CN111936333A - 用于框架轨道车辆的车桥组件 - Google Patents

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CN111936333A CN201980024159.8A CN201980024159A CN111936333A CN 111936333 A CN111936333 A CN 111936333A CN 201980024159 A CN201980024159 A CN 201980024159A CN 111936333 A CN111936333 A CN 111936333A
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S·梅法姆
C·G·贝利
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Abstract

本文描述了一种用于框架轨道车辆的车桥组件。所述车桥组件包括沿着第一旋转轴线定向的第一车桥轴和第二车桥轴。第一电机沿着第二旋转轴线定向,第二电机与第一电机间隔开并且沿着第三旋转轴线定向。差动齿轮组被围绕第一旋转轴线设置并且被耦合至公共齿轮减速器且由其驱动,以便将旋转扭矩从第一和第二电机传递至第一和第二车桥轴。变速机构被耦合在所述公共齿轮减速器和所述差动齿轮组之间以改变传递至所述第一和第二车桥轴的旋转扭矩。

Description

用于框架轨道车辆的车桥组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年2月19日提交的美国临时申请62/632,184,2018年2月19日提交的美国临时申请62/632,214,2018年2月19日提交的美国临时申请62/632,224,2018年3月6日提交的美国临时申请62/639,355和2018年6月8日提交的美国临时申请62/682,679的优先权,出于所有目的,上述美国临时申请的公开内容在此通过引用整体并入本文。
技术领域
本发明涉及车辆车桥组件,并且更具体地涉及与框架轨道车辆一起使用的车桥组件。
背景技术
许多车辆利用梁式车桥来支撑车辆。这些车桥中的至少一些是能够推进车辆的驱动车桥。通常,内燃机经由传动轴耦合至驱动车桥。为了增加性能和效率,制造商越来越多地转向电动和混合动力推进系统。
因此,需要提供一种车桥组件,其允许将一个或多个电机(electricmachine)封装到车辆中,同时优化效率和性能。
本发明旨在解决上面所确定问题中的一个或多个。
发明内容
因此,本发明提供了一种具有提高的性能和效率的用于车辆的车桥组件。
在本发明的一个实施例中,提供了一种车桥组件。所述车桥组件包括沿着第一旋转轴线定向的第一车桥轴和沿着第一旋转轴线定向的第二车桥轴,其中第一和第二车桥轴向相反方向延伸。第一电机沿着与第一旋转轴线基本平行的第二旋转轴线定向。第二电机与第一电机间隔开,并且沿着与第一旋转轴线基本平行的第三旋转轴线定向。公共齿轮减速器可围绕第四旋转轴线旋转,并由第一和第二电机驱动。差动齿轮组围绕第一旋转轴线设置,并耦合至公共齿轮减速器且由其驱动,以将旋转扭矩从第一和第二电机传递到第一和第二车桥轴。变速机构被耦合在公共齿轮减速器和差动齿轮组之间,以改变传递到第一和第二车桥轴的旋转扭矩。变速机构包括减速齿轮组和输出齿轮组。减速齿轮组可围绕第一旋转轴线旋转,并由公共齿轮减速器驱动。输出齿轮组可围绕与第一旋转轴线基本平行的第五旋转轴线旋转,并由减速齿轮组驱动。
在本发明的另一实施例中,提供了一种车桥组件。所述车桥组件包括沿着第一旋转轴线定向的第一车桥轴和沿着第一旋转轴线定向的第二车桥轴,其中第一和第二车桥轴向相反方向延伸。第一电机沿着与第一旋转轴线基本平行的第二旋转轴线定向。第二电机与第一电机间隔开,并且沿着与第一旋转轴线基本平行的第三旋转轴线定向。公共齿轮减速器可围绕第四旋转轴线旋转,并由第一和第二电机驱动。差动齿轮组耦合至公共齿轮减速器并由其驱动,以将旋转扭矩从第一和第二电机传递到第一和第二车桥轴。变速机构耦合在公共齿轮减速器和差动齿轮组之间,以改变传递到第一和第二车桥轴的旋转扭矩。车桥组件还包括驱动单元壳体,该驱动单元壳体包括限定内部腔体的内表面,该内部腔体将第一和第二电机、公共齿轮减速器、差动齿轮组以及变速机构装入,其中第一和第二车桥轴被部分地设置在内部腔体内并从驱动单元壳体中伸出。驱动单元壳体的内部腔体包括中央腔体、下腔体、第一机器腔体和第二机器腔体。中央腔体包括设置在中央腔体内的第一和第二车桥轴的第一旋转轴线以及公共齿轮减速器的第四旋转轴线。下腔体设置在中央腔体的下方并且被配置成积聚一定体积的齿轮箱流体,其中变速机构至少部分地浸入下腔体中,并且第一和第二电机与下腔体间隔开。第一机器腔体设置在下腔体的上方并且在第一旋转轴线的一侧与中央腔体相邻,其中第一电机的第二旋转轴线设置在第一机器腔体内。第二机器腔体设置在下腔体的上方,并且在第一旋转轴线的与第一机器腔体相反(相对)的一侧与中央腔体相邻。第二机器腔体至少部分地在第一机器腔体的上方,其中第二电机的第三旋转轴线设置在第二机器腔体内。
在本发明的又一实施例中,提供了一种车桥组件。所述车桥组件包括沿着第一旋转轴线定向的第一车桥轴和沿着第一旋转轴线定向的第二车桥轴,其中第一和第二车桥轴向相反方向延伸。第一电机沿着与第一旋转轴线基本平行的第二旋转轴线定向。齿轮减速器由第一电机驱动。差动齿轮组耦合至齿轮减速器并由其驱动,以将旋转扭矩从第一电机传递到第一和第二车桥轴。车桥组件还包括驱动单元壳体,该驱动单元壳体具有将第一电机、齿轮减速器和差动齿轮组装入的第一侧和第二侧以及上部和下部。第一车桥轴被部分地设置在驱动单元壳体内并且从驱动单元壳体的第一侧伸出;而第二车桥轴被部分地设置在驱动单元壳体内并从驱动单元壳体的第二侧伸出。第一支撑构件安装到驱动单元壳体的第一侧,并且具有延伸至驱动单元壳体的下部的第一凸缘。第二支撑构件安装到驱动单元壳体的第二侧,并且具有延伸至驱动单元壳体的下部的第二凸缘。驱动单元壳体的下部还限定了从第一侧穿过驱动单元壳体延伸到第二侧的多个内部支撑腔体。多个紧固件穿过内部支撑腔体插入并且安装到第一和第二凸缘两者,以便将驱动单元壳体所经受的力传递到第一和第二支撑构件。
在进一步的实施例中,提供了一种车辆组件。所述车辆组件包括框架轨道组件,所述框架轨道组件包括沿着纵向轴线定向并沿着垂直横向轴线间隔开一定距离的一对平行框架轨道。多个横梁耦合在这一对平行框架轨道之间。所述多个横梁包括第一横梁和第二横梁,所述第二横梁沿着纵向轴线与第一横梁间隔开,以便在这一对平行框架轨道、第一横梁和第二横梁的内表面之间限定装备腔体。多个悬架部件被安装到这一对平行框架轨道并位于装备腔体内。车辆组件还包括车桥组件。车桥组件包括沿着基本上平行于横向轴线的第一旋转轴线定向的第一车桥轴以及沿着第一旋转轴线定向的第二车桥轴,其中第一和第二车桥轴向相反方向延伸。第一电机沿着与第一旋转轴线基本平行的第二旋转轴线定向。第二电机与第一电机间隔开,并且沿着与第一旋转轴线基本平行的第三旋转轴线定向。公共齿轮减速器可围绕第四旋转轴线旋转,并由第一和第二电机驱动。差动齿轮组耦合至公共齿轮减速器并由其驱动,以将旋转扭矩从第一和第二电机传递到第一和第二车桥轴。变速机构耦合在公共齿轮减速器和差动齿轮组之间,以改变传递到第一和第二车桥轴的旋转扭矩。车桥组件还包括驱动单元壳体,该驱动单元壳体具有将第一和第二电机、公共齿轮减速器、差动齿轮组和变速机构装入的第一侧和第二侧以及上部和下部。第一车桥轴被部分地设置在驱动单元壳体内并从驱动单元壳体的第一侧伸出。第二车桥轴被部分地设置在驱动单元壳体内并从驱动单元壳体的第二侧伸出。驱动单元壳体被安装到框架轨道组件,以使得驱动单元壳体位于装备腔体内并且定向在由第一横梁和第二横梁限定的水平平面的下方。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参考以下详细描述,本发明的优点将变得更好理解,因此将容易理解本发明的优点。
图1是根据本发明的实施例的用于与车辆一起使用的车桥组件的立体图。
图2-4是根据本发明的实施例的可与图1所示的车桥组件一起使用的减速组件的立体图。
图5是图2所示的减速组件的右视图。
图6是图2所示的减速组件的左视图。
图7是图2所示的减速组件的俯视图。
图8是图2所示的减速组件的仰视图。
图9是图2所示的减速组件的前视图。
图10是图2所示的减速组件的后视图。
图11是图2所示的减速组件的分解立体图。
图12是根据本发明的实施例的图2所示的减速组件的一部分的立体图。
图13是图12所示的减速组件的前视图。
图14A-16是根据本发明的实施例的图2和图12所示的减速组件的剖视图。
图17是根据本发明的实施例的图2和图12所示的减速组件的示意图。
图18是图示出第一比率的动力流的图2和图12所示的减速组件的示意图。
图19是图示出第二比率的动力流的图2和图12所示的减速组件的示意图。
图20是根据本发明的实施例的可与图1所示的车桥组件一起使用的减速组件的立体图。
图21是图20所示的减速组件的前视图。
图22是根据本发明的实施例的图20所示的减速组件的剖视图。
图23是根据本发明的实施例的图22所示的减速组件的示意图。
图24是图示出第一比率的动力流的图22所示的减速组件的示意图。
图25是图示出第二比率的动力流的图22所示的减速组件的示意图。
图26是根据本发明的实施例的可与图1所示的车桥组件一起使用的减速组件的立体图。
图27是图26所示的减速组件的前视图。
图28是根据本发明的实施例的图26所示的减速组件的剖视图。
图29是根据本发明的实施例的图26所示的减速组件的示意图。
图30是图示出第一比率的动力流的图26所示的减速组件的示意图。
图31是图示出第二比率的动力流的图26所示的减速组件的示意图。
图32是根据本发明的实施例的可与图1所示的车桥组件一起使用的驱动单元壳体的立体图。
图33是图32所示的驱动单元壳体的另一立体图。
图34是图32所示的驱动单元壳体的前视图。
图35是图32所示的驱动单元壳体的后视图。
图36是图32所示的驱动单元壳体的俯视图。
图37是图32所示的驱动单元壳体的仰视图。
图38是图32所示的驱动单元壳体的右视图。
图39是图32所示的驱动单元壳体的左视图。
图40是图32所示的驱动单元壳体的分解立体图。
图41是图32所示的驱动单元壳体的一部分的立体图。
图42是根据本发明的实施例的图1所示的车桥组件的一部分的立体图。
图43是根据本发明的实施例的图42所示的车桥组件的前视图。
图44是图32所示的驱动单元壳体的立体图,其中驱动单元壳体的下部的一部分被移除。
图45是沿着剖面线45-45截取的图32所示的驱动单元的下部的剖视图。
图46是根据本发明的实施例的包括框架轨道组件和一对图1所示的车桥组件的车辆的立体图。
图47是图46所示的车辆的正视图。
图48是图46所示的车辆的俯视图。
图49是根据本发明的实施例的包括框架轨道组件和一对图1所示的车桥组件的车辆的立体图。
在整个附图中,相应的附图标记指示相应的部分。
具体实施方式
参考附图,其中贯穿若干视图,相同的附图标记指示相同的部分,本发明包括一种用于与车辆(诸如框架轨道卡车和/或车身框架卡车)一起使用的电动车桥组件。电动车桥组件通过将动力传递到地表面来推进车辆。例如,在一个实施例中,车桥组件可以与包括框架轨道组件的车辆一起使用。车桥组件可以耦合在一对车轮组件之间,以便向相反(相对)的车桥轴(半轴)传输动力。在例示实施例中,车桥组件包括以双速变速器(transmission)配置结合的两个电机,以提供启动性能和速度性能。此外,车桥组件还包括驱动单元壳体,所述驱动单元壳体将电动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输至悬架部件。电动车桥组件的车桥架构配置允许将双马达电动车桥封装在带有标准悬架的标准卡车的底盘轨道内。双电机允许系统有足够的动力,以便使用较小的电机启动。
在所示实施例中,车辆的车轮被耦合至电动车桥组件,从而支撑车辆以便沿着地面进行运输。例如,可以将车辆车轮耦合至电动车桥组件的相反的端部。可以将车轮布置成双重车轮配置,其中车轮成对地耦合至电动车桥组件的每个端部。一般地,双重车轮用于需要较大有效载荷能力的应用中。然而,应当认识到,可以将单个车轮耦合至电动车桥组件的每个端部。此外,可以将除车轮之外的驱动设备耦合至电动车桥组件。例如,可以使用履带传动或倾斜轨道嵌齿轮。电动车桥组件可以以前驱动配置或以后驱动配置安装到车辆。电动车桥组件也可以安装到最初未装备有电动车桥组件的车辆。例如,可以将电动车桥组件改装到这些车辆,以提供电动动力传动系统升级。
一般地,车桥组件可以与包括底盘(其上安装有车身和其他装备)的车辆一起使用。例如,可以将驾驶室、货物箱、起重臂或悬挂系统安装到底盘。所述底盘包括框架轨道;诸如弹簧、减震器和纵臂的悬架部件;以及诸如气缸、制动钳、制动转子、制动鼓、制动软管等的制动部件。在一个实施例中,悬架部件中的至少一些将电动车桥组件可移动地耦合至框架轨道,并在车辆运行时允许电动车桥组件相对于框架轨道移动。电动车桥组件一般垂直于框架轨道安装,以使得车辆在与框架轨道对齐(对准)的方向上行驶。例如,车桥中心线可以通过电动车桥组件限定并且从车辆两侧向外延伸。
车辆可以被配置为电动车辆或混合电动车辆。在电动车辆的一个示例中,为电动车桥组件提供动力的电力可以存储在安装至底盘的电池中。替换地,可以从诸如架空线或第三轨道系统之类的外部电源提供电力。如果车辆被配置为混合电动车辆,则可以将内燃机安装至底盘并耦合至发电机。
参考图1-31,在例示实施例中,电动车桥组件10包括由一对电机14、16驱动的减速组件12。为了改善车辆的启动和速度性能,减速组件12可在第一比率和第二比率之间选择性地变换。电机14、16中的每一个被耦合至减速组件12,以便以第一比率或第二比率向车轮提供动力。电机14、16可以是有刷或无刷以及本领域公知的其他类型的DC或AC马达。电机14、16可以是马达发电机,其既能够输出机械能来推进车辆,又能够生成电能来给电池充电或使车辆减速。
每个电机14、16包括从电机14、16突出的转子轴18。驱动轴齿轮(小齿轮)20被固定至转子轴18,并且可与减速组件12接合。转子轴18限定延伸穿过电机14、16的转子轴线22。在例示实施例中,这一对电机14、16包括第一电机14和第二电机16,第一电机14和第二电机16大体横向于车辆底盘定向(如图46-49所示)。每个电机14、16沿着相同方向定向并平行(并行)排列,以使得每个转子轴线22彼此平行且平行于车桥中心线24。第一电机14和第二电机16被布置成第二电机16沿着车辆的纵向轴线位于第一电机14的后面。在一个实施例中,电机14、16包括直接油冷却,与已知的水套冷却系统相比,这允许改善排热。电机14、16包括直接油冷却系统,所述直接油冷却系统被配置成直接冷却马达绕组。在一个实施例中,电机14、16可以包括IPM三相马达,其具有210kW的峰值功率、198kW 15分钟以及150kW的连续功率,850Nm的峰值扭矩,593Nm 15分钟以及509Nm的连续扭矩,7100RPM和650V(550v-750v)电压,并且在750V下可获得较高的功率。
在例示实施例中,车桥组件10包括沿着车桥中心线24定向的第一车桥轴26和第二车桥轴28。第一车桥轴26沿着第一旋转轴线30定向,并且第二车桥轴28沿着第一旋转轴线30定向。第一车桥轴26和第二车桥轴28沿着第一旋转轴线30向相反方向延伸。第一电机14沿着与第一旋转轴线30基本平行的第二旋转轴线32定向。第二电机16与第一电机14间隔开,并且沿着与第一旋转轴线30基本平行的第三旋转轴线34定向。
大体上,减速组件12具有输入端36和输出端38。电机14、16使输入端36旋转,而车桥轴26、28被输出端38旋转。减速组件12包括由第一和第二电机14、16驱动的公共齿轮减速器40、由公共齿轮减速器40驱动以将旋转扭矩从第一和第二电机14、16传递到第一和第二车桥轴26、28的差动齿轮组42、以及耦合在公共齿轮减速器40和差动齿轮组42之间以改变传递到第一和第二车桥轴26、28的旋转扭矩的变速机构44。输入端36包括与电机14、16中的每一个接合的公共齿轮减速器40,而输出端38包括使第一和第二车桥轴26、28旋转、同时允许每个车桥轴之间具有相对速度差异的差动齿轮组42。差动齿轮组42可以是锁定的、打开的、限滑的等等。
公共齿轮减速器40包括输入轴46和固定地耦合至输入轴46的输入驱动轮48。输入驱动轮48与第一和第二电机14、16接合,以便将旋转扭矩从第一和第二电机14、16传递到输入轴46。例如,输入驱动轮48以啮合布置耦合至每个电机14、16的驱动轴齿轮20,并且由电机14、16驱动。输入轴46与第一旋转轴线30同轴定向并且包括限定输入轴孔51的内表面50(如图14A-14B所示),该输入轴孔51被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的第一车桥轴26。输入驱动轮48被耦合至输入轴46,以便将扭矩从电机14、16传递到输入轴46。输入轴46沿着第一旋转轴线30限定供第一车桥轴26延伸穿过的孔51,并且包括由轴承可旋转地支撑的两个端部。
在例示实施例中,变速机构44包括由公共齿轮减速器40驱动的减速齿轮组52和由减速齿轮组52驱动的输出齿轮组54。减速齿轮组52包括第一减速齿轮56、第二减速齿轮58和换挡机构(shift mechanism)60。第一减速齿轮56被耦合至输出齿轮组54,并且第二减速齿轮58被耦合至输出齿轮组54。换档机构60位于第一减速齿轮56和第二减速齿轮58之间,并且被配置成选择性地接合第一减速齿轮56和第二减速齿轮58。两个减速齿轮56、58各自被可旋转地支撑在输入轴46上。第一减速齿轮56对应于减速组件12的第一比率,而第二减速齿轮58对应于减速组件12的第二比率。在图16所示的一个实施例中,第一减速齿轮56具有比第二减速齿轮58小的直径。在图22和图28所示的其他实施例中,第一减速齿轮56具有比第二减速齿轮58大的直径。另外,在其他实施例中,第一减速齿轮56和第二减速齿轮58可各自具有基本上相同的直径。在例示实施例中,减速齿轮56、58中的每一个都可以在输入轴46上自由转动,以使得当未接合相应的比率时,在输入轴46和减速齿轮56、58之间不传递扭矩。在一个实施例中,每个减速齿轮56、58都包括可与换挡机构60接合的花键部分,以便将减速齿轮56、58不可相对旋转地耦合至输入轴46。
在例示实施例中,换挡机构60包括换挡套筒62(如图11所示)、换挡叉64(如图2所示)和致动器66。换挡套筒62被不可相对旋转地耦合至输入轴46,以使得换挡套筒62和输入轴46以相同的速度旋转。换挡叉64被可操作地耦合至致动器66和换挡套筒62,以使得致动器66的移动致使换挡叉64沿着输入轴46滑动换挡套筒62。换挡套筒62可选择性地与第一减速齿轮56和第二减速齿轮58接合,以分别将减速组件12置于第一比率或第二比率。换挡套筒62和减速齿轮56、58包括当接合时将减速齿轮56、58可旋转地耦合至输入轴46的配合接合特征。所述接合特征可以包括花键、犬牙式离合器或同步器以辅助换挡。
另外,换档叉64和换档套筒62可以移动到空档位置,在空挡位置处,减速齿轮56、58都不与换档套筒62接合。可以手动或自动地控制致动器66。致动器66可以对由控制模块生成的液压压力信号、气动压力信号或电子信号作出响应。替换地,致动器66可以包括由操作员控制的机械联动装置。
输出齿轮组54包括输出副轴68和固定地耦合至输出副轴68的一对输出齿轮70、72。每个输出齿轮70、72耦合至相应的减速齿轮56、58。副轴68具有可旋转地由轴承支撑的两个端部。这一对输出齿轮包括与第一减速齿轮56啮合的第一输出齿轮70和与第二减速齿轮58啮合的第二输出齿轮72。第一输出齿轮70和第二输出齿轮72被支撑在副轴68上并且被不可相对旋转地固定至副轴68,以使得第一输出齿轮70和第二输出齿轮72以及副轴68以相同的速度旋转。在图16所示的一个实施例中,第一输出齿轮70具有比第二输出齿轮72大的直径。在图22和图26所示的其他实施例中,第一输出齿轮70具有比第二输出齿轮72小的直径。另外,在其他实施例中,第一输出齿轮70和第二输出齿轮72可各自具有基本上相同的直径。
参考图20-25,在一个实施例中,输出齿轮组54包括耦合至副轴68的端部的输出轴齿轮74。输出轴齿轮74耦合至差动齿轮组42并与差动齿轮组42的环形齿轮76啮合,以便将旋转扭矩从输出轴68传递至差动齿轮组42和车桥轴26、28。图24-25图示出了通过减速组件12的动力流。图24图示出了由线78表示的其中减速组件12处于第一比率下的动力流。图25图示出了由线80表示的其中减速组件12处于第二比率下的动力流。如下面将要讨论的那样,车桥组件10包括换挡机构60,以选择性地接合第一比率或第二比率。
参考图24,在减速组件12处于第一比率78下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将由电机14、16中的一个或两个生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第一减速齿轮56接合的换挡套筒62旋转。第一减速齿轮56与第一输出齿轮70啮合,以将扭矩传递至输出副轴68。输出副轴68使输出轴齿轮74以与第一输出齿轮70相同的速率旋转。副轴68的旋转使输出轴齿轮74旋转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
参考图25,在减速组件12处于第二比率80下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将在电机14、16中的一个或两个中生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第二减速齿轮58接合的换挡套筒62旋转。第二减速齿轮58与第二输出齿轮72啮合,以将扭矩传递至输出副轴68。输出副轴68使输出轴齿轮74旋转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
在一个实施例中,如图26-31所示,减速组件12可以包括由减速齿轮组52驱动的第二输出齿轮组82。第二输出齿轮组82包括第二输出副轴84和第三输出齿轮86。第三输出齿轮86被支撑在第二输出副轴84上并且被不可相对旋转地固定至第二输出副轴84,以使得第三输出齿轮86和第二输出副轴84以相同的速度旋转。第三输出齿轮86与第二减速齿轮58啮合。第二输出轴齿轮88耦合至第二输出副轴84的端部。第二输出轴齿轮88耦合至差动齿轮组42,并与差动齿轮组42的环形齿轮76啮合,以便将旋转扭矩从第二输出副轴84传递至差动齿轮组42和车桥轴26、28。输出轴齿轮74、88各自与环形齿轮76啮合,以将旋转从输出副轴68、84传递至差动齿轮组42和车桥轴26、28。图30-31图示出了通过处于第一比率78和第二比率80下的减速组件12的动力流。
参考图30,在减速组件12处于第一比率78下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将在电机14、16中的一个或两个中生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第一减速齿轮56接合的换挡套筒62旋转。第一减速齿轮56与第一输出齿轮70啮合,以将扭矩传递至第一副轴68。第一副轴68使第一输出轴齿轮74以与第一输出齿轮70相同的速率旋转。第一副轴68还使第二输出齿轮72以与第一输出齿轮70相同的速率旋转。由于第二减速齿轮58与第二输出齿轮72和第三输出齿轮86两者的啮合,故来自第一副轴68的扭矩中的一些被传递至第二副轴84。副轴68、84中的每一个使相应的输出轴齿轮74、88旋转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
参考图31,在减速组件12处于第二比率80下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将在电机14、16中的一个或两个中生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第二减速齿轮58接合的换挡套筒62旋转。第二减速齿轮58与第二输出齿轮72啮合以将扭矩传递至第一副轴68,并且与第三输出齿轮86啮合以将扭矩传递至第二副轴84。副轴68、84中的每一个使相应的输出轴齿轮74、88旋转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
参考图2-19,在一个实施例中,减速组件12包括行星齿轮组90,其耦合在变速机构44和差动齿轮组42之间,以用于驱动差动齿轮组42。行星齿轮组90包括行星环形齿轮92、行星齿轮94、太阳齿轮96和行星齿轮轴98。行星环形齿轮92围绕第一旋转轴线30布置并且不可旋转地固定就位。行星齿轮轴98耦合在太阳齿轮96和第二减速齿轮58之间,以使得太阳齿轮96和第二减速齿轮58各自围绕第一旋转轴线30以相同的速度旋转。行星齿轮轴98与第一旋转轴线30同轴定向,并且可围绕输入轴46旋转。行星齿轮轴98在第一轴端100和第二轴端102之间延伸。第一轴端100固定地耦合至第二减速齿轮58,并且太阳齿轮96固定地耦合至第二轴端102。行星齿轮94中的每一个围绕太阳齿轮96径向布置,并且与太阳齿轮96和行星环形齿轮92啮合。行星齿轮94可旋转地支撑在差动齿轮组42的环形齿轮76上,以将扭矩传递到差动齿轮组42。行星齿轮轴98的旋转使太阳齿轮96旋转,从而使行星齿轮94旋转。行星齿轮94受行星环形齿轮92的约束,并且围绕第一旋转轴线30公转,从而致使差动齿轮组42旋转。在一个实施例中,如图14B所示,第二轴端102可以通过位于输入轴46的外表面与行星齿轮轴98的内表面之间的锥形轴承至少部分地由公共齿轮减速器40的输入轴46支撑。
具体参考图18,在减速组件12处于第一比率78下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将在电机14、16中的一个或两个中生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第一减速齿轮56接合的换挡套筒62旋转。第一减速齿轮56与第一输出齿轮70啮合,以将扭矩传递至输出副轴68。经由第二输出齿轮72和第二减速齿轮58的啮合将输出副轴68的旋转传递至行星齿轮轴98。行星齿轮轴98使太阳齿轮96以与第二减速齿轮58相同的速率旋转。太阳齿轮96致使行星齿轮94旋转并在行星环形齿轮92内公转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
具体参考图19,在减速组件12处于第二比率80下的情况下,经由驱动轴齿轮20和输入驱动轮48将在电机14、16中的一个或两个中生成的扭矩传递至输入轴46。输入轴46使与第二减速齿轮58接合的换挡套筒62旋转。由于第二减速齿轮58耦合至行星齿轮轴98,因此输入轴46、行星齿轮轴98和太阳齿轮96均以相同的速度旋转。太阳齿轮96的旋转致使行星齿轮94旋转并在行星环形齿轮92内公转,从而使差动齿轮组42和车桥轴26、28旋转。
参考图2-10,在示例性实施例中,车桥组件10限定了三维笛卡尔坐标系,其包括延伸通过车桥组件10的三个相互垂直的轴线X、Y和Z。具体地,X轴线被定向成与车桥中心线24基本平行地延伸,Y轴线被定向成基本上垂直于X轴线延伸,并且Z轴线被定向成基本上垂直于X轴线和Y轴线。
在例示实施例中,第一电机14和第二电机16以相同的方向定向。公共齿轮减速器40可围绕第四旋转轴线104旋转,并由第一和第二电机14、16驱动。在例示实施例中,第四旋转轴线104与第一旋转轴线30同轴定向。差动齿轮组42围绕第一旋转轴线30设置,并耦合至公共齿轮减速器40且由其驱动,以将旋转扭矩从第一和第二电机14、16传递至第一和第二车桥轴26、28。变速机构44耦合在公共齿轮减速器40和差动齿轮组42之间,以改变传递到第一和第二车桥轴26、28的旋转扭矩。变速机构44包括可围绕第一旋转轴线30旋转并由公共齿轮减速器40驱动的减速齿轮组52和可围绕第五旋转轴线106旋转并由减速齿轮组52驱动的输出齿轮组54。第五旋转轴线106与第一旋转轴线30基本平行。例如,输入轴46围绕与第一旋转轴线30同轴的第四旋转轴线104旋转,并且输出副轴68围绕与第一旋转轴线30平行且间隔开的第五旋转轴线106旋转。
参考图9,在例示实施例中,每个电机14、16沿着竖直Z轴线与车桥轴26、28间隔开竖直距离108,并且沿着水平Y轴线与车桥轴26、28间隔开水平距离110。例如,当沿着竖直Z轴线测量时,第一电机14的第二旋转轴线32和第二电机16的第三旋转轴线34各自与车桥轴26、28的第一旋转轴线30间隔开竖直距离108。在一个实施例中,如图13所示,每个电机14、16都与车桥轴26、28间隔开相同的竖直距离。在另一实施例中,如图9所示,第一电机14与车桥轴26、28间隔开第一竖直距离112,第二电机16与车桥轴26、28间隔开第二竖直距离114,第二竖直距离114与第一竖直距离112不同。另外,如图9所示,当沿着水平Y轴线测量时,每个电机14、16的转子轴18与车桥轴26、28间隔开水平距离110。例如,当沿着水平Y轴线测量时,第一电机14的第二旋转轴线32和第二电机16的第三旋转轴线34各自与车桥轴26、28的第一旋转轴线30间隔开水平距离110。在一个实施例中,如图13所示,每个电机14、16都与车桥轴26、28间隔开相同的水平距离。在另一实施例中,如图9所示,第一电机14与车桥轴26、28间隔开第一水平距离116,第二电机16与车桥轴26、28间隔开第二水平距离118,第二水平距离118与第一水平距离116不同。
参考图9,在例示实施例中,第一电机14的第二旋转轴线32和第二电机16的第三旋转轴线34被定向成与第一旋转轴线30相距相同的径向距离。第二旋转轴线32与第一旋转轴线30间隔开第一水平距离116,并且第三旋转轴线34与第一旋转轴线30间隔开第二水平距离118,第二水平距离118与第一水平距离116不同。另外,第一电机14的第二旋转轴线32与第一旋转轴线30间隔开第一竖直距离112,并且第二电机16的第三旋转轴线34与第一旋转轴线30间隔开第二竖直距离114,第二竖直距离114与第一竖直距离112不同。
在例示实施例中,变速机构44沿着水平Y轴线定向在第一电机14和第二电机16之间。另外,输出齿轮组54的第五旋转轴线106与第一电机14的第二旋转轴线32间隔开第一径向距离120,并且与第二电机16的第三旋转轴线34间隔开第二径向距离122,第二径向距离122与第一径向距离120不同。在一个实施例中,如图6所示,第一和第二电机14、16包括在第一端126和第二端128之间沿着X轴线限定的长度124。公共齿轮减速器40位于第一电机14和第二电机16的第一端126处,并且差动齿轮组42位于第一电机14和第二电机16的相反的第二端128处,以使得第一和第二电机14、16沿着X轴线定向在输入驱动轮48和差动齿轮组42之间。
在其中车桥组件包括第二输出齿轮组82的实施例中,第二输出齿轮组82可围绕与第一旋转轴线30基本平行的第六旋转轴线130旋转(如图28所示),并且由减速齿轮组52驱动。
参考图33-45,在例示实施例中,车桥组件10包括在其中装入减速组件12的驱动单元壳体150。驱动单元壳体150包括在第一侧154和第二侧156之间以及在上部158和下部160之间延伸的多个侧壁152。驱动单元壳体150还包括限定内部腔体164的内表面162,该内部腔体164将第一和第二电机14、16、公共齿轮减速器40、差动齿轮组42和变速机构44装入所述内部腔体164中。第一和第二车桥轴26、28部分地设置在内部腔体164内并且沿着相反方向从驱动单元壳体150中伸出。在一个实施例中,车桥组件10可以包括集成的油冷却器及泵系统,所述油冷却器及泵系统用于使冷却流体在驱动单元壳体150内循环以便冷却减速组件12。
在例示实施例中,参考图41-43,驱动单元壳体150的内部腔体164包括由区域166表示的中央腔体、由区域168表示的下腔体、由区域170表示的第一机器腔体以及由区域172表示的第二机器腔体。中央腔体166包括设置在中央腔体166内的第一和第二车桥轴26、28的第一旋转轴线30和公共齿轮减速器40的第四旋转轴线104。下腔体168设置在中央腔体166的下方并且被配置成积聚一定体积的齿轮箱流体,其中变速机构44至少部分地浸入下腔体168中,并且其中第一和第二电机14、16与下腔体168间隔开。例如,可以将变速机构44的减速齿轮组52设置在中央腔体166内,并且可以将变速机构44的输出齿轮组54设置在下腔体168内,其中输出齿轮组54部分地浸入所积聚的一定体积的齿轮箱流体内。
第一机器腔体170被设置在下腔体168的上方,并且在第一旋转轴线30的一侧与中央腔体166相邻。第一机器腔体170包括设置在第一机器腔体170内的第一电机14的第二旋转轴线32。第二机器腔体172包括设置在第二机器腔体172内的第二电机16的第三旋转轴线34。第二机器腔体172被设置在下腔体168的上方,并且在第一旋转轴线30的与第一机器腔体170相反的一侧与中央腔体166相邻。在一个实施例中,第二机器腔体172至少部分地处于第一机器腔体170的上方,其中第二电机16的第三旋转轴线34被设置在第二机器腔体172内。
在例示实施例中,驱动单元壳体150的内表面162包括部分地限定下腔体168的下内表面174、部分地限定第一机器腔体170的第一上内表面176以及部分地限定第二机器腔体172的第二上内表面178。第一上内表面176与下内表面174间隔开第一竖直距离180,并且第二上内表面178与下内表面174间隔开第二竖直距离182,第二竖直距离182大于第一竖直距离180。另外,第一上内表面176被定位成其与第一旋转轴线30相距的竖直距离大于从第二上内表面178到第一旋转轴线30的竖直距离。
驱动单元壳体150的内表面162还包括部分地限定第一机器腔体170的第一端表面184和部分地限定第二机器腔体172的相对(相反)第二端表面186。第一机器腔体170的第一端表面184与第一旋转轴线30间隔开第一水平距离188,并且第二机器腔体172的第二端表面186与第一旋转轴线30间隔开第二水平距离190,第二水平距离190大于第一端表面184的第一水平距离188。
在一个实施例中,车桥组件10包括安装到驱动单元壳体150的第一侧154的第一支撑构件192和安装到驱动单元壳体150的第二侧156的第二支撑构件194。车桥组件10还包括车桥支撑耦合组件196,其被配置成将第一支撑构件192和第二支撑构件194耦合至驱动单元壳体150,以便将驱动单元壳体150所经受的力传递到第一和第二支撑构件192、194。
在例示实施例中,第一支撑构件192安装到驱动单元壳体150的第一侧154,并且包括延伸到驱动单元壳体150的下部160的第一凸缘198。第二支撑构件194安装到驱动单元壳体150的第二侧156,并且包括延伸到驱动单元壳体150的下部160的第二凸缘200。耦合组件196包括多个内部支撑腔体202和多个紧固件组件203,所述多个内部支撑腔体202从第一侧154穿过驱动单元壳体150的下部160延伸到第二侧156,所述多个紧固件组件203穿过内部支撑腔体202插入并安装到第一和第二凸缘198、200两者,从而支撑整个驱动单元壳体150,以便将驱动单元壳体150所经受的力传递到第一和第二支撑构件192、194。
在一个实施例中,车桥组件10包括两件式驱动单元壳体150,其包括基座单元204和耦合至基座单元204以限定内部腔体164的盖子206。如图所示,基座单元204比盖子206深。应当认识到,在不脱离本发明的整体范围的情况下,基座单元204和盖子206可以具有任何合适的尺寸,并且可以是驱动单元壳体150的相等的两半。盖子206通过围绕盖子206的周边延伸的多个紧固件耦合至基座单元204。第一支撑构件192耦合至盖子206并包括第一轴开口208,其中第一车桥轴26延伸穿过第一轴开口208,并且第一凸缘198延伸到盖子206的下部。第二支撑构件194耦合至基座单元204并包括第二轴开口210,其中第二车桥轴28延伸穿过第二轴开口210,并且第一凸缘198延伸到基座单元204的下部。多个内部支撑腔体202延伸穿过基座单元204和盖子206的下部。多个紧固件组件203穿过内部支撑腔体202插入并安装到第一凸缘198和第二凸缘200两者,以将第一支撑构件192、第二支撑构件194、基座单元204和盖子206耦合在一起。
第一和第二支撑构件192、194各自耦合至驱动单元壳体150,并且沿着车桥中心线24向相反方向从驱动单元壳体150向外延伸。每个支撑构件192、194均耦合至驱动单元壳体150,并且相应的车桥轴26、28延伸穿过与车桥中心线24同轴的每个支撑构件192、194。
沿着驱动单元壳体150的下部160形成了耦合组件196,其包括延伸穿过驱动单元壳体150的多个内部支撑腔体202和穿过内部支撑腔体202插入的多个紧固件组件203。每个内部支撑腔体202延伸穿过盖子206和基座单元204,并且被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的相应紧固件组件203,从而便于将第一支撑构件192耦合至第二支撑构件194。
在一个实施例中,第一支撑构件192包括具有基本上圆顶形状的第一外表面212的中心部分和从该中心部分向外延伸的安装凸缘214。安装凸缘214包括沿着安装凸缘214的周边限定的多个开口,其中每个开口被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的相应紧固件,从而便于将第一支撑构件192耦合至盖子206。第一凸缘198从中心部分朝向盖子206的下部160径向向外延伸。第一凸缘198包括多个支撑开口,所述支撑开口被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的相应紧固件组件203。第一支撑构件192还可以包括沿着中心部分的第一外表面212限定的多个第一支撑肋216。第一支撑肋216从中心部分朝向第一支撑构件192的外边缘向外延伸。在例示实施例中,第一支撑构件192的外边缘由第一凸缘198和安装凸缘214限定并且包括具有基本上泪滴形状的横截面。
第二支撑构件194包括具有基本上圆顶形状的第二外表面218的中心部分和从该中心部分向外延伸的安装凸缘220。沿着安装凸缘220的周边限定了多个开口,并且其中每个开口被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的相应紧固件,从而便于将第二支撑构件194耦合至基座单元204。第二凸缘200从中心部分朝向基座单元204的下部160径向向外延伸。第二凸缘200包括多个支撑开口,其中每个支撑开口被设定尺寸和形状以便接收穿过其中的相应紧固件组件203。沿着中心部分的第二外表面218限定了多个第二支撑肋222,并且其从中心部分朝向第二支撑构件194的外边缘向外延伸。第二支撑构件194的外边缘由第二凸缘200和安装凸缘220限定并且包括具有基本上泪滴形状的横截面。
在例示实施例中,每个紧固件组件203包括支撑螺栓/杆224,其穿过相应的内部支撑腔体202插入,并从穿过第一凸缘198限定的相应第一支撑开口226和穿过第二凸缘200限定的相应第二支撑开口228向外延伸。支撑螺栓224的每一端都包括螺纹部分。紧固螺母和垫圈226被耦合至支撑螺栓224的每一端,并且被配置成将第一支撑构件192耦合至第二支撑构件194,并且将第一支撑构件192和第二支撑构件194朝向驱动单元壳体150压紧。例如,当每个紧固螺母被拧紧时,紧固螺母和垫圈组件226接触相应凸缘198、200的外表面,以将第一支撑构件192和第二支撑构件194朝向驱动单元壳体150压紧。
在一个实施例中,车桥组件10还可以包括第一车桥套管230和第二车桥套管232。第一车桥套管230沿着车桥中心线24从第一支撑构件192的中心部分向外延伸。沿着中心部分的外表面限定了多个第一支撑肋216,并且其从第一车桥套管230朝向第一凸缘198延伸。第二车桥套管232沿着车桥中心线24从第二支撑构件194的中心部分向外延伸。沿着中心部分的外表面限定了多个第二支撑肋222,并且其从第二车桥套管232朝向第二凸缘200延伸。
优选地由铝形成的驱动单元壳体150所经受的重量和负载由优选地由钢形成的耦合组件196以及第一和第二支撑构件192、194承载。特别地,驱动单元壳体150所经受的重量和负载由支撑构件192、194,螺栓224,凸缘198、200和车桥套管230、232承载。该配置允许驱动单元壳体150由诸如铝的轻质材料形成。如上所述,第一支撑构件192、第二支撑构件和紧固件组件203优选地由钢形成。在其他实施例中,第一支撑构件192和第二支撑构件194、紧固件组件203以及驱动单元壳体150可以由替代材料和/或合适材料的组合形成。
参考图46-49,在一个实施例中,本发明包括车辆组件300,所述车辆组件300包括框架轨道组件302和车桥组件10。框架轨道组件302包括一对平行框架轨道304、306和耦合到平行框架轨道304、306的多个横梁308。平行框架轨道304、306沿着车辆组件300的纵向轴线310定向,并且沿着车辆组件300的垂直于纵向轴线310的横向轴线312间隔开。
多个横梁308被耦合在这一对平行框架轨道304、306之间,并且沿着纵向轴线310间隔开以限定多个装备腔体314。例如,在例示实施例中,多个横梁308包括第一横梁316和第二横梁318,所述第二横梁318沿着纵向轴线310与第一横梁316间隔开,以便在第一横梁316、第二横梁318和这一对平行框架轨道304、306的内表面之间限定装备腔体314。驱动单元壳体150被安装到框架轨道组件302,以使得驱动单元壳体150位于装备腔体314内并且定向在由第一和第二横梁316、318限定的水平平面的下方。
在例示实施例中,车辆组件300包括安装到框架轨道304、306并位于装备腔体314内的多个悬架部件。例如,所述多个悬架部件可以包括耦合至这一对平行框架轨道中的第一框架轨道304的第一组悬架部件320、以及耦合至这一对平行框架轨道中的第二框架轨道306的第二组悬架部件322。驱动单元壳体150被悬挂在装备腔体314内,以使得驱动单元壳体150位于第一组悬架部件320和第二组悬架部件322之间。
所述多个悬架部件可以包括耦合至第一框架轨道的第一撑杆构件324和耦合至第二框架轨道306的第二撑杆构件326,以便在装备腔体314内在第一撑杆构件324和第二撑杆构件326之间沿着横向轴线312限定水平间隙328。驱动单元壳体150被悬挂在装备腔体314内,并位于第一撑杆构件324和第二撑杆构件326之间限定的间隙内。另外,第一框架轨道304和第二框架轨道306之间的距离限定了沿着横向轴线312测量的装备腔体的腔体宽度330。驱动单元壳体150可以包括在第一侧154和第二侧156之间限定的沿着横向轴线312测量的壳体宽度332,该壳体宽度332小于腔体宽度330。
在一个实施例中,车桥组件10可以包括驱动单元壳体150、两个车桥套管230、232和两个车轮端334。车桥套管230、232中的每一个在近端耦合至驱动单元壳体150,并且在远端耦合至车轮端334之一。车桥套管230、232从驱动单元壳体150的相反侧沿着车桥中心线24突出。车桥轴26、28被设置在与车桥中心线24同轴的每个相应的车桥套管230、232中。如图44所示,每个车桥轴26、28被耦合至车轮端334之一,以将扭矩传递到相应的车轮。车轮被耦合至车轮端334,并且相对于驱动单元壳体150围绕车桥中心线24旋转。车轮端334中的每一个可以包括轮毂组件。例如,所述轮毂组件可以是全浮动车轮轮毂、半浮动车轮轮毂、行星减速轮毂或门式轮毂。
在例示实施例中,车桥组件10包括驱动单元壳体150,其中减速组件12位于驱动单元壳体150内,并且一对车桥轴26、28被耦合至减速组件12并沿着第一旋转轴线30从减速组件12的相反的两端径向向外延伸。车桥组件10还可以包括一对车轮端334和耦合至每个车轮端334的制动组件336。每个车轮端334被耦合至相应车桥轴26、28的端部。制动组件336可以包括空气气缸、制动软管、制动鼓、制动转子、制动钳等。
在一个实施例中,车桥组件10可以包括从驱动单元壳体150的相反的两端向外延伸的安装组件338。每个安装组件338包括用于将车辆的悬架系统安装到车桥组件10的悬架安装位置。另外,驱动单元壳体150包括耦合至驱动单元壳体150的上部158的支撑托架340(如图40所示)。车辆组件300包括稳定杆342,所述稳定杆342被可枢转地耦合至平行框架轨道304、306之一,并且被可枢转地耦合至驱动单元壳体150的支撑托架340,以便将驱动单元壳体150悬挂在装备腔体314内和横梁下方。例如,在一个实施例中,所述车辆组件包括耦合至支撑托架340和第一框架轨道304的潘哈德杆(panhard rod)(如图48所示),以便从框架轨道组件302支撑驱动单元壳体150。
参考图46-49,在例示实施例中,车桥组件10适于与车辆300一起使用,所述车辆300包括框架轨道组件302和耦合至车桥组件10以便从地表面支撑车桥组件10的车轮组件。所述车轮组件包括一个或多个车轮,所述车轮被耦合至车桥组件10的每个车轮端334,以支撑所述车辆并将动力从车桥组件10传递至地表面。安装组件338被耦合至框架轨道组件302和车桥组件10,以使得车桥组件10和车轮组件从地表面支撑框架轨道组件302。安装组件338可以包括悬架臂,该悬架臂被耦合至车桥组件10上的一个或多个悬架安装位置。所述车辆可以是电动车辆或具有电动马达和内燃发电机/马达的混合动力车辆。有利地,安装组件338可以被配置成将车桥组件10改装到车辆。例如,最初装备有传统车桥组件的框架轨道卡车可以利用车桥组件10来代替传统车桥组件。
在例示实施例中,车辆300可以包括多个车桥组件10。例如,如图48所示,车辆可以包括耦合至第一车轮组件346的第一电动车桥组件344和耦合至第二车轮组件350的第二电动车桥组件348。在一个实施例中,如图48所示,第一电动车桥组件344和第二电动车桥组件348以相同的方向定向。第一和第二电动车桥组件344、348中的每一个都包括潘哈德杆,所述潘哈德杆基本上平行于车桥轴26、28定向并且耦合在横梁308和车辆框架轨道组件302之间,以用于从车辆框架轨道组件302支撑车桥组件344、348中的每一个。另外,如图49所示,第一和第二电动车桥组件344、348中的每一个都包括相对于相应车桥轴26、28在相同位置定向(确定方位)的第一电机14和第二电机16。例如,如图49所示,第一和第二车桥组件344、348中的每一个都包括与车桥轴26、28间隔开的竖直距离与第一电机14不同的第二电机16。
在另一实施例中,第一电动车桥组件344和第二电动车桥组件348以相反的方向定向。例如,如图49所示,第一电动车桥组件344包括与第一框架轨道304相邻地定位的电机,而第二电动车桥组件348包括与相对的第二框架轨道306相邻地定位的电机。另外,第一和第二电动车桥组件344、348中的每一个都可以包括杆组件338,所述杆组件338耦合在相应的横梁308和车辆框架轨道组件302之间,以用于从车辆框架轨道组件302支撑电动车桥组件344、348中的每一个。每个杆组件338都包括以“v”形定向从驱动单元壳体150向外延伸的一对支撑杆。每个支撑杆在支撑托架340和车辆框架轨道组件302之间延伸,并且相对于第一旋转轴线30以倾斜角度定向。在例示实施例中,每个杆组件338被耦合至公共横梁308。
在一个实施例中,第一电动车桥组件344和第二电动车桥组件348可以以相同的方向定向,其中第一电动车桥组件344的电机相对于车桥轴26、28的定向与第二电动车桥组件348的电机不同。例如,第一电动车桥组件344的第一电机14与车桥轴26、28间隔开的竖直距离比第二电机16远,而第二电动车桥组件348的第二电机16与车桥轴26、28间隔开的竖直距离比第一电机14远。
在例示实施例中,车桥组件10适于与具有底盘的车辆一起使用,该底盘包括框架轨道系统,在该框架轨道系统上安装有车身和其他装备。有利地,车桥组件10可以被配置成对现有车辆进行改装并装配在现有框架轨道内,该现有框架轨道包括诸如弹簧、减震器和纵臂之类的现有悬架部件以及诸如空气气缸、制动钳、制动转子、制动鼓、制动软管等的现有制动部件。电动车桥组件包括减速组件,其由一对电机驱动并且可在第一比率和第二比率之间选择性地变换,以改善车辆的启动和速度性能。
已经以例示性的方式对本发明进行了描述,并且应当理解,所使用的术语旨在具有描述性词语而非限制性词语的性质。根据以上教导,本发明的许多修改和变化是可能的,并且可以以不同于具体描述的方式实践本发明。

Claims (20)

1.一种车桥组件,其包括:
沿着第一旋转轴线定向的第一车桥轴;
沿着所述第一旋转轴线定向的第二车桥轴,其中所述第一和第二车桥轴向相反方向延伸;
沿着与所述第一旋转轴线基本平行的第二旋转轴线定向的第一电机;
与所述第一电机间隔开并沿着与所述第一旋转轴线基本平行的第三旋转轴线定向的第二电机;
可围绕第四旋转轴线旋转并由所述第一和第二电机驱动的公共齿轮减速器;
差动齿轮组,所述差动齿轮组围绕所述第一旋转轴线设置并耦合至所述公共齿轮减速器且由所述公共齿轮减速器驱动,以将旋转扭矩从所述第一和第二电机传递到所述第一和第二车桥轴;以及
变速机构,所述变速机构耦合在所述公共齿轮减速器和所述差动齿轮组之间,以改变传递到所述第一和第二车桥轴的旋转扭矩,所述变速机构包括:
可围绕所述第一旋转轴线旋转并由所述公共齿轮减速器驱动的减速齿轮组;以及
可围绕与所述第一旋转轴线基本平行的第五旋转轴线旋转并由所述减速齿轮组驱动的输出齿轮组。
2.根据权利要求1所述的车桥组件,其还包括耦合在所述变速机构和所述差动齿轮组之间以便驱动所述差动齿轮组的行星齿轮组。
3.根据权利要求2所述的车桥组件,其中,所述行星齿轮组包括耦合至所述减速齿轮组的行星齿轮轴以及耦合至所述行星齿轮轴的太阳齿轮。
4.根据权利要求1所述的车桥组件,其中,所述第一电机的所述第二旋转轴线和所述第二电机的所述第三旋转轴线被定向成与所述第一旋转轴线相距相同的径向距离,所述第二旋转轴线与所述第一旋转轴线间隔开第一水平距离,并且所述第三旋转轴线与所述第一旋转轴线间隔开第二水平距离,所述第二水平距离与所述第一水平距离不同。
5.根据权利要求4所述的车桥组件,其中,所述第一电机的所述第二旋转轴线与所述第一旋转轴线间隔开第一竖直距离,并且所述第二电机的所述第三旋转轴线与所述第一旋转轴线间隔开第二竖直距离,所述第二竖直距离与所述第一竖直距离不同。
6.根据权利要求5所述的车桥组件,其中,所述变速机构在所述第一电机和所述第二电机之间定向。
7.根据权利要求6所述的车桥组件,其中,所述输出齿轮组的所述第五旋转轴线与所述第一电机的所述第二旋转轴线间隔开的径向距离不同于与所述第二电机的所述第三旋转轴线间隔开的径向距离。
8.根据权利要求1所述的车桥组件,其中,所述第一电机和所述第二电机以相同的方向定向。
9.根据权利要求8所述的车桥组件,其中,所述公共齿轮减速器位于所述第一和第二电机的一端,并且所述差动齿轮组位于所述第一和第二电机的相反端。
10.根据权利要求1所述的车桥组件,其中,所述减速齿轮组包括:
耦合至所述输出齿轮组的第一减速齿轮;
耦合至所述输出齿轮组的第二减速齿轮;以及
换档机构,所述换档机构位于所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮之间,并且被配置成选择性地接合所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮。
11.根据权利要求10所述的车桥组件,其中,所述输出齿轮组包括耦合至所述第一和第二减速齿轮的一对输出齿轮。
12.根据权利要求11所述的车桥组件,其中,所述输出齿轮组包括耦合至所述差动齿轮组的输出轴齿轮。
13.根据权利要求12所述的车桥组件,其中,所述变速机构包括:
可围绕与所述第一旋转轴线基本平行的第六旋转轴线旋转并由所述减速齿轮组驱动的第二输出齿轮组,所述第二输出齿轮组包括耦合至所述差动齿轮组的第二输出轴齿轮。
14.根据权利要求13所述的车桥组件,其中,所述第二输出齿轮组包括耦合至所述第二减速齿轮的一个输出齿轮。
15.根据权利要求1所述的车桥组件,其中,所述公共齿轮减速器包括输入轴和固定地耦合至所述输入轴的输入驱动轮,所述输入驱动轮与所述第一和第二电机接合,以将旋转扭矩从所述第一和第二电机传递至所述输入轴,所述输入轴与所述第一旋转轴线同轴定向并且包括限定输入轴孔的内表面,所述输入轴孔被配置成接收穿过其中的所述第一车桥轴。
16.根据权利要求15所述的车桥组件,其中,所述减速齿轮组包括:
可围绕所述输入轴旋转的第一减速齿轮和第二减速齿轮;以及
换挡机构,所述换挡机构被耦合至所述输入轴并位于所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮之间,以将扭矩从所述输入轴选择性地传递到所述第一减速齿轮和所述第二减速齿轮。
17.根据权利要求16所述的车桥组件,其中,所述换挡机构包括耦合至所述输入轴的同步器。
18.根据权利要求16所述的车桥组件,其中,所述输出齿轮组包括:
可围绕所述第五旋转轴线旋转的输出轴;以及
固定地耦合至所述输出轴的一对输出齿轮,每个输出齿轮被耦合至相应的减速齿轮。
19.根据权利要求18所述的车桥组件,其中,所述输出齿轮组包括固定地耦合至所述输出轴的输出轴齿轮,所述输出轴齿轮被耦合至所述差动齿轮组,以将扭矩从所述输出轴传递到所述差动齿轮组。
20.根据权利要求18所述的车桥组件,其还包括耦合在所述变速机构和所述差动齿轮组之间以便驱动所述差动齿轮组的行星齿轮组,所述行星齿轮组包括:
与所述第一旋转轴线同轴定向并可围绕所述输入轴旋转的行星齿轮轴,所述行星齿轮轴在第一轴端和第二轴端之间延伸,所述第一轴端被固定地耦合至所述第二减速齿轮;以及
固定地耦合至所述行星齿轮轴的所述第二轴端的太阳齿轮。
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