专利名称：后轮驱动模块的车轮断开系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车轮断开系统，所述车轮断开系统包含后轮驱动模块的车轮断开
系统，所述后轮驱动模块的车轮断开系统包含集成的等速(cv)接头。
背景技术：
机动车辆的常规的AWD(全轮驱动)动力传动系统可包含耦合到次要或辅助后驱 动轴的主要前驱动轴。当动力传动系统以4X2操作模式操作时(S卩，四个车轮，其中两个车 轮作为驱动车轮操作)，主要前驱动轴必须提供牵引力，以不仅使机动车辆保持运动，而且 要克服正通过车轮胎/路面界面被带动的次要或辅助后驱动轴的摩擦损耗。动力传动系统 损耗的原因可能是搅油损耗、粘滞阻力、惯性，以及摩擦。 为了在处于4X2的操作模式时使损耗最小化且提供更节省燃料的动力传动系统 以改进整体的燃料经济性，可能希望断开次要或辅助驱动系统，这包括次要或辅助的后驱 动轴和后轮。轮毂断开装置通常可与后差速器壳体分离且定位成靠近各车轮、可集成到后 差速器壳体中，或可处于车轮与后差速器壳体之间的某个位置。因此，可在车轮端或在后轮 驱动模块(RDM)的输出处实现后车轮的断开。 在机动车辆中，在车轮端断开后车轮的系统可能更常规和/或典型，但也可能比 在RDM处断开车轮的系统更复杂。虽然由于大多数系统损耗都处于RDM内部，所以在RDM 处断开车轮的系统可能是可接受的，但此类系统可能不合意地增加了车轮断开系统的封装 尺寸和零件数。在设法避免封装尺寸和零件数增加的同时提供在后轮驱动模块的输出处断 开车轮的车轮断开系统可能是所希望的。
发明内容—种车轮断开系统，包含后轮驱动模块和等速接头壳体。所述后轮驱动模块包含 壳体；至少一个致动器，其至少部分设置在所述壳体内；以及至少一个牙嵌式离合器(或称
牙嵌式离合机构)，其配置成被所述致动器驱动。所述牙嵌式离合器可包含经配置以在所述 致动器移动时移动的第一部分和经配置以用于与所述第一部分接合的第二部分。所述等速 接头壳体可与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成。除非所述牙嵌式离合器的所述 第一部分和所述第二部分的接合允许将扭矩传递到车轮，否则所述车轮可与后轮驱动模块 断开。 在一实施例中，一种车轮断开系统可包含后轮驱动模块和等速接头壳体。所述后 轮驱动模块可包含壳体，其界定空腔，所述空腔经配置以与液压流体压力源连通；至少一 个活塞，其设置在所述空腔中；以及至少一个牙嵌式离合器，其配置成被所述活塞驱动。所 述活塞可经配置以在液压流体压力增加时移动。所述牙嵌式离合器可包含经配置以在所述 活塞移动时移动的第一部分和经配置以用于与所述第一部分接合的第二部分。所述等速接 头壳体可与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成。除非所述牙嵌式离合器的所述第 一部分和所述第二部分的接合允许将扭矩传递到车轮，否则所述车轮可与后轮驱动模块断开。 在另一实施例中， 一种车轮断开系统可包含后轮驱动模块和等速接头壳体。所述后轮驱动模块可包含壳体；至少一个电磁致动器，其至少部分设置在所述壳体内；以及至少一个牙嵌式离合器，其配置成被所述电磁致动器驱动。所述电磁致动器可包含至少一个球；电枢板，其接近于至少一个球；以及线圈，其经配置以在受到激励时移动所述电枢板和至少一个球。所述牙嵌式离合器可包含经配置以在所述球和电枢板移动时移动的第一部分和经配置以用于与所述第一部分接合的第二部分。所述等速接头壳体可与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成。除非所述牙嵌式离合器的所述第一部分和所述第二部分的接合允许将扭矩传递到车轮，否则所述车轮可与后轮驱动模块断开。 还提供一种包含车轮断开系统的车辆动力传动系统。所述车辆动力传动系统可包含后驱动轴；至少一个车轮；至少一个后半轴，其用于将扭矩分配给所述至少一个车轮；以及车轮断开系统。所述车轮断开系统可包含后轮驱动模块和等速接头壳体。所述后轮驱动模块可包含壳体；至少一个致动器，其至少部分设置在所述壳体内；以及至少一个牙嵌式离合器，其配置成被所述致动器驱动。所述牙嵌式离合器可包含经配置以在所述致动器移动时移动的第一部分和经配置以用于与所述第一部分接合的第二部分。所述等速接头壳体可与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成。除非所述牙嵌式离合器的所述第一部分和所述第二部分的接合允许将扭矩传递到车轮，否则所述车轮可与后轮驱动模块断开。
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中 图1说明包含根据本实用新型实施例的车轮断开系统的AWD车辆动力传动系统；[0011] 图2是根据本实用新型一实施例的车轮断开系统的横截面图；[0012] 图3是根据本实用新型一实施例的车轮断开系统的横截面图。
具体实施方式现在将详细参考本实用新型的实施例，在本文中描述且在附图中说明了本实用新型的实例。虽然将结合实施例描述本实用新型，但将理解，不希望其将本实用新型限于这些实施例。相反，希望本实用新型涵盖替代物、修改和等效物，这些替代物、修改和等效物可被包含在如所附权利要求书所体现的本实用新型的精神和范围内的。 参看图1，其总体地展示AWD车辆的动力传动系统。AWD车辆的动力传动系统包括主要驱动系统和次要或辅助驱动系统。主要驱动系统可包括主要前驱动轴IO和一个或一个以上主要驱动车轮12、 14。次要或辅助驱动系统可包括次要或辅助后驱动轴16和一个或一个以上次要或辅助驱动车轮18、20。在所说明的实施例中，主要驱动系统包含两个主要驱动车轮，且次要或辅助驱动系统包含两个辅助驱动车轮。 当AWD车辆动力传动系统在4X4操作模式下操作时(即，所有四个车轮均向道路传输动力)，扭矩可从发动机22，通过传动装置24，并传递到前驱动差速器箱26中。可进一步将该扭矩分到前驱动差速器28和动力传递单元30。分到前驱动差速器28(即，分到前驱动差速器齿轮组)的扭矩可随后经由前半轴32、34进一步分配给机动车辆的一对主要(即，前)驱动车轮12、14。分配给动力传递单元30的扭矩可通过中空轴36提供，该中空轴36将前驱动差速器箱26直接连接到动力传递单元30。通过动力传递单元30传递的扭矩可驱动传动轴38，传动轴38接着驱动后驱动轴16。 后驱动轴16可经由后半轴40、42将扭矩分配给机动车辆的一对辅助(例如，后)驱动车轮18、20。可提供车轮断开系统44以选择性地中断到辅助驱动车轮18、20的扭矩流。根据本实用新型的实施例，车轮断开系统44可包含后轮驱动模块46和等速(CV)接头壳体48。 现在参看图2，后轮驱动模块46可包含壳体50。可设置壳体50以至少部分收纳设置在壳体50内的致动器52。在本实用新型的第一实施例中，致动器52可包括至少一个液压致动活塞54。根据本实用新型的第一实施例，壳体50可界定至少一个空腔56，所述至少一个空腔56经配置以与液压流体压力源(未图示)连通。所述液压流体压力源可向空腔56可变地提供流体压力。液压输入和/或管线连接58可允许来自液压流体源的液压流体进入后轮驱动模块46的空腔56。在示范性实施例中，后轮驱动模块46可包含至少两个空腔56。在示范性实施例中，可针对两个空腔56中的每一者使用分别的液压输入和/或管线连接58。在另一示范性实施例中，可使用单个液压输入和/或线连接58将液压流体输入到两个车轮的两个空腔中。将了解，液压压力源不限于任何特定的液压流体压力产生装置，且可包含但不限于泵、阀、蓄力器和电子控制单元(ECU)，或它们的任意组合。举例来说，泵(未图示)可产生液压压力。开关或来自ECU(未图示)的信号可给泵提供能量和/或控制泵。举例来说，ECU可使蓄力器(例如，机动车辆的液压系统的一部分，其吸收波动的流体递送、储存压力下的流体，且可提供受压流体的快速流动)在压力开关的监测下充到选定或预定的压力范围。举另一实例，ECU可直接对后轮驱动模块46加压。在另一实例中，液压压力源可为来自自动变速装置的加压流体。 根据本实用新型的第一实施例，至少一个活塞54可设置在空腔56中。活塞54可经配置以在液压流体压力增加时移动。活塞54可经配置以在空腔56内轴向移动。在示范性实施例中，后轮驱动模块46可包含至少两个活塞54 (例如，每一后车轮一个活塞)。活塞54还可界定至少一个凹处57。每一凹处57可经配置以接纳0环密封件59。在一实施例中，在活塞54的内径和外径上可存在0环密封件59。 现在参看图3，在本实用新型的第二实施例中，致动器52可包括至少一个电磁球斜板致动器。所述电磁球斜板致动器可包括至少一个球60、电枢板62、线圈64和弹簧65。电磁球斜板致动器可以常规方式(例如，现有技术中已知的方式)起作用。电磁球斜板致动器可至少部分设置在壳体50内。线圈64可经配置以产生电磁场，所述电磁场可影响电枢板62的位置。具体来说，线圈64可抑制电枢板62以与板部分68相同的速度移动。如下文更详细地描述，板部分68可包括牙嵌式离合器66的第一部分。电枢板62和牙嵌式离合器66的板部分68两者可各包括一斜坡，球60可经配置以在所述斜坡中行进。因为线圈64可抑制电枢板62以与板68相同的速度移动，所以可允许球60沿在电枢板62和牙嵌式离合器66的板部分68中的斜坡向上移动。球60的移动可使牙嵌式离合器66的板部分68移动远离电枢板62，进而允许牙嵌式离合器66 (例如，第一板部分68和第二部分70 (下文更详细地描述))接合。当球60处于其行程的末尾时，电枢板62可以与板部分68相同的速度旋转和/或转动。在线圈64去激励后，弹簧65可配置成作用于电枢板62。与线圈64受到激励时相比，弹簧65的作用可导致电磁球斜板致动器的总厚度减小。在示范性实施例
7中，后轮驱动模块46可包含至少两个电磁球斜板致动器(例如，每一后车轮一个电磁球斜板致动器)。 致动器52可经配置以驱动牙嵌式离合器66。在示范性实施例中，后轮驱动模块46可包含至少两个牙嵌式离合器66 (例如，每一后车轮配一个牙嵌式离合器)。现在参看图2和图3，牙嵌式离合器66可包括第一部分68和第二部分70。牙嵌式离合器66的第一部分68可包括可轴向移动的套圈。可轴向移动的套圈在其径向内面上包含牙嵌式离合器的特征。牙嵌式离合器特征的形状和功能在现有技术中已知的。举例来说，可轴向移动的套圈可包含突出部，所述突出部配置成与牙嵌式离合器66的第二部分70中的对应狭槽(例如，狭槽、凹槽、凹口、接纳部分)相接合。 第一部分68的位置可配置成受致动器52影响。根据本实用新型的第一实施例，牙嵌式离合器66的第一部分68可经配置以在活塞54移动时被驱动和/或移动。在此第一实施例中，轴承72可设置在活塞54与牙嵌式离合器66的第一部分68之间，以允许牙嵌式离合器的第一部分68相对于活塞54转动。根据本实用新型的第二实施例，牙嵌式离合器66的第一部分68的位置配置成取决于电磁球斜板致动器的线圈64是被激励和/或被解除激励，进而允许和/或防止球60移动。球60的移动可随后驱动和/或移动牙嵌式离合器66的第一部分68。 牙嵌式离合器的第二部分70可经配置以用于与第一部分68接合。至少在第一实施例中，偏压部件(例如，弹性偏压部件)74(例如，压縮弹簧)可在离开牙嵌式离合器66的第一部分与牙嵌式离合器66的第二部分70的接合的方向上对牙嵌式离合器66的第一部分68施加力。虽然具体提到了压縮弹簧，但在其它实施例中，可利用其它偏置部件。车轮断开系统44可使得左和右后车轮18、20以及左和右半轴40、42在默认和/或正常位置从后轮驱动模块46断开。为将后车轮18、20和/或后半轴40、42连接到后轮驱动模块46以用于机动车辆的AWD特征，牙嵌式离合器66的第一部分68和第二部分70的接合可允许将扭矩传递到每一车轮。为将后车轮18、20连接到后轮驱动模块46，可使用致动器52来影响牙嵌式离合器66的移动，使得牙嵌式离合器的第一部分68和第二部分70啮合。因此，车轮断开系统44可经配置以用于使用致动器52和牙嵌式离合器66选择性地将后半轴40、42和后车轮18、20连接到后轮驱动模块46以及从其断开。 例如，如现有技术中已知的，可经由差速器提供分配给后轮驱动模块46的扭矩，所述差速器有利于一对输出轴(例如，半轴78)之间的差速转动。半轴78可包含花键，且可与牙嵌式离合器66的第一部分68进行花键接合。 车轮断开系统44可包含用于CV接头80的等速(CV)接头壳体48。 一般提供CV接头来将轴连接到传动单元，且CV接头在机动车辆中是常见的。如图1中大体展示，CV接头可位于后半轴40、42的两端，所述后半轴40、42连接到车轮18、20以及后轮驱动模块46。CV接头80可为现有技术中已知的任一标准类型，包含(但不限于)球接头(例如，六球接头、八球接头或十球接头)、滑动三球销万向节(plunging tripod joint)、叉槽式接头、固定球式接头、固定三球销万向节或标准梅花型接头。CV接头80可包含任何数目的各种零件，例如接头罩(未图示)，这在现有技术中是常规的。CV接头壳体48可大体上类似于此项技术中已知的常规CV接头壳体，但所述CV接头壳体可与牙嵌式离合器66的第二部分70一体形成。所述CV接头壳体和牙嵌式离合器66的第二部分70可例如为一件式和/或单块式结构。 车轮断开系统44可进一步包含设置在后轮驱动模块46的壳体50与CV接头壳体48之间的轴承82。轴承82可经配置而以可旋转的方式支撑CV接头壳体48。后轮驱动模块46可进一步包括保持夹76，以便保持住该轴承82。保持夹76可至少部分设置在后轮驱动模块46的壳体50内，或可与后轮驱动模块46的壳体50成一体。还可在后轮驱动模块46的壳体50与CV接头壳体48之间设置密封件84。密封件84可经配置以避免润滑油从后轮驱动模块46泄漏。车轮断开系统44还可包含设置在半轴78与CV接头壳体48之间的衬套86。衬套86可经配置以用于减轻噪音或摩擦。 根据本实用新型的车轮断开系统可允许后半轴和车轮与后轮驱动模块选择性地断开和连接。因此，本实用新型的车轮断开系统可经配置以将后半轴与后轮驱动模块断开，而不是在车轮端断开。通过将CV接头集成为后轮驱动模块的牙嵌式离合器的一部分，可在减少车轮断开系统的封装尺寸和零件数的同时进一步简化车轮断开系统。举例来说，根据本实用新型的车轮断开系统可不需要粘滞耦合，这样可节省重量。根据本实用新型的车轮断开系统还可通过消除环形齿轮和差速粘滞旋转损耗以及机械转动损耗而改进燃料经济性。根据本实用新型的车轮断开系统还可经配置以与现有的车辆底座一起使用，而不需要对现有的后半轴进行修改。 出于说明和描述的目的提供了对本实用新型的特定实施例的前述描述。不打算穷尽或将本实用新型限于所公开的精确形式，且鉴于以上教示，各种修改和变化都是可能的。选择和描述所述实施例是为了阐释本实用新型的原理及其实际应用，进而使得所属领域的其他技术人员能够加以适合于所预期的特定用途的各种修改而利用本实用新型和各种实施例。已在前述说明书中非常详细地描述了本实用新型，且相信通过阅读并理解说明书，所属领域的技术人员将明白对本实用新型的各种更改和修改。只要所有此类更改和修改落入到所附权利要求书的范围内，应理解其全部包含在本实用新型中。希望由所附权利要求书及其等效物来界定本实用新型的范围。
权利要求一种车轮断开系统，其特征在于包括后轮驱动模块，所述后轮驱动模块包括壳体；至少一个致动器，其至少部分设置在所述壳体内；以及至少一个牙嵌式离合器，其配置成被所述致动器驱动，所述牙嵌式离合器包含第一部分，其经配置以在所述致动器的至少一部分移动时移动，以及第二部分，其经配置以用于与所述第一部分接合；以及等速接头壳体，其中所述等速接头壳体与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成，其中，除非所述牙嵌式离合器被作动并准许将扭矩传递到该车轮，否则所述车轮从所述后轮驱动模块断开。
2. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于所述牙嵌式离合器的所述第一部 分包括可轴向移动的套圈。
3. 根据权利要求2所述的车轮断开系统，其特征在于所述可轴向移动的套圈包含突出 部，所述突出部经配置以接合所述牙嵌式离合器的所述第二部分中的对应1 >狭槽。
4. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括偏压部件，其用于在 离开所述牙嵌式离合器的所述第一部分与所述牙嵌式离合器的所述第二部分的结合的方 向上对所述牙嵌式离合器的所述第一部分施加力。
5. 根据权利要求4所述的车轮断开系统，其特征在于所述偏压部件包括弹簧。
6. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括一轴承，所述轴承设 置在所述后轮驱动模块的所述壳体与所述等速接头壳体之间，且经配置而以可旋转的方式 支撑所述等速接头壳体。
7. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括密封件，所述密封件 设置在所述后轮驱动模块的所述壳体与所述等速接头壳体之间，以避免润滑油泄漏。
8. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括保持夹，所述保持夹 设置在所述后轮驱动模块的所述壳体内以保持住轴承。
9. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于所述后轮驱动模块进一步包括与 所述牙嵌式离合器的所述第一部分接合的半轴。
10. 根据权利要求9所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括衬套，所述衬套设置 在所述半轴与所述等速接头壳体之间。
11. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于所述致动器包括电磁致动器，所 述电磁致动器包括至少一个球；电枢板，其接近至少一个球；线圈，其经配置以产生电磁场，以影响所述电枢板的位置；以及 弹簧，其经配置以在所述线圈被去激励时作用于所述电枢板，其中所述牙嵌式离合器经配置以通过当所述电枢板的位置受到所述电磁场影响时至 少一个球的移动而被驱动。
12. 根据权利要求1所述的车轮断开系统，其特征在于所述壳体界定出空腔，所述空腔经配置以与液压流体压力源连通，且所述致动器包括设置在所述空腔中的至少一个活塞； 所述活塞经配置以在所述液压流体压力增加时移动；且所述牙嵌式离合器经配置以通过所 述活塞的移动而被驱动。
13. 根据权利要求12所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括用于产生液压流体 压力的泵。
14. 根据权利要求13所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括用于控制所述泵的 电子控制单元。
15. 根据权利要求12所述的车轮断开系统，其特征在于所述后轮驱动模块进一步包括 用于储存液压流体压力的蓄力器。
16. 根据权利要求12所述的车轮断开系统，其特征在于进一步包括一轴承，所述轴承 设置在所述活塞与所述牙嵌式离合器的所述第一部分之间，以允许所述牙嵌式离合器的所 述第一部分相对于所述活塞转动。
17. —种车轮断开系统，其特征在于包括 后轮驱动模块，所述后轮驱动模块包括壳体；其包含空腔，所述空腔经配置以与液压流体压力源连通，至少一个活塞，其设置在所述空腔中，所述活塞经配置以关于液压流体压力的改变而 移动；以及至少一个牙嵌式离合器，其经配置成被所述活塞驱动，所述牙嵌式离合器包含第一部 分，其经配置以在所述活塞移动时移动，以及第二部分，其经配置以用于与所述第一部分接合.等速接头壳体，其中所述等速接头壳体与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成，其中，除非所述牙嵌式离合器的所述第一部分和所述第二部分的接合允许将扭矩传递 到该车轮，否则所述车轮从所述后轮驱动模块断开。
18. —种车轮断开系统，其特征在于包括 后轮驱动模块，所述后轮驱动模块包括 壳体；至少一个电磁致动器，其至少部分设置在所述壳体内，所述电磁致动器包括至少一个球，电枢板，其接近至少一个球，线圈，其经配置以产生电磁场，以影响所述电枢板的位置， 以及弹簧，其经配置以在所述线圈被去激励时作用于所述电枢板；至少一个牙嵌式离合器，其经配置以通过在所述电枢板的位置受到所述电磁场影响时 至少一个球的移动而被驱动，所述牙嵌式离合器包括第一部分，其经配置以在至少一个球和电枢板移动时移动、 第二部分，其经配置以用于与所述第一部分接合；以及等速接头壳体，其中所述等速接头壳体与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成，其中，除非所述牙嵌式离合器的所述第一部分和所述第二部分的啮合允许将扭矩传递到该车轮，否则所述车轮从所述后轮驱动模块断开。
19. 一种车辆动力传动系统，其特征在于包括后驱动轴； 至少一个车轮；至少一个后半轴，其用于将扭矩分配给所述至少一个车轮；以及 车轮断开系统，所述车轮断开系统包括 后轮驱动模块，所述后轮驱动模块包括 壳体；至少一个致动器，其至少部分设置在所述壳体内；至少一个牙嵌式离合器，其经配置以由所述致动器作动，所述牙嵌式离合器包含第一 部分，其经配置以在所述致动器的至少一部分移动时移动；第二部分，其经配置以用于与所 述第一部分接合；以及等速接头壳体，其中所述等速接头壳体与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成；其中除非所述牙嵌式离合器被驱动并准许将扭矩传递到所述车轮，否则所述车轮从所 述后轮驱动模块断开。
专利摘要本实用新型提供一种车轮断开系统，其包含后轮驱动模块和等速接头壳体。所述后轮驱动模块包含壳体；至少一个致动器；以及至少一个牙嵌式离合器。所述牙嵌式离合器包含经配置以在所述致动器移动时移动的第一部分和经配置以用于与所述第一部分接合的第二部分。所述等速接头壳体与所述牙嵌式离合器的所述第二部分一体形成。除非所述牙嵌式离合器的所述第一和第二部分的啮合允许将扭矩传递到车轮，否则所述车轮从所述后轮驱动模块断开。在一个实施例中，液压驱动式活塞可用于驱动所述牙嵌式离合器的所述第一部分。在另一实施例中，球斜坡可用于驱动所述牙嵌式离合器的所述第一部分。还提供一种包含车轮断开系统的车辆动力传动系统。
文档编号B60K17/354GK201544787SQ200920218660
公开日2010年8月11日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者C·R·马图斯, R·K·奇德尔 申请人:伊顿公司