本公开总体上涉及机动车辆设备领域，并且更具体地，涉及在车辆正面碰撞期间后轮驱动单元分离系统和相关方法，该系统和方法(1)当后轮驱动单元撞击后副车架时，大体上减小冲量能量和(2)然后使后轮驱动单元朝向地面向下转动远离燃料箱和机动车辆后部的其他结构并且朝向地面向下引导后轮驱动单元远离燃料箱和机动车辆后部的其他结构。
背景技术：
在正面碰撞的情况下，与前轮驱动的机动车辆相比，全轮驱动机动车辆具有较高的减速脉冲。这是由于机动车辆的动力输出单元和传动系提供将正面碰撞力传递到后轮驱动单元(rdu)的直接载荷路径。
本文件涉及一种新的和改进的rdu分离系统和方法，其在rdu撞击后副车架尤其是后副车架的后横梁时，大大减小冲量能量。
此外，rdu分离系统和相关方法向rdu提供及时的转矩，同时在rdu被正面碰撞的作用力向后移位时朝向地面向下引导rdu并且引导rdu远离燃料箱和机动车辆的其他结构。
技术实现要素：
根据本文所述的目的和优点，为机动车辆提供rdu分离系统。该rdu分离系统包括前rdu安装支架、后rdu安装支架和后横梁。前rdu安装支架具有允许rdu响应于通过机动车辆的传动系传递到rdu的碰撞力而向后移位的设计的屈服部(engineeredyield)。后横梁包括朝向rdu定向的倾斜面。至少一个衬套将后rdu安装支架连接到后横梁上。
倾斜面可以具有定向为在下端的车辆前方的上端，使得rdu沿向下的方向倾斜。倾斜面的上端可以包括向rdu突出的初始接触点。该初始接触点可以位于沿着传动系延伸并且延伸通过rdu朝着后副车架的后横梁的施加作用力线的中心上方，由此初始接触点当rdu移动到后横梁中时引入使rdu向下转动的力矩。
前安装支架可以包括传动系开口，并且设计的屈服部可以包括在传动系开口的第一侧上的前安装支架中的第一计划的断裂线(designedfractureline)，和在传动系开口的第二侧上的前安装支架中的第二计划的断裂线。
在第二可能的实施例中，前安装支架可以包括传动系开口，并且设计的屈服部可以包括在传动系开口的第一侧上的前安装支架中的第一计划的变形区，以及在传动系开口的第二侧上的前安装支架中的第二计划的变形区。
在该第二可能的实施例中，前安装支架可以包括(a)在传动系开口的第一侧上的第一滑动rdu安装点和在传动系开口的第一侧上在第一滑动rdu安装点和传动系开口之间的第一固定rdu安装点，以及(b)在传动系开口的第二侧上的第二rdu滑动安装点和在传动系开口的第二侧上在第二滑动rdu安装点和传动系开口之间的第二固定rdu安装点。
在该第二可能实施例中，第一滑动rdu安装点可以包括容纳在前rdu安装支架中的第一长槽中的第一螺栓，其中第一长槽具有在大体垂直于传动系的水平面中延伸的第一纵向轴线。此外，第二滑动rdu安装点可以包括容纳在前rdu安装支架中的第二长槽中的第二螺栓，其中第二长槽具有在大体垂直于传动系的水平面中延伸的第二纵向轴线。
在另一个可能的实施例中，前安装支架可以包括传动系开口，并且设计的屈服部可以包括在传动系开口的第一侧上的第一安装支架中的计划的断裂线和在传动系开口的第二侧上的前安装支架中的计划的变形区。在这种实施例中，前安装支架可以包括在传动系开口的第二侧上的滑动rdu安装点和在传动系开口的第二侧上在滑动rdu安装点和传动系开口之间的固定rdu安装点。此外，该滑动rdu安装点可以包括容纳在前rdu安装支架中的长槽中的第一螺栓，其中长槽具有在大体垂直于传动系的水平面中延伸的纵向轴线。
根据另一方面，提供了一种方法，其响应于通过传动系传递到rdu的碰撞力，将rdu从机动车辆的后副车架分离。这种碰撞力可能与机动车辆的正面碰撞有关。该方法包括以下步骤：(a)朝向rdu定向后副车架的向下倾斜表面，(b)在rdu接触后副车架之前耗散碰撞力的一部分，以及(c)当rdu接触后副车架时，通过在位于后副车架上、在沿着传动系延伸并且延伸通过rdu朝向后副车架的施加作用力线的中心上方的初始接触点处接合rdu来引入使rdu向下转动的力矩。
耗散步骤还可以包括使前rdu安装支架变形以允许rdu向后移位的步骤。该耗散可以包括在至少一个衬套将后rdu安装支架连接到后副车架的情况下将至少一个衬套至少部分地推到后副车架之外。
此外，变形可以包括沿着至少一个计划的断裂线使前rdu安装支架断裂。在其他实施例中，变形可以包括在计划的变形区使前rdu安装支架弯曲。在其他实施例中，变形可以包括在一个计划的断裂线处使前rdu安装支架断裂并在计划的变形区使前rdu安装支架弯曲。
此外，该方法可以包括当rdu正在被转动时通过使rdu与向下倾斜表面接合而向下引导rdu的步骤。此外，该方法可以包括当rdu正在被转动并向下移位时使传动系变形的步骤。
在下面的说明书中，示出和描述了rdu分离系统的几个优选实施例以及相应的方法，该方法响应于通过传动系传递到rdu的碰撞力而将rdu从机动车辆的后副车架分离。应当理解，rdu分离系统和方法能够具有其他不同的实施例，并且它们的几个细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而不脱离如下权利要求书声称和描述的rdu分离系统和方法。因此，附图和说明书应当被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
结合本文并形成说明书的一部分的附图说明了rdu分离系统和方法的几个方面，并与说明书一起用于解释其某些原理。在图中：
图1a是示出在正常操作状态下的机动车辆的驱动系统的示意性框图；
图1b是类似于图1a的示意性框图，但是示出了驱动系统，其中rdu响应于来自正面碰撞、通过机动车辆的传动系的传递到rdu的碰撞力而已经以期望的方式被适当地分离；
图2a是第一实施例的详细的底部平面图，其示出了如何通过前rdu安装支架将rdu连接到后副车架的前横梁以及通过后rdu安装支架将rdu连接到后副车架的后横梁；
图2b是类似于图2a的示意图，但是示出了rdu向后移位与后副车架的后横梁第一次接触，其中通过前安装支架在两个计划的断裂线处的变形并且通过将衬套推到后横梁之外而耗散能量来适应该移位；
图3a是第二可能实施例的详细正视图，其中前安装支架包括在传动系开口的一侧上的计划的断裂线和在传动系开口的另一侧上的计划的变形区；
图3b是在rdu的任何向后移位之前处于正常操作状态的图3a所示的前安装支架的第二可能实施例的详细底视平面图；
图3c是rdu响应于通过传动系传递到rdu的碰撞力而向后移位之后的图3a所示的前安装支架的第二可能实施例的详细底视平面图；
图4a是前rdu安装支架的另一替代实施例，其包括在传动系开口的第一侧上的第一计划的变形区和在传动系开口的第二侧上的第二计划的变形区；
图4b是在rdu的任何向后移位之前处于正常操作状态的图4a中所示的替代实施例的图示；
图4c是响应于通过传动系传递到rdu的碰撞力而向后移位rdu之后的图4a所示的替代实施例的图示；
图5a和5b是rdu的侧视示意图，示出了后副车架的后横梁上的倾斜表面如何在施加作用力的中心之上的初始接触点处接触rdu，从而在rdu被倾斜表面向下引导时启动或引入使rdu向下转动后副车架和机动车辆的其他部件下方的力矩；
图6a和6b是类似于图5a和5b的视图，示出了替代实施例，其中倾斜面包括向前突出的初始接触点。
现在将详细参考rdu分离系统和rdu分离方法的优选实施例，其示例在附图中示出。
具体实施方式
现在参考示出机动车辆的动力系统10的图1a。该动力系统包括连接到动力传输单元(ptu)14的动力传动系统12。ptu14通过传动系连接到rdu18，传动系通常由附图标记16表示。在所示实施例中，传动系16包括等速万向节20、前传动轴22、万向节24、后传动轴26和第二等速万向节28。如图所示，第一等速万向节20将ptu14连接到第一传动轴22。万向节24将前传动轴22连接到后传动轴26。第二等速万向节28将后传动轴26连接到rdu18。图1a示出了在正常或碰撞前状态下的动力系统10。
图1b是在正面碰撞之后的碰撞后状态下的动力系统10的示意图，其中碰撞力从动力传动系统12和ptu14通过传动系16传递到rdu18(注意动作箭头a)。如图1b所示，这导致rdu18转动(注意动作箭头b)并被迫使向下(注意动作箭头c)。在某些情况下，后传动轴26也可能被弯曲、伸长或变形，以吸收额外的碰撞能量并帮助适应rdu所需的转动和向下运动。
现在参考图2a和2b，其示出了rdu分离系统的第一实施例。在所示实施例中，该rdu分离系统40包括前rdu安装支架42和用于将rdu18安装到机动车辆的后副车架46的后rdu安装支架44。更具体地说，前rdu安装支架42通过总体由附图标记50表示的两个衬套组件连接到后副车架46的前横梁48上。后rdu安装支架44通过衬套组件54(即柔性橡胶衬套)连接到后副车架46的后横梁52。在所示实施例中，前rdu安装支架42是单件，而后rdu安装支架44包括两个臂。这里应当理解，rdu安装支架42、44可以包括单件或多件，并且可以是单独的部件或与rdu18的壳体整体形成。图2a示出了rdu分离系统40在碰撞前或正常情况下的第一实施例。
现在参考图2b，图2b示出了在通过传动系16将碰撞力传递到rdu之后，在rdu已经向后移位到与副车架46的后横梁52第一次或初始接触之后的rdu分离系统40。
如图所示，前rdu安装支架42具有允许rdu18向后移位的设计的屈服部。更具体地，如图2a和2b所示，前rdu安装支架42包括传动系开口56，其用于允许传动系16连接到rdu18上。设计的屈服部由两个变形区提供，该变形区以位于传动系开口56的第一侧上的前rdu安装支架42中的第一计划的断裂线58和位于传动系开口56的第二侧上的前rdu安装支架42中的第二计划的断裂线60的形式。因此，当rdu18受到通过传动系16传递到rdu的超过预定计划阈值的碰撞力时，前rdu安装支架42通过在两个计划的断裂线58、60处断开或断裂而变形。所产生的变形或断裂耗散了碰撞力或碰撞能量的一部分，同时释放rdu以使机动车辆后部向副车架46的后横梁52移位。(参见图2b中的动作箭头d)。
如图2a最佳地所示，在rdu18的最后部和后横梁52的最前部之间设置有限定的间隙空间62。计划的间隙空间62是容纳rdu18的向后位移的空间。通常，计划的间隙空间在约40mm至约60mm之间，尽管该范围之外的尺寸也是可能的。
当rdu18向后移位时，碰撞力被施加到衬套组件54。因此，柔性橡胶衬套组件54被后rdu安装支架44的臂64至少部分地推到后副车架46的后横梁52之外。该动作用于耗散碰撞力或碰撞能量的一部分。应当理解的是，通过前rdu安装支架42的变形以及柔性橡胶衬套组件54推到后横梁52之外或从中排出的累加效应耗散的碰撞力或碰撞能量的一部分大体上减小了当rdu18首次接触后横梁52时的冲量能量。
现在参考图5a，其示出了当处于碰撞前或正常状态时，rdu18相对于后横梁52的位置。计划的间隙空间62清楚地显示在该图中。
如同样示出的，后横梁52包括朝向rdu18定向的向下倾斜面66。应当理解，倾斜面66具有定向为在下端70的车辆前方的上端68。
如图5a和5b所示，倾斜面66的上端68包括初始接触点72。该初始接触点72位于施加作用力线74的中心上方，作用力线74沿着传动系16延伸并延伸通过rdu18朝向后横梁52。当rdu首先在该初始接触点72处接合后横梁52时，初始接触点用来引入使rdu18向下转动的力矩(注意图5b中的动作箭头e)。这是在rdu通过倾斜面66沿着动作箭头f的方向被向下引导使得rdu朝向后副车架46和机动车辆后部的其他部件(包括燃料箱(未示出))下方的地面移动的情况下完成。在某些机动车辆应用中以及在某些情况下，应当理解，传动系16也变形以帮助促进和适应rdu的转动和向下运动(注意，例如，图5b所示的传动系16的后传动轴26中的弯曲点30)。
现在参考图6a和6b，其示出了图5a和5b所示的替代实施例，其中后副车架46的后横梁52包括结合有向前突出的初始接触点72的向下倾斜面66。在该实施例中，向下倾斜面66呈v形。
当rdu18通过计划的间隙空间62向后移动并与突出的初始接触点72接触时，该接合引入使rdu向下转动的力矩。然而，由于接触点72在该实施例中已经从图5a和5b所示的前述实施例中所示的位置向前移动，所以在与用于引导rdu向下到后横梁52以下的倾斜面66接合之前rdu18转动更大的量。参见图6a和6b，其示出了后副车架46的后横梁52的rdu的转动和向下的位移。
现在参考图3a-3c，其示出了rdu分离系统81的第二可能实施例。在图3a和3b所示的rdu分离系统81的实施例中，前rdu安装支架82由在图2a和2b中为rdu分离系统40示出的前rdu安装支架42而改动。更具体地，前rdu安装支架82包括第一部分84和第二部分86。前rdu安装支架82还包括传动系开口88。然而，设计的屈服部以不同的方式实现。
更具体地，前rdu安装支架82的第一部分84包括在传动系开口88的第一侧上的计划的断裂线90。螺栓92将第一部分84固定到rdu壳体94，同时螺栓96通过衬套组件501将第一部分固定到前横梁48。
前rdu安装支架82的第二部分86包括在传动系开口88的第二侧上的计划的变形区98。更具体地，rdu安装支架82和rdu壳体94之间的固定rdu安装点100由螺栓102来提供。该固定rdu安装点100位于传动系开口88的第二侧上在传动系开口88和滑动rdu安装点104之间。
滑动rdu安装点104包括容纳在rdu安装支架82中的长槽108中的第一螺栓106。该长槽108具有在大体垂直于传动系16的大体水平的平面内延伸的纵向轴线。滑动rdu安装点104通过衬套502将rdu安装支架82连接到前横梁48。滑动rdu安装点104的长槽108允许当rdu受到大于通过传动系16传递的设计阈值的碰撞力时，前rdu安装支架82的第二部分86相对于rdu壳体93滑动。
当沿图3c所示的动作箭头e的方向施加碰撞力时，第一部分84沿着计划的断裂线90在传动系16的一侧断裂，而第二部分86在传动系的另一侧在计划的变形区98拉长并弯曲。应当理解，在图2a和2b所示的实施例中，前rdu安装支架44的变形是严格地依靠计划的断裂线58、60完成的，但是图3a和3b实施例中的前rdu安装支架82的变形是通过一个计划的断裂线90和一个计划的变形区98完成的。
图4a-4c示出了rdu分离系统109的另一实施例，其中通过在传动系开口114的每一侧的计划的变形区110、112提供变形。为此，注意在将rdu安装支架120固定到rdu外壳122的相应的第一和第二固定rdu安装点117、119处设置的螺栓116、118以及在rdu安装支架120中的螺栓124、126和配合长槽128、130，螺栓124、126和配合长槽128、130设置在相应的第一和第二滑动rdu安装点125、127处，以便在前横梁48和rdu安装支架120中的衬套501、502之间提供滑动接头。
当碰撞力沿图4c所示的动作箭头f的方向施加时，rdu安装支架120在传动系16的两侧上的计划的变形区110、112弯曲和伸长。因此，在这个实施例中，即使在碰撞和提供期望的设计的屈服部之后，rdu仍然被支架120固定到前横梁48。
为了说明和描述的目的，提出了前述内容。它不是穷举的或将实施例限制为所公开的精确形式。根据上述教导，明显的修改和变化是可能的。所有这些修改和变化在所附权利要求书的范围内，根据它们公平、合法和公正地被授予的宽度来解释。