串联桥系统的制作方法
【专利说明】串联桥系统
[0001]相关申请的交互引用
[0002]本申请要求对2012年8月23日提交的共同未决的美国临时专利申请系列号N0.61/692，292的优先权益，本文以参见方式引入其全部内容。
【背景技术】
[0003]典型的北美8级卡车的后串联桥是全时的6 X 4传动系，其具有轴间差速锁和可选的车轮差速锁。该系统在大部分情况下提供良好的拖动，但会遭受旋转损失和齿轮啮合的低效。替代的6X2传动系统可改善旋转损失和齿轮啮合的低效，但这些系统由于单一驱动轴而在拖动力上受到限制。6X2系统可利用车轮差速锁，并在低拖动条件下将重量转换到驱动轴上，以提高拖动力，但仍不能等于6X4系统拖动的特性。我们所需要的是这样的串联桥系统，其具有6X2串联桥的效率且有6X4系统的拖动力。
【发明内容】
[0004]本文描述驱动串联桥系统的方法。一般地，该方法包括将转动输入提供到串联桥系统，该系统包括前桥系统和后桥系统。转动输入可连续地提供到前桥系统或后桥系统。当转动输入连续地提供给前桥系统时，后桥系统有选择地啮合和脱开啮合，以控制扰动损失和提高串联桥系统的效率。当转动输入连续地提供到后桥系统时，前桥系统有选择地啮合和脱开哨合，以控制扰动损失和提闻串联桥系统的效率。本文提供串联桥系统的各种实施例，其利用部件来啮合和脱开啮合所述的前桥系统或后桥系统。
【附图说明】
[0005]图1是串联桥系统的一个实施例的示意图；
[0006]图2是串联桥系统的第二个实施例的示意图；
[0007]图3是串联桥系统的第三个实施例的示意图；
[0008]图4是串联桥系统的第四个实施例的示意图；
[0009]图5是串联桥系统的第五个实施例的示意图；
[0010]图6是串联桥系统的第六个实施例的示意图；
[0011]图7A是串联桥系统的第七个实施例的示意图；
[0012]图7B是图7A所示串联桥系统的局部视图，但对两个转换机构作了修改。
【具体实施方式】
[0013]现转到图1，图中示意地示出串联桥系统10的一个实施例。该系统10包括前桥系统12和后桥系统14。
[0014]转动能量通过输入轴16提供给串联桥系统10，输入轴16是由内燃机(未示出)转动的。
[0015]旋转齿轮泵(gerotor pump) 18是由输入轴16转动的。不管前桥系统12运行状态如何(该前桥系统12可有选择地啮合和脱开啮合)，该旋转齿轮泵18总是将润滑剂泵送到前桥系统12中的转动零件。
[0016]输入轴16连接到轴间差速器(IAD) 20。IAD 20包括至少两个侧齿轮22和至少两个小齿轮24，侧齿轮22和小齿轮24彼此驱动地啮合。侧齿轮22和小齿轮24位于IAD壳26内。IAD 20提供前桥系统12和后桥系统14之间的差速动作。
[0017]连接到IAD的侧齿轮22之一的输出轴28连接到传动轴30的第一端。传动轴30延伸在如桥系统12和后桥系统14之间。传动轴30的弟_■端连接到后小齿轮32。该后小齿轮32驱动地连接到后环形齿轮34。该后环形齿轮34连接到后差速器36。
[0018]该后差速器36包括至少两个侧齿轮38和至少两个小齿轮40,允许连接到侧齿轮38的第一轴42和第二轴44上的两个车轮(未示出)之间差速地转动。
[0019]第一同心轴46围绕输入轴16设置。第一同心轴46连接到IAD的侧齿轮22之一上。第一同心轴46还承载齿式离合器(dog clutch)齿轮48。
[0020]同步器系统50与第一同心轴46同心。该同步器系统50包括圆锥体组件52。该圆锥体组件52可有选择地沿轴向方向移入和移出与板组件54的啮合，该板组件的一部分倾斜成角度以接纳圆锥体组件52。
[0021]圆锥体组件52可转动，并通过轴向运动而有选择地与板组件54啮合。圆锥体组件52的转动传递到板组件54，造成板组件54转动。当圆锥体组件52与板组件54附加地啮合时，板组件54匹配于或大致匹配于与圆锥体组件52相同的转速。
[0022]在预定的时间，诸如当板组件54和圆锥体组件52的转速通过板组件和圆锥体组件52、54的基本上啮合而匹配时，转换叉56也将齿式离合器齿轮48上的齿式离合器环58移动到同步器齿轮60上。齿式离合器环58可转动地连接同步器齿轮60和齿式离合器齿轮48。
[0023]尽管以上描述了同步器系统，但可使用齿式离合器、摩擦式板离合器或超越离合器来替代同步器系统。
[0024]同步器系统50有选择地连接到下降齿轮(drop gear)组62并由此有选择地转动该齿轮组62。下降齿轮组62连接到前桥系统12的输入轴64。输入轴64设置有小齿轮轴66或连接到小齿轮轴66。小齿轮轴66具有小齿轮68。小齿轮68连接到差速环齿轮70。该环齿轮70连接到差速器壳72。至少两个小齿轮74和至少两个侧齿轮76位于差速器壳72内。
[0025]诸轴延伸入差速器壳72内并与侧齿轮76连接。诸轴延伸在差速器壳72的外侧。诸轴可以是全长轴或它们可以是短轴。第一和第二短轴78、80显示为从壳72延伸出。
[0026]诸如齿式离合器那样的离合器82可位于第二短轴80上。离合器82可有选择地沿着短轴80移动，以连接和断开短轴80和可转动地支持着至少一个车轮和轮胎(未示出)的轮轴(axle shaft,或称为半轴)84。
[0027]离合器82可包括第一组花键或齿轮82A，它们通过离合器环82C有选择地连接到第二组花键或齿轮82B。当离合器环82C通过转换叉82D移动时，离合器环82C便有选择地连接齿轮82A、82B。
[0028]可有选择地实施啮合的离合器86可设置在轴间差速器处，以将输出轴28锁定到输入轴16。在所示的实施例中，第一同心轴46用离合器86有选择地连接到IAD壳26。IAD壳26设置有一组齿、齿轮或花键；齿88将在以下描述中使用。诸如齿式离合器那样的离合器86设计成有选择地与IAD外壳齿88啮合和断开啮合。离合器86有选择地使IAD外壳齿88与同心轴46上的齿轮90连接。
[0029]基于以上的描述，可以认识到，串联桥系统10可在不同模式中运行。一般地，后桥系统14全时地地啮合在传动系中，而前桥系统12仅为间断使用而啮合，诸如是起动和低速拖动状态中。前桥系统12脱开啮合而允许在大部分时间内闲置。
[0030]串联桥具有三种运行模式:第一，6X2，让前桥系统12脱开连接；第二，6X4，让IAD打开，令前和后桥系统12、14提供驱动；以及第三，6 X 4，让IAD锁定，令前和后桥系统
12、14提供驱动。
[0031]在第一种运行模式中，同步器系统50不啮合，于是，转动能量通过锁定的IAD 20从发动机传送到后桥系统14 ;没有转动能量传输到前桥系统12。还有，短轴80和轮轴84之间的离合器86被解锁，使得前桥系统12不转动，因此，减少或防止油的搅动损失。
[0032]在第二种运行模式中，同步器系统50啮合，因此将前和后桥系统12、14连接到发动机。IAD 20解开锁定。换句话说，差速器壳26没有用轴间差速离合器86锁定到同心轴46。此外，叉82D移动环82C而连接短轴80和轮轴84，从而使它们一起转动。
[0033]在第三种运行模式中，同心轴46上的离合器82、86和前桥系统12的轮轴84的短轴80相啮合。因此，前桥系统12对前轮和轮胎提供转动能量。IAD 20被锁定，于是，前和后桥系统12、14以同样速度被驱动。换句话说，差速器壳26用轴间差速离合器86锁定到同心轴46。此外，叉82D移动环82C而连接短轴80和轮轴84，于是使它们一起转动。
[0034]现转到图2，图中示意地示出串联桥系统92的第二个实施例。该系统92包括前桥系统94和后桥系统96。设置输入轴98并由内燃机(未示出)来转动。轴98连接到轴间差速器(IAD) 100。IAD 100包括至少两个侧齿轮102和至少两个小齿轮104。侧齿轮102和小齿轮104彼此啮合。
[0035]输出轴106连接到一组侧齿轮102。输出轴106延伸到同步器系统108。输出轴106或轴106上的齿轮110使同步器系统108转动。同步器系统108包括圆锥体组件112。该圆锥体组件112可有选择地沿轴向方向移入和移出与板组件114的啮合，该板组件的一部分倾斜成角度以接纳圆锥体组件112。
[0036]圆锥体组件52可通过齿轮110转动，并通过轴向运动有选择地与倾斜板组件114啮合。圆锥体组件112的转动传递到倾斜的板组件114,这造成倾斜的板组件114转动。当圆锥体组件112与板组件114附加地啮合时，板组件114匹配于与圆锥体组件112相同的转速。
[0037]在预定的时间，诸如当板组件和圆锥体组件112、114的转速匹配或基本上匹配时，转换叉116也将齿轮110上的齿式离合器环118移动到同步器齿轮120上。
[0038]齿式离合器环118然后可转动地连接齿轮110和同步器齿轮120。
[0039]尽管以上描述了同步器系统，但可以认识到，可使用齿式离合器、摩擦式板离合器或超越离合器来替代同步器系统。
[0040]板组件114连接到传动轴122。该传动轴122延伸到后桥系统96。后桥系统96具有由传动轴122转动的小齿轮轴124。小齿轮轴124可转动地驱动安装于后差速器壳128的环形齿轮126。后差速器壳128容纳至少两个小齿轮130和至少两个侧齿轮132。
[0041]诸轴延伸入后差速器壳128内并与侧齿轮132连接。诸轴延伸在后差速器壳128外侧。诸轴可以是全长度轴或它们可以是短轴。第一和第二短轴134、136显示为从壳128延伸出。
[0042]诸如齿式离合器那样的离合器138可位于第二短轴136上。离合器136可有选择地沿着第二短轴136移动，以连接和断开第二短轴136和可转动地支持着至少一个车轮和轮胎(未示出)的轮轴140。
[0043]离合器138可包括第一组花键或齿轮138A，它们通过离合器环138C有选择地连接到第二组花键或齿轮138B。当离合器环138C通过转换叉138D移动时，离合器环138C便有选择地连接齿轮138A、138B。
[0044]与输入轴98同心的轴142连接到IAD 100中的侧齿轮102之一上。下降齿轮组144安装到同心轴142上。
[0045]下降齿轮组144连接到前桥系统94的输入轴146。输入轴146设置有小齿轮轴148或连接到小齿轮轴148。小齿轮轴148具有小齿轮150。小齿轮150连接到差速环齿轮152。该环齿轮152连接到差速器壳154。至少两个小齿轮156和至少两个侧齿轮158位于差速器壳154内。
[0046]第一和第二轴160、162延伸入差速器壳154内