具有导引爪式离合器的作业车辆多速驱动总成的制作方法

文档序号:32294797发布日期:2022-11-23 02:41阅读:32来源:国知局
具有导引爪式离合器的作业车辆多速驱动总成的制作方法

1.本公开涉及作业车辆驱动系统,该作业车辆驱动系统包括用于经由导引离合器操作来实现多速旋转输出的驱动总成(drive assembly)。


背景技术:

2.诸如在农业、建筑业以及林业中使用的那些作业车辆以及其它常规车辆可以由内燃机(例如,柴油机)和/或一个或更多个电源(例如,电动机)来提供动力。在车辆中可以采用各种驱动器来实现从主要或辅助动力源的动力传递。例如,车辆动力传动系可以包括一个或更多个驱动总成以实现用于运行某些车辆组件的一个或更多个输出速度。例如,轮端驱动装器、最终驱动器等可以提供一个或更多个齿轮比(gear ratio),以将终端或接近终端的动力传递至车辆的牵引地面接合轮或履带。通过这种驱动器所需的速度和转矩范围来实现高效和平稳的运行是理想的。


技术实现要素:

3.本公开提供了一种多速驱动总成,诸如可以被用于作业车辆中(例如,作为牵引轮驱动器)。
4.在一个方面,本公开提供了一种作业车辆的驱动总成,该驱动总成包括:驱动壳体,该驱动壳体包括形成反作用构件的第一壳体部件;驱动轴,该驱动轴可沿第一旋转方向并且选择性地沿第二旋转方向,相对于反作用构件绕驱动轴线旋转;内轴毂,该内轴毂以不能相对转动的方式固定至驱动轴;以及行星齿轮组,该行星齿轮组被联接至驱动轴并且被配置成选择性地使输出部件沿第一旋转方向和沿第二旋转方向旋转。该驱动总成还包括一个或更多个离合器装置,所述一个或更多个离合器装置包括离合器环,该离合器环被配置成选择性地接合行星齿轮组,以实现输出部件的转速,所述一个或更多个离合器装置还包括被安装在离合器环上的导引总成。该导引总成被配置成选择性地与行星齿轮组相互作用,以实现离合器环从行星齿轮组的脱离。该驱动总成还包括:一个或更多个离合器致动总成,所述一个或更多个离合器致动总成被配置成实现所述一个或更多个离合器装置沿着驱动轴线的移动,以选择性地接合行星齿轮组;以及一个或更多个导引致动总成,所述一个或更多个导引致动总成被配置成操作导引总成与行星齿轮组相互作用,以实现所述一个或更多个离合器装置的脱离。
5.在另一方面,本公开提供了一种作业车辆的驱动总成,该驱动总成包括壳体装置,该壳体装置具有形成反作用构件的第一壳体部件,第一壳体部件具有安装部分、壁部分、以及被设置在壁部分的第一内壁与第一外壁之间的低速室(low chamber)。该驱动总成还包括:驱动轴,该驱动轴可绕延伸贯穿壳体装置的驱动轴线旋转;内轴毂,该内轴毂以不能相对转动的方式固定至驱动轴;该内轴毂具有高速室(high chamber),该高速室被设置在第二内壁与第二外壁之间;以及行星齿轮组,该行星齿轮组被联接至驱动轴并且被配置成选择性地使输出部件旋转。该行星齿轮组包括:联接至驱动轴的太阳齿轮、与太阳齿轮接合的
一组行星齿轮、将行星齿轮安装至的行星齿轮架(planet carrier)、以及外接行星齿轮并与行星齿轮接合的齿圈。该驱动总成还包括低速离合器装置和高速离合器装置。将该低速离合器装置联接至第一壳体部件并且至少部分地设置在低速室中。该低速离合器装置包括:低速离合器环,该低速离合器环可在低速室中相对于行星齿轮架在脱离位置与接合位置之间重新定位;以及被安装在低速离合器环中的低速导引总成。该低速导引总成包括多个低速导引件(low guide),所述多个低速导引件被配置成选择性地与行星齿轮架相互作用,以实现低速离合器环从行星齿轮架的脱离。将该高速离合器装置联接至内轴毂并且至少部分地设置在高速室中。该高速离合器装置包括:高速离合器环,该高速离合器环可在高速室中相对于行星齿轮架在脱离位置与接合位置之间重新定位;以及被安装至高速离合器环的高速导引总成。该高速导引总成包括多个高速导引件(high guide),所述多个高速导引件被配置成选择性地与行星齿轮架相互作用,以实现高速离合器环从行星齿轮架的脱离。
6.在附图和下面的描述中对一个或更多个实施方式的细节进行阐述。其它的特征和优点根据该描述、附图以及权利要求将变得显而易见。
附图说明
7.图1是可以采用所公开的驱动总成的呈轮式装载机形式的示例作业车辆的示意性侧视图;
8.图2a是用于图1的示例作业车辆的动力传动系的某些组件的示意图;
9.图2b是可以在图1的示例作业车辆中并入的所公开的驱动总成的示例轮端驱动器实现的示意图;
10.图3是可以在图1的作业车辆中实现的驱动总成的等距侧视图;
11.图4是图3的驱动总成的局部分解图;
12.图5是图3和图4的驱动总成的第一壳体部件的等距端视图;
13.图6是图3和图4的驱动总成的内轴毂的等距端视图;
14.图7是图3和图4的驱动总成的一部分的分解图;
15.图8是图3和图4的驱动总成的截面图;
16.图9是图3和图4的驱动总成的低速离合器装置的等距视图;
17.图10是图9的低速离合器装置的分解图;
18.图11是图3和图4的驱动总成的高速离合器装置的等距视图;
19.图12是图11的高速离合器装置的分解图;
20.图13是图3和图4的驱动总成的低速离合器装置以及齿轮组的一部分的等距视图;
21.图14是图13的低速离合器装置以及齿轮组的部分的分解图;
22.图15是图3和图4的驱动总成的高速离合器装置以及齿轮组的一部分的等距视图;
23.图16是图15的高速离合器装置以及齿轮组的部分的分解图;
24.图17a至图17h是示出图3和图4的驱动总成的高速离合器装置相对于齿轮组的部分的示例操作的视图;
25.图18是示出图3和图4的驱动总成的低速离合器装置的另一示例的等距视图;
26.图19是示出图3和图4的驱动总成的高速离合器装置的另一示例的等距视图;
27.图20是示出图3和图4的驱动总成的与齿轮组接合的低速离合器装置的局部截面图;以及
28.图21是示出图3和图4的驱动总成的与齿轮组接合的高速离合器装置的局部截面图。
29.各个图中的相同标号指示相同要素。
具体实施方式
30.下面描述了如在上面简要描述的附图中示出的、所公开的双向驱动总成的一个或更多个示例实施方式。本领域技术人员可以设想针对示例实施方式的各种修改例。
31.如本文所使用的,术语“轴向”指的是总体上平行于一个或更多个组件的旋转轴线、对称轴线或中心线的维度。例如,在具有中心线和相对的大体圆形两端或面的圆柱体或圆盘中,“轴向”维度可以指的是大体平行于相对两端或面之间的中心线延伸的维度。在某些情况下,术语“轴向”可以相对于不是圆柱形(或者不是以其它方式径向对称)的组件使用。例如,包含旋转轴的矩形壳体的“轴向”维度可以被视为与轴的旋转轴线大体平行的维度。而且,本文所使用的术语“径向地”可以指的是组件相对于从共用中心线、轴线或类似参考起向外延伸的线的维度或关系,例如,在垂直于中心线或轴线的圆柱体或圆盘的平面中。在某些情况下,即使组件中的一个或两个组件可能不是圆柱形(或者以其它方式径向对称),也可以将这些组件视为“径向地”对准。此外,术语“轴向”和“径向”(以及任何派生词)可以涵盖不同于与真实轴向维度和径向维度精确对准(例如,倾斜于真实轴向维度和径向维度)的方向关系,只要该关系在相应的标称轴向维度或径向维度中占优势即可。另外,术语“周向”可以指的是绕轴线垂直于径向维度和轴向维度的总切向维度。
32.概述
33.总体上,本公开提供了一种驱动总成,该驱动总成在该驱动总成的输入侧和输出侧选择性地或者另选地可沿任一旋转时钟方向运行。在不改变内部或外部组件的情况下,该驱动总成可以接收旋转输入功率,并且根据需要,使用针对动力源(例如,电机)的用于控制输出旋转方向的驱动信号,沿任一时钟方向传输旋转输出功率。因此,可以将具有共同的内部和外部硬件的多个这种驱动总成用于相反面对的轴,这些轴需要沿相反的时钟方向旋转以共同地实现车辆或其子系统的一次运动,以便沿相反的时钟方向向处于车辆的相反两侧处的地面接合车轮或履带提供牵引力,从而沿正向或反向行进方向共同地推进车辆。在一个示例实现中,可以在车辆的所有车轮的轮端驱动器单元的通用配置中采用该双向驱动总成。
34.在某些实施方式中,驱动总成是或者包括具有齿轮组的动力传输总成,该齿轮组是由动力源驱动的,诸如一个或更多个电机或液压马达。齿轮组将旋转动力从动力源传输至旋转输出构件。输出构件可以是中间组件或直接附接至从动组件。齿轮组可以实现输入动力源与输出构件之间的比率变化、直接传输动力而不改变比率、或其组合。因此,输出构件可以以与输入动力源或输入轴相同的速度或者以与输入动力源或输入轴不同的一个或更多个速度旋转。齿轮组可以采取各种形式中的任一形式,包括:具有啮合直齿轮(spur)或其它齿轮的装置以及具有一个或更多个行星齿轮组的装置。大齿轮减速比可以通过该驱动总成来实现,使得可以使用单个电机或液压马达并且以用于一个或更多个速度和转矩输出
的合适速度来运行。然而,多个电机或液压马达可以为驱动总成提供动力。
35.此外,在某些实施方式中,驱动总成可以自动地和/或选择性地转换齿轮比(即,在具有不同齿轮比的动力流路径之间转换)。该驱动总成可以包括一个或更多个主动接合组件,这些主动接合组件接合或脱离以实现通过动力流路径的动力传输。以这种方式,可以采用离合器装置以利用恰当的控制硬件和逻辑来执行齿轮比变化。在各种实施方式中,离合器装置可以具有一个或更多个正联锁换档型离合器,可能被称为“爪式(dog)”离合器,其中,这些离合器的凸起特征(例如,轴向延伸的突出部)接合和脱离对应凸起特征,或者移入和移出齿轮组的配对组件中的对应凹部。在凸/凹配对特征的情况下,可以存在反转关系(例如,离合器限定凹部来接纳齿轮组的凸起突出部)。而且,一个或更多个离合器可以用于接合和脱离行星齿轮组的两个或更多个组件的联锁特征,使得一个或更多个离合器组件本身不具有联锁特征。
36.具有行星齿轮组的离合器装置的选择性接合和脱离使该离合器装置的一个或更多个组件接地,以实现一个或更多个齿轮比以及对应的输出转速和转矩。可以将离合器装置永久地联接至反作用构件(例如,驱动总成壳体的反作用构件),使得可以将致动组件固定地安装至驱动总成,而无需致动移动齿轮组组件以及对应服务管线(例如,液压通道或管线)。致动组件也可以相对于反作用构件被固定安装,以进一步减少或消除到非固定组件的服务管线。通过致动组件的选择性地接合多个离合器部件由此允许驱动总成输出多个输出速度和转矩。
37.在一个示例中,离合器装置包括被选择性地致动以接合行星齿轮组的第一离合器装置和第二离合器装置。第一离合器装置的接合使行星齿轮组的组件接地,以实现第一齿轮比以及对应的第一输出转速和第一转矩。第二离合器装置的接合将行星齿轮组的组件以不能相对转动的方式固定至驱动轴,以实现第二齿轮比以及对应的第二输出转速和第二转矩。这样的多速驱动总成因此可以通过选择性地将行星齿轮组的不同组件接地或固定来实现不同的速度。在该情况下,输出部件的第二转速可以大于输出部件的第一转速。在一个或更多个实现中,输出部件的转速之一(例如,第二转速)可以与驱动轴的转速和方向相匹配,由此提供具有1:1齿轮比的直接驱动模式。
38.在一个或更多个另一示例中,该行星齿轮组包括:联接至驱动轴的太阳齿轮、行星齿轮架、一组行星齿轮、以及联接至输出部件的齿圈(ring gear)。第一离合器装置可以接合行星齿轮架的第一部分以与反作用构件对接,从而实现输出部件的第一转速。第二离合器装置可以接合行星齿轮架的第二部分以与该输出部件(例如,行星齿轮组的盖)或者被联接用于与其共同旋转的另一构件对接,从而实现该第二转速。
39.所述离合器装置中的一个或更多个离合器装置还包括导引总成,该导引总成可选择性地操作以实现离合器装置从行星齿轮组的脱离。在一些示例中,导引总成可操作为在离合器装置与行星齿轮组之间沿第一时钟方向的相对旋转期间实现脱离。在其它示例中,导引总成可操作为在离合器装置与行星齿轮组之间沿第一时钟方向或者第二时钟方向的相对旋转期间实现脱离。以这种方式,离合器装置的单个离合器环可以响应于该离合器环与行星齿轮之间沿第一时钟方向和/或第二时钟方向的相对旋转,而从行星齿轮组脱离。
40.在某些实施方式中,提供了一种致动装置,该致动装置包括多个液压致动器(这些液压致动器将流体压力转换成机械线性推力和/或拉力),这些液压致动器起作用以接合
和/或脱离离合器装置。在一个示例中,可以使用一个或更多个液压致动器来重新定位离合器装置的离合器环,可以组合使用不同类型的致动器来重新定位离合器装置的离合器环。本公开涵盖各种实现。此外,在某些实施方式中,致动装置包括液压致动器,这些液压致动器起作用以操作一个或更多个导引总成,从而实现离合器装置的脱离。
41.如本文针对液压致动器和其它类型的致动器所使用的,术语“启用”、“赋能”或“加压”指的是导致关联的液压致动器增加缸、室、凹部等中的流体压力以将力施加在被设置在缸、室、凹部等中的可移动活塞上从而驱动活塞移动的命令。在一个示例中,针对液压致动器的赋能命令导致相应的活塞被推出或拉入缸、室等。还可以通过中断加压流体来操作液压致动器,使得弹簧相对于缸、室等推动/拉动活塞。在一些示例中,液压致动器可以包括所描述类型的活塞-缸或活塞-室总成,由此活塞的移动实现离合器装置中的离合器环的移动和/或操作离合器装置的导引总成。另选地,液压致动器可以提供加压流体以直接作用在离合器环和/或导引总成的被设置在缸、室等中的导引销上。在一个示例中,离合器环充当可响应于缸、室等正被加压而在该缸、室等内移动的活塞。
42.本文所公开的驱动总成可以用于任何数量的作业或常规车辆应用。在作业车辆背景下,驱动总成可以为车辆的包括动力传动系的各个方面的各种子系统提供动力。作为一个示例,驱动总成可以是或者可以被并入轮驱动中,以用于向车辆的地面接合轮或履带提供牵引动力。可以将驱动总成在轮/履带与原动机或传动装置之间的中间位置处并入动力传动系中,或者驱动总成可以处于轮/履带端部处(例如,在各个地面接合轮或履带处有一个驱动总成),在该情况下,驱动总成可以被认为是直接或者通过下游齿轮组联接至轮或履带运送轮毂的“最终驱动器”。在这种情况下,当驱动总成远离原动机时,诸如一个或更多个电机或液压马达的辅助动力源向驱动总成提供即时动力输入。
43.下面描述了所公开的驱动总成的一个或更多个示例实现。本文的讨论有时可以集中于轮式装载机的轮端驱动总成的示例应用,但是所公开的驱动总成适于其它类型的组件和作业车辆,包括各种其它建筑机器(例如,履带牵引装置、机动平地机、自卸车)以及各种农业或林业机器(例如,联合收割机、收割机、压捆机、割草机、传送装置、林业集材机等)和多用途车辆。
44.具有导引爪式离合器的示例作业车辆多速驱动总成
45.参照图1和图2a,在一些实施方式中,所公开的作业车辆20可以是轮式装载机,但如所指出的,本文所描述的驱动总成可以应用于多种机器。如图所示,作业车辆20可以被认为包括支承作业机具24的结构主框架或底盘22,该作业机具通过结构部件(例如,臂、横杆、枢转接头等)的各种组合选择性地被定位,并利用诸如液压缸的任何数量的致动器可控地移动。作业车辆20还可以被认为包括操作员驾驶室26、动力传动系28、控制系统30以及液压系统32。作业车辆20可以由地面接合轮或履带支承离开地面。在例示示例中,作业车辆20包括:具有可转向前轮34(在作业车辆20的左横侧或右横侧各有一个可转向前轮)的前车轴(axle)、以及具有不可转向后轮36(在作业车辆20的左侧或右侧各有一个或更多个不可转向后轮)的后车轴。
46.进一步参照图2a,动力传动系28具有车轮转向组件38,包括将手动转向输入(例如,操作员转向控件或车轮)和/或自动转向输入(经由控制系统30)联接至车轮(诸如可转向车轮34)的各种装置(例如,动力转向泵和管线、转向机构等)。动力传动系28包括原动机
(诸如发动机40),其将动力提供给作业车辆20,作为直接机械动力或者在被转换成电力或液压动力之后提供给作业车辆。在一个示例中,发动机40是具有用于输出机械动力的发动机轴的内燃机,诸如柴油机。发动机40是由控制系统30的发动机控制模块(未示出)来控制的。应注意,内燃机的使用只是示例,这是因为主动力源可以是一个或更多个燃料电池、电动机、混合燃气电动机或者其它产生动力的装置。
47.发动机40向作业车辆20的车载机械、电气以及液压子系统提供动力,这些子系统管理诸如推进作业车辆20的牵引动力以及向远离作业车辆20的其它子系统提供非车载动力的事项。例如,发动机40可以提供被转换成电形式的机械动力以使控制系统30的电子装置和作业车辆20的一个或更多个电驱动器运转。控制系统30因此可以具有机械动力-电力转换组件44、一个或更多个电池46以及关联的电子装置,包括各种交流发电机、发电机、电压调节器、整流器、逆变器等。控制系统30可以被配置为具有关联的处理器装置和存储器架构的计算装置或电子控制单元(ecu),被配置为硬布线计算电路(或多个电路),被配置为可编程电路,被配置为液压、电气或电动液压控制器。
48.控制系统30可以被配置成执行关于作业车辆20的各种计算和控制功能,包括与动力传动系28、液压系统32以及作业车辆20的各种附加组件相关联的各种装置。在一些实施方式中,控制系统30可以被配置成接收采用各种格式的输入信号(举例来说,如液压信号、电压信号、电流信号等),并且输出采用各种格式的命令信号(举例来说,如液压信号、电压信号、电流信号、诸如旋转的机械移动等)。控制系统30被配置成操作所公开的驱动总成的各个方面,包括机电致动器(例如,螺线管),其可以形成动力传动系28的部分或者作业车辆20的另一子系统的部分。
49.在一些实施方式中,控制系统30可以包括或者可以被配置成从人机界面或操作员界面(未示出)以及在作业车辆20上或远离作业车辆20的各种传感器、单元和系统接收输入命令,或者以其它方式与该人机界面或操作员界面以及在作业车辆20上或远离作业车辆20的各种传感器、单元和系统对接。作为响应,控制系统30可以生成用于由作业车辆20的各种系统实现的一种或更多种类型的命令。另外地或者另选地,控制系统30可以在没有来自人类操作员的输入的情况下自主地操作,以各种已知的方式与其它系统或装置(包括其它控制器)进行通信,包括经由can总线(未示出)、经由无线或液压通信装置或以其它方式。在一个示例中并且如下更详细地讨论的,控制系统30可以命令电流到与致动器总成相关联的电磁体,以接合和/或脱离驱动总成内的离合器。
50.发动机40还可以提供被转换成液压形式的机械动力以向各种液压驱动器、泵以及压缩机提供动力,这些液压驱动器、泵以及压缩机对流体进行加压以驱动液压系统32的各种致动器,以便为作业车辆20的组件(诸如作业机具24、车轮转向和制动、牵引式作业机具(未示出)等)提供动力。在该示例中,作业车辆20支持作业机具24作为具有连杆动臂和铲斗的装载机的安装,该铲斗可以在操作期间通过一个或更多个液压活塞-缸装置升起和降下。液压系统32可以自主地或者响应于来自驾驶室26中或远离作业车辆20的操作员输入装置(例如,操作员控件、操作员显示装置等)的命令而联接至控制系统30并由该控制系统进行操作。液压系统32可以包括其它组件(例如,阀、流管线、活塞/缸、密封件/垫圈等),使得可以利用液压、机械或其它信号和移动以及基于液压、机械或其它信号和移动来实现对各种装置的控制。在一些示例中,液压系统32部分地或整体地包括或者以液压方式连接至一个
或更多个致动器,以用于实现驱动总成中的一个或更多个离合器装置和/或这些离合器装置的多个部分的移动。即,液压系统32的可操作为对缸、室、凹部等进行加压和/或减压从而实现离合器装置的移动的各种组件可以被认为是用于该离合器装置的致动器。此外,在一些示例中,液压系统32的各种组件(例如,泵、阀、流管线等)可以在各种致动器之间共用。
51.如上所提到的,本公开的驱动总成可以在作业车辆背景内的各种子系统中实现,并且可以以一种或更多种形式来提供动力。下面描述了一个示例驱动总成,该示例驱动总成被实现为电动轮端驱动器50以及被结合在该电动轮端驱动器内。将一个这样的轮端驱动器50正好安装在作业车辆20的四个车轮34、36中的各个车轮的上游。因此,各个轮端驱动器50本身或者其一个或更多个组件可被认为是“最终”驱动器,这是由于其位置最接近关联的车轮34、36并且其起作用以为关联的车轮34、36提供最后或几乎最后的齿轮比。轮端驱动器50可以在车轮34、36中的各个车轮处或者在各对车轮(例如,前部和后部)处不同。然而,由于驱动总成的双向功能,因此轮端驱动器50对于所有车轮34、36都是相同的,因此下面仅详细说明一个轮端驱动器。而且,虽然示例轮端驱动器50是电动的,但是它可以通过不同的输入动力形式(例如,液压或机械的)来操作。示例轮端驱动器50在本文中也被描述为具有用于输入动力的多个(例如,两个)电机。然而,轮端驱动器50可以利用一个或多于两个电机来操作。在前一情况下,根据电机和/或驱动总成本身以及车轮34、36的运行参数(例如,速度和转矩),可以利用或省略中间输入齿轮装置(gearing)。如将要描述的,当采用两个或更多个电机时,使用中间输入传动装置来将动力联接至驱动总成。另外,示例轮端驱动器50是多模式驱动器,其可操作成向车轮34、36输出牵引动力的多个速度和转矩范围。因此,当发动机40为电机提供原动力时,轮端驱动器50是车轮34、36的直接动力(以及速度和转矩)影响者,使得中央范围变速装置、车轴或者其它上游速度和转矩改变齿轮装置可以并且在示例实现中从作业车辆20被省略。
52.还参照图2b,示例轮端驱动器50包括采用两个电机52的形式的输入动力源作为主要组件,该电机经由输入齿轮组54联接至驱动总成56,该驱动总成又经由外侧轮端58联接至车轮34、36中的一个车轮并驱动该车轮。外侧轮端58可以以适于安装关联的车轮34、36的任何方式来进行配置。根据轮端驱动器50的速度和转矩要求,外侧轮端58可以包含诸如单级行星齿轮组60的外侧齿轮组,该单级行星齿轮组具有太阳齿轮62、以及支承与齿圈68啮合的行星齿轮66的齿轮架64。可以将齿轮架64直接固定至关联的车轮34、36的轮毂(未示出),或者可以将齿轮架64包含在联接至轮毂的外侧轮端壳体70内。可以将齿圈68固定至安装法兰72或者与该安装法兰成一体地形成。示例外侧齿轮组60是太阳轮输入齿轮架输出式行星装置,但是可以想到各种其它配置,包括省略由车轮34、36的轮毂形成或者被直接联接至车轮34、36的轮毂的外侧齿轮组或齿轮架和/或外侧轮端壳体70。轮端驱动器50在后轮36的情况下是诸如通过安装法兰72以固定取向组装至车辆底盘22的,或者在转向前轮34的情况下是绕竖立的、大体竖直的或者竖直倾斜的转向轴线(未示出)枢转地组装至车辆底盘22的。一个或更多个车轮轴承74允许齿轮架64和/或外侧轮端壳体70相对于车辆底盘22,绕大体横向、或侧向固定的或枢转的驱动或旋转轴线旋转。外侧轮端58在从驱动总成56经由输出轴76输出的动力下绕旋转轴线旋转,该输出轴被联接至外侧行星齿轮组60的太阳齿轮62或者与该外侧行星齿轮组的太阳齿轮成一体地形成。驱动总成56是通过用花键联接至中心输入齿轮82的输入轴80来提供动力的,该中心输入齿轮与由电机52旋转的相对小直径的轴
齿轮84啮合。如上提到,轮端驱动器50的输入侧可以以各种方式来实现,包括:利用不同的输入齿轮组(例如,不同的轴向齿轮组或者单级或双级行星齿轮组),通过具有或不具有输入齿轮组的单个电机(例如,电机到驱动总成的直接轴安装),通过具有任何合适的轴向、行星或其它齿轮配置的经改变的输入齿轮组的多于两个电机、以及通过不同形式的动力源(例如,机械的或液压的)。可以根据需要将轮端驱动器50的输入侧以及外侧轮端58配置成至少部分地根据在车轮34、36处的希望速度和转矩以及电机52的速度和最大转矩(torque capacity),而在电机52与驱动总成56之间以及在驱动总成56与轮毂之间根据需要提供1:1或其它齿轮比。
53.驱动总成56包括:一个或更多个致动器总成、一个或更多个离合器装置、以及壳体内的齿轮组。通常,驱动总成56操作以在多个齿轮比下将动力(转速和转矩)从电机52传递至各个车轮34、36处的外侧轮端58,这些齿轮比是基于离合器装置的状态来选择的,这些离合器装置是由致动器总成基于来自控制系统30的信号来控制的。在该示例中,驱动总成56通常沿着旋转轴线将来自被联接至电机52的输入部件86的动力传递至被联接至外侧轮端58的输出部件88。
54.总体上参照图3至图19,驱动总成56包括壳体装置100(该壳体装置容纳或者被连接至一个或更多个致动总成300或者这些致动总成300的一个或更多个部分)、一个或更多个离合器装置400、以及齿轮组600。驱动轴90在壳体装置100中延伸并且被配置成在驱动轴线92上沿任一时钟方向(即,顺时针或逆时针)旋转。驱动轴90被联接至齿轮组600以将旋转传输至齿轮组600。驱动轴90也可以以不能相对转动的方式固定至所述一个或更多个离合器装置400中的离合器装置。驱动轴90还可以联接在输入部件86与输出部件88之间。在一些示例中,驱动轴90可以被形成为输入部件86和/或输入轴80的一部分。
55.所述一个或更多个致动总成300被配置成与所述一个或更多个离合器装置400中的对应离合器装置相互作用,以将该对应离合器装置从相对于齿轮组600的脱离位置重新定位至相对于齿轮组600的接合位置,和/或从相对于齿轮组600的接合位置重新定位至相对于齿轮组600的脱离位置。以这种方式,可以将所述一个或更多个离合器装置400选择性地与齿轮组600接合(即,联接至该齿轮组)或脱离(即,与该齿轮组分离),以实现比率变化并且进而实现不同的输出转速和转矩。
56.如图3和图4所示,在一个示例中,驱动总成56的壳体装置100通常由一个或更多个壳体部件形成,这些壳体部件中的至少一个壳体部件充当反作用构件。例如,壳体装置100可以包括:第一壳体部件110、第二壳体部件112以及第三壳体部件114。第一壳体部件110通常被设置在壳体装置100的第一端102处,并且该第一壳体部件可以容纳所述一个或更多个致动总成300和/或所述一个或更多个离合器装置400的多个部分。第一壳体部件110包括在第一端102处的安装部分116以及从安装部分116起延伸的壁部分118。
57.第一壳体部件110还充当反作用构件,该反作用构件是相对于旋转(驱动)轴线92轴向地且径向地固定的,使得至少在后非转向轮的情况下,第一壳体部件110相对于作业车辆底盘22固定。这样,第一壳体部件110以及某些固定组件可以用作这样的反作用构件,即,抵着该反作用构件施加由驱动总成56的非固定组件实现的某些力。在示例驱动总成56中,第一壳体部件110或其毂部分(例如,固定心轴)形成这样的反作用构件,即,直接抵着该反作用构件施加来自所述一个或更多个离合器装置400的反作用力。因此,第一壳体部件110
或其毂本身被认为是如本文所使用的“反作用构件”,其用于所施加的力的直接和间接托架(backstop)。
58.第二壳体部件112外接第一壳体部件110的壁部分118的至少一部分。第二壳体部件112可以容纳所述一个或更多个致动总成300、所述一个或更多个离合器装置400和/或齿轮组600的多个部分。在一个示例中,第二壳体部件112被联接至齿轮组600的一部分以与齿轮组600一起旋转。以这种方式,第二壳体部件112可以相对于第一壳体部件110旋转。另外,第二壳体部件112可以被认为是环形齿轮壳体。
59.第三壳体部件114通常被设置在壳体装置100的第二端104处,并且可以充当二壳体部件112的端板。第三壳体部件114以不能相对转动的方式固定至第二壳体部件112以与第二壳体部件112一起旋转。在一个示例中,第二壳体部件112包括一个或更多个延伸部120,这些延伸部被接纳在第三壳体部件114的对应凹槽122中,使得第二壳体部件112的旋转经由延伸部120与凹槽122之间的相互作用来实现第三壳体部件114的旋转。以这种方式,第三壳体部件114被配置成经由输出部件88输出转矩和转速。在一个示例中,输出部件88与第三壳体部件114成一体地形成为一个单元,并且可以被认为是第三壳体部件114上的毂。
60.在图4中,为了清楚起见,从示例驱动总成56的描述中省略了第二壳体部件112。另外,将齿轮组600和第三壳体部件114与第一壳体部件110分开,以描绘驱动总成56的内部组件。如图4所示,驱动轴90在第一壳体部件110中延伸,并且内轴毂200外接驱动轴90。所述一个或更多个离合器装置400被设置在第一壳体部件110内,并且包括第一或低速离合器装置410以及第二或高速离合器装置510。应理解,所述一个或更多个离合器装置400不限于所描绘的示例,并且在其它实施方式中,可以包括更少的或额外的离合器装置和/或不同地形成的离合器装置。
61.如图5所示,壁部分118包括第一或低速室124,该第一或低速室被形成在第一外壁126与第一内壁128之间。第一基础部分130在低速室124的内端132处的第一外壁126与第一内壁128之间延伸。多个凹部沿第一轴向方向94轴向地延伸到第一基础部分130中。该凹部包括一个或更多个第一低速凹部134和/或一个或更多个第二低速凹部136。低速室124的外端138在面向齿轮组600的方向(即,第二轴向方向96)上是开放的。
62.现在,转至图6,内轴毂200包括被形成在第二外壁212与第二内壁214之间的第二或高速室210。第二基础部分216在高速室210的内端218处在第二外壁212和第二内壁214之间延伸。多个凹部沿第一轴向方向94轴向地延伸到第二基础部分216中。该凹部包括一个或更多个第一高速凹部220和/或一个或更多个第二高速凹部222。高速室210的外端224在面向齿轮组600的方向(即,第二轴向方向96)上是开放的。
63.参照图2a以及图4至图6,在一个实现中,可以将所述一个或更多个致动总成300设置为一个或更多个液压致动器总成,该液压致动器总成可以被并入为液压系统32的部分或者被连接至液压系统32。液压系统32包括各种组件,例如,一个或更多个泵、一个或更多个阀、流管线、活塞/缸、密封件/垫圈等,并且被以流体方式连接至驱动总成56,和/或被至少部分地并入驱动总成56内。液压系统32的各种组件是由控制系统30来控制的,以控制液压流体流入和/或流出低速室124和高速室210,从而对相应的室124、210进行加压和/或减压。可操作为控制液压流体流入和/或流出特定室124、210的液压系统组件可以被认为是用于该室和对应的离合器装置的致动总成。
64.所述一个或更多个致动总成可以包括一个或更多个离合器致动总成。举例来说,如图8示意性地示出的,液压系统32的可操作为控制液压流体流入和/或流出低速室124的组件可以被认为是第一或低速离合器致动总成310或者低速离合器致动总成310的部分。类似地,液压系统32的可操作为控制液压流体流入和/或流出高速室210的组件可以被认为是第二或高速离合器致动总成320或者高速离合器致动总成320的部分。因此,低速离合器致动总成310可操作为对低速室124进行加压和/或减压,从而实现低速离合器装置410的重新定位,并且高速离合器致动总成320可操作为对高速室210进行加压和/或减压,从而实现高速离合器装置510的重新定位。
65.在实施方式中,将液压系统32经由延伸通过第一壳体部件110的第一外壁126、第一内壁128或两者的一个或更多个第一室通道140以液压方式连接至低速室124。以这种方式,液压系统32被配置成经由低速离合器致动总成310,向低速室124提供液压流体以对低速室124进行加压。低速离合器装置410响应于低速室124正被低速离合器致动总成310加压,而沿第二轴向方向96相对于齿轮组600从脱离位置重新定位至接合位置。
66.液压系统32还经由延伸穿过内轴毂200的第二外壁212的一个或更多个第二室通道226以液压方式连接至高速室210。以这种方式,液压系统32被配置成经由高速离合器致动总成320,向高速室210提供液压流体以对高速室210进行加压。高速离合器装置510响应于高速室210正被高速离合器致动总成320加压,而沿第二轴向方向96相对于齿轮组600从脱离位置重新定位至接合位置。
67.低速离合器致动总成310还可以适应低速离合器装置410相对于齿轮组600沿第一轴向方向94从接合位置重新定位至脱离位置。在一个示例中,低速离合器致动总成310包括低速用复位弹簧(low return spring)(未示出),该低速用复位弹簧被配置成沿第一轴向方向94向低速离合器装置410施加偏置力。因此,液压系统32可以经由低速离合器致动总成310对低速室124进行减压,以适应低速离合器装置410在低速用复位弹簧的偏置力下沿第一轴向方向94的移动。
68.类似地,高速离合器致动总成320可以适应高速离合器装置510相对于齿轮组600沿第一轴向方向94从接合位置重新定位至脱离位置。在一个示例中,高速离合器致动总成320包括高速用复位弹簧(high return spring)(未示出),该高速用复位弹簧被配置成沿第一轴向方向94向高速离合器装置510施加偏置力。因此,液压系统32可以经由高速离合器致动总成320对高速室210进行减压,以适应高速离合器装置510在高速用复位弹簧的偏置力下沿第一轴向方向94的移动。
69.仍参照图8,壳体装置100还包括密封装置160。密封装置160包括被设置在壁部分118与第二壳体部件112之间的外密封装置162。外密封装置162被配置为密封低速室124内的液压流体。密封装置160还包括内密封装置164。内密封装置164被设置在壁部分118与内轴毂200以及驱动轴90的一部分之间。内密封装置164包括内密封壳体166以及多个内密封件168。在一个示例中,内密封件168可以包括一个或更多个唇形密封件,各个唇形密封件皆具有抵靠内轴毂200或驱动轴90的外表面上的密封唇。
70.在一些示例中,外密封装置162可以适应第一室通道140、第一低速凹部通道142以及第二低速凹部通道144中的一个或更多个。内密封装置164可以适应第二室通道226、第一高速凹部通道228以及第二高速凹部通道230中的一个或更多个。
71.现在参照图9和图10,低速离合器装置410通常包括低速离合器环412,该低速离合器环具有第一环面414和第二环面416。一个或更多个低速离合器接合部件418被设置在第二环面416上并且被配置为与齿轮组600的对应部分选择性地接合。可以将低速离合器接合部件418形成为例如被配置为周向接合的腔、凸起、齿或爪。在一个示例中,低速离合器接合部件418总体上沿第二轴向方向96从第二环面416起向外延伸。低速离合器接合部件418各自包括总体上分别面向第一旋转时钟方向d1和第二旋转时钟方向d2的第一旋转接合面420和第二旋转接合面422、以及总体上面向第二轴向方向96的端接合面424。
72.低速离合器环412还包括被设置在第二环面416上的低速槽装置426。低速槽装置426在径向内侧上以内低速离合器壁428为界并且在径向外侧上以外低速离合器壁430为界。在一个示例中,低速槽装置426包括多个槽,并且低速离合器接合部件418被插入在相邻的槽之间。
73.低速离合器装置410还包括低速导引总成432,该低速导引总成被配置成与齿轮组600相互作用,以实现低速离合器装置410相对于齿轮组600移动离开接合位置。以这种方式,低速导引总成432的操作可以提供“踢出(kickout)”功能。低速导引总成432包括被安装至低速离合器环412的一个或更多个可移动低速导引件434。将所述一个或更多个可移动低速导引件434至少部分地设置在低速槽装置426中。在一个示例中,将各个低速导引件434设置在低速槽装置426的对应槽中。在所描绘的示例中,将低速导引总成432示出为具有五个可移动低速导引件434。然而,应理解,低速导引总成432可以包括更多或更少的低速导引件434。
74.低速离合器环412被设置在低速室124中并且被连接至壁部分118(即,第一外壁126和第一内壁128中的一者或两者),以便被保持来防止相对于第一壳体部件110的旋转。即,使低速离合器环412接地至第一壳体部件110。因此,在低速离合器环412的脱离位置中,齿轮组600可以相对于低速离合器环412沿一个或更多个时钟方向旋转。在低速离合器环412的接合位置中,齿轮组600的与低速离合器环412接合的一部分可以被保持以防止相对于低速离合器环412沿至少一个时钟方向旋转。即,低速离合器环412可以接合齿轮组600的一部分以在至少一个时钟方向上使齿轮组600的该部分接地。
75.在工作中,低速离合器致动总成310对低速室124进行加压,以将低速离合器环412沿第二轴向方向96重新定位至相对于齿轮组600的接合位置,使得低速离合器接合部件418接合齿轮组600的对应部分。低速导引总成432与低速离合器环412一起沿第二轴向方向96移动。低速离合器环412与行星齿轮组600的接合使行星齿轮组600的由低速离合器接合部件418沿至少一个时钟方向接合的所述部分接地。
76.各个低速导引件434被安装用于相对于低速离合器环412选择性地从缩回位置移动至伸出位置以及从伸出位置移动至缩回位置。在缩回位置中,不将低速导引件434配置成与齿轮组600相互作用。例如,在缩回位置中,低速导引件434可以相对于低速离合器接合部件418凹入和/或基本上被定位在低速槽装置426内。
77.在伸出位置中,各个低速导引件434的至少一部分从低速槽装置426延伸至低速离合器接合部件418的端接合面424的轴向位置处或者该轴向位置附近。即,各个低速导引件434的至少一部分在从缩回位置到伸出位置的移动期间是沿第二轴向方向96移位的。低速导引件434被配置成在伸出位置中与齿轮组600相互作用,以实现低速离合器环412沿第一
轴向方向94的移动,即,执行“踢出”操作以将低速离合器环412从齿轮组600脱离。
78.在所描绘的示例中,将各个低速导引件434通过对应的低速枢转销436枢转地安装至低速离合器环412上。以这种方式,各个低速导引件434被配置为在缩回位置与伸出位置之间枢转移动。在一个示例中,各个低速导引件434皆包括第一导引端438,该第一导引端在从缩回位置到伸出位置的枢转移动期间是沿第二轴向方向96移位的。相反地,第一导引端438在从伸出位置到缩回位置的枢转移动期间是沿第一轴向方向94移位的。
79.各个低速导引件434皆具有总体上面向第二轴向方向96的低速导引接合表面440。在一个示例中,低速导引接合表面440可以在缩回位置中与低速离合器环412的第二环面416基本上平行或共面。在伸出位置中,低速导引接合表面440相对于第二环面416是倾斜的并且基本上延伸至对应的低速离合器接合部件418的端接合面424。
80.低速导引总成432还包括一个或更多个第一低速销442,该第一低速销被配置成与对应的低速导引件434相互作用,以实现低速导引件434至少从缩回位置到伸出位置的移动。例如,各个第一低速销442皆可以在低速枢转销436与第一导引端438之间的位置处与对应的低速导引件434对接。第一低速销442被操作为沿第二轴向方向96移动,以实现对应的低速导引件434沿第一枢转方向p1的枢转移动,从而使对应的第一导引端438沿第二轴向方向96移位。
81.在一个示例中,第一低速销442位于对应的第一低速凹部134中并且贯穿低速离合器环412的第一环面414延伸到低速室124中并延伸到低速槽装置426中,以与对应的低速导引件434对接。第一低速销442被配置为随着低速离合器环412从脱离位置到接合位置的重新定位而与低速离合器环412一起移动。第一低速销442还被配置为相对于低速离合器环412移动,以实现对应的低速导引件434从缩回位置到伸出位置的移动。
82.参照图8至图10,所述一个或更多个致动总成300包括一个或更多个导引致动总成。所述一个或更多个导引致动总成可以包括第一低速导引致动总成314,该第一低速导引致动总成可操作为实现第一低速销442相对于低速离合器环412沿至少一个方向的移动。在一个示例中,第一低速导引致动总成314被配置成实现第一低速销442沿第二轴向方向96的移动,以将对应的低速导引件434从缩回位置移动至伸出位置。
83.在一个示例中,第一低速导引致动总成314是液压致动总成。为此,第一低速导引致动总成314可以包括液压系统32的各种组件(例如,泵、阀、流管线等),这些组件可操作为向第一低速凹部134提供液压流体以对第一低速凹部134进行加压,和/或从第一低速凹部134移除液压流体以对第一低速凹部134进行减压。在一个示例中,第一低速导引致动总成314被配置成对第一低速凹部134进行加压,以实现对应的第一低速销442沿第二轴向方向96的移动,并由此实现对应的低速导引件434到伸出位置的移动。相反地,在一个示例中,第一低速导引致动总成314被配置成使第一低速凹部134进行减压,以便于对应的第一低速销442沿第一轴向方向94的移动。第一壳体部件110可以包括一个或更多个第一低速凹部通道142,通过该第一低速凹部通道,液压流体可以通过第一低速导引致动总成314的操作而被接纳在对应的第一低速凹部134中和/或从对应的第一低速凹部中移除。
84.第一低速销442可以包括:被配置为在对应的第一低速凹部134中移动的第一活塞部分444、以及从第一活塞部分444起延伸的第一杆部分446。第一杆部分446延伸穿过低速离合器环412的第一环面414并且延伸到低速槽装置426中,以与对应的低速导引件434对
接。
85.在一些示例中,还可以使低速导引件434沿第二枢转方向p2从缩回位置枢转至第二伸出位置。在第二伸出位置中,使对应的低速导引件434的与第一导引端438相反的第二导引端450沿第二轴向方向96移位,同时沿第二枢转方向p2进行枢转移动。
86.低速导引总成432还可以包括一个或更多个第二低速销452,该第二低速销被配置成与对应的低速导引件434相互作用,以实现低速导引件434至少从缩回位置到第二伸出位置的移动。例如,各个第二低速销452皆可以在低速枢转销436与第二导引端450之间的位置处与对应的低速导引件434对接。第二低速销452被操作为沿第二轴向方向96移动,以实现对应的低速导引件434沿第二枢转方向p2的枢转移动,从而使对应的第二导引端450沿第二轴向方向96移位。
87.在一个示例中,第二低速销452位于对应的第二低速凹部136中并且贯穿低速离合器环412的第一环面414延伸到低速室124中并延伸到低速槽装置426中,以与对应的低速导引件434对接。第二低速销452被配置为随着低速离合器环412从脱离位置到接合位置的重新定位而与低速离合器环412一起移动。第二低速销452还被配置为相对于低速离合器环412移动,以实现对应的低速导引件434从缩回位置到第二伸出位置的移动。
88.所述一个或更多个导引致动总成还可以包括第二低速导引致动总成316,该第二低速导引致动总成可操作为实现第二低速销452相对于低速离合器环412沿至少一个方向的移动。在一个示例中,第二低速导引致动总成316被配置成实现第二低速销452沿第二轴向方向96的移动,以将对应的低速导引件434从缩回位置移动至第二伸出位置。
89.在一个示例中,第二低速导引致动总成316是液压致动总成。为此,第二低速导引致动总成316可以包括液压系统32的各种组件(例如,泵、阀、流管线等),这些组件可操作为向第二低速凹部136提供液压流体以对第二低速凹部136进行加压,和/或从第二低速凹部136移除液压流体以对第二低速凹部136进行减压。在一个示例中,第二低速导引致动总成316被配置成对第二低速凹部136进行加压,以实现对应的第二低速销452沿第二轴向方向96的移动,并由此实现低速导引件434到第二伸出位置的移动。相反地,在一个示例中,第二低速导引致动总成316可以被配置成使第二低速凹部136进行减压,以便于对应的第二低速销452沿第一轴向方向94的移动。第一壳体部件110可以包括一个或更多个第二低速凹部通道144,通过该第二低速凹部通道,液压流体可以通过第二低速导引致动总成316的操作而被接纳在对应的第二低速凹部136中和/或从对应的第二低速凹部中移除。
90.第二低速销452可以包括:被配置为在对应的第二低速凹部136中移动的第二活塞部分454、以及从第二活塞部分454起延伸的第二杆部分456。第二杆部分456延伸穿过低速离合器环412的第一环面414并且延伸到低速槽装置426中,以与对应的低速导引件434对接。
91.低速离合器装置410还包括被设置在低速室124中的低速保持环460。在所描绘的示例中,低速保持环460被设置在低速室124的内端132处,相邻和/或抵接低速室124的第一基础部分130。低速保持环460被基本上固定以防止在低速室124内移动,并且可以充当低速室124与所述一个或更多个凹部134、136之间的密封件。
92.为了实现低速离合器装置410从齿轮组600的脱离,由第一低速导引致动总成314对第一低速凹部134进行加压,以沿第二轴向方向96移动对应的第一低速销442。因此,使相
应的低速导引件434沿第一枢转方向p1枢转,以将低速导引件434移动至第一伸出位置。齿轮组600相对于低速离合器装置410的旋转使齿轮组600的一部分与低速导引接合表面440相互作用,以便沿着该倾斜表面滑动。这种移动使低速离合器环412沿第一轴向方向94移动,以在“踢出”操作中从齿轮组600脱离。
93.另选地,由第二低速导引致动总成316对第二低速凹部136进行加压,以沿第二轴向方向96移动对应的第二低速销452。因此,使相应的低速导引件434沿第二枢转方向p2枢转,以将低速导引件434移动至第二伸出位置。经由齿轮组600的一部分与倾斜表面之间的相互作用,齿轮组600相对于低速离合器装置410的旋转使低速离合器环412沿第一轴向方向94移动,以在“踢出”操作中从齿轮组600脱离。
94.随着低速离合器环412沿第一轴向方向94的移动,第一活塞部分444和第二活塞部分454在对应的第一低速凹部134和第二低速凹部136中沿第一轴向方向94移动。第一低速凹部134或者另选地第二低速凹部136可以由对应的第一低速导引致动总成314或第二低速导引致动总成316进行减压,以适应沿第一轴向方向94的移动。
95.在一个示例中,通过对第一低速凹部134进行减压并且对第二低速凹部136进行加压以使第二低速销452沿第二轴向方向96前进,从而使低速导引件434沿第二枢转方向p2枢转以便返回至缩回位置,可以使低速导引件434从第一伸出位置移动至缩回位置。随着低速导引件434沿第二枢转方向p2的移动,第一低速销442可以在经减压的第一低速凹部134内沿第一轴向方向94移动。
96.类似地,通过对第二低速凹部136进行减压并且对第一低速凹部134进行加压以使第一低速销442沿第二轴向方向96前进,从而使低速导引件434沿第一枢转方向p1枢转以便返回至缩回位置,可以使低速导引件434从第二伸出位置移动至缩回位置。随着低速导引件434沿第一枢转方向p1的移动,第二低速销452可以在经减压的第二低速凹部136内沿第一轴向方向94移动。
97.另选地,在第一伸出位置或者第二伸出位置中,低速导引件434可以通过与齿轮组600相互作用而返回至缩回位置,其中第一低速凹部134和第二低速凹部136被减压并且低速离合器装置410相对于齿轮组600移动至接合位置。
98.现在参照图11和图12,高速离合器装置510通常包括高速离合器环512,该高速离合器环具有第一环面514和第二环面516。一个或更多个高速离合器接合部件518被设置在第二环面516上并且被配置为与齿轮组600的对应部分选择性地接合。可以将高速离合器接合部件518形成为例如被配置为周向接合的腔、凸起、齿或爪。在一个示例中,高速离合器接合部件518总体上沿第二轴向方向96从第二环面516起向外延伸。高速离合器接合部件518各自包括总体上分别面向第一旋转时钟方向d1和第二旋转时钟方向d2的第一旋转接合面520和第二旋转接合面522,以及总体上面向第二轴向方向96的端接合面524。
99.高速离合器环512还包括被设置在第二环面516上的高速槽装置526。高速槽装置526在径向内侧上以内高速离合器壁528为界并且在径向外侧上以外高速离合器壁530为界。在一个示例中,高速槽装置526包括多个槽,并且将高速离合器接合部件518插入在相邻的槽之间。
100.高速离合器装置510还包括高速导引总成532,该高速导引总成被配置成与齿轮组600相互作用,以实现高速离合器装置510相对于齿轮组600移动离开接合位置。以这种方
式,高速导引总成532的操作可以提供“踢出”功能。高速导引总成532包括被安装至高速离合器环512的一个或更多个可移动高速导引件534。将所述一个或更多个可移动高速导引件534至少部分地设置在高速槽装置526中。在一个示例中,将各个高速导引件534设置在高速槽装置526的对应槽中。在所描绘的示例中,将高速导引总成532示出为具有五个可移动高速导引件534。然而,应理解,高速导引总成532可以包括更多或更少的高速导引件534。
101.高速离合器环512被设置在高速室210中并且被连接至第二外壁212和第二内壁214中的一者或两者,以便与内轴毂200一起旋转。即,将高速离合器环512以不能相对转动的方式固定至内轴毂200。因此,在高速离合器环512的脱离位置中,高速离合器环512可以相对于齿轮组600的至少一部分旋转。在高速离合器环512的接合位置中,高速离合器环512驱动齿轮组600的由高速离合器环512接合的部分的旋转。即,高速离合器环512可以接合齿轮组600的一部分以驱动齿轮组600的该部分的旋转。
102.在工作中,高速离合器致动总成320对高速室210进行加压,以将高速离合器环512沿第二轴向方向96相对于齿轮组600重新定位至接合位置,使得高速离合器接合部件518接合齿轮组600的对应部分。高速导引总成532与高速离合器环512一起沿第二轴向方向96移动。高速离合器环512与行星齿轮组600的接合经由高速离合器环512将驱动轴90锁定至行星齿轮组600。
103.各个高速导引件534被安装成用于相对于高速离合器环512选择性地从缩回位置移动至伸出位置以及从伸出位置移动至缩回位置。在缩回位置中,不将高速导引件534配置成与齿轮组600相互作用。例如,在缩回位置中,高速导引件可以相对于高速离合器接合部件518凹入和/或基本上被定位在高速槽装置526内。
104.在伸出位置中,各个高速导引件534的至少一部分从高速槽装置526延伸至高速离合器接合部件518的端接合面524的轴向位置处或者该轴向位置附近。即,各个高速导引件534的至少一部分在从缩回位置到伸出位置的移动期间沿第二轴向方向96移位。高速导引件534被配置成在伸出位置中与齿轮组600相互作用,以实现高速离合器环512沿第一轴向方向94的移动,即,执行“踢出”操作以使高速离合器环512从齿轮组600脱离。
105.在所描绘的示例中,将各个高速导引件534通过对应的高速枢转销536枢转地安装至高速离合器环512上。以这种方式,各个高速导引件534被配置为在缩回位置与伸出位置之间枢转移动。在一个示例中,各个高速导引件534皆包括第一导引端538,该第一导引端在从缩回位置到伸出位置的枢转移动期间沿第二轴向方向96移位。相反地,第一导引端538在从伸出位置到缩回位置的枢转移动期间沿第一轴向方向94移位。
106.各个高速导引件534皆具有总体上面向第二轴向方向96的高速导引接合表面540。在一个示例中,高速导引接合表面540可以在缩回位置中与高速离合器环512的第二环面516基本上平行或共面。在伸出位置中,高速导引接合表面540相对于第二环面516是倾斜的并且基本上延伸至对应的高速离合器接合部件518的端接合面524。
107.高速导引总成532还包括一个或更多个第一高速销542,该第一高速销被配置成与对应的高速导引件534相互作用,以实现对应的高速导引件534至少从缩回位置到伸出位置的移动。例如,各个第一高速销542皆可以在高速枢转销536与第一导引端538之间的位置处与对应的高速导引件534对接。第一高速销542被操作为沿第二轴向方向96移动,以实现对应的高速导引件534沿第一枢转方向p1从缩回位置枢转移动至伸出位置,使得对应的第一
导引端538沿第二轴向方向96移位。
108.在一个示例中,第一高速销542位于对应的第一高速凹部220中并且贯穿高速离合器环512的第一环面514延伸到高速室210中并延伸到高速槽装置526中,以与对应的高速导引件534对接。第一高速销542被配置为随着高速离合器环512从脱离位置到接合位置的重新定位而与高速离合器环512一起移动。第一高速销542还被配置为相对于高速离合器环512移动,以实现对应的高速导引件534从缩回位置到伸出位置的移动。
109.参照图8、图11以及图12,所述一个或更多个导引致动总成可以包括第一高速导引致动总成324,该第一高速导引致动总成可操作为实现第一高速销542相对于高速离合器环512沿至少一个方向的移动。在一个示例中,第一高速导引致动总成324被配置成实现第一高速销542沿第二轴向方向96的移动,以将高速导引件534从缩回位置移动至伸出位置。
110.在一个示例中,第一高速导引致动总成324是液压致动总成。为此,第一高速导引致动总成324可以包括液压系统32的各种组件(例如,泵、阀、流管线等),这些组件可操作为向第一高速凹部220提供液压流体以对第一高速凹部220进行加压,和/或从第一高速凹部220移除液压流体以对第一高速凹部220进行减压。在一个示例中,第一高速导引致动总成324被配置成对第一高速凹部220进行加压,以实现对应的第一高速销542沿第二轴向方向96的移动,并由此实现高速导引件534到伸出位置的移动。相反地,在一个示例中,第一高速导引致动总成324可以被配置成使第一高速凹部220进行减压,以便于对应的第一高速销542沿第一轴向方向94的移动。内轴毂200可以包括一个或更多个第一高速凹部通道228,通过该第一高速凹部通道,液压流体可以通过第一高速导引致动总成324的操作而被接纳在对应的第一高速凹部220中和/或从对应的第一高速凹部中移除。
111.第一高速销542可以包括:被配置为在对应的第一高速凹部220中移动的第一活塞部分544、以及从第一活塞部分544起延伸的第一杆部分546。第一杆部分546延伸穿过高速离合器环512的第一环面514并且延伸到高速槽装置526中,以与对应的高速导引件534对接。
112.在一些示例中,还可以使高速导引件534沿第二枢转方向p2从缩回位置枢转至第二伸出位置。在第二伸出位置中,使对应的高速导引件534的与第一导引端538相反的第二导引端550沿第二轴向方向96移位,同时沿第二枢转方向p2进行枢转移动。
113.高速导引总成532还可以包括一个或更多个第二高速销552,该第二高速销被配置成与对应的高速导引件534相互作用,以实现高速导引件534至少从缩回位置到第二伸出位置的移动。例如,各个第二高速销552皆可以在高速枢转销536与第二导引端550之间的位置处与对应的高速导引件534对接。使第二高速销552操作为沿第二轴向方向96移动,以实现对应的高速导引件534沿第二枢转方向p2的枢转移动,从而使对应的第二导引端550沿第二轴向方向96移位。
114.在一个示例中,第二高速销552位于对应的第二高速凹部222中并且贯穿高速离合器环512的第一环面514延伸到高速室210中并延伸到高速槽装置526中,以与对应的高速导引件534对接。第二高速销552被配置为随着高速离合器环512从脱离位置到接合位置的重新定位而与高速离合器环512一起移动。第二高速销552还被配置为相对于高速离合器环512移动,以实现对应的高速导引件534从缩回位置到第二伸出位置的移动。
115.所述一个或更多个导引致动总成还可以包括第二高速导引致动总成326,该第二
高速导引致动总成可操作为实现第二高速销552相对于高速离合器环512沿至少一个方向的移动。在一个示例中,第二高速导引致动总成326被配置成实现第二高速销552沿第二轴向方向96的移动,以将对应的高速导引件534从缩回位置移动至第二伸出位置。
116.在一个示例中,第二高速导引致动总成326是液压致动总成。为此,第二高速导引致动总成326可以包括液压系统32的各种组件(例如,泵、阀、流管线等),这些组件可操作为向第二高速凹部222提供液压流体以对第二高速凹部222进行加压,和/或从第二高速凹部222移除液压流体以对第二高速凹部222进行减压。在一个示例中,第二高速导引致动总成326被配置成对第二高速凹部222进行加压,以实现对应的第二高速销552沿第二轴向方向96的移动,并由此实现高速导引件534到第二伸出位置的移动。相反地,在一个示例中,第二高速导引致动总成326可以被配置成使第二高速凹部222进行减压,以便于对应的第二高速销552沿第一轴向方向94的移动。内轴毂200可以包括一个或更多个第二高速凹部通道230,通过该第二高速凹部通道,液压流体可以通过第二高速导引致动总成326的操作而被接纳在对应的第二高速凹部222中和/或从对应的第二高速凹部中移除。
117.第二高速销552可以包括:被配置为在对应的第二高速凹部222中移动的第二活塞部分556、以及从第二活塞部分556起延伸的第二杆部分558。第二杆部分558延伸穿过高速离合器环512的第一环面514并且延伸到高速槽装置526中,以与对应的高速导引件534对接。
118.高速离合器装置510还包括被设置在高速室210中的高速保持环560。在所描绘的示例中,高速保持环560被设置在高速室210的内端218处,相邻和/或抵接高速室210的基础部分216。高速保持环560被基本上固定以防止在高速室210内移动,并且可以充当高速室210与所述一个或更多个高速凹部220、222之间的密封件。
119.为了实现高速离合器装置510从齿轮组600的脱离,由第一高速导引致动总成324对第一高速凹部220进行加压,以沿第二轴向方向96移动对应的第一高速销542。因此,使相应的高速导引件534沿第一枢转方向p1枢转,以将高速导引件534移动至第一伸出位置。齿轮组600相对于高速离合器装置510沿第一时钟方向d1的旋转使齿轮组600与高速导引接合表面540相互作用,以便沿着该倾斜表面滑动。这种移动使高速离合器环512沿第一轴向方向94移动,以在“踢出”操作中从齿轮组600脱离。
120.另选地,由第二高速导引致动总成326对第二高速凹部222进行加压,以沿第二轴向方向96移动对应的第二高速销552。因此,使相应的高速导引件534沿第二枢转方向p2枢转,以将高速导引件534移动至第二伸出位置。齿轮组600相对于高速离合器装置510(或者高速离合器装置相对于齿轮组)沿第二时钟方向d2的旋转使齿轮组600(经由高速导引件534)对高速离合器环512施加力,以在“踢出”操作中实现高速离合器环512沿第一轴向方向94移动离开接合位置。
121.随着高速离合器环512沿第一轴向方向94的移动,第一活塞部分544和第二活塞部分554在对应的第一高速凹部220和第二高速凹部222中沿第一轴向方向94移动。第一高速凹部220或者另选地第二高速凹部222可以由对应的第一高速导引致动总成324或第二高速导引致动总成326进行减压,以适应沿第一轴向方向94的移动。
122.在一个示例中,通过对第一高速凹部220进行减压并且对第二高速凹部222进行加压以使第二高速销552沿第二轴向方向96前进,从而使高速导引件534沿第二枢转方向p2枢
转以便返回至缩回位置,可以使高速导引件534从第一伸出位置移动至缩回位置。随着高速导引件534沿第二枢转方向p2的移动,第一高速销542可以在经减压的第一高速凹部220内沿第一轴向方向94移动。
123.类似地,通过对第二高速凹部222进行减压并且对第一高速凹部220进行加压以使第一高速销542沿第二轴向方向96前进,从而使高速导引件534沿第一枢转方向p1枢转以便返回至缩回位置,可以使高速导引件534从第二伸出位置移动至缩回位置。随着高速导引件534沿第一枢转方向p1的移动,第二高速销552可以在经减压的第二高速凹部222内沿第一轴向方向94移动。
124.另选地,在第一伸出位置或者第二伸出位置中,高速导引件534可以通过与齿轮组600相互作用而返回至缩回位置,其中第一高速凹部220和第二高速凹部222被减压并且高速离合器装置510移动至接合位置。
125.再次参照图8,齿轮组600是行星齿轮组。在一些实施方式中,驱动轴90可以被认为是行星齿轮组600的部分。尽管下面描述了行星齿轮组600的一个示例配置,但是其它实施方式可以具有不同的配置。
126.行星齿轮组600包括被安装为与驱动轴90一起旋转的太阳齿轮610。太阳齿轮610包括多个齿或花键,这些齿或花键与外接太阳齿轮610的一组行星齿轮612啮合。在一个示例中,行星齿轮612包括一个或更多个行星齿轮的单个周向排,但是其它实施方式可以包括径向堆叠的排。
127.行星齿轮612由外接太阳齿轮610的行星齿轮架614以及驱动轴90支承,并且至少部分地由第一径向延伸的轴向面对齿轮架板和第二径向延伸的轴向面对齿轮架板形成。行星齿轮架614的齿轮架板包括一排安装位置,这些安装位置用于接纳延伸穿过并支承行星齿轮612以供旋转的车轴。同样地,在这种布置中,行星齿轮车轴中的各个行星齿轮车轴分别形成行星齿轮612中的各个行星齿轮的单独旋转轴线,并且行星齿轮架614使得该组行星齿轮612能够绕太阳齿轮610共同旋转。
128.齿轮组600还包括外接太阳齿轮610和行星齿轮612的齿圈616。齿圈616包括与行星齿轮612的齿接合的径向内齿。照此,行星齿轮612在太阳齿轮610与齿圈616之间延伸并与它们接合。
129.将齿圈616固定地设置在可旋转的第二壳体部件112的内部,该第二壳体部件充当齿轮壳体。第三壳体部件114与齿圈616一起旋转并且形成输出部件88的部分,使得齿圈616、第二壳体部件112、第三壳体部件114以及输出部件88作为一个单元旋转。关于行星齿轮组600,可旋转的第二壳体部件112和第三壳体部件114和/或齿圈616可以在一个或更多个旋转或时钟方向上充当输出部件88。
130.如图13和图14所示,行星齿轮架614包括一个或更多个低速齿轮架接合部件618,该低速齿轮架接合部件被配置成与对应的一个或更多个低速离合器接合部件418选择性接合。所述一个或更多个低速齿轮架接合部件618可以被形成为凹部、凹穴、槽、爪等。在所描绘的示例中,低速齿轮架接合部件被形成为行星齿轮架614的轴向面中的凹部。低速齿轮架接合部件618被配置成接纳对应的低速离合器接合部件418,其中低速离合器装置410处于相对于齿轮组600的接合位置中。相反地,将低速齿轮架接合部件618与低速离合器接合部件418沿轴向间隔开,其中低速离合器装置410相对于齿轮组600处于脱离位置中。低速齿轮
架接合部件618的沿行星齿轮架614的周向方向的尺寸可以大于对应的低速离合器接合部件418的沿低速离合器环412的周向方向的尺寸。
131.在一些示例中,可以将低速离合器接合部件418的第一旋转接合面420和第二旋转接合面422以及低速齿轮架接合部件618的对应部分形成为具有互补后锥形(rear taper)。以这种方式,在低速离合器接合部件418与对应的低速齿轮架接合部件618接合,并且第一旋转接合面420或第二旋转接合面422中的一个旋转接合面与低速齿轮架接合部件618的对应面接合的情况下,互补后锥形可以阻止低速离合器接合部件418相对于低速齿轮架接合部件618沿第一轴向方向94的移动。即,低速离合器接合部件418和对应的低速齿轮架接合部件618的互补后锥形阻止了低速离合器环412从行星齿轮架614的脱离。
132.此外,在一些示例中,低速离合器接合部件418和/或低速齿轮架接合部件618可以涂覆有摩擦材料或者利用摩擦材料进行处理。因此,可以在低速离合器接合部件418与低速齿轮架接合部件618的对应面之间提供增大的摩擦,以进一步阻止低速离合器环412从行星齿轮架614的脱离。
133.将低速离合器装置410以不能相对转动的方式固定至第一壳体部件110,并由此保持旋转静止。因此,在接合位置中,低速离合器装置410通过低速离合器接合部件418与低速齿轮架接合部件618之间的相互作用,来固定行星齿轮架614以防止沿至少一个时钟方向的旋转。应意识到,当低速离合器装置410保持行星齿轮架614以防止旋转时,根据低速离合器装置410的接合部件418与行星齿轮架614的相应接合部件618之间的旋转间隙,在低速离合器装置410的接合和脱离移动期间可能发生一些相对旋转。
134.现在参照图15和图16,行星齿轮架614还包括一个或更多个高速齿轮架接合部件620,该高速齿轮架接合部件被配置成与对应的一个或更多个高速离合器接合部件518选择性接合。可以将所述一个或更多个高速齿轮架接合部件620形成为凹部、凹穴、槽、爪等。在所描绘的示例中,将高速齿轮架接合部件620形成为行星齿轮架614的轴向面中的凹部。高速齿轮架接合部件620被配置成接纳对应的高速离合器接合部件518,其中高速离合器装置510相对于齿轮组600处于接合位置中。相反地,使高速齿轮架接合部件620与高速离合器接合部件518沿轴向间隔开,其中高速离合器装置510相对于齿轮组600处于脱离位置中。高速齿轮架接合部件620的沿行星齿轮架614的周向方向的尺寸可以大于对应的高速离合器接合部件518的沿低速离合器环512的周向方向的尺寸。
135.在一些示例中,可以将高速离合器接合部件518的第一旋转接合面520和第二旋转接合面522以及高速齿轮架接合部件620的对应部分形成为具有互补后锥形。以这种方式,在高速离合器接合部件518与对应的高速齿轮架接合部件620接合,并且第一旋转接合面520或第二旋转接合面522中的一个旋转接合面与高速齿轮架接合部件620的对应面接合的情况下,互补后锥形可以阻止高速离合器接合部件518相对于高速齿轮架接合部件620沿第一轴向方向94的移动。即,高速离合器接合部件518和对应的高速齿轮架接合部件620的互补后锥形阻止了高速离合器环512从行星齿轮架614的脱离。
136.此外,在一些示例中,高速离合器接合部件518和/或高速齿轮架接合部件620可以涂覆有摩擦材料或者利用摩擦材料进行处理。因此,可以在高速离合器接合部件518与高速齿轮架接合部件620的对应面之间提供增大的摩擦,以进一步阻止高速离合器环512从行星齿轮架614的脱离。
137.将高速离合器装置510以不能相对转动的方式固定至内轴毂200,该内轴毂以不能相对转动的方式固定至驱动轴90。因此,高速离合器装置510与驱动轴90一起旋转。因此,在接合位置中,高速离合器装置510通过高速离合器接合部件518与高速齿轮架接合部件620之间的相互作用,来沿第一时钟方向d1或者第二时钟方向d2驱动行星齿轮架614。
138.图17a至图17e示出了在高速离合器装置510沿第一时钟方向d1旋转的情况下高速离合器装置510与齿轮组600进行接合和脱离的示例序列,以及图17f至图17h示出了在高速离合器装置510沿第二时钟方向d2旋转的情况下高速离合器装置510从齿轮组600脱离的示例序列。在图17a中,高速离合器装置510相对于齿轮组600的行星齿轮架614处于脱离位置中,使得高速离合器接合部件518从高速齿轮架接合部件620脱离。高速导引件534处于缩回位置。在一个示例中,高速导引接合表面540在缩回位置中与高速离合器环512的第二环面516基本上平行或共面。此外,第一高速销542和第二高速销552缩回到对应的第一高速凹部220和第二高速凹部222中。
139.在图17b中,由高速离合器致动总成320对高速室210(例如,参见图7)进行加压,以将高速离合器装置510沿第二轴向方向96相对于行星齿轮架614移动至接合位置。因此,使高速离合器环512沿第二轴向方向96移动,以使高速离合器接合部件518与高速齿轮架接合部件620相接合。使高速导引总成532与高速离合器环512一起沿第二轴向方向96移动。因此,使第一高速销542和第二高速销552在对应的第一高速凹部220和第二高速凹部222内沿第二轴向方向96移动。
140.在图17c中,高速离合器装置510与内轴毂200一起沿第一时钟方向d1旋转。以这种方式,使相应的高速离合器接合部件518的第一旋转接合面520旋转成与高速齿轮架接合部件620的对应表面接合。因此,与驱动轴90和内轴毂200一起沿第一时钟方向d1旋转的高速离合器环512沿第一时钟方向d1驱动行星齿轮架614。即,高速离合器环512接合行星齿轮架614,以经由内轴毂200将行星齿轮架614以不能相对转动的方式固定至驱动轴90。
141.如图17d所示,将高速导引总成532操作成在“踢出”操作中实现高速离合器装置510从齿轮组600的脱离。在该示例中,由第一高速导引致动总成324对第一高速凹部220进行加压,以沿第二轴向方向96移动第一高速销542。第一高速销542与高速导引件534相互作用,以沿第一枢转方向p1枢转高速导引件534。以这种方式,使第一导引端538沿第二轴向方向96移位,并且使高速导引总成532移动至第一伸出位置。
142.在图17e中,行星齿轮架614相对于高速离合器环512沿第一时钟方向d1旋转。行星齿轮架614与高速导引接合表面540的倾斜表面相互作用以形成凸轮装置,由此行星齿轮架614与高速离合器环512之间的相对旋转实现高速离合器环512沿第一轴向方向94的移动。以这种方式,使高速离合器接合部件518从对应的高速齿轮架接合部件620脱离。尽管图17a至图17e未示出,但是应意识到,可以例如在高速用复位弹簧的偏置力下完成高速离合器装置510到脱离位置的移动。
143.在图17f中,高速离合器装置510处于接合位置中,使得高速离合器环512的高速离合器接合部件518被接合在对应的高速齿轮架接合部件620中。另外,使高速离合器装置510与内轴毂200一起沿第二时钟方向d2旋转。以这种方式,使相应的高速离合器接合部件518的第二旋转接合面522旋转成与高速齿轮架接合部件620的对应面接合。因此,与驱动轴90和内轴毂200一起沿第二时钟方向d2旋转的高速离合器环512沿第二时钟方向d2驱动行星
齿轮架614。即,高速离合器环512接合行星齿轮架614,以经由内轴毂200将行星齿轮架614以不能相对转动的方式固定至驱动轴90。
144.在图17g中,将高速导引总成532操作成在“踢出”操作中实现高速离合器装置510从齿轮组600的脱离。在该示例中,由第二高速导引致动总成326对第二高速凹部222进行加压,以沿第二轴向方向96移动第二高速销552。第二高速销552与高速导引件534相互作用,以沿第二枢转方向p2枢转高速导引件534。以这种方式,使第二导引端550沿第二轴向方向96移位,并且使高速导引总成532移动至第二伸出位置。
145.在图17h中,行星齿轮架614相对于高速离合器环512沿第二时钟方向d2旋转。行星齿轮架614与高速导引接合表面540的倾斜表面相互作用以形成凸轮装置,由此行星齿轮架614与高速离合器环512之间的相对旋转实现高速离合器环512沿第一轴向方向94的移动。以这种方式,使高速离合器接合部件518从对应的高速齿轮架接合部件620脱离。尽管图17f至图17h未示出,但是应意识到,可以例如在高速用复位弹簧的偏置力下完成高速离合器装置510到脱离位置的移动。
146.如上所示,图17a至图17h中的图解将被理解为表示低速离合器装置410与齿轮组600之间的相互作用,除了低速离合器装置410与行星齿轮架614之间的相对旋转之外。例如,使低速离合器装置410接地,使得它不沿时钟方向d1、d2中的任一时钟方向旋转。使低速离合器装置410移动成与齿轮组600接合,使得低速离合器环412的低速离合器接合部件418接合行星齿轮架的对应的低速齿轮架接合部件618。
147.可以使行星齿轮架614沿第一时钟方向d1旋转,使得相应的低速离合器接合部件418的第二旋转接合面422由低速齿轮架接合部件618的对应面接合。以这种方式,低速离合器装置410保持行星齿轮架614以防止沿第一时钟方向d1的进一步旋转。可以将低速导引总成432操作成使低速离合器装置410从齿轮组600脱离。例如,可以由第二低速导引致动总成316对第二低速凹部136进行加压,以沿第二轴向方向96移动第二低速销452。第二低速销452与对应的低速导引件434相互作用,以沿第二枢转方向p2使低速导引件434枢转。行星齿轮架614沿第二时钟方向d2相对于低速离合器环412的旋转实现行星齿轮架614与低速导引接合表面440的倾斜表面之间的相互作用,以形成凸轮装置。以这种方式,行星齿轮架614相对于低速离合器环412的旋转实现了低速离合器环412沿第一轴向方向94的移动,从而实现“踢出”操作。低速离合器装置410到脱离位置的移动可以例如在低速用复位弹簧的偏置力下完成。
148.另选地,可以使行星齿轮架614沿第二时钟方向d2旋转,使得相应的低速离合器接合部件418的第一旋转接合面420由低速齿轮架接合部件618的对应面接合。以这种方式,低速离合器装置410保持行星齿轮架614以防止沿第二时钟方向d2的进一步旋转。为了使低速离合器装置410从齿轮组600脱离,可以由第一低速导引致动总成314对第一低速凹部134进行加压,以沿第二轴向方向96移动第一低速销442。第一低速销442与对应的低速导引件434相互作用,以使低速导引件434沿第一枢转方向p1枢转。行星齿轮架614沿第一时钟方向d1相对于低速离合器环412的旋转实现行星齿轮架614与低速导引接合表面440的倾斜表面之间的相互作用,以形成凸轮装置。以这种方式,行星齿轮架614相对于低速离合器环412的旋转实现了低速离合器环412沿第一轴向方向94的移动,从而实现“踢出”操作。低速离合器装置到脱离位置的移动可以例如在低速用复位弹簧的偏置力下完成。
149.在一些示例中,低速离合器装置410的低速导引总成432包括如上所述的第一低速销442和第二低速销452,这些低速销可操作成使低速导引件434沿第一枢转方向p1和第二枢转方向p2枢转。在其它示例中,低速导引总成432可以仅包括第一低速销442和第二低速销452中的一个低速销,该第一低速销和第二低速销可操作成分别使对应的低速导引件434中的各个低速导引件仅沿第一枢转方向p1和第二枢转方向p2中的一个枢转方向枢转。
150.在进一步的示例中,如图18所示,低速导引总成432可以包括第一低速销442或者第二低速销452中的一个低速销,该第一低速销或第二低速销可操作成使各个低速导引件434沿第一枢转方向p1或第二枢转方向p2枢转。即,可以仅提供一个低速销来使对应的低速导引件434枢转,使得一个或更多个低速导引件可通过对应的第一低速销442沿第一枢转方向p1枢转,并且一个或更多个低速导引件可通过对应的第二低速销452沿第二枢转方向p2枢转。因此,低速导引总成432可以包括多个低速导引件434,并且所述多个低速导引件434可以包括可仅通过第一低速销442沿第一枢转方向p1枢转的一个或更多个第一低速导引件434a、以及可仅通过第二低速销452沿第二枢转方向p2枢转的一个或更多个第二低速导引件434b。
151.在一些示例中,高速离合器装置510的高速导引总成532包括如上所述的第一高速销542和第二高速销552,这些高速销可操作成使高速导引件534沿第一枢转方向p1和第二枢转方向p2枢转。在其它示例中,高速导引总成532可以仅包括第一高速销542和第二高速销552中的一个高速销,该第一高速销和第二高速销可操作成分别使对应的高速导引件534中的各个高速导引件仅沿第一枢转方向p1和第二枢转方向p2中的一个枢转方向枢转。
152.在进一步的示例中,如图19所示,高速导引总成532可以包括第一高速销552或者第二高速销452中的一个高速销,该第一高速销或第二高速销可操作成使各个高速导引件534沿第一枢转方向p1或第二枢转方向p2枢转。即,可以仅提供一个高速销使对应的高速导引件534枢转,使得一个或更多个高速导引件可通过对应的第一高速销542沿第一枢转方向p1枢转,并且一个或更多个高速导引件可通过对应的第二高速销552沿第二枢转方向p2枢转。因此,高速导引总成532可以包括多个高速导引件534,并且所述多个高速导引件534可以包括可仅通过第一高速销542沿第一枢转方向p1枢转的一个或更多个第一高速导引件534a、以及可仅通过第二高速销552沿第二枢转方向p2枢转的一个或更多个第二高速导引件534b。
153.驱动总成56可以在表示不同速度(或“齿轮”)和不同输出方向(例如,作为第一时钟方向d1的“正向”和作为第二时钟方向d2的“反向”)的一个或更多个模式下运行。这些运行模式可以包括正向低速模式、反向低速模式、正向高速模式以及反向高速模式。这些运行模式基于离合器装置410、510的位置和驱动轴90的旋转方向。
154.参照图20所示的驱动总成56的局部截面图,在正向低速模式下,驱动轴90沿第二时钟方向d2被驱动,并且使低速离合器致动总成310操作成对低速室124进行加压,使得低速离合器装置410的低速离合器环412接合齿轮组600的行星齿轮架614,从而使行星齿轮架614接地(即,保持行星齿轮架614以防止旋转)。将高速离合器装置510的高速离合器环512维持在脱离位置中。
155.结果,在正向低速模式下,驱动轴90驱动太阳齿轮610的旋转,并且太阳齿轮610的旋转又驱动行星齿轮612的旋转。在行星齿轮架614被保持以防止通过低速离合器装置410
旋转的情况下,行星齿轮612的旋转驱动齿圈616以沿第一时钟方向d1旋转。齿圈616使第二壳体部件112旋转,并且第三壳体部件114与第二壳体部件112一起旋转。在该示例中,与第三壳体部件114形成为整体的输出部件88与第三壳体部件114一起旋转,以沿第一时钟方向d1输出转速和转矩。
156.在反向低速模式下,驱动轴90沿第一时钟方向d1被驱动,其中低速离合器装置的低速离合器环412与行星齿轮架614接合。将高速离合器装置510的高速离合器环512维持在脱离位置中。结果,在反向低速模式下,驱动轴90驱动太阳齿轮610的旋转,并且太阳齿轮610的旋转又驱动行星齿轮612的旋转。在行星齿轮架614被保持以防止通过低速离合器装置410旋转的情况下,行星齿轮612的旋转驱动齿圈616沿第二时钟方向d2旋转。齿圈616使第二壳体部件112旋转,并且第三壳体部件114与第二壳体部件112一起旋转。在该示例中,与第三壳体部件114形成为整体的输出部件88与第三壳体部件114一起旋转,以沿第一时钟方向d1输出转速和转矩。
157.以这种方式,低速离合器装置410的接合使得能够在低速模式下进行双向运行。例如,当以为第二时钟方向d2的输入方向沿为第一时钟方向d1的输出方向驱动的正向低速模式运行时,驱动总成56可以通过将输入方向反转成第一时钟方向d1来沿为第二时钟方向d2的输出方向驱动,从而转变成反向低速模式。可以发生从反向低速模式到正向低速模式的类似转变。
158.在一个示例中,驱动总成56可以在正向低速模式和反向低速模式的动力流方向上提供15:1的齿轮比。在其它实施方式中,可以提供其它齿轮比(例如,10:1至30:1)。因此,驱动总成56可以以相对较低的速度和较高的转矩输出来递送转矩。
159.现在参照图21,在正向高速模式下,驱动轴90沿第一时钟方向d1被驱动。而且,在正向高速模式下,高速离合器致动总成320对高速室210进行加压,使得高速离合器装置510的高速离合器环512与齿轮组600的行星齿轮架614接合,以将行星齿轮架614以不能相对转动的方式固定至驱动轴90。在行星齿轮架614被锁定至驱动轴90(经由高速离合器装置510和内轴毂200)的情况下,太阳齿轮610、行星齿轮612以及齿圈616也被以不能相对转动的方式固定至驱动轴90。将低速离合器装置410维持在脱离位置中。
160.结果,在正向高速模式下,驱动轴90驱动太阳齿轮610、行星齿轮架614、行星齿轮612以及齿圈616的旋转。同样地,驱动轴90、太阳齿轮610、行星齿轮架614、行星齿轮612以及齿圈616作为一个单元绕驱动轴线旋转,并且齿圈616沿与驱动轴90相同的方向(即,第一时钟方向d1)旋转。齿圈616使第二壳体部件112旋转,并且第三壳体部件114与第二壳体部件112一起旋转。在该示例中,与第三壳体部件形成为整体的输出部件88与第三壳体部件114一起旋转,以沿第一时钟方向d1输出转速和转矩。
161.在反向高速模式下,除了驱动轴90沿第二时钟方向d2被驱动,从而使得齿圈616也沿第二时钟方向d2被驱动的以外,高速离合器装置510的其它运行与正向高速模式下的运行相同。齿圈616使第二壳体部件112旋转,并且第三壳体部件114与第二壳体部件112一起旋转。在该示例中,与第三壳体部件形成为整体的输出部件88与第三壳体部件114一起旋转,以沿第一时钟方向d1输出转速和转矩。以这种方式,高速离合器装置510可以基于驱动轴90的旋转方向而双向选择性地以正向高速模式和反向高速模式运行。
162.在该示例中,驱动总成56在正向高速模式和反向高速模式的动力流方向上提供1:
1的齿轮比或者直接齿轮比。在其它示例中,可以提供其它齿轮比。
163.结论
164.在本文的示例中,一个或更多个离合器装置设置有对应的导引总成。该导引总成可操作成实现离合器装置从齿轮组的脱离。该导引总成包括被安装在离合器装置的离合器环上的导引件。该导引件可从缩回位置移动至伸出位置以与齿轮组相互作用。在一些示例中,该导引件可沿一个枢转方向枢转,以从缩回位置移动至伸出位置。以这种方式,该导引件与齿轮组相互作用以形成凸轮装置,由此该齿轮组相对于离合器环沿一个方向的旋转使该离合器环轴向移动远离该齿轮组。
165.在其它示例中,该导引件另选地可沿第一枢转方向枢转以从缩回位置移动至第一伸出位置,并且可沿第二枢转方向枢转以从缩回位置移动至第二伸出位置。在第一伸出位置中,该导引件与齿轮组相互作用以形成凸轮装置,由此该齿轮组相对于离合器环沿一个方向的旋转实现该离合器环远离该齿轮组的轴向移动。在第二伸出位置中,该导引件与齿轮组相互作用以形成凸轮装置,由此该齿轮组相对于离合器环沿另一方向的旋转实现该离合器环远离该齿轮组的轴向移动。因此,该导引总成可操作成执行离合器装置从齿轮组的踢出操作。该踢出操作可以比在单独复位弹簧的偏置力下更快地实现离合器装置从齿轮组的脱离。
166.具有导引爪式离合器的多速驱动总成的列举示例
167.为容易参考起见,还提供并列举了具有导引爪式离合器的多速驱动总成的以下示例。
168.1.一种作业车辆的驱动总成,所述驱动总成包括:驱动壳体,所述驱动壳体包括形成反作用构件的第一壳体部件;驱动轴,所述驱动轴可沿第一旋转方向并且另选地沿第二旋转方向,相对于所述反作用构件绕驱动轴线旋转;内轴毂,所述内轴毂以不能相对转动的方式固定至所述驱动轴;以及行星齿轮组,所述行星齿轮组被联接至所述驱动轴并且被配置成选择性地使输出部件沿所述第一旋转方向和沿所述第二旋转方向旋转。所述驱动总成还包括一个或更多个离合器装置,所述一个或更多个离合器装置具有离合器环,所述离合器环被配置成选择性地接合所述行星齿轮组以实现所述输出部件的转速,所述一个或更多个离合器装置还包括被安装在所述离合器环上的导引总成。所述导引总成被配置成选择性地与所述行星齿轮组相互作用,以实现所述离合器环从所述行星齿轮组的脱离。一个或更多个离合器致动总成被配置成沿着所述驱动轴线实现所述一个或更多个离合器装置的移动,以选择性地接合所述行星齿轮组。一个或更多个导引致动总成被配置成操作所述导引总成与所述行星齿轮组相互作用,以实现所述一个或更多个离合器装置的脱离。
169.2.根据示例1所述的驱动总成,其中,所述导引总成包括导引件,所述导引件可通过所述一个或更多个导引致动总成从缩回位置移动至伸出位置。所述导引件被配置成在所述伸出位置与所述行星齿轮组相互作用。
170.3.根据示例2所述的驱动总成,其中,所述导引件被从所述缩回位置枢转至所述伸出位置。
171.4.根据示例3所述的驱动总成,其中,所述导引总成还包括第一销,所述第一销与所述导引件对接,并且所述导引致动总成实现所述第一销的移动,以将所述导引件枢转至所述伸出位置。
172.5.根据示例3所述的驱动总成,其中,所述导引件可沿第一枢转方向枢转至第一伸出位置并且可沿第二枢转方向枢转至第二伸出位置。
173.6.根据示例5所述的驱动总成,其中,所述导引总成还包括与所述导引件对接的第一销以及与所述导引件对接的第二销,并且所述导引致动总成包括:第一导引致动总成,所述第一导引致动总成被配置成实现所述第一销的移动,以沿所述第一枢转方向将所述导引件枢转至所述第一伸出位置;以及第二导引致动总成,所述第二导引致动总成被配置成实现所述第二销的移动,以沿所述第二枢转方向将所述导引件枢转至所述第二伸出位置。
174.7.根据示例1所述的驱动总成,其中,所述一个或更多个离合器装置包括第一离合器装置,所述第一离合器装置具有第一离合器环,所述第一离合器环被配置成选择性地接合所述行星齿轮组以实现所述输出部件的第一转速。所述第一离合器装置还包括被安装在所述第一离合器环上的第一导引总成。所述第一导引总成被配置成选择性地与所述行星齿轮组相互作用,以实现所述第一离合器环从所述行星齿轮组的脱离。所述一个或更多个离合器装置还包括第二离合器装置,所述第二离合器装置具有第二离合器环,所述第二离合器环被配置成选择性地接合所述行星齿轮组以实现所述输出部件的第二转速。所述第二离合器装置还包括被安装在所述第二离合器环上的第二导引总成。所述第二导引总成被配置成选择性地与所述行星齿轮组相互作用,以实现所述第二离合器环从所述行星齿轮组的脱离。
175.8.根据示例7所述的驱动总成,其中,所述第一离合器装置被联接至所述第一壳体部件。
176.9.根据示例8所述的驱动总成,其中,所述第一壳体部件包括安装部分以及壁部分,所述壁部分具有被设置在第一内壁与第一外壁之间的第一室。所述第一离合器装置被至少部分地设置在所述第一室中。
177.10.根据示例9所述的驱动总成,其中,所述一个或更多个离合器致动总成包括第一离合器致动总成,并且所述第一离合器环可通过所述第一离合器致动总成的操作,相对于所述齿轮组从脱离位置重新定位至接合位置。
178.11.根据示例7所述的驱动总成,其中,所述第二离合器装置被联接至所述内轴毂。
179.12.根据示例11所述的驱动总成,其中,所述内轴毂包括第二室,所述第二室被设置在第二内壁与第二外壁之间。所述第二离合器装置被至少部分地设置在所述第二室中。
180.13.根据示例12所述的驱动总成,其中,所述一个或更多个离合器致动总成包括第二离合器致动总成,并且所述第二离合器环可通过所述第二离合器致动总成的操作,相对于所述齿轮组从脱离位置重新定位至接合位置。
181.14.一种作业车辆的驱动总成,所述驱动总成包括:壳体装置,所述壳体装置具有形成反作用构件的第一壳体部件并且具有安装部分、壁部分、以及被设置在所述壁部分的第一内壁与第一外壁之间的低速室;驱动轴,所述驱动轴可绕延伸穿过所述壳体装置的驱动轴线旋转;以及内轴毂,所述内轴毂不能相对转动的方式被固定至所述驱动轴,所述内轴毂具有高速室,所述高速室被设置在第二内壁与第二外壁之间。所述驱动总成还包括行星齿轮组,所述行星齿轮组被联接至所述驱动轴并且被配置成选择性地使输出部件旋转。所述行星齿轮组包括:联接至驱动轴的太阳齿轮、与所述太阳齿轮接合的一组行星齿轮、所述行星齿轮被安装至的行星齿轮架、以及外接所述行星齿轮并与所述行星齿轮接合的齿圈。
所述驱动总成还包括低速离合器装置和高速离合器装置。所述低速离合器装置被联接至所述第一壳体部件并且被至少部分地设置在所述低速室中。所述低速离合器装置包括:低速离合器环,所述低速离合器环可在所述低速室中相对于所述行星齿轮架在脱离位置与接合位置之间重新定位;以及被安装在所述低速离合器环中的低速导引总成。所述低速导引总成包括多个低速导引件,所述多个低速导引件被配置成选择性地与所述行星齿轮架相互作用,以实现所述低速离合器环从所述行星齿轮架的脱离。所述高速离合器装置被联接至所述内轴毂并且被至少部分地设置在所述高速室中。所述高速离合器装置包括:高速离合器环,所述高速离合器环可在所述高速室中相对于所述行星齿轮架在脱离位置与接合位置之间重新定位;以及被安装至所述高速离合器环的高速导引总成。所述高速导引总成包括多个高速导引件,所述多个高速导引件被配置成选择性地与所述行星齿轮架相互作用,以实现所述高速离合器环从所述行星齿轮架的脱离。
182.15.根据示例14所述的驱动总成,其中,所述低速导引件可枢转至伸出位置以与所述行星齿轮架相互作用,使得所述行星齿轮架相对于所述低速离合器环的旋转实现所述低速离合器环远离所述行星齿轮架的轴向移动,并且所述高速导引件可枢转至伸出位置以与所述行星齿轮架相互作用,使得所述行星齿轮架相对于所述高速离合器环的旋转实现所述高速离合器环远离所述行星齿轮架的轴向移动。
183.如本领域技术人员应意识到,可以将所公开的主题的某些方面具体实施为方法、系统(例如,被包括在作业车辆中的作业车辆控制系统)或计算机程序产品。因此,可以将某些实施方式全部具体实施为硬件、全部具体实施为软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或者具体实施为软件和硬件(和其它)方面的组合。而且,这些实施方式可以采取在计算机可用存储介质上的计算机程序产品的形式,在该介质中具体实施有计算机可读程序代码。
184.可以利用任何合适的计算机可用或计算机可读介质。计算机可用介质可以是计算机可读信号介质和/或计算机可读存储介质。计算机可用或计算机可读存储介质(包括与计算装置或客户端电子装置相关联的存储装置)例如可以是但不限于电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置,或者前述的任何合适组合。计算机可读介质的更具体示例(非详尽列表)包括以下项:具有一条或更多条导线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或闪速存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(cd-rom)、光学存储装置。在本文档的上下文中,计算机可用或计算机可读存储介质可以是可以包含或存储可供指令执行系统、设备或装置使用或者结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何有形介质。
185.计算机可读信号介质可以包括且其中具体实施有计算机可读程序代码的传播数据信号,例如在基带中或者作为载波的部分。这种传播信号可以采取多种形式中的任一形式,包括但不限于电磁、光学或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是非暂时性的并且可以作为不是计算机可读存储介质并且能够传送、传播或运输程序以供指令执行系统、设备或装置使用或者与之结合使用的任何计算机可读介质。
186.可以参照根据本公开的实施方式的方法、设备(系统)以及计算机程序产品的流程图例示和/或框图来描述本文所描述的某些实施方式的各方面。应理解,可以通过计算机程序指令来实现任何这种流程图例示和/或框图中的各个框以及这种流程图例示和/或框图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机的处理器、专用计算机和/或
其它可编程数据处理设备以生成机器,以使经由该计算机的处理器或其它可编程数据处理设备执行的该指令创建用于实现在流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的装置。
187.这些计算机程序指令还可以被存储在计算机可读介质中,其可以指导计算机或其它可编程数据处理设备按特定方式起作用,使得被存储在计算机可读存储器中的指令生成包括实现在该流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的指令的制品。
188.还可以将该计算机程序指令加载到计算机或者其它可编程数据处理设备上,以使在该计算机或者其它可编程设备上执行一系列操作步骤,从而生成计算机实现处理,使得在该计算机或其它可编程设备上执行的这些指令提供实现在该流程图和/或一个或多个框图框中指定的功能/动作的步骤。
189.附图中的任何流程图和框图或者上面的类似讨论均可以例示根据本公开的各种实施方式的系统、方法以及计算机程序产品的可能实现的架构、功能以及操作。在这点上,所述流程图或框图中的各个框皆可以表示包括用于实现所指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令的模块、程序段或代码部分。还应注意,在一些另选实现中,框中提到的功能(或者本文所描述的其它方面)可以出现在图中所提到的次序之外。例如,根据所涉及的功能,接连示出的两个框(或者接连描述的两个操作)事实上可以大致同时执行,或者这些框(或操作)有时可以按逆序执行。还应注意,任何框图和/或流程图例示中的各个框、以及任何框图和/或流程图例示中的框的组合可以通过执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件与计算机指令的组合来实现。
190.本文所使用的术语仅是用来描述特定的实施方式,并非旨在限制本公开。如本文所使用的,除非上下文另外明确指示,否则单数形式“一”、“一个”和“该”的描述旨在包括复数形式。还应理解,术语“包括”和/或“包含”当在本文中使用时,指定存在规定特征、要件、步骤、操作、要素和/或组件,而非排除存在或增加一个或更多个其它特征、要件、步骤、操作、要素、组件和/或这些的组合。
191.如本文所使用的,除非另外限制或修改,否则具有由连接词术语(例如,“和”)分开并且之前还有短语
“…
中的一个或更多个”或者
“…
中的至少一个”的要素的列表指示潜在地包括列表的单独要素或其任何组合的配置或布置。例如,“a、b以及c中的至少一个”或者“a、b以及c中的一个或更多个”指示仅a、仅b、仅c、或者a、b以及c中的两个或更多个的任何组合(例如,a和b;b和c;a和c;或a、b以及c)的可能性。而且,在权利要求中对于某些要素使用
“…
中的一个或更多个”或者
“…
中的至少一个”并不暗示其它要素是单数的,也不对其它权利要求要素具有任何其它效果。
192.已经出于例示和描述的目的,呈现了本公开的描述,但并非旨在排它或按所公开的形式对本公开进行限制。在不脱离本公开的范围和精神的情况下,许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述在本文中明确引用的实施方式,以便最好地解释本公开的原理及其实际应用,并且使得本领域普通技术人员能够理解本公开并且认识针对所描述的示例的许多另选例、修改例以及变型例。因此,除了明确描述的实施方式和实现以外的各种实施方式和实现都处于所附权利要求的范围之内。
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