CN101994816B - 用于变速器的流体液位控制的侧盖 - Google Patents

用于变速器的流体液位控制的侧盖 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于变速器的流体液位控制的侧盖。具体而言，用于变速器的侧盖包括内表面和壁。该壁沿着侧盖的外周延伸。内表面和壁协作限定腔。流体控制阀设置在腔内的侧盖的底部。流体控制阀通过改变至储油槽的流量来控制侧盖中的液压流体的高度。腔包括与阀连通的流体存储部分。流体存储部分的容量在侧盖的底部大于在侧盖的顶部。流体存储部分控制阀处的液压流体的压力。

Description

用于变速器的流体液位控制的侧盖
相关申请的交叉引用
本申请要求在2009年8月13日提交的美国临时申请No.61/233,622的优先权，其内容通过引用整体结合于本文中。
技术领域
本公开涉及变速器的侧盖，更具体而言，涉及控制前轮驱动变速器的侧盖中的流体液位的侧盖。
背景技术
这部分的叙述仅仅提供与本公开相关的背景信息，可能构成或可能不构成现有技术。
典型的多级变速器利用离合器和制动器或若干爪形离合器/同步器的组合，以实现多个前进档或倒档齿轮比。典型地，电控液压控制回路或系统利用液压流体来促动这些扭矩传递机构，并润滑和冷却变速器。液压流体典型地存储在流体容器或位于变速器的底部的储油槽中。
在一些变速器结构中，当储油槽不能够容纳所有的液压流体时，需要将多余的液压流体存储在变速器的前盖或侧盖中。典型地，当液压流体的温度上升时，储油槽不能够容纳液压流体，因此，需要增加存储液压流体所需的容量。在没有侧盖的附加存储容量的情况下，液压流体可能接触运动的部件，诸如齿轮组或扭矩传递机构，并且造成更大的旋转损失，其可能降低燃料经济性。位于侧盖和储油槽之间的流体液位控制阀，控制从侧盖到储油槽的液压流体的流动。典型地，流体液位控制阀在低的变速器操作温度下完全打开，以允许液压流体不受限制地从侧盖流到储油槽，并在高的变速器操作温度下完全关闭，以限制液压流体从侧盖流到储油槽。然而，因侧盖内大量的流体在流体液位控制阀上产生的压力，可能强行打开流体液位控制阀。因此，储油槽内的流体的量，可能随侧盖内流体的多少而产生明显变化。另外，当操作变速器进行多次换挡动作时，来自液压控制系统的液压流体可能涌进侧盖，从而增加侧盖内流体的量，进而增加流量控制阀上的压力，并再次造成储油槽内流体的量的不希望的变化。
因此，本领域中需要一种侧盖，该侧盖控制流体从侧盖流到储油槽，消除侧盖的死区容量，从而允许恒定的储油槽容量。
发明内容
提供一种用于变速器的侧盖。该侧盖包括内表面和壁。该壁沿着侧盖的外周延伸。内表面和壁协作限定腔。流体控制阀设置在腔内的侧盖的底部。流体控制阀控制来自侧盖的液压流体的流量。腔包括与阀连通的流体存储部分。流体存储部分具有轮廓形成为使得流体存储部分在侧盖的底部附近的容量大于在侧盖的顶部附近的容量的表面。流体存储部分控制阀处的液压流体的压力。
在本发明的一个实例中，流体存储部分的容量从侧盖的底部向顶部减小。
在本发明的另一个实例中，阀设置在整体地形成在腔的底部的阀壳体中。
在本发明的又一个实例中，阀是热阀，其打开和关闭阀壳体中的门，以控制来自腔的流体的流量。
在本发明的又一个实例中，阀与位于变速器中的储油槽连通。
本发明可适用的更多领域将在本文提供的说明书中变得清楚。应该理解，说明书和具体实例仅是用于说明的目的，并且不意图限定本公开的范围。
另外，本发明包括以下技术方案。
技术方案1.一种用于变速器的侧盖，所述变速器具有用于存储液压流体的储油槽，所述侧盖包括：
连接在所述变速器上的本体，所述本体包括：
内表面；
沿着所述内表面的外周设置的壁，所述壁构造成密封所述变速器，所述壁具有相对的顶部壁表面和底部壁表面，以及相对的侧壁表面；
其中，所述内表面和所述壁的所述表面协作限定具有靠近所述底部壁表面的第一部分和设置在所述第一部分上方的第二部分的空间，其中，所述空间至少部分地填充有液压流体，其中，所述第二部分的平面水平横截面区域从距所述底部壁表面的第一距离向距所述底部壁表面的第二距离减小，并且其中，所述第一距离小于所述第二距离；和
在所述第一部分内连接到所述本体的所述内表面的阀组件，所述阀组件具有与所述第一部分连通的第一端口和与所述储油槽连通的第二端口，并且
其中，所述第二部分的所述减小的平面水平横截面区域构造成控制在所述第一端口处的液压流体的压力，并且当所述第一端口处的液压流体的压力超过预先限定的压力时，所述第一端口打开以允许液压流体通过所述阀组件连通到所述储油槽。
技术方案2.根据技术方案1所述的侧盖，其特征在于，所述侧壁表面中的至少一个相对于朝向所述第一距离和所述第二距离之间的另一个侧壁表面的垂直平面成角度。
技术方案3.根据技术方案1所述的侧盖，其特征在于，所述内表面相对于朝向所述第一距离和所述第二距离之间的所述变速器的垂直平面成角度。
技术方案4.根据技术方案1所述的侧盖，其特征在于，所述平面水平横截面区域从所述第一距离到所述第二距离的减小率是恒定的。
技术方案5.根据技术方案1所述的侧盖，其特征在于，所述侧盖还包括设置在所述第一部分中并且与所述内表面和所述底部壁表面整体地形成的中空壳体，其中，所述第一端口位于所述中空壳体的顶表面，并且所述第二端口位于所述中空壳体的侧表面。
技术方案6.根据技术方案5所述的侧盖，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口垂直。
技术方案7.根据技术方案6所述的侧盖，其特征在于，所述阀组件设置在所述中空壳体中，并且包括在所述壳体中靠近所述第一端口的枢轴门，其中，所述门选择性地可动，以便关闭所述第一端口至所述第二端口，以及打开所述第一端口至所述第二端口，并且其中，所述液压流体的压头作用在所述枢轴门上。
技术方案8.根据技术方案7所述的侧盖，其特征在于，所述阀组件包括与所述门连接的热阀，并且所述热阀构造成根据与所述热阀接触的液压流体的温度而打开和关闭所述门。
技术方案9.根据技术方案8所述的侧盖，其特征在于，所述门的开度根据所述热阀的操作和作用在所述门上的压头。
技术方案10.一种变速器，包括：
具有垂直侧的壳体；
连接到所述壳体并构造成存储液压流体的储油槽；
侧盖，包括：
连接在所述变速器上的本体，所述本体包括：
内表面；
沿着所述内表面的外周设置的壁，所述壁构造成密封所述变速器，所述壁具有相对的顶部壁表面和底部壁表面，以及相对的侧壁表面，其中，所述壁连接到所述壳体的所述垂直侧；
其中，所述内表面和所述壁的所述表面协作限定具有靠近所述底部壁表面的第一部分和设置在所述第一部分上方的第二部分的空间，其中，所述空间至少部分地填充有液压流体，其中，所述第二部分的平面水平横截面区域从距所述底部壁表面的第一距离向距所述底部壁表面的第二距离减小，并且其中，所述第一距离小于所述第二距离；和
在所述第一部分内连接到所述本体的所述内表面的阀组件，所述阀组件具有与所述第一部分连通的第一端口和与所述储油槽连通的第二端口，并且
其中，所述第二部分的所述减小的平面水平横截面区域构造成控制在所述第一端口处的液压流体的压力，并且当所述第一端口处的液压流体的压力超过预先限定的压力时，所述第一端口打开以允许液压流体通过所述阀组件连通到所述储油槽。
技术方案11.根据技术方案10所述的变速器，其特征在于，所述侧壁表面中的至少一个相对于朝向所述第一距离和所述第二距离之间的另一个侧壁表面的垂直平面成角度。
技术方案12.根据技术方案10所述的变速器，其特征在于，所述内表面相对于朝向所述第一距离和所述第二距离之间的所述变速器的垂直平面成角度。
技术方案13.根据技术方案10所述的变速器，其特征在于，所述平面水平横截面区域从所述第一距离到所述第二距离的减小率是恒定的。
技术方案14.根据技术方案10所述的变速器，其特征在于，还包括设置在所述第一部分中并且与所述内表面和所述底部壁表面整体地形成的中空壳体，其中，所述第一端口位于所述中空壳体的顶表面，并且所述第二端口位于所述中空壳体的侧表面。
技术方案15.根据技术方案14所述的变速器，其特征在于，所述第一端口垂直于所述第二端口。
技术方案16.根据技术方案15所述的变速器，其特征在于，所述阀组件设置在所述中空壳体中，并且包括在所述壳体中靠近所述第一端口的枢轴门，其中，所述门选择性地可动，以便关闭所述第一端口至所述第二端口，以及打开所述第一端口至所述第二端口，并且其中，所述液压流体的压头作用在所述枢轴门上。
技术方案17.根据技术方案16所述的变速器，其特征在于，所述阀组件包括与所述门连接的热阀，并且所述热阀构造成根据与所述热阀接触的液压流体的温度而打开和关闭所述门。
技术方案18.根据技术方案17所述的变速器，其特征在于，所述门的开度根据所述热阀的操作和作用在所述门上的压头。
附图说明
这里描述的附图仅用于说明的目的，不意图以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本发明的原理的具有侧盖的变速器的示意图；
图2是根据本发明的原理的侧盖的后等距视图；
图3是根据本发明的原理的侧盖的另一个后等距视图；
图4是根据本发明的原理的侧盖的前等距视图；和
图5是根据本发明的原理的侧盖的侧视图。
具体实施方式
以下描述在本质上仅仅是示例性的，而非意图限制本公开，应用或用途。
参照图1，示例性变速器的示意图总体地由标号10表示。变速器10是自动、前轮驱动的多速混合驱动单元。然而，应该认识到，在不偏离本发明的范围内，变速器可以是手动变速器或任何其它类型的变速器。变速器10通常包括铸造的金属壳体12，其封装并保护变速器10的各种构件。壳体12包括各种孔口、通道、台肩以及定位并支撑这些构件的凸缘。变速器10包括输入轴14、输出轴16、电动马达17和示例性的齿轮布置18。输入轴14通过扭矩变换器20与原动机(未示出)连接。原动机可以是内燃汽油机、柴油机或混合动力装置。输入轴14从原动机接收输入扭矩或动力。输出轴16优选地与最终驱动单元(未示出)连接，该最终驱动单元可包括例如传动轴、差速器组件或驱动轴。输入轴14通过扭矩变换器20联接到齿轮布置18并驱动齿轮布置18。电动马达17也连接到齿轮布置18并驱动齿轮布置18。
齿轮布置18可以采取各种形式和构造，但通常包括多个齿轮组、多个轴或互连部件、以及至少一个扭矩传递机构。齿轮组可包括啮合的齿轮对、行星齿轮组或任何其它类型的齿轮组。多个轴可包括副轴、中间轴、套筒轴或中心轴、反向轴或空转轴或它们的组合。在不偏离本发明的范围的情况下，扭矩传递机构可包括离合器、制动器、同步器组件或爪形离合器、或它们的组合。
变速器10还包括变速器控制模块22。变速器控制模块22优选为电子控制设备，其具有预编程的数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器以及至少一个I/O外围设备。控制逻辑包括用于监测、处理和产生数据的多个逻辑例程。变速器控制模块22通过液压控制系统24来控制齿轮布置18中的扭矩传递机构的促动。液压控制系统24大致包括电控螺线管和阀，其选择性地使液压流体在变速器10中流通，以便控制、润滑和冷却变速器10中的各种构件。
液压控制系统24所使用的液压流体主要存储在储油槽或容器26中。储油槽26优选地位于变速器10的底部。泵(未示出)产生抽吸，将液压流体从储油槽26抽到液压控制系统24中，在液压控制系统24中，液压流体用于使扭矩传递机构接合并冷却和润滑变速器10。
变速器10还包括根据本发明的原理的侧盖50。侧盖50附接在变速器10的侧面或前面。侧盖50用于存储来自储油槽26的过量的液压流体，以及存储直接从液压控制系统24输送的液压流体。如以下更详细描述的那样，借助阀52控制从侧盖50到储油槽26的液压流体的连通。
参照图2-5，侧盖50包括内表面54和外表面56。当将侧盖50连接在变速器10上时，内表面54设置为面对变速器10，外表面56设置为背对变速器10。侧盖50还包括垂直地从内表面54延伸出去的壁或边缘58。壁58绕侧盖50的整个外周设置。密封件60设置在壁58的端表面62上。当将侧盖50连接到变速器10上时，密封件60将侧盖50密封到变速器10的壳体12上。在所提供的实例中，侧盖50包括沿着侧盖50的外周设置在壁58中的螺栓孔64，螺栓孔64用于容纳多个螺栓(未示出)，以便将侧盖50连接到变速器10的壳体12上。然而，应该认识到，在不背离本发明的范围的情况下，可使用各种其它的连接类型将侧盖50连接到变速器10上，诸如紧固件或粘结剂的其它类型。
内表面54和壁58的内面66协作限定了侧盖50内的空间或腔68。腔68被分为4个(但不限于4个)不同的部分或容量。第一部分或盖部分70位于侧盖50的顶部71。侧盖50的顶部71限定为当将侧盖50连接到变速器10时侧盖50距储油槽26最远的端。侧盖50的底部73限定为当将侧盖50连接到变速器10时侧盖50距储油槽26最近的端。第一部分70由第一内表面部分72和壁58限定。第一内表面部分72具有的形状优选为根据覆盖变速器10的构件所需空间且其大小为包含从变速器10的壁的开口流出的任何物质。
腔68的第二部分或过渡部分80邻近第一部分70并在其之下。第二部分80由第二内表面部分82和壁58限定。第二内表面部分82相对于第一内表面部分72成角度。或者，第二内表面部分82可以相对于第一内表面部分72垂直(即台阶形状)。第二部分80具有从侧盖50的顶部71向底部测量时线性减小的容量。第二部分80是第一部分70和第三部分90之间的过渡，因此其可在不背离本发明的范围的情况下具有各种构造和形状。
腔68的第三部分或流体存储部分90邻近第二部分80并在其之下。第三部分90由第三内表面部分92和壁58限定。第三内表面部分92是平面的，并可以相对于壁58的端表面62成角度。然而，在所提供的实例中，第三内表面部分92与壁58平行。由于相对的侧壁58之间的距离“A”的变窄，第三部分90的容量从侧盖50的顶部71向底部73增加。距离“A”在从侧盖50的底部73至顶部72的方向上线性地减小。第三部分90用于存储来自液压控制系统24和储油槽26的液压流体。距离“A”相对于第三表面部分92的角度以及因此第三部分90相对于自侧盖50的底部73的距离的容量的改变率是对应于存储在侧盖50内的液压流体的给定量的阀52上的期望压头的函数。
最后，第四部分或基底部分100位于侧盖50的第三部分90和底部73之间。第四部分100由第四内表面部分102和壁58限定。第四内表面部分102是平面的并与壁58的端表面62平行。在从侧盖50的顶部71向底部73测量时，第四部分100具有恒定的容量。
阀壳体104位于第四部分100内。阀壳体104优选整体地形成在侧盖50的底部73的壁58的内表面上。阀壳体104限定腔106。阀壳体104包括在腔68的第四部分100与腔106之间连通的第一开口108。可动的门112设置在第一开口108上方的阀壳体104中。门112可操作为选择性地打开以允许腔106与第四部分100之间的连通，并选择性地关闭以防止腔106与第四部分100之间的连通。阀壳体104还包括在储油槽26与腔106之间连通的第二开口110。第一开口108和第二开口110优选为彼此垂直。
阀52设置在阀壳体104的腔106内。阀52优选为可与门112接合的热阀。阀52可操作为根据与阀52接触的液压流体的温度来打开和关闭门112。
综合参照图1-5，在变速器10的操作期间，侧盖50内液压流体的量是变化的。随着液压流体的温度上升，液压流体膨胀。侧盖50存储液压流体以补偿流体的膨胀，以便保持储油槽26的容量恒定。另外，液压控制系统24中的液压流体排出到侧盖50。当侧盖50的第三部分90填充有液压流体，减少的容量增加了侧盖50内的液压流体的高度，因此，当第三部分填充液压流体时，门112处的压头的增加率升高。该升高的压头率对门112施加力，将门112打开为预先限定的设定值，从而增加从侧盖50流到储油槽26的流体的量。因为第三部分90的容量根据高度改变，所以侧盖50内的液压流体的小的增加不成比例地增加压头，因此，储油槽26中的容量被保持为相对稳定。
本发明的描述在本质上仅仅是示例性的，并且不背离本发明的精神的变体属于本发明的范围内。这样的变体不应被认为是背离了本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种用于变速器的侧盖，所述变速器具有用于存储液压流体的储油槽，所述侧盖包括：
连接在所述变速器上的本体，所述本体包括：
内表面；
沿着所述内表面的外周设置的壁，所述壁构造成密封所述变速器，所述壁具有相对的顶部壁表面和底部壁表面，以及相对的侧壁表面；
其中，所述内表面和所述壁的所述表面协作限定具有靠近所述底部壁表面的第一部分和设置在所述第一部分上方的第二部分的空间，其中，所述空间至少部分地填充有液压流体，其中，所述第二部分的平面水平横截面区域从距所述底部壁表面的第一距离处向距所述底部壁表面的第二距离处减小，并且其中，所述第一距离小于所述第二距离；和
在所述第一部分内连接到所述本体的所述内表面的阀组件，所述阀组件具有与所述第一部分连通的第一端口和与所述储油槽连通的第二端口，并且
其中，所述第二部分的所述减小的平面水平横截面区域构造成控制在所述第一端口处的液压流体的压力，并且当所述第一端口处的液压流体的压力超过预先限定的压力时，所述第一端口打开以允许液压流体通过所述阀组件连通到所述储油槽。
2.根据权利要求1所述的侧盖，其特征在于，所述侧壁表面中的至少一个相对于朝向所述第一距离处和所述第二距离处之间的另一个侧壁表面的垂直平面成角度。
3.根据权利要求1所述的侧盖，其特征在于，所述内表面相对于朝向所述第一距离处和所述第二距离处之间的所述变速器的垂直平面成角度。
4.根据权利要求1所述的侧盖，其特征在于，所述平面水平横截面区域从所述第一距离处到所述第二距离处的减小率是恒定的。
5.根据权利要求1所述的侧盖，其特征在于，所述侧盖还包括设置在所述第一部分中并且与所述内表面和所述底部壁表面整体地形成的中空壳体，其中，所述第一端口位于所述中空壳体的顶表面，并且所述第二端口位于所述中空壳体的侧表面。
6.根据权利要求5所述的侧盖，其特征在于，所述第一端口与所述第二端口垂直。
7.根据权利要求6所述的侧盖，其特征在于，所述阀组件设置在所述中空壳体中，并且包括在所述壳体中靠近所述第一端口的枢轴门，其中，所述门选择性地可动，以便关闭所述第一端口至所述第二端口，以及打开所述第一端口至所述第二端口，并且其中，所述液压流体的压头作用在所述枢轴门上。
8.根据权利要求7所述的侧盖，其特征在于，所述阀组件包括与所述门连接的热阀，并且所述热阀构造成根据与所述热阀接触的液压流体的温度而打开和关闭所述门。
9.根据权利要求8所述的侧盖，其特征在于，所述门的开度根据所述热阀的操作和作用在所述门上的压头。
10.一种变速器，包括：
具有垂直侧的壳体；
连接到所述壳体并构造成存储液压流体的储油槽；
侧盖，包括：
连接在所述变速器上的本体，所述本体包括：
内表面；
沿着所述内表面的外周设置的壁，所述壁构造成密封所述变速器，所述壁具有相对的顶部壁表面和底部壁表面，以及相对的侧壁表面，其中，所述壁连接到所述壳体的所述垂直侧；
其中，所述内表面和所述壁的所述表面协作限定具有靠近所述底部壁表面的第一部分和设置在所述第一部分上方的第二部分的空间，其中，所述空间至少部分地填充有液压流体，其中，所述第二部分的平面水平横截面区域从距所述底部壁表面的第一距离处向距所述底部壁表面的第二距离处减小，并且其中，所述第一距离小于所述第二距离；和
在所述第一部分内连接到所述本体的所述内表面的阀组件，所述阀组件具有与所述第一部分连通的第一端口和与所述储油槽连通的第二端口，并且
其中，所述第二部分的所述减小的平面水平横截面区域构造成控制在所述第一端口处的液压流体的压力，并且当所述第一端口处的液压流体的压力超过预先限定的压力时，所述第一端口打开以允许液压流体通过所述阀组件连通到所述储油槽。
11.根据权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述侧壁表面中的至少一个相对于朝向所述第一距离处和所述第二距离处之间的另一个侧壁表面的垂直平面成角度。
12.根据权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述内表面相对于朝向所述第一距离处和所述第二距离处之间的所述变速器的垂直平面成角度。
13.根据权利要求10所述的变速器，其特征在于，所述平面水平横截面区域从所述第一距离处到所述第二距离处的减小率是恒定的。
14.根据权利要求10所述的变速器，其特征在于，还包括设置在所述第一部分中并且与所述内表面和所述底部壁表面整体地形成的中空壳体，其中，所述第一端口位于所述中空壳体的顶表面，并且所述第二端口位于所述中空壳体的侧表面。
15.根据权利要求14所述的变速器，其特征在于，所述第一端口垂直于所述第二端口。
16.根据权利要求15所述的变速器，其特征在于，所述阀组件设置在所述中空壳体中，并且包括在所述壳体中靠近所述第一端口的枢轴门，其中，所述门选择性地可动，以便关闭所述第一端口至所述第二端口，以及打开所述第一端口至所述第二端口，并且其中，所述液压流体的压头作用在所述枢轴门上。
17.根据权利要求16所述的变速器，其特征在于，所述阀组件包括与所述门连接的热阀，并且所述热阀构造成根据与所述热阀接触的液压流体的温度而打开和关闭所述门。
18.根据权利要求17所述的变速器，其特征在于，所述门的开度根据所述热阀的操作和作用在所述门上的压头。
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