixo se estendem do mesmo lado do conjunto de alojamento. Em consequência, o "destaque" ou distância a que estende o conjunto de alojamento dos semieixos pode ser reduzido e a integridade estrutural do alojamento pode ser melhorada em comparação com uma configuração na qual o motor elétrico e a transmissão de contra-eixo se estendem do mesmo lado do conjunto de alojamento. O conjunto de eixo pode fornecer múltiplas relações de engrenagem com um único conjunto de engrenagens de contra-eixo, o que pode fornecer redução de engrenagem com menos engrenagens em comparação com um arranjo de contra-eixo duplo tendo dois conjuntos de engrenagens de contra-eixo dispostos em contra-eixos separados, o que pode reduzir custos e peso e pode ajudar a reduzir o tamanho do conjunto de eixo. As configurações acima descritas também podem permitir que seja fornecida uma transmissão modular de contra-eixo com múltiplas engrenagens montadas em um contra-eixo correspondente sem rolamentos independentes para engrenagens associadas.
[0059] Embora sejam descritas acima modalidades exemplares, não se pretende que essas modalidades descrevam todas as formas possíveis da invenção. Pelo contrário, as palavras usadas na descrição são palavras de descrição e não de limitação, e entende-se que podem ser feitas várias alterações sem se sair do espírito e escopo da invenção. Além disso, os aspetos característicos de várias modalidades de implementação podem ser combinados com outras modalidades da invenção.

Claims (20)

  1. Conjunto de eixo caracterizado por compreender:
    um motor elétrico tendo um rotor que é giratório em torno de um primeiro eixo;
    um pinhão de acionamento que é giratório em torno do primeiro eixo;
    um veio de rotor que se estende através do pinhão de acionamento e é conectado operativamente ao rotor; e
    uma transmissão de contra-eixo que conecta operativamente o veio de rotor ao pinhão de acionamento, a transmissão de contra-eixo tendo um primeiro subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um primeiro eixo de contra-eixo e um segundo subconjunto de contra-eixo que é giratório em torno de um segundo eixo de contra-eixo.
  2. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um conjunto de diferencial que é giratório em torno de um segundo eixo, em que o conjunto de diferencial é conectado operativamente ao pinhão de acionamento.
  3. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o conjunto de diferencial ser posicionado entre o motor elétrico e a transmissão de contra-eixo de modo que o motor elétrico e a transmissão de contra-eixo sejam posicionados em lados opostos do segundo eixo.
  4. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o veio de rotor ser conectado operativamente a uma primeira engrenagem da transmissão de contra-eixo.
  5. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o pinhão de acionamento ter uma porção de engrenagem e uma porção de veio que se estendem da porção de engrenagem, em que a primeira engrenagem é disposta ao longo do primeiro eixo e está voltada em direção a uma extremidade da porção de veio que está disposta em frente da porção de engrenagem.
  6. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender ainda uma primeira embraiagem que acopla seletivamente a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento, em que é transmitido torque entre o motor elétrico e o pinhão de acionamento através da primeira engrenagem quando a primeira embraiagem acopla a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento de modo que a primeira engrenagem gire em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento.
  7. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o primeiro subconjunto de contra-eixo incluir um primeiro contra-eixo e uma primeira engrenagem de contra-eixo que são giratórios em torno do primeiro eixo de contra-eixo, o segundo subconjunto de contra-eixo incluir um segundo contra-eixo e uma primeira engrenagem de contra-eixo que são giratórios em torno do segundo eixo de contra-eixo, e a primeira engrenagem engrenar na primeira engrenagem de contra-eixo do primeiro subconjunto de contra-eixo e na primeira engrenagem de contra-eixo do segundo subconjunto de contra-eixo.
  8. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender ainda uma segunda engrenagem através da qual se estendem o pinhão de acionamento e o veio de rotor, em que a segunda engrenagem é acoplável seletivamente ao pinhão de acionamento.
  9. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a segunda engrenagem ser posicionada ao longo do primeiro eixo entre a primeira engrenagem e o motor elétrico.
  10. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o primeiro subconjunto de contra-eixo incluir uma segunda engrenagem de contra-eixo que é giratória em torno do primeiro eixo de contra-eixo, o segundo subconjunto de contra-eixo incluir uma segunda engrenagem de contra-eixo que é giratória em torno do segundo eixo de contra-eixo, e a segunda engrenagem engrenar na segunda engrenagem de contra-eixo do primeiro subconjunto de contra-eixo e na segunda engrenagem de contra-eixo do segundo subconjunto de contra-eixo.
  11. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda uma primeira embraiagem que acopla seletivamente a segunda engrenagem ao pinhão de acionamento, em que é transmitido torque entre o motor elétrico e o pinhão de acionamento através da segunda engrenagem quando a primeira embraiagem não acopla a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento e a primeira embraiagem acopla a segunda engrenagem ao pinhão de acionamento de modo que a segunda engrenagem gire em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento.
  12. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender ainda uma primeira embraiagem que acopla seletivamente a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento, e uma segunda embraiagem que acopla seletivamente a segunda engrenagem ao pinhão de acionamento, em que é transmitido torque entre o motor elétrico e o pinhão de acionamento através da segunda engrenagem quando a primeira embraiagem não acopla a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento e a segunda embraiagem acopla a segunda engrenagem ao pinhão de acionamento de modo que a segunda engrenagem gire em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento.
  13. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda uma terceira engrenagem através da qual se estendem o pinhão de acionamento e o veio de rotor, em que a terceira engrenagem é acoplável seletivamente ao pinhão de acionamento.
  14. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a terceira engrenagem ser posicionada mais perto do motor elétrico que a segunda engrenagem e a segunda engrenagem ser posicionada ao longo do primeiro eixo entre a primeira engrenagem e a terceira engrenagem.
  15. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o primeiro subconjunto de contra-eixo incluir uma terceira engrenagem de contra-eixo que é giratória em torno do primeiro eixo de contra-eixo, o segundo subconjunto de contra-eixo incluir uma terceira engrenagem de contra-eixo que é giratório em torno do segundo eixo de contra-eixo, e a terceira engrenagem engrenar na terceira engrenagem de contra-eixo do primeiro subconjunto de contra-eixo e na terceira engrenagem de contra-eixo do segundo subconjunto de contra-eixo.
  16. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por ser fornecida uma primeira relação de engrenagem quando a primeira engrenagem é acoplada ao pinhão de acionamento, ser fornecida uma segunda relação de engrenagem quando a segunda engrenagem é acoplada ao pinhão de acionamento, e ser fornecida uma terceira relação de engrenagem quando a terceira engrenagem é acoplada ao pinhão de acionamento, em que a primeira relação de engrenagem difere da segunda relação de engrenagem e da terceira relação de engrenagem, e a segunda relação de engrenagem difere da terceira relação de engrenagem.
  17. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por compreender ainda uma primeira embraiagem que acopla seletivamente a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento, e uma segunda embraiagem que acopla seletivamente a terceira engrenagem ao pinhão de acionamento, em que é transmitido torque entre o motor elétrico e o pinhão de acionamento através da terceira engrenagem quando a primeira embraiagem não acopla a primeira engrenagem ao pinhão de acionamento e a segunda embraiagem acopla a terceira engrenagem ao pinhão de acionamento de modo que a terceira engrenagem gire em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento.
  18. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por não ser transmitido torque entre o motor elétrico e o pinhão de acionamento quando a primeira embraiagem está em uma posição neutra na qual a primeira engrenagem é giratória em torno do primeiro eixo em relação ao pinhão de acionamento e a segunda embraiagem está em uma posição neutra na qual a segunda engrenagem e a terceira engrenagem são giratórias em torno do primeiro eixo em relação ao pinhão de acionamento.
  19. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por a primeira embraiagem ser posicionada axialmente entre a primeira engrenagem e a segunda engrenagem e a segunda embraiagem ser posicionada axialmente entre a segunda engrenagem e a terceira engrenagem, em que a primeira embraiagem recebe o pinhão de acionamento e é giratória em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento e a segunda embraiagem recebe o pinhão de acionamento e é giratória em torno do primeiro eixo com o pinhão de acionamento.
  20. Conjunto de eixo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por um primeiro atuador atuar a primeira embraiagem ao longo do primeiro eixo e um segundo atuador atuar a segunda embraiagem ao longo do primeiro eixo.
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