CN107150589A - 具有轴锁定系统的动力传送单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于前轮驱动(FWD)车辆的动力传送单元包括壳体、后轮驱动齿轮轴以及中间驱动轴，其中该后轮驱动齿轮轴具有被构造成选择性地连接至FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段，该中间驱动轴具有被构造成可操作地连接至FWD变速器的第一末端、被构造成连接至前轮的第二末端、以及具有齿轮元件的中间部分。锁定构件安装至后轮驱动齿轮轴和中间轴中的一者。锁定构件可选择性地转换于其中中间驱动轴独立于后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中齿轮构件可操作地连接至齿轮元件的第二位置之间。

Description

具有轴锁定系统的动力传送单元
技术领域
本发明涉及变速器，更具体地涉及包括具有轴锁定系统的动力传送单元的变速器。
背景技术
许多当前的汽车包括前轮驱动(FWD)系统，在其中变速器或驱动桥将前驱动轮可操作地连接至发动机。车辆结构更频繁地使用(FWD)变速器来改进燃料经济性。遗憾的是，FWD车辆缺乏很多消费者所期望的越野能力。制造商可通过增加动力传送单元(PTU)以将速度和扭矩发送至后驱动单元(RDU)而将越野能力加到基于FWD的车辆上。RDU将速度和扭矩分配给后驱动轮，由此产生基于FWD的全轮驱动(AWD)车辆。
另外，制造商可通过增加分动箱以将速度和扭矩分配给独立的前轴和后轴而将越野能力加到后轮驱动(RWD)车辆上，由此产生基于RWD的AWD车辆或基于RWD的四轮驱动(4WD)车辆。独立的前轴和后轴各包含对应的前差速器和后差速器。可将锁定机构加到前差速器和后差速器中的一者或两者上，以将越野性能进一步增强到超过4WD及AWD所提供的越野性能。可通过锁定两个差速器来建立增强的越野能力。基于FWD的AWD车辆中的RDU包含差速器，其可被类似地锁定。然而，前差速器包含在驱动桥内，在该驱动桥中存在很少的空间来封装锁定机构。因此，希望提供具有基于4WD及/或AWD的车辆的增强越野能力的基于FWD的车辆，以在不断扩大的越野市场中满足消费者需求。
发明内容
根据示例性实施例，一种用于前轮驱动(FWD)车辆的动力传送单元(PTU)包括壳体、后轮驱动齿轮轴以及中间驱动轴，其中该后轮驱动齿轮轴具有被构造成选择性地连接至FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段，该中间驱动轴具有被构造成可操作地连接至FWD变速器的第一末端部分、被构造成连接至前轮的第二末端部分、以及具有齿轮元件的中间部分。锁定构件安装至后轮驱动齿轮轴和中间轴中的一者。锁定构件可选择性地转换于其中中间驱动轴独立于后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中齿轮构件可操作地连接至齿轮元件的第二位置之间，从而选择性地联接中间驱动轴和后轮驱动齿轮轴的旋转。
根据另一示例性实施例，一种驱动系统包括前轮驱动(FWD)变速器，其具有可操作地连接至第一前轮的第一输出端、第二输出端、以及可操作地连接至FWD变速器的动力传送单元(PTU)。PTU包括壳体以及后轮驱动齿轮轴，其中该后轮驱动齿轮轴具有选择性地连接至FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段。中间驱动轴具有可操作地连接至第二输出端的第一末端部分、连接至第二前轮的第二末端部分、以及具有齿轮元件的中间部分。锁定构件安装至后轮驱动齿轮轴和中间驱动轴中的一者。锁定构件可选择性地转换于其中中间驱动轴独立于后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中齿轮构件可操作地连接至齿轮元件的第二位置之间，从而选择性地联接中间驱动轴和后轮驱动轴的旋转。
根据本发明的又一示例性实施例，一种机动车辆包括车体、被支撑在车体中的发动机、以及包括可操作地连接至发动机的前轮驱动(FWD)变速器的驱动系统。FWD变速器包括可操作地连接至第一前轮轴的第一输出端、以及第二输出端。动力传送单元(PTU)可操作地连接至FWD变速器。PTU包括壳体以及后轮驱动齿轮轴，其中该后轮驱动齿轮轴具有选择性地连接至FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段。中间驱动轴具有可操作地连接至第二输出端的第一末端部分、连接至第二前轮轴的第二末端部分、以及具有齿轮元件的中间部分。锁定构件安装至后轮驱动齿轮轴以及中间驱动轴中的一者，锁定构件可选择性地转换于其中中间驱动轴独立于后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中齿轮构件可操作地连接至齿轮元件的第二位置之间，从而选择性地联接中间驱动轴以及后轮驱动齿轮轴的旋转。
结合附图根据以下对本发明的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
其他特征、优点以及细节仅以示例方式出现在以下实施例的详细描述中，该详细描述参照附图，其中：
图1描绘了根据示例性实施例的包括动力传送单元的机动车辆；
图2描绘了没有壳体的图1所示动力传送单元；
图3描绘了沿线3-3截取的图2所示动力传送单元的局部剖视图，其显示了位于第一位置的锁定构件；以及
图4描绘了沿线4-4截取的图2所示动力传送单元的局部剖视图，其显示了位于第二位置的锁定构件。
具体实施方式
以下描述在性质上仅是示例性的，并不旨在限制本公开内容、其应用或使用。应理解，在整个附图中，相应的参考编号表示相似或相应的部件及特征。
根据示例性实施例的机动车辆在图1中总体地表示为2。机动车辆2包括车体4以及发动机6。发动机6被支撑在车体4内并可采用各种形式。例如，发动机6可以是内燃机、混合发动机、或电动机。机动车辆2还包括可操作地连接至发动机6的驱动系统10。驱动系统10包括前轮驱动(FWD)变速器12。如将在下文中更充分地详细描述，前轮驱动变速器12驱动第一前轮14和第二前轮15。
FWD变速器12包括第一输出端17，其通过第一前半轴19与第一前轮14可操作地连接。FWD 12还包括第二输出端22，其可采用差速器25(图2)的形式。如也将在下文中更充分地详细描述，差速器25通过第二前半轴28可操作地连接至第二前轮15。机动车辆2还包括第一后轮33和第二后轮34。后驱动模块37在FWD变速器12与第一后轮33和第二后轮34之间提供可操作接口。
根据示例性实施例，动力传送单元(PTU)40通过传动轴43可操作地连接于FWD变速器12与后驱动模块37之间。PTU 40包括连接至FWD变速器12的壳体50。如图2-4中最佳示出，PTU 40包括选择性地连接至FWD变速器12的后轮驱动齿轮轴60。后轮驱动齿轮轴60包括第一末端区段62、第二末端区段63以及具有在其之间延伸的中空内部66的中间区段65。第一末端区段62包括与差速器25连接的侧齿轮组件70。第二末端区段63包括齿轮构件72。另外，环形齿轮74安装至中间区段65。环形齿轮74与小齿轮76接口连接，以驱动传动轴43以及后驱动模块37。
进一步根据示例性实施例，PTU 40包括中间驱动轴(IDS)80，其可操作地连接至第二前半轴28。IDS 80包括第一末端部分82、第二末端部分83以及在其之间延伸的中间部分85。IDS 80包括设置在中间部分85上的齿轮元件88。齿轮元件88与后轮驱动齿轮轴60上的齿轮构件72选择性地接口连接。
更进一步根据示例性实施例，PTU 40包括锁定构件94。根据示例性实施例的一方面，锁定构件94可采用被支撑在IDS 80上的滑动套环96的形式。当然，应理解，锁定构件94可采用其他形式并可设置在PTU 40的其他部件上。锁定构件94包括第一环台(land)104、第二环台105、以及在其之间延伸的凹部107。致动器组件112包括安装至PTU壳体50的致动器壳体114。致动器组件112包括设置在致动器壳体114中的电动机116。电动机116通过致动器叉状件118可操作地连接至锁定构件94。
根据示例性实施例的一方面，致动器叉状件118从其中IDS 80独立于后轮驱动齿轮轴60而旋转的第一位置(如图3所示)以及其中IDS 80的旋转联接至后轮驱动齿轮轴60的第二位置(如图4所示)选择性地转换锁定构件94。在第一位置，FWD变速器12将动力从发动机6仅传递至第一前轮14和第二前轮15。在第二位置，FWD变速器12通过后驱动模块37将动力从发动机6传递至第一前轮14和第二前轮15、以及第一后轮33和第二后轮34。
在这一点，应理解，示例性实施例描述一种将动力从FWD变速器选择性地传递至一组后轮的系统。动力传送单元与FWD变速器协作以选择性地传送动力。动力传送单元允许制造商提供四轮驱动或全轮驱动作为FWD车辆的选择。进一步，动力传送单元的使用允许四轮驱动或全轮驱动系统而无需复杂的驱动系统、额外的变速器等。
虽然已参照示例性实施例对本发明作出说明，但是所属技术领域的技术人员将理解的是，在不脱离本发明范围的条件下可作出各种改变且等同物可替代其元件。另外，在不脱离本发明实质范围的条件下，可作出多种改型以使具体的情况或材料适应本发明的教示。因此，本发明并不旨在限于所公开的具体实施例，而是本发明将包括落入本申请的范围内的所有实施例。

Claims (10)

1.一种用于前轮驱动(FWD)车辆的动力传送单元(PTU)，包括：
壳体；
后轮驱动齿轮轴，其具有被构造成选择性地连接至FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段；
中间驱动轴，其具有被构造成可操作地连接至所述FWD变速器的第一末端部分、被构造成连接至前轴的第二末端部分、以及具有齿轮元件的中间部分；以及
锁定构件，其安装至所述后轮驱动齿轮轴和所述中间驱动轴中的一者，所述锁定构件可选择性地转换于其中所述中间驱动轴独立于所述后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中所述齿轮构件可操作地连接至所述齿轮元件的第二位置之间，从而选择性地联接所述中间驱动轴以及所述后轮驱动齿轮轴的旋转。
2.根据权利要求1所述的PTU，其中所述后轮驱动齿轮轴的第一末端包括环形齿轮。
3.根据权利要求2所述的PTU，还包括：小齿轮，其可操作地连接于所述环形齿轮与后驱动模块之间。
4.根据权利要求1所述的PTU，其中所述后轮驱动齿轮轴包括在所述第一末端区段与所述第二末端区段之间延伸的中空中间区段，所述中间驱动轴延伸穿过所述后轮驱动齿轮轴的所述中空中间区段。
5.根据权利要求1所述的PTU，其中所述齿轮元件直接邻近所述齿轮构件而设置。
6.根据权利要求5所述的PTU，其中所述锁定构件从所述中间驱动轴选择性地可转换至与所述齿轮构件的接合。
7.根据权利要求1所述的PTU，还包括：锁定构件致动器，其安装至所述壳体并可操作地连接至所述锁定构件。
8.一种机动车辆，包括：
车体；
发动机，其被支撑在所述车体中；
驱动系统，其包括可操作地连接至所述发动机的前轮驱动(FWD)变速器，所述FWD变速器包括可操作地连接至第一前轴的第一输出端、以及第二输出端；以及
动力传送单元(PTU)，其可操作地连接至所述FWD变速器，所述PTU包括：
壳体；
后轮驱动齿轮轴，其具有选择性地连接至所述FWD变速器的第一末端区段以及包括齿轮构件的第二末端区段；
中间驱动轴，其具有可操作地连接至所述第二输出端的第一末端部分、连接至第二前轴的第二末端部分、以及具有齿轮元件的中间部分；以及
锁定构件，其安装至所述后轮驱动齿轮轴和所述中间驱动轴中的一者，所述锁定构件可选择性地转换于其中所述中间驱动轴独立于所述后轮驱动齿轮轴的第一位置与其中所述齿轮构件可操作地连接至所述齿轮元件的第二位置之间，从而选择性地联接所述中间驱动轴以及所述后轮驱动轴的旋转。
9.根据权利要求8所述的机动车辆，其中所述后轮齿轮轴的第一末端包括环形齿轮。
10.根据权利要求8所述的机动车辆，其中所述后轮驱动齿轮轴包括在所述第一末端区段与所述第二末端区段之间延伸的中空中间区段，所述中间驱动轴延伸穿过所述后轮驱动齿轮轴的所述中空中间区段。
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