CN102341261B - 具有主动干式分离系统的全轮驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将扭矩传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系，包括适于将扭矩传递至第一组车轮的第一传动系统和第一动力分离装置。第二传动系统适于将扭矩传递至第二组车轮并且包括第二动力分离装置。准双曲面齿轮组设置在第一传动系统和第二传动系统中的一个内、位于第一动力分离装置与第二动力分离装置之间的动力路径中。当第一动力分离装置和第二动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，准双曲面齿轮组被选择性地分离从而不由第一传动系统和第二传动系统驱动。第一动力分离装置和第二动力分离装置中的至少一个包括主动干式摩擦离合器。

Description

具有主动干式分离系统的全轮驱动装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年3月9日提交的美国临时申请N0.61/158,504的权益。上述申请的全部公开内容通过参引的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种用于机动车辆的传动系统，所述传动系统具有使准双曲面齿圈分离从而不以传动系统速度转动的系统。特别地，诸如动力输出单元或分动箱之类的动力传递装置包括用于使从动力源到副传动系统的扭矩传递停止的联接器，而另一分离器选择性地中断从车轮至位于副传动系统上的准双曲面齿圈的动力流。

背景技术

通常的动力输出单元传递来自变速驱动桥的动力，变速驱动桥接收来自车辆动力源的扭矩。动力输出单元通过通常包括准双曲面十字轴(cross-axis)齿轮组的齿轮装置将动力传递至传动轴。可以在动力输出单元内设置其他齿轮装置例如平行轴齿轮以提供额外的扭矩降低。

传统上将动力输出单元连接至变速驱动桥输出差速器。因此，动力输出单元的部件中的至少一些以变速驱动桥差速器输出速度转动。因准双曲面齿轮搅动经过润滑流体而发生动力损失。当动力输出单元的部件转动时，还会产生由于轴承预紧度以及齿轮啮合状态所引起的效率损失。

当其他传动系统部件转动时产生类似的能量损失。例如，很多后从动桥包括具有至少部分浸没在润滑流体中的齿圈的准双曲面齿轮组。在至少一些全时全轮驱动构造中，后驱动桥准双曲面齿轮组在所有操作模式期间持续转动并传输一定水平的扭矩。在其他应用中，每当车辆运动时，后桥准双曲面齿轮组虽然仍然转动但不传递扭矩。在其他构造中，分动箱将动力选择性地传递至配备有前驱动桥准双曲面齿轮组的前驱动桥。与特定构造无关，搅动损失和寄生损失将本可能传递至车轮的能量转换为无法由车辆有益地获取的热能。因此，可能存在提供能效更高的车辆传动系统的机会。

发明内容

一种用于将扭矩传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系，包括：第一传动系统，所述第一传动系统适于将扭矩传递至所述第一组车轮并包括第一动力分离装置；第二传动系统，所述第二传动系统适于将扭矩传递至所述第二组车轮并包括第二动力分离装置；准双曲面齿轮组，所述准双曲面齿轮组设置在所述第一传动系统和所述第二传动系统中的一个内、位于所述第一动力分离装置与所述第二动力分离装置之间的动力路径中。当所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述准双曲面齿轮组被选择性地分离，从而不由所述第一传动系统和所述第二传动系统驱动。所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置中的至少一个包括干式摩擦离合器。

另外，公开了一种用于将扭矩从动力源传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系。第一传动系统适于将扭矩从动力源传递至所述第一组车轮、并且包括动力输出单元。所述动力输出单元包括准双曲面齿轮组和第一动力分离装置，所述第一动力分离装置选择性地停止向所述准双曲面齿轮组的扭矩传递。第二传动系统接收来自所述准双曲面齿轮组的扭矩。所述第二传动系统将扭矩传递至所述第二组车轮、并且包括第二动力分离装置，所述第二动力分离装置选择性地中断从所述第二组车轮至所述准双曲面齿轮组的扭矩传递。所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置中的一个包括主动干式摩擦离合器。

在另一形式中，用于将扭矩传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系包括：第一传动系统，所述第一传动系统适于将扭矩传递至所述第一组车轮、并且包括第一动力分离装置；第二传动系统，所述第二传动系统适于将扭矩传递至所述第二组车轮；分动箱，所述分动箱适于将扭矩从动力源传递至所述第一传动系统和所述第二传动系统。所述分动箱包括第二动力分离装置，所述第二动力分离装置包括被主动控制的干式摩擦离合器，所述被主动控制的干式摩擦离合器能够操作为使所述动力源与准双曲面齿轮组选择性地分离和连接。所述准双曲面齿轮组设置在所述第一传动系统内、位于第一动力分离装置与第二动力分离装置之间的动力路径中。当所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述准双曲面齿轮组被选择性地分离从而不由所述第一传动系统和所述第二传动系统驱动。

根据本文提供的描述，适用性的其他领域将变得明显。应当理解，描述和具体示例仅用于示例的目的而无意于限制本公开的范围。

附图说明

本文描述的附图仅用于示例而无意于以任何方式限制本公开的范围。

图1是配备有本公开的车辆传动系的示例性车辆的示意图；

图2是双轴动力输出单元的局部截面图；

图3是单轴动力输出单元的局部截面图；

图4是后桥组件的局部截面图；

图5是配备有替代性传动系的另一示例性车辆的示意图；

图6是另一后桥组件的局部截面图；

图7是配备有另一替代性传动系的另一示例性车辆的示意图；

图8是另一双轴动力输出单元的局部截面图；

图9是另一单轴动力输出单元的局部截面图；

图10是配备有另一替代性传动系的另一示例性车辆的示意图

图11是另一后桥组件的局部截面图；

图12是配备有另一替代性传动系的另一示例性车辆的示意图；

图13是另一后桥组件的局部截面图；

图14是另一后桥组件的局部截面图；以及

图15是配备有另一替代性传动系的另一示例性车辆的示意图。

具体实施方式

下面的描述本质上仅是示例性的而无意于限制本公开、应用或使用。应当理解，在所有附图中，相应的参考数字指示类似或相应的零件和特征。

总体上，本公开涉及一种用于机动车辆的传动系统的联接器和准双曲面齿轮分离系统。动力输出单元可以配备有主动联接器或牙嵌式离合器/同步器，从而使动力源与传动系统的一部分分离、以及通过所述传动系统的同步而重新连接。另外，可以设置另一个主动联接器或牙嵌式离合器以使传动系统的一部分与车轮分离。车辆传动系统的准双曲面齿轮装置可以与动力驱动源分离，以减少搅动损失和其他机械低效。

具体参照附图中的图1，示出了四轮驱动车辆的传动系10。传动系10包括前传动系统12和后传动系统14，两者均能够由诸如发动机16之类的动力源通过变速器18驱动，该变速器18可以是手动型或自动型。在示出的特定实施方式中，传动系10是结合有动力传输装置20的四轮系统，该动力传输装置20用于将驱动扭矩从发动机16和变速器18传输至前传动系统12和后传动系统14。动力传输装置20示出为动力输出单元。

前传动系统12示出为包括由第一半轴26和第二半轴28各自驱动的一对前轮24。前传动系统12还包括减速齿轮组30和差速器组件32。动力传输装置20包括主动离合器34和直角传动组件36。

后传动系统14包括传动轴38，该传动轴38在第一端处连接至直角传动组件36、而在相对端处连接至后桥组件40。后传动系统14还包括由第一后桥半轴44和第二后桥半轴46各自驱动的一对后轮42。后桥组件40还包括对差速器组件50进行驱动的准双曲面齿圈及小齿轮齿轮组48。

第一分离器52和第二分离器54选择性地使第一后桥半轴44和第二后桥半轴46与齿圈及小齿轮齿轮组48和差速器组件50传动地分离。第一分离器52和第二分离器54可以构造为牙嵌式离合器、同步离合器、滚子式离合器或另外的扭矩传递分离机构。如果可以在要相连的转动构件之间实现速度同步，则单一的牙嵌式离合器就可以满足需要。但是，在某些情况下，由于横过动力分离装置的转速的差异而可能使先前分离的传动系统的重新连接变得更富挑战性。例如，可能发生前轮滑移，这将导致前传动系统速度大于由后轮驱动的后传动系统部件的转速。在该情况下，将横过动力分离装置实现速度差，使得难以或不可能将牙嵌式离合器从无扭矩传递模式致动为扭矩传递模式。因此，可以将滚子式离合器或同步器应用在示为牙嵌式离合器或类似动力分离装置的任意位置处。通过应用滚子式离合器或同步器，当符合两个相连的构件之间的速度差的特定范围时，控制器可以启动重新连接和扭矩传递。这种控制设置可得到改进的系统性能，包括减小以驱动模式中的一种来操作车辆所需的时间。

图2更详细地图示了动力输出单元20的一部分。壳体60经由轴承64和轴承66支承输入轴62以转动。驱动齿轮68支承为在输入轴62上转动。离合器34选择性地使输入轴62与驱动齿轮68传动地互连。离合器34包括固定为与输入轴62一起转动的毂70。鼓形件72固定为与驱动齿轮68一起转动。多个外离合器片74固定为与鼓形件72一起转动。多个内离合器片76固定为与毂70一起转动、并与外离合器片74交错。作用板78能够轴向地平移以将离合器致动力施加至离合器片74、76并通过离合器34传递扭矩。能够轴向运动的活塞80接收通过由电马达84驱动的泵82所提供的加压流体。

通过一对轴承88将中间轴86可旋转地支承在壳体60中。中间轴86包括在其上一体形成的、与驱动齿轮68传动啮合的从动齿轮90。直角传动组件36包括固定为与中间轴86一起转动的齿圈92、以及与齿圈92啮合的小齿轮94。小齿轮94与小齿轮轴96一体地形成，该小齿轮轴96通过一对轴承98支承以便转动。小齿轮轴96经由凸缘100固定为与传动轴38一起转动。

在操作中，离合器34可被置于动作(activated)模式，在所述动作模式下，在输入轴62与驱动齿轮68之间传递扭矩。取决于由泵82产生的压力，通过离合器34传递的扭矩可以改变。因此，传递至后传动系统14的扭矩量也可以改变。离合器34还能够以不动作(deactivated)模式操作，在所述不动作模式下，没有扭矩传递至后传动系统14。当离合器34处于不动作模式时，来自发动机16的动力不被传递至直角传动组件36。

图3图示了替代性动力输出单元120的一部分，该动力输出单元120可以代替动力输出单元20而被用在传动系10内。动力输出单元120基本类似于动力输出单元20。因此，类似的元件由带上标的先前引入的参考数字来标识。不同于动力输出单元20，动力输出单元120是单轴动力传输装置，该单轴动力传输装置不包括先前所述的中间轴86。相反，动力输出单元120包括同心轴122，该同心轴122具有固定至其上的齿圈92′。离合器34′包括固定为与输入轴62′一起转动的毂70′。鼓形件124固定为与同心轴122一起转动。

动力输出单元120能够操作为将所需的扭矩量选择性地传递至后传动系统14。该任务以与前述关于动力输出单元20相同的方式完成。特别地，可通过选择性地致动对泵82′进行驱动的电马达84′来选择性地致动离合器34′以传递所需的扭矩量。可通过将离合器34′置于不动作模式中而使直角传动组件36′与输入轴62′传动地分离。

图4图示了后桥组件40的一部分。壳体140经由轴承144、146可旋转地支承齿圈及小齿轮齿轮组48的小齿轮轴142。小齿轮148与小齿轮轴142一体地形成。齿圈及小齿轮齿轮组48还包括齿圈150，该齿圈150与小齿轮148啮合、并固定为与托架152一起转动。托架152由轴承154可旋转地支承在壳体140内。差速器组件50包括支承在十字销158上的一对小齿轮156，该十字销158固定至托架152。一对侧齿轮160与小齿轮156啮合。侧齿轮160固定为与短轴(stub shaft)162一起转动。轴承164将短轴162可旋转地支承在壳体140内。

分离器52基本类似于分离器54。每个分离器包括固定为与与其相关联的短轴162一起转动的驱动凸缘166。多个外部周向间隔开的齿168形成在驱动凸缘166上。从动轴170被可旋转地支承在短轴162的远端上。多个外部周向间隔开的齿172形成在从动轴170上。套筒174包括多个内齿176。套筒174能够在连接位置与分离位置之间轴向地运动。在分离位置，套筒174的齿176仅与轴170的齿172啮合。在连接位置，齿176同时与轴170的齿172和形成在驱动凸缘166上的齿168啮合。

输出凸缘180、182分别使轴170与第一后桥半轴44和第二后桥半轴46传动地联接。拨叉184与形成在套筒174中的凹槽186接合。致动器(未示出)使拨叉184轴向地平移，以将套筒定位在连接位置和分离位置中的一个处。在连接位置，扭矩通过套筒174而在驱动凸缘166与轴170之间传递。在分离位置，套筒174不与驱动凸缘166传动地接合，扭矩不在短轴162与轴170之间传递。

在车辆操作期间，减少与对齿圈及小齿轮齿轮组48以及直角传动组件36进行驱动相关联的搅动损失可能是有利的。控制器190与提供指示诸如车速、四轮驱动模式、车轮滑移、车辆加速等之类的参数的数据的各种车辆传感器192通信。在适当的时间，控制器190输出信号以控制马达84或84′，从而将离合器34置于不从发动机16将扭矩传递至后传动系统14的未致动模式。控制器190还发信号给与分离器52和分离器54相关联的致动器，以将拨叉158置于它们的分离位置，使得与转动的后轮42相关联的能量不会传递至齿圈及小齿轮齿轮组48或差速器组件50。因此，准双曲面齿轮组不会以差速器组件32的旋转输出速度转动、它们也不会以后轮42的转速转动。准双曲面齿轮组与所有动力源分离并且根本不会被驱动。

图5图示了以参考数字200标识的替代性传动系。传动系200基本类似于传动系10。因此，类似的元件将保持它们的带上标的先前引入的参考数字。传动系200与传动系10不同之处在于，后桥组件202包括单分离器54′而非先前描述的双分离器设置。

图6提供了后桥组件202的一部分的放大图。后桥组件202基本类似于后桥组件40。因此，类似的元件将保持它们的带上标的先前引入的参考数字。从差速器组件50′的与第二后桥半轴46′相关联的一侧的输出基本类似于先前参照后桥组件40所描述的输出。从差速器组件50′的其他输出包括轴204，该轴204包括固定为与侧齿轮160′中的一个一起转动的花键轴部分206。

在操作中，可以通过操作传动系200以使通过主动离合器34′的扭矩传递停止并将分离器54′置于分离位置来避免搅动损失。此时，齿圈及小齿轮齿轮组48′和直角传动组件36′未被驱动。但是，因为在后桥组件202中仅应用单个分离器，所以能量从未配备有分离器的后轮42′传递至差速器组件50′。对使齿圈及小齿轮齿轮组48′、传动轴38′以及直角传动组件36′转动的阻力大于使侧齿轮160′和小齿轮156′转动所需的能量。因此，差速器组件50′的齿轮将在准双曲面齿轮组构件未被驱动时转动。因此，在这种设置中也避免了搅动损失。

图7图示了以参考数字250标识的另一替代性传动系。传动系250基本类似于传动系10。因此，类似的元件将保持它们的带上标的先前引入的参考数字。传动系250包括代替主动离合器34的牙嵌式离合器或其他机械分离器252。第一主动离合器254代替分离器52。第二主动离合器256代替分离器54。传动系250的其余部件基本与先前关于传动系10所描述的部件相同。

图8图示了包括有牙嵌式离合器252的动力传输单元258。动力输出单元258是如先前关于图2所描述的双轴型。牙嵌式离合器252包括固定为与输入轴62′一起转动的毂260。毂260包括多个外部周向间隔开的齿262。驱动齿轮264被可旋转地支承在输入轴62′上、并与齿轮90′啮合。在驱动齿轮264上还形成有多个离合器齿266。套筒268包括与齿262和齿266选择性地传动啮合的多个内齿270。套筒268能够在分离位置与连接位置之间运动。在分离位置，套筒268轴向地移动至右侧，在该右侧，齿270仅与齿262啮合。在毂260与驱动齿轮264之间不传递扭矩。在连接位置，套筒268轴向地平移至最左侧位置，在该最左侧位置，齿270与齿262和齿266啮合。此时，驱动齿轮264固定为与毂262和输入轴62′一起转动。扭矩被传递至后传动系统14′。

图9图示了替代性动力输出单元300，除了以牙嵌式离合器302替代主动离合器34′之外，该动力输出单元300基本类似于动力输出单元120。牙嵌式离合器302包括固定为与输入轴62′一起转动的毂304。驱动齿圈306固定为与同心轴122′一起转动。套筒308能够在连接位置与分离位置之间运动，在所述连接位置，毂304传动地联接至驱动齿圈306，在所述分离位置，套筒308仅与毂304接触。在分离位置，在毂304与驱动齿圈306之间不传递扭矩。应当理解，传动系250可以配备有动力输出单元258或动力输出单元300而不会偏离本公开的范围。

再次参照图7，第一离合器254包括固定为与第一后桥半轴44′一起转动的鼓形件272。多个外离合器片274固定为与鼓形件272一起转动。轴276固定至齿圈150′。多个内离合器版278固定为与轴276一起转动。内离合器片278与外离合器片274交错。致动器280能够选择性地操作以将致动力施加至内离合器片278和外离合器片274，从而使扭矩通过第一离合器254被传递。此时，第一后桥半轴44′传动地联接至齿圈150′。

第二离合器256包括固定为与第二后桥半轴46′一起转动的鼓形件282。托架152′固定为与齿圈150′一起转动。毂284也固定为与托架152′一起转动。多个内离合器片286能够相对于毂284轴向地运动、并且固定为与毂284一起转动。多个外离合器片288与内离合器片286交错、并且固定为与鼓形件282一起转动。致动器290能够选择性地操作以施加致动力，从而使扭矩从毂284传递至鼓形件282。在操作中，传动系250可以作用以使直角传动组件36′和齿圈及小齿轮齿轮组48′从与发动机16′和从动轮24′、42′的传动连接中分离。为了实现该任务，牙嵌式离合器252被置于分离位置、而第一离合器254和第二离合器256被控制为不通过它们传递扭矩。第一离合器254和第二离合器256的设置还有利于毂260与驱动齿轮264的同步，以允许牙嵌式离合器252或牙嵌式离合器302在不使用同步器的情况下的操作。

图10提供了另一替代性传动系350的示意图。除了后桥组件352配备有单个的轴对轴离合器354而非先前描述的双主动离合器设置之外，传动系350基本类似于传动系250。

图11提供了后桥组件352的细节图，该后桥组件352包括固定为与侧齿轮160′中的一个一起转动的短轴162′。离合器354包括固定为与短轴162′一起转动的鼓形件356。输出轴358具有在其上一体形成的毂360。多个内离合器片362能够相对于毂部分360轴向地运动、并且固定为与毂部分360一起转动。多个外离合器片364能够相对于鼓形件356轴向地运动、并且固定为与鼓形件356一起转动。外离合器片364与内离合器片362交错。作用板366能够轴向地运动以将致动力施加至内离合器片362和外离合器片364。能够轴向运动的活塞368基于来自由电马达372驱动的泵370的加压流体的供应而选择性地将致动力施加至作用板366。诸如齿轮、滚珠斜道(ball ramp)和螺杆之类的其他力倍增装置可以与所图示的泵及活塞设置结合使用或用于替代所图示的泵及活塞设置。输出凸缘374固定为与输出轴358的一端一起转动。第二后桥半轴46′(图10)联接至另一端。

参照图12，另一替代性传动系以参考数字400标识。传动系400基本类似于传动系350。传动系400包括具有盘式离合器402的后桥组件401，该盘式离合器402将齿圈404选择性地传动联接至差速器托架406。

图13更详细地图示了后桥组件401。齿圈404包括与小齿轮410的齿408啮合的多个齿407。齿圈404包括支承为在差速器托架406的圆筒形套筒部分414上转动的毂部分412。

离合器402包括固定为与齿圈404的毂部分412一起转动的毂416。多个内离合器片418固定为与毂416一起转动。鼓形件420固定为与托架406的套筒部分414一起转动。多个外齿轮版422能够相对于鼓形件420轴向地运动、并且固定为与鼓形件420一起转动。作用板424能够轴向地运动以将离合器致动力施加至内离合器片418和外离合器片422，从而通过离合器402传递扭矩。活塞426能够轴向地运动以施加与位于端口428内且作用在活塞426上的流体压力成比例的力。加压流体可以由包括如前所述的电马达驱动的泵在内的任意数目的来源提供。

当提供加压流体以作用在活塞426上时，在齿圈404与托架406之间传递扭矩。当期望的是确保齿圈404和小齿轮410不由后轮42′(图12)驱动时，将离合器402置于打开模式。从车轮传递至设置在托架406内的差速器齿轮组430中的扭矩将不驱动齿圈404。

图14示出了替代性后桥组件450的一部分，该后桥组件450基本类似于后桥组件401。后桥组件450以如下方式不同于后桥组件401：其中，离合器452选择性地将齿圈404′与差速器托架406′传动地互连。差速器托架406′包括位于差速器齿轮组430′的相对两侧上的轴向延伸的第一轴颈454和轴向延伸的第二轴颈456。离合器452包括通过花键联接为与第一轴颈454一起转动的毂458。多个内离合器片460能够相对于毂458轴向地运动、并且固定为与毂458一起转动。台阶状鼓形件462被支承为在托架406′的第二轴颈456上转动。齿圈404′安装至台阶状鼓形件462的第一台阶部分464。第二台阶部分466包括内花键468。多个外离合器片470经由花键468固定为与鼓形件462一起转动、并且能够相对于鼓形件462轴向地运动。活塞474可以被加压为与作用板476接合，从而向离合器452提供致动力。在图14所示的设置中，台阶状鼓形件462包围差速器托架406′的大部分、并且能够相对于差速器托架406′转动。

可以想到，前述包括交错的内离合器片和外离合器片的离合器中的任意一个或更多个可以是湿式离合器或干式离合器。湿式离合器由泵送或泼溅横过内离合器片和外离合器片的摩擦表面的流体润滑和冷却。湿式离合器提供了优异的扭矩传递特性并且在容纳有润滑剂的密封环境下操作。诸如图11中所示的泵370之类的泵可以提供加压流体至活塞368以及提供流体以冷却湿式离合器。替代地，作用在离合器片上的流体可以与用于润滑包括齿圈和小齿轮在内的齿轮系的构件的流体相同。

当湿式离合器被用作分离装置和主动式全轮传动联接器时，粘滞曳力矩损失与湿式离合器的如下离合器片相关联：所述离合器片剪切与该离合器片接触的流体。为了减小在湿式离合器内的曳力损失，内离合器片和外离合器片可以彼此轴向地间隔开相对大的距离。但是，搅动损失继续存在，并且，应用离合器以及横过内离合器片和外离合器片产生扭矩的时间可能由于增大的离合器片间距而增加。

如前所述，前述摩擦盘式离合器中的至少一个可以构造为主动多片干式摩擦离合器。特别地，在图7中所示的主动离合器254、256和在图10和图11中所示的主动离合器354可以是干式摩擦离合器。容纳干式离合器的腔与容纳润滑剂的腔分隔开。干式离合器腔可以被密封以限制来自相邻腔的污染物或润滑剂的进入。因为干式摩擦离合器不含有与离合器片接触的润滑剂，所以可以在相比于与湿式离合器相关联的粘滞损失具有较小的粘滞损失的情况下实现较紧的离合器片组间隙。干式离合器设置减小了与在打开条件下操作离合器相关联的曳力损失。此外，使内离合器片与外离合器片彼此接合所需的轴向距离可小于湿式离合器的该轴向距离。

干式离合器使用的另一特征包括以如下材料来可能地涂覆内离合器片和外离合器片：该材料具有比与湿式离合器相关联的摩擦系数高的摩擦系数。在一些示例中，干式离合器具有摩擦块，该摩擦块具有比湿式离合器表面之间的摩擦系数大两倍或更多倍的摩擦系数。可以通过减少传递预定量的扭矩所需的摩擦片的数目来减小干式离合器的尺寸。当摩擦片的数目被减小时，致动器的轴向行进需求被进一步减小。

图15图示了以参考数字500标识的包括干式离合器的另一替代性传动系。传动系500包括前传动系统502和后传动系统504，两者都能够由诸如纵向定向的发动机506之类的动力源通过变速器508驱动，该变速器508可以是手动型或自动型。在所示的实施方式中，分动箱510将驱动扭矩从发动机506和变速器508传递至前传动系统502和后传动系统504。

前传动系统502包括连接在前驱动桥组件514的相对两端处的一对前轮512，该前驱动桥组件514具有通过万向接头520联接至前传动轴518的一端的前差速器516。前传动轴518的相对端联接至分动箱510的前输出轴522。齿圈及小齿轮524由前传动轴518驱动。

后传动系统504包括连接在后驱动桥组件528的相对两端处的一对后轮526。后差速器530联接至后传动轴532的一端。后传动轴532的相对端传动地连接至分动箱510的后输出轴534。

分动箱510包括由发动机506和变速器508驱动的输入轴538。分动箱510还包括用于将驱动扭矩从输入轴538传递至前输出轴522的传输组件540。传输组件540包括：可旋转地支承在输入轴538上的第一链轮或驱动链轮542；和固定为与前输出轴522一起转动的第二链轮或从动链轮544。诸如链条546之类的挠性传动构件将第一链轮542与第二链轮544传动地互连。替代地，多齿轮传输组件可以代替链轮和链条设置。

模式切换机构550提供了用于建立输入轴538与前输出轴522之间的传动连接的装置。模式切换机构550包括模式离合器552，该模式离合器552能够操作为将驱动链轮542联接至输入轴538以建立四轮驱动模式，在所述四轮驱动模式中，前输出轴522被刚性地联接为与输入轴538一起转动。另外，模式离合器552能够操作为使驱动链轮542与输入轴538选择性地分开以建立两轮驱动模式，在所述两轮驱动模式中，所有驱动扭矩都传送至后输出轴534。

模式离合器552包括固定为与输入轴538一起转动的鼓形件556。毂558固定为与驱动链轮542一起转动。多个内离合器片560固定为与毂558一起转动，而多个外离合器片562固定为与鼓形件556一起转动。内离合器片560与外离合器片562交错。

模式切换机构550还包括具有致动器568的离合器致动系统566，该致动器568能够操作为将压力施加至内离合器片560和外离合器片562，从而横过模式离合器552传递扭矩。致动器568包括对滚珠斜道机构进行驱动的电马达570。应当理解，用于将载荷施加至离合器组的其他机构可以替代所示的设置。离合器致动系统566还包括控制器578，该控制器578与包括能够操作以确定前输出轴522的速度、滚珠斜道致动器572的位置的传感器在内的多个传感器、以及由车辆CAN网络提供的多个其他车辆参数通信。

为了在车辆操作期间使齿圈及小齿轮齿轮组524与所有动力源分离，前驱动桥组件514包括联接器582，该联接器582能够操作为选择性地使第一车桥部分584与前驱动桥组件514的第二车桥部分586分离。当联接器582处于打开或无扭矩传递的操作模式时，来自前轮512中的任一个的能量不会使齿圈及小齿轮齿轮组524转动。此时仅差速器516的内齿轮转动。

致动器588能够操作为控制联接器582，从而将联接器置于扭矩传递模式或无扭矩传递模式中的一种。控制器578与致动器588及致动器568通信并且控制致动器588及致动器568。可以以与前述相同的方式来控制主动模式离合器552和联接器582的协作，从而选择性地提供两轮驱动操作模式和四轮驱动操作模式，其中，可使与传动系统的转动部分相关联的搅动损失最小化。

应当理解，先前就如图1-图14中所图示的多个分离器与横向定向的发动机和变速器相关的操作和定位所论及的概念也可以应用于图15中的纵向发动机设置。特别地，想到一个或两个动力分离装置可与后传动系统504相关联。例如，分离器可以设置在分动箱的外侧，用于使后传动轴532的多个部分连接和分离。替代地，一个或更多个分离器可以以与图1中所示的分离器52、54相似的方式与后驱动桥组件528相关联。此外，将分离器中的任一个或更多个设置在轮毂内而非图中所图示的内侧位置也在本公开的范围内。

尽管已在前描述了许多车辆传动系统，但应当理解，所讨论的特定构造仅是示例性的。因此可以想到，图中示出的部件的其他组合可以相互设置以构成虽然并未明确示出但处在本公开的范围内的传动系。

Claims (21)

1.一种用于将扭矩传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系，所述传动系包括：

第一传动系统，所述第一传动系统适于将扭矩从动力源传递至所述第一组车轮、并且包括第一差速器组件和第一动力分离装置，所述第一差速器组件具有联接至所述第一动力分离装置的输出，所述第一动力分离装置具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式；

第二传动系统，所述第二传动系统适于将扭矩传递至所述第二组车轮、并且包括传动轴、第二差速器组件和第二动力分离装置，所述第二动力分离装置具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式；

其特征在于，所述传动系还包括：

准双曲面齿轮组，所述准双曲面齿轮组设置在所述第一传动系统内、位于所述第一动力分离装置与所述第二动力分离装置之间的动力路径中，并且，所述准双曲面齿轮组连接至所述传动轴的第一端，且所述第二差速器组件设置于所述传动轴的与所述第一端相反的第二端，

其中，当所述第一动力分离装置以连接的、传递扭矩的模式操作时，来自所述动力源的扭矩经由所述第一差速器组件和所述第一动力分离装置而传递至所述准双曲面齿轮组；当所述第一动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，来自所述动力源的扭矩不被传递至所述准双曲面齿轮组；

所述第二动力分离装置设置在所述第二差速器组件与适于对所述第二组车轮的车轮中的一个进行驱动的第一半轴之间，当所述第二动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述第二动力分离装置使所述第一半轴与所述第二差速器组件传动地分离，

其中，对使所述准双曲面齿轮组和所述传动轴转动的阻力大于使所述第一差速器组件和所述第二差速器组件的侧齿轮和小齿轮转动所需的能量，使得当所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置同时以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述准双曲面齿轮组与包括所述第一组车轮的所述第一传动系统和包括所述第二组车轮的所述第二传动系统分离，从而使所述准双曲面齿轮组与所有扭矩源分离并防止所述准双曲面齿轮组在所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置的所述分离的、无扭矩传递的模式期间被所述第一传动系统和所述第二传动系统驱动；并且

所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置中的至少一个包括主动干式摩擦离合器。

2.如权利要求1所述的车辆传动系，其中，所述第一动力分离装置设置在动力输出单元内、并且包括多片式离合器。

3.如权利要求1所述的车辆传动系，其中，所述第二传动系统包括由所述准双曲面齿轮组驱动的另一准双曲面齿轮组，所述另一准双曲面齿轮组设置在所述第一动力分离装置与所述第二动力分离装置之间的所述动力路径中。

4.如权利要求1所述的车辆传动系，其中，所述第二动力分离装置包括用于选择性地对所述第一半轴的分离部分进行连接的离合器。

5.如权利要求4所述的车辆传动系，还包括第三动力分离装置，所述第三动力分离装置设置在所述第二差速器组件与适于对所述第二组车轮的车轮中的另一个进行驱动的第二半轴之间并且包括用于选择性地对所述第二半轴的分离部分进行连接的离合器，其中，所述第二动力分离装置和所述第三动力分离装置包括干式摩擦离合器。

6.如权利要求4所述的车辆传动系，其中，所述第二动力分离装置是能够操作从而连接以不同速度转动的构件的滚子式离合器和同步器中的一个。

7.如权利要求1所述的车辆传动系，其中，所述第一动力分离装置设置在分动箱内、并且包括主动干式多片式离合器。

8.一种用于将扭矩从动力源传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系，所述传动系包括：

第一传动系统，所述第一传动系统适于将扭矩从所述动力源传递至所述第一组车轮并且包括第一差速器组件和动力输出单元，所述动力输出单元包括准双曲面齿轮组和第一动力分离装置，所述第一差速器组件具有联接至所述第一动力分离装置的输出，所述第一动力分离装置具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式，以选择性地停止从所述第一组车轮向所述准双曲面齿轮组传递扭矩；以及

第二传动系统，所述第二传动系统接收来自所述准双曲面齿轮组的扭矩，所述第二传动系统将扭矩传递至所述第二组车轮并且包括传动轴、第二差速器组件和第二动力分离装置，所述第二动力分离装置具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式，以选择性地停止从所述第二组车轮向所述准双曲面齿轮组传递扭矩，

其中，并且，所述准双曲面齿轮组连接至所述传动轴的第一端，且所述第二差速器组件设置于所述传动轴的与所述第一端相反的第二端，

其特征在于，

当所述第一动力分离装置以连接的、传递扭矩的模式操作时，来自所述动力源的扭矩经由所述第一差速器组件和所述第一动力分离装置而传递至所述准双曲面齿轮组；当所述第一动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，来自所述动力源的扭矩不被传递至所述准双曲面齿轮组；

所述第二动力分离装置设置在所述第二差速器组件与适于对所述第二组车轮的车轮中的一个进行驱动的第一半轴之间，当所述第二动力分离装置以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述第二动力分离装置使所述第一半轴与所述第二差速器组件传动地分离，

其中，对使所述准双曲面齿轮组和所述传动轴转动的阻力大于使所述第一差速器组件和所述第二差速器组件的侧齿轮和小齿轮转动所需的能量，使得当所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置同时以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述准双曲面齿轮组与包括所述第一组车轮的所述第一传动系统和包括所述第二组车轮的所述第二传动系统分离，从而使所述准双曲面齿轮组与所有扭矩源分离并防止所述准双曲面齿轮组在所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置的所述分离的、无扭矩传递的模式期间被所述第一传动系统和所述第二传动系统驱动，

并且，所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置中的一个包括主动干式摩擦离合器。

9.如权利要求8所述的车辆传动系，其中，所述动力输出单元包括以可旋转的方式支承在输入轴上的驱动齿轮，所述第一动力分离装置包括离合器，所述离合器具有：固定为与所述输入轴一起转动的毂；固定为与所述驱动齿轮一起转动的鼓形件；以及以择一的方式固定为与所述毂和所述鼓形件一起转动的多个离合器片。

10.如权利要求9所述的车辆传动系，其中，所述动力输出单元包括中间轴，所述中间轴具有与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮，所述准双曲面齿轮组的齿圈固定为与所述中间轴一起转动。

11.如权利要求10所述的车辆传动系，其中，所述动力输出单元包括泵，所述泵将加压流体供应至活塞，所述活塞向所述离合器施加致动力。

12.如权利要求8所述的车辆传动系，其中，所述第二传动系统包括后驱动桥，所述后驱动桥包括齿圈及小齿轮齿轮组、差速器组件和第二动力分离装置，所述差速器组件包括托架，所述托架容纳与一对侧齿轮啮合的一对小齿轮，所述托架固定为与所述第二动力分离装置的第一可旋转构件一起转动，所述齿圈固定为与所述第二动力分离装置的第二可旋转构件一起转动。

13.如权利要求12所述的车辆传动系，其中，所述托架包括相对的轴向延伸的第一轴颈和第二轴颈，其中，所述第一轴颈固定为与所述第一可旋转构件一起转动，而所述第二轴颈以可旋转的方式支承所述第二可旋转构件。

14.如权利要求8所述的车辆传动系，还包括致动器，所述致动器用于将压力载荷施加至所述干式摩擦离合器并且改变传递至所述第一传动系统的扭矩的大小。

15.如权利要求8所述的车辆传动系，其中，所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置中的另一个包括滚子式离合器和同步器中的一个。

16.一种用于将扭矩传递至第一组车轮和第二组车轮的车辆传动系，所述传动系包括：

第一传动系统，所述第一传动系统适于将扭矩传递至所述第一组车轮、并且包括差速器组件和第一动力分离装置，所述差速器组件具有联接至所述第一动力分离装置的输出，所述第一动力分离装置具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式；

第二传动系统，所述第二传动系统适于将扭矩传递至所述第二组车轮；以及

分动箱，所述分动箱适于将扭矩从动力源传递至所述第一传动系统和所述第二传动系统，所述分动箱包括第二动力分离装置，所述第二动力分离装置包括被主动控制的干式摩擦离合器且具有连接的、传递扭矩的模式和分离的、无扭矩传递的模式，所述干式摩擦离合器能够操作为使所述动力源与准双曲面齿轮组选择性地连接和分离；

所述准双曲面齿轮组设置在所述第一传动系统内、位于所述第一动力分离装置与所述第二动力分离装置之间的动力路径中，并且，对使所述准双曲面齿轮组转动的阻力大于使所述差速器组件的侧齿轮和小齿轮转动所需的能量，使得当所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置同时以分离的、无扭矩传递的模式操作时，所述准双曲面齿轮组与包括所述第一组车轮的所述第一传动系统和包括所述第二组车轮的所述第二传动系统分离从而不由包括所述第一组车轮的所述第一传动系统和包括所述第二组车轮的所述第二传动系统驱动。

17.如权利要求16所述的车辆传动系，其中，所述分动箱包括适于由所述动力源驱动的输入轴、驱动所述第二传动系统的后输出轴、以及驱动所述第一传动系统的前输出轴。

18.如权利要求17所述的车辆传动系，其中，所述分动箱包括致动器，所述致动器用于将压力载荷施加至所述干式摩擦离合器并且改变传递至所述第一传动系统的扭矩的大小。

19.如权利要求18所述的车辆传动系，其中，所述致动器包括对力倍增器进行驱动的电马达。

20.如权利要求19所述的车辆传动系，其中，所述第一传动系统包括另一致动器，所述另一致动器用于将所述第一动力分离装置置于扭矩传递模式和无扭矩传递模式中的一种。

21.如权利要求20所述的车辆传动系，还包括控制器，所述控制器接收指示所述准双曲面齿轮组的转速的信号，所述控制器控制所述第一动力分离装置和所述第二动力分离装置的致动。