CN101936383B - 传动系统 - Google Patents

Abstract

一种传动系统，包括一种具有油底壳的壳体，该壳体包括一种冠齿轮和小齿轮，该传动系统进一步包括一种储油器以及一种泵，该泵可选择性地运行将流体从该储油器中泵送到该油底壳用于润滑冠齿轮，该泵还可选择性地运行将流体从该油底壳中泵送到储油器。

Description

传动系统

技术领域

本发明涉及一种传动系统，具体的是包括一个冠齿轮和小齿轮的一种传动系统，尤其是在一种车桥壳体中包括一种冠齿轮和小齿轮的一种传动系统。

背景技术

人们已知用于机动车辆的一种被动车桥，由此一个总体上相对于车辆纵向对齐的驱动轴驱动一个小齿轮，这个小齿轮与一种车桥壳体中的一个冠齿轮处于啮合接合。该冠齿轮驱动一个连接到右侧轮上的右侧传动轴并且还驱动一个连接到左侧轮上的左侧传动轴，由此推动车辆。典型地该冠齿轮将通过一种差速器组件来驱动该右座和左侧传动轴。

在该车桥壳体中提供了油用于润滑和冷却冠齿轮、小齿轮、差速器齿轮以及相关联的轴承。然而，冠齿轮、小齿轮以及差速器壳体在这种油中的转动导致功率损失，由此增加了车辆的总体燃料消耗。

US6299561示出了一种冠齿轮，当该冠齿轮转动时它将油飞溅到相关壳体的壁上。在该壁的下部的部分中的一个孔允许油排出回到一个区域中，在这里它可以再次润滑冠齿轮。在一种替代实施方案中，这个孔可以由一个可选择性运行的阀门所替代。这两个实施方案均依赖于环绕冠齿轮的区域有待通过该冠齿轮转动的动作而被排空。这样一种系统在某些运行条件下并不总是可靠的，尤其是当该冠齿轮在缓慢地转动时。它还依赖于该壳体的这些不同的内部表面被安排为确保由冠齿轮提升的油约过壁而进入邻近的室中，而不是简单地回落进入在该冠齿轮坐在其中的这个室之中。

EP1918613示出了围绕冠齿轮的至少一部分装配的一种预制的遮蔽件。油被飞溅到围绕冠齿轮的区域之外而进入车桥壳体的另一种部分中并且该遮蔽件防止油返回它可以润滑冠齿轮的一种区域中。在某些情况下一个阀门可以被选择性地打开以允许油返回进入围绕冠齿轮的区域中。因此，EP1918613还依赖以类似于US6299561的方式将油溅出的冠齿轮，并且因此在某些驱动条件下将不会可靠地引起在冠齿轮区域中的油位下降。

发明内容

因此对于一种改进的传动组件存在着一种需求。因此根据本发明，在此提供有一种传动系统，该传动系统包括一种壳体，该壳体具有一种油底壳，该壳体包括一个冠齿轮和小齿轮，该冠齿轮的一部分被容纳在该油底壳的一部分中，该传动系统进一步包括一种储油器以及一种泵系统，该泵系统可选择性地运行而将流体从该储油器中泵送到该油底壳以增加该油底壳中的油位，该泵系统还可选择性地运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器以减少该油底壳中的油位。

更具体地，本发明提供了一种传动系统，包括一种壳体，该壳体具有一种油底壳，该壳体包括一种冠齿轮和小齿轮，该冠齿轮的一部分被容纳在该油底壳的一部分中，该传动系统进一步包括一种储油器和一种泵系统，当该冠齿轮正在传输高功率和/或高扭矩时，该泵系统可选择性地运行而将流体从该储油器中泵送到该油底壳以增加该油底壳中的油位至第一油位；当该冠齿轮正在传输低的或中等功率和/或低的或中等扭矩时，该泵系统还可选择性地运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器以减少该油底壳中的油位至第二油位，该第一油位高于该第二油位。

有利的是，能够将流体从该储油器中泵送到该油底壳并且还能够将流体从该油底壳中泵送到该储油器的一种系统不再依赖该冠齿轮的转动速度、该壳体的内部几何形状、或者流体的温度和粘度来降低该冠齿轮的区域中的流体液位。这样一种系统可以使该油底壳中的流体液位从一个相对低的液位(其中流体是处于比该冠齿轮的底部高的一个液位)变化到一个相对高的液位(其中流体处于比该冠齿轮的底部高的一个液位)。以此方式，该冠齿轮将连续地得到润滑，因为流体液位在正常的情况下高于该冠齿轮的底部，但当该流体液位相对高时将存在更多的流体而当该流体液位相对低时将存在较少的流体。

在一个实施方案中，该泵系统可以包括一个泵，该泵在一个第一方向上被驱动以便将流体从该储油器中泵送到该油底壳并且该泵在一个第二方向上被驱动以便选择性地将流体从该油底壳中泵送到该储油器。有利的是这样一种系统只要求一个单一的泵。

在另一个实施方案中，该泵系统可以包括一个泵以及处于该泵上游的一个第一流动分流阀以及处于该泵下游的一个第二流动分流阀，该第一流动分流阀可选择性运行而将该泵连接到该储油器与油底壳之一上，而该第二流动分流阀可选择性运行而将该泵连接到该储油器与油底壳中的另一个上。有利的是，这样一种系统仅要求一个单一的泵并且仅要求该泵在一个方向上被驱动。

在另一种实施方案中，该泵系统可以包括一个第一泵以及一个第二泵，该第一泵可选择性地运行而将流体从该储油器中泵送到该油底壳，并且该第二泵可选择性地运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器。有利的是，这样一种系统不要求多个流体分流阀，它也不要求在向前以及相反的方向上运行这些泵中的任何一个。

在一个实施方案中，用于该泵系统的一个入口在该油底壳中可以被定位在高于该冠齿轮的底部的一个液位处。有利的是，当该泵系统被运行以便选择性地将流体从该油底壳中泵送到该储油器以减少油底壳中的流体液位时，该油底壳仅可以被排空为低至该泵的入口的液位。重要的是它不可能使该油底壳泵送至排干流体，因为泵的入口被定位在高于油底壳的底部的一个液位上，并且是在该冠齿轮的底部上方的一个液位上。在一个单一的泵在相反的方向上被驱动的情况下，当泵的入口被用来选择性地将流体从油底壳中泵送到储油器时，该泵的入口起当该泵选择性地运行以将流体从该储油器中泵送到该油底壳中时的一种泵出口的作用。在一个单一的泵与多个流体分流阀一起运行的情况下，定位在该油底壳中的入口是用于泵的两个专用入口之一，另一个入口被定位在储油器中。在泵系统包括一个第一泵，该第一泵可选择性地运行而将流体从储油器中泵送到油底壳并且第二泵选择性可运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器的情况下，在该油底壳中被定位在高于冠齿轮的底部的液位处的入口是用于第二泵的一个入口。

根据本发明的另一个方面，在此提供了一种运行传动系统的方法，该方法包括以下步骤：提供该传动系统，该传动系统包括一种壳体，该壳体具有一种油底壳，该壳体包括一个冠齿轮和小齿轮，该冠齿轮的一部分被容纳在该油底壳的一部分中，该传动系统进一步包括一种储油器以及一种泵系统，该方法进一步包括以下步骤：选择性地运行该泵系统以便将流体从该储油器中泵送到该油底壳，以增加该油底壳中的油位，该方法进一步包括以下步骤：选择性地运行该泵系统以便将流体从该油底壳中泵送到该储油器。优选地，当该泵系统被选择性地运行以便将流体从该油底壳中泵送到该储油器以降低该油底壳中的油位时，该油底壳中的油位只被降低到在该冠齿轮的底部上方的一种液位上。

附图说明

现在将仅通过举例并参考附图对本发明进行说明，在附图中：

图1是一个示意图，示出了根据本发明的一种传动系统的第一实施方案，

图2是一个示意图，以一种变换位置示出图1的实施方案，

图3是图1所示实施方案的侧视图，

图4是图1所示实施方案的示意性后部截面图，

图5是根据本发明的一种传动系统的第二实施方案，

图6是一个示意图，示出了根据本发明的一种传动系统的第三实施方案，并且

图7是一个示意图，示出了根据本发明的一种传动系统的第四实施方案。

具体实施方式

参见图1，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。一个冠齿轮16在该车桥壳体中是可旋转的，该冠齿轮由一个小齿轮28驱动。

该传动系统还包括一个流体储油器18、一个第一阀门22、一个第二阀门24以及一个控制系统26。该传动系统还包括一个泵系统19，该泵系统包括一个泵20。这些第一和第二阀门是流动分流阀并且如以下进一步说明的方式来运行。

第一阀门22的一个入口22A是通过管30而与储油器处于流体连通。第一阀门的一个入口22B是通过管32而与油底壳14处于流体连通。第一阀门的一个出口22C是与泵20的一个入口20A处于流体连通。

泵20的一个出口20B是与第二阀门24的一个入口24C处于流体连通。第二阀门24的一个出口24A是通过管34而与储油器18处于流体连通。第二阀门24的一个出口24B是通过管36而与油底壳14处于流体连通。

该传动系统包括一个控制器26，该控制器运行以便控制泵20、第一阀门22以及第二阀门24，如以下进一步说明。

总之，取决于车辆的工作情况可以使油38在油底壳14与储油器18之间传输。因此，当冠齿轮正在传输高功率和/或高扭矩时，系统可以将油从储油器18传输到油底壳14，以确保适当的冷却和润滑。然而，当冠齿轮仅仅是正在传输低的或中等功率和/或低的或中等扭矩时，可以将油从油底壳14传输到储油器18，由此减少该冠齿轮在油底壳14中的油中旋转所造成的油搅动的功率损失。

传输高功率和高扭矩的冠齿轮的一个实例将是当相关的车辆是全负荷并且正在爬山的一种卡车时。冠齿轮正传输着中等功率和中等扭矩的一个实例将是当该卡车被卸载以及正沿着具有良好表面(例如，柏油路)的平坦道路行驶或者在法定速度限制以下行驶时。

该系统的运行如下：

控制器26接收来自传感器40、42以及44和/或其他传感器(未示出)的信号。这些传感器测量多个参数，这些参数表示通过冠齿轮进行传输的功率和/或扭矩。因此，这些传感器可以测量小齿轮速度、发动机速度、燃料消耗、油门开放度、或任何其他适当的参数。该传感器可以测量油38的温度，具体是油底壳14中的油38的温度。当控制器确定冠齿轮、小齿轮、差速齿轮和/或任何相关的轴承的冷却/润滑要求更多的油时，于是泵被启动，第一流动分流阀被设置为图1所示的位置而第二流动分流阀被设置为图1所示的位置。在此类情况下，油从储油器18经过管30、经过入口22A、经过出口22C、经过入口20A并经过泵20被汲取，然后在此它被泵送经过出口20B、经过入口24C、经过出口24B、经过管36而进入油底壳14中。

如在图1中可见，阀门瓣22D被定位为确保入口22A与出口22C处于流体连通，并且入口22A与出口22C均与入口22B流体地隔离。

类似地，如图1所示，阀门瓣24D被定位为确保入口24C与出口24B处于流体连通并且入口24C与出口24B均与出口24A流体地隔离。

图1示出了在该油底壳中处于高度S1的油液位以及在该储油器中处于高度R2的油液位。

控制器将在适当的时间使泵停止。在从启动泵已经过去一个预定量的时间(例如，一分钟)之后可以将泵停止。可替代地，当油底壳14中的油位已到达一个预定液位(例如，液位S1)时，可以将泵停止。可替代地，当储油器18中的油位已经降至一个预定液位(例如，R2)时，可以将泵停止。

当驱动条件改变并且控制器确定油底壳14中要求较少的流体时，于是可以将这些阀门瓣22D和24D移动到图2的位置上并且可以启动泵。在这些情况下，泵将从油底壳14、经过管32、经过第一阀门22以及经过泵20汲取流体，然后在此流体被泵送经过第二阀门24、经过管34而进入储油器18中。如在图2中所示，油底壳14中的油液位是在液位S2，该液位是在图1所示的液位S1之下。储油器18中的油液位是在液位R1，该液位是在图1所示的液位R2之上。

控制器将在适当的时间使泵20停止。泵可以在启动泵已经过去一个预定量的时间(例如，一分钟)之后被停止。可替代地，当油底壳14中的油位已经到达一个预定液位(例如，液位S2)时，可以使泵停止。可替代地，当储油器18中的油位已经达到一个预定液位(例如，R1)时可以使泵停止。

注意，管30和32是抽吸管并且这些管的开口端在储油器18和油底壳14内对应地是相对较低的。管34和36是压力进料管并且这些管的开口端仅需要将油对应地朝向储油器18和油底壳14引导，这些管的末端的高度并不重要。

有利的是，管32的末端32A是在冠齿轮16的底部16A上方。如图2所示，管32的末端32A位于冠齿轮16的底部16A上方的距离D。这样一种安排确保了当油在被传输到储油器时，油底壳14中的油位不能降至低于管32的末端32A的液位，并且因此这确保了冠齿轮的底部将始终浸在油中。

图3、图4以及图5示出了图1和图2的某些部件，这些部件处于它们的彼此间正确的空间关系。

如图4所示，一种车桥壳体12具有两个车桥壳体臂12A和12B，它们容纳传动轴(未示出)。小齿轮28是由一个中央驱动轴(未示出)驱动并且具有多个齿，它们与冠齿轮16上的多个齿16C啮合。冠齿轮被附接到一个差速器组件46上。冠齿轮16被定位在差速器组件46的一侧上并且这些齿16C面向小齿轮28和臂12A并且因此背离臂12B。

车桥壳体12包括一个在前面上的圆形孔48。一个支架50包括一个凸缘52，当该凸缘被螺栓固定到车桥壳体上时它基本上关闭了孔48。车桥壳体和支架于是因此限定了壳体13。

小齿轮28、冠齿轮16、差速器46连同相关的轴承以一种本领城内已知的方式被安装在支架上。

一个右侧传动轴(未示出)从差速器组件46延伸穿过车桥壳体臂12A，而一个左侧传动轴(未示出)从差速器组件46延伸穿过车桥壳体臂12B。

如在图3和图5中最清楚地看到，储油器18是C形的并且面向冠齿轮的这些齿。如图3所示，储油器18被安装在支架上。如在图3所示，储油器的下部的部分被定位在液位S2之下。从图3中还将认识到，储油器的底部也被定位在液位S1之下。C形的储油器18环绕着该差速器的右手侧。在这种情况下，这种C的形状环绕着该差速器的右手侧大于180度。类似地，这种C的形状环绕着驱动轴，再次是大于180度。

泵20和多个阀门22和24可以被定位在任何方便的位置上。然而，优选地阀门20被安装在储油器18上或之中。优选将阀门22安装在储油器18上或之中。优选将阀门24安装在该储油器上或之中。应该认识到，取决于这种安装，管30、32、34和36中的一个或多个可能不是需要的。因此，当阀门22的入口22B被定位在高度S2时，于是不需要管32。在这类情况下，当入口22B的高度与入口22A的高度相同并且高度S2与高度R2相同时，则不需要管30。

当第二阀门24的出口24B被定位在壳体13之内时，则不需要管36。

当阀门24被定位为使出口24A面向储油器18时，则不需要管34。

当储油器的底部在车桥壳体中被定位为或者低于液位S1或者低于液位S2时，于是有利的是需要较少的油。这是因为储油器自身将油转移。通过举例，图3示出了相对液位R1、R2、S1和S2。在这种情况下，该储油器被抽干，因为R2是处于储油器18的底部。当储油器被被抽干时，围绕冠齿轮的流体液位是处于液位S1。通过举例，如果干的储油器被移走相同量的油，液位S1将下降，因为空的储油器未转移任何油。

图6示出了根据本发明的一种传动系统110的一个替代实施方案的示意图。在这个情况下，图1的泵20(在一种单个方向上运行)以及阀门22和24已经被具有一个泵120(以可反转的方式运行)的泵系统119所替代。管160将泵120连接到储油器118上并且管162将泵120连接到油底壳114上。

执行与传动系统10的那些部件的功能相同功能的传动系统110的多个部件标有大出100的标号。在这种情况下，当传感器126确定了油底壳114中需要更多的流体时，则泵120在一个第一方向上运行以将流体从储油器118中传输到油底壳114。当控制器126确定了油底壳114中需要较少的油时，则该泵在一种相反的、倒置的方向上运行以将流体从油底壳114传输到储油器118。

末端162A被定位在高于冠齿轮116底部的高度D处。以这种方式，油底壳仅可以被排空到液位S2，与管162的末端162A被定位在该油底壳中的液位相一致。

当足够的油已经或者被传输到油底壳114或者被传输到储油器118时，控制器使泵停止，如以上关于控制器26所做的说明。

在一个优选的实施方案中，储油器118的形状和位置被确定为类似于储油器18。特别是储油器118可以被安装在与支架50等效的一个支架上。

如以上所说明的，储油器18和118均被对应地包括在车桥壳体12和112内，并且它们还被对应地包括在壳体13和113内。

可替代地，可以将储油器相对于车桥壳体定位在外部。因此，图6示出了一种传动系统210的第三实施方案，其中，执行与传动系统110的那些部件的功能相同功能的多个部件标有大出100的标号。在这种情况下，储油器218围绕车桥壳体212的车桥壳体臂212A。泵220是类似于泵120的一种可反转的泵。

图7示出了根据本发明的传动系统310的另一个实施方案，其中，基本上执行与传动系统10的那些部件的功能相同功能的多个部件标有大出300的标号。在这种情况下，该系统包括两个泵380和382，而不是具有如图1所示的一个单一的泵和两个阀门。

在这种情况下，当控制器326确定了油底壳314中需要更多的流体时，则使泵380运行。当控制器326确定油底壳314中需要较少的油时，则使泵382运行。

管336的入口端336A被定位在冠齿轮316的底部上方的距离D处。以此方式，当泵382被运行时，油底壳只可以被排空到低至与管336的底部的高度相一致的一种液位S2。这个液位被定位在冠齿轮的底部上方的高度D处。以此方式，冠齿轮的一部分将一直被浸没在润滑油中。

当足够的油已经或者被传输到油底壳114或者被传输到储油器118时，控制器使泵停止，如以上关于控制器26所做的说明。

储油器318可以将形状和位置确定为类似于储油器18。可替代地，储油器318可以将形状和位置确定为类似于储油器218。

如将会认识到，储油器的位置独立于所使用的泵系统的类型。因此，图1的单一泵和双阀门、或者图7的可反转的泵、或者图8的双泵可以与如图3所示、或如图6所示定位的、或者如被定位在任何其他适当位置的一个储油器一起使用。

这些泵20、120、220、380、382可以是任何类型的适当的泵。此外，它们可以由任何适当类型的电动机所驱动。优选地，这些泵是电动力的泵。

Claims (17)

1.一种传动系统，包括一种壳体，该壳体具有一种油底壳，该壳体包括一种冠齿轮和小齿轮，该冠齿轮的一部分被容纳在该油底壳的一部分中，该传动系统进一步包括一种储油器和一种泵系统，当该冠齿轮正在传输高功率和/或高扭矩时，该泵系统可选择性地运行而将流体从该储油器中泵送到该油底壳以增加该油底壳中的油位至第一油位；当该冠齿轮正在传输低的或中等功率和/或低的或中等扭矩时，该泵系统还可选择性地运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器以减少该油底壳中的油位至第二油位，该第一油位高于该第二油位。

2.如权利要求1所述的传动系统，其中该泵系统包括一种泵，该泵在一种第一方向上被驱动以选择性地将流体从该储油器泵送到该油底壳，并且该泵在一种第二方向上被驱动以选择性地将流体从该油底壳中泵送到该储油器。

3.如权利要求1所述的传动系统，其中该泵系统包括一种泵以及位于该泵上游的一种第一流动分流阀，该第一流动分流阀可选择性地运行而将该泵连接到该储油器与该油底壳之一上；以及位于该泵下游的一种第二流动分流阀，该第二流动分流阀可选择性地运行而将该泵连接到该储油器与该油底壳中的另一个上。

4.如权利要求1所述的传动系统，其中该泵系统包括一个第一泵，该第一泵可选择性地运行而将流体从该储油器中泵送到该油底壳，以及一个第二泵，该第二泵可选择性地运行而将流体从该油底壳中泵送到该储油器。

5.如以上任一权利要求所述的传动系统，其中该壳体包含该储油器。

6.如权利要求5所述的传动系统，其中该储油器是C形的并且面向该冠齿轮的多个齿。

7.如权利要求5所述的传动系统，其中该储油器的一个下部的部分被定位在该油底壳中。

8.如权利要求6所述的传动系统，其中该储油器的一个下部的部分被定位在该油底壳中。

9.如权利要求1至4中任一项所述的传动系统，其中该壳体是由一个车桥壳体所限定，该车桥壳体具有：一个开口，该开口的大小被确定为容纳该冠齿轮；以及一个支架，其上安装有该冠齿轮和小齿轮，该支架具有一个凸缘，该凸缘的大小被确定为基本上关闭该开口，该储油器被安装在该支架上。

10.如权利要求9所述的传动系统，其中该泵系统被安装在该支架上。

11.如权利要求10所述的传动系统，其中该泵系统被安装在该储油器上或该储油器中。

12.如权利要求9所述的传动系统在从属于权利要求3时，其中该第一和/或第二流动分流阀被安装在该支架上。

13.如权利要求12所述的传动系统，其中该第一和/或第二流动分流阀被安装在该储油器上或该储油器中。

14.如权利要求1至4中任一项所述的传动系统，其中该储油器是相对于该壳体外部安装的。

15.如权利要求14所述的传动系统，其中该壳体是由一种车桥壳体限定的，该车桥壳体具有一个开口，该开口的大小被确定为容纳该冠齿轮；以及一个支架，其上安装有该冠齿轮和小齿轮，该支架具有一个凸缘，该凸缘的大小被确定为基本上关闭该开口，其中该车桥壳体包括用于容纳一种驱动轴的一种车桥臂，并且该储油器被安装在所述车桥臂上。

16.如权利要求15所述的传动系统，其中该储油器部分地围绕该所述车桥臂。

17.如权利要求1至4中任一项所述的传动系统，其中用于该泵系统的一个入口在该油底壳中被定位在高于该冠齿轮的底部的一个液位处。