CN105927722A - 用于移动机器动力系的输出传动组 - Google Patents

Abstract

公开用于与移动机器(10)一起使用的输出传动组(24)。输出传动组可具有壳体(28)、从壳体延伸并能够接收输入扭矩的输入轭(32)、从壳体延伸并能够提供第一输出扭矩的第一输出轭(34)和从壳体延伸并能够提供第二输出扭矩的第二输出轭(36)。输出传动组还可具有设置在壳体内并将输入轭连接到第一输出轭及第二输出轭的齿轮系(30)。齿轮系可在输入轭和第一输出轭及第二输出轭之间形成扭矩减小并且包括位于扭矩减小下游的可锁定差速器(56,58,60,64,70)。

Description

用于移动机器动力系的输出传动组

技术领域

本发明总体涉及输出传动组，更具体地涉及用于移动机器的动力系的输出传动组。

背景技术

例如托运卡车和轮式装载机的机器均包括为机器的轮子提供扭矩的动力系。该动力系通常由燃烧发动机、连接到发动机的输出的双离合(powershift)传动装置以及将来自传动装置的动力选择性地传送至机器的前后轮轴的输出传动组(也称为低输出轴变速器)组成。

2013年2月5日授予Herold等人的美国专利No.8365637(’637专利)中公开了一种示例性的输出传动组。具体地，’637专利公开一种具有带单个输入端口和三个输出联接器的壳体的输出传动组。其中两个输出联接器用来驱动移动机器的轮轴，一个输出联接器用来为安装到机器的绞车(draw-works)组件供能。传动装置的输出轴接收在输入端口内，前轮轴联接器位于输入端口下方。绞车联接器和后轮轴联接器从壳体的相对侧延伸。设置具有专用过滤器的液压回路以将联接器连接到润滑剂源。输出传动组还包括通过联接机构将传动装置的输出轴选择性地连接到每个不同联接器的齿轮系。齿轮系包括通过输入端口连接到传动装置输出轴的输入齿轮、能够连接到前后轮轴联接器的输出齿轮以及在输入齿轮和输出齿轮之间延伸的传动齿轮。

虽然’637专利的输出传动组可能适合一些应用，但仍不是最佳的。例如，输出传动组可能很大、很重并且需要多个高扭矩联接机构。这些因素会增加相关机器的资金和/或操作成本。另外，输出传动组会不允许前后轮轴以不同速度同时驱动。

本发明的输出传动组旨在克服上述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。

发明内容

一方面，本发明涉及一种输出传动组。该输出传动组可包括壳体、从壳体延伸并能够接收输入扭矩的输入轭、从壳体延伸并能够提供第一输出扭矩的第一输出轭和从壳体延伸并能够提供第二输出扭矩的第二输出轭。输出传动组还可包括设置在壳体内并将输入轭连接到第一输出轭及第二输出轭的齿轮系。齿轮系可在输入轭和第一输出轭及第二输出轭之间形成扭矩减小并且包括位于扭矩减小下游的可锁定差速器。

另一方面，本发明涉及一种传递扭矩的方法。该方法可包括接收扭矩输入以及减小扭矩输入。该方法还可包括在减小后在两个输出轭之间分割扭矩输入并且选择性地锁定两个输出轭以一起转动。

又一方面，本发明涉及一种移动机器。该移动机器可包括框架、可转动地支撑框架的前端的前轮轴和可转动地支撑框架的后轮轴的串列后轮轴。移动机器可进一步包括发动机、连接到发动机的传动装置以及将传动装置操作地连接到前轮轴和串列后轮轴的输出传动组。输出传动组可具有壳体、从壳体延伸并与传动装置连接的输入轭、从壳体延伸以与前轮轴连接的第一输出轭和从壳体延伸以与串列后轮轴连接的第二输出轭。输出传动组还可具有设置在壳体内并将输入轭连接到第一输出轭及第二输出轭的齿轮系。齿轮系可在输入轭和第一输出轭及第二输出轭之间形成扭矩减小并且包括位于扭矩减小下游的可锁定差速器，其能够在可锁定差速器未锁定时在前轮轴和串列后轮轴之间以大约1:2分割扭矩。

本发明还涉及以下几个方面：

第一方面，本发明涉及以下的输出传动组：

(1)一种输出传动组，包括：中空齿轮，其具有布置在外周边的多个齿轮齿并能够接收输入扭矩；和差速器，其嵌套在中空齿轮内并能够在第一输出和第二输出之间分割输入扭矩。

(2)根据第(1)项所述的输出传动组，其中，差速器能够在第一输出和第二输出之间以1：2分割扭矩。

(3)根据第(1)项所述的输出传动组，其中，差速器包括：行星架，其连接有多个行星齿轮；环形齿轮，其设置在行星齿轮和中空齿轮的内表面之间；和太阳齿轮，其位于多个行星齿轮的中心。

(4)根据第(3)项所述的输出传动组，其中，所述多个行星齿轮包括布置在单个组中并能够与环形齿轮和太阳齿轮啮合的5个行星齿轮。

(5)根据第(1)项所述的输出传动组，其中，输出传动组还包括：输入齿轮，其能够围绕第一轴线转动并能够向中空齿轮提供输入扭矩；输出齿轮，其能够围绕第二轴线转动并能够接收第一输出；和短轴，其能够围绕第三轴线转动并能够接收第二输出。

(6)根据第(5)项所述的输出传动组，其中，差速器和中空齿轮能够围绕第三轴线转动。

(7)根据第(6)项所述的输出传动组，其中：环形齿轮连接到短轴；并且太阳齿轮形成还包括能够与输出齿轮啮合的直齿轮的集群的一部分。

(8)根据第(7)项所述的输出传动组，还包括能够将太阳齿轮选择性地锁定到环形齿轮的离合器。

(9)根据第(7)项所述的输出传动组，其中，差速器能够传送比输入齿轮所接收的扭矩量小的扭矩量。

(10)根据第(7)项所述的输出传动组，其中，离合器包括连接在集群和短轴之间的盘组。

第二方面，本发明涉及以下的液压回路：

(11)一种用于具有发动机、传动装置和输出传动组的动力系的液压回路，该液压回路包括：第一集油槽，其能够收集从传动装置排出的流体；第二集油槽，其能够和搜集从输出传动组排出的流体；和主要泵，其能够从第一集油槽抽吸流体并产生被引导至传动装置和至输出传动组的至少一个加压流体流。

(12)根据第(11)项所述的液压回路，其中，所述至少一个加压流体流包括：被引导至传动装置和输出传动组两者的高压流体流；和被引导至传动装置和输出传动组两者的低压流体流。

(13)根据第(12)项所述的液压回路，还包括能够将流体从第二集油槽传送到第一集油槽的回油泵。

(14)根据第(13)项所述的液压回路，其中，回油泵通过发动机驱动。

(15)根据第(14)项所述的液压回路，其中，主要泵是内部传动泵。

(16)根据第(12)项所述的液压回路，还包括能够在低压流体流被引导至传动装置或者输出传动组之前冷却低压流体流的单个冷却器。

(17)根据第(16)项所述的液压回路，还包括：单个过滤器，其能够在高压流体流被引导至传动装置或者输出传动组之前过滤高压流体流；和受限孔口，其位于所述单个过滤器下游并能够将大部分低压流体流转向至传动装置。

(18)根据第(17)项所述的液压回路，还包括与主要泵相关的单个低压释放阀。

(19)根据第(18)项所述的液压回路，还包括位于所述单个过滤器下游的单个高压释放阀。

(20)根据第(19)项所述的液压回路，还包括：至少第一控制阀，其位于所述单个高压释放阀下游并能够调节传动装置操作；和至少第二控制阀，其能够调节输出传动组的操作，其中高压流体流被所述至少第二控制阀接收。

第三方面，本发明涉及以下的输出传动组：

(31)一种输出传动组，包括：壳体；输入轭，其从壳体延伸并能够接收输入扭矩；第一输出轭，其从壳体延伸并能够提供第一输出扭矩；第二输出轭，其从壳体延伸并能够提供第二输出扭矩；多个齿轮，其设置在壳体内并将输入轭连接到第一输出轭和第二输出轭；盘组，其操作地连接到所述多个齿轮中的两个齿轮；以及致动器，其能够选择性地压缩盘组以改变输入扭矩在第一输出轭和第二输出轭之间的分割，其中致动器在输出传动组的操作过程中保持与盘组接触。

(32)根据第(31)项所述的输出传动组，其中，致动器包括通过加压流体朝着盘组连续偏压的液压活塞。

(33)据第(32)项所述的输出传动组，还包括离合器壳体，其能够容纳盘组和致动器，离合器壳体至少部分限定与液压活塞连通的控制腔室和延伸到控制腔室的控制通道，其中控制腔室和控制通道在输出传动组的操作过程中连续填充流体。

(34)据根第(33)项所述的输出传动组，还包括：低压润滑油的源；和高压控制油的源，其中：离合器壳体、盘组和致动器一起形成离合器；低压润滑油在离合器未被启动时与控制腔室和控制通道连通；并且高压控制油在离合器被启动时与控制腔室和控制通道连通。

(35)根据第(34)项所述的输出传动组，还包括控制阀，控制阀能够控制仅高压控制油到控制腔室的流动，其中低压润滑油在离合器未被启动时与控制阀流体连通。

(36)根据第(34)项所述的输出传动组，还包括泄漏路径，泄露路径允许高压控制油在离合器停用后排出控制通道和控制腔室。

(37)根据第(36)项所述的输出传动组，其中，泄露路径还允许低压润滑油在离合器停用过程中流入控制通道和控制腔室。

(38)根据第(36)项所述的输出传动组，还包括止回阀，止回阀与控制腔室连通并能够在离合器停用过程中选择性地从控制腔室释放流体。

(39)根据第(36)项所述的输出传动组，其中：泄露路径经过围绕第一输出轭和第二输出轭中的一个的轴线设置的转动密封；输入轭位于壳体的第一端；第一输出轭位于壳体的第二端；第二输出轭位于输入和第一输出轭之间；并且转动密封围绕第二输出轭的轴线设置。

(40)根据第(39)项所述的输出传动组，其中：离合器被安装成在经过第二输出轭的轴线上转动；所述多个齿轮中的所述两个齿轮形成差速器的部分；当离合器未被启动时，差速器一贯地将是第一输出轭大约两倍的扭矩提供给第二输出轭；并且当离合器被启动时，差速器至少部分根据工况条件将可变量的扭矩提供给第一输出轭和第二输出轭中的每个。

附图说明

图1是一种示例性公开的机器的等轴测示图；

图2和图3是可与图1的机器结合使用的一种示例性公开的输出传动组的前后等轴测视图；

图4是图2和图3的输出传动组的分解视图；

图5是图2-4的输出传动组的截面示图；

图6是图2-5的输出传动组的数字工程图；

图7和图8是图2-6的输出传动组的一部分的截面和示意示图；以及

图9是可以与图2-8的输出传动组结合使用的一种示例性公开的液压回路的示意示图。

具体实施方式

图1示出一种示例性的移动机器10。在所描绘的实施例中，机器10是铰接式托运卡车。然而，可以设想机器10可具体为例如轮式装载机、非高速路采矿卡车、机动平地机的另一类型的移动机器或者本领域已知的其他机器。机器10可以包括框架12、可转动地支撑框架12的一个或多个牵引装置14以及操作地定位成驱动一些或者全部牵引装置14的动力系16。在公开的实施例中，牵引装置14是成对布置的轮子，每对连接到不同的轮轴18。例如，公开的托运卡车具有用于总共6个轮子的前轮轴18a和两个串列后轮轴18b、18c。然而，可以设想在其他实施例中，不同类型和/或数量的牵引装置14可以本领域已知的任何方式包括和布置。一些或全部的轮轴18可通过动力系16选择性地驱动，以使牵引装置14转动，如下面将更详细描述的。

还如图1所示，动力系16可以是产生动力并将动力引导至轮轴18的部件的组件。在公开的实施例中，这些部件包括发动机20、操作地连接到发动机20并被发动机20驱动的传动装置22、输出传动组(OTG)24以及将传动装置22连接到OTG 24并将OTG 24连接到轮轴18的一个或多个轴26。在公开的实施例中，示出了至少三个不同的轴26，包括将传动装置22连接到OTG 24的单个输入轴26a、将OTG 24连接到前轮轴18a的前输出轴26b以及将OTG 24连接到串列后轮轴18b、18c中的一个或两个的后输出轴26c。OTG 24可以用来将动力从输入轴26a传输至前后输出轴26b、26c。

图2-4示出OTG 24的一种示例性实体实施例。OTG 24可包括特别是壳体28(例如，轻质的铝壳体)、安装在壳体28内的齿轮系30、被构造成传输来自输入轴26a的动力以驱动齿轮系30的输入轭32、被齿轮系30驱动以使输出轴26b转动的前输出轭34以及被齿轮系30驱动以使输出轴26c转动的后输出轭36。另外，OTG 24可包括被构造成与壳体28的前侧配合的前盖38、被构造成接合前盖38并与齿轮系30流体连通的流体歧管40以及被构造成与壳体28的后侧配合的后盖42。借助紧固件44，前后盖38、42可连接到壳体28且歧管40可连接到前盖38。

壳体28与前后盖38、42一起可基本上围住齿轮系30，只有轭32-36从其突出。输入轭32和前输出轭34可从壳体28的前侧突出，而后轭36可从后侧突出。输入轭32可在重力上定位得最高(即，当OTG 24安装在机器10内时)，前轭34可在重力上定位得最低，后轭36可定位在输入轭32和前轭34之间。歧管40可大体与后轭36对准。一个或多个密封(例如，转动唇密封)46可定位在壳体28、前盖38和后盖42内的开口处，以抑制轭32-36处从壳体28的润滑泄漏。轭32-36可借助一个或多个紧固件48和花键接口50连接到齿轮系30的对应部件。

如图4和图5所示，齿轮系30可包括多个相互啮合的部件，它们相互配合以将借助输入轭32接收的输入转动传输至前输出轭34和后输出轭36。这些部件可特别包括输入直齿轮52、中空齿轮54、连接有多个行星齿轮58的行星架56、环形齿轮60、短轴61、具有与直齿轮66一体形成的太阳齿轮64的集群62、输出直齿轮68以及离合器70。这些部件均布置成围绕分别与输入轭32、前输出轭34和后输出轭36对准的三个不同的轴线(即，输入轴线72、第一输出轴线74和第二输出轴线76)中的一个转动。如下面将更详细地描述的，离合器70可被选择性地启动以将各个齿轮的不同组合连接锁定在一起，从而提供前输出轭34和后输出轭36的相等或不等的转动速度。

直齿轮52可通过定位在相对端处的轴承78支撑在壳体28的上三分之一内。直齿轮52的前端可延伸出壳体28的前侧以通过紧固件48和花键接口50接合输入轭32，而更短的后端可终止于壳体28内，离开后盖42。以此构造，输入轭32的转动可造成直齿轮52围绕第一轴线72的相应转动。在公开的示例中，直齿轮52具有形成在外周边中的63个齿。

中空齿轮54可通过定位在相对端处的轴承80支撑在壳体28的中间三分之一内。中空齿轮54可类似在围绕外周边的窄环形带内形成有齿轮齿的套筒或卷筒。在此构造中，窄环形带可在套筒的轴向上位于中心，使得没有齿轮齿的环形带或边存在于齿轮齿的端部。在一个示例中，齿轮齿的轴向宽度可大约等于中空齿轮54的轴向长度的1/3-1/2。在公开的示例中，中空齿轮54具有52个齿轮齿并且被构造成围绕第三轴线76转动。

行星架56与行星齿轮58一起可嵌套在中空齿轮54内。即，行星架56和行星齿轮58可具有大约与中空齿轮54的轴向长度相同的轴向长度和小于中空齿轮54的内直径的外直径。另外，行星架56可被构造成围绕第三轴线76转动，从而允许行星架56和行星齿轮58嵌套在中空齿轮54内。行星架56和行星齿轮58在中空齿轮54内的嵌套可帮助减小OTG 24的占地面积(footprint)和重量。在公开的实施例中，行星架56可通过花键接口82支撑在中空齿轮54内，并且5个行星齿轮58(图5中仅显示出1个)可连接到行星架56并从行星架56向后延伸。每个行星齿轮58可包括外部齿并且被构造成随着其绕第三轴线76轨道运行围绕其自己的轴线84转动。

环形齿轮60可定位成围绕第三轴线76转动并且径向位于行星齿轮58和中空齿轮54的内侧环形表面之间。环形齿轮60可连接到短轴61的后端(例如通过花键、焊接、一体铸造或紧固件)并且在行星齿轮58上向前朝着行星架56延伸。环形齿轮60可具有多个内部齿轮齿。

短轴61可通过定位在相对端的轴承86支撑在壳体28的中间三分之一内。短轴61的后端可延伸到壳体28的后开口并且通过紧固件48和花键接口50接合后输出轭36，而前端可延伸经过壳体28的前开口并进入前盖38。以此构造，短轴61的转动可造成后输出轭36围绕第三轴线76的相应转动。短轴61的中间段上可形成有花键88。

集群62可以是具有形成在后端的太阳齿轮64和形成在前端的直齿轮66的一体部件。集群62可在前端处通过离合器70并在后端处通过轴承92支撑在壳体28的中间三分之一内。集群62的后端可在径向上位于短轴61和行星齿轮58之间。集群62的前端可包括内部花键或榫94。太阳齿轮64可具有环形齿轮60一半的齿。

直齿轮68可通过定位在相对端的轴承95支撑在壳体28的下三分之一内。直齿轮68的前端可延伸出壳体28以通过紧固件48和花键接口50接合前输出轭34，而更短的后端可终止于壳体28内侧。以此构造，直齿轮68的转动可造成输出轭34围绕第二轴线74的相应转动。在公开的示例中，直齿轮68具有形成在外周边内的与直齿轮66相同数量的齿。

离合器70本身可以是被布置成沿着第三轴线76转动的多个部件的子组件。例如，离合器70可包括盘组96、被构造成选择性地压紧盘组96的液压致动器98以及围住盘组96和致动器98的壳体100。壳体100可转动地支撑在内表面处的轴承86和外表面处的一个或多个轴承90之间。

盘组96可包括多个摩擦盘、与摩擦盘交错的多个隔板以及一些情况下位于盘组96的一端或两端处的缓冲器(未显示)。摩擦盘可连接成随短轴61和集群62的一个转动(例如，通过花键88或94)，而隔板可连接成随短轴61和集群62的另一个转动。以此方式，当液压致动器98被启动时，摩擦盘可被夹在隔板之间，由此形成允许扭矩在短轴61和集群62之间传输的摩擦。液压致动器98内的流体的压力可与抵抗相对转动的摩擦的大小相关。

液压致动器98可具体为用来在不同条件下压紧盘组96的服务(service)活塞。服务活塞可以是环状，并与壳体100一起形成控制腔室102。当控制腔室102被填充加压油时，液压致动器98可被朝着盘组96推动，由此压紧盘组96。

在一些实施例中，一个或多个弹簧(未显示)可以各种构造布置以远离盘组96偏压液压致动器98。在这些构造中，当加压流体没有被供应到控制腔室102中时，液压致动器98可通过弹簧停用并远离盘组96运动，从而减小在其板之间产生的摩擦。在公开的示例中，没有包括弹簧，因为不必(不希望)使液压致动器98远离盘组96运动。

图6是齿轮系30的部件上的连接和动力流的简化示图。动力可沿着轴线72通过输入轭32引入齿轮系30。该动力可借助花键接口50传递至直齿轮52。直齿轮52的外部齿轮齿可与中空齿轮54的外部齿轮齿啮合，由此将动力传递至在轴线76上对准的部件。由于直齿轮52和中空齿轮54之间的齿轮数量差异，中空齿轮54可以相应齿轮中的齿数比较快转动(并具有较小扭矩)。特别是，中空齿轮54可以直齿轮52的速度的63/52倍的速度在相反方向上转动。由于在此上游位置处实现的扭矩减小，下游部件(例如，离合器70)可被设计为(例如在尺寸和重量上减小)应对较小量的扭矩。

行星架56可以借助花键接口82连接到中空齿轮54，由此造成行星架56在中空齿轮54转动时转动。行星架56的转动可造成行星齿轮58绕太阳齿轮64轨道运行，同时还围绕其自身的轴线84转动。行星齿轮58的外部齿轮齿可与环形齿轮60的内部齿轮齿和太阳齿轮64的外部齿轮齿都啮合，由此在这些部件之间形成5个不同的动力流动路径(即，每个行星齿轮58一个流动路径)。

在公开的构造中，行星架56、行星齿轮58、环形齿轮60和太阳齿轮64可一起用作差速器。并且，由于环形齿轮60中的齿轮齿的数量(67)是太阳齿轮64的齿轮齿的数量(33)的两倍，经过环形齿轮60(继续到后轮轴18b、18c，见图1)传递的扭矩量可以是经过太阳齿轮64(继续到前轮轴18a)传递的扭矩量的大约两倍(67/33≈2)。因此，OTG 24接收的总扭矩可以在前轮轴18a和后轮轴18b、18c之间(即，在前输出轭34和后输出轭36)之间以大约1:2分割，使得每个轮轴18接收大致相等量(例如，大约1/3)的总扭矩(在制造公差内，使得轮轴18实际上具有相同速度)。通过环形齿轮60和太阳齿轮64用作差速器的输出，这些齿轮可在良好牵引条件下具有相同的公称速度，但在操作中在不良牵引条件下可允许速度差，这改善机器10的操纵。环形齿轮60可连接到短轴61(例如借助花键、焊接、一体铸造或者紧固)，短轴61又可借助花键接口50连接到后轭36。与直齿轮66一体的太阳齿轮64可通过直齿轮66将动力传递到直齿轮68。也就是说，直齿轮66的外部齿轮齿可与直齿轮68的外部齿轮齿啮合，并且由于直齿轮66可具有与直齿轮68相同数量的齿轮齿，两个齿轮可以相同速度但在相反方向上转动。

离合器70可用作差速器锁并且在被致动时选择性地防止环形齿轮60和太阳齿轮64之间的相对运动。特别是，当控制腔室102(参考图5)被加压时，液压致动器98可压紧盘组96(即，夹紧隔板之间的摩擦板)，由此通过花键88、花键94、集群62、短轴61和环形齿轮60将环形齿轮60锁定到太阳齿轮64。当这发生时，直齿轮68(与前轮轴18a一起)和环形齿轮60(与后轮轴18b、18c一起)可被迫使以相同速度转动。在此情形中，差速器的扭矩分割功能可被绕过，实际轮轴扭矩分割可基于机器10的可用牵引和重量分布来确定。

离合器70用来致动和锁定差速器花费的时间可被液压致动器98用来运动和压紧盘组96花费的时间量影响。为了缩短该时间并由此改善OTG 24的响应性，希望保持控制腔室102一直被加压至一定程度，使得液压致动器98始终接触盘组96。特别是，如果控制腔室102要在离合器停用期间排空，液压致动器98可运动离开盘组96足够远使得液压致动器98不再接触盘组96。此时，液压致动器98在离合器致动期间在盘组96的压紧可开始前要运动更大的距离，这种运动会造成延迟。然而，控制腔室102内保持的最小压力水平(与OTG 24的相对慢的速度结合)会不足以造成盘组96的显著压紧和任何效率损失。在公开的实施例中，最小压力水平可以是大约1-2psi。在离合器70的致动过程中，大约30-500psi的更高压力可用来造成液压致动器98压紧盘组96。

图7和图8示出用来润滑齿轮系30并控制离合器70的操作的油的示例性流动路径。特别是，图7显示可在离合器70没有被致动时使用的流动路径，图8显示可在离合器70被启动时使用的流动路径。如可从这些图看到的，低压润滑油的主要流104可在机器10的操作过程中始终借助歧管40引导到壳体28中，不管离合器70是什么状态。在进入歧管40后，主要流104可分成多个平行流106，每个可轴向朝着壳体28的后侧经过并径向向外经过齿轮系30的各个部件(例如，经过轴承86、盘组96、短轴61、集群62、花键接口50、密封46、行星齿轮58、轴承80、轴承86、花键88、花键94等)。在经过齿轮系30的这些和/或其他部件后，低压润滑油可被重力向下拉到位于壳体28的底部处的集油槽108中(见图9)。同时，平行流106的一部分107可经过离合器壳体100以填充控制腔室102、延伸到控制腔室102的一个或多个控制通道110、一个或多个控制阀112和/或离合器壳体100中随后将被填充高压控制油并用来启动液压致动器98的一个或多个空腔114。控制腔室102内的低压润滑油可造成液压致动器98保持与盘组96接触，不造成离合器70的意外启动。应当注意，“高压”和“低压”是相对术语，不必与特定数值绑定。通过保持通道、腔室和空腔始终充满油，在控制腔室102可被加压前等待这些特征充满高压油的同时在离合器启动过程中没有延迟。

如图8所示，当希望启动离合器70时，高压控制油可被引导经过控制阀112和控制通道110到控制腔室102。由于这些特征已经填充了低压润滑油，这些特征需要很少时间就能上升到足以造成离合器70启动的高的压力。即，最少的时间会浪费在用高压控制油填充这些特征上，因为它们已经充满了低压润滑油。相反，特征内的油只需要通过连接到高压源就能使其压力提高。这种连接可通过控制阀112的运动来促进。

当希望停用离合器70时，控制阀112可运动以阻挡高压控制油经通道110的流动。之后，通道110、空腔114和控制腔室102内的高压控制油可经密封146漏出到空腔114并与经过齿轮系30的其余部分的低压润滑油的平行流106会合。这种泄漏可允许控制腔室102内的压力降低，使得弹簧能够将致动器98推动到相对于盘组98不启动的位置。

在一些实施例中，控制腔室102内的压力需要比润滑油的压力低，以确保离合器70在控制阀112运动而阻挡高压流体的流动时停用。在这些实施例中，止回阀150可设置在与控制腔室102连通的排空通道152中。设想到止回阀150根据需要可形成控制阀112的一部分或者是单独的独立部件。

图9示出润滑回路116，其可用来为OTG 24供应低压和高压润滑和控制油。如该图所示，OTG 24可与传动装置22共享润滑回路116。具体地，润滑回路116可包括主要泵118，其被构造成借助集油槽通道122从传动装置集油槽120抽吸流体，并将流体加压到两个不同水平(即，到上述的低压水平和高压水平)。主要泵118可以是独立的泵或者通常与传动装置22一起封装(例如在传动装置22内)的常规传动泵。低压和高压流体流可分别借助低压通道124和高压通道126从主要泵118排放。压力释放阀128可与主要泵118相关并被构造成选择性地在通道内的流体压力超过希望水平时从通道124、126的一者或两者释放流体。这种释放的流体可借助排空通道129引导回集油槽120。

低压流体可经过冷却器130(例如，液体-液体或者液体-空气热交换器)，并且接着借助供应通道132平行引导经过传动装置22和OTG 24。供应通道132可如上讨论地与主要流104连通。在一些实施例中，受限孔口134可设置在供应通道132和主要流104之间，使得希望量(例如大部分流)的低压流体可转向经过传动装置22。经过传动装置22的低压流体可通过重力向下拉到集油槽120中用于重新使用。同样，经过OTG 124的低压流体可向下排到集油槽108中。回油泵136(例如，专门的发动机驱动的泵)可以借助返回通道138与OTG集油槽108连通，并被构造成将收集在集油槽108内的流体借助通道140运输到传动装置22的集油槽120中。低压流体的这些流可在机器10的操作上基本连续。

高压流体可以通过供应通道144首先经过过滤器142、接着经过与传动装置22相关的高压力释放阀146从主要泵118引导。释放阀146可被构造成在流体的压力超过希望水平时选择性地从通道144释放流体到集油槽120。从释放阀146，高压流体可被平行引导到与传动装置22相关的一个或多个控制阀148，也借助通道150到与OTG24的离合器70(参考图3-8)相关的控制阀112。控制阀148可用来控制形成传动装置22的一部分的扭矩转换器和/或离合器的操作。如上所述，控制阀112可用来控制离合器70的启动。应当注意，虽然控制阀112被显示和描述为安装到OTG 24和/或其内，可设想控制阀112可替代地安装到传动装置22和/或其内(或者根据需要的其他地方)。

工业实用性

虽然本发明的输出传动组在具有多个轮轴的任何机器中具有潜在应用，但本发明的传动系统可特别应用于液压托运卡车、轮式装载机和机器重型建筑机器。这种机器具有本发明的输出传动组特别能够满足的特定速度和扭矩需要。本发明的输出传动组可以是轻质、紧凑的并具有降低的液压需求。现在将解释机器10的操作。

在机器10的操作过程中，根据具体应用和用户喜好，离合器70可选择性地操作在脱离接合状态。在此状态，由输入轭32接收的扭矩(参考图4和图6)可一贯以取决于环形齿轮60和太阳齿轮64的齿数的固定比例在输出轭34和36之间分割(例如1:2)。假定以良好牵引在平地上直行，这会造成轭34和36(以及轮轴18a-c)以大约相同速度转动。但是，在某些情形(例如，在转向或者在不良地面条件下时)中，轮子条件会造成输出轭34和36(以及轮轴18a-c)以不同速度转动。在一些应用中，将离合器70选择性操作在接合状态会改善机器10的操纵(例如转向)。

但是，在其他应用中，允许轮轴18以不同速度转动会是不希望的。例如，在某些情形(例如，在行驶在不良地面条件上期间和/或在上坡行驶期间)，当一个轮轴18丧失牵引且比另一轮轴18更快地旋转时，所有轮轴18可各自经历传递到地面的动力减小，可能造成机器速度损失。在此情形中，离合器70可被选择性启动(例如手动和/或基于感测的条件自动)以减小或消除对机器速度的破坏。

当离合器70被启动时，输出轭34的转动可被锁定到输出轭36的转动。因此，不管地面条件如何，所有轮轴可以大约相同速度转动。在此情形下，当任何一个轮轴18开始丧失牵引时，通常经过打滑轮轴的扭矩可被转移到夹紧的轮轴18，由此允许机器10的改善推进。

许多好处可与本发明的OTG 24相关。例如，齿轮系30的布置可提供减小尺寸和重量的OTG 24。特别是，通过将离合器70定位在第一速度增加齿轮组(即，第一扭矩减小齿轮组)的下游，离合器70可需要在相关齿轮之间传递降低水平的扭矩。这可允许离合器70的容量降低，这可与较小的尺寸和重量对应。

另外，差速器(即，行星架56、行星齿轮58、环形齿轮60和太阳齿轮64)在第一扭矩减小齿轮组下游的布置可以允许更小和/或更少的部件。例如，单个组的行星齿轮58可用来在环形齿轮60和太阳齿轮64之间传递扭矩。部件的这种数量和尺寸减小可允许部件在中空齿轮54内的嵌套，由此进一步减小OTG 24占据的空间量。另外，通过利用5个行星齿轮58、更大数量的动力流动路径(即，与其他形式的差速器，例如锥形齿轮或者拉维娜式差速器相比)可形成在环形齿轮60和太阳齿轮64之间，这可允许更加紧凑的OTG24用于给定的扭矩加载。

此外，由于齿轮系30的独特布置，可需要更少的大传递齿轮。特别是，因为齿轮系30可允许后轮抽18b和18c从差速器的直接驱动，齿轮系30可只需要4个大传递齿轮(即，直齿轮52、中空齿轮54、直齿轮66和直齿轮68)。传递齿轮数量的这种减少可帮助进一步减小OTG 24的尺寸和重量。

公开的OTG 24可具有高度响应性。具体地，因为液压致动器98可保持与盘组96接触，离合器70在停用状态和启动状态之间进行改变所需的时间会很少。并且，由于OTG 24的速度和用来保持这种接触的压力很低，与接触相关的任何效率损失同样会很低。此外，因为低压润滑油(而不是高压控制油)可用来保持液压致动器98和盘组96之间的希望接触，离合器70的流体动力和控制可以很低。

另外，可通过液压连接OTG 24与相关的传动装置22实现节省。例如，可需要更少的部件(例如，过滤器、冷却器、蓄能器、释放阀等)。更少的部件会造成更大的效率、改善的可靠性、更低的成本、更低的重量和更少的占地面积。

本领域技术人员将会明白，可以对本发明的输出传动组进行各种修改和变型而不脱离本发明的范围。从说明书的考虑和这里公开的输出传动组的实践，本领域技术人员将认识到其他实施例。例如，虽然轴26在这里被描述为通过轭32-36连接到OTG 24，使用本领域已知的其他联接装置进行类似连接也是可能的。另外，虽然齿轮系30的特定齿轮被描述和显示为直齿轮，但根据需要也可替代使用其他类型的齿轮(例如，斜齿轮)。此外，虽然公开的OTG被描述被具有5个行星齿轮58，可设想不同数量的齿轮可替代地根据需要使用以适应不同的加载情境。预期的是，说明书和示例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围由权利要求书及其等同指明。

Claims (10)

1.一种输出传动组(24)，包括：

壳体(28)；

输入轭(32)，其从壳体延伸并能够接收输入扭矩；

第一输出轭(34)，其从壳体延伸并能够提供第一输出扭矩；

第二输出轭(36)，其从壳体延伸并能够提供第二输出扭矩；和

齿轮系(30)，其设置在壳体内并将输入轭连接到第一输出轭及第二输出轭，其中：

齿轮系在输入轭和第一输出轭及第二输出轭之间形成扭矩减小；并且

齿轮系包括位于扭矩减小下游的可锁定差速器(56,58,60,64,70)。

2.如权利要求1所述的输出传动组，其中，可锁定差速器能够围绕与第一输出轭对准的轴线(74)转动。

3.如权利要求2所述的输出传动组，其中，第一输出轭位于输入轭和第二输出轭之间。

4.如权利要求3所述的输出传动组，其中，可锁定差速器包括：

环形齿轮(60)；

太阳齿轮(64)；和

行星架(56)，其具有将环形齿轮连接到太阳齿轮的多个行星齿轮(58)。

5.如权利要求4所述的输出传动组，其中，可锁定差速器进一步包括能够将环形齿轮选择性地锁定到太阳齿轮的离合器(70)。

6.如权利要求5所述的输出传动组，其中，当离合处于启动时，借助输入轭接收的扭矩的总量在第一输出轭及第二输出轭之间以大约1:2分割。

7.如权利要求6所述的输出传动组，其中，第一输出轭连接到环形齿轮并能够在离合器被启动时接收比第二输出轭更大量的扭矩。

8.如权利要求4所述的输出传动组，其中：

行星架是齿轮系中包括的仅有的行星架；并且

所述多个行星齿轮布置在包括5个齿轮的单个组中。

9.如权利要求4所述的输出传动组，其中：

太阳齿轮是还包括第一直齿轮(66)的集群的部分；

齿轮系进一步包括连接到第二输出轭的第二直齿轮(68)；并且

第一直齿轮能够与第二直齿轮啮合。

10.如权利要求9所述的输出传动组，其中：

环形齿轮连接到第一输出轭；

齿轮系进一步包括：

连接到输入轭的第三直齿轮(52)；和

中空齿轮(54)，其能够与第三直齿轮啮合，且行星架用花键联接到中空齿轮。