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变速器装置

申请号 CN202210373503.8 申请日 2022-04-11 公开(公告)号 CN115217930A 公开(公告)日 2022-10-21
申请人 沃尔沃建筑设备公司; 发明人 佩尔·马特松; 马蒂亚斯·莱希科伊宁;
摘要 本 发明 涉及一种 变速器 装置,该变速器装置包括:第一行星 齿轮 组;第二 行星齿轮组 ;第三行星齿轮组; 输入轴 ,该输入轴可连接到 原动机 ,该输入轴被操作性地连接到第二行星齿轮组的 太阳轮 和第三行星齿轮组的太阳轮; 输出轴 ,该输出轴被操作性地连接到第一行星齿轮组的齿圈和第二行星齿轮组的 行星架 。该变速器装置还包括档位选择装置,该档位选择装置包括连接到第一行星齿轮组的行星架的第一 锁 定机构、连接到第一行星齿轮组的太阳轮、第二行星齿轮组的齿圈和第三行星齿轮组的行星架的第二锁定机构、以及连接到第三行星齿轮组的齿圈的第三锁定机构。
权利要求

1.一种变速器装置,包括:
第一行星齿轮组,所述第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一齿圈以及承载第一组行星齿轮的第一行星架,所述第一组行星齿轮与所述第一齿圈及所述第一太阳轮啮合接合,第二行星齿轮组,所述第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二齿圈以及承载第二组行星齿轮的第二行星架,所述第二组行星齿轮与所述第二齿圈及所述第二太阳轮啮合接合,第三行星齿轮组,所述第三行星齿轮组包括第三太阳轮、第三齿圈以及承载第三组行星齿轮的第三行星架,所述第三组行星齿轮与所述第三齿圈及所述第三太阳轮啮合接合,输入轴,所述输入轴能够连接到原动机,所述输入轴被操作性地连接到所述第二太阳轮和所述第三太阳轮,
输出轴,所述输出轴被操作性地连接到所述第一齿圈和所述第二行星架,以及档位选择装置,所述档位选择装置包括:
第一定机构,所述第一锁定机构连接到所述第一行星架,
第二锁定机构,所述第二锁定机构连接到所述第一太阳轮、所述第二齿圈和所述第三行星架,以及
第三锁定机构,所述第三锁定机构连接到所述第三齿圈。
2.根据权利要求1所述的变速器装置,其中,所述变速器装置还包括布置在所述输入轴上的输入轴齿轮,所述输入轴齿轮被布置成与第一齿轮和第二齿轮啮合接合,其中,所述第一齿轮能够连接到第一原动机,并且所述第二齿轮能够连接到第二原动机。
3.根据权利要求1或2所述的变速器装置,其中,所述档位选择装置适于采用三个档位级,其中,能够通过仅锁定所述第一锁定机构而获得第一档位级,能够通过仅锁定所述第二锁定机构而获得第二档位级,并且能够通过仅锁定所述第三锁定机构而获得第三档位级。
4.根据权利要求1或2所述的变速器装置,其中,所述变速器装置包括变速器壳体,所述变速器壳体包括壳体壁组件,所述壳体壁组件限定变速器壳体腔,所述变速器壳体腔至少包围所述第一行星齿轮组、所述第二行星齿轮组和所述第三行星齿轮组,其中,所述第一锁定机构和所述第二锁定机构中的每一个锁定机构的至少外部部分位于所述变速器壳体壁组件的一侧,并且所述变速器壳体腔位于所述变速器壳体壁组件的相反侧。
5.根据权利要求4所述的变速器装置,其中
所述第一锁定机构适于由传导到所述第一锁定机构的第一流体控制,使得:
至少对于等于零超压的第一流体压力,所述第一锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,所述第一行星架被锁定到所述变速器壳体,并且
所述第二锁定机构适于由传导到所述第二锁定机构的第二流体压力控制,使得:
至少对于等于零超压的第二流体压力,所述第二锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,所述第一太阳轮、所述第二齿圈和所述第三行星架被锁定到所述变速器壳体。
6.根据权利要求5所述的变速器装置,其中,所述第一锁定机构包括第一偏置构件,所述第一偏置构件适于将所述第一锁定机构偏置为处于所述锁定状态,并且其中,所述第二锁定机构包括第二偏置构件,所述第二偏置构件适于将所述第二锁定机构偏置为处于所述锁定状态。
7.根据权利要求6所述的变速器装置,其中,所述第一偏置构件是第一弹簧装置。
8.根据权利要求7所述的变速器装置,其中,所述第二偏置构件是第二弹簧装置。
9.根据权利要求4所述的变速器装置,其中,所述第一锁定机构包括第一制动盘和第一制动钳,并且所述第二锁定机构包括第二制动盘和第二制动钳。
10.根据权利要求9所述的变速器装置,其中,所述第一锁定机构的所述外部部分包括所述第一制动盘和所述第一制动钳,并且其中,所述第二锁定机构的所述外部部分包括所述第二制动盘和所述第二制动钳。
11.根据权利要求1或2所述的变速器装置,其中,所述档位选择装置适于处于锁定状态,在该锁定状态下,所述第一锁定机构和所述第二锁定机构中的每一个均处于锁定状态。
12.根据权利要求4所述的变速器装置,其中,所述第三锁定机构的至少外部部分位于所述变速器壳体壁的与所述变速器壳体腔相反的一侧。
13.根据权利要求12所述的变速器装置,其中,所述第三锁定机构适于由传导到所述第三锁定机构的第三流体压力控制,使得:
至少对于等于零超压的第三流体压力,所述第三锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,所述第三齿圈被锁定到所述变速器壳体。
14.一种车辆,所述车辆包括至少一个原动机和根据前述权利要求中的任一项所述的变速器装置,其中,所述至少一个原动机连接到所述变速器装置的所述输入轴,并且其中,所述输出轴适于向所述车辆的一组地面接合构件提供动力。
15.根据权利要求14所述的车辆,其中,当所述第一锁定机构和所述第二锁定机构中的每一个均处于锁定状态时,所述档位选择装置具有用于所述车辆的驻车制动功能。
16.根据权利要求14到15中的任一项所述的车辆,其中,所述至少一个原动机是电机
17.根据权利要求14到15中的任一项所述的车辆,其中,所述车辆是工程机械

说明书全文

变速器装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种变速器装置。本发明还涉及一种包括这种变速器装置的工程机械。本发明适用于工业建筑机械或建筑设备领域中的工程机械,特别是电动运输车。虽然将针对刚性运输车来描述本发明,但本发明不限于这种特定机械,而是还可用在其它工程机械中,例如铰接式运输车、轮式装载机、挖掘机和反铲装载机等。

背景技术

[0002] 在施工现场等处运输重负载时,经常使用工程机械。工程机械可以用于与道路或隧道建设、沙坑、矿场、林业和类似环境相关的运输,并且通常是以铰接式运输车或刚性运输车的形式提供的。
[0003] 最近,不仅轿车使用电机作为用于推进的原动机,而且工程机械也在努使用这种更环保的原动机。然而,在工程机械频繁操作的崎岖地形中,要求车辆能够以期望的方式操作,并且高质量的车辆齿轮箱是必要的。
[0004] 传统上,齿轮箱被布置成根据具体驾驶场景而调整车辆的速度和强度。齿轮箱包括变速器装置,并且取决于齿轮箱的具体类型,变速器装置可以包括例如彼此啮合连接的齿轮或者包括相应的太阳轮、齿圈和行星架行星齿轮组,或者变速器装置具有啮合连接的齿轮和一个或多个行星齿轮组的组合。
[0005] 由于电机与常规内燃机(ICE)相比在速度范围上的差异,电动车辆的齿轮箱的操作需求不同于由ICE推进的车辆。因此,希望进一步改进工程机械的齿轮箱。

发明内容

[0006] 本公开的目的是提供一种变速器装置,该变速器装置提高了由一个或多个电机推进的工程机械的操作性能。这通过根据本发明的第一方面所述的变速器装置来实现。
[0007] 根据本发明的第一方面,提供了一种变速器装置,该变速器装置包括:第一行星齿轮组,该第一行星齿轮组包括第一太阳轮、第一齿圈以及承载第一组行星齿轮的第一行星架,该第一组行星齿轮与第一齿圈及第一太阳轮啮合接合;第二行星齿轮组,该第二行星齿轮组包括第二太阳轮、第二齿圈以及承载第二组行星齿轮的第二行星架,该第二组行星齿轮与第二齿圈及第二太阳轮啮合接合;第三行星齿轮组,该第三行星齿轮组包括第三太阳轮、第三齿圈以及承载第三组行星齿轮的第三行星架,该第三组行星齿轮与第三齿圈及第三太阳轮啮合接合;输入轴,该输入轴能够连接到原动机,该输入轴被操作性地连接到第二太阳轮和第三太阳轮;输出轴,该输出轴被操作性地连接到第一齿圈和第二行星架;以及档位选择装置,该档位选择装置包括连接到第一行星架的第一定机构、连接到第一太阳轮、第二齿圈和第三行星架的第二锁定机构、以及连接到第三齿圈的第三锁定机构。
[0008] 在下文和整个说明书中,用语“操作性地连接到”应被解释为使得其部件彼此固定地连接,即,彼此操作性地连接的部件的旋转速度是相同的。因此,在彼此操作性地连接的部件之间未布置有连接机构等,因此它们无法彼此脱离。类似地,用语“连接到”应被解释为部件彼此操作性地连接或者经由变速器部件(例如齿轮或离合器等)彼此连接。
[0009] 通过上述变速器装置,提供了一种三级变速器,该三级变速器特别有利于与电机形式的原动机结合使用。因此,并且根据示例实施例,该原动机可以是电机。所述变速器装置通过仅使用锁定机构来获得三个不同的档位级而实现了三个档位。根据示例实施例,第一锁定机构、第二锁定机构和第三锁定机构中的每一个可以被布置为湿式薄片制动器。由此,在驾驶的同时实现了档位级之间的快速而平滑的切换。特别地,可以通过所述变速器装置在保持动力传递的情况下进行换档。其它锁定机构也是可以想到的,这将通过下文的描述变得显而易见。
[0010] 此外,本发明能够实现具有相对大的传动比梯级(steps)的变速器装置。而且,三级变速器能够针对所述三个档位级中的每一个而降低输入轴与输出轴之间的旋转速度。这些特征特别有利于与电机形式的原动机结合使用。
[0011] 根据示例实施例,所述变速器装置可以还包括布置在输入轴上的输入轴齿轮,该输入轴齿轮被布置成与第一齿轮和第二齿轮啮合接合,其中,第一齿轮能够连接到第一原动机,并且第二齿轮能够连接到第二原动机。
[0012] 优点在于,所述变速器装置可以分别经由第一齿轮和第二齿轮而机械连接到两个独立控制的原动机。因此,输入轴齿轮优选被布置为减速齿轮。由此,通过使用两个原动机,可以降低对每个独立控制的原动机的动力需求。因而,在使用电机作为原动机的优选情况下,就电力需求来说,可以选择两个较小电机,而不是需要较大电力来推进的一个较大电机。替代地,可以使用两个相对大的电机,从而为工程机械提供增加的原动力。
[0013] 根据示例实施例,所述档位选择装置可以适于采用三个档位级,其中,能够通过仅锁定第一锁定机构而获得第一档位级,能够通过仅锁定第二锁定机构而获得第二档位级,并且能够通过仅锁定第三锁定机构而获得第三档位级。
[0014] 由此,针对每个档位级,仅致动一个锁定机构。优点在于,可以减少锁定机构的磨损,这是因为锁定机构不需要针对每个档位而被致动。而且,“针对每个档位级仅接合一个锁定机构”意味着:可以以快速而平滑的方式实现两个不同档位级之间的切换,同时仍然需要较少的部件。
[0015] 根据示例实施例,第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组中的每一个行星齿轮组的固定传动比可以是负的。
[0016] 根据示例实施例,所述变速器装置可以包括变速器壳体,该变速器壳体包括壳体壁组件,该壳体壁组件限定变速器壳体腔,该变速器壳体腔至少包围第一行星齿轮组、第二行星齿轮组和第三行星齿轮组,其中,所述第一锁定机构和第二锁定机构中的每一个锁定机构的至少外部部分位于该变速器壳体壁组件的一侧,并且所述变速器壳体腔位于该变速器壳体壁组件的相反侧。
[0017] 通过上述方式,第一锁定机构和第二锁定机构中的每一个锁定机构的至少一部分可以保持在变速器壳体的外侧或外部上。这样的定位意味着例如能够以直接的方式执行维修和维护操作。
[0018] 根据示例实施例,第三锁定机构的至少外部部分可以位于变速器壳体壁的与变速器壳体腔相反的一侧。由此,第三锁定机构的至少外部部分也可以保持在变速器壳体的外侧或外部上。
[0019] 根据示例实施例,第一锁定机构可以适于由传导到第一锁定机构的第一流体压力控制,使得:至少对于等于零超压(zero overpressure)的第一流体压力,第一锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第一行星架被锁定到变速器壳体,并且第二锁定机构可以适于由传导到第二锁定机构的第二流体压力控制,使得:至少对于等于零超压的第二流体压力,第二锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第一太阳轮、第二齿圈和第三行星架被锁定到变速器壳体。
[0020] 由此,第一锁定机构和第二锁定机构例如可以以节能的方式用作驻车制动器。这样,在车轮等被连接到变速器装置的实施例中,第一锁定机构和第二锁定机构可以用于锁定这种车轮。当例如希望使第一行星架保持静止一定量的时间时,可以通过简单地降低第一流体压力(可能朝向零超压降低或降低到零超压)来实现这种静止状态。因此,第一行星架可以保持静止,而无需操作流体压力源(例如)。当使第一太阳轮、第二齿圈和第三行星架保持静止时,这同样适用。根据示例实施例,第三锁定机构可以适于由传导到第三锁定机构的第三流体压力控制,使得:至少对于等于零超压的第三流体压力,第三锁定机构适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第三齿圈被锁定到变速器壳体。与第一锁定机构和第二锁定机构类似,当希望第三齿圈保持静止一定量的时间时,可以通过简单地降低第三流体压力(可能朝向零超压降低或降低到零超压)来实现这种静止状态。
[0021] 根据示例实施例,第一锁定机构可以包括第一偏置构件(优选是第一弹簧装置),该第一偏置构件适于将第一锁定机构偏置为处于锁定状态,并且第二锁定机构可以包括第二偏置构件(优选是第二弹簧装置),该第二偏置构件适于将第二锁定机构偏置为处于锁定状态。上述偏置构件意味着所述锁定机构的成本有效且节能的实施方案,以获得其期望的特性。
[0022] 类似地,并且根据示例实施例,第三锁定机构可以包括第三偏置构件(优选为第三弹簧装置),该第三偏置构件适于将第三锁定机构偏置为处于锁定状态。
[0023] 根据示例实施例,所述变速器壳体腔可以包含变速器润滑液,其中,第一锁定机构和第二锁定机构中的每一个锁定机构的至少外部部分适合不与该变速器润滑液接触。优点在于所述锁定机构被保持干燥。类似地,并且根据示例实施例,第三锁定机构的至少外部部分适合不与该变速器润滑液接触。
[0024] 根据示例实施例,第一锁定机构可以包括第一制动盘和第一制动钳,并且第二锁定机构可以包括第二制动盘和第二制动钳。使用制动盘和制动钳可能对用作驻车制动器的锁定机构特别有利。根据示例实施例,第三锁定机构可以包括第三制动盘和第三制动钳。
[0025] 根据示例实施例,第一锁定机构的所述外部部分可以包括第一制动盘和第一制动钳,并且第二锁定机构的所述外部部分可以包括第二制动盘和第二制动钳。因此,第一制动盘和第一制动钳以及第二制动盘和第二制动钳可以保持在变速器壳体的外侧或外部上,这意味着例如能够以直接的方式执行维修和维护操作。
[0026] 根据示例实施例,第三锁定机构的所述外部部分可以包括第三制动盘和第三制动钳。
[0027] 根据示例实施例,所述档位选择装置可适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第一锁定机构和第二锁定机构中的每个锁定机构都处于锁定状态。由此,并且如上所述,第一锁定机构和第二锁定机构能够以节能的方式用作驻车制动器。
[0028] 根据示例实施例,第三锁定机构可以被设计为爪形离合器。由此,实现了第三锁定机构中的阻力损失的减少。
[0029] 根据第二方面,提供了一种车辆,该车辆包括至少一个原动机和根据上文关于第一方面描述的任一个实施例的变速器装置,其中,所述至少一个原动机连接到变速器装置的输入轴,并且其中,所述输出轴适于向该车辆的一组地面接合构件供给动力。
[0030] 根据示例实施例,当第一锁定机构和第二锁定机构中的每一个均处于锁定状态时,所述档位选择装置可以具有用于该车辆的驻车制动功能。
[0031] 由此,并且如上所述,第一锁定机构和第二锁定机构可以以节能的方式用作驻车制动器。详细地,第一锁定机构和第二锁定机构在此可以用于锁定所述地面接合构件。
[0032] 本发明的第二方面的其它效果和特征在很大程度上类似于上文关于本发明的第一方面所描述的那些效果和特征。
[0033] 当研读所附权利要求书和以下描述时,本发明的其它特征和优点将变得明显。本领域技术人员会认识到,在不偏离本发明的范围的情况下,本发明的不同特征可以组合,以产生除了下文中描述的那些实施例以外的实施例。附图说明
[0034] 通过以下对本发明的示例性实施例的、说明性而非限制的详细描述,将更好地理解本发明的上述以及另外的目的、特征和优点,其中:
[0035] 图1是根据一个实施例的工程机械的透视图,
[0036] 图2是包括根据一个示例实施例的变速器装置的动力总成的示意性俯视图,[0037] 图3是包括根据另一个示例实施例的变速器装置的动力总成的示意性俯视图,[0038] 图4A是根据示例实施例的变速器装置的示意性俯视图,并且
[0039] 图4B示出了图4A中描绘的示例实施例的一部分。

具体实施方式

[0040] 现在将在下文中参照附图来更全面地描述本公开,附图中示出了示例性实施例。然而,本公开可以以许多不同的形式实施,且不应被解释为限于本文中阐述的实施例,而是,提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中,相同的附图标记指代相同的元件。
[0041] 参照图1,描绘了根据示例实施例的工程机械1。本发明构思适用于工业建筑机械或建筑设备领域中的任何工程机械,特别是自卸车/运输车。虽然将针对刚性运输车来描述本发明,但本发明不限于这种特定机械,而是还可用在其它工程机械中,例如铰接式运输车、挖掘机、反铲装载机和轮式装载机。
[0042] 如图1中所见,该工程机械包括用于容纳物料的翻斗车身130。仅作为示例,并且如图1所示,翻斗车身130可以是工程机械1的装载平台。工程机械1适于具有物料接收状态,其中,翻斗车身130包括由物料接收区域周界134向外界定的敞口式物料接收区域131。通常,敞口式物料接收区域131可以是可从工程机械1周围的环境直接接近的区域。例如,敞口式物料接收区域131可以是可从翻斗车身130的上方直接接近的区域。
[0043] 该工程机械不具有驾驶员座椅,而是旨在是自动驾驶的和/或远程驱动的。该机械还包括第一侧3以及与第一侧3相反地布置的第二侧2,第二侧2是物料倾卸侧2。第一侧3也可以被称为相反侧3。当该机械在相反侧3朝前放置的方向上行驶时,相反侧3可以用作前端侧。然而,工程机械1可以在任一方向上行驶,即,它是双向的。此外,翻斗车身130包括布置在该工程机械的物料倾卸侧2上的物料倾卸端部132以及布置在该工程机械的相反侧3上的相反端部133。
[0044] 此外,仍然参照图1,工程机械1包括工程机械车架120,一对推进轮轴16安装到该工程机械车架120。每个推进轮轴16尤其包括驱动轴16'、16”。工程机械车架120还支撑翻斗车身130,并因而承载翻斗车身130中容纳的任何物品的负载以及翻斗车身自身的重量。推进轮轴16连接到地面接合构件160、160',以驱动地面接合构件160、160'。在图1中,地面接合构件160、160'被示出为车轮,然而,它们也可以是履带
[0045] 此外,在下文中被称为电动达36(见图2)的原动机安装到推进轮轴16上,并且联接到驱动轴16'、16”。如从图2显而易见的是,电动马达36经由变速器装置38联接到驱动轴16'、16”。该工程机械可以在每个推进轮轴16上包括一个电动马达36。
[0046] 更进一步,工程机械1可以包括倾斜装置,例如包括用于使工程机械1的翻斗车身130倾斜的一个或多个倾斜致动器141(例如液压致动器)的倾斜装置。该倾斜装置在一端附接到车架120,并在另一端附接到翻斗车身130。优选地,该倾斜装置包括两个倾斜致动器
141,这两个倾斜致动器141布置在翻斗车身的不同侧,以确保稳定的倾斜(未示出)。
[0047] 图1最后公开了被布置到工程机械1的车架上的电气控制装置175。电气控制装置175可以包括用于为电动马达36和任何其它部件提供电力的电源(未示出),例如电池装置。
此外,电气控制装置175可以包括用于控制该工程机械的控制单元(未示出)。该控制单元能够接收遥控信号,以使该工程机械能够被遥控。这种信号可以接收自外部发射单元(未示出)。该控制单元还能够将任何信息从远程服务器(未示出)传送到该工程机械或从该工程机械传送到远程服务器(未示出)。这种信息可以包括使用数据、服务信息、电池状态、负载、重量、容量利用率或任何其它相关信息。
[0048] 因此,该工程机械由动力总成34(见图2和图3)推进,该动力总成包括用于推进该工程机械的电动马达36。因此,为了更详细地描述该动力总成,现在参照图2,该图2是包括根据示例实施例的变速器装置38的动力总成的示意性俯视图。图2的动力总成被例示为适于推进与前推进轮轴16相关联的地面接合构件160、160'。因此,推进轮轴16至少包括布置在车辆1的相反侧3处的上述驱动轴16'、16”。然而,图2的动力总成可以用于推进任一个或多个地面接合构件,例如与布置在车辆1的倾卸侧2处的驱动轴相关联的地面接合构件。
[0049] 不考虑预期用途,图2的动力总成34包括电动马达36、一组地面接合构件160、160'、以及变速器装置38,该变速器装置38包括输入轴40和输出轴42。电动马达36适于向输入轴40供给动力,并且输出轴42适于向所述一组地面接合构件160、160'供给动力。
[0050] 仅举例来说,并且如图2中所示,电动马达36的输出轴可以旋转固定地连接到输入轴40。然而,还可设想的是,电动马达36的输出轴可以经由一个或多个其它部件(例如一个或多个变速器部件(图2中未示出))而连接到输入轴40。
[0051] 此外,输出轴42可以经由齿轮组44(例如锥齿轮单元44)并且进一步经由驱动轴16'、16”而连接到所述一组地面接合构件160、160'。然而,还可设想的是,输出轴42可以以其它方式连接到所述一组地面接合构件160、160'。例如,可以预期的是,动力总成34的实施例可以包括输出轴42,该输出轴42适于使用其它中间部件或比上文参照图2所例示的更少的中间部件连接到所述一组地面接合构件160、160'。作为非限制性示例,可以设想的是,输出轴42可以旋转固定地连接到地面接合构件160、160'。例如,可以预期的是,动力总成34可以形成车辆(例如工程机械)的轮毂马达组件。
[0052] 如图2中可见,变速器装置38包括第一行星齿轮组100、第二行星齿轮组200和第三行星齿轮组300。第一行星齿轮组100包括第一太阳轮102、第一齿圈104以及承载第一组行星齿轮108的第一行星架106。第一组行星齿轮108与第一齿圈104及第一太阳轮102啮合接合。第二行星齿轮组200包括第二太阳轮202、第二齿圈204以及承载第二组行星齿轮208的第二行星架206。第二组行星齿轮208与第二齿圈204及第二太阳轮202啮合接合。第三行星齿轮组300包括第三太阳轮302、第三齿圈304以及承载第三组行星齿轮308的第三行星架306。第三组行星齿轮308与第三齿圈304及第三太阳轮302啮合接合。
[0053] 变速器装置38还包括上述输入轴40和输出轴42。输入轴40被操作性地连接到第二太阳轮202和第三太阳轮302,并且可连接到电动马达36。输入轴40能够直接连接到电动马达36,或者经由变速器部件(例如离合器,或者如下文将参照图3描述的齿轮组)而连接到电动马达36。输出轴42被操作性地连接到第一齿圈104和第二行星架206。
[0054] 此外,并且根据图2所例示的变速器装置38,第一太阳轮102被操作性地连接到第二齿圈204和第三行星架306。第二太阳轮202被操作性地连接到第三太阳轮302。
[0055] 变速器装置38还包括用于控制变速器装置38采用各种档位状况的档位选择装置62。特别地,所描绘且在下文中描述的变速器装置38被配置成采用三种不同的档位状况。该档位选择装置包括第一锁定机构64、第二锁定机构66和第三锁定机构67。根据图2的示例实施例,第一锁定机构64优选连接到第一行星架106。第二锁定机构66优选连接到第一太阳轮
102、第二齿圈204和第三行星架306。第三锁定机构67优选连接到第三齿圈304。下文将参照图4A和图4B进一步描述第一锁定机构64、第二锁定机构66和第三锁定机构67的示例实施例的详细描述。
[0056] 为了描述根据另一示例实施例的变速器装置,现在参照图3。关于图3的描述将仅集中于与上文参照图2描述的示例实施例相比的差异。因此,上文参照图2描述的示例实施例的特征也适用于下文描述的示例实施例,除非另有陈述。
[0057] 如图3中可见,动力总成34包括第一原动机36'和第二原动机36”。第一原动机36'优选为第一电动马达36',并且第二原动机36”优选为第二电动马达36”。因此,与上文关于图2的动力总成34描述的单个电动马达36相比,图3的动力总成34包括两个电动马达36'、36”。
[0058] 根据图3的示例实施例,变速器装置38包括布置在输入轴40上的输入轴齿轮402。变速器装置38还包括经由第一电动马达输出轴406连接到第一电动马达36'的第一齿轮
404、以及经由第二电动马达输出轴410连接到第二电动马达36”的第二齿轮408。输入轴齿轮402与第一齿轮404及第二齿轮408啮合接合。因此,动力从第一电动马达36'经由第一齿轮404和输入轴齿轮402传递到输入轴40。类似地,动力从第二电动马达36”经由第二齿轮
408和输入轴齿轮402传递到输入轴40。包括输入轴齿轮402、第一齿轮404和第二齿轮408的齿轮级优选被布置为输入轴40的一对减速齿轮。
[0059] 为了更详细地描述变速器装置38,参照图4A,图4A是根据示例实施例的变速器装置38的示意性俯视图。变速器装置38包括上述第一行星齿轮组100、第二行星齿轮组200和第三行星齿轮组300。也如图4A中所示,变速器装置38还包括变速器壳体60以及上述档位选择装置62。输入轴40连接到电动马达36、36'、36”,该电动马达可以根据图2和图3中描绘的上述任一个示例实施例来布置。
[0060] 第一锁定机构64优选适于由传导到第一锁定机构64的第一流体压力控制,使得:至少对于等于零超压的第一流体压力,第一锁定机构64适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第一行星架106被锁定到变速器壳体60。类似地,第二锁定机构66优选适于由传导到第二锁定机构66的第二流体压力控制,使得:至少对于等于零超压的第二流体压力,第二锁定机构66适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第二齿圈204被锁定到变速器壳体60。第三锁定机构67优选作为湿式薄片制动器布置在变速器壳体60内。根据非限制性示例,第三锁定机构67被设计为爪形离合器。
[0061] 此外,并且仅举例来说,档位选择装置62的实施方案使得第一锁定机构64还适于处于一组第一锁定机构的非锁定状态,其中,允许第一行星架106相对于变速器壳体60旋转,并且其中,第二锁定机构66还适于处于一组第二锁定机构的非锁定状态,其中,允许第二齿圈204相对于变速器壳体60旋转,由此,对于等于或高于第一流体压力阈值的第一流体压力,第一锁定机构64适于处于释放状态,在该释放状态下,第一行星架106相对于变速器壳体60自由旋转,其中,该释放状态形成所述一组第一锁定机构的非锁定状态的一部分。而且,对于在零超压与第一流体压力阈值之间的至少一个第一中间压力,第一锁定机构64适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第一行星架106之间施加了制动扭矩,其中,该滑移状态形成所述一组第一锁定机构的非锁定状态的一部分。此外,对于等于或高于第二流体压力阈值的第二流体压力,第二锁定机构66适于处于释放状态,在该释放状态下,第二齿圈204相对于变速器壳体60自由旋转,其中,该释放状态形成所述一组第二锁定机构的非锁定状态的一部分。而且,对于在零超压与第二流体压力阈值之间的至少一个第二中间压力,第二锁定机构66适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第二齿圈204之间施加了制动扭矩,其中,该滑移状态形成所述一组第二锁定机构的非锁定状态的一部分。
[0062] 与第一锁定机构64和第二锁定机构66类似,第三锁定机构67也可以适于由传导到第三锁定机构67的第三流体压力控制,使得:至少对于等于零超压的第三流体压力,第三锁定机构67适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第三齿圈304被锁定到变速器壳体60。当第三流体压力等于或高于第三流体压力阈值时,第三锁定机构适于处于释放状态,在该释放状态下,第三齿圈304相对于变速器壳体60自由旋转,其中,该释放状态形成一组第三锁定机构的非锁定状态的一部分。
[0063] 第一锁定机构64可以以多种方式实现。仅举例来说,第一锁定机构64可以被实现为适于处于完全锁定状态或完全释放状态的开关式锁定机构(例如爪形离合器)。因而,虽然仅举例来说,但所述一组第一锁定机构的非锁定状态可以仅包含一个非锁定状态,即上文所例示的完全释放状态。
[0064] 类似地,第二锁定机构66可以以多种方式实现。仅举例来说,第二锁定机构66可以被实现为适于处于完全锁定状态或完全释放状态的开关式锁定机构(例如爪形离合器)。因而,虽然仅举例来说,但所述一组第二锁定机构的非锁定状态可以仅包含一个非锁定状态,即上文所例示的完全释放状态。
[0065] 此外,第一锁定机构64和第二锁定机构66中的每一个锁定机构可以优选被布置为驻车制动器。因而,第一锁定机构64和第二锁定机构66中的每一个锁定机构可以被实施为使得它至少在传导到该锁定机构的流体压力等于零超压时处于锁定状态。
[0066] 在下文中参照图4B来呈现第一锁定机构64和第二锁定机构66的实施方案,图4B示出了图4A中描绘的示例实施例的一部分。从图4B可以看出,第一锁定机构64包括第一偏置构件68,该第一偏置构件68被实现为图4B中的第一弹簧装置,该第一偏置构件68适于将第一锁定机构64偏置为处于锁定状态,并且其中,第二锁定机构66包括第二偏置构件70,该第二偏置构件70被实现为图4B中的第二弹簧装置,该第二偏置构件70适于将第二锁定机构66偏置为处于锁定状态。
[0067] 在图4B的实施方案中,第一偏置构件68被实现为盘簧,但也可以设想其它类型的偏置构件,例如螺旋弹簧等。类似地,在图4B的实施方案中,第二偏置构件70被实现为盘簧,但也可以设想其它类型的偏置构件,例如螺旋弹簧等。
[0068] 在图4B的实施方案中,第一锁定机构64包括第一制动盘72和第一制动钳74。第一制动钳74包括第一钳体77,该第一钳体77保持两个制动衬76、78,这两个制动衬块76、78位于第一制动盘72的相反两侧。第一活塞75定位在第一钳体77内。第一活塞75由第一偏置构件68在朝向第一制动盘72的方向上偏置,从而将制动衬块78朝向第一制动盘72偏置。仅举例来说,为了将制动扭矩施加到第一制动盘72,第一制动钳74可以至少在所需反作用力的方向上固定地连接到变速器壳体60。
[0069] 此外,第一制动钳74的图4B的实施方案是所谓的浮动钳。因而,第一制动钳74的图4B的实施方案可以相对于第一制动盘72沿着与第一制动盘72的旋转轴线平行的线移动。因此,当第一偏置构件68已经经由第一活塞75推动其中一个制动衬块78而使得该制动衬块78与第一制动盘72接触时,第一钳体77然后滑动并拉动另一个制动衬块76,从而向第一制动盘72的两侧施加压力。
[0070] 然而,应当注意,还可设想其它实施方案。仅举例来说,第一锁定机构64的实施方案可以包括两个偏置构件(未示出),每一个偏置构件适于分别将制动衬块76、78朝向第一制动盘72偏置。这样,第一制动钳74并非必须是所谓的浮动钳。
[0071] 第一制动钳74又连接到第一流体源80,例如经由图4B中所示的流体导管82连接到第一流体源80。仅举例来说,第一流体源80可以是储罐或泵,并且流体例如可以是气体(例如,空气)或液体(例如,诸如液压油的液压流体)。在图4B的实施方案中,第一制动钳74控制两个制动衬块76、78,使得:当第一制动钳74被供给来自流体源80的具有流体压力的流体时,第一制动钳74将两个制动衬块76、78从与第一制动盘72的接触中释放。
[0072] 在第一锁定机构64的图4B的实施方案中,第一流体源80流体连接到第一流体腔79,该第一流体腔79形成在第一活塞75与第一钳体77之间。因而,施加在第一流体腔79中的流体压力将会在与第一偏置构件68产生的力相反的方向上将力施加到第一活塞75上,因此迫使两个制动衬块76、78彼此远离。
[0073] 在图4B的实施方案中,第一偏置构件68和施加在第一流体腔79中的第一流体压力相互作用,使得:至少对于等于零超压的第一流体压力,第一锁定机构64适于处于上述锁定状态。在这种状态下,来自第一偏置构件68的偏置力超过了第一流体压力将两个制动衬块76、78从第一制动盘72释放的力。还应注意,第一锁定机构64也可适于在第一流体压力大于零超压时处于上述锁定状态。
[0074] 此外,对于等于或高于第一流体压力阈值的第一流体压力,第一锁定机构64适于处于释放状态,在该释放状态下,第一行星架106相对于变速器壳体60自由旋转。在这种状态下,来自第一偏置构件68的偏置力不超过第一流体压力将两个制动衬块76、78从第一制动盘72释放的力,使得在第一制动盘72与任一个制动衬块76、78之间均不存在接触。
[0075] 更进一步,对于在零超压与第一流体压力阈值之间的至少一个第一中间压力,第一锁定机构64适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第一行星架106之间施加了制动扭矩。在滑移状态下,第一制动盘72与制动衬块76、78中的至少一个制动衬块(优选是两个制动衬块)之间存在接触,但其中仍然允许第一制动盘72相对于制动衬块76、78旋转。
[0076] 与第一锁定机构64类似,在图4B的实施方案中,第二锁定机构66包括第二制动盘84和第二制动钳86。第二制动钳86包含第二钳体89,该第二钳体89保持两个制动衬块88、
90,这两个制动衬块88、90位于第二制动盘84的相反两侧。第二活塞87被定位在第二钳体89内。第二活塞87由第二偏置构件70在朝向第二制动盘84的方向上偏置,从而将制动衬块90朝向第二制动盘84偏置。仅举例来说,为了将制动扭矩施加到第二制动盘84,第二制动钳86可以至少在所需反作用力的方向上固定地连接到变速器壳体60。
[0077] 此外,第二制动钳86的图4B的实施方案是所谓的浮动钳。这样,第二制动钳86的图4B的实施方案可以相对于第二制动盘84沿着与第二制动盘84的旋转轴线平行的线移动。因而,当第二偏置构件70已经经由第二活塞87推动其中一个制动衬块90而使得该制动衬块90与第二制动盘84接触时,第二钳体89然后滑动并拉动另一个制动衬块88,从而向第二制动盘84的两侧施加压力。
[0078] 然而,应当注意,还可以及设想其它实施方案。仅举例来说,第二锁定机构66的实施方案可以包括两个偏置构件(未示出),每一个偏置构件适于分别将一个制动衬块朝向第二制动盘84偏置。这样,第二制动钳86并非必须是所谓的浮动钳。
[0079] 第二制动钳86又连接到第二流体源92,例如经由图4B所例示的流体导管94连接到第二流体源92。仅举例来说,第二流体源92可以是储罐或泵,并且流体可以例如是气体(例如,空气)或液体(例如,诸如液压油的液压流体)。
[0080] 在第二锁定机构66的图4B的实施方案中,第二流体源92流体连接到第二流体腔91,该第二流体腔91形成在第二活塞87与第二钳体89之间。这样,施加在第二流体腔91中的流体压力将会在与第二偏置构件70产生的力相反的方向上将力施加到第二活塞87上,因此将两个制动衬块88、90从与第二制动盘84的接触中释放。
[0081] 虽然第一流体源80和第二流体源92在图4B中被示出为单独的实体,但还可以设想的是,变速器装置38的实施例可以包括向第一锁定机构64和第二锁定机构66中的每一个锁定机构供给流体的单个流体源。
[0082] 在图4B的实施方案中,第二制动钳86控制两个制动衬块88、90,使得:当第二制动钳86被供给来自流体源92的具有流体压力的流体时,第二制动钳86迫使两个制动衬块88、90彼此远离。
[0083] 在图4B的实施方案中,第二偏置构件70和施加在第二流体腔91中的第二流体压力相互作用,使得:至少对于等于零超压的第二流体压力,第二锁定机构66适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第二齿圈204被锁定到变速器壳体60。在这种状态下,来自第二偏置构件70的偏置力超过了第二流体压力将两个制动衬块88、90从与第二制动盘84的接触中释放的力。还应注意,第二锁定机构66也可适于在第二流体压力大于零超压时处于上述锁定状态。
[0084] 此外,对于等于或高于第二流体压力阈值的第二流体压力,第二锁定机构66适于处于释放状态,在该释放状态下,第二齿圈204相对于变速器壳体60自由旋转。在这种状态下,来自第二偏置构件70的偏置力不超过第二流体压力将两个制动衬块88、90从与第二制动盘84的接触中释放的力,使得在第二制动盘84与任一个制动衬块88、90之间均不存在接触。
[0085] 更进一步,对于在零超压与第二流体压力阈值之间的至少一个第二中间压力,第二锁定机构66适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第二齿圈204之间施加了制动扭矩。在滑移状态下,在第二制动盘84与制动衬块88、90中的至少一个制动衬块(优选是两个制动衬块)之间存在接触,但其中仍然允许第二制动盘84相对于制动衬块88、90旋转。
[0086] 此外,再次参照图4A,在变速器装置38的实施例中,变速器壳体60可以包括变速器壳体壁组件96,该变速器壳体壁组件96限定了变速器壳体腔98,该变速器壳体腔98至少包围第一行星齿轮组100、第二行星齿轮组200和第三行星齿轮组300。此外,如图4A所示,在变速器装置38的实施例中,第一锁定机构64和第二锁定机构66中的每一个锁定机构的至少外部部分位于变速器壳体壁组件96的一侧,并且变速器壳体腔98位于该变速器壳体壁组件的相反侧。如图4A的示例实施例中所描绘的,第三锁定机构67与变速器壳体腔98位于变速器壳体壁组件96的同一侧。
[0087] 仅作为示例,并且如图4B中所示,第一锁定机构64的所述外部部分可以包括第一制动盘72和第一制动钳74,并且第二锁定机构66的所述外部部分可以包括第二制动盘84和第二制动钳86。
[0088] 此外,该变速器壳体腔可以含有变速器润滑液(图中未示出),其中,第一锁定机构64和第二锁定机构66中的每一个锁定机构的至少外部部分适合不与该变速器润滑液接触。
[0089] 如上所述,所述档位选择装置适于采用三个档位级(也被称为档位状况)。可通过仅锁定第一锁定机构64而获得第一档位级,可通过仅锁定第二锁定机构66而获得第二档位级,并且可通过仅锁定第三锁定机构67而获得第三档位级。
[0090] 通过以上描述,档位选择装置62可以采用第一档位状况,其中,第一锁定机构64处于锁定状态,并且其中,第二锁定机构66采用一组第二锁定机构的非锁定状态之一,并且第三锁定机构67采用一组第三锁定机构的非锁定状态之一。这样,在第一档位状况下,第一行星架106被锁定到变速器壳体60。因此,在第一档位状况下,第一太阳轮102驱动第二齿圈204向后旋转。因此,输出轴42在第一档位状况下比在下文所述的第二档位状况下旋转得慢,在该第二档位状况下,第二齿圈204是静止的。
[0091] 作为非限制性示例,当档位选择装置62采用第一档位状况时,所述一组第二锁定机构的非锁定状态包括第二锁定机构66的释放状态。类似地,当档位选择装置62采用第一档位状况时,所述一组第三锁定机构的非锁定状态包括第三锁定机构67的释放状态。
[0092] 作为另一非限制性示例,当档位选择装置62采用第一档位状况时,第二锁定机构66可适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第一太阳轮
102、第二齿圈204和第三行星架306之间施加了制动扭矩。所述一组第二锁定机构的非锁定状态包括第二锁定机构66的滑移状态。
[0093] 档位选择装置62还可以采用第二档位状况,其中,第二锁定机构66处于锁定状态,并且其中,第一锁定机构64采用一组第一锁定机构的非锁定状态之一,并且第三锁定机构67采用一组第三锁定机构的非锁定状态之一。这样,在第二档位状况下,第二齿圈204被锁定到变速器壳体60,因此,动力从输入轴40经由第二太阳轮202和第二行星架206传递到输出轴42。因此,在第二档位状况下,动力流仅通过第二行星齿轮组200,而在上述第一档位状况下,也存在通过第一行星齿轮组100的并行的动力流。
[0094] 所述档位选择装置还可以采用第三档位状况,其中,第三锁定机构67处于锁定状态,并且其中,第一锁定机构64采用一组第一锁定机构的非锁定状态之一,并且第二锁定机构66采用一组第二锁定机构的非锁定状态之一。这样,在第三档位状况下,第三齿圈304被锁定到变速器壳体60。因此,在第三档位状况下,第三行星架306驱动第二齿圈204在向前方向上旋转。因此,输出轴42在第三档位状况下比在第二档位状况下旋转得快,如上所述,在第二档位状况下,第二齿圈204是静止的。在第三档位状况下,存在通过第二行星齿轮组200和第三行星齿轮组300的并行的动力流。
[0095] 作为非限制性示例,当档位选择装置62采用第二档位状况和第三档位状况时,所述一组第一锁定机构的非锁定状态包括第一锁定机构64的释放状态。
[0096] 作为另一个非限制性示例,当档位选择装置62采用第二档位状况或第三档位状况时,第一锁定机构64可以适于处于滑移状态,在该滑移状态下,允许相对旋转但在变速器壳体60与第一行星架106之间施加了制动扭矩。所述一组第一锁定机构的非锁定状态包括第一锁定机构64的滑移状态。
[0097] 此外,并且如上所述,档位选择装置62可适于处于锁定状态,在该锁定状态下,第一锁定机构64处于锁定状态并且第二锁定机构66处于锁定状态。在锁定状态下,变速器装置38将阻止输出轴42旋转。这样,该锁定状态可用于防止连接到输出轴42的所述一组地面接合构件160、160'旋转,使得变速器装置38然后用作驻车制动器。
[0098] 此外,在第二锁定机构66适于处于滑移状态的变速器装置38的实施例中,档位选择装置62可以采用第一档位状况,并且当车辆仍在移动时,通过将致动力施加到第二锁定机构66,第二锁定机构66可以用于制动所述一组地面接合构件160、160'。
[0099] 类似地,在第一锁定机构64适于处于滑移状态的变速器装置38的实施例中,档位选择装置62可以采用第二档位状况,并且当车辆仍在移动时,通过将致动力施加到第一锁定机构64,第一锁定机构64可以用于制动所述一组地面接合构件160、160'。
[0100] 类似地,当档位选择装置62采用第三档位状况时,第一锁定机构64和第二锁定机构66中的任一个或两个可以适于处于滑移状态。因此,当车辆仍在移动时,通过将致动力施加到第一锁定机构64和/或第二锁定机构66,第一锁定机构64和/或第二锁定机构66可以用于制动所述一组地面接合构件160、160'。
[0101] 应当理解,本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例;而是,本领域技术人员将认识到,可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。例如,虽然已主要针对刚性运输车描述了本发明,但本发明应被理解为同样适用于任何类型的车辆。