CN107110327B - 用于具有泵的差动总成的气室壳体本体及制造其的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于具有泵的差动总成的网状复合气室壳体本体。气室壳体本体可以包括低压进口和构造成容纳控制阀的高压出口。气室壳体本体还可以限定流体进入通道，流体进入通道经由第一内部端口与低压进口流体连通并且可被构造成当气室壳体本体组装在差动总成上时与泵的进口侧流体连通。气室壳体本体还可以限定流体排出通道，流体排出通道经由第二内部端口与高压出口流体连通并且可被构造成当气室壳体本体组装在差动总成上时与泵的出口侧流体连通。气室壳体本体还可被形成为包括例如为短切玻璃纤维的短切纤维和环氧树脂的网状纤维增强塑料材料。

Description

用于具有泵的差动总成的气室壳体本体及制造其的方法
相关申请的交叉引用
本申请于2015年10月13日作为PCT国际专利申请提交，并且要求于2014年10月13日提交的美国专利申请序列No.62/063,367、于2015 年3月31日提交的美国专利申请序列No.62/140,559、于2015年4月27 日提交的美国专利申请序列No.62/153,136、于2015年6月18日提交的美国专利申请序列No.29/530,633以及于2015年6月18日提交的美国专利申请序列No.29/530,647的优先权，这些专利申请的全部内容通过参引方式结合到本文中。
技术领域
本发明大致涉及受限滑动差动总成。更具体地，本发明涉及用于受限滑动差动总成的改进的气室。
背景技术
受限滑动差速器已被研发利用液压致动离合器来限制差速器的输出轴之间的差动旋转。这些受限滑动差速器可以包括结合到差速器壳内的内齿轮油泵形式的泵。螺线管阀已被用于准确地控制提供至离合器的致动压力。然而，为了可操作，这些阀需要电子控制器和阀控制硬件/软件。示例性受限滑动差速器在美国专利No.4,012,968、No.5,310,388、No.6,332,522、 No.6,733,411、No.6,789,657、No.7,361,144、No.7,448,482和No.8,043,184 中公开。
气室壳体是设置在差动总成上的普通金属(例如铝)部件。气室壳体一般具有低压供给和高压控制的特征。这种气室一般将低压流体(在真空下)供给至差速器中的集成泵，并且具有来自差速器中的加压致动器空腔的高压通路的特征。气室还可以保持调节差动系统的压力的阀。
发明内容
车辆排放物可以通过开发和使用没有传统地用于除排他应用之外的汽车工业的新材料和工艺来减少。利用轻重量部件和设计优化进行金属置换可以具有双倍有益效果；即，更轻车辆系统不仅需要更少的用于机能的道路行驶功率，而且允许更小的通常更加有效的动力系方案，其倾向于进一步地更加有效。这可以部分地通过采用复合材料来实现，复合材料一般仅对于市场的上端和特定赛车应用是可获得的。本文中的教导详述的特定部件强调了利用用于在大批量生产的驱动系系统中使用的注模纤维增强塑料进行金属置换的挑战和效益，大批量生产的驱动系系统即为电子受限滑动差速器(eLSD)。
在一个方面中，本文中详述的部件是用作液压供给源、流体压力控制器和用于eLSD系统的结构体的机械气室。用于该部件的设计方案不仅准予通过材料比较用于重量减轻，而且其处理还允许附属部件整合，从而还减小了最后组装复杂性并且降低生产成本。材料和生产加工成本还由于经由注模成型允许的净成形处理是有利的。
注模设计利用注模成型的短玻璃纤维增强聚合物替代在前永久模制铝。本公开描述了已经允许气室被优化用于eLSD系统的轻量化的设计和处理的挑战和优势。包括从金属过渡至塑料所需的无数活动的总体设计方案还被论述以强调在准备用于从研究和开发原型转变成生产接受的部件的过程期间所学习的经验。
在本文中提供的教导的一个方面中，公开了一种用于具有泵的差动总成的气室壳体本体。气室壳体本体可以包括低压进口和构造成容纳控制阀的高压出口。气室壳体本体还可以限定流体进入通道，流体进入通道经由第一内部端口与低压进口流体连通并且可被构造成当气室壳体本体组装在差动总成上时与泵的进口侧流体连通。气室壳体本体还可以限定流体排出通道，流体排出通道经由第二内部端口与高压出口流体连通并且可被构造成当气室壳体本体组装在差动总成上时与泵的出口侧流体连通。气室壳体本体还可被形成为包括例如为短切玻璃纤维的短切纤维和环氧树脂的净成形纤维增强塑料材料。
公开了一种用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法。该方法可以包括以下步骤：提供限定气室壳体本体的中心孔和气室壳体本体的外周的模腔并且通过多个浇口将包括短切纤维和环氧树脂的纤维增强塑料材料注射到模腔内。该方法还可以包括通过多个浇口注射纤维增强塑料材料，多个浇口与靠近中心孔相比更靠近外周定位。纤维增强塑料材料可以包括短切玻璃纤维。
气室的主要加载和应力来自作为液压系统的工作流体的加压轴齿轮油。气室具有高压通路和使来自差速器的流体交换至控制阀的中心ID槽。 ID高压槽通过两个动态高压密封件相抵(opposed by)。总成的其他零件包括低压动态唇形密封件和过滤器以及轴衬。气室是固定部件，同时是旋转差速器上的组装件；因此，其具有集成的防旋转特征。
将在以下说明中阐述各个另外的方面。这些方面可以涉及单独的特征和特征的组合。可以理解的是上述概述以及以下详细说明仅是示例性和说明性的，并且不限于本文中公开的例子所基于的宽泛构思。
附图说明
图1是结合根据本公开的原理的受限滑动传动系设备的差速器的透视图。
图2是纵向地通过图2的差速器切割的横截面图。
图3是图1的差速器的分解透视图。
图4示意性地描绘了结合到图1的差速器内的受限滑动传动系设备的液压致动回路。
图5是图1所示的差速器的气室壳体本体的俯视透视图。
图6是图5所示的气室壳体本体的俯视透视图。
图7是图5所示的气室壳体本体的仰视透视图。
图8是图5所示的气室壳体本体的仰视透视图。
图9是图5所示的气室壳体本体的俯视图。
图10是图5所示的气室壳体本体的仰视图。
图11是图5所示的气室壳体本体的侧视图。
图12是图5所示的气室壳体本体沿着图11 中的线12-12截取的横截面图。
图13是图5所示的气室壳体本体沿着图9中的线13-13截取的横截面图。
图14是图5所示的气室壳体本体沿着图9中的线14-14截取的横截面图。
图15是图5所示的气室壳体本体的示出来自第一模制过程的预测纤维定向的示意图。
图16是图15所示的气室壳体本体的示意性放大透视图。
图17是示出由第一模制过程形成的实际纤维定向的摄影视图。
图18是图5所示的气室壳体本体的示出来自第二模制过程的预测纤维定向的示意图。
图19是图18所示的气室壳体本体的示意性放大透视图。
图20是示出由第二模制过程形成的实际纤维定向的摄影视图。
具体实施方式
现在将对附图中示出的本公开的示例性方面做出详细参照。只要可能，相同的附图标记将在整个附图中被用于指代相同或相似结构。
差动总成概述
如本文在图1-4中公开的，根据本教导的原理的受限滑动传动系设备已被结合到差动总成内。可以理解的是虽然受限滑动传动系设备以被特别地示出结合到差速器内，但是本公开的各个方面适用于具有用于控制两个传动系部件之间的相对旋转的离合器的任何类型的传动系设备。如本文所使用的，术语“离合器”指的是利用摩擦来控制两个部件之间的相对旋转的任何结构。本文中公开的类型的差速器进一步在PCT国际公开号WO 2013/155138中说明并示出，该专利公开的全部内容通过参引结合到本文中。
图1示出根据本公开的原理结合受限滑动传动系设备的差速器20。差速器20包括在使用中围绕旋转轴线24旋转的差速器壳体22。轴承26设置在差速器壳体22的相对端部处。轴承26沿着旋转轴线24同轴地对准并且构造成将差速器壳体22可旋转地安装在外壳28内(例如如图2中示意性地示出的差速器座架)。外壳28包含比如为油的液压流体，液压流体可被用于润滑外壳28和差速器壳体22内的各个部件(例如齿轮)。
在以下部分中更详细讨论的气室壳体30安装在差速器壳体22的一端处。差速器壳体22能够相对于气室壳体30围绕旋转轴线24旋转。气室壳体30包括接合外壳28以防止气室壳体30与外壳28之间的相对旋转的凸舌31。液压流体泵32(见图2和图3)设置在差速器壳体22内。液压流体泵32是液压致动回路34的延伸穿过气室壳体30和差速器壳体22的部分。外壳28内的油的体积形成液压回路34的储器36。液压流体泵32 通过由气室壳体30限定的输入端口38从储器36抽吸油，并且通过由气室壳体30限定的输出端口40把油输出回到储器36。流量调节阀42调节通过液压回路34的液压流体流速。在一个实施例中，流量调节阀42防止液压致动回路34内的液压流体流速超过设定最大流速，而与通过液压回路34内的液压流体泵32产生的流体压力的数值无关。
参照图2和图3，能够看出差速器壳体22包括在界面23处交会的第一壳体件22A和第二壳体件22B。壳体件22A、22B可以通过紧固件、焊接或其他技术紧固在一起。差速器壳体22限定与用于安装环形齿轮46的界面23相邻的凸缘44。在差速器20的使用中，环形齿轮46与由驱动轴 50驱动的锥齿轮48互相啮合。当锥齿轮48由驱动轴50旋转时，锥齿轮 48接合环形齿轮46，由此使得差速器壳体22围绕旋转轴线24旋转。气室壳体本体30可以利用密封构件33a、33b、33c和33d相对于第一壳体件22A密封。
仍然参考图2，差速器20包括安装在第二壳体件22B内的转矩传递装置52。转矩传递装置52包括分别限定沿着旋转轴线24同轴地对准的输出轴开口58、60的第一侧齿轮54和第二侧齿轮56(例如太阳齿轮)。转矩传递装置52还包括安装在第一侧齿轮54与第二侧齿轮56之间的行星齿轮(planetary gear)组62。行星齿轮组62构造成用于在差速器壳体22与第一和第二侧齿轮54、56之间传递转矩，同时允许第一侧齿轮54和第二侧齿轮56围绕旋转轴线24相对于彼此旋转(例如以不同的旋转速度)。行星齿轮组62包括可旋转地安装在轴66上的行星齿轮(pinion gear)64，轴 66相对于差速器壳体22固定。行星齿轮64中的每一个与第一侧齿轮54 和第二侧齿轮56两者互相啮合。
差速器20还包括安装在第二壳体件22B内的离合器70。离合器70 包括限定与旋转轴线24同轴地对准的输出轴开口74的联接器72。联接器 72承载从联接器72的主体径向向外突出的多个摩擦片76。摩擦片76相对于联接器72的主体旋转地固定。离合器70还包括通过差速器壳体22 承载的多个耳盘78。盘78相对于差速器壳体22旋转地固定。耳盘78交插在摩擦片76之间以形成离合器组件77。离合器70构造成至少当离合器被致动时抵制联接器72与差速器壳体22之间的相对旋转。当致动离合器 70时，摩擦片76优选地对着耳盘78挤压，使得摩擦抵制摩擦片76与耳盘78之间的相对旋转。
差速器20还包括用于通过压缩离合器组件77致动离合器70的致动装置。致动装置包括安装在活塞壳体82内的活塞80。本教导的活塞80包括超出本文中公开的技术和功能特征的修饰性特征。例如，美国专利申请序列No.29/530,647公开了一种用于复合材料活塞的设计。US 29/530,647 的全部内容通过参引结合到本文中。
压力腔84限定在活塞80与活塞壳体82之间。活塞80相对于活塞壳体82沿着旋转轴线24能够活动。致动装置还包括液压流体泵32。当液压流体泵32通过液压致动回路34泵送液压流体时，压力腔34由此被加压，使得活塞80沿着旋转轴线24朝向离合器组件77滑动。当通过压力腔84 内的液压力对着离合器组件77迫压活塞80时，摩擦片76和耳盘78被挤压在一起使得致动离合器70。直到压力腔84中的液压力达到预定水平才发生离合器70的有意义的制动/致动。
差速器20的液压流体泵32被描述为转子泵。液压流体泵32包括具有与旋转轴线24同轴地对准的输出轴开口92的内齿轮90。液压流体泵 32还包括定位在内齿轮90的外部的外齿轮94。外齿轮94定位在偏心轴套96内。偏心轴套96联接至差速器壳体22，使得当差速器壳体22围绕旋转轴线24旋转时偏心轴套96由差速器壳体22承载。这样，偏心轴套 96构造成与差速器壳体22一致地旋转。内齿轮90和外齿轮94在偏心轴套96内自由地运动。如在图3所示，内齿轮90包括接合外齿轮94的内齿100的外齿98。外齿轮94的内齿100包括除内齿轮90的外齿98之外的再一个齿。当在偏心轴套96与内齿轮90之间发生相对旋转时，内齿轮 90和外齿轮94的齿配合以限定一系列凹穴，凹穴具有产生泵送作用的增大和减小的体积。这样，内齿轮90和外齿轮94产生液压流体流和用于致动离合器70的相应的流体液压力。虽然对于本申请优选转子泵，但是可以理解的是也可以使用其他类型的液压泵。
在差速器22的使用中，第一输出轴102和第二输出轴104(参见图2) 优选地联接至差速器20。第一输出轴102和第二输出轴104示出为联接至相应的第一轮106和第二轮108。第二输出轴104可旋转地容纳在由差速器壳体22的第二壳体件22B限定的输出轴开口110内。第二输出轴104 也通过比如为花键的装置旋转地固定在第二侧齿轮56的输出轴开口60内。第一输出轴102可旋转地容纳在由第一壳体件22A限定的输出轴开口 112内。第一输出轴102也旋转地固定在由转子泵的内齿轮90限定的输出轴开口92内、由离合器70的联接器72限定的输出轴开口74内以及由第一侧齿轮54限定的输出轴开口58内。可以理解的是，花键连接可被用于提供第一输出轴102与内齿轮90、联接器72和第一侧齿轮54之间的固定旋转连接。这样，当第一输出轴102围绕旋转轴线24旋转时，第一侧齿轮54、联接器72和内齿轮90全部与第一输出轴102一致地(即联合)旋转。由于该关系，当离合器70被致动时，离合器作用为控制整个组件(即，第一输出轴102、内齿轮90、联接器72和第一侧齿轮54)与差速器壳体 22之间的相对旋转速度。
鉴于以上所述，将理解的是液压泵32联接在差速器壳体22与第一输出轴102之间，使得第一输出轴102与差速器壳体22之间的相对旋转使得泵32通过液压致动回路34泵送液压流体。例如，偏心轴套96不旋转地联接至差速器壳体22，内齿轮90不旋转地联接至第一输出轴102。由于液压泵32联接在差速器壳体22与第一输出轴102之间，液压泵的速度以及由此通过泵产生的流速直接取决于差速器壳体22与第一输出轴102 之间的相对旋转速度。在一个示例中，泵以给定的相对旋转速度转移固定体积的液压流体。
可以理解的是，受限滑动离合器设备构造成允许差速器壳体22与第一输出轴102之间的受限量的相对旋转，同时防止相对旋转超过预定速率。在一个实施例中，所允许的预定最大量的相对旋转为大约60转每分钟。该相对旋转速率适于允许轮106、108以不同的速度旋转用于适应转向/转角。大于相对旋转的预定最大速率的相对旋转速度将表示轮106、108之一在滑动(例如在冰或其他光滑介质上)并且以高速自转，轮106、108 中的另一者已经停止或由于缺乏转矩而显著地下降。在第二轮108滑动并且第一轮106停止的情况下，联接至旋转差速器壳体22的偏心轴套96将围绕内齿轮90驱动外齿轮94，使得液压泵32通过致动回路34泵送流体以致动离合器70。在该情况下，离合器70的致动引起从差速器壳体22传递至第一输出轴102的提高的转矩，由此引起第一输出轴102和第一轮106 的旋转。在第一轮106滑动并且第二轮108停止的情况下，联接至第一输出轴102的内齿轮90(其比差速器壳体22旋转更快)将相对于外齿轮94 驱动内齿轮90，使得液压泵32通过致动回路34泵送流体以致动离合器 70。在这种情况下，离合器70的致动制动/抵制第一输出轴102相对于差速器壳体22的旋转，导致增大的转矩通过差速器壳体22和转矩传递装置52传递至第二输出轴104，由此引起第二输出轴104与第一轮106的旋转。
参照图4，当流量调节阀42安装在气室壳体30的阀安装开口41内时，进入端口138设置成与压力腔84流体连通，可变尺寸排出孔141设置成与排出端口40流体连通。致动器装置的液压致动回路34从储器36通过气室壳体30的输入端口38延伸至液压流体泵32的进口150。液压回路 34然后通过液压流体泵32穿行至液压流体泵32的出口152。液压回路34 从液压流体泵32的出口152延伸至压力腔84。液压回路34从压力腔84 通过差速器壳体22和气室壳体30延伸回到流量调节阀42的进入开口138。液压回路34从进入开口138通过阀42延伸至排出孔141。液压回路134 然后从排出孔141延伸至输出端口40，返回储器36。
当使得安装在差速器22内的第一输出轴102和第二输出轴104以不同速率围绕旋转轴线24旋转时，在第一输出轴102与差速器壳体22之间产生相对旋转。该相对旋转在液压流体泵32的轴套96与内齿轮90之间产生相对旋转，由此使得液压流体泵32将液压流体从储器36通过输入端口38抽吸到液压流体泵32的进口150内。液压流体然后流动通过液压流体泵32并且从液压流体泵32的出口152朝向压力腔84排出。液压回路 34内的流体流然后从压力腔84前进至流量调节阀42。流体流通过进入端口38进入流量调节阀42并且通过排出孔141排出。只要流率在流量调节阀42的设定最大流率以下，则弹簧146将流量调节阀42保持在全开位置，流体流未经调节地前进通过排出孔141并且通过排出端口40回到储器36。在这种情况下，流量调节阀42的上游液压力(即在压力腔84处提供的液压力)充分地低以便不出现离合器70的有意义的致动。
可以理解的是通过液压流体泵32产生的流率与第一输出轴102与差速器壳体22之间的相对旋转速度直接相关(例如成正比)。由此，当第一输出轴102与差速器壳体22之间的相对旋转速度增大时，由液压流体泵 32产生的流率因此增大，直到流率达到阀42的设定最大流率为止。当由液压流体泵32产生的流率达到流量调节阀42的设定最大流率时，流量调节阀42开始通过改变孔141的尺寸调节流量，使得穿过流量调节阀42的流体流不超过设定最大流率，而与回路34内的压力无关。
当流量调节阀42通过限制排出孔141调节流量时，阀42的上游的液压致动回路34内的液压力增大，由此将通过活塞90施加至离合器组件77 的力增大至出现有意义的致动/制动的水平。这样，增大的液压力提供增大的中断作用，中断作用防止第一输出轴102与差速器壳体22之间的相对旋转速度超过对应于流量调节阀42的设定最大流率的预定值。在一个示例实施例中，穿过流量调节阀42的设定最大流率等于0.25加仑/分钟，第一输出轴102与差速器壳体22之间的最大相对旋转速度是60转/分钟。
气室壳体本体30
参照图5-14，更详细地示出气室壳体本体30。本教导的气室30包括本文中公开的技术和功能特征以外的修饰性特征。例如，美国专利申请序列No.29/530,633公开了一种用于复合气室的设计。US 29/530,633的全部内容通过参引结合到本文中。如上所述，气室壳体本体30具有低压进口 38和高压出口40，其中，高压出口构造成容纳调节阀42。气室壳体本体 30限定外周202，进口38和出口40定位在外周202处，并且气室壳体本体30还限定中心孔204。
在一个方面中，气室壳体本体30限定经由第一内部端口208与低压进口38流体连通的流体进入通道206。一旦气室壳体本体30组装到差速器上，流体进入通道206与泵32的低压进口150流体连通，使得来自储器36的流体可以通过端口208和通道206被吸入泵32内。
在一个方面中，气室壳体本体30限定经由第二内部端口212与高压出口40流体连通的流体排出通道210。一旦气室壳体本体30组装到差速器上，流体排出通道210与泵32的出口152流体连通，使得来自泵32的流体能够通过端口212和通道210被输送至阀42。
在一个方面中，流体排出通道210形成在第一密封槽214与第二密封槽216之间，其中，第一密封槽214限定在第一壁214a与第二壁214b之间，第二密封槽216限定在第三壁216a与第四壁216b之间。密封槽214、 216容纳密封件33a和33b以允许流体排出通道210靠着旋转的第一壳体件22A的表面密封。如图所示，流体排出通道210限定在于根部部分或壁218处联结在一起的第二壁214b和第三壁216a之间。
根部部分218设置有半径或弯曲形状，以便减小在气室壳体本体30 的该区域处的应力。通过发明人执行的分析示出，用于复合气室壳体的预测失效模式将是在内密封槽214和外密封槽216的根部处的疲劳裂缝—偏斜密封槽的悬臂效果的结果。分析显示，可以通过将密封槽的深度减小 50％(超过标准铝壳体密封槽深度)以及将根部部分218的半径从0.4毫米增大至0.8毫米来使最大应力减小一半并且使偏移减少超过60％。根部部分218的区域处的增加的壁厚还被示出为减小该区域中的应力(例如，相对于在相应的铝气室壳体中可见的壁厚增加壁厚0.5mm)。这些组合设计特点的结合已被示出为相对于未优化复合气室壳体使估算的疲劳周期 (在140℃下)增加大约8倍。
第二内部端口212设置有卵形或跑道形截面以通过消除设计中的尖角来进一步减小应力。如图所示，第二内部端口212延伸到第二壁214b和第三壁216a内，由此允许通道210与出口40之间的增大的流量。该设计能够获得足够的流量，使得仅单个内部端口212是必要的。然而，如果需要可以提供另外的内部端口。
在一个方面中，气室壳体本体30可被生产为包括短切纤维和环氧树脂的净成形纤维增强塑料材料。通过利用术语“净成形”，指的是该零件基本由模型完成并且在完成模制过程之后不需要重要的加工或其他处理。在一个方面中，气室壳体本体30的所公开的设计对于注射模制进行优化以具有与典型的铝型式相同的性能。材料选择以在初始铝有限元(finite element)分析为基础并且通过利用150℃(423.15K)(应用温度)下的材料规格。作为分析的结果，确定在150℃(423.15K)下具有足够强度和拉伸模量的材料组成是包括60重量％的短切高温尼龙玻璃纤维和40％的环氧树脂的组成。除满足对于强度和刚度的应用要求之外，纤维的该百分比还有助于减小整体零件的收缩和挠曲。
纤维在气室壳体本体30内的定向还可以对于部件的整体强度和耐疲劳性具有主要影响。存在能够用于解释纤维定向的几种方案，例如，有限元和模型分析可以利用在用于100％对准(纵向)的数据表中给出的材料性能运行以及利用30％的给定材料性能运行。这种性能的30％“降低 (knock-down)”被选择为表示其中负载基质(例如环氧树脂)而非纤维的不对准状态或横向定向。基于模型流量输出，能够预测比表面积中的纤维定向，并且能够指定性能(纵向、横向或表示随机定向的二者平均值)。
设计的一个目标是最大化高应力区域处的纤维的负载(强度状态)，这可以通过匹配具有纵向地对准的纤维的高应力区域的FEA结果和应力来实现。参照图15和16，示出3浇口设计的模型流量分析的模拟结果，其中与靠近外周202相比，浇口220更靠近中心孔204定位。图15和16 所示的纤维230的定向在密封槽214、216的区域中沿横向方向。尽管图14和15所示的浇注(gating)系统足以形成复合零件，但是该方案能够产生沿如图15和16所示的横向方向定向的纤维。图17中提供的100x照片示出这种状态，其中能够看出主要定向沿横向方向(指向页面内)。该状态可以相对于更优选的纵向方向减小材料的疲劳性能达40％。该不利的应力负荷不足以满足疲劳的目标循环。
参照图18-20，示出优化的浇注和模制方案，其中七个浇口220设置成与靠近中心孔204相比更靠近外周202定位。该构造引起如通过在图20 提供的100x照片佐证的高应力区域处的更随机构造(对准和未对准纤维定向的一定组合)。通过分析，确定最佳浇口构造包括围绕零件外周202 布置的三点浇口系统。该浇口设计提供沿着密封槽214、216的更加随机的定向，其带来满足应用要求的疲劳寿命预测。另外，由于浇口重定位的挠曲和平面度的副作用与三个浇口构造相比被视为最小。
通过增加点浇口的数目，也增加材料流峰的数目。模型流量分析再次被用于估算结合线的位置和温度。当两个流峰相遇时出现结合线；随着两个流峰的快速冷却存在树脂和纤维的更少混合。这引起更低强度区域。在所公开的设计中，浇口220定位成使得结合线的位置避免阀42的内部端口212，具有最小壁厚的区域，以及使得所形成的结合线处于将仍然允许使强度降低最小化的流峰的一定混合的温度下。
当所公开的气室壳体本体30需要在升高的温度下扩大范围地暴露于合成齿轮油时，以试件水平(coupon level)进行材料估算。在升高的温度(超过应用温度作为加速测试的方法)下执行化学抗性测试500小时，以验证尺寸稳定性和对环境和工作流体吸收的抗性。材料的拉伸试件被用于该测试。所测试流体是将被用于eLSD应用的典型合成齿轮油。在作为基准的未测试的拉伸样品上完成拉伸测试。每个试件在浸渍前后进行测量以估算尺寸稳定性。试件在100℃(373.15K)和120℃(393.15K)下浸渍100 小时和500小时。最大限度条件(120℃/500小时)下的尺寸变化可忽略。材料强度是在最大限度测试条件之后的98％保持。化学抗性测试的结论是所选择的材料抵抗相关流体并且在老化之后呈现很小至可忽略的变化。
当形成所公开的气室壳体本体30时，可拆型(collapsible)芯和活动销可被用于帮助形成空腔区域。例如，可拆型芯可被用于形成密封槽214、 216和/或排出通道210。内部端口208和212可以围绕销形成，模制过程之后去除销。本体30的外周202中所形成的开口可以通过热熔或通过另一种过程比如插入柱塞进行密封。
根据部件耐用性要求，所公开的气室壳体本体30已被通过模型化和测试示出为具有足以满足应用性能和寿命要求的疲劳性能。同时，所公开的气室本体壳体30相对于标准铝部件产生30％的重量减轻，同时保持与基部铝型式相同的耐用性/寿命。
上述说明提供某些创造性方面可如何被实施的例子。可以理解的是创造性方面可以在不脱离本公开的创造性方面的精神和范围的情况下以除在本文中具体地示出和说明的方式之外的其他方式实施。

Claims (19)

1.一种用于具有泵的差动总成的气室壳体本体，所述气室壳体本体包括：
a.低压进口；
b.高压出口，所述高压出口构造成容纳控制阀；
c.流体进入通道，所述流体进入通道经由第一内部端口与所述低压进口流体连通并且构造成当所述气室壳体本体组装在所述差动总成上时与所述泵的进口侧流体连通；以及
d.流体排出通道，所述流体排出通道经由第二内部端口与所述高压出口流体连通并且构造成当所述气室壳体本体组装在所述差动总成上时与所述泵的出口侧流体连通；
e.其中，所述气室壳体本体形成为包括短切纤维和环氧树脂的净成形纤维增强塑料材料。
2.根据权利要求1所述的气室壳体本体，其中，所述气室壳体本体限定具有用于容纳密封构件的面向内的径向第一密封槽和第二密封槽的中心孔，所述第一密封槽限定在第一壁与第二壁之间，所述第二密封槽限定在第三壁与第四壁之间，其中，所述流体排出通道布置在所述第一密封槽与所述第二密封槽之间并且限定在通过具有第一半径的第五壁联结的所述第二壁与所述第三壁之间。
3.根据权利要求2所述的气室壳体本体，其中，所述第一半径为8毫米。
4.根据权利要求1所述的气室壳体本体，其中，所述第二内部端口具有跑道形截面。
5.根据权利要求2所述的气室壳体本体，其中，邻近所述第一密封槽和所述第二密封槽的短切纤维与所述流体排出通道比所述短切纤维大致垂直地对准所述第一壁至第四壁在更大程度上大致平行地对准所述第一壁至所述第四壁。
6.根据权利要求2所述的气室壳体本体，其中，所述气室壳体本体限定外周，以及其中，所述气室壳体本体包括比靠近所述中心孔更靠近所述外周的模型浇口痕。
7.根据权利要求6所述的气室壳体本体，其中，所述气室壳体本体包括七个模型浇口痕。
8.根据权利要求2所述的气室壳体本体，其中，所述气室壳体本体包括与所述第一内部端口和所述第二内部端口不相交的模制结合线。
9.根据权利要求1所述的气室壳体本体，其中，所述短切纤维是短切玻璃纤维。
10.根据权利要求9所述的气室壳体本体，其中，所述纤维增强塑料材料包括60％重量的短切玻璃纤维和40％重量的环氧树脂。
11.一种用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，所述方法包括：
a.提供模腔，所述模腔限定所述气室壳体本体的中心孔和所述气室壳体本体的外周；以及
b.将包括短切纤维和环氧树脂的纤维增强塑料材料通过多个浇口注射到所述模腔内，
其中，所述注射步骤包括通过多个浇口注射所述纤维增强塑料材料，所述多个浇口与靠近所述中心孔相比更靠近所述外周定位。
12.根据权利要求11所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，其中，所述注射步骤包括通过七个浇口注射所述纤维增强塑料材料。
13.根据权利要求11所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，其中，所述注射步骤包括通过所述浇口注射所述纤维增强塑料材料，使得形成在所述浇口之间的结合线与限定在所述气室壳体本体中的第一内部端口和第二内部端口不相交。
14.根据权利要求11所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，其中，注射纤维增强塑料材料的步骤包括注射作为短切玻璃纤维的短切纤维。
15.根据权利要求14所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，其中，注射纤维增强塑料材料的步骤包括注射为60％重量的短切玻璃纤维和40％重量的环氧树脂的材料。
16.根据权利要求11所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，还包括提供一个或多个可拆型芯以在所述中心孔处限定密封槽的步骤。
17.根据权利要求16所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，还包括提供一个或多个活动销以限定所述气室壳体本体内的内部端口的步骤。
18.根据权利要求17所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，还包括在所述塑料材料固化之后去除所述一个或多个活动销的步骤。
19.根据权利要求18所述的用于制造用于具有泵的差动总成的气室壳体本体的方法，还包括通过热熔由去除所述一个或多个活动销而产生的一个或多个开口来密封所述一个或多个开口的步骤。
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