CN112218766A - 用于低底盘车辆的车桥组件 - Google Patents

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Abstract

本文描述了用于低底盘车辆的车桥组件。车桥组件包括车桥壳体和用于驱动车轮组件的驱动单元。车桥壳体包括第一齿轮箱、第二齿轮箱和将第一齿轮箱耦合至第二齿轮箱的托架组件。车桥组件包括形成第一旋转轴线的第一轮毂组件和第二轮毂组件。第一齿轮箱包括电动马达，该电动马达耦合至用于旋转输出轴的变速器。第一齿轮箱还包括安装成随着变速器旋转的差速器和安装成随着差速器旋转的第一降速箱。车桥组件还包括安装成随着第一降速箱旋转并从第一齿轮箱延伸到第二齿轮箱的门式车桥，其中，门式车桥形成第二旋转轴线，该第二旋转轴线相对于轮毂组件的第一旋转轴线偏移。第二齿轮箱包括第二降速箱，该第二降速箱被安装成随着门式车桥旋转并且适合于驱动第二轮毂组件。

Description

用于低底盘车辆的车桥组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月10日提交的美国临时申请62/669,743的优先权权益。以上引用的申请中阐述的公开内容通过引用整体并入本文。
背景技术
为了辅助进出，期望机动车辆具有尽可能低向地面的底盘。公共汽车和载人汽车(通常被称为低底盘车辆)是受益于低底盘高度的车辆的示例。通过将底盘高度最小化，可以消除车辆门上的台阶，这又允许车辆乘客更容易地进出。台阶的消除对残障乘客以及携带物品(例如婴儿车)的乘客特别有利。为了提高性能和效率，制造商越来越多地转向用于低底盘车辆的电动和混合动力推进系统。为了使车辆的底盘尽可能低，重新布置了传动系部件，以减少对车辆底盘的侵入。
发明内容
因此，本公开提供了一种用于低底盘车辆的具有提高的性能和效率的车桥组件。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本公开的优点将变得容易理解，因为通过以下详细描述，本公开的优点将变得更好理解。
图1是用于低底盘车辆的车桥组件的立体图；
图2是用于低底盘车辆的车桥组件的正视图；
图3是用于低底盘车辆的车桥组件的驱动单元的剖切立体图；
图4A是显示处于第一减速比下的图3的驱动单元的剖视图；
图4B是显示处于第二减速比下的图3的驱动单元的剖视图；
图5-8是根据本公开的实施例的图1所示的用于低底盘车辆的车桥组件的立体图；
图9是图5-8所示的车桥组件的后部的正视图；
图10是图5-8所示的车桥组件的左侧的正视图；
图11是图5-8所示的车桥组件的右侧的正视图；
图12是图5-8所示的车桥组件的俯视图；
图13是图5-8所示的车桥组件的仰视图；
图14和图15是图5-8所示的车桥组件的立体图；
图16是图15所示的车桥组件的俯视图；
图17是图15所示的车桥组件的后部的正视图；
图18是图15所示的车桥组件的左侧的正视图；
图19和图20是根据本公开的实施例的可用于图5-8所示的车桥组件的托架组件的立体图；
图21和图22是图19和图20所示的托架组件的一部分的立体图；
图23是图21所示的托架组件的前部的正视图；
图24是图21所示的托架组件的右侧的正视图；
图25是图21所示的托架组件的俯视图；
图26是图21所示的托架组件的仰视图；
图27是可用于图19和图20所示的托架组件的顶盖的立体图；
图28是图27所示的顶盖的顶表面的视图；
图29是图27所示的顶盖的侧视图；
图30是图27所示的顶盖的底表面的视图；
图31是可用于图19和图20所示的托架组件的底盖的立体图；
图32是图31所示的底盖的顶表面的视图；
图33是图31所示的底盖的侧视图；
图34是图31所示的底盖的底表面的视图；
图35和图36是根据本公开的实施例的可用于图5-8所示的车桥组件的齿轮箱的立体图；
图37是可用于图35和图36所示的齿轮箱的齿轮箱壳体的立体图；
图38是图37所示的齿轮箱壳体的前侧部分的正视图；
图39是图37所示的齿轮箱壳体的后侧部分的正视图；
图40是图37所示的齿轮箱壳体的俯视图；
图41是图37所示的齿轮箱壳体的仰视图；
图42和图43是图37所示的齿轮箱壳体的侧视图；
图44是可用于图35和图36所示的齿轮箱的齿轮箱盖的立体图；
图45是图44所示的齿轮箱盖的俯视图；
图46是图44所示的齿轮箱盖的侧视图；
图47是图44所示的齿轮箱盖的仰视图；
图48是用于低底盘车辆的车桥组件的驱动单元的另一剖切立体图；
图49-52是根据本公开的实施例的图48所示的驱动单元的剖视图；
图53是图48所示的驱动单元的剖切立体图；
图54是图53的驱动单元的剖视图；
图55是图5-8所示的车桥组件的框图；
图56是根据本公开的实施例的图1所示的用于低底盘车辆的车桥组件的另一立体图；
图57是图56所示的车桥组件的俯视图；
图58是图56所示的车桥组件的仰视图；
图59是图56所示的车桥组件的前视图；
图60是图56所示的车桥组件的后视图；
图61是图56所示的车桥组件的右侧视图；
图62是图56所示的车桥组件的左侧视图；
图63是图56所示的托架组件的立体图；
图64是图63所示的托架组件的俯视图；
图65是图63所示的托架组件的另一俯视图；
图66是图63所示的托架组件的仰视图；
图67是图63所示的托架组件的前视图；
图68是图63所示的托架组件的后视图；
图69和图70是图63所示的托架组件的侧视图；
图71是图56所示的齿轮箱组件的立体图；
图72是图56所示的齿轮箱壳体的前视图；
图73是图56所示的齿轮箱壳体的后视图；
图74是图56所示的齿轮箱壳体的俯视图；
图75是图56所示的齿轮箱壳体的仰视图；
图76和图77是图56所示的齿轮箱壳体的侧视图；
图78是图56所示的齿轮箱组件的另一立体图；
图79是根据本公开的另一实施例的用于低底盘车辆的车桥组件的正视图；
图80-83是根据本公开的实施例的图79的车桥组件的示意图；和
图84-94是包括电动马达、变速器和轮毂组件的车轮驱动单元的立体图。
具体实施方式
参考附图，其中在所有若干视图中，相同的附图标记指示相同的部件，在图1和图2中示出了用于低底盘车辆的车桥组件10。车桥组件10包括车桥壳体12，该车桥壳体12具有桥接部段14和布置在桥接部段14的相反端部处的外部部段16。每个外部部段16相对于车辆在横向上彼此间隔开。车桥组件10还包括耦合(耦接)至车桥壳体12的底座18，该底座18可用于将车桥组件10附接至车辆。另外，悬架(悬置)控制臂20可以耦合至底座18，以将车桥组件10可移动地附接至车辆。车辆可以是电动车辆或具有电动马达和内燃发电机/发动机的混合动力车辆。有利地，底座18可以配置成允许车桥组件10被改装到现有车辆中。例如，最初配备有传统车桥组件的低底盘公共汽车可以升级为包括车桥组件10以代替传统车桥组件。
车轮22耦合至车桥组件10的每个端部，以支撑车辆并将动力传递至路面，例如，如图1和图2所示。在所示实施例中，车桥组件10是双轮构造，其中一对车轮22耦合至车桥组件10的每个端部。每个车轮22限定旋转轴线24。每个车轮22的旋转轴线24通常对准。
车桥组件10进一步包括车轮驱动单元26，该车轮驱动单元26容纳在车桥壳体12的每个外部部段16内，如图3、4a和4b所示。每个车轮驱动单元26被配置为独立于另一驱动单元26地运行，以使得在车桥的相反侧上的车轮可以独立于另一侧地旋转。每个车轮驱动单元26可以在车辆的转弯操作期间或响应于每个车轮22处的可用牵引力以不同的速度运行。每个车轮驱动单元26包括电动马达28、变速器30和用于安装一个或多个车轮22的轮毂组件32。车桥壳体12紧凑地集成了电动马达28和变速器30，提高了冷却性能以便于散热，并通过悬架控制臂20和底座18支撑车辆负载。变速器30允许车辆具有提高了的最高速度，同时在低速下更高效地运行。
如图2所示，桥接部段14布置在车桥壳体12的每个外部部段16之间。人们所期望的是低底盘的高度尽可能低，并且宽度尽可能宽以便将车辆的容量最大化。因此，桥接部段14从车轮22的旋转轴线24偏移，以便减小车辆的低底盘的高度。外部部段16被配置成将车轮驱动单元26容纳在车桥壳体内。每个外部部段16具有减小的宽度，以便增加车辆的低底盘的宽度。桥接部段14可以与外部部段16一体地形成，或者可以使用本领域中通常使用的方法耦合至外部部段16。例如，桥接部段14可以被焊接、压接或螺栓连接至外部部段16。桥接部段14可以是空心的或实心的。
车桥组件10还可包括用于车辆的制动系统。该制动系统可以包括气缸、制动软管、制动鼓、制动转子35、制动钳37等。在所示实施例中，制动转子35和制动钳37与轮毂组件32相邻。
现在参考图3-4B和图48-54，其中示出了车轮驱动单元26，并且车桥壳体12已被移除。驱动单元26包括耦合至变速器30和轮毂组件32的车桥轴36。变速器30耦合至电动马达28和车桥轴36两者，并且轮毂组件32耦合至车轮22。因此，由电动马达28产生的扭矩通过变速器30传递至轮毂组件32，然后传递到车轮22。驱动单元26还包括耦合至车桥壳体12的细长车桥支撑件38。车桥轴36在轮毂组件32和变速器30之间设置于车桥支撑件38中。如将在下面进一步详细讨论的，变速器30具有两个减速比，这两个减速比可以由车辆的操作者选择性地接合或通过使用变速器控制器选择性地接合。
电动马达28产生扭矩以驱动车轮22，如图4a、4b和48所示。电动马达28包括从电动马达28突出的马达轴40。驱动齿轮42被固定至马达轴40。马达轴40限定了延伸穿过电动马达28的旋转轴线44。电动马达28可以是有刷或无刷的DC或AC马达，或者本领域中公知的其他类型的马达。电动马达28被定向成使得马达轴40朝向远离相应车轮22的方向突出，其中马达轴40的旋转轴线44被布置成平行于车轮22的旋转轴线24。相对于车辆，电动马达28与车轮22的旋转轴线24纵向间隔开。
通过将电动马达28定向成使得马达轴40朝向远离相应车轮22的方向突出并与其旋转轴线24纵向间隔开，从而节省了车桥壳体12的外部部段16内的包装(封装)空间，而无需增加外部部段16的宽度，如图4a、4b所示。外部部段16内的附加包装空间允许将变速器30布置成与电动马达28相邻。优选地，电动马达28的总体宽度基本上类似于变速器30的总体宽度。因此，外部部段16的宽度实质上不受电动马达28的引入的影响。换句话说，在将变速器30布置成与电动马达28相邻的情况下，低底盘的宽度可以比以其他方式布置变速器30的情况更宽。此外，外部部段16内增加的包装空间允许变速器30被配置成具有多个减速比。将每个旋转轴线24、44以平行的方式排布提高了变速器30的效率。
如上所述，驱动单元26包括变速器30，如图4a、4b和54所示。变速器30具有第一减速比和第二减速比。变速器30包括输入惰轮轴46、输出轴48和换挡机构50。惰轮轴46和输出轴48的两端均由驱动单元26中的轴承52可旋转地支撑。从动齿轮54被固定至惰轮轴46并与驱动齿轮42啮合。从动齿轮54将扭矩从驱动齿轮42传递至惰轮轴46。
除了从动齿轮54之外，两个惰齿轮56、58也被可旋转地支撑在惰轮轴46上。第一惰齿轮56对应于变速器30的第一减速比，并且第二惰齿轮58对应于变速器30的第二减速比。每个惰齿轮56、58可在惰轮轴46上自由旋转，以使得当未接合相应的减速比时，在惰轮轴46和惰齿轮56、58之间不传递扭矩。如下面将进一步详细讨论，每个惰齿轮56、58包括可与换挡机构50接合以将惰齿轮56、58不可相对旋转地(在旋转上)耦合至惰轮轴46的花键部分。
变速器30的换挡机构50包括换挡环60、换挡叉(未示出)和致动器(未示出)。换挡环60可沿着惰轮轴46在第一惰齿轮56和第二惰齿轮58之间滑动。换挡环60被不可相对旋转地耦合至惰轮轴46，以使得换挡环60和惰轮轴46以相同速度旋转。换挡环60包括至少一个可与惰齿轮56、58中的任一个的花键部分接合的花键部分。另外，换挡环60限定了被配置成与换挡叉接合的沟槽62。
换挡叉被耦合至致动器并且可移动以选择第一减速比和第二减速比。换挡叉与换挡环60接合，以使得换挡叉能够将换挡环60移动成与惰齿轮56、58之一接合。另外，换挡叉可以移动到空档位置，在该空档位置下，惰齿轮56、58都不与换挡环接合。换挡机构50还可以包括同步器以辅助换挡。致动器可以手动或自动控制。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，致动器可以包括由车辆驾驶员控制的机械联动装置。
变速器30还包括两个输出齿轮64、66，如图4a、4b和48所示。每个输出齿轮64、66都被耦合至输出轴48，第一输出齿轮64与第一惰齿轮56接合，并且第二输出齿轮66与第二惰齿轮58接合。输出齿轮64、66被不可相对旋转地固定至输出轴48，以使得输出齿轮64、66和输出轴48以相同的速度旋转。输出轴48被形成为包括孔49，该孔49被配置成接收车桥轴36。孔49可以具有花键或键槽，以使得车桥轴36和输出轴48一起旋转。如上所述，车桥轴36被设置在车桥支撑件38中并且耦合在轮毂组件32和变速器30之间。
轮毂组件32被布置在车桥支撑件38的与变速器30相反的一端，如图4a和4b所示。轮毂组件32包括具有轮缘70的轮毂68。轮毂68通过一对轮毂轴承72可旋转地支撑在车桥支撑件38上。可以使用螺栓、螺母和其他本领域已知的紧固件将车轮22固定至轮缘70。
每个轮毂组件32还包括行星齿轮组件74，该行星齿轮组件74增大扭矩以驱动车轮22。该行星齿轮组件74包括太阳齿轮76、行星架78、多个行星齿轮80和环形齿轮(齿圈)82。环形齿轮82被耦合至车桥支撑件38。太阳齿轮76被耦合至车桥轴36的端部，并设置在环形齿轮82中。环形齿轮82相对于太阳齿轮76固定。
多个行星齿轮80被可旋转地耦合至行星架78。行星架78被布置成与环形齿轮82相邻，其中每个行星齿轮80被设置在环形齿轮82中。每个行星齿轮80均与环形齿轮82和太阳齿轮76两者接合。当车桥轴36使太阳齿轮76旋转时，太阳齿轮76使每个行星齿轮80旋转，这又使行星架78旋转。行星架78被耦合至轮毂68，以使得行星架78和轮毂68以相同的速度旋转。
具体参考图4A，在所示的驱动单元26中，变速器30处于第一减速比下，并且扭矩路径示出了驱动单元26上的扭矩传递。由电动马达28产生的扭矩使驱动齿轮42旋转。驱动齿轮42使耦合至惰轮轴46的从动齿轮54旋转。惰轮轴46使与第一惰齿轮56接合的换挡环60旋转。第一惰齿轮56与第一输出齿轮64接合，以将旋转传递至输出轴48和车桥轴36。车桥轴36的旋转进一步通过行星齿轮组件74传递至车轮22。
现在参考图4B，在所示的驱动单元26中，变速器30处于第二减速比下，扭矩路径示出了驱动单元26上的扭矩传递。在电动马达28中产生扭矩以使马达轴40和驱动齿轮42旋转。驱动齿轮42使耦合至惰轮轴46的从动齿轮54旋转。惰轮轴46使与第二惰齿轮58接合的换挡环60旋转。第二惰齿轮58与第二输出齿轮66接合，以将旋转传递至输出轴48和车桥轴36。车桥轴36的旋转进一步通过行星齿轮组件74传递至车轮22。
在一个实施例中，如图55所示，车桥组件10可包括用于驱动第一车轮组件102的第一马达组件100和用于驱动第二车轮组件106的第二马达组件104。每个马达组件100和104包括驱动单元26和耦合至驱动单元26的逆变器装置108以及用于操作电逆变器装置108和驱动单元26的控制器110。每个逆变器装置108都被耦合至一个或多个电池112，以便向逆变器电逆变器108供应电力。每个控制器110都被耦合至VMU单元114。在一个实施例中，第一马达组件100被配置为与第二马达组件104独立地操作。此外，每个控制器110被编程为以可变速度操作相应的马达组件。例如，在一个实施例中，VMU 114可以被编程为向每个控制器110传输信号，以使得在操作期间，第一马达组件100的控制器110可以以第一旋转速度操作第一马达组件100的驱动单元，而第二马达组件100的控制器110可以以与第一马达组件100的第一旋转速度不同的第二旋转速度操作第二马达组件104的驱动单元。另外，在操作期间，可以操作仅一个马达组件以驱动相应的车轮组件，而另一个马达组件则允许相应的车轮组件自由旋转。这使车桥组件10具有在负载要求较低时不驱动电动马达之一的能力。这可以通过控制器不向马达之一供电来实现，或者可以通过机械断开马达来实现。断开可以通过作为变速机构的一部分的空档或通过离合器等实现。在该(断开)模式下，车桥组件10操作以仅仅驱动车辆一侧的一个车轮。例如，在串列车桥(双车桥)配置(四个车轮)下，车桥组件10可操作以产生可基于需求和负载在不同马达之间交替的动力。
参考图5-78，在所示实施例中，每个外部部段16包括齿轮箱116，该齿轮箱116包括齿轮箱壳体118和齿轮箱盖120。桥接部段14包括耦合至每个齿轮箱壳体118的托架组件122。该托架组件122包括托架框架124、可移除地耦合至托架框架124的顶部128的顶盖126和可移除地耦合至托架框架124的底部132的底盖130。托架框架124包括内表面134，该内表面134限定了延伸穿过托架框架124的腔体136。顶盖126延伸跨过托架框架124的顶部128，而底盖130延伸跨过托架框架124的底部132，以封闭腔体136从而形成托架腔室138。托架腔室138被设定尺寸和形状以接收一个或多个位于托架腔室138内的电逆变器装置108。
托架框架124包括前部构件140、后部构件142、第一侧部构件144和相对的第二侧部构件146。第一侧部构件144和第二侧部构件146沿着纵向轴线148延伸，并且沿着垂直于纵向轴线148的横向轴线150间隔开一距离。在所示的实施例中，横向轴线150基本平行于每个车轮22的旋转轴线24。前部构件140被耦合在第一侧部构件144和第二侧部构件146之间以形成托架框架124的前部152。后部构件142被耦合在第一侧部构件144和第二侧部构件146之间，并且沿着纵向轴线148与前部构件140间隔开一距离，以形成托架框架124的后部154。
第一侧部构件144和第二侧部构件146均包括一个或多个延伸穿过所述侧部构件的电缆入口156。电缆入口156被设定尺寸和形状以接收穿过其中的多条电缆，从而允许电力和通信电缆从位于托架腔室138内的电逆变器装置108延伸至托架腔室138外部的区域。电力和通信电缆可以包括但不限于三相电缆、两根DC电缆、马达连接电缆和用户接口电缆。
一对前部安装凸缘158从前部构件140的相反端部向外延伸。每个前部安装凸缘158包括安装构件160以及耦合在安装构件160和前部构件140之间的支撑臂162。安装构件160从相应的侧部构件144、146的外表面164向外间隔开沿着横向轴线150测得的一距离。安装构件160包括被配置成与相应的齿轮箱壳体118的外表面接合的平坦安装表面166。平坦安装表面166被定向成基本上平行于相应的侧部构件144、146的外表面164。
参考图23和24，在所示实施例中，前部构件140包括顶表面168和底表面170，并且具有沿着竖直轴线174在顶表面168和底表面170之间测得的高度172。安装构件160包括底表面176和顶表面178以及在底表面176和顶表面178之间延伸的平坦安装表面166。平坦安装表面166包括沿着竖直轴线174在安装构件160的顶表面178和底表面176之间测得的高度180。安装构件160的底表面176与前部构件140的底表面170基本上齐平。安装构件160的顶表面178与前部构件140的顶表面168间隔开一竖直距离，以使得安装表面166的高度180大于前部构件140的高度172。多个紧固件开口173延伸穿过安装构件160的平坦安装表面166。每个紧固件开口173被设定尺寸和形状以接收诸如螺栓之类的紧固件，从而将托架框架124耦合至齿轮箱壳体118。
另外，支撑臂162包括弓形(弧形)顶表面182，该弓形顶表面182在安装构件160的顶表面178和前部构件140的顶表面168之间延伸。支撑臂162还包括弓形外表面184和弓形内表面186。该弓形内表面186在安装构件160和相应的侧部构件144、146的侧部构件外表面164之间限定间隙188。该间隙188被设定尺寸和形状以将齿轮箱壳体118的一部分接收在其中，从而利于将托架框架124耦合至齿轮箱壳体118。
参考图12-26和63-70，在所示实施例中，前部构件140还包括从前部构件140的外表面向外延伸的悬架臂支撑组件190。前部构件140的外表面具有弓形形状，该弓形形状在悬架臂支撑组件190的相反端部和前部构件外表面之间限定了一对凹槽(狭槽)192。每个凹槽192被设定尺寸和形状以接收悬架控制臂20的端部，并且在悬架支撑臂组件190的每个端部处限定有安装表面194，以利于将悬架控制臂20耦合至悬架臂支撑组件190，如图16所示。前部构件外表面包括相对于悬架支撑臂组件190的每个端部定位的凹部196。每个凹部196被设定尺寸和形状以接收悬架臂20的端部，以使得每个悬架臂20以倾斜角度从前部构件140向外延伸。
在所示的实施例中，一对后部安装凸缘198从后部构件142的相反端部向外延伸。每个后部安装凸缘198包括后部安装构件200以及耦合在后部安装构件200和后部构件142之间的后部支撑臂202。后部安装构件200从相应的侧部构件外表面164向外间隔开沿着横向轴线150测得的一距离。后部安装构件200还包括后部平坦安装表面204，该后部平坦安装表面204被配置成与相应齿轮箱壳体118的外表面接合，并且被定向成基本上平行于侧部构件外表面164和前部安装构件160的平坦安装表面166。
在所示的实施例中，位于托架框架124的同一侧的前部安装构件160的平坦安装表面166和后部平坦安装表面204被定向在同一平面内，以利于将托架组件122耦合至相应的齿轮箱壳体118，如图23和24所示。另外，后部平坦安装表面204具有沿着竖直轴线174测得的高度206，该高度206基本上类似于前部安装构件160的相应平坦安装表面166的高度。在一个实施例中，前部安装构件160具有沿着纵向轴线148限定的长度302(在图63-70中示出)，并且后部安装构件200具有沿着纵向轴线148限定的长度304，该长度304比前部安装构件160的长度302长。
每个后部安装构件200包括多个延伸穿过后部平坦安装表面204的紧固件开口，所述紧固件开口被设定尺寸和形状以接收诸如螺栓之类的紧固件，从而将托架框架124耦合至齿轮箱壳体118。与前部安装构件160相似，每个后部支撑臂202包括在后部安装构件200的顶表面和后部构件142的顶表面之间延伸的弓形顶表面。后部支撑臂202还包括弓形外表面和弓形内表面。后部支撑臂202的弓形内表面在后部安装构件200和相应侧部构件外表面164之间限定了间隙208，该间隙208被设定尺寸和形状以将齿轮箱壳体118的一部分接收在其中。
参考图27-34，在所示实施例中，顶盖126和底盖130均包括板210，该板210包括外表面212和内表面214，该外表面212和内表面214沿着纵向轴线148在前端壁216和后端壁218之间延伸，并且沿着横向轴线150在相反的侧端壁220之间延伸。每个前端壁216具有弓形形状，该弓形形状与前部构件140的内表面的弓形形状相匹配。顶盖126和底盖130均包括多个从侧端壁220和后端壁218向外延伸的紧固突片222。每个紧固突片222包括延伸穿过其的开口，该开口被设定尺寸和形状以接收紧固件，从而利于将顶盖126耦合至托架框架124。
托架框架124的顶部128包括顶部沟槽224，该顶部沟槽224沿着腔体136的周边限定并与托架内表面134相邻，该顶部沟槽224被设定尺寸和形状以接收顶盖126的外边缘的一部分，以使得顶盖126的外表面212被定位成与托架框架124的前部构件140、后部构件142以及侧部构件144、146的顶表面基本上齐平。沿着后部构件142和侧部构件144、146的顶表面限定有多个定位凹槽226。每个定位凹槽226被设定尺寸和形状以将相应的紧固突片222接收在其中。后部构件142和侧部构件144、146的顶表面包括限定在每个定位凹槽226内的开口，所述开口用于将紧固件接收在其中，从而利于将顶盖126耦合至托架框架124。
类似地，托架框架124的底部132包括底部沟槽228，该底部沟槽228沿着腔体136的周边限定并且与托架内表面134相邻，该底部沟槽228被设定尺寸和形状以接收底盖130的外边缘的一部分，以使得底盖130的外表面212被定位成与托架框架124的前部构件140、后部构件142以及侧部构件114、146的底表面基本上齐平。沿着后部构件142和侧部构件144、146的底表面限定有多个定位凹槽230，该定位凹槽230用于将相应的紧固突片222接收在其中。在每个定位凹槽230内限定有开口，所述开口用于将紧固件接收在其中，从而利于将底盖130耦合至托架框架124。
顶盖126还包括延伸穿过板210的多个开口232，该开口232被设定尺寸和形状以接收穿过其中的紧固件，从而利于将电逆变器装置108安装在托架腔室138内。
参考图35-47和71-78，在所示实施例中，齿轮箱116包括齿轮箱壳体118和齿轮箱盖120。齿轮箱壳体118包括主体234，该主体234具有内表面236和外表面238。内表面236限定齿轮箱腔体240，该齿轮箱腔体240被设定尺寸和形状以将驱动单元26接收在其中。外表面238沿着横向轴线150在前侧部分242和后侧部分244之间延伸，并且沿着纵向轴线148在前部部分246和后部部分248之间延伸。
齿轮箱壳体118的前侧部分242包括定位成与前部部分246相邻的第一安装表面250和定位成与后部部分248相邻的第二安装表面252，如图37所示。第一安装表面250是基本上平坦的，其与前部安装凸缘158的平坦安装表面166相配。第二安装表面252是基本上平坦的，其与后部安装凸缘204的平坦安装表面相配。第一安装表面250和第二安装表面252均包括多个延伸穿过齿轮箱壳体118的紧固件开口，该紧固件开口被设定尺寸和形状以接收相应的紧固件，从而利于将齿轮箱壳体118耦合至托架框架124。在所示的实施例中，前部安装凸缘158适合于在与前部部分246相邻的第一安装表面250处耦合至齿轮箱壳体118，后部安装凸缘198适合于在与后部部分248相邻的第二安装凸缘252处耦合至齿轮箱壳体118。
轴开口256延伸穿过后侧部分244，并被设定尺寸和形状以接收穿过其中的车桥轴36，并且包括具有孔259的安装表面257，如图39所示。安装表面257适合于接受将由紧固件固定的车桥支撑件38。马达开口258也延伸穿过后侧部分244，并且被设定尺寸和形状以接收电动马达28的一部分。
在所示的实施例中，齿轮箱壳体118的前部部分246和后部部分248均包括上部支撑凸缘260和下部支撑凸缘262，该下部支撑凸缘262沿着竖直轴线174与该上部支撑凸缘260间隔开一距离，如图38所示。上部支撑凸缘260和下部支撑凸缘262被配置成将齿轮箱壳体118耦合至从齿轮箱壳体118向外延伸的底座18，从而利于将车桥组件10耦合至车辆。前部部分246包括悬架臂支撑凸缘264，该悬架臂支撑凸缘264沿着竖直轴线174定位在上部支撑凸缘260上方。悬架臂支撑凸缘264适合于将悬架臂20耦合至齿轮箱壳体118，并且定向成使得悬架控制臂20基本上平行于纵向轴线148地从齿轮箱壳体118向外延伸。
齿轮箱壳体118的前侧部分242还包括从前侧部分242的外表面向外延伸的安装肩部266。安装肩部266围绕开口的周边延伸并且包括平坦的前部表面268。沿着该前部表面268限定有多个孔，该孔用于将相应的紧固件接收在其中，以利于将齿轮箱盖120耦合至齿轮箱壳体118。
齿轮箱盖120包括主体270，该主体270的外表面272的形状与安装肩部266的形状基本匹配。齿轮箱盖120包括多个围绕主体270的周边延伸的开口274，该开口274被设定尺寸和形状以接收穿过其中的紧固件，从而利于将齿轮箱盖120耦合至齿轮箱壳体118。齿轮箱盖120适合于耦合至齿轮箱壳体118，以将驱动单元封闭在齿轮箱腔体240内。安装肩部266包括沿着前部表面268限定的定位沟槽276。齿轮箱盖120包括定位唇，该定位唇从齿轮箱盖120的表面向外延伸，并且被配置成与定位沟槽276接合，以利于将齿轮箱盖120耦合至齿轮箱壳体118。
在所示的实施例中，安装肩部266沿着横向轴线150从前侧部分242向外延伸一距离，以使得当齿轮箱116被安装至托架框架124时，齿轮箱盖120位于在前部安装凸缘158和相应的后部安装凸缘198之间限定的间隙278内。
在一个实施例中，车桥组件10可以包括具有275/70r22.5轮胎、2速：-11.1:1；19.6:1、11,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的700mm通道超低底盘(ULF)。车桥组件10还可以包括具有445/45r22.5轮胎、2速：11.1:1；19.6:1、10,500kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的1,000mm通道ULF。车桥组件10还可以包括具有305/70r22.5轮胎、2速：11.1:1；19.6:1、12,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的580mm通道ULF。车桥组件10还可以包括具有一速、275/70r22.5轮胎、1速：15:1、11,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的700mm通道ULF。车桥组件10还可以包括具有一速、275/70r22.5轮胎、1速：15:1、10,500kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的1,000mm通道ULF。车桥组件10还可以包括具有一速、305/70r22.5轮胎、1速：15:1、12,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程的580mm通道ULF。
参考图79-83，在另一个实施例中，车桥组件10利用单个电动马达28来驱动耦合至车桥组件10的所有车轮22。车桥组件10包括允许耦合第一车轮组件302的第一车轮驱动单元300以及允许耦合第二车轮组件306的第二车轮驱动单元304。第一车轮驱动单元300和第二车轮驱动单元304可以包括驱动单元26的一些或全部部件。在所示的实施例中，车桥组件10是双车轮配置，其中，每个车轮组件302、306包括耦合至车桥组件10的每个端部的一对车轮22。车轮22限定旋转轴线24。
在所示的实施例中，车桥组件10包括耦合在第一车轮驱动单元300和第二车轮驱动单元304之间的门式车桥308，该门式车桥308用于将第一车轮驱动单元300产生的扭矩传递至第二车轮驱动单元304。门式车桥308沿着中心线轴线310延伸，并沿着竖直轴线314相对于旋转轴线24偏移并与之间隔距离312。门式车桥308在相对的外部部段16之间穿过或围绕车桥壳体12的桥接部段14延伸。在所示的实施例中，门式车桥308被安装成由耦合至第一车轮驱动单元300的第一降速(分接)箱316旋转。门式车桥308适合于接合第二降速箱318，所述第二降速箱318被耦合至第二驱动单元304。第一降速箱316和第二降速箱318可以是具有任何数量的齿轮减速器的任何合适的配置。门式车桥308包括轴，该轴被可旋转地支撑在桥接部段14内或被围绕桥接部段14可旋转地支撑，该轴的一端耦合至第一降速箱316，另一端耦合至第二降速箱318。
如图80所示，第一车轮驱动单元300包括电动马达28和耦合至电动马达28的差速器320。以与以上相对于驱动单元26所讨论的方式相似或相同的方式，在电动马达28和差速器320之间设置齿轮减速器。如以上相对于驱动单元26所述，变速器330也可以被结合在电动马达28和差速器320之间。差速器320从第一车轮驱动单元300的电动马达28向轮毂组件32传递扭矩，并且还被耦合至门式车桥308，从而从电动马达28通过门式车桥308向第二车轮驱动单元304的轮毂组件32传递扭矩。换句话说，门式车桥308将扭矩从第一车轮驱动单元300传递至第二车轮驱动单元304。应当理解，图81和83中示出的差速器320的某些部件被移除了。
在一个实施例中，如图80和81所示，第一降速箱316和第二降速箱318中的每一个具有单个降速器，该单个降速器可以是齿轮减速器或者可以是1:1降速器。优选地，图80和81中所示的实施例在门式车桥308上没有齿轮减速器。在另一个实施例中，如图82和83所示，第一降速箱316和第二降速箱318具有不同的降速器，其中，第一降速箱316具有单齿轮降速器，而第二降速箱318具有双齿轮降速器。每个降速箱316和318可具有相同或不同的齿轮减速比。优选地，在图82和83所示的实施例中，在门式车桥308上有齿轮减速器。具体地，第二车轮驱动单元304优选地包括齿轮减速器322，该齿轮减速器322在第二车轮驱动单元304处耦合至第二降速箱318和轮毂组件32。在Groves等人的2003年3月14日提交的题目为“Drive Assembly for a High Ground Clearance Vehicle”的美国专利申请10/389,192(现为美国专利6,964,317)中描述了其部件可在本公开中使用的降速箱和门式车桥的附加细节，该文献通过引用整体并入本文。降速箱包括输入轴，该输入轴通过链条驱动装置驱动输出轴。降速箱的链条驱动装置包括输入链轮、中间链轮组件和输出链轮。第一链条将输入链轮和中间链轮组件互连，第二链条将中间链轮组件和输出链轮互连。尽管示出了链条和链轮，但是可以代替地使用齿轮将动力从差速器320传递至门式车桥308。
如图80-83所示，车桥组件10可以包括单电动马达、两速配置，其包括长度在700mm至1000mm之间的门式车桥、1,000mm或700mm的通道、445/70r22.5或275/70r22.5轮胎、2速：11.1:1；22:1、10,500kg至11,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程。车桥组件10可以包括单电动马达、单速配置，其包括长度在700mm至1000mm之间的门式车桥、1,000mm或700mm的通道、445/70r22.5或275/70r22.5轮胎、1速：15:1、10,500kg至11,600kg的额定车桥重量以及750,000英里里程。
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，而不是限制性的。鉴于以上教导，本发明的许多修改和变型是可能的，并且本发明可以以不同于具体描述的方式实践。

Claims (27)

1.车桥组件，所述车桥组件包括：
车桥壳体，所述车桥壳体包括第一齿轮箱、第二齿轮箱和将所述第一齿轮箱耦合至所述第二齿轮箱的托架组件；
适合于由所述第一齿轮箱旋转的第一轮毂组件和适合于由所述第二齿轮箱旋转的第二轮毂组件，所述轮毂组件形成第一旋转轴线；
所述第一齿轮箱包括：具有输出轴的电动马达；安装成随着所述输出轴旋转的变速器；安装成随着所述变速器旋转的差速器；以及第一降速箱，所述第一降速箱具有安装成随着所述差速器旋转的输入轴并且具有输出轴；
门式车桥，所述门式车桥被安装成由所述输出轴旋转，所述门式车桥适合于从所述第一齿轮箱延伸至所述第二齿轮箱，所述门式车桥形成第二旋转轴线，所述第二旋转轴线相对于所述轮毂组件的第一旋转轴线偏移；以及
第二降速箱，所述第二降速箱具有安装成随着所述门式车桥旋转的输入轴和适合于驱动所述第二轮毂组件的输出轴。
2.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，所述第一齿轮箱包括车桥轴，所述车桥轴被安装成随着所述差速器旋转。
3.根据权利要求2所述的车桥组件，其中，每个轮毂组件包括安装成随着所述车桥轴旋转的行星齿轮组，其中，所述行星齿轮组增大扭矩以驱动耦合至所述轮毂组件的车轮。
4.根据权利要求3所述的车桥组件，其中，所述行星齿轮组包括：行星齿轮；所述行星齿轮的耦合至所述车桥轴的太阳齿轮；所述行星齿轮的耦合至车轮轮毂的行星架；所述行星齿轮的耦合至轮毂车桥支撑件并且相对于所述行星架和所述太阳齿轮保持静止的环形齿轮。
5.根据权利要求1所述的车桥组件，所述车桥组件还包括逆变器组件，所述逆变器组件被定位在所述车桥壳体内并耦合至所述电动马达，以便向所述电动马达提供电力。
6.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，所述托架组件相对于所述轮毂组件的第一旋转轴线偏移。
7.根据权利要求6所述的车桥组件，其中，所述托架组件被形成为包括内部腔体。
8.根据权利要求7所述的车桥组件，所述车桥组件还包括逆变器组件，所述逆变器组件被定位在所述托架组件的内部腔体内并耦合至所述电动马达，以便向所述电动马达提供电力。
9.根据权利要求7所述的车桥组件，所述车桥组件还包括适合于覆盖所述托架组件的内部腔体的盖构件。
10.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，所述第一齿轮箱包括齿轮箱壳体和可移除地耦合至所述齿轮箱壳体的齿轮箱盖，所述托架组件适合于可移除地耦合至所述齿轮箱壳体。
11.根据权利要求10所述的车桥组件，其中，所述第二齿轮箱包括第二齿轮箱壳体和可移除地耦合至所述齿轮箱壳体的第二齿轮箱盖，所述托架组件适合于可移除地耦合至所述第二齿轮箱壳体。
12.根据权利要求1所述的车桥组件，其中，所述门式车桥从所述第一齿轮箱穿过所述托架组件延伸至所述第二齿轮箱。
13.用于车桥组件的车桥壳体，所述车桥组件包括驱动单元，所述驱动单元具有电动马达、安装成由所述电动马达旋转的变速器单元和安装成由所述变速器单元旋转的车桥轴，所述车桥壳体包括：
第一外部部段、第二外部部段以及在所述第一外部部段与所述第二外部部段之间延伸的桥接部段；
所述第一外部部段包括齿轮箱，所述齿轮箱被形成为包括腔体，所述腔体被配置成将所述变速器单元容纳在其中，所述车桥轴从所述齿轮箱向外延伸；并且
所述桥接部段包括耦合至所述齿轮箱的托架组件，所述托架组件包括限定支撑腔室的内表面。
14.根据权利要求13所述的车桥壳体，其中，所述第二外部部段包括第二齿轮箱。
15.根据权利要求14所述的车桥壳体，其中，所述齿轮箱包括第一轮毂组件，并且所述第二齿轮箱包括第二轮毂组件，其中，所述第一轮毂组件和所述第二轮毂组件形成第一旋转轴线。
16.根据权利要求15所述的车桥壳体，所述车桥壳体还包括从所述齿轮箱延伸至所述第二齿轮箱的门式车桥。
17.根据权利要求16所述的车桥壳体，其中，所述门式车桥形成第二旋转轴线，所述第二旋转轴线相对于所述第一旋转轴线偏移。
18.根据权利要求16所述的车桥壳体，其中，所述门式车桥将动力从所述齿轮箱传递至所述第二齿轮箱。
19.根据权利要求13所述的车桥壳体，其中，所述齿轮箱包括齿轮箱壳体和可移除地耦合至所述齿轮箱壳体的齿轮箱盖，所述托架组件适合于可移除地耦合至所述齿轮箱壳体。
20.根据权利要求15所述的车桥壳体，其中，所述托架组件适合于可移除地耦合至所述第二齿轮箱。
21.根据权利要求13所述的车桥壳体，其中，所述托架组件包括：
托架框架，所述托架框架包括：
前部构件、后部构件以及在所述前部构件和所述后部构件之间延伸的一对相对的侧部构件，所述托架框架被形成为包括内部腔体。
22.根据权利要求21所述的车桥壳体，其中，所述托架框架包括从所述前部构件向外延伸的悬架臂支撑组件，所述悬架臂支撑组件被配置成与耦合至车辆框架的悬架臂耦合。
23.根据权利要求22所述的车桥壳体，其中，所述托架组件包括：
顶盖，所述顶盖被可移除地耦合至所述托架框架的顶部；以及
底盖，所述底盖被可移除地耦合至所述托架框架的底部，以封闭所述内部腔体。
24.根据权利要求13所述的车桥壳体，其中，所述托架框架包括穿过所述一对相对的侧部构件中的至少一个限定的电缆入口。
25.根据权利要求16所述的车桥壳体，其中，所述托架组件相对于所述第一旋转轴线偏移。
26.根据权利要求25所述的车桥壳体，其中，所述门式车桥穿过所述托架组件。
27.根据权利要求14所述的车桥壳体，所述车桥壳体还包括从所述第二齿轮箱向外延伸的第二车桥轴。
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