润滑剂调节系统和与润滑剂调节系统一起制成的桥组件的制作方法

润滑剂调节系统和与润滑剂调节系统一起制成的桥组件
1.相关申请
2.本技术要求于2018年3月2日提交的美国临时专利申请号62/637,836 的权益，其全部内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.本公开涉及一种可以用在(车)桥组件中的润滑调节系统。桥组件在轮式车辆传动系统中可以利用差速器装置，以在操作车辆通过转弯时允许外驱动轮以比内驱动轮更大的速度旋转。桥组件通常采用与齿圈驱动啮合的小齿轮，该小齿轮又使包括多个行星齿轮或锥齿轮的差速器壳旋转。小齿轮通常与通过一个或多个小齿轮轴承支承在载壳(carrier housing)内的小齿轮轴联接。在许多应用中，必须润滑小齿轮轴承以达到其最佳性能然而，由轴承中的润滑剂引起的阻力已知是导致系统动力损耗的原因，这会降低燃油经济性。
4.本主题公开了一种润滑剂调节系统，该润滑剂调节系统以简单且低成本的方式调节被分配到桥组件的小齿轮轴承的润滑剂的量。该系统通过降低桥组件中的动力学润滑剂水平来减少搅拌损失，而不会对润滑剂寿命或小齿轮轴承的润滑剂产生负面影响。


技术实现要素：

5.本文提供了一种桥组件，包括：载壳；小齿轮轴，该小齿轮轴通过至少一个轴承旋转地支承在载壳中；设置在载壳中的润滑剂通道，其中，该润滑剂通道具有与至少一个轴承流体连通的第一端和与载壳的内部腔室流体连通的第二端；至少部分地设置在润滑剂通道中的润滑剂控制器，其中，该润滑剂控制器包括润滑剂捕获部分、保持表面、第一壁、第二壁和第三壁；其中，保持表面从润滑剂控制器主体延伸到润滑剂收集部分，其中，第一壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体，其中，第二壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体和第三壁，其中，第三壁连接至第二壁并且延伸润滑剂收集部分的长度。
6.在一些实施例中，润滑剂通道包括润滑剂捕获器，润滑剂捕获器在润滑剂通道的第二端处垂直于润滑剂通道延伸到载壳中。
7.在一些实施例中，润滑剂控制器包括润滑剂收集部分和润滑剂控制器主体，其中，润滑剂捕获部分连接至润滑剂收集部分。
8.在一些实施例中，润滑剂收集部分垂直于润滑剂控制器主体延伸。
9.在一些实施例中，润滑剂控制器主体定位在润滑剂通道中，并且润滑剂收集部分至少部分地设置在润滑剂捕获器内。
10.在一些实施例中，润滑剂控制器还包括保持表面、第一壁、第二壁，并且润滑剂收集部分包括第三壁，其中，保持表面从润滑剂控制器主体延伸到润滑剂收集部分，其中，第一壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体，其中，第二壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体和第三壁，其中，第三壁连接至第二壁并且延伸润滑剂收集部分的长度。
11.在一些实施例中，润滑剂捕获部分从第三壁延伸。
12.在一些实施例中，润滑剂捕获部分还包括多个垂直设置的翅片。
13.在一些实施例中，翅片包括渐缩的几何形状，由此，翅片在其底部处具有较小的宽度。
14.在一些实施例中，润滑剂收集部分还包括收集部分唇部和槽，其中，槽将第三壁连接到收集部分唇部，并且其中，收集部分唇部包括从槽向上延伸的部分。
15.在一些实施例中，润滑剂控制器还包括从第三壁延伸到收集部分唇部的筛网。
16.在一些实施例中，筛网是金属丝网筛网。
17.在一些实施例中，筛网是模制的聚合物筛网。
18.在一些实施例中，润滑剂通道和润滑剂捕获器与载壳是成一体的。
19.在一些实施例中，润滑剂控制主体包括设置成穿过其的小孔。
附图说明
20.对本领域技术人员而言，当根据附图考虑以下详细描述时，本公开的上述优点和其它优点将显而易见，在附图中：
21.图1是根据本公开主题的实施例的桥组件的俯视图；
22.图2是沿2
‑
2线截取的图1的桥组件的一部分的截面图；
23.图3是图1的桥组件的一部分的立体图；
24.图4是图1的桥组件的截面的立体图；
25.图5是图4的截面的一部分的侧视图；
26.图6是图1的桥组件的一部分的立体图；以及
27.图7是图1的桥组件的一部分的另一个实施例的立体图。
具体实施方式
28.可以理解的是，除非明确地指出相反，否则本实用新型可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示和以下说明书中所描述的具体设备、组件、系统和过程仅是本文所限定的创造性概念的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，与所公开的实施例相关的具体尺寸、方向或其它物理特征不应被看作是限制。此外，在本技术的该部分中，在本文所描述的各实施例中的相似的元件可以用相似的附图标记来共同地指代，但可能并非如此。
29.如图图1和图2中所示，本文提供了润滑剂调节系统10。在一些实施例中，润滑剂调节系统10与桥(车桥)组件100一起使用。
30.如图1中所示，在一些实施例中，润滑剂调节系统10用于班卓琴式 (banjo
‑
style)桥组件100；然而，润滑剂调节系统10不限于与本文所述的桥组件一起使用。相反，润滑剂调节系统10可以与其它形状、尺寸、定向和设计的桥组件一起使用。
31.将结合机动车辆的桥组件(未示出)来描述润滑剂调节系统10。本领域技术人员将理解，本文描述的润滑剂调节系统10的各种实施例可应用于重型车辆、轻型车辆、商用车辆和非公路车辆中。此外，本领域技术人员将理解，这些实施例可以具有工业、军事和航空航天应用，以及在乘用车、电动和自动驾驶或半自动车辆中的应用。
32.在一个实施例中，桥组件100包括小齿轮轴110。小齿轮轴110通过一对间隔开的小齿轮轴承122、124可旋转地支承在载壳120中。小齿轮126 设置在小齿轮轴110上。驱动轴或输入轴(未示出)与小齿轮126相对地联接到小齿轮轴110。小齿轮轴110从旋转动力源(未示出)接收动力，旋转动力源例如但不限于通过驱动轴联接的变速器、电动机/发电机或发动机。小齿轮轴110经由小齿轮126和齿圈128的驱动啮合将旋转驱动传递到齿圈128。
33.桥组件100包括差速器组件130。设置差速器组件130以允许桥半轴(和支承在该轴上的车轮)以不同的速度旋转。各种差速器组件在本领域中是已知的并且可以在本文中使用。常规差速器组件被设置在壳体内，可包括小齿轮、齿圈、差速器壳，十字轴(spider)和各差速器齿轮。
34.如图3中所示，在一些实施例中，桥组件100包括容纳在差速器壳132 中的差速器组件130。差速器壳132可以由单一件构成，或者其可以由通过多个螺栓连接在一起的多个部件构成。
35.差速器壳132可被安装成经由一对差速器轴承134而在载壳120内旋转。差速器轴承134可以经由一对差速器轴承盖136与载壳120联接。本领域技术人员已知的另外的轴承、轴承外圈(bearing cup)和轴承内圈 (bearing cone)或其它减摩装置都在本公开的范围内。
36.差速器壳132联接至齿圈128，并且与其一起旋转。差速器壳132可以以常规方式与齿圈128联接以便允许旋转，包括经由多个机械紧固件或焊接来联接。
37.在一个实施例中，差速器壳132包括中空内部。一对横轴(cross shaft) (未示出)延伸穿过差速器壳132的中空内部，并且在它们的端部处连接至差速器壳132。差速器小齿轮(未示出)安装在横轴的端部(两端)。差速器小齿轮与差速器壳132内的侧齿轮(未示出)啮合。
38.差速器组件130还可包括将十字轴固定在差速器壳132中的保持螺栓(未示出)。
39.差速器组件130经由侧齿轮将动力传递至左、右侧桥半轴。侧齿轮包括与桥半轴的端部啮合的花键。差速器壳132还包括一对轴孔138。桥半轴插入穿过孔138并且与侧齿轮花键啮合。
40.在一些实施例中，桥半轴通过插入到轴中的沟槽中的c形夹(未示出) 而固定在处于差速器壳132中的它们的位置上。在一些实施例中，桥半轴在至少两个轴承(未示出)上旋转地安装在差速器壳132内。
41.如图1至3中所示，在一些实施例中，载壳120包括前部分120a和载壳盖120b。前部分120a和载壳盖120b附接到桥壳体100a的相对两侧。在一些实施例中，载壳盖120b是桥壳体100a的一体件。
42.取决于桥组件100是车辆的前桥组件还是后桥组件，前部分120a和载壳盖120b被设置在相对的相关的位置上。
43.在一些实施例中，前部分120a包括凸缘140，该凸缘140用于将载壳盖120b或桥壳体100a联接至前部分120a。凸缘140可包括多个小孔，用于经由紧固件、螺栓等将前部分120a固定到载壳盖120b或桥壳体100a。
44.载壳前部分120a和载壳盖120b限定空间或内部腔体，其中，差速器组件130设置在桥组件100内。
45.参考图2，前部分120a和载壳盖120b限定润滑剂贮槽(未示出)。润滑剂贮槽是载壳120及其内部腔室的一部分，在该处收集设置于其中的润滑剂。在一些实施例中，润滑剂贮槽位于载壳120的下部分中；然而，润滑剂贮槽的位置将取决于桥组件100中润滑剂的量而变化。
46.齿圈128部分地设置在位于润滑剂贮槽中的一定量的润滑剂中。当齿圈128旋转经过润滑剂贮槽中的润滑剂时，齿圈128的齿在其上承载一定量的润滑剂。
47.如图2、4和5中所示，前部分120a包括润滑剂通道144。润滑剂通道144定位在前部分120a中，使得其在位于一端的载壳120的内部腔室与位于第二端的小齿轮轴承腔室146之间提供流体连通，小齿轮轴承腔室146 至少部分地设置在小齿轮轴承122、124之间。
48.在一些实施例中，润滑剂通道144定位在小齿轮126上方并且邻近齿圈128。润滑剂通道144被定位成使得由齿圈128从润滑剂贮槽携带而来的润滑剂可以被飞溅到润滑剂通道144中。
49.在一些实施例中，润滑剂通道144与载壳120成一体。在一些实施例中，润滑剂通道144在载壳120的制造期间经由铸造来产生。然而，润滑剂通道144也可以在载壳120被铸造之后，经由机械加工，诸如但不限于镗、钻或电化学加工来产生。
50.润滑剂通道144可包括从载壳120的内部到小齿轮轴承腔室146的向下成角度(倾斜)的表面。该成角度的表面可以呈许多角度，包括但不限于0
‑
180
°
范围内的角度。此外，润滑剂通道144可包括多个部分和表面，它们相对于彼此以多个不同角度设置，以控制润滑剂经过润滑剂通道144 到小齿轮轴承腔室146的流动。
51.在一些实施例中，润滑剂通道144的宽度从载壳120的内部到小齿轮轴承腔室146而逐渐减小。然而，可以理解，润滑剂通道144的尺寸可以根据需要变化，以控制润滑剂去至小齿轮轴承腔室146的流动。
52.在一些实施例中，载壳前部分120a包括润滑剂捕获器148。润滑剂捕获器148与润滑剂通道144流体连通。
53.在一些实施例中，润滑剂捕获器148定位在润滑剂通道144的端部处，与载壳120的内部腔室流体连通。在一些实施例中，润滑剂捕集器148是凹陷的腔室，其垂直于润滑剂通道144延伸到前部分120a中。
54.在一些实施例中，润滑剂捕获器148与载壳120成一体。在一些实施例中，润滑剂捕获器148与润滑剂通道144成一体。
55.在一些实施例中，润滑剂捕获器148包括总体上长方体的几何形状，具有用于接收来自润滑剂通道144的润滑剂的敞开侧。然而，润滑剂捕获器148可以包括能够接收预定量的润滑剂的任何形状。
56.在其它实施例中，润滑剂捕获器148可以包括但不限于具有接收润滑剂的开口的总体上球形、金字塔形、圆柱形或长方体的几何形状。
57.当齿圈128旋转经过润滑剂贮槽中的润滑剂时，由齿圈128的齿携带的润滑剂，或其一定体积，通过齿圈128的旋转而被向外排出。
58.现在参考图2，如油颗粒矢量150所示，润滑剂被甩抵载壳120，并且进入到润滑剂通道144和润滑剂捕集器148中。
59.在一些实施例中，如图2至图5中所示，润滑剂控制器160设置在润滑剂通道144中，
以调节去至小齿轮轴承腔室146的润滑剂的流率。通过调节去至小齿轮轴承腔室146的润滑剂的流率，小齿轮轴承122、124要求通过它们的滚子泵送更少量的润滑剂，减少搅动和摩擦损失，由此减少桥组件100的动力消耗。
60.如图2、4、5和6中所示，在一些实施例中，润滑剂控制器160包括具有总体上圆柱形形状的调节器主体162。然而，调节器主体162的形状可以是与润滑剂通道144的形状相关联的任何形状；例如，润滑剂通道144 和调节器主体162的截面形状可以是但不限于圆形、矩形、三角形或六边形。
61.润滑剂控制器160的一部分可以与润滑剂通道144密封接合，以减少润滑剂在润滑剂控制器160和润滑剂通道144之间通过。
62.在一些实施例中，润滑剂控制器160包括保持表面164，该保持表面 164在总体上垂直于润滑剂控制器主体162的纵向轴线的平面中定向。
63.在一些实施例中，保持表面164也可以定位在成角度的平面中。因此，保持表面164可以是朝向润滑剂控制器主体160的向下成角度的表面。保持表面164可以呈许多角度，包括但不限于0
‑
180
°
范围内的角度。此外，保持表面164可包括多个部分和表面，它们相对于彼此以多个不同角度设置，以控制润滑剂经过润滑剂控制器而去到润滑剂控制器主体162的流动。
64.在一些实施例中，保持表面164包括多个表面，并且这些表面相对于润滑剂控制器160的纵向轴线以一系列角度来定位。
65.本领域技术人员将认识到，保持表面164可包括使流经其的润滑剂减轻的任何几何形状，诸如但不限于多面体形、盘形、圆柱形、矩形棱柱形、三角棱柱形、六边形棱柱形、金字塔形、锥形、球形、半球形或其任何组合或系列。
66.在一些实施例中，润滑剂控制器160包括润滑剂收集部分166。润滑剂收集部分166与主体162和保持表面164联接。
67.在一些实施例中，润滑剂收集部分166包括第一壁168和第二壁170。收集部分的第一壁168和第二壁170可从润滑剂控制器主体162朝向齿圈 128延伸。收集部分的第一壁168和第二壁170可以与保持表面164联接。在一些实施例中，第一壁168比第二壁170延伸得更长。
68.在一些实施例中，润滑剂收集部分166包括第三壁172。第三壁172 与第二壁170联接，并且从第二壁170沿着总体上横向于第二壁170的总体平面的方向延伸。在一些实施例中，第三壁172可以具有比第一壁168 和/或第二壁170更高的高度。
69.收集部分166还包括槽176。槽176或其一部分可包括朝向第一壁168 和保持表面164的向下倾斜的梯度。在一些实施例中，槽176从第三壁172 基本垂直地延伸，并且垂直于保持表面164。
70.在一些实施例中，槽176和保持表面164连接在一起而成为光滑的一体表面。
71.在一些实施例中，收集部分166还包括可在其长度延伸的向后设置的收集部分唇部174。收集部分唇部174包括从槽176向上延伸的部分，该延伸的部分以预定角度设置，以便于接收和保持由齿圈128甩出的润滑剂。此外，在桥组件100的维修期间，收集部分唇部174有助于在增大的小齿轮轴110角度下，对输送到收集部分166的润滑剂加以保持。
72.在一些实施例中，润滑剂控制器160包括设置成穿过保持表面164的小孔178。
73.在一些实施例中，如图6中所示，小孔178设置成以与水平面成一定角度的方式穿过保持表面164和槽176二者。
74.小孔178的直径和尺寸可以根据润滑剂的应用和期望的流率而变化。润滑剂控制器160与润滑剂通道144的密封接合和保持表面164的位置可减少润滑剂在润滑剂通道144中的不期望的流动；然而，小孔178允许润滑剂以预定速率流过润滑剂通道144。
75.槽176可以包括多个表面，该多个表面相对于润滑剂控制器160的纵向轴线以一系列角度来定位。槽176的梯度可将润滑剂引导到小孔178。
76.在一些实施例中，如图2和图4至7所示，润滑剂收集部分166包括润滑剂捕获部分180。
77.在桥组件100的某些实施例中，齿圈128以这样的速度来推动润滑剂：使得在与载壳120或与润滑剂收集部分166碰撞时，润滑剂可分裂成小液滴，实践中这些小液滴在每个方向上偏转。在每个方向上偏转的高速润滑剂具有可减少被导向至润滑剂控制器小孔178的润滑剂的作用。润滑剂捕获部分180因此可以被用来减少或防止润滑剂颗粒偏转远离润滑剂控制器收集部分166。
78.在一些实施例中，如图2和图4至6中所示，润滑剂捕获部分180包括多个垂直设置的翅片182。
79.在一些实施例中，翅片182从第三壁172的顶部朝向收集部分唇部174 垂直地延伸。
80.在一些实施例中，翅片182未一直延伸到槽176的整个宽度，以便于润滑剂朝向小孔178的流动。
81.翅片182可以是渐缩的，使得翅片182相对于它们的下端而言，在它们的上端较厚，在上端处它们与第三壁132的顶部相交。翅片182的渐缩形式可减小在润滑剂捕获部分180的顶部处的翅片182的间隔，使得较少的润滑剂液滴能够向上偏转并且偏转出润滑剂收集部分166。
82.在一些实施例中，随着翅片182设置得越来越靠近润滑剂控制器主体 162，翅片182从第三壁172突出的距离逐渐减小，即，随着翅片更接近润滑剂控制器主体162，各个翅片的总长度和宽度减小。
83.翅片182接收由齿圈128推动的润滑剂，并且在碰撞时，破坏润滑剂的飞溅和偏转，由此减少偏转离开润滑剂收集部分166的润滑剂的量。重力作用在由翅片182捕获的润滑剂上，引起润滑剂向下并且在翅片182之间流动，流入到槽176中。
84.在一些实施例中，第三壁172的高度沿着槽176的长度而变化。
85.在一些实施例中，如图6中所示，第三壁172的高度相对一致。
86.在一些实施例中，捕获部分180被直接铸造至载壳前部分120a的内表面中。
87.在一些实施例中，捕获部分180可包括穿孔的冲压部分。该穿孔的冲压部分可以设置在第三壁172和唇部174之间。由齿圈128推动的润滑剂撞击在该穿孔的冲压部分上，以使润滑剂减慢并且防止润滑剂的偏转和飞溅。润滑剂随后流入到槽176中。
88.在一些实施例中，如图4中所示，润滑剂控制器160定位在润滑剂通道144中，使得润滑剂控制器主体162定位在润滑剂通道144中，并且润滑剂收集部分166至少部分地定位在润滑剂捕获器148内。
89.在差速器组件的操作期间，润滑剂可以由齿圈128从载壳120推动到润滑剂捕获部分180中。润滑剂从润滑剂捕获部分180流入到润滑剂收集部分166中。润滑剂随后沿着槽176向下流动并且通过小孔178。润滑剂从小孔178流入到载壳前部分润滑剂通道144，并且流入到轴承腔室146中。润滑剂经过轴承122、124，并且润滑剂返回到载壳润滑剂贮槽。
90.图7描绘了润滑剂控制器的另一优选实施例。除了特别指出的特征之外，实施例的类似特征被类似地连续编号。
91.在另一个实施例中，如图7中所示，润滑剂控制器260包括润滑剂控制器捕获部分280，包括与润滑剂收集部分266联接的筛网284。
92.在一些实施例中，筛网284设置在第三壁272的上部与唇部274之间。由齿圈128推动的润滑剂冲击在筛网284上，减慢和/或破坏润滑剂的流动。重力引起润滑剂在冲击筛网284之后流入到槽276中。
93.在一些实施例中，筛网284是金属丝网筛网。在一些实施例中，筛网 284是模制筛网。模制筛网可以由聚合物材料制成。
94.在一些实施例中，如图7中所示，第三壁272在连接第二壁270和第一壁268两者的保持表面264上延伸。
95.本公开的目的还在于提供以下方面：
96.方面1：一种桥组件，包括：
97.限定内部腔室的载壳；
98.小齿轮轴，该小齿轮轴通过至少一个轴承可旋转地支承在载壳中；
99.设置在载壳中的润滑剂通道，该润滑剂通道具有与至少一个轴承流体连通的第一端和与内部腔室流体连通的第二端；以及
100.至少部分地设置在润滑剂通道中的润滑剂控制器，其中，该润滑剂控制器包括润滑剂捕获部分。
101.方面2：方面1的桥组件，其中，润滑剂通道包括润滑剂捕获器，该润滑剂捕获器在润滑剂通道的第二端处垂直于润滑剂通道延伸到载壳中。
102.方面3：方面1的桥组件，其中，润滑剂控制器包括润滑剂收集部分和润滑剂控制器主体，其中，润滑剂捕获部分连接至润滑剂收集部分。
103.方面4：方面3的桥组件，其中，润滑剂收集部分垂直于润滑剂控制器主体延伸。
104.方面5：方面3的桥组件，其中，润滑剂控制器主体定位在润滑剂通道中，并且润滑剂收集部分至少部分地设置在润滑剂捕获器内。
105.方面6：方面3的桥组件，其中，润滑剂控制器还包括保持表面、第一壁、第二壁，并且润滑剂收集部分包括第三壁，其中，保持表面从润滑剂控制器主体延伸到润滑剂收集部分，其中，第一壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体，其中，第二壁从保持表面向上延伸并且连接至润滑剂控制器主体和第三壁，其中，第三壁连接至第二壁并且延伸润滑剂收集部分的长度。
106.方面7：方面6的桥组件，其中，润滑剂捕获部分从第三壁延伸。
107.方面8：方面1的桥组件，其中，润滑剂捕获部分还包括多个垂直设置的翅片。
108.方面9：方面1的桥组件，其中，翅片包括渐缩的几何形状，由此，翅片在其底部处具有较小的宽度。
109.方面10：方面6的桥组件，其中，润滑剂收集部分还包括收集部分唇部和槽，其中，槽将第三壁连接到收集部分唇部，并且其中，收集部分唇部包括从槽向上延伸的部分。
110.方面11：方面10的桥组件，其中，润滑剂控制器还包括从第三壁延伸到收集部分唇部的筛网。
111.方面12：方面11的桥组件，其中，筛网是金属丝网筛网。
112.方面13：方面11的桥组件，其中，筛网是模制的聚合物筛网。
113.方面14：方面2的桥组件，其中，润滑剂通道和润滑剂捕获器与载壳是成一体的。
114.方面15：方面2的桥组件，其中，润滑剂控制主体包括设置成穿过其的小孔。
115.上文描述的实施例的一个或多个特征可以被组合以产生未示出的额外的实施例。尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不分离其精神和必要特征。因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的。