Sistema motriz auxiliar con capacidad de marcha en vacío.

Una unidad de transferencia de potencia (101) para un dispositivo motriz,

que comprende:

una carcasa externa (229, 230);

un embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222);

una camisa del pistón (240) situada entre la carcasa externa (229, 230) y el embrague (216, 217, 218, 222) de transferencia de par; y

un pistón (211) en la camisa del pistón (240);

caracterizada por:

un collar del cojinete de empuje (239) situado entre la carcasa externa (229, 230) y la camisa del pistón (240); y

un cojinete (242; 242') situado entre el collar del cojinete de empuje (239) y la camisa del pistón (240).

Sistema motriz auxiliar con capacidad de marcha en vacío CAMPO TÉCNICO

La presente divulgación se refiere generalmente a transmisiones de vehículos automóviles que pueden alternar entre sistemas motrices que utilizan dos de las cuatro ruedas y las cuatro ruedas. Más concretamente, la presente divulgación se refiere a una unidad de transferencia de potencia que contribuye a esta conversión y el diseño y colocación de un pistón en la unidad de transferencia de potencia que permita el empaquetado eficiente en una transmisión de un vehículo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las transmisiones de vehículos con tracción a las cuatro ruedas (AWD) pueden comprender un eje motriz delantero principal acoplado con un sistema motriz trasero auxiliar secundario. El sistema motriz trasero auxiliar secundario incluye típicamente una unidad de transferencia de potencia, un árbol de transmisión, un dispositivo de acoplamiento de AWD, un eje trasero, y conjuntos de semieje trasero. Cuando el vehículo está funcionando en un modo 4 x 2, el eje principal delantero proporciona fuerza de tracción para mantener el vehículo en movimiento, y para superar las pérdidas de eficiencia de transmisión del eje motriz secundario que es accionado por la interacción de neumático/superficie de la carretera. Las pérdidas de eficiencia de transmisión son debidas principalmente a pérdidas de aceite, resistencia viscosa, inercia y fricción.

Para proporcionar una transmisión más eficiente en términos de consumo de carburante para funcionar en modo 4 * 2, es deseable poder inactivar completamente el sistema motriz auxiliar secundario desconectando el sistema motriz auxiliar secundario del sistema motriz principal y permitiendo que el sistema motriz auxiliar secundario gire por inercia hasta detenerse. Desactivar el sistema motriz auxiliar secundario de este modo eliminaría virtualmente todas las pérdidas de eficiencia de transmisión del sistema motriz auxiliar secundario con la excepción de su inercia no giratoria. El documento WO 28 115963 divulga una unidad de transferencia de potencia de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

SUMARIO

Teniendo en mente estos problemas de los dispositivos de transmisión convencionales, un objeto de la presente invención es proporcionar una unidad de transferencia de potencia como se define en la reivindicación 1 y un sistema de transferencia de par como se define en la reivindicación 8. Modos de realización ventajosos adicionales de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran diversos modos de realización de la invención y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la invención.

La FIG. 1 es un ejemplo de una transmisión de vehículo que tiene una PTU con capacidad de marcha en vacío.

La FIG. 2A es un ejemplo de una PTU con un pistón no rotativo y una camisa del pistón no rotativo.

La FIG. 2B es una ampliación de una sección de la PTU de la FIG. 2A.

La FIG. 3 es un ejemplo de una unidad de control electrónico (ECU).

La FIG. 4 es un ejemplo de una desconexión del buje.

La FIG. 5 es un esquema de una unidad de control hidráulico (HCU) ejemplar.

La FIG. 6 es un esquema alternativo de una HCU ejemplar.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

A continuación se hará referencia más en detalle a los modos de realización ejemplares presentes, ejemplos de los cuales se ilustran en los dibujos adjuntos. En la medida de lo posible, los mismos números de referencia se utilizarán a lo largo de los dibujos para referirse a piezas iguales o similares.

La FIG. 1 muestra un ejemplo de un sistema de transmisión para un vehículo con tracción delantera para su uso, por ejemplo, en un automóvil. La transmisión comprende cuatro ruedas: primera rueda 18, segunda rueda 19, tercera rueda 11, y cuarta rueda 111. Las ruedas delanteras, primera rueda 18 y cuarta rueda 111, proporcionan fuerzas de tracción para el modo 4x2, que es un modo en el que las ruedas traseras, segunda rueda 19 y tercera rueda 11, no reciben par del motor. En el modo 4 * 4, las ruedas delanteras y traseras reciben par del motor para proporcionar fuerza de tracción para el vehículo.

Las ruedas 111 y 18 son parte de un eje delantero, que comprende primer y segundo conjuntos de junta homoclnética y semieje de salida 14 y 15, transeje motriz 12 delantero principal, y una unidad de transferencia de potencia (PTU) 11 con capacidad de marcha en vacío. El transeje motriz 12 delantero principal está en comunicación mecánica con el motor 13 y la PTU 11, que se puede atornillar al transeje 12. La PTU 11 está en comunicación mecánica con el satélite 17, que se acopla por medio de una brida de acoplamiento 16 al árbol de transmisión 112. El árbol de transmisión 112 está acoplado además al eje motriz trasero 113 que se conecta al primer semieje trasero 114 y al segundo semieje trasero 115. El primer semieje trasero 114 se acopla a la primera desconexión del buje 117 que se conecta a la segunda rueda 19. El segundo semieje trasero 115 se acopla a la segunda desconexión del buje 118, que se acopla a la tercera rueda 11.

El sistema motriz principal del vehículo puede comprender el motor 13, el transeje motriz 12 delantero principal, primer y segundo conjuntos de junta homocinética y semieje de salida 14 y 15, y semieje 24 de salida. El sistema motriz auxiliar secundarlo puede comprender la PTU 11, el satélite 17, la brida de acoplamiento 16, el árbol de transmisión 112, el eje motriz trasero 113, el primer semieje trasero 114, y el segundo semieje trasero 115. El sistema motriz auxiliar secundarlo puede inactivarse completamente y de modo no giratorio mientras que el vehículo está funcionando en un modo 4»2y volverse a acoplar con el sistema motriz para funcionar en un modo 4 x 4 a lo largo de todas las velocidades de funcionamiento, incluyendo velocidades de funcionamiento en autovía.

El par se transfiere del motor a una transmisión en el transeje motriz 12 delantero principal y a continuación a un cárter del diferencial de la transmisión delantera. El cárter del diferencial de la transmisión delantera puede dividir el par entre un conjunto diferencial de la transmisión delantera y la PTU 11. Los dos semiejes delanteros transfieren par a la primera rueda 18 y a la segunda rueda 111. La PTU 11 transfiere par, a través de los elementos descritos a continuación, al árbol de transmisión 112 a continuación al eje motriz trasero 113, en donde se divide entre el primer semieje trasero 114 y el segundo semieje trasero 115. Cantidades adecuadas de par se transfieren a la segunda rueda 19 y a la tercera rueda 11 a través, respectivamente, de la primera desconexión del buje 117 y la segunda desconexión del buje 118.

Una unidad 12 de control electrónico (ECU) procesa datos de sensores 116, que se conectan a diversas posiciones a lo largo de la transmisión para determinar la distribución adecuada de par a cada una de las ruedas del vehículo. La cantidad de par puede ser la misma para cada una de la primera rueda 18, segunda rueda 19, tercera rueda 11, y cuarta rueda 111, o la cantidad de par a cada rueda puede variar como respuesta a la tracción, estabilidad, frenado, ángulo de giro del volante, velocidad de la transmisión, aceleración, guiñada, posición del acelerador, u otras condiciones del vehículo.

Diversos sensores y comunicaciones 116 proporcionan datos para su procesamiento en una unidad 12 de control electrónico. La ECU 12 puede determinar cantidades adecuadas de par para su transferencia a la segunda rueda 19 y a la tercera rueda 11. Además, la ECU 12 puede controlar cuándo la desconexión 117 del primer buje y la desconexión 118 del segundo buje deben conectar o desconectar la segunda rueda 19 y la tercera rueda 11 respectivamente del primer semieje trasero 114 y el segundo semieje trasero 115. La conexión y desconexión se facilitan mediante el accionamiento desde una unidad de control hidráulico 119 (HCU), como se discutirá más adelante. La HCU 119 ayuda asimismo al accionamiento de un pistón 211, como se muestra en la figura 2, en la PTU 11. La ECU 12 puede determinar asimismo cuándo debe accionar la HCU 119 el pistón 211. El experto en la técnica reconocerá la disposición de sensores y comunicaciones 116, la disposición y funcionamiento de la ECU 12, y los medios de conexión a y desde la HCU 119.

Las figuras 2A y 2B muestran un modo de realización de una PTU con capacidad de marcha en vacío inventiva. La figura 2A es una ampliación de la PTU 11 de la figura 1, y la figura 2B es una ampliación de una sección... [Seguir leyendo]

1. Una unidad de transferencia de potencia (11) para un dispositivo motriz, que comprende: una carcasa externa (229, 23);

un embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222);

una camisa del pistón (24) situada entre la carcasa externa (229, 23) y el embrague (216, 217, 218, 222) de transferencia de par; y

un pistón (211) en la camisa del pistón (24);

caracterizada por:

un collar del cojinete de empuje (239) situado entre la carcasa externa (229, 23) y la camisa del pistón (24); y un cojinete (242; 242) situado entre el collar del cojinete de empuje (239) y la camisa del pistón (24).

2. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, en la que el cojinete es uno de un cojinete de agujas radial (242) y un cojinete de rodillos de agujas (242).

3. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, que comprende además elementos de actuación (213, 214, 215, 217, 22), en la que los elementos de actuación (213, 214, 215, 217, 22) se sitúan entre el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) y el pistón (211).

4. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, que comprende además un segundo cojinete, en la que el segundo cojinete es uno de un cojinete de agujas radial (242) y un cojinete de rodillos de agujas (242).

5. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, que comprende además un cojinete de agujas de empuje axial (212), en donde el cojinete de agujas de empuje axial (212) se interpone entre el pistón (211) y el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222).

6. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, que comprende además: un cojinete de rodillos cónico de la brida del semllado de acoplamiento (244); y

un cojinete de rodillos cónico de la brida del semllado de la tapa (243), en la que el cojinete comprende un cojinete de rodillos de agujas (242);

en la que el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) se configura para generar empuje, y

en la que el cojinete de rodillos de agujas (242) se configura para recibir empuje del embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222), y

en la que el pistón (211) se configura para recibir empuje del embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222), la camisa del pistón (24) se configura para recibir empuje del pistón (211), el cojinete de rodillos de agujas (242) se configura para recibir empuje de la camisa del pistón (24), y el collar del cojinete de empuje (239) se configura para recibir empuje del cojinete de rodillos de agujas (242),

en la que el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) se configura para recibir una fuerza de reacción devuelta por el pistón (211) como respuesta al empuje recibido, y

en la que el cojinete de rodillos cónico de la brida del semilado de la tapa (243) y el cojinete de rodillos cónico de la brida del semilado de acoplamiento (244) se configuran para recibir ningún empuje del embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222).

7. La unidad de transferencia de potencia (11) de la reivindicación 1, que comprende además: un cojinete de agujas radial (242),

en la que el cojinete es un cojinete de rodillos de agujas (242),

en la que el cojinete de agujas radial (242) se configura para soportar radialmente la camisa del pistón (24) en el collar del cojinete de empuje (239), y

en la que el cojinete de rodillos de agujas (242) y el cojinete de agujas radial (242) se interponen entre el collar del cojinete de empuje (239) y la camisa del pistón (24).

8. Un sistema de transferencia de par que comprende: un motor (13) para suministrar par;

una transmisión (12) acoplada funcionalmente al motor (13);

un eje motriz principal (14, 15) acoplado funcionalmente a la transmisión (12);

una unidad de transferencia de potencia (11) acoplada funcionalmente al eje motriz principal (14, 15), comprendiendo la unidad de transferencia de potencia (11):

una carcasa externa (229, 23);

un embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222);

una camisa del pistón (24) situada entre la carcasa externa (229, 23) y el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222);

un pistón (211) en la camisa del pistón (24); caracterizado por

un collar del cojinete de empuje (239) situado entre la carcasa externa (229, 23) y la camisa del pistón (24);

un cojinete (242 o 242) situado entre el collar del cojinete de empuje (239) y la camisa del pistón (24);

primeros elementos de acoplamiento (213, 214, 215, 217, 22) acoplados funclonalmente de modo selectivo al pistón (211), el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) acoplado funcionalmente de modo selectivo a los primeros elementos de acoplamiento (213, 214, 215, 217, 22); y

segundos elementos de acoplamiento (223, 224) acoplados funcionalmente de modo selectivo al embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222);

un satélite (17) acoplado funcionalmente a los segundos elementos de acoplamiento (223, 224); un árbol de transmisión (112) acoplado funclonalmente al satélite (17); y un eje motriz (113) secundario acoplado funcionalmente al árbol de transmisión (112), en el que:

el pistón (211) se configura para proporcionar fuerzas de actuación variables a los primeros elementos de acoplamiento (213, 214, 215, 217, 22) para activar de modo selectivo el embrague de transferencia de par (216,

217, 218, 222),

el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) se configura para transferir par del eje motriz principal (14, 15) al satélite (17) acoplando variablemente los segundos elementos de acoplamiento (223, 224) como respuesta a las fuerzas de actuación variables proporcionadas por el pistón (211), y

se suministra par al eje motriz secundario (113, 114, 115) desde el satélite (17) mediante el árbol de transmisión (112).

9. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 8, que comprende además muelles inclinados (227, 228) en el que los muelles inclinados (227, 228) se configuran para mover el pistón (211), desactivando así variablemente el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222).

1. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 9, en el que, cuando el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) se activa por presión, el satélite (17), el árbol de transmisión (112), y el eje motriz secundario (113, 114, 115) transfieren par, y cuando el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) no se activa por

presión, el satélite (17), el árbol de transmisión (112), y el eje motriz secundario (113, 114, 115) permanecen inactivos.

11. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 8, en el que el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222) comprende un embrague de discos sumergidos multiplaca (222) en serie con un embrague de garras (216), y el embrague multiplaca (222) se configura para suministrar una cantidad variable de par basándose en el número de placas (219, 221) activadas de modo selectivo.

12. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 8, que comprende además:

una unidad de control hidráulico (119) para suministrar fluido hidráulico a la camisa del pistón (24); y

un orificio de entrada de fluido hidráulico (29) en la camisa del pistón (24) para comunicar fluido hidráulico a la camisa del pistón (24),

en el que la una unidad de control hidráulico (119) controla una cantidad de presión de fluido hidráulico para actuar

el pistón (211).

13. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 12, que comprende además: primera y segunda ruedas traseras (19, 11); y

primera y segunda desconexiones del buje (117, 118), comprendiendo, respectivamente, las primera y segunda desconexiones del buje (117, 118):

pistones del buje (43);

elementos de acoplamiento del buje (44, 45, 49); y

orificios de entrada de fluido hidráulico del buje (42) en comunicación fluida con los pistones del buje (43),

en el que la una unidad de control hidráulico (119) controla una cantidad de presión de fluido hidráulico a los orificios de entrada de fluido hidráulico del buje (42) para activar de modo selectivo los pistones del buje (43), y

en el que los pistones del buje (43) se acoplan con los elementos de acoplamiento del buje (44, 45, 49) para acoplar cada una de las primera y segunda ruedas traseras (19, 11) al eje motriz secundario (113, 114, 115).

14. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 8, que comprende además un cojinete de empuje de agujas (212), en el que el cojinete de empuje de agujas (212) se interpone entre el pistón (211) y el embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222).

15. El sistema de transferencia de par de la reivindicación 8, que comprende además un cojinete de agujas radial (242),

en el que el cojinete es un cojinete de rodillos de agujas (242),

en el que el cojinete de rodillos de agujas (242) se configura para recibir empuje procedente del embrague de transferencia de par (216, 217, 218, 222), y

en el que el cojinete de rodillos de agujas (242) y el cojinete de agujas radial (242) se interponen entre el collar del cojinete de empuje (239) y la camisa del pistón (24).