CN104141774A - 车桥组件 - Google Patents

Abstract

一种车桥组件，包括：一个壳体，该壳体具有一个第一车桥管和一个第二车桥管；一个冠轮，该冠轮是被安装在该壳体中；一个小齿轮，该小齿轮与该冠轮相啮合；一个第一储存器，该第一储存器用于保持与该冠轮相接触以用于润滑该冠轮的流体；一个第二储存器，该第二储存器用于保留远离该冠轮的流体；一个第一系统，该第一系统用于将该第一储存器中的流体传输到该第二储存器；一个第二系统，该第二系统用于将该第二储存器中的流体传输到该第一储存器；一个传感器，该传感器用于产生代表一个车桥组件特征的一个信号；该车桥组件进一步包括一个控制系统，该控制系统用于接收所述信号并且运行所述第一系统和或所述第二系统以便响应于所述信号将流体传输给或传输离开该第一储存器。

Description

车桥组件

本发明涉及一种车桥组件、特别是用于如卡车或载重车的重型车辆的车桥组件。

包括后从动桥的道路车辆是已知的。这种后桥包括一个冠轮和小齿轮以及差速器。该小齿轮是由连接到一个如发动机的原动机上的一个传动轴或类似物来驱动的。该小齿轮和传动轴围绕该车辆的一条纵向轴线旋转。该小齿轮同该冠轮一起使得该冠轮能够围绕相对于该车辆侧向取向的一条轴线旋转。该冠轮驱动一个差速器机构，该差速器机构驱动一个右手侧传动轴和一个左手侧传动轴(还被称作半轴)。该右手侧传动轴驱动相对于该车桥可旋转地安装的一个右手侧车轮，并且该左手侧传动轴驱动可旋转地安装到该车桥上的一个左手侧车轮。以此方式该车辆可以在地面上驾行。该冠轮、小齿轮以及差速器组件要求冷却和润滑，并且一种流体、典型地一种油将执行这种双重功能。在艰苦的运行条件下，需要较大量的流体，但在不很艰苦的运行条件下需要少的流体。然而，为方便起见，现有技术的车桥组件被填充有一个预定量的油，该油处于围绕该冠轮小齿轮和差速器组件的永久循环中。

这导致效率降低，因为在不太艰苦的条件下与用于润滑和冷却目的所需要的相比更多的油在围绕该冠轮小齿轮和差速器循环，并且这些多余的油因此由该冠轮、小齿轮以及差速器的齿轮搅动，从而导致“搅动”损耗，即当该油被搅动时功率被浪费。

为了克服这个问题，已知的是当在艰苦的条件下运行时提高围绕该冠轮的油位并且在不太艰苦的条件下运行时降低围绕该冠轮的油位。

US6299561使用一个车桥壳体中的多个壁结合一个阀来提高或减少围绕该冠轮的油。

EP1918613使用围绕该冠轮的一部分装配的一个屏蔽物，从而使得在该屏蔽物内的油位可以被升高或降低。

WO2010/106482、GB2471652以及EP2270364都示出了可以将围绕该冠轮的油位降低以减少油搅动损耗但却还可以在艰苦的条件下将其提高的系统。

然而，现有技术的系统都仅适用于应用到新的车辆上，即现有技术的系统必须被“设计成用于”新的车辆并且不适用于装配到已经在使用的车辆，这是因为需要重要的再设计和再制造。

由于当前的车辆保有量(即路面上车辆的当前数目)将用于未来的若干年，于是需要一种用于减少此类车辆中的油搅动损耗的系统。

因此，根据本发明提供了一种车桥组件，该车桥组件包括一个壳体，该壳体具有一个第一车桥管和一个第二车桥管，

一个冠轮，该冠轮是被安装在该壳体中，

一个小齿轮，该小齿轮与该冠轮相啮合，

一个第一储存器，该第一储存器用于保持与该冠轮相接触以用于润滑该冠轮的流体，

一个第二储存器，该第二储存器用于保留远离该冠轮的流体，

一个第一系统，该第一系统用于将该第一储存器中的流体传输到该第二储存器，

一个第二系统，该第二系统用于将该第二储存器中的流体传输到该第一储存器，

一个传感器，该传感器用于产生代表一个车桥组件特征的一个信号，

该车桥组件进一步包括一个控制系统，该控制系统用于接收所述信号并且运行所述第一系统和或所述第二系统以便响应于所述信号将流体传输给或传输离开该第一储存器。

有利地，通过将减少油搅动损耗所需要的所有主要部件(即一个第二储存器、用于从该第一储存器传输流体的一个第一系统、用于从该第二储存器传输流体的一个第二系统、一个传感器以及一个控制系统)结合在该车桥组件上，然后通过简单地再制现有车辆的一个车桥组件，有可能提供能容易地减少现有车辆的搅动损耗的一个系统。特别是通过具有一个孤立的系统，不需要与该车辆的现有控制系统协调，例如不需要与任何现有的CAN总线协调。

该小齿轮可以被可旋转地安装到该盖件上并且该冠轮可以被可旋转地安装到该盖件上。

该第二储存器可以被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之内。

该传感器可以被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之内。

该控制系统是被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之外。

有利地，通过在一个盖件上提供该第二储存器、该传感器以及该控制系统，就可以通过简单地单独移除和再制该盖件并且更换该盖件以及这些附接的适当部件来在车辆上容易地提供一个用于减少搅动损耗的系统。不需要从该车辆中移除该车桥，也不需要在该车桥还装配在该车辆上时在其上工作(该车桥是处于该车辆的一个不可触及的并且通常肮脏的部分)。该盖件可以在一个干净的环境下、例如在操作者的工作台上被再制，并且然后一旦被再制好就可以被返回到该车辆上。

现在将参考附图仅通过举例的方式来说明本发明，在附图中：-

图1是根据本发明的一个车桥组件的平面截面视图，

图2是在图1的箭头A的方向上取得的图1的一个视图，并且

图3是类似于图1的、以隔离方式示出某些部件的一个视图。

参见图1和图2，图中示出了包括一个车桥壳体11的一种车桥组件10。该车桥壳体11是由一个第一部分12和一个第二部分14限定的。第一部分12包括一个第一车桥管16(在这种情况下是一个右手侧车桥管)和一个第二车桥管18(在这种情况下是左手侧车桥管)。该第一车桥管和第二车桥管是由一个中央部分20相连的(参见图2)。

该中央部分包括一个开口22，该开口是总体上圆形的。第二部分14(还被称作差速器支架)用作一个盖件以关闭开口22。第二部分14通过多个螺栓26(只示出了其中一个)而被紧固到该第一部分上，这些螺栓是围绕该第二部分的周边定位的。该第二部分(或差速器支架)具有安装到其上的多个不同部件。因此，差速器支架14包括多个轴承29以便可旋转地支撑一个小齿轮30。另外的多个轴承(未示出)可旋转地支撑冠轮32。这些轴承是被安装在与差速器支架14相连的多个壳体(未示出)上。该冠轮是以本领域已知的一种方式与该小齿轮啮合。这些冠轮轴承同样以本领域已知的方式支撑差速器34。还安装在差速器支架14上的是一个储存器36、一个传感器38以及一个控制器40。在这种情况下，控制器40是一个处理器，特别是一个微处理器。传感器38通过多条导线42而被连接到该控制器上。该控制器是通过多条导线46而被连接到一个螺线管阀44上，该螺线管阀是被定位在储存器36的底部中。车桥组件10是被安装在一台车辆8中，该车辆包括一个电池48、典型地是一个12伏或24伏电池。电池48是远离车桥组件10安装的。一条电力导线50是通过连接器52而被连接到控制器40的一条电力导线54上。螺线管阀44和传感器38是被安装在车桥壳体11内。控制器40是被安装在该车桥壳体外。多条导线42和46因此穿过该壳体中的多个孔，在这种情况下是第二部分14中的多个孔。控制器40是被安装在一个托架56上，该托架是通过这些螺栓26之中的一个螺栓而被紧固到该差速器支架上的。

传感器38是一个油温传感器并且感测该壳体内的油的温度。该壳体限定了用于油的一个第一储存器，该第一储存器中的油与该冠轮接触并且因此在使用时润滑该冠轮。当该车辆在前进方向F上行驶时，冠轮32以方向G旋转，由此拾取来自该壳体的油底壳的油并且使油旋转向前进入第二储存器36的一个勺形部。这个转动的冠轮和勺形部因此限定了用于将流体从该壳体(第一储存器)传输到第二储存器36中的一个系统。

因为螺线管阀44是被定位在第二储存器36的底部，打开该螺线管阀44将导致将第二储存器36中的任何油排入该壳体(第一储存器)中。螺线管阀44因此限定了用于将该第二储存器中的流体传输到该第一储存器的一个系统。如以下将进一步描述的，该螺线管阀是由控制器40来控制的。

由于从来没有传动系统是100％有效的，总是存在一定的摩擦损耗。例如，当该小齿轮驱动该冠轮时，该小齿轮的齿与该冠轮的齿啮合时将存在摩擦损耗。这些摩擦损耗产生热量，该热量由该壳体中的油吸收。当该车辆是在一个轻的负荷下运行时，例如正沿着水平的柏油路表面行进，通过小齿轮32传动到该冠轮的功率将是相对低的并且因此相关联的摩擦损耗将是相对低的，从而导致对该壳体中的油的相对低的热量传输。然而，在艰苦的行驶条件下，例如当该车辆正在行进上坡时，需要将更多的功率从该小齿轮传输到该冠轮，并且结果是将产生相对更多的摩擦损耗，从而导致传输给该壳体中的油的相对较高的能量。其结果是，当该车辆正在行进上坡时，与当该车辆水平地行进在良好的柏油路表面上时相比该壳体中的油将升高温度。传感器38监测该壳体中油的温度并且输出代表该油温度的一个信号。这个信号由控制器14接收。该控制器根据该信号可以打开或关闭螺线管阀44。因此，如果该信号是代表一个低的油温度的话，则围绕该冠轮的润滑油的水平可以是相对低的，所以控制器40运行来关闭螺线管阀44(或者保持关闭)。在此类情况下，当该冠轮旋转时油将被旋转至该勺形部中并且第二储存器36将渐进地填满，由此降低该第一储存器中的油位。然而，如果该车辆然后开始爬坡的话，该第一储存器中降低油位将增高温度，这样的温度增高将会被传感器38监测到。控制器40将识别该第一储存器中的油温度的增大并且将控制该螺线管阀打开，由此允许将该第二储存器中的油排入该第一储存器，由此使该第一储存器中的油位增加。以此方式，该第一储存器中的油位可以在运行条件只要求相对低的油位时被减小，并且该油位可以在运行条件要求较高的油位时被增大。这导致在恶劣的运行条件下足够的润滑而在不太恶劣的运行条件下该油位可以被减小，由此降低搅动损耗。

本发明可以容易地应用于现有的车辆保有量。因此，图3示出了该差速器支架以及以隔离方式安装在该差速器支架上的多个部件。因此，安装在差速器支架14上的是该小齿轮、该冠轮、该差速器、该传感器、该第二储存器、以及控制器40。

当前车辆保有量中的车辆可以容易地再制成包括一个降低搅动损耗的系统。因此，现有车辆的差速器支架可以从该车辆上移除。应当指出的是，由于有时小齿轮、冠轮、差速器、相关联的轴承、或相关联的部件可能失效，所以此类部件被识别成需要周期性的维护、并且因此被设计成是容易维护的、特别是被设计成很容易地从该车辆中移除的。例如，在本案中该差速器支架是通过多个可容易移除的螺栓26而被紧固到该车桥上。这样，车间人员有移除差速器支架以及维修相关联的部件的经验。相对应地，在这样一个车间中一台车辆可以被容易地移除差速器支架。一旦被移除，该传感器、控制器、导线、螺线管、以及第二储存器就可以被装配到该差速器支架上，该差速器支架然后可以被更换到该车辆的车桥上。该车桥壳体然后将以正常的方式填充润滑油。一旦这个再制的差速器支架已经被装配好，装配者需要的额外任务仅仅是将连接器52连接到一个电源上。由于现有的车辆中电力是被分配给该车辆的多种不同部件(例如多个后灯)，将导线50延伸到现有车辆线束的一个适合零件上的任务是容易完成的，无需专用工具。如将认识到的，由于该传感器、控制器以及第二储存器都被安装在该车桥组件上，不需要与该车辆的控制系统相互作用，所有要求的仅是到一个电源的一次连接。相对应地，该系统是一个孤立型系统，并且因为它是孤立的，不需要考虑相关联车辆的控制系统。因此，带有完全不同的控制系统的两种完全不同的车辆可以装配有相同的再制差速器支架并且这种再制差速器支架将在任一车辆上正确地运行。

如以上提及的，传感器38是一个温度传感器。在多个进一步的实施例中，多种不同类型的传感器可以被用于提供代表一个车桥组件特征的一个信号。例如，可以使用一个润滑流体质量传感器。可替代地，该传感器可以测量一个车桥部件的转速，例如该小齿轮的转速、或该冠轮的转速、或该右手侧传动轴的转速或者该左手侧传动轴的转速。可替代地，该传感器可以被用于测量施加给该车桥组件的负荷，例如一个传感器可以测量通过该车辆的其余部分施加给该车桥的竖直负荷。特别地，这样一种测量可以确定该车辆是被相对重地装载还是被相对轻地装载的。可替代地，该传感器可以测量由一个车桥组件部件传递的扭矩，例如通过该小齿轮传递的扭矩、或通过该冠轮传递的扭矩、或通过该右手侧传动轴传递的扭矩、或者通过该左手侧传动轴传递的扭矩。可替代地，该传感器可以测量代表相关联车辆倾斜度的该车桥组件的倾斜度。该倾斜度的方向可以是一个纵向的倾斜度方向，并且这例如是当相关联车辆正在爬坡、沿着一个水平表面行驶时的或者正在下坡时的倾斜度。可替代地，该倾斜度可以是一个侧向倾斜度，并且这样这将是当该车辆正在拐过一个右手侧弯或一个左手侧弯时的倾斜度。

如图1中示出的，控制器40是通过一个托架56经由一个现有的固定件、在这种情况下是一个现有的螺栓26而被连接到该一个差速器支架上。在多个进一步的实施例中，该控制器能够以任何其他适合的方式连接到该车桥组件上，优选是以任何适合的方式连接到该差速器支架上。

如图1中示出的，该控制器是被安装在该壳体之外。在多个进一步的实施例中，该控制器可以被安装在该壳体之内。

如图1中示出的，传感器38是被安装在该壳体之内，但是根据所使用的传感器的类型，该传感器可以被安装在该壳体之外。例如，如果传感器是一个倾斜度传感器，则该传感器可以被安装在该壳体之外。

如图1中示出的，多条导线42穿过该壳体的一个壁、在这种情况下是该差速器支架的一个壁。类似地，多条导线24穿过一个壳体的一个壁、在这种情况下是该差速器支架的一个壁。车辆保有量中的现有车桥组件具有用于将油排出该壳体的一个泄放塞并且具有用于对该壳体再填充新鲜油的填充塞。现有的车桥组件还具有允许空气进入或离开该车桥壳体的通气装置。该泄放塞孔或再填充塞孔或通气装置孔可以被用于额外地将多条导线从该壳体的内侧穿到该壳体的外侧。因此，在多个进一步的实施例中，多条导线42和/或导线46可以穿过一个填充塞孔或者可以穿过一个泄放塞孔或者可以穿过一个通气装置孔。当再制一个差速器支架时，这样一种安排方便地意味着不需要在该支架或壳体中钻出分开的孔或类似物。

如以上所描述的，用于将油从该第一储存器传输到该第二储存器的系统是该冠轮的旋转与该壳体中的一个勺形部的一种组合，这样一种安排在WO2010/106482中被示出。在多个进一步的实施例中，用于将油从该第一储存器传输到该第二储存器的一种系统可以是一个泵，例如GB2471652中所示出的。

用于将油从该第一储存器传输到该第二储存器的系统是螺线管阀44，该螺线管阀被运行成打开并且允许重力将该油排出该第二储存器。在多个进一步的实施例中，如GB247165中示出的一个泵可以被用于将油从该第二储存器传输到该第一储存器。

Claims (13)

1.一种车桥组件，包括一个壳体，该壳体具有一个第一车桥管和一个第二车桥管，

一个冠轮，该冠轮是被安装在该壳体中，

一个小齿轮，该小齿轮与该冠轮相啮合，

一个第一储存器，该第一储存器用于保留与该冠轮相接触以用于润滑该冠轮的流体，

一个第二储存器，该第二储存器用于保留远离该冠轮的流体，

一个第一系统，该第一系统用于将该第一储存器中的流体传输到该第二储存器，

一个第二系统，该第二系统用于将该第二储存器中的流体传输到该第一储存器，

一个传感器，该传感器用于产生代表一个车桥组件特征的一个信号，

该车桥组件进一步包括一个控制系统，该控制系统用于接收所述信号并且运行所述第一系统和或所述第二系统以便响应于所述信号将流体传输给或传输离开该第一储存器。

2.根据权利要求1所述的车桥组件，其中该壳体是由包括该第一车桥管的一个第一部分、该第二车桥管以及将该第一车桥管连接到该第二车桥管上的一个中央部分来限定的，该中央部分包括用于接纳该冠轮的一个开口，该壳体进一步地是由用于关闭该开口的一个盖件来限定的。

3.根据权利要求2所述的车桥组件，其中该小齿轮是被可旋转地安装到该盖件上并且该冠轮是被可旋转地安装到该盖件上。

4.根据权利要求2或3所述的车桥组件，其中该第二储存器是被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之内。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的车桥组件，其中该传感器是被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之内。

6.根据以上权利要求任一项所述的车桥组件，其中该传感器是选自下组，该组包括

一个流体温度传感器，

用于测量一个车桥组件部件的转速的一个传感器，

用于测量一个车桥部件上的负荷的一个传感器，

用于测量通过一个车桥部件传递的扭矩的一个传感器，以及

用于测量该车桥组件的倾斜度的一个传感器。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的车桥组件，其中该控制系统是被安装到该盖件上、优选地是被安装在该壳体之外。

8.根据以上权利要求中任一项所述的车桥组件，其中该传感器、控制器和螺线管阀之中的一个是由一条导线连接到该传感器、控制器和螺线管阀之中的另一个上，该导线穿过该车桥组件的一个通气装置孔、填充孔和泄放孔之中的一个。

9.根据以上权利要求中任一项所述的车桥组件，其中该传感器、控制器和螺线管阀之中的一个是被安装在该车桥组件的一个泄放孔、一个填充孔和一个通气装置孔之中的一个上。

10.一种差速器支架组件，包括

一个小齿轮，该小齿轮是被可旋转地安装到本体上，

一个冠轮，该冠轮是被可旋转地安装到该本体上并且与该小齿轮机械接合，

一个差速器，该差速器是被安装到该本体上并且与该冠轮驱动接合，

一个储存器，该储存器用于保留远离该冠轮的流体并且是被安装到该本体上，

用于从该储存器释放流体的一个系统，

一个传感器，该传感器用于产生一个信号并且是被安装到该本体上，

一个控制系统，该控制系统用于接收所述信号并且响应于所述控制信号运行所述系统。

11.一种用于再制车桥组件的方法，该方法包括的步骤有提供一个使用的车桥组件，该车桥组件包括：一个壳体，该壳体具有一个第一车桥管和一个第二车桥管，

一个冠轮，该冠轮是被安装在该壳体中，

一个小齿轮，该小齿轮与该冠轮相啮合，

一个第一储存器，该第一储存器用于保持与该冠轮相接触以用于润滑该冠轮的流体，

提供一个第二储存器，该第二储存器用于保留远离该冠轮的流体，

提供一个第一系统，该第一系统用于将该第一储存器中的流体传输到该第二储存器，

提供一个第二系统，该第二系统用于将该第二储存器中的流体传输给该第一储存器，

提供一个传感器，该传感器用于产生代表一个车桥组件特征的一个信号，

提供一个控制系统，该控制系统用于接收所述信号并且运行所述第一系统和或所述第二系统以便响应于所述信号将流体传输给或传输离开该第一储存器，

将所述第二储存器、所述第一系统、所述第二系统、所述传感器以及所述控制系统附接到该车桥组件上以提供一个再制车桥组件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中该壳体是由包括该第一车桥管的一个第一部分、该第二车桥管以及将该第一车桥管连接到该第二车桥管上的一个中央部分来限定的，该中央部分包括用于接纳该冠轮的一个开口，该壳体进一步地是由用于关闭该开口的一个盖件来限定的，其中该小齿轮是被可旋转地安装到该盖件上并且该冠轮是被可旋转地安装到该盖件上，

该方法包括从该第一部分移除该盖件，将所述第二储存器、所述第一系统、所述第二系统、所述传感器以及所述控制系统附接到该盖件上，并且将该盖件附接到该第一部分上以提供该再制车桥组件的步骤。

13.根据权利要求11或12所述的方法，进一步包括将该控制系统连接到一个电源上的步骤。