CN111108012A - 框架导轨车辆的车桥组件 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种用于框架导轨车辆的车桥组件。所述车桥组件包括驱动单元，所述驱动单元包括第一驱动单元组件、第二驱动单元组件、第一车桥轴和第二车桥轴。所述第一驱动单元组件包括第一电机、第一输出组件和第一偏置齿轮减速组件。所述第二驱动单元组件包括第二电机、第二输出组件和第二偏置齿轮减速组件。所述第一电机和所述第二电机沿着相同方向定向并且间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一电机和所述第二电机之间。所述第一偏置齿轮减速组件与所述第二偏置齿轮减速组件间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一偏置齿轮减速器和所述第二偏置齿轮减速器之间。

Description

框架导轨车辆的车桥组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月16日提交的、申请号为62/546,459的美国临时申请的优先权，出于所有目的，该美国临时申请的公开内容通过引用整体结合于此。
技术领域
本发明涉及车辆车桥组件，更具体地，涉及用于框架导轨车辆的车桥组件。
背景技术
至少一些已知的框架导轨卡车包括双车桥系统，以用于增加框架导轨卡车的负载运输能力。制造商越来越多地转向电动和混合动力推进系统，以提高性能和效率。
因此，需要提供一种车桥组件，该车桥组件允许封装至底盘导轨之间的狭窄空间中，同时保持独立的轮驱动和多速齿轮减速能力。
本发明针对上述问题中的一个或多个。
发明内容
因此，本发明提供了具有提高的性能和效率的用于车辆的驱动单元和车桥组件。
在本发明的一个实施例中，提供了一种用于车桥组件的驱动单元。所述驱动单元包括驱动单元外壳、定位于所述驱动单元外壳内的第一驱动单元和第二驱动单元、第一车桥轴以及第二车桥轴。所述第一车桥轴沿着车桥中心线轴线定向并且在沿着所述车桥中心线轴线限定的第一方向上从所述驱动单元外壳向外延伸。所述第二车桥轴沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向，并且在与所述第一方向相反的第二方向上从所述驱动单元外壳向外延伸。所述第一驱动单元包括第一电机和用于从所述第一电机向所述第一车桥轴传递扭矩的第一齿轮组件。所述第一齿轮组件包括耦接至所述第一车桥轴的第一输出组件和耦接至所述第一输出组件以及所述第一电机的第一偏置齿轮减速组件。所述第二驱动单元包括第二电机和用于从所述第二电机向所述第二车桥轴传递扭矩的第二齿轮组件。所述第二齿轮组件包括耦接至所述第二车桥轴的第二输出组件和耦接至所述第二输出组件以及所述第二电机的第二偏置齿轮减速组件。所述第一电机和所述第二电机沿着相同方向定向。所述第一电机与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一电机和所述第二电机之间。所述第一偏置齿轮减速组件与所述第二偏置齿轮减速组件间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一偏置齿轮减速器和所述第二偏置齿轮减速器之间。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种车桥组件。所述车桥组件包括第一轮端组件、第二轮端组件和耦接至所述第一轮端组件以及所述第二轮端组件的驱动单元。所述驱动单元包括驱动单元外壳、定位于所述驱动单元外壳内的第一驱动单元和第二驱动单元、第一车桥轴以及第二车桥轴。所述第一车桥轴沿着车桥中心线轴线定向并且在沿着所述车桥中心线轴线限定的第一方向上从所述驱动单元外壳向外延伸。所述第一车桥轴被耦接至所述第一轮端组件，以使得所述第一轮端组件与所述驱动单元外壳间隔开。所述第二车桥轴沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向，并且在与所述第一方向相反的第二方向上从所述驱动单元外壳向外延伸。所述第二车桥轴被耦接至所述第二轮端组件，以使得所述第二轮端组件与所述驱动单元外壳间隔开。所述第一驱动单元包括第一电机和用于从所述第一电机向所述第一车桥轴传递扭矩的第一齿轮组件。所述第一齿轮组件包括耦接至所述第一车桥轴的第一输出组件和耦接至所述第一输出组件以及所述第一电机的第一偏置齿轮减速组件。所述第二驱动单元包括第二电机和用于从所述第二电机向所述第二车桥轴传递扭矩的第二齿轮组件。所述第二齿轮组件包括耦接至所述第二车桥轴的第二输出组件和耦接至所述第二输出组件以及所述第二电机的第二偏置齿轮减速组件。所述第一电机和所述第二电机沿着相同方向定向。所述第一电机与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一电机和所述第二电机之间。所述第一偏置齿轮减速组件与所述第二偏置齿轮减速组件间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一偏置齿轮减速器和所述第二偏置齿轮减速器之间。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的优点将因为变得更好理解而变得易于领会。
图1是根据本发明的实施例的包括车桥组件的车辆的立体图。
图2-3是图1中所示的车辆的另外的立体图。
图4是图1-3中所示的车桥组件的立体图。
图5是图4中所示的车桥组件的另一立体图。
图6-9是可用于图1-13中所示的车桥组件的外壳的各种立体图。
图10是图4中所示的车桥组件的俯视图，其中移除了所述外壳。
图11是图10中所示的车桥组件的侧视图。
图12是可用于图1-11中所示的车桥组件的驱动单元的立体图。
图13和图14是图12中所示的驱动单元的另外的立体图。
图15是图12中所示的驱动单元的前视图。
图16是图12中所示的驱动单元的后视图。
图17是图10中所示的车桥组件的一部分的立体图。
图18是图12中所示的驱动单元的示意图，其中示出了处于“W”配置下的基本齿轮形式的节点布局，其包括处于相对臂“V”配置下的第一驱动单元组件和处于后臂“V”配置下的第二驱动单元组件。
具体实施方式
参考附图，其中在全部若干视图中，相同的附图标记表示相同的部件，本发明包括用于车辆12(例如，框架导轨卡车)的电动车桥组件10。参考图1-5，在示出的实施例中，车辆12包括框架导轨系统14。轮组件16被耦接至电动车桥组件10，以便用于从地面支撑电动车桥组件10。安装组件18被耦接至框架导轨系统14和电动车桥组件10，以使得框架导轨系统14由电动车桥组件10和轮组件16从地面支撑。安装组件18可包括耦接至一个或多个安装架的悬臂，以将车桥组件10可移动地附接至车辆12。所述车辆可以是电动车辆或具有电马达和内燃发电机/马达的混合动力车辆。有利地，安装组件18可以被配置成将车桥组件10改装至车辆。例如，最初装备有传统车桥组件的框架导轨卡车可以利用车桥组件10代替传统车桥组件。
在所示的实施例中，电动车桥组件10包括驱动单元外壳20、定位于驱动单元外壳20内的轮驱动单元22、耦接至轮驱动单元22并从轮驱动单元22的相反(相对)端部沿着车桥中心线轴线26径向向外延伸的一对车桥轴24、以及一对轮端组件28。每个轮端组件28被耦接至相应的车桥轴24的端部。轮组件16包括一个或多个轮30，所述一个或多个轮30被耦接至电动车桥组件10的每个端部，以支撑车辆12并将动力传递至地面。例如，电动车桥组件10包括：第一车桥轴32，所述第一车桥轴32被耦接在驱动单元22和第一轮端组件34之间，所述第一轮端组件34被耦接至轮30中的第一对轮36；以及第二车桥轴38，所述第二车桥轴38被耦接在驱动单元22和第二轮端组件40之间，所述第二轮端组件40被耦接至轮30中的第二对轮42。车桥组件10还可包括用于所述车辆的制动系统。所述制动系统可以包括气缸、制动软管、制动鼓、制动转子、制动钳等。
在所示的实施例中，轮组件16包括双轮配置，所述双轮配置具有耦接至车桥组件10的每个端部的一对轮30。每个轮30限定旋转轴线44。每个轮30的旋转轴线44大体沿着车桥中心线轴线26对准。车辆12可包括多个电动车桥组件10。每个轮驱动单元22可被配置成独立地驱动轮30，并且可在车辆的转向机动期间以不同的速度操作相应的轮30，或者可响应于每个轮30处可用的牵引力来操作相应的轮30。
参考图10-18，轮驱动单元22包括一对电机46和变速器组件48，所述变速器组件48被耦接至该对电机46中的每一个以及每个车桥轴24。变速器组件48被耦接至每个电机46以及第一和第二车桥轴32、38。如此，由每个电机46产生的扭矩就通过变速器组件48传递至每个轮端组件28，然后传递至轮30。在一个实施例中，变速器组件48具有两个减速比，其可以由车辆的操作者或变速器控制器选择性地接合。
每个电机46产生扭矩以驱动轮30。每个电机46包括电马达49、从电马达49突出的转子轴50和固定至转子轴50的驱动轴齿轮52。转子轴50沿着转子中心线轴线51延伸，该转子中心线轴线51限定了延伸穿过电机46的马达旋转轴线54。电机46可以是有刷或无刷的DC或AC马达，以及本领域中公知的其他类型的马达。
在所示的实施例中，该对电机46包括第一电机56和第二电机58，第一电机56和第二电机58各自沿着相同方向定向并且平行排列，以使得每个转子中心线轴线51彼此平行地定向。车桥输出轴24沿着相同的重合轴线定向并且沿着相反的方向延伸。第一和第二电机56、58在车辆12上沿着横向方向以平行平移排列方式定向，并且被定向成，第一电机56沿着车辆12的纵向轴线59定位在第二电机58的后面。
变速器组件48包括第一齿轮组件60和第二齿轮组件62。第一齿轮组件60被耦接至第一电机56和第一车桥输出轴32。第二齿轮组件62被耦接至第二电机58以及第二车桥输出轴38。所述第一齿轮组件60和第二齿轮组件62分别包括惰轮轴64、输出轴66和换挡机构68(如图17所示)。驱动轮70被固定至惰轮轴64并与相应的驱动轴齿轮52啮合。驱动轮70从相应的驱动轴齿轮52向惰轮轴64传递扭矩。换挡机构68被配置成在惰轮轴64和输出轴66之间传递扭矩。每个输出轴66被耦接至相应的车桥轴32、38。
在所示的实施例中，轮驱动单元22包括第一驱动单元组件80和第二驱动单元组件82。第一驱动单元组件80包括第一电机56和第一齿轮组件60，所述第一齿轮组件60用于从第一电机56向第一车桥轴32传递扭矩。第一齿轮组件60包括耦接至第一车桥轴32的近端86的第一输出组件84和耦接至第一输出组件84以及第一电机56的第一偏置齿轮减速组件88。第一偏置齿轮减速组件88被耦接至第一电机56的驱动轴齿轮52，以从第一电机56向第一输出组件84传递扭矩。
第一输出组件84包括沿着第一输出轴中心线轴线92延伸的第一输出轴90和固定地耦接至第一输出轴90并且沿着第一输出轴中心线轴线92间隔开的第一多个输出齿轮94。输出齿轮94被可旋转地(不可相对旋转地)固定至第一输出轴90，以使得输出齿轮94和第一输出轴90以相同的速度旋转。第一输出轴90限定一延伸穿过其中的孔。所述孔被配置成接收第一车桥轴32的近端86并且可以被花键连接或键槽连接，以使得第一车桥轴32和第一输出轴90以相同的速度旋转。
第一偏置齿轮减速组件88包括沿着第一惰轮轴中心线轴线98延伸的第一惰轮轴96、可旋转地耦接至第一惰轮轴96并且沿着第一惰轮轴中心线轴线98间隔开的第一多个惰齿轮100、以及换挡机构68(图17所示)。
第一惰轮轴96被定向成与第一输出轴90基本平行。每个惰齿轮100被配置成与相应的输出齿轮94啮合，以使得惰齿轮100的旋转引起相应的输出齿轮94旋转。每个惰齿轮100包括可与换挡机构68接合的花键部分，以将惰齿轮100可旋转地(不可相对旋转地)耦接至第一惰轮轴96。换挡机构68被耦接至第一惰轮轴96，以选择性地从第一惰轮轴96向第一多个惰齿轮100中的各个惰齿轮传递扭矩。
第一惰轮轴96和第一输出轴90均具有由轴承可旋转地支撑在驱动单元外壳20中的两个端部。第一驱动轮102被固定至第一惰轮轴96并且与第一电机56的驱动轴齿轮52啮合。第一驱动轮102从第一电机56的驱动轴齿轮52向第一惰轮轴96传递扭矩。
参考图17，在所示的实施例中，换挡机构68包括换挡环104、换挡拨叉106和换挡致动器108。换挡环104可沿着第一惰轮轴96在惰齿轮100之间滑动并且可旋转地(不可相对旋转地)耦接至第一惰轮轴96，以使得换挡环104和第一惰轮轴96以相同的速度旋转。换挡环104包括至少一个可与惰齿轮100中的任一个惰齿轮的花键部分接合的花键部分。另外，换挡环104限定了一沟槽，所述沟槽被设定尺寸和形状以与换挡拨叉106接合。换挡拨叉106被耦接至换挡致动器108并且可相对于第一惰轮轴96移动。换挡拨叉106与换挡环104接合，以使得换挡拨叉106能够将换挡环104移动成与惰齿轮100之一接合。另外，换挡拨叉106可移动至空档位置，在空档位置，任一惰齿轮100都不与换挡环104接合。
在一个实施例中，第一齿轮组件60包括具有第一减速比和第二减速比的二速变速器。所述二速变速器包括沿着第一输出轴90间隔开的第一对输出齿轮94、以及沿着第一惰轮轴96间隔开的相应的第一对惰齿轮100。第一对惰齿轮100中的每个惰齿轮被配置成与第一对输出齿轮94中的相应的输出齿轮啮合。第一对惰齿轮100中的一个惰齿轮100对应于第一减速比，并且第一对惰齿轮100中的另一个惰齿轮100对应于第二减速比。换挡致动器108使换挡拨叉106移动，从而使换挡环104沿着第一惰轮轴96移动，从而选择性地接合惰齿轮100以选择第一减速比和第二减速比。每个惰齿轮100可在第一惰轮轴96上自由旋转，以使得当未接合相应的减速比时，在第一惰轮轴96和相应的惰齿轮100之间不传递扭矩。
第二驱动单元组件82类似于第一驱动单元组件80，并且包括第二电机58和第二齿轮组件62，所述第二齿轮组件62用于从第二电机58向第二车桥轴38传递扭矩。第二齿轮组件62包括耦接至第二车桥轴38的近端112的第二输出组件110和耦接至第二输出组件110以及第二电机58的第二偏置齿轮减速组件114。第二偏置齿轮减速组件114被耦接至第二电机58的驱动轴齿轮52，以从第二电机58向第二输出组件110传递扭矩。
第二输出组件110包括沿着第二输出轴中心线轴线118延伸的第二输出轴116和沿着第二输出轴中心线轴线118间隔开的第二多个输出齿轮120。输出齿轮120被可旋转地(不可相对旋转地)固定至第二输出轴116，以使得输出齿轮120和第二输出轴116以相同的速度旋转。第二输出轴116限定一孔，所述孔被配置成接收第二车桥轴38的近端112，并且可以被花键连接或键槽连接，以使得第二车桥轴38和第二输出轴116以相同的速度旋转。
第二偏置齿轮减速组件114包括沿着第二惰轮轴中心线轴线124延伸的第二惰轮轴122和可旋转地耦接至第二惰轮轴122并沿着第二惰轮轴中心线轴线124间隔开的第二多个惰齿轮126。第二惰轮轴122被定向成与第二输出轴116基本平行。每个惰齿轮126被配置成与相应的输出齿轮120啮合，以使得惰齿轮126的旋转引起相应的输出齿轮120旋转。第二换挡机构68被耦接至第二惰轮轴122，以用于从第二惰轮轴122选择性地向第二多个惰齿轮126中的各个惰齿轮126传递扭矩。每个惰齿轮126包括可与第二换挡机构68接合的花键部分，以将惰齿轮126可旋转地(不可相对旋转地)耦接至第二惰轮轴122。在所示的实施例中，第二偏置齿轮减速组件114包括单独的第二换挡机构68，以使第二驱动单元组件82能够独立于第一驱动单元组件80进行操作。在另一个实施例中，可以使用单个换挡机构来操作第一驱动单元组件80和第二驱动单元组件82。
在所示的实施例中，第二惰轮轴122和第二输出轴116均具有由轴承可旋转地支撑在驱动单元外壳20中的两个端部。第二驱动轮128被固定至第二惰轮轴122并与第二电机58的驱动轴齿轮52啮合。第二驱动轮128从第二电机58的驱动轴齿轮52向第二惰轮轴122传递扭矩。第一驱动轮102包括第一直径130，第二驱动轮128包括第二直径132，所述第二直径132基本上等于第一直径130。
第二换挡机构68类似于第一换挡机构68，并且包括第二换挡环104、换挡拨叉106和换挡致动器108。第二换挡环104可沿着第二惰轮轴122在惰齿轮126之间滑动并且可旋转地(不可相对旋转地)耦接至第二惰轮轴122，以使得第二换挡环104和第二惰轮轴122以相同的速度旋转。第二换挡环104包括至少一个能与惰齿轮126中的任一个惰齿轮的花键部分接合的花键部分并限定了一沟槽，所述沟槽被设定尺寸和形状以与换挡拨叉106接合。
在一个实施例中，第二齿轮组件62包括二速变速器，所述二速变速器包括第一减速比和第二减速比。所述二速变速器包括沿着第二输出轴116间隔开的第二对输出齿轮120、以及沿着第二惰轮轴122间隔开的相应的第二对惰齿轮126。第二对惰齿轮126中的每个惰齿轮被配置成与第二对输出齿轮120中的相应的输出齿轮啮合。第二对惰齿轮126中的一个惰齿轮126对应于第一减速比，第二对惰齿轮126中的另一个惰齿轮126对应于第二减速比。换挡致动器108使换挡拨叉106移动，从而使第二换挡环104沿着第二惰轮轴122移动以选择性地接合惰齿轮126，以选择第一减速比和第二减速比。每个惰齿轮126可以在第二惰轮轴122上自由旋转，以使得当未接合相应的减速比时，在第二惰轮轴122和相应的惰齿轮126之间不传递扭矩。
所述换挡机构还可以包括同步器以辅助换挡。所述换档致动器可以手动或自动控制。所述换档致动器可响应于由变速器控制模块产生的液压、气压或电子信号。备选地，所述换档致动器可以包括由车辆操作者控制的机械联动装置。
第一轮端组件34被耦接至第一车桥轴32的远端134，第二轮端组件40被耦接至第二车桥轴38的远端136。第一车桥轴32被设置在第一主轴138中(在图5中示出)，所述第一主轴138被耦接至驱动单元外壳20。第二车桥轴38被设置在第二主轴140中，所述第二主轴140被耦接至驱动单元外壳20。参考图17，在所示的实施例中，每个轮端组件34、40包括具有轮凸缘144的轮毂142。轮毂142由一对轮毂轴承可旋转地支撑在相应的主轴138、140上。可以使用螺栓、螺母和本领域已知的其他紧固件将轮30固定至轮凸缘144。每个轮端组件34、40均包括行星齿轮减速器146，所述行星齿轮减速器146增大扭矩以驱动轮30。行星齿轮减速器146包括太阳齿轮148、行星齿轮架150、多个行星齿轮152和齿圈154。齿圈154被耦接至相应的主轴138、140。太阳齿轮148被耦接至相应的车桥轴32、38的远端并且被设置在齿圈154中。齿圈154相对于太阳齿轮148固定。所述多个行星齿轮152被可旋转地耦接至行星齿轮架150。行星齿轮架150被布置成与齿圈154相邻，其中每个行星齿轮152都被设置在齿圈154中。每个行星齿轮152均与齿圈154和太阳齿轮148接合。当车桥轴使太阳齿轮148旋转时，太阳齿轮148使每个行星齿轮152旋转，而行星齿轮152又使行星齿轮架150旋转。行星齿轮架150被耦接至轮毂142，以使得行星齿轮架150和轮毂142以相同速度旋转。
在所示的实施例中，第一驱动单元组件80被配置成驱动第一轮端组件34，第二驱动单元组件82被配置成独立于第一驱动单元组件80来驱动第二轮端组件40，从而在车辆的转向机动期间以不同的速度操作第一轮端组件34和第二轮端组件40，或者响应于每个轮30处可用的牵引力来操作第一轮端组件34和第二轮端组件40。
参考图6-9，在所示的实施例中，驱动单元外壳20包括多个壁160，所述多个壁160包括限定腔室162的内表面。第一驱动单元组件80和第二驱动单元组件82被完全设置在驱动单元外壳20的腔室162内。驱动单元外壳20包括外壳壳体164和可移除地耦接至外壳壳体164的盖166。外壳壳体164包括主体，所述主体包括具有内表面和外表面168的多个壁160。所述内表面限定腔室162，所述腔室162被设定尺寸和形状以在其中接收驱动单元22。外表面168沿着车桥中心线轴线26在前侧部分170和后侧部分172之间延伸。外壳壳体164包括在前侧部分170处限定的第一端壁174和在后侧部分172处限定的第二端壁176。第一端壁174包括基本为心形的横截面形状178。外壳壳体164的外表面168包括在第一端壁174和第二端壁176之间延伸的多个弓形表面，以使得心形横截面形状178在第一端壁174和第二端壁176之间延伸。第一轴开口180延伸穿过第一端壁174，并且被设定尺寸和形状以接收从其中穿过的第一车桥轴32。
第二端壁176包括安装肩，所述安装肩围绕第二端壁176的周边延伸并且包括平坦的前表面。沿着所述前表面限定有多个孔，以用于在其中接收相应的紧固件，以便将盖166耦接至外壳壳体164。
盖166被耦接至第二端壁176，并且包括第二轴开口182，所述第二轴开口182延伸穿过盖166的外表面。第二轴开口182被设定尺寸和形状以接收从其中穿过的第二车桥轴38。
盖166包括盖主体和从所述盖主体向外延伸的安装凸缘。所述安装凸缘包括外表面，所述外表面的横截面形状与第二端壁176的周边的横截面形状基本匹配。所述安装凸缘包括围绕该安装凸缘的周边延伸的多个开口，所述多个开口被设定尺寸和形状以接收从其中穿过的紧固件，以便将盖166耦接至外壳壳体164。盖166适于耦接至外壳壳体164，以将驱动单元22封闭在齿轮箱腔室162内。第一车桥轴32被设置在耦接至外壳壳体164的第一主轴138中。第二车桥轴38被设置在耦接至盖166的第二主轴140中。一个或多个拉杆被耦接至外壳壳体164，以用于从框架导轨系统14支撑驱动单元22。
参考图10-18，在示例性实施例中，三个相互垂直的轴X、Y和Z延伸穿过车桥组件10，并且用于限定相对于车桥组件10的三维笛卡尔坐标系。具体地，Z轴被定向成与车桥中心线轴线26基本平行地延伸，X轴被定向成基本垂直于Z轴并基本平行于纵向轴线59地延伸，并且Y轴被定向成基本垂直于X轴和Y轴。在所示的实施例中，驱动单元22的齿轮布置包括家庭单元，该家庭单元包括允许向每个轮30施加驱动的齿轮定向，同时将两个电机46沿着相同的定向方向按照一个电机沿着纵向轴线59处于另一电机之后的方式封装。基本(主要)齿轮形式相对于X-Y平面呈“W”配置(如图18所示)，其中输出轴90、116具有相同的重合轴线，但是相对于车桥中心线轴线26具有相反的方向。电机34、40并非相反，而是已经旋转(平移)，以在车辆上按照沿着纵向轴线59一个电机处于另一个电机之后的方式在横向方向上赋予平行的平移排列。
在一个实施例中，由电机设置的输入减速齿轮对具有大直径齿轮，所述大直径齿轮将不允许轴通过。该特征迫使需要为独立的轮驱动单元系统22配置偏置车桥轴64。参考图18，所述配置被布置成相对于X-Y平面呈两个“V”形从而形成“W”形。“V”形之一具有沿着Z轴的纵臂配置，“V”形中的另一个具有沿着Z轴的相反的臂配置。当排列在一起时，“W”形包括并排(对齐)的输入(具有相同取向的电机)和相反的输出。所述输出沿着相反方向连接以便将驱动轴连接至轮端。所述配置形状允许将两个马达车桥配置封装至底盘导轨之间的狭窄空间中，同时保持独立的轮驱动和多速齿轮减速能力。通过利用伴随的轮端行星齿轮减速器，该配置还开发利用了车桥比和车辆产品类型的适配性。
参考图10-16，在所示的实施例中，第一车桥轴32沿着车桥中心线轴线26定向并且在沿着车桥中心线轴线26限定的第一方向200上(图10所示)从驱动单元外壳20向外延伸。第二车桥轴38沿着车桥中心线轴线26与第一车桥轴32同轴地定向，并且在沿着车桥中心线轴线26限定的与第一方向200相反的第二方向202上从驱动单元外壳20向外延伸。
第一驱动单元组件80被耦接至第一车桥轴32，以驱动耦接至第一车桥轴32的第一轮端组件34。第二驱动单元组件82被耦接至第二车桥轴38，以驱动耦接至第二车桥轴38的第二轮端组件40。第一电机56和第二电机58相对于车桥中心线轴线26沿着相同方向定向。此外，第一电机56和第二电机58的每个转子轴50平行于车桥中心线轴线26定向。第一电机56与第二电机58间隔开沿着X轴限定的距离204，以使得车桥中心线轴线26被定位在第一电机56的转子中心线轴线51和第二电机58的转子中心线轴线51之间。例如，在一个实施例中，第一电机56和第二电机58沿着水平平面定向(如图15所示)，其中第一电机56沿着纵向轴线59与第二电机58间隔开，以使得车桥中心线轴线26被定位于第一电机56的转子中心线轴线51和第二电机58的转子中心线轴线51之间。在其他实施例中，第一和第二电机56、58可沿着Y轴竖直地定向并间隔开，以使得车桥中心线轴线26被定位于第一和第二电机56、58的转子中心线轴线51之间，或者第一和第二电机56、58可沿着任何与车桥中心线轴线26垂直的轴线定向，以使得第一和第二电机56、58的转子中心线轴线51在同一平面上定向。另外，第一电机56和第二电机58的每个转子轴50与车桥中心线轴线26间隔开相同的径向距离206。
在所示的实施例中，第一齿轮组件60和第二齿轮组件62关于Y轴成镜像对称关系。第一齿轮组件60沿着第一方向200延伸，第二齿轮组件62沿着相反的第二方向202延伸。
第一输出轴90和第二输出轴116沿着车桥中心线轴线26定向。第一输出轴90被耦接至第一车桥轴32的近端86，并沿着车桥中心线轴线26与第一车桥轴32同轴地定向。第二输出轴116被耦接至第二车桥轴38的近端112，并且沿着车桥中心线轴线26与第二车桥轴38同轴地定向。第一输出轴90沿着车桥中心线轴线26在第一方向200上延伸，第二输出轴116沿着车桥中心线轴线26在相反的第二方向202上延伸。
第一输出轴90沿着车桥中心线轴线26定位，以使得第一输出轴90相对于X轴定位于第一电机56和第二电机58之间。第二输出轴116沿着车桥中心线轴线26定位，以使得第二输出轴116与第一和第二电机56、58间隔开沿着车桥中心线轴线26测得的距离208。
第一偏置齿轮减速组件88相对于第二偏置齿轮减速组件114偏置一距离，以使得车桥中心线轴线26被定位于第一偏置齿轮减速组件88和第二偏置齿轮减速组件114之间。例如，第一惰轮轴96与第二惰轮轴122间隔开沿着X轴测得的距离210(图15中示出)，以使得车桥中心线轴线26在第一惰轮轴96和第二惰轮轴122之间延伸。车桥中心线轴线26沿着X轴定位于第一和第二惰轮轴96、122之间。第一惰轮轴96与第二惰轮轴122平行地定向，并且第一惰轮轴96和第二惰轮轴122中的每一个均平行于车桥中心线轴线26地定向。另外，第一惰轮轴96和第二惰轮轴122与车桥中心线轴线26间隔开相同的径向距离212。
第一驱动轮102相对于Z轴与第二驱动轮128相邻地定位。每个驱动轮102、128具有相同的直径，以使得第一驱动轮102的外表面的一部分与第二驱动轮128的外表面重叠。第一惰轮轴96从第一驱动轮102沿着第一方向200延伸，第二惰轮轴122从第二驱动轮128沿着相反的第二方向202延伸。
第一惰轮轴96与第一电机56间隔开沿着Y轴测得的第一距离214，以使得车桥中心线轴线26被定位于第一惰轮轴96和第一电机56之间。类似地，第二惰轮轴122与第二电机58间隔开沿着Y轴测得的第二距离216，以使得车桥中心线轴线26被定位于第二惰轮轴122和第二电机58之间。在所示的实施例中，第一距离214基本上等于第二距离216。
在一个实施例中，具有转子轴的电马达将驱动所述偏置齿轮减速器。所述偏置齿轮减速器的输出将向具有若干轴承、可选的同步器/爪形离合器和两个齿轮的轴输入动力，这两个齿轮分别与变速器的输出轴上的两个齿轮成对。所述同步器或爪形离合器将选择两个速度比，这将通过变速器中的两个齿轮对向输出轴传递动力。变速器的输出轴将耦接至轮毂行星齿轮驱动装置的太阳齿轮的输入。在轮毂行星齿轮驱动装置中，齿圈将保持固定，而行星齿轮架将像常规轮毂驱动装置中的行星齿轮架一样向轮输出动力。在一个车桥上需要两个电马达、两个二速变速器单元和两个行星齿轮轮毂驱动装置。所述外壳将电马达和变速器紧凑地集成在一起、为散热提供冷却、并将车辆负载传递至悬架部件。通过利用性能适中的两台中速电机而实现了启动性能和速度性能，并且通过结合两个速度减速器配置而赋予了启动性能和速度性能。
本发明可以与用于装箱尺寸的应用的单车桥系统和/或用于重型产品的双车桥系统一起使用。
电动车桥组件10的车桥架构配置允许将两个马达的电动车桥封装在带有标准悬架的标准卡车的底盘导轨内。双电机为系统提供了足够的动力，以便使用较小的电机启动。
在一个实施例中，本发明提供了一种低地板或超低地板(无踏板)车辆的电驱动车桥。该车辆通常是具有电动(全电池或混合动力)推进力的高占用率车辆或重型车辆。本发明将允许紧凑地封装用于导轨框架车辆的两个二速变速器单元、两个电马达和两个轮毂减速齿轮。变速器单元中具有二速档将允许提高车辆性能，例如最高速度和马达效率。另外，将电马达集成在变速器单元的侧面(即，平行和相邻)有助于紧凑地封装系统。使用一组平行轴齿轮进行减速允许进行偏置来封装马达。二速变速器单元将被集成在车桥外壳内。因此，电驱动车桥包括两个马达、两个二速变速器单元、两个轮毂减速齿轮和一外部车桥外壳，其中所述马达用于提供动力来驱动每个轮。
已经以说明性的方式描述了本发明，并且应当理解，所使用的术语旨在具有描述性词语的性质，而非限制性词语的性质。鉴于以上教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且本发明可以按照与具体描述的方式不同的方式实践。

Claims (35)

1.一种用于车桥组件的驱动单元，所述驱动单元包括：
驱动单元外壳；
第一车桥轴，所述第一车桥轴沿着车桥中心线轴线定向，并且在沿着所述车桥中心线轴线限定的第一方向上从所述驱动单元外壳向外延伸；
第二车桥轴，所述第二车桥轴沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向，并且在与所述第一方向相反的第二方向上从所述驱动单元外壳向外延伸；
第一驱动单元组件，所述第一驱动单元组件被定位于所述驱动单元外壳内，所述第一驱动单元组件包括第一电机和用于从所述第一电机向所述第一车桥轴传递扭矩的第一齿轮组件，所述第一齿轮组件包括耦接至所述第一车桥轴的第一输出组件和耦接至所述第一输出组件以及所述第一电机的第一偏置齿轮减速组件；以及
第二驱动单元组件，所述第二驱动单元组件被定位于所述驱动单元外壳内，所述第二驱动单元组件包括第二电机和用于从所述第二电机向所述第二车桥轴传递扭矩的第二齿轮组件，所述第二齿轮组件包括耦接至所述第二车桥轴的第二输出组件和耦接至所述第二输出组件以及所述第二电机的第二偏置齿轮减速组件；
其中，所述第一电机与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一电机和所述第二电机之间；并且
其中，所述第一偏置齿轮减速组件与所述第二偏置齿轮减速组件间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一偏置齿轮减速器与所述第二偏置齿轮减速器之间。
2.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述第一电机和所述第二电机沿着相同方向定向。
3.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述第一电机和所述第二电机中的每一个包括转子轴和用于旋转所述转子轴的电马达，每个转子轴平行于所述车桥中心线轴线地定向。
4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中，每个转子轴与所述车桥中心线轴线间隔开相同的径向距离。
5.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述第一偏置齿轮减速组件包括第一惰轮轴和第一驱动轮，所述第一驱动轮被配置成与所述第一电机的第一驱动轴齿轮啮合，以从所述第一电机向所述第一惰轮轴传递扭矩。
6.根据权利要求5所述的驱动单元，其中，所述第二偏置齿轮减速组件包括第二惰轮轴和第二驱动轮，所述第二驱动轮被配置成与所述第二电机的第二驱动轴齿轮啮合，以从所述第二电机向所述第二惰轮轴传递扭矩。
7.根据权利要求6所述的驱动单元，其中，所述第一驱动轮被定位成与所述第二驱动轮相邻，以使得所述第一驱动轮的一部分与所述第二驱动轮重叠。
8.根据权利要求6所述的驱动单元，其中，所述第一惰轮轴在所述第一方向上从所述第一驱动轮延伸，并且所述第二惰轮轴在所述第二方向上从所述第二驱动轮延伸。
9.根据权利要求8所述的驱动单元，其中，所述车桥中心线轴线被定位于所述第一惰轮轴和所述第二惰轮轴之间。
10.根据权利要求9所述的驱动单元，其中，所述第一惰轮轴与所述第一电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一惰轮轴与所述第一电机之间。
11.根据权利要求10所述的驱动单元，其中，所述第二惰轮轴与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第二惰轮轴和所述第二电机之间。
12.根据权利要求11所述的驱动单元，其中，所述第一惰轮轴和所述第二惰轮轴与所述车桥中心线轴线间隔开相同的径向距离。
13.根据权利要求6所述的驱动单元，其中，所述第一输出组件包括第一输出轴，所述第一输出轴被耦接至所述第一车桥轴并且沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向。
14.根据权利要求13所述的驱动单元，其中，所述第二输出组件包括第二输出轴，所述第二输出轴被耦接至所述第二车桥轴并且沿着所述车桥中心线轴线与所述第二车桥轴同轴地定向。
15.根据权利要求14所述的驱动单元，其中，所述第一输出轴沿着所述车桥中心线轴线定位，以使得所述第一输出轴被定位于所述第一电机和所述第二电机之间。
16.根据权利要求15所述的驱动单元，其中，所述第二输出轴沿着所述车桥中心线轴线定位，以使得所述第二输出轴与所述第一电机和所述第二电机间隔开沿着所述车桥中心线轴线测得的距离。
17.根据权利要求16所述的驱动单元，其中，所述第一输出轴和所述第二输出轴中的每一个包括固定地耦接至所述输出轴的多个输出齿轮。
18.根据权利要求17所述的驱动单元，其中，所述第一偏置齿轮减速组件包括：
可旋转地耦接至所述第一惰轮轴的第一多个惰齿轮，所述第一多个惰齿轮中的每个惰齿轮被配置成与所述第一输出轴的相应输出齿轮啮合，以使得所述第一惰轮轴的惰齿轮的旋转致使所述第一输出轴的相应输出齿轮旋转；以及
耦接至所述第一惰轮轴的第一换挡机构，所述第一换挡机构用于选择性地从所述第一惰轮轴向所述第一多个惰齿轮中的各个惰齿轮传递扭矩。
19.根据权利要求18所述的驱动单元，其中，所述第二偏置齿轮减速组件包括：
可旋转地耦接至所述第二惰轮轴的第二多个惰齿轮，所述第二多个惰齿轮中的每个惰齿轮被配置成与所述第二输出轴的相应输出齿轮啮合，以使得所述第二惰轮轴的惰齿轮的旋转致使所述第二输出轴的相应输出齿轮旋转；以及
耦接至所述第二惰轮轴的第二换挡机构，所述第二换挡机构用于选择性地从所述第二惰轮轴向所述第二多个惰齿轮中的各个惰齿轮传递扭矩。
20.根据权利要求19所述的驱动单元，其中，所述第一齿轮组件包括二速变速器，所述二速变速器包括沿着所述第一输出轴间隔开的第一对输出齿轮以及沿着所述第一惰轮轴间隔开的相应的第一对惰齿轮，所述相应的第一对惰齿轮中的每个惰齿轮被配置成与所述第一对输出齿轮中的相应输出齿轮啮合。
21.根据权利要求19所述的驱动单元，其中，所述第二齿轮组件包括二速变速器，所述二速变速器包括沿着所述第二输出轴间隔开的第二对输出齿轮以及沿着所述第二惰轮轴间隔开的相应的第二对惰齿轮，所述相应的第二对惰齿轮中的每个惰齿轮被配置成与所述第二对输出齿轮中的相应输出齿轮啮合。
22.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述驱动单元外壳包括多个壁，所述多个壁包括限定腔室的内表面，并且其中，所述第一驱动单元组件和所述第二驱动单元组件被完全设置在所述驱动单元外壳的腔室内。
23.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述第一驱动单元组件独立于所述第二驱动单元组件地进行操作。
24.一种车桥组件，其包括：
第一轮端组件；
第二轮端组件；以及
耦接至所述第一轮端组件和所述第二轮端组件的驱动单元，所述驱动单元包括：
驱动单元外壳；
第一车桥轴，所述第一车桥轴沿着车桥中心线轴线定向，并且在沿着所述车桥中心线轴线限定的第一方向上从所述驱动单元外壳向外延伸，所述第一车桥轴被耦接至所述第一轮端组件，以使得所述第一轮端组件与所述驱动单元外壳间隔开；
第二车桥轴，所述第二车桥轴沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向，并且在与所述第一方向相反的第二方向上从所述驱动单元外壳向外延伸，所述第二车桥轴被耦接至所述第二轮端组件，以使得所述第二轮端组件与所述驱动单元外壳间隔开；
第一驱动单元组件，所述第一驱动单元组件被定位于所述驱动单元外壳内，所述第一驱动单元组件包括第一电机和用于从所述第一电机向所述第一车桥轴传递扭矩的第一齿轮组件，所述第一齿轮组件包括耦接至所述第一车桥轴的第一输出组件和耦接至所述第一输出组件以及所述第一电机的第一偏置齿轮减速组件；以及
第二驱动单元组件，所述第二驱动单元组件被定位于所述驱动单元外壳内，所述第二驱动单元组件包括第二电机和用于从所述第二电机向所述第二车桥轴传递扭矩的第二齿轮组件，所述第二齿轮组件包括耦接至所述第二车桥轴的第二输出组件和耦接至所述第二输出组件以及所述第二电机的第二偏置齿轮减速组件；
其中，所述第一电机与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一电机和所述第二电机之间；并且
其中，所述第一偏置齿轮减速组件与所述第二偏置齿轮减速组件间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一偏置齿轮减速器与所述第二偏置齿轮减速器之间。
25.根据权利要求24所述的车桥组件，其中，所述第一电机和所述第二电机沿着相同方向定向。
26.根据权利要求24所述的车桥组件，其中，所述第一电机和所述第二电机中的每一个包括转子轴和用于旋转所述转子轴的电马达，每个转子轴平行于所述车桥中心线轴线地定向。
27.根据权利要求26所述的车桥组件，其中，每个转子轴与所述车桥中心线轴线间隔开相同的径向距离。
28.根据权利要求24所述的车桥组件，其中，所述第一偏置齿轮减速组件包括第一惰轮轴和第一驱动轮，所述第一驱动轮被配置成与所述第一电机的第一驱动轴齿轮啮合，以从所述第一电机向所述第一惰轮轴传递扭矩；并且
其中，第二偏置齿轮减速组件包括第二惰轮轴和第二驱动轮，所述第二驱动轮被配置成与所述第二电机的第二驱动轴齿轮啮合，以从所述第二电机向所述第二惰轮轴传递扭矩。
29.根据权利要求28所述的车桥组件，其中，所述第一惰轮轴在所述第一方向上从所述第一驱动轮延伸，并且所述第二惰轮轴在所述第二方向上从所述第二驱动轮延伸。
30.根据权利要求29所述的车桥组件，其中，所述车桥中心线轴线被定位于所述第一惰轮轴与所述第二惰轮轴之间。
31.根据权利要求30所述的车桥组件，其中，所述第一惰轮轴与所述第一电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第一惰轮轴和所述第一电机之间；并且
其中，所述第二惰轮轴与所述第二电机间隔开，以使得所述车桥中心线轴线被定位于所述第二惰轮轴和所述第二电机之间。
32.根据权利要求31所述的车桥组件，其中，所述第一惰轮轴和所述第二惰轮轴与所述车桥中心线轴线间隔开相同的径向距离。
33.根据权利要求28所述的车桥组件，其中，所述第一输出组件包括第一输出轴，所述第一输出轴被耦接至所述第一车桥轴并且沿着所述车桥中心线轴线与所述第一车桥轴同轴地定向，并且所述第二输出组件包括第二输出轴，所述第二输出轴被耦接至所述第二车桥轴并沿着所述车桥中心线轴线与所述第二车桥轴同轴地定向。
34.根据权利要求33所述的车桥组件，其中，所述第一输出轴沿着所述车桥中心线轴线定位，以使得所述第一输出轴被定位于所述第一电机与所述第二电机之间；并且
其中，所述第二输出轴沿着所述车桥中心线轴线定位，以使得所述第二输出轴与所述第一电机和所述第二电机间隔开沿着所述车桥中心线轴线测得的距离。
35.根据权利要求24所述的车桥组件，其中，所述驱动单元外壳包括多个壁，所述多个壁包括限定腔室的内表面，并且其中，所述第一驱动单元组件和所述第二驱动单元组件被完全设置在所述驱动单元外壳的腔室内。
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