CN109803846B - 用于轴驱动器的润滑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于车辆的轴驱动器(1)，包括差速器(2)和电动机(17)，所述电动机(17)通过断开器(7)与所述差速器(2)驱动连接，其中所述轴驱动器(1)的润滑通过所述断开器(7)的位置自动调节。

Description

用于轴驱动器的润滑系统
技术领域
本发明涉及一种用于轴驱动器的润滑系统，特别是用于电动后轴驱动器的润滑系统。
背景技术
轴驱动器，例如电动后轴驱动器，可设置有用于选择性地将旋转部件与传动系统断开的断开器。断开器通常设置为爪形离合器，其在脱离时将防止用于向轴驱动器提供驱动扭矩的电动机与轴驱动器的差动机构之间的旋转连接。
在轴驱动器的运行期间，对有效润滑的需求通常会有所不同，因此提供允许改进润滑的解决方案将是有利的。
发明内容
鉴于上述缺点，本发明的目的是提供该问题的解决方案。发明人惊奇地认识到，最佳润滑取决于断开器的当前位置，因此本发明的构思是提供一种简单的解决方案，其允许在断开器的连接模式期间自动增加润滑。
根据第一方面，提供了一种用于车辆的轴驱动器，该轴驱动器包括差速器和电动机，所述电动机通过断开器与所述差速器驱动连接，其中所述轴驱动器的润滑通过所述断开器的位置自动调节。优选实施方式由附加的从属权利要求限定。
附图说明
本发明的实施方式将在下文中描述；参考附图，附图说明了如何将本发明的构思付诸实践的非限制性示例。
图1是根据一种实施方式的轴驱动器的剖视图，其中断开器处于非接合状态；
图2是根据一种实施方式的轴驱动器的剖视图，其中断开器处于接合状态；和
图3是根据一种实施方式的与轴驱动器一起使用的行星齿轮传动机构的侧视图；
图4是图1的轴驱动器的剖视详图。
具体实施方式
在图1和图2中示出了轴驱动器1。轴驱动器1包括差速器2，差速器2与两个相对的驱动轴3、4驱动连接。设置行星齿轮传动机构5，行星齿轮传动机构5接收来自电动机17的驱动扭矩，电动机17同轴布置在其中一个驱动轴4上。
差速器2的保持架6可包括行星架中心轴8，行星架中心轴8设置成围绕差速器2旋转。设置在行星架8上的第一行星齿轮24可与环形齿轮23接合。设置在行星架8上的第二行星齿轮22可以与同轴设置在输出驱动轴4上的太阳齿轮接合。电动机17在启动后将驱动太阳齿轮，由此扭矩通过行星齿轮传动机构5传递到差速器保持架6。
由电动机17提供的驱动扭矩经行星齿轮传动机构5通过断开器7传递到差速器的差速器保持架6上。断开器7可以以本身已知的各种形式实现，但是在这里示出为致动套筒，该致动套筒的位置可以移动以将差速器保持架6连接到行星齿轮传动机构5的中心轴8。
图1示出了处于断开模式的轴驱动器1，而图2示出了处于连接模式的轴驱动器1。
通常，只有驱动轴3、4上的径向滚针轴承9需要在断开模式下润滑。
在断开模式，油流被连接到断开套筒7的板或垫圈12阻塞。
提供侧储油器11，其接收来自油入口10的油。当行星齿轮传动机构5旋转时，油到达入口10。
储油器11内的最大油位由虚线L表示。
通过借助于垫圈12的位置限制油从储油器11流出(可以通过出口13、14流出)，储油器中的油位不会下降得那么快。当油位太低时，电机短时间启动，从而加速行星齿轮传动机构5以将新油排出到储油器11中。从储油器11流出的油由从油口13、14引出的虚线表示。
在连接模式，即当如图2所示断开套筒7启动时，阻流垫圈12向右移动，这使得更多的油从储油器11流出，特别是通过出口13流出。允许油流过垫圈12，如虚线所示，然后进一步流入行星架8的中心轴，以润滑行星齿轮的滚针轴承15。
其余的齿轮因此通过喷溅润滑。
如图3所示的行星齿轮传动机构5。行星齿轮周围设有塑料部件16，以协助将油排入储油器11中。而且，在图3中，示出了用于控制断开器7的位置的致动器18。
再次返回图1和图2，以及图4，垫圈12可包括板构件，该板构件具有平坦表面，当断开套筒7处于断开位置时，该平坦表面阻止油在端口13处从储油器11流出。垫圈12可具有U形部分21，其中垫圈12的油流阻塞部分从U形部分21以直角径向向外延伸。根据一种实施方式，垫圈12可以平行于齿轮箱19的内壁和/或储油器11的外壁设置，从而在断开套筒7的连接模式和断开模式与其形成柱20。柱20可以构成在断开套筒7的连接状态下油可以通过其从储油器11流出的通道。柱20还可以构成在断开套筒7的断开状态下油可以通过其从储油器11流出的通道。例如，垫圈12可以包括凹形，该凹形的直径大于储油器出口13、14的直径。例如，垫圈12可以包括凸形，该凸形的直径大于储油器出口13、14的直径。垫圈12可以调整以在所有情况下允许油从储油器11流出。
垫圈12的外径可以大于出口13的直径。这种配置的一个有利效果是当油从出口13流出时，例如在断开模式下，油可以从出口13径向地在柱20中展开，由此具有大于出口13的外径的垫圈12收集径向展开的油。然后，收集的油可以借助于重力沿着垫圈12向下引导。
垫圈12可包括矩形板。垫圈12可包括基本上矩形的板。垫圈12可包括圆形形状。垫圈12可包括矩形和半圆形板。
根据另外的方面，垫圈12可包括板构件或类似的平坦表面，当断开套筒7处于断开位置时，该板构件或平坦表面阻止油从储油器11流出，阻流件可平行于齿轮箱19的内壁和/或储油器11的外壁设置。垫圈12的外径可以大于出口13的直径。垫圈12可以包括直径小于出口13的直径的通孔。
垫圈12可以设置成使得垫圈12的通孔布置在出口13的半径内。
垫圈12可以连接到断开套筒7，以便垫圈12邻接齿轮箱19的表面，出口13布置在该表面上。
垫圈12可以连接到断开套筒7，使得当断开套筒7处于断开位置时，垫圈12的通孔布置在出口13的半径内。
垫圈12可以连接到断开套筒7，使得当断开套筒7处于断开位置时，垫圈12的通孔与出口13同轴布置。
垫圈12可以连接到断开套筒7，使得当断开套筒7处于连接位置时，垫圈12的通孔与出口13同轴设置。
因此，垫圈10可以起到至少部分地防止油从所述储油器出口13、14流出的作用。当断开套筒7处于断开位置时，垫圈12因此可以利用阀门从储油器11供应润滑油。然而，根据一些实施方式，垫圈12可以调整以允许在断开套筒7的连接模式和断开模式下从储油器11流出一定流量的油。
在断开套筒7的断开位置，垫圈12限制来自储油器11的流动，如图1所示，并且当断开套筒7处于连接位置时，垫圈12远离内壁19移动，从而远离出口13，以增加柱20的宽度，并允许油从储油器11通过出口13和通过柱20增加流动。
柱20可以是平面的，即在平面中延伸或基本上在平面中延伸，该平面横向于轴3、4的轴向。
垫圈12可以在轴驱动器1的轴向上移动，即可以在驱动轴3、4的轴向上移位。
垫圈12可以在轴驱动器1的轴向上移动，即可以在驱动轴3、4的轴向上移动，该方向可以等同于断开套筒7分别在连接位置和断开位置之间移动的方向。因此，柱20的延伸方向始终相同。
垫圈12接收来自储油器11的油流并引导油流，通常向下朝向差速器2引导，其中油可以分配到另外的流动路径中，以润滑运动部件，例如轴承9和轴8。
根据一些实施方式，垫圈12设置在差速器保持架6的外部并且位于差速器保持架6的上方，断开套筒7布置在差速器保持架6的内部。U形部分21可以便于断开套筒7和垫圈12之间的直接机械连接，使得断开套筒7的轴向位移(例如，从断开位置到连接位置)引起垫圈12的相应轴向位移。因此，当断开套筒7移动一定的轴向距离时，柱20的宽度相应地以1：1的比例增大或减小。
如本文已经说明的那样，垫圈12可以设置成在与通过出口13的流动方向横向的平面(因此是横向于出口13的中心轴线的平面)中延伸，油从储油器11流过该平面。另外，垫圈12可以在平行于出口13的中心轴线的方向上移位，出口13是通孔的形式。因此，垫圈12形成帽或盖形式的阻流件，其在断开套筒7的连接位置和断开位置部分地打开。所述配置有利于形式为垫圈12的流动限制元件可以设置成在横向于通过出口13的流动方向的平面中延伸。特别地，垫圈12的部分，即垫圈12的面向出口13的通孔的表面的部分可以在横向于出口13的中心轴线的平面中延伸。
因此，呈垫圈13形式的限制元件的直径可大于出口13。
垫圈12可包括没有突起的平坦表面。
如所讨论的，垫圈12可以平行于储油器19的壁设置。齿轮箱19可以根据各方面构成储油器11的内壁。
出口13布置在储油器11的侧壁中，并且垫圈12将与侧壁一起在该壁和垫圈12之间形成柱20。在断开模式，垫圈12的位移可直接导致柱20的宽度减小，从而导致来自出口13的流动阻力增加，结果导致油流量减小。
柱20可以提供流动通道，其中流过柱20的流体仅在轴驱动器1的轴向方向上，即在驱动轴3、4的轴向方向上受到限制。特别地，通过柱20的流动一方面可以通过垫圈12限制，另一方面可以通过齿轮箱19或其中布置有出口13的储油器11的壁来限制。
柱20的形状可以是均匀的；均匀延伸并横向于出口13的中心轴线。当储油器11中不存在油时，该柱可以仅包括空气，并且当储油器11中存在油时，该柱可以仅包括油。
储油器11中的出口13水平处的油处于重力压力下，因此压力取决于储油器11的填充水平和储油器11的油位。出口13、14水平处的油压在该水平的油上施加液压以推动油通过出口13、14。因此，可通过向储油器11供应更多的油来增加出口13、14水平处的压力，从而增加出口13、14水平处的压力。
储油器11可以设置在齿轮箱19的外侧，齿轮箱19包围差速器2和行星齿轮传动机构5的运动部件，然而齿轮箱19可以构成储油器11的一个或多个边界，例如储油器11的内壁。因此，储油器11可以形成齿轮箱19的组成部分，而不与任何运动部件接触。储油器11与运动部件分开。由此，消除了润滑油的搅拌损失。
油入口10可以设置在储油器11的水平处，该水平高于可以对应于储油器11的最低液位的最低点。例如，油入口可以设置在储油器11的最高水平处。
经由油入口10进入储油器11的油可以在重力的作用下流到储油器11的最低水平，并且以这种方式填充储油器11。这可以使储油器11从连接到行星齿轮22的入口10沿着轴驱动器1的轴向引导油，沿着行星齿轮传动机构并且在齿轮箱19的外侧上到达储油器11的最低水平。出口13、14可以设置在储油器11的最低水平处。
出口13可以包括横向延伸的孔，其在轴驱动器1的轴向方向上延伸穿过储油器11到达齿轮箱19的内部。出口13因此可以将齿轮箱的外部与齿轮箱19的内部流体连接。
垫圈12可以在横向于通过出口13的油流动方向的平面中延伸。垫圈12因此可以构成屏障，该屏障用作油接收部件，接收来自储油器11的油，并且用作使流体从储油器11转向的转向器。
出口13可包括齿轮箱19中的一个或多个孔。出口14可包括齿轮箱19中的一个或多个孔。
出口13中的一个或多个可以具有相应的垫圈12。一个垫圈12可以限制来自一个或多个出口13的油流。
出口14中的一个或多个可以具有相应的垫圈12。一个垫圈12可以限制来自一个或多个出口14的油流。
储油器11的底部可以从出口13向出口14倾斜。在其他实施方式中，储油器的底部可以从出口13下降到出口14。
储油器11的最低点可以设置在行星齿轮传动机构5的驱动轴上方的水平处。储油器11的最低点也可以设置在差速齿轮机构2和滚针轴承9上方的水平处。而且，出口13、14中的一个或多个可设置在储油器11的水平处，该水平位于行星齿轮传动机构5的驱动轴的上方。出口13、14中的一个或多个可设置在储油器11的水平处，该水平位于差速齿轮机构2和滚针轴承9上方。出口13、14中的一个或多个可以设置在储油器11的最低点处。因此，储油器11中包含的油可以具有与待润滑的运动部件2、3、4、5、6、7、8、9的水平有关的势能，使得运动部件可仅在重力作用下获得油，因为从储油器11流出的油将从出口13传递到构成较低势能点的润滑点。在这个意义上，储油器11用作水柱，其中储存在其中的油的势能将润滑油推动通过轴驱动器1的导管。
在断开模式，断开套筒7处于断开位置并且行星齿轮传动机构5与差速器2的保持架6断开。当断开套筒7移位到断开位置时，断开套筒7在轴向方向上远离减速传动机构5移位。断开套筒7连接到布置在行星齿轮传动机构5和储油器11之间的垫圈12。因此，垫圈12以与断开套筒7在断开方向上移位的速度相同的速度朝向出口13移位，对应于柱20的横截面的减小，柱20构成从储油器11流过出口13的油的通道。因此，垫圈12以与断开套筒7在连接方向上移位的速度相同的速度远离出口13移动，对应于柱20的横截面的增加，柱20构成从储油器11通过出口13流出的油的通道。
断开套筒7和垫圈12的断开位置和连接位置可以构成断开套筒7的各个端部位置，并且因此也构成垫圈12的端部位置。在断开位置，断开套筒7处于轴向-端部位置，其中垫圈12和储油器11中的出口13之间的距离最小，允许最少量的油离开储油器11。在连接位置，断开套筒7处于轴向-端部位置，其中垫圈12和储油器11中的出口13之间的距离最大，允许最大量的油离开储油器11。
差速器2的保持架6可以连接到行星架8，行星架8布置成围绕差速器2旋转。行星架8的第一行星齿轮24可以与环形齿轮23接合。行星架8的第二行星齿轮22可以与设置在输出驱动轴4上的太阳齿轮接合。
可以在任何时间启动电动机17以驱动行星齿轮传动机构5，使第二行星齿轮22围绕驱动轴4旋转。然后，第二行星齿轮22在齿轮箱19内上下进行摆动运动；在齿轮箱19的底部收集润滑油并将其输送到行星齿轮传动机构5的最高点，该最高点可对应于储油器11的最高点。因此，由行星齿轮22输送的润滑油由于旋转行星齿轮22产生的离心力而溅到齿轮箱19的内部。
垫圈12的U形部分21可以可滑动地接收断开套筒7。断开套筒7在连接位置可以与保持架6一起旋转并且在断开位置静止。连接形状部分21可以是非旋转部件。U形部分21可包括凹槽，该凹槽可滑动地接收断开套筒7，使得断开套筒7可在凹槽中旋转。当断开套筒7沿轴向方向(例如断开方向或连接方向)移位时，断开套筒7作用在凹槽上以使连接形状部分21沿轴向方向移位，从而引起垫圈12在轴向方向上分别朝向出口13或远离出口13移位。
在一个方面中形成为塑料部件16的盖子可以适于至少部分地包围第二行星齿轮22。具体地，塑料盖16可以在旋转齿轮的外部至少部分地径向延伸，该旋转齿轮运输并抛出润滑油。运输齿轮可以例如是第二行星齿轮22。第二行星齿轮22绕其自身轴线旋转并同时围绕设置在输出驱动轴4上的太阳齿轮旋转。盖16可以是收集器或防溅盖的形式。塑料部件16的实施方式可包括弹性柔性材料。在进一步的实施方式中，塑料部件16可包括硬质材料。塑料部件16可以从行星架8延伸并且部分地包围行星齿轮22。
水平空间或柱25可以形成在第二行星齿轮22和塑料盖16的面向行星齿轮22的内部内缘之间。因此，润滑油溅到内缘上。因此，塑料盖可以具有通过行星齿轮22从齿轮箱19的底部接收润滑油的功能。润滑油由塑料盖16接收并且通向油入口10，从而向储油器11供油并将其加满。
无论断开套筒7是处于连接位置还是断开位置，都可以随时启动电动机17。因此，无论断开套筒7处于连接位置还是断开位置，行星齿轮传动机构5都可以被驱动以旋转。在断开位置，电动机17将不向输出驱动轴3、4提供任何扭矩。因此，无论断开套筒7是处于连接位置还是断开位置，都可以向储油器11供应油。
当断开套筒7处于连接位置和断开位置时，可以向储油器11填充油。因此，无论电动机17和行星齿轮传动机构5是否连接到差速器2，都可以独立地执行储油器11的填充。
塑料部件16可以在行星齿轮22和塑料部件16之间提供空间，该空间与油入口10直接连通。油入口10可以垂直地设置在行星齿轮传动机构的行星齿轮上方。

Claims (15)

1.一种用于车辆的轴驱动器(1)，包括差速器(2)和电动机(17)，所述电动机(17)通过断开器(7)与所述差速器(2)驱动连接，其中所述轴驱动器(1)的润滑通过所述断开器(7)的位置自动调节；
其中，所述轴驱动器(1)还包括储油器(11)，所述储油器(11)接收来自减速传动机构(5)的油溅，所述减速传动机构(5)设置在所述电动机(17)和所述断开器(7)之间，所述储油器(11)包括用于允许油离开所述储油器(11)的一个或多个出口(13，14)。
2.根据权利要求1所述的轴驱动器，其中所述减速传动机构是行星齿轮传动机构(5)。
3.根据权利要求1所述的轴驱动器，其中所述减速传动机构(5)的周围设置有塑料部件(16)，以协助将油注入所述储油器(11)。
4.根据权利要求1所述的轴驱动器，其中所述断开器(7)包括垫圈(12)，所述垫圈(12)与多个所述储油器出口(13，14)中的一个所述储油器出口相邻布置，并且其中当所述断开器(7)处于断开位置时，所述垫圈(12)至少部分地防止油从所述储油器出口(13，14)流出。
5.根据权利要求4所述的轴驱动器，还包括控制单元，所述控制单元配置为在所述断开器(7)处于断开状态时启动所述电动机(17)，以填充所述储油器(11)。
6.根据权利要求5所述的轴驱动器，其中所述出口(13)设置在齿轮箱(19)的垂直部分，所述齿轮箱(19)将所述储油器(11)与所述差速器(2)和所述减速传动机构(5)分开。
7.根据权利要求6所述的轴驱动器，其中所述垫圈(12)和所述齿轮箱(19)的所述垂直部分之间形成垂直柱(20)。
8.根据权利要求7所述的轴驱动器，其中所述出口(13)将所述储油器(11)与所述垂直柱(20)流体连接。
9.根据权利要求2所述的轴驱动器，还包括储油器入口(10)，所述储油器入口(10)设置在行星齿轮(22)的上方。
10.根据权利要求4所述的轴驱动器，其中所述垫圈(12)适于从出口(13)接收油并向所述差速器(2)引导所接收的油。
11.根据前述权利要求中任一项所述的轴驱动器，其中所述差速器(2)设置在齿轮箱(19)的内侧，在所述齿轮箱(19)的相邻外侧上设置有储油器(11)。
12.根据权利要求7所述的轴驱动器，其中在所述断开状态，所述垫圈(12)允许油从所述储油器出口(13)流出进入所述垂直柱(20)中。
13.根据权利要求12所述的轴驱动器，其中所述垫圈(12)平行于所述齿轮箱(19)的设置所述出口(13)的部分延伸。
14.根据权利要求7所述的轴驱动器，其中当所述断开器(7)处于连接位置时，所述垂直柱(20)的宽度增大，并且当所述断开器(7)处于断开位置时，所述垂直柱(20)的宽度减小。
15.根据权利要求9所述的轴驱动器，其中所述储油器入口(10)接收来自所述行星齿轮(22)的油，所述行星齿轮(22)围绕设置在输出驱动轴(4)上的太阳齿轮旋转。
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