技术领域
[0001] 本发明涉及一种传动系统，具体是一种包括冠轮与小齿轮的传动系统，尤其是在一个车桥壳体中包括冠轮与小齿轮的一种传动系统。
相关背景技术
[0002] 人们已知一种用于机动车辆的从动桥，由此使一个相对于车辆总体上纵向对齐的传动轴驱动一个小齿轮，这个小齿轮在一个车桥壳体中与冠轮处于啮合式接合。这种冠轮驱动一个连接到右轮上的右传动轴并且还驱动一个连接到左轮上的左传动轴，由此驱动该车辆。典型地该冠轮会通过一个差速器组件来驱动右侧和左侧的传动轴。
[0003] 为了确保冠轮与小齿轮的寿命，重要的是确保小齿轮相对于冠轮是定位在正确的纵向位置中，并且同样重要的是确保冠轮相对于小齿轮是定位在正确的侧向位置中。由于这些原因，典型地会用对小齿轮用垫片进行垫衬以确保它处于其正确的纵向位置中。典型地，可以进行螺纹调整来侧向地移动冠轮以确保它同样是处于其正确的侧向位置中。鉴于对定位冠轮和小齿轮所要求的必须的精确性，这些部件典型地作为子组件被安装在一个支架上。因此冠轮与小齿轮的正确定位可以在远离相关车辆的支架上实现，例如在一个工作台上实现。一旦这些设置已正确进行，该支架的子组件，冠轮和小齿轮然后就可以被装配到车辆上。通过提供一个包括冠轮与小齿轮的支架子组件，冠轮与小齿轮就可以在一个清洁的环境中彼此相对地正确定位，并且接下来就可以将该支架装配到车辆上，而这个装配过程是在一个习惯上不太清洁的环境中，典型地是在车辆的下方进行，这里将会聚集道路的灰尘等。
[0004] 在多数车辆中这种支架子组件会将括一个差速器组件，并且这样该支架就被称作“差速器支架”。
[0005] 此类支架或差速器支架会包括一个总体上圆形的凸缘。该支架子组件会通过车桥中的一个总体上圆形的孔被组装到车桥中。冠轮、小齿轮和差速器(如果装配了的话)会穿过车桥中的孔然后支架凸缘会有效地封闭这个孔。典型地一系列螺栓会将支架凸缘固定到车桥上。
[0006] 在该车桥壳体中提供了油用于对冠轮、小齿轮、差速齿轮以及相关联的轴承进行润滑和冷却。然而，冠轮、小齿轮以及差速器壳体在这种油中的旋转导致了由于油搅动造成的功率损失，由此增加了车辆的总的燃料消耗。
具体实施方式
[0050] 参见图1至图5，在此示出一种传动系统10，该系统具有一个车桥壳体12，该车桥壳体带有一个油底壳14。一个冠轮16在该车桥壳体中是可旋转的，该冠轮由一个小齿轮28驱动。
[0051] 车桥壳体12具有两个车桥壳体臂12A和12B，它们容纳了多个传动轴(未示出)。小齿轮28是由一个中央传动轴(未示出)驱动的并且具有多个齿，这些齿与冠轮16上的齿16C啮合。该冠轮被附接到一个差速器组件46上。该冠轮被定位在差速器组件46的左侧上(在看图4时)并且这些齿16C面向小齿轮28和臂12A并且因此背离臂12B。
[0052] 车桥壳体12包括一个总体上圆形的孔径48，该孔径是由一个正面上的凸缘49限定的(见图5)。
[0053] 一个支架50包括一个支架凸缘52，当该支架凸缘抵靠着凸缘49被螺栓固定到该车桥壳体上时它基本上封闭了孔径48。车桥壳体和支架因此限定了一个壳体13。
[0054] 小齿轮28、冠轮16、差速器46与相关联的轴承一起以一种本领域内已知的方式被安装在支架上。
[0055] 一个右传动轴(未示出)从差速器组件46延伸穿过车桥壳体臂12A，而一个左传动轴(未示出)从差速器组件46延伸穿过车桥壳体臂12B。
[0056] 凸缘49具有一个上槽口54以及一个下槽口55。凸缘52具有一个上槽口56以及一个下槽口57。上槽口56和下槽口57在冠轮与凸缘52之间提供了间隙。上槽口56和下槽口57在组装时与上槽口54和下槽口55对齐。上槽口54和下槽口55在冠轮与凸缘49之间提供了间隙。
[0057] 冠轮16上的齿连同小齿轮28上的齿共同限定了组合的冠轮与小齿轮的一个特定的传动比。在一个替代性实施方案中可以装配具有更高的总传动比的冠轮与小齿轮。在一个替代性实施方案中可以装配具有更低的总传动比的冠轮与小齿轮。
[0058] 如图4中所示，齿16C限定了一个平面P。具有一个更高的传动比的冠轮与小齿轮会具有一个相应的平面P，在看图4时该平面被移到左侧。具有一个更低的传动比的冠轮与小齿轮会具有一个相应的平面P，在看图4时该平面被移到右侧。因此，上槽口54和下槽口55与上槽口56和下槽口57的大小必须被确定为适应一个具体的车桥壳体12的所有设想的传动比。
[0059] 传动系统10还包括一个储油器18。
[0060] 在看图2时，储油器18是总体上C形的，具有一个主体部分19、一个向前伸出的上臂20以及一个向前伸出的下臂21。
[0061] 为了解释的目的，假定车桥壳体12是一个车辆的后车桥壳体，并且这样小齿轮就被定位在差速器的前面。在该车桥壳体是一个前车桥壳体的情况下，典型地差速器就会被定位在小齿轮的前面。
[0062] 该上臂20包括一个输入系统60并且该下臂21包括一个输出系统70。主体部分19具有一个弧形表面22，这个表面的大小被确定为穿过总体上圆形的孔径48。这个主体部分还包括一个总体上垂直的壁23，该壁面向齿16C。壁23限定了一个平面R，该平面与平面P分隔开。壁23被定位为使得具有最低传动比的冠轮的齿(即，使平面P最接近平面R的冠轮的齿)仍会在该齿与壁23之间提供一个间隙。这个主体部分19还具有一个仿形的表面24，其形状与车桥壳体的后部的相邻内表面相似。
[0063] 固定件(如螺栓25)将该储油器紧固到右侧的差速器壳体30上。在这种情况下差速器壳体30与支架50形成一体。
[0064] 该输入系统处于一个汲取斗61的形式，该汲取斗位于平面P与R之间。该汲取斗在一个面向后的部分62上以及在一个面向齿16C的侧边63上是打开的。因为当车辆在一个向前的方向上(在看图2时)旋转时冠轮在一个顺时针的方向上旋转，一个具体的齿16C会经过油底壳14由此浸入一种液体润滑剂(在这种情况下是油38)中，并且该油会粘附在该齿上并且然后由于离心力而被旋落。一些油会被旋落在该汲取斗的面向后的嘴62中。然后这些油会进入上臂20之中并且然后再进入储油器的主体部分19之中，这将在以下进一步说明。
[0065] 输出系统70包括一个孔口71，该孔口位于储油器的一个下部分中。如图2所示，一个封闭盖72可以被移动到一个向后的位置，由此暴露该孔口并允许油从储油器排出。可替代地，这个封闭盖72可以被滑动到一个向前的位置(如图3所示)，由此封闭该孔口。一个杆73移动这个封闭盖并且一个致动器74(示意性地示出)运行以便移动这个杆。
[0066] 储油器可以是由不同的材料(包括塑料材料)制成的。
[0067] 在一个实施方案中该汲取斗的大小被确定为使得侧面63位于具有最高传动比(即在看图4时当平面P被移到左边时)的冠轮齿的附近。根据所用的具体传动比，然后有可能修改该汲取斗，例如通过修剪一部分使得经过修剪的汲取斗的侧边63仍位于该冠轮齿的附近。注意只要求进行少量修剪，因为壁23被定位为使得在壁23与具有最低传动比(即平面P最靠近平面R的情况下)的冠轮之间有一个间隙。
[0068] 一个控制器如ECU 75控制着致动器74，这将在以下进一步说明。该壳体容纳油38。
[0069] 在图1和图3中示出的部件限定了一个支架子组件，在这种情况下是一个差速器支架子组件40。该子组件的主要部件为支架、小齿轮、冠轮和储油器。在这种情况下这个子组件包括差速器。这种子组件允许在图1和图3中示出的所有部件在装配到车桥上之前在一个清洁的环境中进行组装和测试。
[0070] 一个装置的运行如下。
[0071] 首先使相关车辆静止并将孔口71打开(如图2所示)，储油器中的油位OR与油底壳中的油位OS相同。当车辆驶离时，油被齿16C带起并且一些油受离心力作用而进入汲取斗61之中。然后它在重力作用下沿着上臂20向后落下并进入储油器的主体部分19之中。然而，由于孔口71是完全打开的，然后任何从油底壳传递到汲取斗61的油都立即被从储油器排出的油代替。这样，油继续循环经过储油器，使油底壳中的油位保持为基本上是在图2中所示的位置OS，即车辆静止时的位置。
[0072] 在种情况下，如在艰难的驾驶条件下(例如当冠轮在传输高功率和转矩时，比如当相关车辆是一个满载的并在山上上行的货车时)所要求的，对冠轮、小齿轮、差速器和轴承有充足的油供应。因此，在这些情况下搅动的功率损失是相对较高，但对冠轮与小齿轮提供了充足的油供应以确保不发生损害。
[0073] 然而，在驾驶条件改变并且冠轮只要求传输低功率和低转矩时，那么该ECU就会指示致动器74移动封闭盖以便封闭孔口71。在这些情况下进入汲取斗61中的油不能再从输出系统70排出，并且储油器会逐渐注油，由此降低了油底壳中油位。最后，储油器会注满油并且储油器中的油位会变为OR(如图3所示)，并且油底壳中的相应油位会变为OS(如图3所示)。如从图3会理解到，油位OS仍高于一部分齿16C经过的最低点。在这类情况下就降低了油搅动的功率损失。然而，由于冠轮仅传输了低功率和低转矩，那么这个降低了的油位OS仍足以适当地润滑多个部件并确保不发生损害。“当冠轮传输相对低的功率和相对低的转矩时”的一个例子是“当相关车辆是一个未载重且沿着一个平坦的硬路面行驶的货车时”。
[0074] 该ECU能够确定要求油底壳中有更多的油的运行条件以及仅要求油底壳中更低的油位的运行条件。因此，该ECU可以从一个转矩仪接收信号。可替代地，该ECU可以从一个加速器踏板位置传感器接收信号。可替代地，发动机的运转条件(尤其是发动机的RPM和燃油流量)可以决定发动机的功率和转矩输出。该ECU可以被连接到一个温度传感器上，该温度传感器感应油38的温度。一种适当的算法会决定何时应使孔口71打开以及何时它可以由封闭盖72关闭。
[0075] 在一个实施方案中该ECU可以指示该致动器在适当的情况下(即封闭盖只有两个位置)完全关闭和完全打开封闭盖。一个更精密的系统会使该ECU在适当的情况下将封闭盖定位为完全打开、或完全关闭或者是在几个中间位置之一。
[0076] 在某些情况下有利的是具有一个计量的排放系统，该系统永久地允许有限的油从储油器流到油底壳。这种计量的排放系统在其最简单的形式中可以是储油器底部中的一个相对较小的孔。在高速运行条件下，与通过该计量的排放系统从储油器返回油底壳的油相比，冠轮会将更多的油从油底壳传递到汲取斗上。在这些情况下油底壳中的油位就会下降。然而，在较低运行速度的条件下，冠轮会将相应地较小流速的油传递到汲取斗上，并且因此油底壳中的油位会逐渐升高。当车辆进入休止状态时，该计量的排放系统会确保油底壳中的油位与储油器中的油位平衡。
[0077] 计量的排放口可以与孔口71和封闭盖72结合使用即另外地使用。当计量的排放口与孔口71结合使用时，如以上提及的这个计量的排放系统会是储油器的底部中的一个相对较小的孔，可替代地该计量的排放系统可以是封闭盖72中的一个相对较小的孔。
[0078] 注意，这个计量的排放口可以用在孔口71和封闭盖72的位置上。
[0079] 如图3所示，储油器是完全满的并且油底壳中仍有一些油。因此壳体13中的总油量大于储油器的容量。确保壳体13中有最少量的油，而这个最少量大于储油器的容量，这样无论相关车辆的运行条件如何都能确保油底壳中最低的油位(图3的OS)。
[0080] 如图2所示，油位OR和油位OS是在车桥套管12A和12B的下边缘之下。这是已知的车桥组件的一种典型的油位。油位被设在这个高度以确保油不会进入车桥套管本身之中。
[0081] 在壳体13中提供一个储油器允许了在这个储油器中的油位是处于车桥套管之上的一个位置而不会有任何油进入车桥套管之中。因此储油器18提供了一个系统，通过该系统在冠轮在传输相对低的转矩和低的功率而不要求润滑冠轮时，油可以被保持在高于车桥套管的一个位置。
[0082] 参见图6至图9，在此示出了带有多个部件的一个冠轮与小齿轮支架150，其中与支架50的那些部件完成相同功能的部件被标记为增大100。在这种情况下，孔口171是弧形的并且在凸台180中形成。凸台180被不可旋转地附接到储油器118上。封闭盖172处于一种圆盘的形式，具有一个与孔口171的尺寸和形状相似的弧形孔181。封闭盖171可以从一个关闭的位置(如图6所示)旋转到一个打开的位置，在关闭的位置中弧形孔181与孔口171不是对齐的，在打开的位置中弧形孔181与孔口171是对齐的。在该打开的位置中储油器中的油能流动穿过孔口171，并且在关闭的位置中油不能流动穿过孔口171。
[0083] 如图6所示的支架子组件140可以被组装到车桥壳体12之中。
[0084] 封闭盖172通过柔性驱动件182可以在打开和关闭的位置之间旋转。柔性驱动件182是处于一个缆线的形式(在其他实施方案中任何类型的柔性驱动件都可以适用)。柔性驱动件182的一个第一端183被附接到封闭盖172上，并且一个第二端184包括一个驱动凸台185。一个具有凸缘187的套管186与第二端184相邻。通过将凸缘187定位在储油器118内部，将圆柱体部分188穿过储油器中的一个孔并通过一个安装到储油器外部上的弹性挡圈将套管紧固在位，而将该套管固定到该储油器上。柔性驱动件182在套管186中是可旋转的。驱动凸台185与致动器174(在这种情况下是一个电动机)接合并且受其驱动。如在图6和图7中最佳所见，支架150包括一个凹槽189，致动器174座落其中。
[0085] 柔性驱动件182的第一端183围绕轴线A旋转并且第二端184围绕轴线B旋转。冠轮围绕轴线C旋转并且小齿轮围绕轴线D旋转。应当认识到，封闭盖172被定位在轴线C的下方。第二端184被定位在轴线C的上方。轴线B基本上平行于轴线D。致动器174被定位在轴线C的上方。
[0086] 有利的是，柔性驱动件允许封闭盖朝向储油器的底部而定位并允许致动器174朝向储油器的顶部而定位。特别是致动器的位置是在支架上相对高的地方，并且因此不太容易受到从公路抛起的岩石和类似物的损害。此外，通过将致动器定位在支架的一个凹槽中降低了损害致动器的可能性。该柔性驱动件被定位在远离孔口171的地方时允许致动器将孔口打开和关闭。特别是柔性驱动件在差速器顶部的上方经过并且然后在差速器背面的下方经过从而绕过了差速器。以这种方式致动器可以被定位在它不太可能受到损害的位置但却能够朝向储油器底部来驱动一个封闭盖。
[0087] 图10示出了储油器118的一个分解视图。在这种情况下该储油器是由模制件190和模制件191两部分形成的。在这种情况下模制件190和191是由一种塑料材料制成的并且被焊接或以其他方式被固定在一起。多个销钉穿过模制件190中的孔进入模制件191中的孔内，以便在焊接之前或在黏接过程中将这两个模制件放置在它们正确的相对位置中。
[0088] 参见图11，在此示出了一个替代性的储油器218的分解视图。在这种情况下该储油器包括四个压制件293、294、295和296。这四个压制件与凸台297一起限定了该储油器。托架298被附接到压制件293上并且被用来借助与螺栓125性能相当的多个螺栓将储油器
218紧固到支架的适当位置上。
[0089] 这些压制件、凸台和托架被焊接到一起以便形成完整的储油器组件。在这种情况下这些压制件是由钢制成的。
[0090] 在其他的实施方案中，储油器可以是由任何数量的部件构成的。这些部件可以是压制件或模制件或者压制件和模制件的组合。压制件或模制件的材料可以是任何适合的材料，例如钢或一种塑料材料。
