CN101038028B - 用于冷却和润滑轴承装置的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于冷却和润滑自动变速器的小齿轮轴承的方法和设备。该装置优选地包括行星架组件，其限定了离心补偿油容器。小齿轮轴由行星架组件支撑。小齿轮轴限定了与油容器流体连通的内部通道。本发明的设备还包括大致环状的小齿轮元件和小齿轮轴承，其中小齿轮元件围绕小齿轮轴的至少一部分，小齿轮轴承径向地布置在小齿轮轴与小齿轮元件之间。小齿轮轴承适于有利于小齿轮元件相对于小齿轮轴旋转。小齿轮轴承与通道对齐，使得通过其传送的油应用到小齿轮轴承，从而通过油冷却和润滑了小齿轮轴承。还提供了用于冷却和润滑小齿轮轴承的相应的方法。

Description

用于冷却和润滑轴承装置的方法和设备
技术领域
本发明总地涉及用于冷却和润滑自动变速器的轴承装置的方法和设备。
背景技术
众所周知，在转动部件之间设置轴承装置，如滚珠轴承或滚柱轴承，以降低摩擦从而提高给定设备的运行效率。通常向这种轴承装置应用润滑剂，例如油，以进一步降低摩擦和去除热量。在运行期间，轴承装置可产生可能使轴承性能退化的过量热量。从而，对于一些应用，有必要冷却轴承装置，以保持最佳的性能。并且众所周知，在平衡阻挡(balance dam)或平衡腔中设置一定量的油，其中平衡阻挡或平衡腔中的油离心产生的压力推动离合器活塞，以补偿在离合器活塞与离合器壳体之间的油中离心产生的压力，并消除其效果。
发明内容
用于冷却和润滑轴承装置的设备优选地包括行星架组件，其部分地限定了油容器。小齿轮轴由行星架组件不可旋转地支撑。小齿轮轴优选地限定了轴向通道和径向通道。轴向通道具有与油容器流体连通的入口部分和出口部分。径向通道与轴向通道的出口部分流体连通。本发明的设备优选地还包括大致环状的小齿轮元件和小齿轮轴承，其中小齿轮元件围绕所述小齿轮轴的至少一部分，小齿轮轴承径向地布置在所述小齿轮轴与所述小齿轮元件之间。小齿轮轴承适于有利于小齿轮元件相对于小齿轮轴旋转。小齿轮轴承与径向通道对齐，使得通过轴向通道和径向通道传送的油应用到小齿轮轴承上，由此小齿轮轴承通过油冷却和润滑。
本发明优选的方法优选地为起初使用行星架形成一个限定离心压力补偿容器的表面，以提供更好的离合器转换控制，并将油从容器传送进小齿轮轴的轴向通道。然后将油从轴向通道传送进径向通道。其后，将油从径向通道传送至小齿轮轴承之上，使得通过油冷却和润滑小齿轮轴承。
轴承装置优选地为滚针轴承装置。
行星架组件优选地限定了容纳密封的密封槽，密封构造成保持在油容器中的油，其中油容器已经实现用于离心补偿功能。
优选地，设置轴衬，以支撑行星架组件，并密封油容器。
优选地，增压油容器中的油，以有利于将油传送通过轴向通道和径向通道至轴承装置。
结合附图，根据下面对实现本发明的最佳模式的详细描述，能容易地理解本发明上面的特征和优点，以及其它特征和优点。
附图说明
图1为包括本发明的冷却和润滑设备的变速器的局部横截面图。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记指的是相同的部件，图1示出了7速变速器10的局部横截面图。应当理解，所示变速器10是示例性目的的，并且本发明还可应用到可选的变速器构造。变速器10包括由行星架组件14支撑的小齿轮轴12，使得小齿轮轴12不相对于行星架组件14转动。大致环状的小齿轮元件16围绕小齿轮轴12的至少一部分。小齿轮16包括多个小齿轮齿20，其适于与中心齿轮18上的多个中心齿轮齿22及齿圈19上的多个齿圈齿23相啮合，使得转矩可在其间传递。在小齿轮轴12与小齿轮16之间布置有小齿轮轴承装置25，以使小齿轮16绕着小齿轮轴12旋转时的摩擦损失最小化。优选地，轴承装置25包括多个由轴承保持架24保持的轴承27。根据优选实施例，轴承装置25为滚针轴承装置；但是，可预想到其它已知的轴承结构。众所周知，以上述方式实现的轴承装置25必须保持低温并很好地润滑，以使性能最佳。
变速器10还包括离合器总成26，其可用于产生多个不同的传动比。作用活塞28构造成使离合器总成26可选择地接合或分离。作用活塞28可在所示的默认位置与接合位置(未示出)之间移动，在接合位置，作用活塞28接合并从而致动离合器总成26。回位弹簧30将作用活塞28偏压进默认位置，在默认位置，离合器总成26分离。作用腔32基本定位于作用活塞28的附近。
优选地，离合器总成26通过将传动油36传送进作用腔32而致动，直到其压力升高到足以克服回位弹簧30的偏压，并且作用活塞28从默认位置移动至接合位置为止。众所周知，油36在作用腔32内的转动可产生离心力，这使得难以精确地控制作用活塞28的位置，相应地难以控制离合器总成26的作用。为解决这个问题，设置离心阻挡油(centrifugal dam oil)40以平衡由油36产生的离心力，从而提高了离合器总成26的可控性。离心阻挡油40设置在部分地限定在作用活塞28与行星架组件14之间的平衡阻挡腔(balance dam chamber)或容器42中。
为形成容器42，行星架组件14包括行星架凸缘60，其延伸与作用活塞28接合。优选地，行星架凸缘60限定了保持活塞密封64的密封槽62，其构造成与作用活塞28相接合，使得离心阻挡油40不泄漏出容器42。优选地，在由离合器壳体70限定的密封槽68中布置有第二活塞密封66，以用于密封作用活塞28与离合器壳体70之间的交界处。优选地，在行星架组件14与轴74之间布置有轴衬72，其构造为支撑行星架组件14。轴衬72还适于密封行星架/轴交界处，以防止离心阻挡油40泄漏出容器42。
行星架14限定了孔44，其构造成容纳小齿轮轴12。小齿轮轴12延伸穿过行星架14的孔44，使得小齿轮轴12的末端部分46与离心阻挡油40相接触。小齿轮轴12限定了内部轴向通道48，其具有靠近小齿轮轴12末端部分46的入口部分50，并且与离心阻挡油40流体连通。轴向通道48沿着小齿轮轴12的轴线从入口部分50延伸到大致位于沿小齿轮轴12长度方向一半处的出口部分52。小齿轮轴12还限定了一个或多个径向通道54，其沿着径向方向从轴向通道48的出口部分52延伸出小齿轮轴12。径向通道54定位成与轴承装置25的至少一部分对齐，使得离心阻挡油40可通过径向通道54传送到轴承装置25上，从而润滑和冷却了轴承装置25。尽管已经根据优选实施例描述了通道48和54，但是应当理解，可预想到通道的可选数量和/或结构。
根据本发明的优选实施例，增压的离心阻挡油40布置于部分地限定在作用活塞28与行星架1 4之间的容器42中。容器42中的压力使离心阻挡油40传送进轴向通道48，通过径向通道54，至轴承装置25之上。从而，从容器42提供了油40以冷却和润滑轴承装置25，从而使其运行最佳化，并且小齿轮16可以最小的摩擦损失绕着小齿轮轴12旋转。通过改变通道48、54的尺寸和几何形状，可控制离心阻挡油40传送到轴承装置25之上的量。已注意到，不影响油40的主要离心力平衡功能，就可传送充足的油40，以冷却和润滑轴承装置25。
尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式，但是本发明所属领域的技术人员会认识到在所附权利要求范围内用于实现本发明的各种可选设计和实施方式。

Claims (14)

1.一种用于自动变速器的小齿轮轴承润滑和冷却设备，包括：
油容器，部分由所述自动变速器的作用活塞和行星架组件限定，所述油容器构造为容纳油；
小齿轮轴，限定有通道，所述通道具有与所述油流体连通的入口部分和出口部分；
大致环状的小齿轮元件，围绕所述小齿轮轴的至少一部分；以及
小齿轮轴承，径向地布置在所述小齿轮轴与所述小齿轮元件之间，以利于所述小齿轮元件相对于所述小齿轮轴的旋转，所述小齿轮轴承与所述通道的所述出口部分对齐，使得通过所述通道传送的油应用到所述小齿轮轴承上，其中所述小齿轮轴承通过所述油冷却和润滑。
2.如权利要求1所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，其中所述通道包括轴向延伸通道和径向延伸通道。
3.如权利要求1所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，其中所述小齿轮轴承为滚针轴承。
4.如权利要求1所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，其中所述油为增压的离心阻挡油。
5.如权利要求1所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，所述行星架组件支撑所述小齿轮轴。
6.如权利要求5所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，其中所述行星架组件限定有容纳密封的密封槽，所述密封构造成保持所述油容器内的油。
7.如权利要求5所述的小齿轮轴承润滑和冷却设备，还包括轴衬，其构造成支撑所述行星架组件，并密封所述油容器。
8.一种用于自动变速器的小齿轮轴承的润滑和冷却设备，包括：
行星架，部分地限定了油容器；
油，设置在所述油容器之中；
小齿轮轴，由所述行星架支撑，所述小齿轮轴限定了径向延伸通道和轴向延伸通道，所述轴向延伸通道具有与所述油流体连通的入口部分和出口部分，所述径向延伸通道与所述轴向通道的所述出口部分流体连通；
大致环状的小齿轮元件，围绕所述小齿轮轴的至少一部分；以及
小齿轮轴承，径向地布置在所述小齿轮轴与所述小齿轮元件之间，以利于所述小齿轮元件相对于所述小齿轮轴的旋转，所述小齿轮轴承与所述径向通道对齐，使得通过所述轴向通道和所述径向通道传送的油应用到所述小齿轮轴承上，其中所述小齿轮轴承通过所述油冷却和润滑；和
由所述行星架组件限定的容纳密封的密封槽，所述密封构造成保持所述油容器内的油。
9.如权利要求8所述的润滑和冷却设备，其中所述小齿轮轴承为滚针轴承。
10.如权利要求8所述的润滑和冷却设备，其中所述油为增压的离心阻挡油。
11.如权利要求8所述的润滑和冷却设备，还包括轴衬，其构造成支撑所述行星架组件，并密封所述油容器。
12.一种用于冷却和润滑自动变速器的小齿轮轴承的方法，包括：
提供作用油腔和通过作用活塞流体分隔的油容器，其中作用油腔和油容器均容纳油；
提供小齿轮轴，其操作地连接到小齿轮轴承，所述小齿轮轴限定了径向延伸通道和轴向延伸通道，所述轴向延伸通道具有与所述油流体连通的入口部分和出口部分，所述径向延伸通道与所述轴向通道的所述出口部分流体连通；
将油从所述油容器传送进所述轴向通道；
将油从所述轴向通道传送进所述径向通道；以及
将油从所述径向通道传送到所述小齿轮轴承之上，使得通过所述油冷却和润滑所述小齿轮轴承。
13.如权利要求12所述的方法，还包括提供大致环状的小齿轮元件，其操作地连接到所述小齿轮轴承，以有利于所述小齿轮元件相对于所述小齿轮轴的旋转。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述提供容纳有油的油容器包括提供容纳有增压离心阻挡油的油容器。
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