CN101523086A - 注油装置、齿轮箱和润滑齿轮箱的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在工作过程中用于齿轮箱(10)的润滑装置(60)，具有恒定啮合的多个齿轮副和油泵(50)。润滑装置具有多个喷嘴(66)，用于通过泵从油源向齿轮供油。为了节省泵功率，可控的阀(64)被设置用于每个喷嘴(66)，所述阀(64)可以根据各个相互啮合的齿轮上的变化的负荷调节向齿轮的供油。

Description

注油装置、齿轮箱和润滑齿轮箱的方法
技术领域
本发明涉及用于齿轮箱的润滑装置，包括多个喷嘴，用于通过油泵从油源向齿轮箱中相互啮合的齿轮副局部地供油。本发明还涉及一种设置有这种润滑装置的齿轮箱以及在工作过程中润滑齿轮箱的方法。
背景技术
齿轮箱，例如用于机动车，通常以一定高度填充有油，该高度确保负载齿轮的充分润滑和冷却。当油对于齿轮旋转产生阻力时，结果造成了功率损失。因此需要通过降低油位来减少这种功率损失，同时不会损害对于齿轮的供油。
具有上述类型装置的齿轮箱可以从US-A-5099715获知。该装置可以通过下面的方式来减少功率损失，即降低齿轮箱中的油位，并且将油局部地泵送到齿轮箱中将通过多个喷嘴润滑的区域中。恢复的功率损失的一部分然而不可避免的被损失到所需的泵功率。
发明内容
因此本发明的目的是：通过减少通过喷嘴局部供油所需的泵功率，进一步改进现有技术。
根据本发明的一种形式，润滑装置具有可控的阀，设置用于每个喷嘴，从而在工作过程中根据齿轮副上的负荷来单独的调整给齿轮副的供油。
与现有技术相比，现有技术中，喷嘴的油流不能相互可调，通过减少当时受到较小负荷或者没有负荷的齿轮副的油流，油泵的总的功率需求因此可以被减少。
根据本发明的实施例，在齿轮箱的换档的过程中，控制单元适用于根据负荷控制所述阀。
在另一个实施例中，控制单元是电子控制单元。
另一个实施例中，控制单元是机械控制单元。
利用根据本发明的用于在工作过程中润滑齿轮箱的方法，油被局部地供应到齿轮箱中相互啮合的齿轮副，供油根据齿轮副上的负荷单独调节给齿轮副的供油。
负载的齿轮副可以通过齿轮箱中齿轮位置的检测而被识别。传感器检测的齿轮位置和相关的负载齿轮副之间的关系然后可以被输入计算机的程序中，该计算机控制着齿轮箱和供油的单独调节。在本发明的范围内，计算机也可以适用于根据齿轮副上的负荷程度或者传送的扭矩来调节给负载齿轮副的供油。这也可应用于机械控制单元的实施例。扭矩可以通过各种类型的传感器检测，设置在齿轮箱中，或者与齿轮箱配合在其中的动力传动装置的其它部件相连。
然而，特别的，阀可以被调节，从而供油仅被提供给当时由于驱动啮合而被加载的齿轮副，即实际上在齿轮箱中传输扭矩的齿轮副。
该调节可以通过用于供油的电子控制单元实现，该情况中，电子控制单元将对所述阀进行切换，该阀将供油输送给负载的齿轮副。
该调节可替换地也可以通过设置齿轮箱中的齿轮位置来实现。设置齿轮位置需要阀的机械切换，其将供油输送给负载的齿轮副。
本发明的其它特征和优点由权利要求和下面实施例的描述来说明。
附图说明
图1以剖视图部分示出了设置有根据本发明润滑装置的齿轮箱的示意图，其中部分被剖开；
图2是沿着图1中线2-2截取的剖视图；
图3A、3B示意性示出了齿轮箱的一部分的两种不同状态，其具有根据本发明的可替换的润滑装置；和
图4示出了根据本发明的机械控制单元的详细部分。
具体实施方式
图1的示意图中示出了车辆齿轮箱10的一部分。齿轮箱10具有齿轮箱壳体12，壳体12支撑着主轴14、16和中间轴(countershaft)30。主轴14、16上的多个齿轮20、22、24、26和28与分别位于中间轴30上的相对应数目的齿轮32、34、36、38和40处于恒定的啮合A、B、C、D、E中。主轴14、16的输出轴部分16通过换档机构18的连接装置可啮合和可脱离地连接到输入轴部分14，其具体方式没有详细示出。换档机构18也可以以普通的方式将齿轮20、22、24、26、28与主轴14、16啮合或者脱离，从而实现齿轮箱10中的换档。在图1的示意性实例中，除了中间轴没有运行(active)的齿轮速比差，齿轮箱10具有四个齿轮速比差(gear step)，其中轴部分14、16没有连接在一起，并且齿轮20-28均没有与轴部分14、16啮合。在这四个齿轮速比差中的每一个中，都有两个齿轮副处于负载的相互啮合状态，即组合A+B或者A+C或者A+D或者A+E。齿轮箱可以在本发明范围内以许多不同方式(未示出)构造，例如它通常也可具有反向(reverse)齿轮，本发明同样也可应用到反向齿轮。
根据本发明，齿轮箱10具有润滑装置60，用于根据齿轮副上变化的负荷将油选择性地供应到各个相互啮合的齿轮副。在下面所述的实施例中，油仅被供应到当时被加载的齿轮，而其它齿轮副没有被供应任何油。然而本发明可以在权利要求所述范围内以多种不同方式变化。例如，可以使得未加载的齿轮副，即实际上仅通过怠速摩擦被加载的齿轮副，也总接收最少的或者少量的供油。这例如用于完全或者部分发展的“干燥润滑(dry sump)”的情况中，其中，齿轮箱10的油盘54中的油56的高度仅部分或者根本没有达到齿轮或者一个或多个齿轮。特别是在下面以电子控制单元70(图1)描述的实施例中，通过改变下面描述的阀64的开度，供油也可以根据通过负载齿轮副传递的扭矩来变化。传递的扭矩可通过各种传感器检测，例如齿轮箱中的轴上的或者车辆传动线的其它部件上的未示出的功率传感器。
润滑装置60从油泵50被供油，油泵50从齿轮箱10的油盘54通过抽吸管52抽油。油泵50可以以普通的方式例如由中间轴30驱动，油泵50可以以未示出的已知方式适用于向换档机构18和齿轮20-28的内部轴承供油。
润滑装置60具有供送管62，供送管62连接到泵50的压力侧，并且延伸经过将被供油的所有齿轮副。
特别如图2所示，例如电磁类型的阀64设置在管62和喷嘴66之间的每个齿轮副的区域中。阀64可以开启和断开向各个喷嘴66的供油，所述喷嘴66本身可以向各个齿轮啮合A-E的附近或者其中局部地喷油。如图2所示，在这种情况中，喷嘴66例如可以朝着齿轮28的齿喷油，其很快使它进入负载的齿轮啮合E。
在图1和2的实施例中，每个阀64通过信号线68被电子控制单元70控制。控制单元70与信号发送器74通过信号线72通讯，发送器可以是齿轮箱10配合在其中的车辆车载计算机76的一部分。信号发送器74从车载计算机76连续地接收信息，计算机76通过信号线79从换档机构18中的一个或多个位置传感器78检测目前的齿轮位置。计算机76通过程序来识别下面的齿轮啮合，该齿轮啮合当时在这个齿轮位置被加载，并且因此需要被供油。如果例如齿轮啮合A+E承受负载并且需要供油，那么控制单元70将确保适合的成对信号线68接收信号从而开启适合的成对的阀64，而其它阀将不接收信号，并且因此保持闭合。
如上参考图1所述，油盘54中的油位不需要很高以至于它与中间轴30上的齿轮相接触。然而在本发明的范围内，油位可以足够高以至少部分接触中间轴30上的一个或多个齿轮，该齿轮然后可以从润滑装置60被供应以少量油或者不供应油。
图3A和3B示意性示出了设置有根据本发明的可替换机械润滑装置的齿轮箱10的一部分。用于阀64的控制单元80在这种情况中连接到换档机构18，并且下面是它在换档操作中如何工作的实例。
参考图3A的示意图，换档机构18例如通过变速杆82通过连杆84和变速臂86被作用，变速臂86通过换挡拨叉88将啮合套(shiftsleeve)86从图3A所示位置移动到图3B的位置。齿轮箱10中的这种变化意味着：在图3A和3B中，从中间轴30向主轴部分16的扭矩从左边的齿轮副被变换到右边的齿轮副。控制单元80，机械连接到每个阀64(图3A和3B中仅示出了两个)，同时切换每个阀64，从而供油被切换到相应的喷嘴66，喷嘴66可以将油流分配到然后被扭矩加载的齿轮副。
以未示出的方式，齿轮箱10中的其它换挡臂可以以类似的方式连接到控制单元80，当相对应的换挡拨叉将其它啮合套移动到齿轮箱中的其它齿轮位置时，单元80转换其它阀从而向其它负载齿轮供油，从而当被加载时所有齿轮啮合被供油。
图4示出了控制单元90的部分如何构造的原理。供应管62可以如上所述是“共轨”类型，但是在这种情况中，可移动的阀64、64’是数字ON/OFF类型。喷嘴66可以适合地设置有相互不同的流动横截面大小和扩展角(spread angle)，从而根据需要在距离齿轮相应不同的距离处提供相应不同大小的油流。如图4所示，控制单元90的推杆和拉杆92和94可以转换单独的阀64，或者通过连杆96连接在一起的一对阀64’，64’。以未示出的方式，这些阀64、64’可替换地可通过其它致动器经由电子控制单元例如图1所示的控制单元70转换，所述致动器即电磁式的，液压或者气压式的。
上述实施例中，单独的阀64设置用于每个喷嘴66，但是对于与每个喷嘴相连的阀还可以是单个共用的阀，或者用于所有相应喷嘴的少量的共用阀(未示出)。
上述说明主要是便于理解，并没有将本发明限制到上述构造。本领域技术人员应当理解，在不脱离权利要求范围或者本发明的精神的情况下，根据说明书可以作出各种变化。

Claims (10)

1.一种用于齿轮箱(10)的润滑装置(60)，包括多个喷嘴(66)，用于通过油泵(50)从油源(54)向齿轮箱中相互啮合的齿轮副局部供油，其特征在于，还包括设置用于每个喷嘴(66)的可控的阀(64)，从而在工作过程中根据齿轮副的负荷单独的调节给齿轮副的供油。
2.如权利要求1所述的润滑装置，其特征在于，包括控制单元(70，80，90)，用于在齿轮箱(10)换挡过程中根据负荷控制所述阀(64)。
3.如权利要求2所述的润滑装置，其特征在于，所述控制单元包括电子控制单元(70)。
4.如权利要求2或3所述的润滑装置，其特征在于，所述控制单元包括机械控制单元(80，90)。
5.一种设置有如上述权利要求中任一项所述的润滑装置(60)的齿轮箱(10)。
6.一种在工作过程中润滑齿轮箱的方法，包括向齿轮箱中相互啮合的齿轮副局部供油，其特征在于，还包括根据齿轮副的负荷单独地调节给齿轮副的供油。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括调节供油从而仅那些当时由于驱动啮合而承受负荷的齿轮副接受供油。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，包括通过检测齿轮箱中的齿轮位置来识别承受负荷的齿轮副。
9.如权利要求6-8中任一项所述的方法，其特征在于，包括通过电子控制单元来实现对于供油的调节。
10.如权利要求6、7或9所述的方法，其特征在于，包括通过设置齿轮箱中齿轮位置来实现所述调节。
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