阅读说明：本技术 具有带有双断开式差速器的车辆传动系部件的车辆传动系 (Vehicle drive train having vehicle drive train components with double break differential ) 是由 约瑟夫·S·巴伦德 于 2019-08-21 设计创作，主要内容包括：本公开涉及一种具有带有双断开式差速器的车辆传动系部件的车辆传动系,其中所述车辆传动系部件具有能围绕差速器轴线旋转的差速器输入部、由所述差速器输入部驱动的差速齿轮组、能围绕所述差速器轴线旋转的第一差速器输出部和第二差速器输出部、第一分离式离合器和第二分离式离合器。所述差速齿轮组具有能围绕所述差速器轴线旋转的第一齿轮组输出部和第二齿轮组输出部。所述第一分离式离合器将所述第一差速器输出部选择性地联接到所述第一齿轮组输出部,而所述第二分离式离合器将所述第二差速器输出部选择性地联接到所述第二齿轮组输出部。(The present disclosure relates to a vehicle driveline having a vehicle driveline component with a dual-break differential, wherein the vehicle driveline component has a differential input rotatable about a differential axis, a differential gear set driven by the differential input, first and second differential outputs rotatable about the differential axis, first and second disconnect clutches. The differential gear set has a first gear set output and a second gear set output rotatable about the differential axis. The first disconnect clutch selectively couples the first differential output to the first gear set output, and the second disconnect clutch selectively couples the second differential output to the second gear set output.)

具有带有双断开式差速器的车辆传动系部件的车辆传动系

技术领域

本公开涉及一种具有带有双断开式差速器(dual disconnecting differential)的车辆传动系部件的车辆传动系。

背景技术

具有断开式传动系的车辆在现代车辆中越来越普遍。例如，断开式全轮驱动传动系在额外牵引力被需要的一些情况下提供全轮驱动能力，但是可以断开以允许传动系以两轮驱动模式操作以便提高燃油经济性。断开式全轮驱动传动系通常包括：主车桥，其通常是前桥；副车桥；和动力输出单元，其可以在主车桥与副车桥之间传递动力；第一分离式离合器，其可以选择性地中断动力输出单元与副车桥之间的动力传递；以及一个或多个第二分离式离合器，其可以选择性地中断副车桥与由副车桥驱动的一个或多个车辆车轮之间的动力传递。

某些断开式传动系构造，诸如具有将一个车轮与副车桥中的差速器总成的输出部之一选择性地断开的副车桥的断开式传动系构造，提供未断开的车轮与差速器总成之间的扭矩传递路径，在副车桥以断开模式操作时，这允许差速器总成内的齿轮装置被“反向驱动”。此类构造没有最大化通过副车桥的断开可以获得的燃油经济性。

例如，经由多个离合器或联轴器将两个车轮与副车桥中的差速器总成的输出部断开的其它断开式传动系构造不完全令人满意，这是因为它们需要多个致动器和/或占据太多空间。因此，本领域仍然需要一种具有改进的可断开的副车桥的断开式传动系，其中由副车桥驱动的两个车轮均可以与副车桥的差速器总成断开。

发明内容

本部分提供本公开的总体概述，而不是其全部范围或所有其特征的全面公开。

在一种形式中，本公开提供一种车辆传动系，该车辆传动系具有能围绕差速器轴线旋转的差速器输入部、由所述差速器输入部驱动的差速齿轮组、能围绕所述差速器轴线旋转的第一齿轮组输出部和第二齿轮组输出部、第一分离式离合器和第二分离式离合器。所述差速齿轮组具有能围绕所述差速器轴线旋转的第一齿轮组输出部和第二齿轮组输出部。所述第一分离式离合器将所述第一差速器输出部选择性地联接到所述第一齿轮组输出部，而所述第二分离式离合器将所述第二差速器输出部选择性地联接到所述第二齿轮组输出部。

在另一种形式中，本公开提供一种车辆传动系，该车辆传动系包括壳体、输入小齿轮、齿圈、差速器总成以及致动器。所述输入小齿轮被接纳在所述壳体中并能围绕所述小齿轮轴线旋转。所述齿圈与所述输入小齿轮啮合并能围绕横向于所述小齿轮轴线的差速器轴线旋转。所述差速器总成具有差速器箱、多个差速小齿轮、第一侧齿轮和第二侧齿轮、第一输出构件和第二输出构件、第一分离式离合器和第二分离式离合器。所述差速器箱限定腔并被联接到所述齿圈以随其旋转。所述小齿轮被接纳在所述腔中并被可旋转地联接到所述差速器箱。所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮被接纳在所述腔中并被啮合地接合到所述差速小齿轮。所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮能围绕所述差速器轴线旋转。所述第一输出构件被接纳在所述腔中并被设置在所述差速器箱的第一轴向端与所述第一侧齿轮之间。所述第二输出构件被接纳在所述腔中并被设置在差速器箱的相对的第二轴向端与所述第二侧齿轮之间。所述第一侧齿轮和所述第二侧齿轮被接纳在所述第一输出部与所述第二输出部之间。所述第一离合器具有固定地联接到所述第一侧齿轮的第一爪部、固定地联接到所述第一输出部的第二爪部以及将所述第二爪部沿着所述差速器轴线偏置远离所述第一爪部的第一偏置弹簧。所述第二离合器具有不可旋转地但轴向可滑动地联接到所述第二侧齿轮的第三爪部、固定地联接到所述第二输出部的第四爪部以及将所述第三爪部沿着所述差速器轴线偏置远离所述第四爪部的第二偏置弹簧。所述致动器具有电磁体、柱塞(plunger)、多个第一销和多个第二销。所述电磁体被可旋转地设置在所述差速器箱的外表面上。所述柱塞被接纳在所述差速器箱的所述外表面上并沿着所述差速器轴线轴向设置在所述差速器箱的所述第一轴向端与所述电磁体之间。所述第一销延伸穿过所述差速器箱的所述第一端并被设置在所述柱塞与所述第二爪部之间的第一载荷传递路径中。所述第二销在所述第一销径向外侧延伸穿过所述差速器箱的所述第一端。所述第二销被设置在所述柱塞与所述第三爪部之间的第二载荷传递路径中。所述电磁体使所述柱塞沿着所述差速器轴线朝向所述差速器箱的所述第一轴向端移动的操作引起所述第一销和所述第二销的相应移动，从而将所述第二爪部接合到所述第一爪部并将所述第三爪部接合到所述第四爪部。

进一步的适用领域由在此提供的描述将变得显而易见。本概述中的描述和具体示例仅用于例示的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于所选实施例而不是所有可能实施方式的例示目的，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车辆传动系部件的部分剖开透视图；

图2是图1的车辆传动系部件的一部分的纵剖视图，该视图更详细示出断开式差速器总成，第一分离式离合器和第二分离式离合器以脱离接合的状态示出；

图3是断开式差速器总成的分解透视图；

图4是断开式差速器总成的一部分的分解透视图，该视图更详细示出第一分离式离合器；

图5是断开式差速器总成的一部分的侧视图，该视图更详细示出第二分离式离合器的爪环(dog ring)；

图6是沿着图5的线6-6截取的剖视图；

图7是断开式差速器总成的一部分的侧视图，该视图示出第二分离式离合器的爪构件(dog member)和差速齿轮组的齿轮组输出部；

图8是沿着图7的线8-8截取的剖视图；

图9是断开式差速器总成的一部分的透视图，该视图示出第二分离式离合器的可旋转地联接到差速器输出部的部分；

图10是差速器输出部和图9中描绘的第二分离式离合器的一部分的侧视图；

图11是与图2的剖视图类似的剖视图，但是描绘处于接合状态的第一分离式离合器和第二分离式离合器；

图12是示例性全轮驱动传动系的示意图，其中根据本公开的教导构造的车辆传动系部件是后桥总成；以及

图13是示例性四轮驱动传动系的示意图，其中根据本公开的教导构造的车辆传动系部件是前桥总成。

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

参见图1，根据本公开的教导构造的示例性车辆传动系部件总体上由附图标记10表示。在提供的特定示例中，车辆传动系部件10是车桥总成，但是应理解，车辆传动系部件可以被不同地构造。例如，车辆传动系部件10可以包括分动箱、动力输出单元或中央差速器。

车辆传动系部件10可以包括壳体12、输入小齿轮14、齿圈16、(断开式)差速器总成18、第一输出轴20和第二输出轴22以及致动器24(图2)。壳体12限定在其中接纳输入小齿轮14、齿圈16和第二差速器总成18的腔28。输入小齿轮14由壳体12支撑以围绕小齿轮轴线30旋转。齿圈16与输入小齿轮14啮合，并能围绕横向于小齿轮轴线30的差速器轴线32旋转。车辆传动系部件10能以连接模式和断开模式操作，在连接模式中，从传动轴36接收的旋转动力被传递通过差速器总成18以驱动一对驱动轮(未示出)，在断开模式中，驱动轮与差速器总成18的相应输出部可旋转地分离。

参见图2和图3，差速器总成18可以包括差速器输入部40、差速齿轮组42、第一差速器输出部44和第二差速器输出部46、第一分离式离合器48和第二分离式离合器50。差速器输入部40被联接到齿圈16以围绕差速器轴线32旋转，并且被配置为将旋转动力输入到差速齿轮组42中。

参见图2和图3，差速器输入部40可以根据特定构造的差速齿轮组42被不同地构造。例如，如果差速齿轮组42具有正齿行星齿轮构造，则差速器输入部40可以是形成到齿圈16中或联接到齿圈16的内齿轮(未示出)。在提供的示例中，差速器输入部40是限定内部箱腔56的差速器箱54。差速器箱54被示出为具有两件式构造，该两件式构造具有箱构件60和固定地联接到箱构件60的盖62。这种方式的构造可有利于将差速齿轮组42与第一分离式离合器48和第二分离式离合器50组装到箱腔56中，但是应理解，差速器箱54可以被不同地构造。

差速齿轮组42分别具有能围绕差速器轴线32旋转的第一齿轮组输出部70和第二齿轮组输出部72。差速齿轮组42可以具有任何期望的构造，诸如正齿行星构造(未示出)，在正齿行星构造中，第一齿轮组输出部70和第二齿轮组输出部72可以是太阳齿轮和行星架，或者可以是一对太阳齿轮；采用螺旋小齿轮和侧齿轮(未示出)的构造，在该构造中，第一齿轮组输出部70和第二齿轮组输出部72是侧齿轮；或者所示的构造，在该构造中，差速齿轮组42包括分别具有直齿锥齿轮齿的差速小齿轮76以及第一侧齿轮78和第二侧齿轮80。差速小齿轮76被联接到差速器箱54以围绕各自的小齿轮轴线旋转，并且该差速小齿轮76与第一侧齿轮78和第二侧齿轮80啮合地接合。在示出的示例中，采用数量为两个的差速小齿轮76，差速小齿轮76被可旋转地安装在插销82上，该插销82被固定地联接到差速器箱54以便于垂直于差速器轴线32。此外，在提供的示例中，第一侧齿轮78是第一齿轮组输出部70，而第二侧齿轮80是第二齿轮组输出部72。

第一差速器输出部44和第二差速器输出部46可以是具有内花键孔86的套筒状结构，第一输出轴20和第二输出轴22中的相关联的一个上的外花键区段88可以被接纳在内花键孔86中，从而将第一差速器输出部44不可旋转地联接到第一输出轴20并将第二差速器输出部46不可旋转地联接到第二输出轴22。第一输出轴20的相对端和第二输出轴22的相对端可以被驱动地联接到驱动轮中的相应的驱动轮。

第一分离式离合器48和第二分离式离合器50可以是任何类型的离合器，其可以被接纳在箱腔56中以分别将第一齿轮组输出部70和第二齿轮组输出部72选择性地联接到第一差速器输出部44和第二差速器输出部46。在提供的特定示例中，第一分离式离合器48和第二分离式离合器50中的每个是爪式离合器。

参见图4，第一分离式离合器48可以包括第一爪部90、第二爪部92和第一复位弹簧94。第一爪部90可以被固定地联接到第一齿轮组输出部70，并且可以包括多个第一接合特征部96(诸如端面齿)，该多个第一接合特征部96可以从第一齿轮组输出部70朝向第二爪部92轴向突出。第二爪部92可以被固定地联接到第一差速器输出部44，并且可以包括多个第二接合特征部98，该多个第二接合特征部98被构造用以配合地接合第一爪部90上的第一接合特征部96。在提供的示例中，第二爪部92是环形凸缘，其从第一差速器输出部44径向向外突出，并且第二接合特征部98包括环形凸缘中的孔。如果需要，第一接合特征部96可以以预定量的倒锥(例如，每侧1.5度)形成，和/或第二接合特征部98可以以相应量的正锥(例如，每侧1.5度)形成，以允许第一接合特征部96和第二接合特征部98更容易彼此接合。第一复位弹簧94可以被设置在第一爪部90与第二爪部92之间，并且可以将第二爪部92(和第一差速器输出部44)沿着差速器轴线32在朝向差速器箱54(图2)的第一轴向端102(图2)的内表面100(图2)的方向上偏置。

返回图3，第二分离式离合器50可以包括第三爪部110、第四爪部112和第二复位弹簧114。第三爪部110可以包括爪环120和爪构件122。

参见图2、图5和图6，爪环120可以具有环形主体126和多个爪齿128，该多个爪齿128被设置为围绕环形主体126的周边，并从环形主体126径向向内延伸。爪环120可以被接纳在形成于差速器箱54中的沉孔130中，并且能够沿着差速器轴线32相对于差速器箱54平移。

参见图7和图8，爪构件122可以包括第一齿136，该第一齿136被形成为围绕第二齿轮组输出部72的周边。此外，参见图2和图5，爪环120的爪齿128可以啮合到爪构件122的第一齿136，并且能够在第一齿136上滑动。这样，爪环120和爪构件122彼此联接以围绕差速器轴线32共同旋转。

参见图2、图9和图10，第四爪部112可以被固定地联接到第二差速器输出部46，并且可以包括多个第二齿140，该多个第二齿140被构造用以配合地接合爪环120上的爪齿128(图5)。在提供的示例中，第四爪部112是从第二差速器输出部46径向向外突出的环形凸缘142，并且第二齿140从环形凸缘142径向向外突出。如果需要，爪齿128(图5)和第二齿140可以以预定量的倒锥(例如，每侧1.5度)形成以允许爪齿128(图5)和第二齿140更容易彼此接合。

如图2中示出的，第二复位弹簧114可以被设置在爪环120与差速器箱54的第二轴向端150之间。在提供的示例中，第二复位弹簧114是波形弹簧，其被接纳在形成于差速器箱54中的环形槽152中。第二复位弹簧114可以将爪环120偏置远离第二差速器输出部46。

致动器24被构造用以同时控制第一分离式离合器48和第二分离式离合器50的操作，并且可以包括线性马达160，一组第一推力元件162和一组第二推力元件164。线性马达160具有马达输出部170，该马达输出部170被构造用以移动一组第一推力元件162和一组第二推力元件164。在提供的示例中，线性马达160是具有电磁体180、电枢182和柱塞184的常规螺线管，但是应理解，其它类型的线性马达包括液压缸或气压缸，并且此外，螺线管可具有双稳态构造，该双稳态构造允许螺线管维持在期望状态(即，伸长或缩回)而不需要恒定电力。螺线管可以被接纳在靠近差速器箱54的第一轴向端102的外周向延伸表面190上。衬套192可以被设置在电磁体180与差速器箱54之间以允许在螺线管与差速器箱54之间的相对旋转。外卡环196可以被接纳在形成于差速器箱54中的槽198中，并且可以限制螺线管沿着差速器轴线32在远离差速器箱54的第一轴向端102的方向上的移动。电枢182可以被联接到差速器箱54的第一轴向端102(例如，与该第一轴向端102整体地且一体地形成)。在提供的示例中固定地联接到电磁体180的柱塞184是提供的示例中的线性马达160的马达输出部170。柱塞184可以沿着差速器轴线32设置在差速器箱54的第一轴向端102与电磁体180之间。应理解，电磁体180的操作将引起电磁体180和柱塞184沿着差速器轴线32的相应平移。然而，应理解，螺线管可以被构造为使得电枢182与差速器箱54分离地形成，并且柱塞184和电枢182彼此联接以沿着差速器轴线32相对于电磁体180移动。

参见图2和图3，一组第一推力元件162可以被设置在马达输出部170(即，提供的示例中的柱塞184)与第二爪部92之间，而一组第二推力元件164可以被设置在马达输出部170与爪环120之间。一组第一推力元件162可以包括接纳穿过差速器箱54的第一轴向端102的多个第一销。第一销被设置在柱塞184与第二爪部92之间的第一载荷传递路径中。一组第二推力元件164可以包括多个第二销，该第二销在第一销径向外侧被接纳穿过差速器箱54的第一轴向端102。第二销被设置在柱塞184与爪环120之间的第二载荷传递路径中。

在车辆传动系部件10操作中，第一复位弹簧94偏置第二爪部92与第一爪部90脱离接合(如图2中示出的)，并且第二复位弹簧114偏置爪环120与第四爪部112脱离接合(如图2中示出的)，从而将第一离合器输出部44和第二离合器输出部46与第一齿轮组输出部70和第二齿轮组输出部72分离。在此状态下，两个驱动轮与差速齿轮组42旋转地分离，由此差速齿轮组42的部件(即，第一侧齿轮78和第二侧齿轮80与差速小齿轮76)均不被驱动轮反向驱动，从而可以提供改善的燃油经济性。应理解，由第一复位弹簧94和第二复位弹簧114施加的力驱使第一推力元件162和第二推力元件164沿着差速器轴线32远离第一爪部90，从而电磁体180邻接外卡环196。

参见图3和图11，电能可以被提供给电磁体180以使电磁体180(和柱塞184)沿着差速器轴线32朝向差速器箱54的第一轴向端102行进。柱塞184以此方式移动引起第一推力元件162和第二推力元件164的相应移动，第一推力元件162和第二推力元件164的相应移动分别将第二爪部92和爪环120驱动至与第一爪部90和第四爪部112接合，如图11中示出的。第一爪部90和第二爪部92的彼此接合提供第一齿轮组输出部70(即，提供的示例中的第一侧齿轮78)与第一差速器输出部44之间的动力路径，旋转动力可以通过该动力路径传递。类似地，爪环120与第四爪部112的接合提供第二齿轮组输出部72(即，提供的示例中的第二侧齿轮80)与第二差速器输出部46之间的动力路径，旋转动力可以通过该动力路径传递。

相应地，提供一种用于断开式全轮驱动传动系的车辆传动系部件，其具有构造为将两个驱动轮与差速齿轮组断开的相对紧凑且便宜的差速器总成。

参见图12，车辆传动系部件10被示出为全轮驱动传动系AWDD中的后桥总成。在此示例中，具有内燃发动机ICE和变速器T的动力系PT向全时驱动的前桥总成FAA提供旋转动力。动力输出单元PTU被用于经由后传动轴RP向后桥总成选择性地传递旋转动力。

参见图13，车辆传动系部件10被示出为四轮驱动传动系4WDD中的前桥总成。在此示例中，具有内燃发动机ICE和变速器T的动力系PT向分动箱TC提供旋转动力。分动箱TC经由后传动轴RP向后桥总成RAA提供旋转动力以全时驱动后桥总成RAA。分动箱TC还经由前传动轴FP联接前桥总成。分动箱TC包括允许向前桥总成选择性传递旋转动力的离合器(未具体示出)。

实施例的前述描述已经被提供用于例示和说明的目的。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的单独的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在所选实施例中使用，即使未具体示出或描述。其也可以以许多方式变化。这种变化不应被视为脱离本公开，并且所有这种修改都旨在被包括在本公开的范围内。