CN101535684A

CN101535684A - 车辆变速箱

Info

Publication number: CN101535684A
Application number: CNA2007800382856A
Authority: CN
Inventors: 山口贤一
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2027-12-14
Also published as: DE112007002398T5; JP2008151202A; US8495928B2; WO2008075168A2; US20100024591A1; CN101535684B; JP4670806B2; WO2008075168A3; DE112007002398B4

Abstract

提供了一种车辆变速箱(1)，其包括：壳体(10)；齿轮(8)，其横向地安装在壳体中，通过其转动使壳体中的机油向上飞溅并将机油供给到壳体中的一个部分；以及排气通道(30)，其设置在壳体中处于通过所述齿轮的转动而产生的油流的上游侧，并与壳体的外部连通。

Description

车辆变速箱

技术领域

[0001]本发明涉及一种安装在诸如汽车等车辆上的变速箱。车辆变速箱通常包括自动变速箱、手动变速箱等，诸如安装在前置发动机前轮驱动(FF)的车辆上的驱动桥或安装在前置发动机后轮驱动(FR)的车辆上的变速箱等。

背景技术

[0002]当车辆变速箱正在运行时，机油泵抽吸存在于壳体的内底部中的机油并将抽吸的机油供给到变速箱的适当部分。

[0003]在一些情况下，当车辆变速箱正在运行时，机油通过设置在壳体内部的齿轮的适当转动从壳体的内底部向上飞溅并被引入到机油泵的吸入侧，尤其需要润滑的部分等。

[0004]在这种情况下，因为壳体中的机油通过齿轮的转动被输送或传送到下游侧，因此不可能在壳体的内部空间内平均分配机油。特别地，随着齿轮更快地转动，机油通过齿轮的转动被更快地输送或传送到下游侧，因此增大了机油的不平均分配并增加了机油的温度和壳体的内压。

[0005]通常，为了减少壳体内压的上述增加，在壳体的上侧设置有将空气释放到外部的排气孔(air release hole)。

[0006]为了限制或防止机油从排气孔排出，将通气孔塞连接到排气孔，或设置具有曲径状结构的通气室以从空气中分离机油。(例如，见公开号为2005-291263和10-205609的日本专利申请)

[0007]同时，在车辆变速箱的壳体具有通过结合多个部件而形成的分割结构的情况下，壳体的内部空间可以被分成多个部分，然而这些部分相互连通。

[0008]在这种情况下，当车辆变速箱随同通过齿轮的机油输送操作一起正在运行时，下述现象可能产生：机油可能积聚在位于齿轮转动方向的下游侧(即，通过齿轮的转动产生的油流的下游侧)的空间中，而空气可能积聚在位于齿轮的转动方向的上游侧(即，通过齿轮的转动产生的油流的上游侧)的空间中。

[0009]考虑到这种现象，排气孔被典型地设置在壳体的顶棚壁中处于机油可能积聚的空间的一侧。

[0010]在上述技术中，当齿轮以高速转动时，通过齿轮的机油输送变快。因此，在机油可能积聚的空间(即，齿轮转动方向的下游侧的空间)中，机油增多或增加并形成气泡。另一方面，在空气可能积聚的空间(即，齿轮转动方向的上游侧的空间)中，内压可能增加。

[0011]在这种情况下，因为排气孔设置在机油可能积聚的空间上方，因此难以通过排气孔来释放空气可能积聚的空间中的内压。

[0012]由于上述原因，空气可能积聚的空间中的内压进一步增加，并促使机油可能积聚的空间中的机油或其气泡进一步增多。因此，在极端的情况下，机油可能从通气孔塞泄露到外部，或者机油可能通过通气室并从排气孔泄漏到外部。

发明内容

[0013]本发明提供了一种车辆变速箱，其中壳体中的机油通过横向地安装在壳体中的齿轮的转动而向上飞溅并被供给到壳体中适当的部分。车辆变速箱显著地提高了高速转动时壳体的内压调节，并防止了机油从壳体泄露。

[0014]根据本发明的方案，提供了一种车辆变速箱，所述车辆变速箱包括：壳体；齿轮，其横向地安装在所述壳体中，通过其转动使所述壳体中的机油向上飞溅并将所述机油供应给所述壳体中的一个部分；以及排气通道，其设置在所述壳体中处于通过所述齿轮的转动产生的油流的上游侧，并与所述壳体的外部连通。

[0015]此处，“齿轮被横向地安装”表示齿轮被设置为使得齿轮的转动中心轴大体水平地延伸。

[0016]例如，在上述结构中，当齿轮高速转动时，壳体中的机油被齿轮更快地输送或传送到通过齿轮的转动产生的油流的下游侧。因此，机油可能形成气泡，并且壳体的在油流上游侧的内压可能增加。

[0017]然而，根据本发明的方案，在壳体中处于通过齿轮的转动产生的油流的上游侧并且其中内压局部增加的空间通过排气通道(airrelease passage)与壳体外部连通。因此，当在通过齿轮的转动而产生的油流的上游侧的内压增加时，增加的内压被立即并安全地释放到外部大气。

[0018]此外，在设置排气通道的区域内，因为空气可能积聚并且机油被减少或去除，因此机油没有形成气泡。因此，机油气泡没有关闭或阻塞排气通道的内部端(壳体中的开口端)。

[0019]如上所述，因为壳体的内压通过排气通道被安全地释放到外部，因此防止了内压的增加引起壳体中的机油通过通气孔或通气孔塞泄露到外部。

[0020]壳体内部可以被分成分别位于油流的下游侧和上游侧并相互连通的第一部分和第二部分。

[0021]在所述结构中，因为齿轮向上溅起机油，因此机油可能在两个部分中的一个部分中积聚，而空气可能在两个部分中的另一个部分中积聚。

[0022]排气部可以进一步被设置在壳体的顶棚壁中处于对应于油流的下游侧的位置处。

[0023]如上所述，在所述结构中，通过齿轮的转动产生的油流的上游侧的内压被适当地调节。除此之外，根据所述结构，在高速转动时，机油或其气泡的上升在机油可能积聚的油流下游侧的空间中被减小。进一步地，存在于通过齿轮的转动产生的油流的上游侧的空间上侧的空气通过排气部被释放到外部。因此，防止了机油或其气泡通过通气孔或通气孔塞泄露到外部。

[0024]排气通道可以为通气管(breather pipe)。通气管的一端位于壳体中处于油流的上游侧，而通气管的另一端位于壳体的外部。

[0025]根据所述结构，因为通气管被用作排气通道，因此使得结构和安装操作简单化，并且机器成本能够相对较低。

[0026]通气管可大体垂直延伸并穿透壳体的顶棚壁。

[0027]根据所述结构，压力能够容易地自然释放。此外，即使当齿轮以低速转动时，机油也不容易泄露到外部。

[0028]齿轮可以包括容纳在壳体中的差速器的齿圈。

[0029]在所述结构中，车辆变速箱为用在前置发动机前轮驱动(FF)车辆中的车辆变速箱，因此向上溅起机油的齿轮为专用的齿轮。

[0030]因此，车辆变速箱的操作是稳定的并且车辆变速箱的耐久性在长时间内得到了提高。

附图说明

[0031]本发明上述的和进一步的目的、特征和优点通过下面结合附图对示范性实施例的描述将变得清晰，其中相同的附图标记用于表示相同的元件，其中：

图1为示出作为根据本发明的实施例的车辆变速箱的驱动桥的结构在展开状态下的轮廓图；

图2为示出图1所示的驱动桥的壳体的分解立体图；

图3为从前端表面所观察的图1所示的驱动桥的示意图；

图4为示出在图3所示的驱动桥外罩(transaxle housing)被去掉的情况下在驱动桥壳中不平均分配机油的状态的示意图；

图5为示意地示出图3和图4所示的壳体的内部空间的立体图；

图6为图3至图5所示的作为排气通道的通气管的立体图。

具体实施方式

[0032]下面将结合附图描述本发明的实施例。图1至图6显示了本发明的实施例。

[0033]在所述实施例中，前置发动机前轮驱动(FF)车辆的驱动桥被作为车辆变速箱的实例进行描述。

[0034]图1为示出作为根据本发明的实施例的车辆变速箱的驱动桥的结构在展开状态下的轮廓图。

[0035]图1示出的驱动桥1主要包括容纳在单个壳体10中的变矩器2、前进-后退切换装置(forward-reverse switching device)3、换挡机构4和差速器5。

[0036]例如，驱动桥1将经由变矩器2从发动机(未图示)输入的转动力(力矩)经由前进-后退切换装置3、换挡机构4和差速器5传送到从动轮(未图示)。

[0037]形成驱动桥1的这些部件为基本公知的部件。因此将仅简要描述那些部件。

[0038]如需要时，前进-后退切换装置3在车辆前进状态和车辆后退状态之间切换。在车辆前进状态下经由变矩器2从未图示的发动机输入的转动力(力矩)被输出而转动方向未改变，而在车辆后退状态下被输出而转动方向反向。例如，前进-后退切换装置3可以包括双小齿轮型行星齿轮组3A、前进离合器3B和后退制动器3C。

[0039]在所述实施例中，换挡机构4为带式无级变速器(CVT)。在换挡机构4中，皮带4C卷绕在初级带轮4A和次级带轮4B上。换挡机构4通过增加和减小初级带轮4A、次级带轮4B上的皮带4C的卷绕直径(有效直径)来改变速度。

[0040]换挡机构4的次级带轮4B的转动力经由减速驱动齿轮6A、减速从动齿轮6B、差速器传动小齿轮6C和主齿圈(final ring gear)7被传送到差速器5。

[0041]差速器5为诸如双小齿轮型差速器，并且当需要时分配或分离从主齿圈7输入的力以经由左右驱动轴8A、8B传送到左右从动轮(未图示)。

[0042]壳体10容纳如上所述的驱动桥1的组件，在所述实施例中壳体10被分成四个组件。

[0043]更具体地，例如，如图2所示，壳体10包括设置在中心处的驱动桥壳11、连接到驱动桥壳11的一侧的驱动桥外罩12、连接到驱动桥壳11的另一侧的后盖13、以及连接到驱动桥壳11的底侧的油底壳15。

[0044]驱动桥壳11的中间分割壁(center partition wall)11a具有四个汽缸轴套部11b-11e。轴S1、S2、S3和差速器5的壳5a分别被插入到轴套部11b、11c、11d和11e并且由轴套部11b、11c、11d、11e经由滚子轴承可转动地支承。换挡机构4的初级带轮4A被设置在轴S1上。次级带轮4B和减速驱动齿轮6A被设置在轴S2上。差速器传动小齿轮6C和减速从动齿轮6B被设置在轴S3上。

[0045]预定量的机油保存在壳体10中。保存在油底壳14中的机油被用作例如，润滑油以润滑驱动桥1的组件的转动支承部或滑动部，或用作变矩器2的液压油。保存在油底壳14中的机油也可被用作与换挡机构4的前进离合器3B和后退制动器3C等接合或分离的液压执行器(未图示)的液压油等。

[0046]顺带地，例如，壳体10中的机油通过机油泵被供给到需要机油的任意部分。

[0047]下面将结合图3至图6进一步详细描述根据实施例的驱动桥1的结构。

[0048]图3为示出从前端表面所观察的图1所示的驱动桥的示意图。图4为示出在图3所示的驱动桥外罩被移除的情况下在驱动桥壳中不平均分配的机油的状态的示意图。图5为示意地示出图3和图4所示的壳体的内部空间的立体图。图6为图3至图5所示的作为排气通道的通气管的立体图。

[0049]在所述实施例中，壳体10包括两个分开的内部部分21、22。两个分开的部分21、22经由连通通道23相互连通。换句话讲，壳体10的内部被分成第一部分21和第二部分22。

[0050]第一部分21被设置在壳体10的相互面对的驱动桥壳11和驱动桥外罩12之间。第二部分22被设置在相互面对的驱动桥壳11和后盖13之间。连通通道23为设置在中间分割壁11a中预定位置处的横向孔。

[0051]顺带地，第一部分21和第二部分22都与油底壳14连通。主齿圈7被设置在第一部分21的一侧。

[0052]例如，当驱动桥1没有正在运行时，壳体10中的机油等于或大于图4的单点划线所示的特定水平。换句话讲，保存在壳体10中的机油量等于或大于限定量。在这种状态下，主齿圈7的下部浸在机油中。

[0053]然后，如上所述，例如，壳体10中的机油通过机油泵9被供给到需要机油的任意部分。在这种情况下，例如，车辆正在前行时到达驱动桥壳11中预定高度的位置处的机油通过主齿圈7的转动(沿图4中的逆时针方向)如图4的实线所示而被向上溅起并被引入到机油泵9的吸入侧和特别需要润滑的部分。

[0054]当驱动桥1正在运行时，由于通过主齿圈7的转动的机油输送操作，在壳体10的两个部分21、22中的油位变得不同。

[0055]特别地，当主齿圈7高速转动时，通过主齿圈7的机油输送操作变得更快。因此，机油可能积聚在位于主齿圈7的转动方向的下游侧(即，通过主齿圈7的转动产生的油流的下游侧)的第一部分21中，并且空气可能积聚在位于主齿圈7的转动方向的上游侧(即，通过主齿圈7的转动产生的油流的上游侧)的第二部分22中。

[0056]因此，首先，排气部25形成于壳体10的驱动桥壳11的顶棚壁中处于与通过主齿圈7的转动产生的油流的下游侧的第一部分21相对应的位置处。

[0057]在所述实施例中，排气部25为形成在驱动桥壳11的顶棚壁中的通孔并且通常公知的通气孔塞或过滤器被连接到其上。可选择地，通常公知的具有曲径形状结构的通气室可以被简单地设置在第一部分21中的通孔附近。

[0058]此外，通气管30设置在第二部分22中，作为排气通道以与壳体10的外部连通。如图4所示，通气管30位于关于油流方向的排气部25的上游。

[0059]如图5和图6所示，通气管30被设置为在大体垂直方向上延伸，即，沿着壳体10的垂直方向被定位。通气管20在其纵向的中间处弯曲两次以形成S形。因为通气管30被这样弯曲，因此即使当油雾进入到通气管30内部，气体与机油仍能够容易地被分开。

[0060]通气管30的一端(下端)位于第二部分22中，并被定位在当驱动桥1没有正在运行时远离机油表面预定尺寸的高度。

[0061]进一步地，通气管30的另一端(上端)被定位为使得通气管30穿透壳体10的驱动桥壳11的顶棚壁并向外部凸出。尽管没有详细显示通气管30的外部开口端，但是外部开口端可以保持打开，或者适当的过滤器、众所周知的通气孔塞等可以被连接到其上。

[0062]进一步地，注油孔31被设置在通气管30的下端附近以使得进入通气管30内部的机油返回到第二部分22。

[0063]下面将描述当驱动桥1正在运行时壳体10的内部情况。

[0064]首先，当驱动桥1正在运行时，机油通过主齿圈7的转动被向上溅起并被输送或传送到其转动方向的下游侧。因此，机油可能积聚在位于主齿圈7的转动方向的下游侧的第一部分21中，并且空气可能积聚在位于主齿圈7的转动方向的上游侧的第二部分22中。

[0065]在这种状态下，当主齿圈7高速转动时，通过主齿圈7的机油输送操作变得更快。因此，在机油可能积聚的第一部分21中，机油增多并且形成气泡。另一方面，空气可能积聚的第二部分22的内压升高。

[0066]然而，根据所述实施例的结构，当上述情况发生时，存在于第一部分21的上侧的空气伴随着机油或其气泡的增多从排气部25释放。

[0067]另一方面，尽管第二部分22的内压升高，但是内压从通气管30中快速且安全地被释放到壳体10的外部。

[0068]此外，因为在第二部分22中空气可能积聚并且机油被减少或去除，因此不会发生机油形成气泡的情形。因此，通气管的下端没有被机油气泡关闭或阻塞。

[0069]如上所述，防止了壳体10的内压过多地升高并且壳体10的内压通过排气部25和通气管30被适当地调节。因此，防止了内压的升高引起壳体10中的机油通过通气孔或通气孔塞泄露到外部。

[0070]因此，根据本发明的上述实施例，驱动桥1的操作是稳定的并且驱动桥1的耐久性得到了提高。

[0071]尽管已经在上面描述了本发明的一些实施例，但是应该理解的是，本发明不局限于所描述的实施例的细节，而是在不脱离本发明的宗旨和范围的条件下，可以通过本领域的技术人员可以想到的各种改变、修改或完善来体现本发明。

[0072]例如，尽管在上述实施例中，安装在前置发动机前轮驱动(FF)的车辆上的驱动桥1被用作车辆变速箱的实例，但是也可以使用安装在前置发动机后轮驱动(FR)的车辆上的变速箱作为车辆变速箱的实例。

[0073]进一步地，尽管在上述实施例中，带式无级变速器被用于形成驱动桥1的换挡机构，但是也可使用分级换挡机构、行星齿轮机构或环形变速箱机构。可选择地，可以使用手动变速箱。

[0074]上述实施例中说明的作为排气通道的通气管30可以适当地修改，只要其具有相似的功能即可。进一步地，视情况而定，通气管30可以用其他结构代替。例如，排气通道可以通过铸造在壳体10的内壁中形成。

Claims

1、一种车辆变速箱，包括：

壳体；

齿轮，其横向地安装在所述壳体中，通过其转动使所述壳体中的机油向上飞溅并将所述机油供应给所述壳体中的一个部分；以及

排气通道，其设置在所述壳体中处于通过所述齿轮的转动而产生的油流的上游侧，并与所述壳体的外部连通。

2、根据权利要求1所述的车辆变速箱，其中所述壳体被分成分别位于所述油流的下游侧和所述上游侧并相互连通的第一部分和第二部分。

3、根据权利要求1所述的车辆变速箱，其中在所述壳体的顶棚壁中对应于所述油流的下游侧的位置处进一步设置有排气部。

4、根据权利要求1所述的车辆变速箱，其中所述排气通道包括通气管，所述通气管的一端位于所述壳体中处于所述油流的所述上游侧，而另一端位于所述壳体的外部。

5、根据权利要求4所述的车辆变速箱，其中所述通气管大体垂直地延伸并穿透所述壳体的顶棚壁。

6、根据权利要求1至5中任一项所述的车辆变速箱，其中所述齿轮包括容纳在所述壳体中的差速器的齿圈。

7、根据权利要求2所述的车辆变速箱，其中在所述壳体的顶棚壁中对应于所述第一部分的位置处进一步设置有排气部。

8、根据权利要求2所述的车辆变速箱，其中所述排气通道包括通气管，所述通气管的一端位于所述壳体的所述第二部分中，而另一端位于所述壳体的外部。

9、根据权利要求2所述的车辆变速箱，其中所述排气通道被设置在所述第二部分中。

10、根据权利要求4所述的车辆变速箱，其中所述通气管包括靠近所述通气管的所述一端的注油孔，以使进入所述通气管的所述机油通过所述注油孔返回到所述壳体。

11、根据权利要求4所述的车辆变速箱，其中所述通气管在其纵向的中间处弯曲两次以形成S形。