CN212242935U - 动力系、变速器以及包括动力系和/或变速器的车辆和设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于驱动车辆(C)的动力系(K)。动力系(K)包括两个各自具有旋转机器(M、M’)和变速器(T、T’)的动力系模块(Y、Y’)。变速器(T、T’)布置成使它们各自的输出轴(S2、S2’)朝着公用的车轮轴线(A1、A1’)对齐，以用于驱动车辆(C)的一对相对的车轮。动力系K的第一旋转轴线(A3)、第二旋转轴线(A3)以及中心轴线(A0)彼此平行并且相对于彼此偏置，并且第一旋转轴线(A3)和第二旋转轴线(A3')在中心轴线(A0)的相对两侧上镜像对称地偏置。以这种方式实现了紧凑且通用的设计。

Description

动力系、变速器以及包括动力系和/或变速器的车辆和设备

技术领域

本公开涉及动力系、动力系中使用的变速器，以及包括动力系和/或变速器的车辆。

背景技术

诸如汽车、货车或卡车之类的车辆通常由发动机驱动。电动车辆使用电机来代替内燃机或者除了内燃机之外还使用电机来驱动车辆。电机通常可以用作电动机和发电机。电动车辆可以提供优于传统车辆、即仅采用内燃机的车辆的优点，例如关于废气的排放和驱动机构的多功能性。电机通常包括机器轴，该机器轴包括在转子中。转子被电气地驱动以相对于该电机的定子旋转，以向该机器轴提供特定的扭矩和/或角速度。变速器可用于接合电机轴并将该电机轴的扭矩和/或角速度传递到输出轴，该输出轴例如包括或接合车轮轴承轴，该车轮轴承轴连接到车辆的一个或多个车轮。该电机和变速器可以是集成的动力系的部件，例如电机块，以便于在车辆中安装。术语“动力系”通常可以指产生输送以推进车辆的动力的成组的部件(电机、变速器、驱动轴、差速器)。

为了增加驱动控制，可以期望为车辆的不同车轮提供单独的电机。单独的电机通常配备有相应的变速器。使用多个电机和变速器的缺点可能是这些部件可能在车辆中占据较大的空间。为电机供电的典型的较大电池的存在可能会加剧这种情况。此外，部件可能在尺寸上受到车辆宽度和/或长度的约束。此外，诸如变速器和电机之类的部件的定制生产和/或维护可能是昂贵的。

在由诸如液压机或气动机之类的其它旋转机器驱动的车辆和/或设备中可能发生类似的缺点。需要一种紧凑、高效、集成的方法，用于包括多于一个旋转机器的动力系。

因此，期望提供改进的动力系，其消除了一个或多个上述缺点。

实用新型内容

本公开的第一方面提供了一种用于驱动车辆的动力系，该动力系包括第一动力系模块，该第一动力系模块包括第一旋转机器，该第一旋转机器包括第一机器轴，该第一机器轴布置成由第一旋转机器旋转地驱动，用于围绕第一旋转轴对第一机器轴提供扭矩；第一变速器，包括第一扭矩传递元件，该元件布置成用于将第一机器轴的扭矩传递到第一输出轴，其中，第一输出轴的输出方向与第二输出轴的输出方向相反，其中，第一扭矩传递元件容纳在第一变速器外壳中；包括第二旋转机器的第二动力系统模块，第二旋转机器包括第二机器轴，该第二机器轴布置成由第二机器旋转地驱动，用于围绕第二旋转轴对第二机器轴提供扭矩；第二变速器，包括第二扭矩传递元件，该元件布置成用于将第二机器轴的扭矩传递到第二输出轴，其中，第一输出轴的输出方向与第二输出轴的输出方向相反，其中，第二扭矩传递元件容纳在第二变速器外壳中；其中，第一动力系模块和第二动力系模块的第一输出轴和第二输出轴布置在第一输出轴线和第二输出轴线上，以引导第一输出轴和第二输出轴朝向车轮轴线用以驱动车辆的一对相对的车轮；其中，第一旋转机器布置在第二旋转机器的前面；其中，第一旋转轴线和第二旋转轴线彼此平行并且相对于彼此偏置。

两个动力系模块可以一起形成动力系，其中动力系模块可以是可互换的。两个动力系模块以这样的方式组装，即可以不需要或者可以只需有限数量的附加部件将动力系悬挂在车辆中。因此，通过使动力系包括两个相同的动力系模块，可以降低复杂性、部件数量、部件多样性和成本。

从动力系的侧面来看，即在横向于旋转轴线方向的方向上看，通过将第一机器布置在第二机器的前面，并且通过使第一旋转轴线和第二旋转轴线相对于彼此镜像对称地偏置，实现了更紧凑和通用的设计。通过将第一电机布置在第二电机的前面，例如，其中第一旋转机器沿旋转轴线方向的轴向位置至少部分地与第二旋转机器的轴向位置重叠，机器的宽度(当在车辆中组装时，沿动力系的旋转轴线的方向或者沿动力系的中心轴线的方向测量，即，沿着车辆的宽度)可以小于第一旋转机器的宽度和第二旋转机器的宽度之和。因此，可以减小车辆或设备中的动力系所占的宽度，例如，与机器在车辆的左侧和右侧彼此相邻放置于其中的构造相比。此外，通过机器的所述布置，一个在另一个的前面，沿着旋转轴线的方向测量的机器的尺寸可以更大，而受到车辆宽度的限制更少。因此，可以使用更大的旋转机器。

通过将第一轴线和第二旋转轴线镜像对称地偏置在动力系的中心轴线的相对两侧上，具有相同的变速器以及旋转机器的相同的动力系统模块装配在动力系的任一侧上变成可能。然后，包括变速器和旋转机器的动力系模块借助点反射在动力系的两侧镜像成像。通过使第一动力系模块与第二动力系模块可互换，仅需要制造一种类型的变速器、旋转机器和其它可在动力系的任一侧使用的部件。而且，通过动力系的对称布置，第一旋转机器能与第二旋转机器可互换。特定组件数量的减少可以在制造和/或维护和/ 或库存管理方面提供优势。例如，单一类型的旋转机器和变速器可以在根据本实用新型的动力系中集成两次，从而降低复杂性并因此降低成本。

可选地或附加地，第一旋转机械沿旋转轴线方向的轴向位置可以与第二旋转机器的轴向位置至少部分地重叠，以减小沿旋转轴线方向测量的动力系的总宽度。

可选地或附加地，第一输出轴线和第二输出轴线可以彼此重合，使得第一输出轴和第二输出轴彼此对齐。

可选地或附加地，第一输出轴线和第二输出轴线可以彼此平行并且相对于彼此偏置，使得第一输出轴和第二输出轴相对于彼此偏置。

可选地或附加地，第一输出轴和第二输出轴可包括用于朝向车轮轴线的方向的等速接头，以允许悬架移动和车辆转向。

可选地或附加地，第一变速器和第二变速器的变速器可包括用于接合相应的第一机器轴或第二机器轴的输入侧和用于接合相应的第一输出轴或第二输出轴的相对的输出侧。

可选地或附加地，变速器可分别在其输入侧处支承第一旋转机器和第二旋转机器。

可选地或附加地，变速器可包括第三配合结构，该第三配合结构布置成用于接纳和/或接合旋转机器的第四配合结构，以用于承载旋转机器。

可选地或附加地，第三配合结构可以设置在变速器外壳中。

可选地或附加地，第一变速器外壳可以与第二变速器外壳互换。

可选地或附加地，第一变速器可以与第二变速器互换。

可选地或附加地，第一旋转机器可以与第二旋转机器互换。

可选地或附加地，沿着旋转轴线观察，第一旋转轴线、第二旋转轴线以及输出轴线可以布置成平行并以三角形的方式偏置。

可选地或附加地，机器可以夹在变速器之间并由变速器承载。

可选地或附加地，第一机器轴和第二机器轴在第一机器轴和第二机器轴分别接合第一扭矩传递元件和第二扭矩传递元件的一侧上的第一前轴承和第二前轴承可以被分别布置在分别容纳第一扭矩传递元件和第二扭矩传递元件的第一变速器外壳和第二变速器外壳内部。

可选地或附加地，第一机器轴和第二机器轴在第一机器轴和第二机器轴分别接合第一扭矩传递元件和第二扭矩传递元件的一侧的相对侧上的第一后轴承和第二后轴承可以被分别布置在分别容纳第二扭矩传递元件和第一扭矩传递元件的第二变速器外壳和第一变速器外壳内部。

可选地或附加地，机器轴的前轴承可以由容纳前轴承的变速器的润滑回路来润滑。

可选地或附加地，润滑回路可以由前轴承和变速器的扭矩传递元件共用。

可选地或附加地，第一机器和/或第二机器的外壳可包括穿过机器轴的开口端盖，其中，与机器相邻的变速器可以布置成利用相邻的变速器的外壳板来闭合端盖。

可选地或附加地，变速器外壳可以由一个或多个模制件制成。

可选地或附加地，在机器轴和输出轴之间的扭矩传递元件可包括一组齿轮。

可选地或附加地，旋转机器可以是电机或液压机器或气动机器之一。

可选地或附加地，第一动力系模块可以包括第一配合结构和第二配合结构，以用于与第二动力系模块的第一配合结构和第二配合结构接合。

扭矩传递元件例如可以是齿轮传动装置、链传动装置、带传动装置或其它扭矩传递元件。可能有许多变型。

为了提供更紧凑的动力系，当从动力系的侧面观察时，第一旋转轴线、第二旋转轴线和中心轴线可以布置成三角形构造。而且，第一旋转轴线、第二旋转轴线和输出轴线可以形成三角形构造，其可以是动力系的任一侧上的不同三角形构造。当车辆以直线行驶时，一对相对的车轮的两个车轮轴线彼此重合，而在以弧线行驶或以其它的不均匀的方式行驶时不是这种情况。通过三个轴线的所述三角形构造，可以在旋转轴线和车轮轴线之间为扭矩传递元件提供增加的距离，而同时仍然使这些机器靠近在一起。这可以沿车辆的长度方向节省空间。

本公开的第二方面提供了一种用于根据第一方面的动力系的变速器，该变速器包括扭矩传递元件，该扭矩传递元件布置成将第一旋转机器的第一机轴的扭矩传递到第一输出轴，其中，扭矩传递元件容纳在变速器外壳中；其中，变速器包括用于接合第一机器轴的输入侧和用于接合第一输出轴的相对的输出侧；其中，变速器在输入侧支承第一旋转机器和第二旋转机器。

根据第二方面的变速器可以有利地使用在例如根据第一方面的动力系中，提供类似的优点。借助变速器支承机器可以具有可以实现动力系的更紧凑设计的优点。例如，变速器可以提供支承结构，该支承结构布置成借助点反射以镜像对称的方式支承第一机器和第二机器。这可以使得能够在动力系的任一侧上使用可互换的变速器。通过在变速器内容纳用于承载机器轴的轴承，可以进一步支承或甚至省略机器中的轴承。这可以提供额外的制造和/或维护成本的节省。例如，轴承可以通过变速器的润滑系统进行润滑，对轴承提供更少的磨损。本公开的第三方面提供了一种包括两个动力系模块的动力系，这两个动力系模块可以以镜像成像方向组装、拆卸和/ 或固定在一起。每个动力系模块可包括配合结构，该配合结构可由另一动力系模块的配合结构接收和/或接合。配合结构可以优选地作为镜像翻转/ 成像构造装配在一起，该构造增强了动力系的模块化、简单性和紧凑性。这些配合结构可以设置在动力系模块的若干部件上。每个动力系模块可优选地是相同的，这可以导致紧凑的动力系并降低组装、制造和维修/维护成本。优选地，两个动力系模块在组装在一起时可形成动力系。然而，能够在车辆中使用仅一个动力系模块作为动力系。

本公开的第四方面提供了一种包括根据第一方面的动力系和/或根据第二方面的变速器的车辆。该车辆可在如上所述的节省空间和/或生产/维护成本方面具有类似的优点。

附图说明

从以下的说明、所附权利要求以及附图中将更好地理解本公开的装置、系统和方法的这些和其它特征、方面和优点，其中：

图1A示出了动力系的实施例的示意性侧视图；

图1B示出了图1A的实施例的示意性俯视图；

图2A示出了具有图1的动力系的车辆的实施例的示意性侧视图；

图2B示出了图2A的实施例的示意性俯视图；

图3示出了形成动力系的实施例的部件的示意性俯视图；

图4A示出了动力系的实施例的示意性俯视图；

图4B示出了动力系的另一个实施例的示意性俯视图；

图5示出了动力系的另一个实施例的示意性俯视图；以及

图6示出了根据本实用新型的动力系的实施例的侧视图和俯视图。

图6B示出了图6A的实施例的示意性俯视图。

具体实施方式

除非以其它方式定义，否则在这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同，如在说明书和附图的上下文中所阅读的。将进一步理解术语的是，诸如在常用词典中定义的术语，应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且除非在本文中明确地如此定义，否则将不被理解为理想化或过于正式的含义。在某些情况下，可以省略对公知设备和方法的详细说明，从而不会使得本实用新型的描述难以理解。用于描述特定实施例的术语不旨在限制本实用新型。如本文中所用，单数形式的“一”、“一个”、以及“该”也旨在包括复数指代物，除非上下文明确地另作规定。术语“和 /或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。应当理解，术语“包括”和/或“包含”特指存在所陈述的特征，但不排除存在或添加一个或多个其它特征。将进一步理解的是，当方法的特定步骤被称为在另一步骤之后时，它可以直接跟在所述其它步骤之后，或者除非另有说明，可以在执行特定步骤之前执行一个或多个中间步骤。同样地，应当理解的是，当描述结构或部件之间的连接时，除非另有说明，该连接可以直接建立或通过中间结构或部件建立。本文所提到的所有公开出版物、专利申请、专利和其它参考文献都通过参考的方式全部纳入本文。在有冲突的情形下，包括定义在内的本申请文件将有决定权。

例如在车辆或其它设备中，该机器是旋转能量的主要来源。该机器通常包括机器轴，该机器轴是接纳来自机器的旋转运动并传递这种旋转运动的机构，例如传递到变速器，也称为该变速器。变速器可以是模块化设计，例如包括具有扭矩传递元件于其中的变速器外壳。变速器的外壳可以是任何合适的形状，例如不限于“盒形”形状。动力系的变速器或其它部件的模块化设计可改善制造成本和/或时间。通常，变速器包括能够改变机器轴和车轮轴承轴之间的转速比和/或旋转方向的扭矩传递元件。扭矩传递元件通常包括机构，该机构包括具有接合表面的相对可旋转的主体，由此可旋转的主体将通过滚动接触向另一旋转主体施加或从另一旋转主体接收旋转运动或旋转动力。术语“扭矩传递元件”可包括用于传递旋转运动的诸如皮带和/或链条之类的其它传动机构。在减速变速器中，扭矩传递元件布置成用来减小机器轴到车轮轴承轴的角速度。结果，相比于在机器轴上，可以增加在车轮轴承轴上的扭矩。变速器还可包括离合器，该离合器可接合/ 脱离扭矩传递元件和/或改变输入轴与输出轴或车轮轴承轴之间的转速比/ 旋转方向。输出轴指的是接纳来自扭矩传递元件的旋转运动并将这种运动传递给负载的机构。负载可以是例如车轮轴承轴的机构，其接收来自扭矩传递元件的旋转运动以进行例如使车辆运动的有用工作。

以下现将参照附图更完整地描述本实用新型，附图中示出了本实用新型的实施例。然而，本实用新型可以许多不同的形式实施，而不应被理解为限制于本文所提出的实施例。相反，提供这些实施例使得本实用新型将是详尽和完整的，且这些实施例将本实用新型的范围完全传递给本领域的普通技术人员。示例性实施例的说明旨在结合附图阅读，附图被认为是整个书面描述的一部分。在附图中，为了清楚起见，可放大系统、组件、层和区域的绝对和相对尺寸。可以参考本实用新型的可能理想化的实施例和中间结构的示意图和/或剖视图来描述实施例。在说明书和附图中，相同的标号始终表示相同的元件。而且，在说明书和附图中，附有撇号(’)的附图标记可以指代由没有所述撇号的相同附图标记表示的类似元件。这些元件通常是可互换或相同结构的对应物，例如第一变速器和第二变速器、机器和/或其例如齿轮、轴承、轴等的组成部件。配对部件不会总是单独讨论，除非另有说明，否则可以实现相同或相似的功能。相对术语及其派生词应被解释为指代如所描述的或如所讨论的附图中所示的取向。这些相对术语是为了便于描述，并且除非另有说明，否则不要求系统以特定方向构造或操作。

图1A和1B示出了动力系K的实施例的示意性侧视图Vs和俯视图Vt。

图2A和2B示出了包括如本文所述的动力系K的车辆C。特别地，车辆C包括如本文所述的变速器T。

动力系K包括两个动力系模块Y、Y’，包括相应的第一旋转机器M和第二旋转机器M’，以及相应的第一变速器T和第二变速器T’。每个旋转机器M、M’包括或接合相应的机器轴S1、S1’。机器轴S1、S1’布置成由相应的旋转机器M、M’旋转地驱动，以用于围绕相应的第一旋转轴线A3和第二旋转轴线A3’对相应的机器轴S1、S1’提供扭矩。变速器T、T’各自包括扭矩传递元件，在该实施例中为齿轮变速器，在这种情况下，该齿轮变速器由齿轮G1、G2、G3、G4或齿轮G1’、G2’、G3’、G4’形成。在另一个实施例中，仅一组成组的齿轮G1、G2可足以提供传动比和/或传动方向。齿轮变速器布置成用于将相应的机器轴S1、S1’的扭矩传递到相应的第一输出轴S2和第二输出轴S2’，其中，齿轮变速器可以容纳在变速器外壳Z、Z’中。第一输出轴S2的输出方向与第二输出轴S2’的输出方向相反，即输出轴S2在相对于输出轴S2’的相对侧伸出动力系K，如俯视图Vt所示。在图 1的俯视图Vt中，输出轴相对于动力系K向外延伸，然而在其它实施例中，输出轴可相对于动力系K向内延伸。在该实施例中，第一变速器T和第二变速器T’布置成使相应的输出轴S2、S2’与一对相对的车轮的车轮轴线A1、 A1’对准。当两个相对的车轮平行时，例如当车辆以直线行驶时，相对车轮的车轮轴线A1、A1’重合。这是图1A和1B所示的情况。在其它情况下，该对相对的车轮的车轮轴线A1、A1’与别的轴不重合，并且可以使用本领域技术人员公知的例如等速接头的接头将输出轴连接到相应的车轮，以允许悬架移动和车辆转向。

例如图2A和2B所示，输出轴S2、S2’因此被布置成用来驱动车辆C 的一对相对的车轮、例如一对前轮Wlf和Wrf或者一对后轮Wlb和Wrb。图2还示出了具有平行车轮并因此具有重合的车轮轴线A1、A1’的车辆。在这里所示的实施例中，重合的车轮轴线A1、A1’与动力系K的中心轴线 A0重合。然而，动力系K可以在车辆内部具有不同的位置，例如更多地位于车辆的前部或更多地位于后部，或者甚至可以提供动力系K来驱动成对的后轮。此外，甚至能够提供动力系K以驱动前轮并且提供第二动力系K (未示出)以驱动后轮。因此，关于动力系K相对于车轮轴线A1、A1’的位置能够有许多变型。

更一般地说，第一输出轴S2和第二输出轴S2’布置在第一输出轴线A2 和第二输出轴线A2’上。在示出了一对平行车轮的图1A和1B所示的实施例中，第一输出轴线A2和第二输出轴线A2’与车轮轴线A1、A1’重合，并与动力系的中心轴线A0重合，使得第一输出轴S2和第二输出轴S2’相对于彼此对齐并且相对于彼此沿相反方向延伸。每个输出轴布置成朝着车轮轴线导向用以驱动车轮，在使用中输出轴使用已知的轴和接头连接到该车轮。

从动力系的侧面沿横向于输出轴线A2、A2’的方向看，第一旋转机器 M布置在第二旋转机器M’的前面。这意味着，第一机器M在使用中布置得比车辆的后侧Dc更靠近车辆C的前侧Df，例如如图2A和2B所示。换句话说，第一旋转轴线A3在使用中相对于车轮轴线A1朝向车辆C的前侧 Df偏置，第二旋转轴线A3’在使用中相对于车轮轴线A1朝向车辆C的后侧Db偏置。第一旋转轴线A3、第二旋转轴线A3’彼此平行并且相对于彼此偏置。第一旋转轴线A3和第二旋转轴线A3’在中心轴线A0的相对两侧上镜像对称地偏置。例如，可以想像通过中心轴线A0的平面，其中通过放置第二旋转轴线A3’将第一旋转轴线A3的镜像放置在所述平面中。这种布置可以替代地描述为使第一旋转轴线A3和第二旋转轴线A3’与中心轴线 A0的距离相等，但是在中心轴线A0的相对两侧，例如，一个朝向车辆的前侧偏置，另一个朝向动力系K的后侧偏置。通过对称构造，可以提供紧凑的设计，并且互换第一速器T和第二变速器T’可以变为可能。

因此，在实施例中，第一变速器T与第二变速器T’可互换。在另一或替代实施例中，第一旋转机器M与第二旋转机器M’可互换。可互换部件是出于实用目的而相同的部件。它们按照确保它们几乎相同的规范制造，使得它们适合相同类型的任一组件。一个这样的部件可以自由地替换另一个，而无需定制配装或修改。这种可互换性允许容易地组装新装置，并且更容易修理或置换现有设备，同时使进行组装或修理的人所需的时间和技能最少化。

在所示实施例中，沿着任何平行轴线A3、A3’或A2、A2’观察，第一旋转轴线A3、第二旋转轴线A3’和输出轴线A2、A2’在动力系K的侧视图 Vs中布置成平行并以三角形方式偏置。这种三角形构造可以提供更紧凑的设计。如在图6A和6B中可以看到的，三角形构造可以在动力系K的任一侧合成不同的三角形。虽然通常使机器轴线A3、A3’朝向车辆的顶侧Dt 偏置，但是如果在机器和车辆下方的地面之间存在足够的间隙，则这些轴线也可以朝向底侧偏置。通常，只要在车辆中有足够的间隙和空间，动力系K可以相对于车辆C倾斜和/或例如围绕轴线A1旋转。通常，一对相对车轮的车轮轴线A1、A1’相对于旋转轴线A3、A3’可布置得更低。然而，在动力系用于其它装置而不是车辆中的实施例中，该布置可以是不同的。在车辆中，旋转机器通常可以是电机。在除车辆之外的设备中，旋转机器可以是电机、或液压机器或气动机器，或任何其它类型的旋转机器。

在一个实施例中，第一旋转机器M沿旋转轴线A3、A3’方向的轴向位置至少部分地与第二旋转机器M’的轴向位置重叠。通过至少部分重叠，可以减小沿着车轮轴线A1测量的动力系K的总宽度。参考图2，通过将第一旋转机器M布置在第二旋转机器M'前面，安装在车辆C中的机器M、M’的宽度B可以小于第一机器M的宽度和第二机器M’的宽度之和，这些宽度沿第一旋转轴线A3或第二旋转轴线A3’的方向测量。理想地，为了提供紧凑的设计，第一和第二旋转机器沿中心轴线A0的轴向方向的位置完全重叠，即在横向于中心轴线A0的方向的方向上观察，第一机器完全地定位在第二机器的前面或后面。

在图1A和1B所示的实施例中，变速器T的齿轮变速器包括多个齿轮 G1、G2、G3、G4，这些齿轮布置成用于将机器轴S1的扭矩从第一机器M 传递到输出轴线A2周围的输出轴。通过向驱动旋转机器轴S1的机器M提供受控动力来启动旋转运动。机器轴S1连接到和/或接合第一齿轮G1。因此，第一齿轮G1在使用中与机器轴S1一起旋转。第一齿轮G1啮合第二齿轮G2，将旋转运动施加到第二齿轮G2。因为在所示实施例中，第二齿轮G2的半径大于第一齿轮G1的半径，所以第二齿轮G2的角速度将低于第一齿轮G1的角速度，而同时更大的驱动力扭矩被提供给第二齿轮G2。第二齿轮G2经由轴连接到第三齿轮G3，第三齿轮G3因此在使用中与第二齿轮G2一起旋转。第三齿轮G3啮合具有小于G3的半径的第四齿轮G4。以这种方式，再次将减小的角速度和增加的扭矩提供给第四齿轮G4。第四齿轮G4连接到或者接合布置在输出轴线A2上的输出轴S2。输出轴S2可包括例如车轮轴承轴或接合所述车轮轴承轴。当安装在车辆中时，输出轴可因此向所述车辆的车轮施加旋转运动和扭矩，以使车辆运动。虽然本实施例示出了使用多个齿轮的齿轮变速器，这些齿轮减小机器轴和输出轴之间的角速度，但是其它齿轮构造也是可能的。代替或除了使用齿轮之外，还可以使用皮带、链条或用于传递旋转运动的其它机构。

虽然图2的实施例的动力系K放置在车辆C的前方以驱动一对前轮 Wrf、Wlf，但替代地或附加地，动力系K可以安装在车辆的后部以驱动一对后轮Wrb、Wlb。

图3示出了形成动力系K的实施例的部件的示意性俯视图Vt，该动力系K包括两个动力系模块Y、Y’，其中，每个动力系模块Y、Y’包括至少一个旋转机器M、M’和至少一个变速器T、T’。图3示出了用于如本文所述的动力系K中的变速器T.变速器T包括齿轮变速器G1、G2、G3、G4，该齿轮变速器布置成将第一旋转机器M的第一机器轴S1的扭矩传递到第一输出轴S2。变速器T还包括变速器外壳Z，该变速器外壳设置成容纳齿轮变速器并定位和对准旋转机器M、M’。

有利地，两个动力系模块Y、Y’是相同的，其可以相对于轴线A0以镜像倒置/成像方向组装，并且其中第一动力系模块Y的旋转机器M可以由第二动力系统模块Y’的变速器外壳接纳和/或接合，反之亦然。可以提供配合结构N1、N2、N1’、N2’用来组装和/或安装和/或固定第一动力系模块Y 和第二动力系模块Y’。第一动力系模块Y的第一配合结构N1和第二配合结构N2可以分别组装到第二动力系模块Y’的第一配合结构N1’和第二配合结构N2’。一个或多个第二配合结构N2、N2’可在变速器外壳Z、Z’中、在其上或作为其一部分布置。这些配合结构可实施为但不限于包括诸如螺纹或磁性元件的可选附加连接元件的孔、销、螺栓、突起、空腔、缘部、肩部或凸缘。配合结构N2、N2’可优选地布置成分别接纳第一配合结构N1、N1’。这些配合结构可在第一动力系模块Y和第二动力系模块Y’的旋转机器M、M’上、在其内，或者作为其一部分布置，其中，配合结构可实施为但不限于销、孔、突起、空腔、缘部或凸缘、肩部或任何其它连接元件，包括诸如螺纹或磁性元件的可选附加连接元件。

有利的是，第一配合结构N1、N1’可实施为在旋转机器M、M’上或作为其一部分的突起状、缘部状或凸缘状突起元件N1b、N1b1’，这些突起元件沿机器轴S1、S1’的轴向方向同心地突出，其中，旋转机器M、M’的每个端部包括在外周缘上的缘部N1a、N1a’。或者，配合结构N1b、N1b1’可包括空腔、环形空腔、突起、孔或销。第一配合结构N1、N1’可由一个或多个第二配合结构N2、N2’接纳和/或接合，其中，配合结构N2、N2’优选地包括同心的突出缘部或者同心环形空腔。因此，第一配合结构N1、N1’原则上包括关于第二配合结构N2、N2’的镜像/负构造的元件。或者，配合结构N2、N2’可包括由具有镜像/负配合结构元件的第一配合结构N1、N1’接纳和/或接合的一个或多个孔、突起或销。

因此，第一旋转机器M和第二旋转机器M’的第一配合结构N1、N1’可以由分别为第一动力系模块Y和第二动力系模块Y’的第一变速器外壳Z 和第二变速器外壳Z’的第二配合结构N2、N2’以动力系模块Y、Y’可以组装和/或拆卸的方式接收和/或接合。

在该实施例中，变速器T包括用于接合相应的机器轴S1的输入侧TA 和用于接合相应的输出轴S2的相对的输出侧TB。在所示实施例中，第二变速器T’具有相同的构造。此外，变速器设有输入TI和输出TO，输入TI 可以接纳旋转机器轴S1，输出TO可以接纳输出轴S2。而且，可以以各种方式布置与机器轴S1和输出轴S2的连接。

在另一实施例中，相应的变速器T在使用中支承输入侧TA处的第一电机M和第二电机M’。通过借助于一个或两个变速器来支承机器，可以实现坚固的构造。应当理解的是，动力系K的紧凑设计与变速器的支承功能相结合可以进一步有助于动力系K的整体结构完整性。

在该实施例中示出的变速器T、T’包括第三配合结构N3、N3’，该第三配合结构布置成用于接纳和/或接合第一旋转机器M和第二旋转机器M’的第四配合结构N4、N4’，以用于承载该机器。第三配合结构N3、N3’可在变速器外壳Z、Z’中成为一体。第三配合结构N3、N3’和第四配合结构N4、 N4’可用于为机器提供可靠的支承并将机器保持在可再现的位置中。变速器 T上的配合结构N3、N3’可以例如包括凸缘，该凸缘布置成在旋转机器M、 M’上用于接合作为配合结构N4、N4’的突起。第三配合结构N3、N3’和第四配合结构N4、N4’构造成将旋转机器M、M’安装到变速器外壳Z、Z’。配合结构的各种实施例是可能的。

在该实施例中示出的第一变速器T和第二变速器T’包括第二配合结构 N2、N2’，该第二配合结构布置成用于接纳和/或接合第一旋转机器M和第二旋转机器M’的第一配合结构N1、N1’。该第二配合结构N2、N2’可以是在变速器外壳Z中或其上成为一体的或者单独的元件。因此，该实施例的第一变速器T和第二变速器T’包括用于接纳和/或接合两个机器M、M’的支承结构。第一变速器T和第二变速器T’优选地布置成在第一和第二旋转机器的输入侧TA、TA’处支承第一旋转机器M和第二旋转机器M’。在变速器T、T’的输出侧TB、TB’处，齿轮变速器的输出轴S2、S2’可以布置成朝向车轮、相对于动力系向外延伸，输出轴在使用时连接到该车轮。尽管在另一个实施例中，输出轴S2、S2’可在输入侧TA、TA’处布置成相对于动力系向内延伸并且朝向其在使用时连接到的车轮导向。

在一个有利的实施例中，机器M、M’夹在两个变速器T、T’之间并由变速器T、T’承载，如例如可以在图1A和1B、图2A和2B或图3中看到，其中，变速器外壳Z、Z’可以构造成容纳变速器齿轮并且构造成保持和对准机器M、M’。例如，在图3的本实施例中，机器M、M’另一侧的第二变速器T’包括与第一变速器T类似的配合结构(例如N2’)，布置成用于从另一侧接纳和/或接合机器M、M’。在一个实施例中，机器M、M’主要由变速器T、T’承载。这可以通过省略其它支承结构来节省成本。而且，可以省略附加的特定组件，进一步降低了复杂性和成本。

图4A和4B示出了动力系K的实施例的示意性俯视图Vt。在这些图中，更加示意性地绘制了齿轮G1-G4和G1’-G4’。在这些图中还示出了支承机器轴S1的前轴承B1、B1’和后轴承B2、B2’中的一些。

在图4A和4B的实施例中，机器轴S1在机器轴S1接合齿轮G1、G2、 G3、G4的一侧上的前轴承B1被布置在容纳所述齿轮的变速器T中，例如被包括在变速器外壳Z内。通过在变速器T、T’内部具有机器轴S1、S1’的前轴承B1、B1’，可以降低对机器M、M’内部的轴承的要求，或者可以省略机器M、M’内部的轴承。这可以提供更加一体式的设计并节省成本。例如，如果前轴承B1磨损，则可以更容易地更换或修理前轴承而无需打开机器M。应当理解的是，特别是在机器轴S1与齿轮啮合的一侧上的前轴承 B1可能经受显著的负载。替代地或附加地，如图4B的实施例中所示，机器轴S1的前轴承B1布置在第一变速器T中，并且所述机器轴S1的后轴承B2布置在第二变速器T’中。这可以进一步改善一体式的设计并节省成本。

在一个实施例中，机器轴S1的前轴承B1和/或后轴承B2由容纳所述轴承的变速器T和/或T’的润滑回路(未示出)润滑。通过提供润滑，可以减少轴承的磨损。应当理解的是，在变速器T中可以更容易地实现这种润滑，例如具有比机器M更好的可接近性。

在另一有利实施例中，润滑回路由前轴承B1和/或后轴承B2以及变速器T的齿轮变速器G1、G2、G3、G4共用。共用润滑回路，可以提供更紧凑的设计和/或节省单独润滑的成本。在一个有利的实施例中，前轴承B1 和齿轮变速器G1、G2、G3、G4共用与它们当容纳在变速器T中时相同的润滑回路。前轴承B1的润滑、特别是润滑回路可提供的主动润滑可能是重要的，因为前轴承B1相比于后轴承B2承受更重的负载。后轴承B2通常可以设有其自有的被动润滑。

在一个实施例中，例如如图4A所示，机器M的外壳H包括穿过轴S1 的开口端盖M1，其中，与机器M相邻的变速器T布置成利用相邻的变速器外壳Z的外壳板T1来闭合端盖M1。通过借助于变速器外壳Z闭合机器 M的端盖，可以节省机器端盖M1的材料成本，同时仍然提供机器M相对环境的封闭。而且，动力系的设计可以更紧凑。此外，当移除变速器T时，机器M的内部可以更容易地接近。在图4A的实施例中，可以看到后轴承 B2容纳在机器M内。

在另一个实施例中，例如如图4B所示，机器M包括在机器M的另一侧上也穿过轴S1的开口端盖M2，其中，在该侧与机器M邻接的第二变速器T’布置成利用相邻的第二变速器外壳Z’的外壳板T2闭合另一个端盖 M2。这可以提供甚至进一步的优点，例如节省材料成本。在图4B的实施例中，可以看到来自第一电机M的旋转轴S1延伸到第二变速器T’，使得旋转轴S1的后轴承B2可以容纳在第二变速器T’中。当在机器M的后侧提供开口端盖时，这可以有利地完成。

图5示出了动力系K的另一个实施例的局部剖视三维示意俯视图Vt。在该实施例中，动力系K是包括两个电机M、M’的电动动力系。如先前所讨论的电动动力系K的一些部件示意性地绘制在动力系K中。特别地，示出了机器轴S1由前轴承B1和后轴承B2支承。前轴承B1位于变速器T中并且可由变速器外壳Z支承。机器轴S1经由齿轮变速器T运动地连接到输出轴S2，并且可以由变速器外壳Z支承。在该图中还示出了可用于向机器 M供应冷却流体的连接F.进一步示出的是电连接E，该电连接布置成向相应的电机M、M’提供电力和/或控制信号。例如，电力可以例如从电池(未示出)供应给机器。

在一个实施例中，变速器外壳Z、Z’由多个模制件制成。这可以改善可制造性。例如，齿轮、轴承和/或润滑回路可以构建在该外壳的第一模制件中，然后通过该外壳的另一模制件闭合。

图6A和6B示出了根据本实用新型的动力系K的另一实施例。除了输出轴S2、S2’的位置之外，该实施例主要对应于图1A和1B所示的实施例。输出轴S2、S2’分别布置在输出轴线A2、A2’上。在该实施例中，输出轴线 A2、A2’平行于中心轴线A0并相对于中心轴线A0偏置。输出轴S2、S2’指向一对相对的车轮的轴线A1、A1’并且布置成借助于例如等速接头的已知的轴和/或接头联接到它们在使用中连接到的车轮。通常，输出轴S2、S2’因此设有至少一个等速接头。而且，在根据图6A和6B的实施例中，输出轴S2、S2’相对于动力系K向内延伸，通常在动力系K的下方或下端部处朝着它们在使用中连接到的车轮延伸。

本公开涉及用于驱动车辆(C)的动力系(K)。动力系(K)包括两个旋转机器(M、M’)和两个变速器(T、T’)。变速器(T、T’)布置成使它们各自的输出轴(S2、S2’)朝着车轮轴线(A1、A1’)对齐，以用于驱动车辆(C)的一对相对的车轮，其中，变速器可包括变速器外壳(Z、Z’)以对准和保持机器M、M’并且形成对于例如来自环境的污垢的屏障。动力系K的第一旋转轴线(A3)、第二旋转轴线(A3)以及中心轴线(A0) 彼此平行并且相对于彼此偏置，并且第一旋转轴线(A3)和第二旋转轴线 (A3')在中心轴线(A0)的相对侧上镜像对称地偏置。以这种方式实现了紧凑且通用的设计。

上述示例性实施例示出了包括作为扭矩传递元件的齿轮的齿轮变速器。当然，扭矩传递元件可以是链传动或皮带传动或其它扭矩传递元件或其组合。

虽然示出了用于旋转的动力系的示例性实施例，但是本领域技术人员可以设想具有本公开的益处的替代方式以实现类似的功能和结果。例如，轴或齿轮可组合或分成一个或多个替代的部件。所讨论和示出的实施例的各种元件提供了诸如提供紧凑设计和模块化设计的某些优点。当然，应当理解的是，上述实施例或过程中的任一个可以与一个或多个其它实施例或过程组合，以在寻找和匹配设计和优点方面提供甚至进一步的改进。例如，结合动力系描述的变速器的技术特征和优点也可以被认为与所描述的动力系分开，例如与不同的设计的动力系结合。应理解，本公开为具有两个或更多个旋转机器的动力系提供了特别的优点，但也可以有益于具有一个机器的动力系，该一个机器由一个或两个变速器承载和/或部分地由变速器的邻接外壳封闭和/或包括位于相邻变速器内部的机器轴轴承。

虽然已经参考本实用新型的特定示例性实施例特别详细地描述了本系统和方法，还应该理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，本领域普通技术人员可以设计出许多修改和替代实施例。以上讨论仅旨在说明本系统和/或方法，而不应被解释为将所附权利要求限制于任何特定实施例或实施例组。因此，说明书和附图以说明性的方式考虑，而不会意图限制所附权利要求的范围。在解释所附的权利要求时，应理解的是，文字“包括”并不排除其它元件的存在或者超出在给定权利要求中列举的那些元件的作用；元件前缀文字“一(a)”或“一(an)”并不排除多个这些元件的存在；权利要求中的任何附图标记并不限制它们的范围；若干“装置”可由相同或不同的项目表示或实施结构或功能；除非有明确指示，所披露的器件或其各部分中的任何一个可组合在一起或分成更进一步的部分。在相互不同的权利要求中陈述某些手段的纯粹事实并不表明不能有利地使用这些手段的组合。特别地，权利要求的所有起效组合被认为被固有地公开。

Claims (26)

1.动力系(K)，用于驱动车辆(C)，所述动力系(K)包括

-第一动力系模块(Y)，所述第一动力系模块包括

o第一旋转机器(M)，所述第一旋转机器包括第一机器轴(S1)，所述第一机器轴布置成由所述第一旋转机器(M)旋转地驱动，用于围绕第一旋转轴线(A3)对所述机器轴(S1)提供扭矩；

o·第一变速器(T)，所述第一变速器包括第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)，所述第一扭矩传递元件布置成将所述第一机器轴(S1)的扭矩传递到第一输出轴(S2)，其中，所述第一输出轴(S2)的输出方向与第二输出轴(S2’)的输出方向相反，其中，所述第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)容纳在第一变速器外壳(Z)中；

-第二动力系模块(Y’)，所述第二动力系模块包括

o·第二旋转机器(M’)，所述第二旋转机器包括第二机器轴(S1’)，所述第二机器轴布置成由所述第二旋转机器(M’)旋转地驱动，以用于围绕第二旋转轴线(A3’)对所述机器轴(S1’)提供扭矩；

o·第二变速器(T’)，所述第二变速器包括第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)，所述第二扭矩传递元件布置成将所述第二机器轴(S1’)的扭矩传递到所述第二输出轴(S2’)，其中，所述第一输出轴(S2)的输出方向与所述第二输出轴(S2’)的输出方向相反，其中，所述第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)容纳在第二变速器外壳(Z’)中；

·其中，所述第一动力系统模块(Y)和第二动力系统模块(Y’)的各自的所述第一输出轴(S2)和所述第二输出轴(S2’)布置在第一输出轴线(A2)和第二输出轴线(A2’)上，以引导所述第一输出轴(S2)和所述第二输出轴(S2’)朝向车轮轴线(A1、A1’)用以驱动所述车辆(C)的一对相对的车轮(W1b、Wrb；Wlf、Wrf)；

·其中，所述第一旋转机器(M)布置在所述第二旋转机器(M’)的前面；

·其中，所述第一旋转轴线(A3)和所述第二旋转轴线(A3’) 彼此平行并且相对于彼此偏置。

2.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一旋转机械(M)沿所述旋转轴线(A3)方向的轴向位置与所述第二旋转机器(M’)的轴向位置至少部分地重叠，用以减小沿所述旋转轴线(A3、A3’)方向测量的所述动力系的总宽度。

3.根据权利要求1或2所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一输出轴线(A2)和所述第二输出轴线(A2’)彼此重合，使得所述第一输出轴(S2)和所述第二输出轴(S2’)彼此对齐。

4.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一输出轴线(A2)和所述第二输出轴线(A2’)彼此平行并且相对于彼此偏置，使得所述第一输出轴(S2)和所述第二输出轴(S2’)相对于彼此偏置。

5.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一输出轴(S2)和所述第二输出轴(S2’)包括用于朝向所述车轮轴线(A1、A1’)的方向的等速接头，以允许悬架移动和车辆转向。

6.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一变速器(T)和所述第二变速器(T’)的变速器(T、T’)包括用于接合相应的所述第一机器轴(S1)或所述第二机器轴(S1’)的输入侧(TA、TA’)和用于接合相应的所述第一输出轴(S2)或所述第二输出轴(S2’)的相对的输出侧(TB、TB’)。

7.根据权利要求6所述的动力系(K)，其特征在于，所述变速器(T、T’)分别在其所述输入侧(TA、TA’)处支承所述第一旋转机器(M)和所述第二旋转机器(M’)。

8.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述变速器(T、T’)包括第三配合结构(N3、N3’)，所述第三配合结构布置成用于接纳和/或接合所述旋转机器(M、M’)的第四配合结构(N4、N4')，以用于承载所述旋转机器(M、M’)。

9.根据权利要求8所述的动力系(K)，其特征在于，所述第三配合结构(N3、N3’)设置在所述变速器外壳(Z、Z’)中。

10.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一变速器外壳(Z)与所述第二变速器外壳(Z’)能互换。

11.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一变速器(T)与所述第二变速器(T’)能互换。

12.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一旋转机器(M)与所述第二旋转机器(M’)能互换。

13.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，沿着所述旋转轴线(A3、A3’)观察，所述第一旋转轴线(A3)、所述第二旋转轴线(A3’)以及所述输出轴线(A2、A2’)布置成平行并以三角形方式偏置。

14.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述机器(M、M’)夹在所述变速器(T、T')之间并由所述变速器(T、T')承载。

15.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一机器轴(S1)和所述第二机器轴(S1’)在所述第一机器轴(S1)和所述第二机器轴(S1’)分别接合所述第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)和所述第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)的一侧上的第一前轴承(B1)和第二前轴承(B1’)被分别布置在分别容纳所述第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)和所述第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)的所述第一变速器外壳(Z)和所述第二变速器外壳(Z’)内部。

16.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一机器轴(S1)和所述第二机器轴(S1’)在所述第一机器轴(S1)和所述第二机器轴(S1’)分别接合所述第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)和所述第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)的一侧的相对侧上的第一后轴承(B2)和第二后轴承(B2’)被分别布置在分别容纳所述第二扭矩传递元件(G1’、G2’、G3’、G4’)和所述第一扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4)的所述第二变速器外壳(Z”)和所述第一变速器外壳(Z)内部。

17.根据权利要求15所述的动力系(K)，其特征在于，所述机器轴(S1、S1’)的所述前轴承(B1、B1’)由容纳所述前轴承(B1、B1’)的所述变速器(T、T’)的润滑回路来润滑。

18.根据权利要求17所述的动力系(K)，其特征在于，所述润滑回路由所述前轴承(B1、B1’)和所述变速器(T、T’)的所述扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4；G1’、G2’、G3’、G4’)共用。

19.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一机器(M)和/或所述第二机器(M’)的外壳(H)包括穿过所述机器轴(S1、S1’)的开口端盖(M1、M2、M1’、M2’)，其中，与所述机器(M、M’)相邻的所述变速器(T、T’)布置成利用相邻的所述变速器(T、T’)的外壳板(T1、T2、T1’、T2’)来闭合所述端盖(M1、M2、M1’、M2’)。

20.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述变速器外壳(Z、Z’)由一个或多个模制件制成。

21.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，在所述机器轴(S1、S1’)和所述输出轴(S2、S2’)之间的所述扭矩传递元件包括一组齿轮(G1、G2、G1’、G2’)。

22.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述旋转机器是电机或液压机器或气动机器之一。

23.根据权利要求1所述的动力系(K)，其特征在于，所述第一动力系模块(Y’)包括第一配合结构(N1)和第二配合结构(N2)，以用于与所述第二动力系模块(Y’)的所述第一配合结构(N1’)和所述第二配合结构(N2’)接合。

24.使用在根据权利要求1至23中任一项所述的动力系(K)中的变速器(T、T’)，所述变速器(T、T’)包括

o扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4；G1’、G2’、G3’、G4’)，所述扭矩传递元件布置成用于将第一旋转机械的第一机器轴(S1、S1’)的扭矩传递到第一输出轴(S2，S2’)，其中，所述扭矩传递元件(G1、G2、G3、G4；G1’、G2’、G3’、G4’)容纳在变速器外壳(Z、Z’)中；

-其中，所述变速器(T、T’)包括用于接合所述第一机器轴(S1、S1’)的输入侧(TA、TA’)和用于接合所述第一输出轴(S2，S2’)的相对的输出侧(TB、TB’)；其中，所述变速器(T、T’)在所述输入侧(TA、TA’)处支承所述第一旋转机器(M、M’)和第二旋转机器(M’、M)。

25.包括根据所述权利要求1-23中任一项所述的动力系(K)和/或根据权利要求24所述的变速器(T)的车辆(C)。

26.包括根据所述权利要求1-23中任一项所述的动力系(K)和/或根据权利要求24所述的变速器(T)的设备。

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