CN112334352A - 具有直接支撑在桥壳上的反结构电动机和齿圈的混合动力车桥总成 - Google Patents

具有直接支撑在桥壳上的反结构电动机和齿圈的混合动力车桥总成 Download PDF

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Abstract

一种混合动力车桥总成包括壳体总成、接收在壳体总成中的差速器总成，以及反结构电动机。该差速器总成能绕差速器轴线旋转，并具有差速器输入件和一对差速器输出件。该反结构电动机具有定子和转子，该定子固定联接到壳体。该定子围绕差速器输入件周向设置。该转子围绕定子周向设置使得定子径向设置在差速器输入件和转子之间。转子驱动地联接到差速器输入件。

Description

具有直接支撑在桥壳上的反结构电动机和齿圈的混合动力车 桥总成
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月14日提交的第62/684,937号美国临时申请的权益，该申请的全部公开内容通过引用并入本文，如同在此完全详细阐述一样。
技术领域
本公开涉及一种混合动力车桥总成，其具有直接支撑在桥壳上的反结构电动机和齿圈。
背景技术
本部分提供与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
混合动力车桥总成在现代汽车中越来越普及。尽管越来越普及，这样的装置易于改进，例如在电动机和差速器总成之间并入双速变速器，使混合动力车桥总成更容易并入到车辆中和/或提高混合动力车桥总成的功率重量比。
发明内容
本节提供本公开的一般概述，而不是其全部范围或所有特征的全面公开。
在一种形式中，本公开提供一种混合动力车桥总成，包括壳体总成、接收在壳体总成中的差速器总成以及反结构电动机。该差速器总成能绕差速器轴线旋转，并且具有差速器输入件和一对差速器输出件。该反结构电动机具有定子和转子，该定子固定联接到壳体。该定子围绕差速器输入件周向设置。该转子围绕定子周向设置，使得定子径向设置在差速器输入件和转子之间。转子被驱动地联接到差速器输入件。
从本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。本概述中的描述和特定示例仅旨在说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能的实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导构造的示例性混合动力车桥总成的横向剖面图；
图2是图1的放大部分；和
图3是图1的放大部分。
在附图的若干视图中，相应的附图标记始终表示相应的部分。
具体实施方式
参照附图中的图1-图3，根据本公开的教导构造的示例性混合动力车桥总成总体由附图标记10表示。在图示的示例中，混合动力车桥总成10是梁式车桥，但是应当理解，混合动力车桥总成10可以被配置为独立悬挂的驱动模块。混合动力车桥总成10可以包括桥壳总成12、输入小齿轮14、齿圈16、差速器总成18、一对输出轴20、变速器22和电动机24。
桥壳总成12可以包括承载壳体总成30和一对桥管32。承载壳体总成30可限定差速器轴线40、围绕差速器轴线40设置的内腔42以及可横向于差速器轴线40的小齿轮轴线44。在提供的示例中，承载壳体总成30包括沿着差速器轴线40彼此能分离的第一壳体构件46和第二壳体构件48。第一壳体构件46和第二壳体构件48可以限定可以将相应的一个桥管32接收于内的管孔。
输入小齿轮14可以接收在内腔42中，并且可以由第一壳体构件46支撑以绕小齿轮轴线44旋转。在提供的示例中，输入小齿轮14经由四点角接触轴承50相对于第一壳体构件46被支撑。可选地，四点角接触轴承50的内轴承座圈52可以与输入小齿轮14整体地且一体地形成。
齿圈16可以接收在内腔42中，并且可以由承载壳体总成30支撑以绕差速器轴线40旋转。在提供的示例中，齿圈16由四点角接触轴承56相对于第一壳体构件46支撑，并且四点角接触轴承56的外轴承座圈58与齿圈16整体地且一体地形成。
差速器总成18可以以各种不同的方式构造，并且可以包括例如直齿行星齿轮配置、斜齿轮配置、具有一个或多个离合器的滑阀或者直齿锥齿轮配置。在提供的示例中，差速器总成18具有直齿锥齿轮配置，并且包括用作差速器总成的差速器输入件的差速器箱60、十字销62、多个差速器小齿轮64(仅示出一个)和用作差速器总成的差速器输出件的一对侧齿轮66。差速器箱60限定箱腔68，并且固定地联接到齿圈16以便随其围绕差速器轴线40旋转。十字销62可以固定地联接到差速器箱60，并且可以垂直于差速器轴线40延伸穿过箱腔68。每个差速器小齿轮64可以被可旋转地接收在十字销62上。每个侧齿轮66可以设置在箱腔68中以围绕差速器轴线40旋转，并且可以与差速器小齿轮64啮合接合。
每个输出轴20不可旋转地联接到侧齿轮66中相关联的一个。每个输出轴20可以延伸穿过桥管32中相关联的一个。
变速器22被配置成将旋转动力从电动机24传递到差速器箱60，并且可以以任何期望的方式配置。在提供的示例中，变速器22具有行星配置，该行星配置具有行星架70、多个行星齿轮72、第一太阳齿轮74和第二太阳齿轮76。行星架70包括第一端板80和第二端板82，以及固定地联接到第一端板80和第二端板82并在它们之间延伸的多个销84。每个行星齿轮72可以被可旋转地设置在销84中相关联的一个上，并轴向接收在第一端板80和第二端板82之间。第一太阳齿轮74可以固定地联接到桥壳总成12，并且可以与行星齿轮72啮合接合。在提供的示例中，第一太阳齿轮74包括管状支脚90，管状支脚90围绕差速器轴线40同心设置，并且不可旋转但轴向可滑动地接合到桥壳总成12。第一轴承100可被接收在第一端板80和第一太阳齿轮74的管状支脚90之间，以支撑行星架70绕差速器轴线40旋转。第二太阳齿轮76可与行星齿轮72啮合接合，并可相对于桥壳总成12和差速器箱60绕差速器轴线40旋转。第一滚针轴承102可以设置在第二太阳齿轮76和第一太阳齿轮74的支脚90之间，以支撑第二太阳齿轮76相对于第一太阳齿轮74旋转。连接器套筒104可以固定地联接到第二太阳齿轮76，并且可以被接收在差速器箱60中。连接器套筒104可以联接到差速器箱60以共同旋转，但是在提供的示例中，采用离合器来将连接器套筒104选择性地联接到差速器箱60。第二滚针轴承112可以设置在连接器套筒104和差速器箱60之间，并且可以支撑连接器套筒104(和第二太阳齿轮76)以相对于差速器箱60绕差速器轴线40旋转。第二轴承114可被接收在连接器套筒104和第二端板82之间，以支撑行星齿轮架70相对于第二太阳齿轮76和连接器套筒104绕差速器轴线40旋转。
离合器可以包括第一离合器构件120、第二离合器构件122、可移动的离合器构件124、复位弹簧126和线性马达128，第一离合器构件120可以联接到连接器套筒104以随其旋转，第二离合器构件122可包括联接到差速器箱60以随其旋转的齿，可移动的离合器构件124不可旋转但轴向可滑动地联接到第一离合器构件120和第二离合器构件122中的一个。在提供的示例中，第一离合器构件120和第二离合器构件122中的每一个都具有多个外花键齿，并且可移动的离合器构件124具有可与第一离合器构件120和第二离合器构件122上的外花键齿接合的内花键齿。应当理解，可移动的离合器构件124可以沿着差速器轴线40在第一位置和第二位置之间移动；在第一位置，可移动的离合器构件124的内花键齿与第一离合器构件120和第二离合器构件122中的仅一个的外花键齿接合，从而允许连接器套筒104和差速器箱60之间的相对旋转；在第二位置，可移动的离合器构件124的内花键齿与第一离合器构件120和第二离合器构件122两者的外花键齿接合，从而阻止连接器套筒104和差速器箱60之间的相对旋转。复位弹簧126可以将可移动的离合器构件124偏置到第一位置和第二位置中的一个，并且线性马达128可以用于选择性地使可移动的离合器构件124从第一位置和第二位置中的一个移动到第一位置和第二位置中的另一个。在提供的示例中，复位弹簧126被配置用以将可移动的离合器构件124偏置到第一位置，并且线性马达128可选择性地操作以使可移动的离合器构件124从第一位置移动到第二位置。线性马达128可以是任何类型的线性马达，例如具有电磁体130和电枢132的环形螺线管，电磁体130固定地联接到桥壳总成12，电枢132固定地联接到可移动的离合器构件124。推力轴承可以被接收在第一离合器构件120和差速器箱60之间。
电动机24可以包括可以固定地联接到桥壳总成12的定子150和可以绕差速器轴线40旋转的转子152。在提供的示例中，电动机24是反结构电动机(inside-out motor)，其中转子152设置在定子150的径向外侧，以由于反结构电动机24的紧凑性而减小混合动力车桥总成10的整体尺寸。定子150可以安装到定子安装件160，定子安装件160可以具有可以固定地联接到桥壳总成12的壳体安装部分162和可以绕差速器箱60周向延伸的定子安装部分164。定子150可以固定地联接到定子安装部分164。转子152可以联接到行星架70以便绕差速器轴线40共同旋转。
混合动力车桥总成10可以在第一驱动模式下操作，在第一驱动模式下，旋转动力被提供到输入小齿轮14以驱动齿圈16和差速器箱60。提供到差速器箱60的旋转动力由差速器小齿轮64和侧齿轮66分配以驱动输出轴20。在这种模式下，不向电磁体130提供电力，使得复位弹簧126将可移动的离合器构件124推入第一位置，从而差速器箱60从第二太阳齿轮76旋转分离，使得转子152不被绕差速器轴线40驱动(即，当混合动力车桥总成10在第一驱动模式下操作时，转子152可以保持在非旋转状态)。
可替代地，混合动力车桥总成10可以在第二驱动模式下操作，在第二驱动模式下，采用线性马达128将可移动的离合器构件124定位在第二位置，并且操作电动马达24以向行星架70提供旋转动力，行星架70在提供的示例中是变速器22的输入件。输入到行星齿轮架70的旋转动力驱动行星架70绕差速器轴线40，使得变速器22通过第二太阳齿轮76/连接器套筒104输出旋转动力。随着可移动的离合器构件124定位在第二位置而由此使第一离合器构件120和第二离合器构件122彼此可旋转地联接，旋转动力通过离合器从连接器套筒104传递到差速器箱60中。提供到差速器箱60的旋转动力由差速器小齿轮64和侧齿轮66分配以驱动输出轴20。
应当理解，电动机24的反结构配置以及桥壳总成12、输入小齿轮14、齿圈16、输入小齿轮轴承50和齿圈轴承56的配置为混合动力车桥总成10提供比常规配置的混合动力车桥总成相对更高的功率重量比，常规配置的混合动力车桥总成配置有常规的电动机配置(即，转子设置在定子内)和常规的车桥构造，在常规的车桥构造中输入小齿轮和差速器总成由成对的圆锥滚子轴承支撑。
出于说明和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。这并不旨在穷举或限制本公开。特定实施例的单个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的，并且可以用于选定的实施例，即使没有具体示出或描述。同样的情况也可能在许多方面有所变化。这种变化不应被视为偏离本公开，并且所有这种修改都旨在包括在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种混合动力车桥总成(10)，包括：
壳体总成(12)；
差速器总成(18)，被接收在所述壳体总成(12)中，所述差速器总成(18)能绕差速器轴线(40)旋转，并且具有差速器输入件(60)和一对差速器输出件(66)；以及
反结构电动机(24)，具有定子(150)和转子(152)，所述定子(150)固定地联接到所述壳体总成(12)，所述定子(150)绕所述差速器输入件(60)周向设置，所述转子(152)绕所述定子(150)周向设置使得所述定子(150)径向地设置在所述差速器输入件(60)和所述转子(152)之间，所述转子(152)驱动地联接到所述差速器输入件(60)。
2.根据权利要求1所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述差速器输入件(60)为差速器箱。
3.根据权利要求2所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述差速器总成(18)进一步包括接收在所述差速器箱中的差速器齿轮组(64，66)，并且其中所述差速器输出件(66)包括所述差速器齿轮组(64，66)中的侧齿轮。
4.根据权利要求1所述的混合动力车桥总成(10)，进一步包括具有变速器输入构件(70)和变速器输出件(104)的变速器(22)，所述变速器输入构件(70)联接到所述转子(152)以随其旋转。
5.根据权利要求4所述的混合动力车桥总成(10)，进一步包括离合器(120，122，124)，用于将所述变速器输出件(104)选择性地联接到所述差速器输入件(60)。
6.根据权利要求4所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述变速器(22)为行星变速器，所述行星变速器具有不可旋转地联接到所述壳体总成(12)的第一太阳齿轮(74)、能绕所述差速器轴线(40)旋转的第二太阳齿轮(76)、啮合接合到所述第一太阳齿轮(74)和所述第二太阳齿轮(76)的多个行星齿轮(72)以及支撑所述行星齿轮(72)的行星架(70)，其中所述变速器输入构件(70)为所述行星架(70)，并且其中所述变速器输出件(76)为所述第二太阳齿轮(76)。
7.根据权利要求6所述的混合动力车桥总成(10)，进一步包括具有离合器输入件(120)和离合器输出件(122)的离合器(120，122，124)，所述离合器输入件(120)被联接以随所述第二太阳齿轮(76)旋转，所述离合器输出件(122)被联接到所述差速器箱以随其旋转。
8.根据权利要求7所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述离合器(120，122，124)包括能在第一位置和第二位置之间移动的可移动的离合器构件(124)，在所述第一位置，所述离合器输入件(120)和所述离合器输出件(122)能相对于彼此旋转，在所述第二位置，所述离合器输入件(120)和所述离合器输出件(122)彼此联接以共同旋转。
9.根据权利要求8所述的混合动力车桥总成(10)，进一步包括用于选择性地移动所述可移动的离合器构件(124)的线性马达(128)。
10.根据权利要求9所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述线性马达(128)包括具有电磁体(130)和电枢(132)的螺线管，所述电磁体(130)具有环形配置并且绕所述差速器输入件(60)设置。
11.根据权利要求1所述的混合动力车桥总成(10)，进一步包括输入小齿轮(14)和齿圈(16)，所述输入小齿轮(14)被接收在所述壳体总成(12)中，并且能绕横向于所述差速器轴线(40)的小齿轮轴线(44)旋转，所述齿圈(16)被联接到所述差速器输入件(60)以共同旋转并由所述输入小齿轮(14)啮合接合。
12.根据权利要求11所述的混合动力车桥总成(10)，其中齿圈轴承(56)被直接接收在所述齿圈(16)和所述壳体总成(12)之间。
13.根据权利要求12所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述齿圈轴承(56)的轴承座圈(58)与所述齿圈(16)整体地且一体地形成。
14.根据权利要求12所述的混合动力车桥总成(10)，其中四点角接触轴承(50)被直接接收在所述输入小齿轮(14)和所述壳体总成(12)之间。
15.根据权利要求14所述的混合动力车桥总成(10)，其中所述四点角接触轴承(50)的轴承座圈(52)与所述输入小齿轮(14)整体地且一体地形成。
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