用于水陆两用车的动力系的制作方法

本发明涉及尤其适合用在能够在陆上和水上行驶的水陆两用车(amphibian)中的动力系(powertrain)。更具体地，所述动力系适合用在具有至少一个可缩回的轮和/履带驱动的高速水陆两用车中，并且该高速水陆两用车能够在水上滑行并且能够在陆上(在道路上或越野，以两轮或四轮驱动方式)高速行驶。本发明还涉及具有这样的动力系的水陆两用车。

用于水陆两用车中的动力系是本领域中已知的。它们通常落入两类之一。第一类包括用于具有有限且缓慢的水上性能的仅排水的水陆两用车(displacementonlyamphibians)中的动力系。它们通常是被改型以向水用推进装置(marinepropulsiondevice)提供驱动的汽车用动力系。第二类是用于滑行水陆两用车(planingamphibians)中的动力系，该水陆两用车受到有限的陆上性能的困扰。它们通常是被改型以向轮提供驱动的水用动力系。

然而，近期，申请人已经开发了用于具有至少一个可缩回的轮并且能够在水上滑行的新类别的高速水陆两用车中的动力系。此外，当该水陆两用车在陆上(在道路上或越野，以两轮或四轮驱动方式)操作时，这些高速水陆两用车提供良好的道路操纵性。

然而，仍然需要通过提供用于将驱动和动力输送到水用推进装置(例如，一个或多个喷射驱动、推进器等)以供水陆两用车在水上使用以及输送到陆用推进装置(例如，一个或多个轮、履带驱动等)以供水陆两用车在陆上使用的替代配置以及动力系的改进的封装，以改进这些现有技术的动力系。对缩回轮和/或轮悬架组件或履带驱动的需要在封装、重量分布方面以及在如何能够实现所得到的动力传输路径方面存在重大问题。

据此，在第一方面，本发明提供了一种用于能够在陆用模式和水用模式下操作的水陆两用车的动力系，所述动力系包括：

一个原动机(primemover)；

第一陆用推进装置；

第一水用推进装置；以及

一个变速传动装置，其中：

所述原动机被布置成在陆用模式下通过/经由所述变速传动装置驱动所述第一陆用推进装置；以及

所述原动机或所述原动机的至少一部分位于所述变速传动装置和所述水陆两用车的最后面部分之间，其中所述变速传动装置有间隔地位于所述原动机之前、在所述原动机的前面。

因此，所述原动机和变速传动装置沿水所述陆两用车的长度彼此间隔开，其中所述变速传动装置被布置在所述原动机的前面(之前)。这使得对于某些配置能够优化封装和重量分布，还仍使得能够当在水用模式(其中缩回陆用推进装置)或陆用模式(其中伸展陆用推进装置)下操作时将驱动和动力从所述原动机输送到所述水用推进装置和陆用推进装置。

在第二方面，本发明提供一种包括如本文所阐述的动力系的水陆两用车。

现在将仅以实施例方式参考附图描述本发明的优选实施方案，其中：

图1是从根据本发明的一个优选实施方案的动力系上方的示意性平面视图；

图2是从位于水陆两用车的船身中的图1的动力系上方的示意性平面视图，其中为了清楚起见省略了某些部件(例如，轮)；

图3是图1和图2的动力系的示意性侧正视图。

现在参考图1至图3，可以看到动力系10包括：

原动机、发动机12；

原动机输出驱动轴13；

可变变速传动装置14；

可变变速传动装置输出驱动轴15；

分动箱(transfercase)16；

两个陆用推进驱动轴，前陆用推进驱动轴26和由第一轴部分28和第二轴部分30形成的后陆用推进驱动轴32；

两个差速器，前差速器34和后差速器36；

四个半(轮轴)轴，左舷前半轴38和右舷前半轴40以及左舷后半轴42和右舷后半轴44；

四个轮，左舷前轮46和右舷前轮48以及左舷后轮50和右舷后轮52；

动力输出装置(powertake-off)50；

两个水用推进驱动轴(marinepropulsiondriveshaft)，左舷水喷射驱动轴22和右舷水喷射驱动轴24；以及

两个水用推进单元，左舷水喷射驱动18和右舷水喷射驱动20。

原动机12生成驱动和动力并且经由原动机输出驱动轴13传输此驱动和动力。原动机12可以是任何合适的类型。在此具体实施方案中，原动机12是压缩点火内燃机。驱动轴13将驱动和动力从原动机12尤其引到可变变速传动装置14，其中驱动轴13充当可变变速传动装置14的输入驱动轴。驱动轴13可以可选地包括经由联轴器62联接在一起的驱动轴部分(如图1至图3中所示)——考虑到所述驱动轴部分之间的相对铰接(例如，通过万向接头或其他相似的接头)，以在封装和操作方面提供灵活性。可变变速传动装置14可以包括一个手动的、逐级换挡的(sequentialshift)、半自动的或自动的变速箱或无级变速传动装置(cvt)，或任何合适的可变变速传动装置。可变变速传动装置输出驱动轴15将驱动和动力(经历任何变速功能)从可变变速传动装置14引导到分动箱16，其中驱动轴15充当分动箱16的输入驱动轴。分动箱16被示出在可变变速传动装置14的前面(front)(之前(ahead))并且被安装至可变变速传动装置14，而且可以与可变变速传动装置14的前面间隔开。原动机12和可变变速传动装置14被布置成彼此间隔开。在此具体实施方案中，它们被纵向地布置在水陆两用车中，大体上与水陆两用车的船身100的纵向轴线x-x对齐(参见图2)，但是不一定在中心线上，其中可变变速传动装置14被安装在原动机12的前方(forward)(之前)。通过使用驱动轴13，而不是将可变变速传动装置14直接安装到原动机12，可以根据水陆两用车的要求，例如为了适应水陆两用车的特定的封装要求和/或为了优化它的平衡，来选择(增大或减小)可变变速传动装置14和原动机12之间的距离。在这样的情况下，为了适应可以相应地选择驱动轴的对应长度。如在此具体实施方案中示出的，原动机12的至少一部分被布置在后差速器36的后面(rearward)(之后(aft))。更优选地，原动机12被布置在后差速器36的后面(之后)。另外，或替代地，可变变速传动装置14的至少一部分被布置在后差速器36的前方(之前)。更优选地，可变变速传动装置14被布置在后差速器36的前方(之前)。

分动箱16将驱动从驱动轴15传递到前陆用推进驱动轴26和后陆用推进驱动轴32(驱动轴32由联接在一起的驱动轴部分28和驱动轴部分30形成)。驱动轴15和驱动轴26、32之间的驱动的比率(ratio)是1：1，但是可以是被选择为适应特定布置或操作条件的另一个比率(或可变比率)。

前陆用推进驱动轴26将驱动和动力在水陆两用车中从分动箱16向前(往前)引导到前差速器34。进而，前差速器34将驱动提供到左舷前半轴38和右舷前半轴40，并且继续提供到相应的左舷前轮46和右舷前轮48。如所示出的，前差速器34与船身100的中心纵向轴线x-x大致上对齐，以允许陆用推进伸展/缩回组件的最佳封装，优化了缩回上的铰接。然而，前差速器34可以被布置为与船身100的中心纵向轴线x-x侧向地间隔开，以提供灵活性。

后陆用推进驱动轴32(驱动轴32由联接在一起的驱动轴部分28和驱动轴部分30形成)在水陆两用车中从分动箱16向后(往后)延伸到后差速器36，以将驱动传输到后差速器36。进而，后差速器36将驱动提供到左舷后半轴42和右舷后半轴44，并且继续提供到相应的左舷后轮50和右舷后轮52。第一驱动轴部分28和第二驱动轴部分30经由联轴器60联接在一起——考虑到第一驱动轴部分28和第二驱动轴部分30之间的相对铰接(例如，通过万向接头、虎克接头、cv接头或其他相似的接头)，并且一起在分动箱16和后差速器34之间延伸，被布置在可变变速传动装置14附近。如所示出的，第一驱动轴部分28与船身100的中心纵向轴线x-x侧向地间隔开，其中第二驱动轴部分30被布置成与船身100的中心纵向轴线x-x成一角度地朝向船身100的中心纵向轴线x-x，以允许第二驱动轴部分30与后差速器36连接并且驱动后差速器36。联轴器60连接驱动轴部分28、30的角度是基于水陆两用车的封装要求选择的。在一个替代布置中，第一驱动轴部分28可以间隔在可变变速传动装置14的上方或下方，以提供灵活性。与前差速器34一样，后差速器36与船身100的中心纵向轴线x-x大致上对齐，以允许陆用推进伸展/缩回组件的最佳封装，优化缩回上的铰接。然而，后差速器36可以被布置为与船身100的中心纵向轴线x-x侧向地间隔开，以提供灵活性。第二驱动轴部分30可以可选地包括经由联轴器62联接在一起的驱动轴部分(如图1至图3中所示)——考虑到所述驱动轴部分之间的相对铰接(例如，通过万向接头或其他相似的接头)，以在封装和操作方面提供灵活性。

前差速器34和后差速器36以常规汽车的方式经由半(轮轴)轴38、40、42、44将驱动传输至水陆两用车的相应的前轮46、48和后轮50、52。可以视情况而使用恒速(cv)接头。

为使得能够选择性地分离从原动机12到前轮46、48和后轮50、52的驱动，例如当车辆在水用模式下时，可变变速传动装置可以被置于空档中。替代地，为了增加灵活性，后分离器(未示出)可以被设置在后陆用推进驱动轴32和后差速器36之间，以使得能够选择性地分离从原动机12到后差速器36的驱动，例如当车辆在水用模式下时。类似地，前分离器(未示出)可以被设置在前陆用推进驱动轴26和前差速器34之间，以使得能够以与上文对于后差速器所描述的方式类似的方式选择性地分离从原动机12到前差速器34的驱动。

分离器还可以被设置在多种部件中的任何一个/一些/全部之间的驱动线路中，例如在轮46、48、50、52与它的相关联的驱动半轴38、40、42、44之间，和/或在驱动半轴38、40、42、44中的任何一个/一些/全部与相应的前差速器34和/或后差速器36之间，以使得能够随意选择性地耦合和分离从原动机12到轮46、48、50、52的驱动。然而，所有这样的分离器不是必要的并且可以被省略，或所选择的一些可以被省略。当存在时，可以采用任何合适的分离器以及相关联的致动/控制系统。必要时可以设置恒速接头，以为动力系10中的部件之间的角度差提供容差。此外，可以有益地在轮缩回中采用恒速接头，以供水陆两用车在水上以高速滑行模式使用和/或以供转向。

动力输出装置50位于原动机12的前方(之前)的位置处，并且被安装到原动机12的前面。替代地，动力输出装置50可以有间隔地位于原动机12的前方(之前)的位置处，或被安装到原动机12的后面，或有间隔地位于原动机12的后面(之后)的位置处。动力输出装置50将驱动和动力从输出驱动轴13(或，替代地，与驱动轴13配合的另一驱动轴)经由左舷带23传递到左舷水喷射驱动轴22，经由右舷带25传递到右舷水喷射驱动轴24。动力输出装置50以1.5：1(输入：输出)的比率传递驱动和动力，并且可以是任何合适的类型，例如带驱动、链驱动或齿轮驱动。替代地，该比率可以是被选择为适应特定布置或操作条件的另一个比率(或可变比率)。左舷水喷射驱动轴22和右舷水喷射驱动轴24被布置成与船身100的中心纵向轴线x-x大致上平行，并且从船身100的中心纵向轴线x-x侧向地偏置。如所示出的，这些驱动轴22、24被侧向地偏置，但是被布置在原动机12最低点的下方(或在原动机12正下方)。替代地，它们可以被侧向地偏置到它们被布置成邻近原动机12的至少一部分的程度，使得原动机的至少一部分能够在水陆两用车中较低地布置，事实上在船身100中比这些驱动轴22、24更低。此灵活性使得原动机在水陆两用车中较低地定位，并且可以降低水陆两用车的重心并且调整定倾中心高度。

左舷喷射驱动轴22和右舷喷射驱动轴24向动力输出装置50的后面(往后)延伸，以分别驱动左舷喷射驱动18和右舷喷射驱动20的叶轮。

在使用中，根据本发明的动力系10是极其灵活和通用的。它能够以众多不同方式被操作，这些方式是由该水陆两用车的控制系统和/或由或用来自驱动器的输入选择的。在陆用模式(包括进入水中和从水中出来)中，该水陆两用车可以以单轮、两轮、三轮或四轮驱动方式被驱动，并且通过选择的个体轮的多种组合来提供驱动。喷射驱动18、20也在陆用模式中被驱动。在水用模式中，喷射驱动18、20提供水用推进，同时通过将可变变速传动装置置于空档中和/或分离分离器来防止驱动轮。仅以实施例的方式，下表指示了在图1中示出的特定配置中可用的一些模式/选项：

当然，可提供具有其他配置的更多模式/选项。因此，从上文容易理解根据本发明的动力系10的灵活性和通用性。

尽管原动机12和可变变速传动装置14被示出为与水陆两用车的船身100的纵向轴线大致上成一直线，但是替代配置同样是可能的。例如，通过其他部件的合适布置，可以横向地布置原动机12。

图2示出了水陆两用车的优选的船身100，根据本发明的动力系(且特别地在图1和图3中例示的)位于其中。

如在申请人的专利和公布的专利申请中描述的，可缩回的轮(和/或履带驱动)和悬架组件(未示出)特别适合与本发明的动力系10一起使用。

在图中示出的优选实施方案中，指示性地示出的水用推进单元是水喷射驱动18、20，但是可以采用螺旋推进器或任何其他适合的水用推进装置、系统或组合。

另外，在图中示出了并且上文描述了两个水用推进单元，但是替代地，可以采用仅一个水用推进单元。

在驱动轴13和30中设置万向接头和其他合适的接头62、64(例如虎克接头，或cv接头)，以在封装方面提供附加的灵活性。接头62、64连接相应的轴部分的角度以及为相应的轴部分选择的长度是基于特定的水陆两用车的封装要求。

虽然已经描述了分离器，但是动力系中的部件可以被设置有或提供有可以视情况使用的一体分离器、切断器或锁(例如，差速锁(diff-lock))。此外，驱动轴可以是单个实体或由较短的驱动轴和/或短轴(stubshaft)的组合形成。

虽然通篇将轮描述为陆用推进装置，但履带驱动或个体履带驱动(即，替代单个轮)可以被用作替代物或与轮组合。

尽管已经将分动箱和动力输出装置描述为具有带，但是它们可以是任何合适的类型，例如，带驱动、链驱动或齿轮驱动。

此外，所描述的用于原动机12的压缩点火内燃机可以代替地包括火花点火内燃发动机、或电动发动机、液压发动机、或混合发动机。事实上，可以采用任何这样的/替代的原动机中的不止一个。可以结合隐身模式(stealthmode)，其中原动机限制噪声和散热。例如，原动机可以结合电动发电机(motorgenerator)，该电动发电机用作交流发电机以为电池充电，然后该充电被用来在隐身模式下在时间周期内为车辆提供动力。

此说明文献(包含所附权利要求和附图)中公开的每个特征可被替换成起到相同、等同或类似目的的替代特征，除非另有明确陈述。因此，除非另有明确陈述，所公开的每个特征仅为一系列通用等同或类似特征的一个实施例。此外，本说明文献(包含所附权利要求、摘要和附图)中所公开的所有特征，和/或方法或过程的所有步骤，可以以任何组合方式来组合，除了这样的特征和/或步骤中的至少一些相互排斥的组合以外。因此，虽然上文已经描述了本发明的不同实施方案，但所描述、所例示、和/或在附随权利要求中要求保护的任何一个或更多个或全部特征都可以单独地或以多种组合被用在任何实施方案中。这样，任何一个或多个特征可以被移除、被取代和/或被添加至任何所描述、所例示和/或所要求保护的任何特征组合。为了避免产生疑惑，任何实施方案的任何一个或多个特征都可以与来自任何实施方案的任何其他特征组合和/或单独地用在一个不同的实施方案中。

虽然已经参考目前认为最切合实际且优选的实施方案描述了本发明，但应理解，本发明不限于所公开的布置，而是意在覆盖随附权利要求的范围内包含的多种改型和等同构造。