用于自动变速器的液压摆线泵的制作方法

1.本公开涉及液压摆线泵，其可使用在包括汽车应用的各种各样的应用中，例如用作用于汽车车辆的自动变速器的液压泵。


背景技术：

2.摆线泵被归类为正排量回转泵，其通过在泵送元件之间产生空间和将液体捕获在该空间中随着它们的泵送元件(齿轮或转子)的每个回转使固定量的液体排出。泵送元件的旋转于是减小该空间的尺寸，并使液体从泵移出。摆线泵还被归类为内齿轮泵，并包括带有相互啮合的齿的一组内齿轮和外齿轮。内齿轮联接至驱动轴并由驱动轴驱动，所述驱动轴驱动由泵壳体限定的圆柱空腔内的齿轮组旋转。随着齿轮组旋转，内齿轮的齿与外齿轮的齿啮合和未啮合，以在它们之间形成一系列可变体积的泵送腔室，通过所述一系列可变体积的泵送腔室在吸入端口与排出端口之间传送液体。
3.为了确保摆线泵的有效操作，齿轮组被设定尺寸并定位在泵壳体的圆柱空腔内，以实现齿轮组的外表面与泵壳体的相对表面之间的最佳的轴向和径向间隙。如果间隙太大，则液体的一部分在泵的操作期间可从相对高压的排出端口朝着相对低压的吸入端口围绕并经过齿轮组滑动，从而降低泵的体积效率(即，实际上从泵排出的液体的总体积占理论上由泵排出或泵送的液体的总体积的百分比)。同时，如果轴向间隙太小，则由齿轮组经受的摩擦力可大大地提高驱动齿轮组旋转所需的扭矩量，尤其在低温下。在其中泵壳体由具有与齿轮组不同的热膨胀系数的材料制成的情形下，例如，其中壳体由铝基材料制成并且齿轮组由钢制成，则任何温度变化将使铝基壳体的尺寸与钢齿轮组的尺寸不成比例的膨胀或收缩。结果，铝基壳体与钢齿轮组之间的轴向间隙可能不恒定，并且可基于操作环境的温度改变。例如，由于铝的线性热膨胀系数(每度温度变化的材料长度变化)大于钢的线性热膨胀系数，所以铝基壳体与钢齿轮组之间的轴向间隙可能在低温下相对较小，并且在较高的操作温度下可能相对大。在这种情形下，齿轮组必须被设定尺寸为确保在所有可能的操作温度下在齿轮组的外表面与泵壳体的相对表面之间存在最小的轴向和径向间隙，以避免作用于齿轮组的摩擦力足以有效地防止其旋转和泵的操作的情况。
4.在汽车车辆的液压系统中使用的摆线泵可采用由铝基材料制成的泵壳体和由钢制成的内齿轮组，使得泵具有轻的重量和坚固性的期望组合。在这种情况下，为了确保摆线泵在车辆的所有可能的操作温度下的有效操作，例如在-40℃与160℃之间的温度，齿轮组典型地被设定尺寸为确保在可能最低的操作温度、例如在-40℃在钢齿轮组与铝基泵壳体之间存在最小的轴向间隙。然而，这样确定齿轮组的尺寸可能导致在齿轮组与泵壳体之间的轴向间隙在正常的车辆操作温度、例如在20℃与60℃之间的温度不合需要地大。这样，在车辆操作的大部分时间里可能显著地损害摆线泵的体积效率。


技术实现要素：

5.用于自动变速器的液压摆线泵可包括壳体和可旋转地设置在由壳体限定的空腔
内的齿轮组。壳体可具有与空腔流体连通的入口和出口。齿轮组可包括内齿轮和外齿轮。内齿轮和外齿轮可具有径向相对的相互啮合的齿，它们一起在它们之间限定多个周向设置的可变体积泵送腔室。壳体可由第一铝基材料制成。齿轮组的内齿轮和外齿轮可由第二铝基材料制成。第一铝基材料的线性热膨胀系数可大致与第二铝基材料的线性热膨胀系数相同。
6.摆线泵在-40℃至160℃的温度范围内可具有高于80%的体积效率。
7.摆线泵的壳体可包括铝合金，其包括选自由铁(fe)、硅(si)、铜(cu)、镁(mg)、锰(mn)或锌(zn)组成的组的至少一种合金元素。在这种情况下，壳体可通过铸造形成。
8.齿轮组的内齿轮和外齿轮可包括铝合金，其包括选自由铁(fe)、硅(si)、铜(cu)、镁(mg)、锰(mn)或锌(zn)组成的组的至少一种合金元素。在这种情况下，铝合金在20℃至100℃的温度范围内可具有在21μm/m-℃至24μm/m-℃的范围内的线性热膨胀系数。
9.在一些实施例中，齿轮组的内齿轮和外齿轮可通过铸造或锻造形成。
10.在一些实施例中，齿轮组的内齿轮和外齿轮可包括铝基体复合材料。在这种情况下，铝基体复合材料的基体相可包括铝合金，并且铝基体复合材料的分散相可包括陶瓷。
11.在一些实施例中，齿轮组的内齿轮和外齿轮可通过粉末冶金形成。
12.限定在壳体中的空腔可至少部分地由壳体的后壁、环形侧壁和面壁限定。同时，齿轮组可具有面朝壳体的面壁并与壳体的面壁相对的前面、面朝壳体的后壁并与壳体的后壁相对的后面和面朝壳体的环形侧壁并与壳体的环形侧壁相对的外周表面。
13.齿轮组可被设定尺寸并定位在壳体的空腔内，使得在齿轮组的前面与壳体的面壁之间限定轴向间隙。在这种情况下，轴向间隙在-40℃至160℃的温度范围内可大致是恒定的。在一些实施例中，齿轮组的前面与壳体的面壁之间的轴向间隙在-40℃至160℃的温度范围内可在0.03mm至0.09mm的范围内。
14.齿轮组的前面、后面或外周表面可涂有金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷或类金刚石(dlc)材料。
15.齿轮组的内齿轮可具有外周表面，齿轮组的外齿轮可具有内周表面，并且齿轮组的相互啮合的齿可由内齿轮的外周表面和外齿轮的内周表面限定。在这种情况下，内齿轮的外周表面或外齿轮的内周表面可涂有金属合金、陶瓷或金属陶瓷。在一些实施例中，内齿轮的外周表面或外齿轮的内周表面可通过阳极氧化、渗硼、渗氮或渗碳过程来化学处理。
16.用于自动变速器的液压系统可包括液压摆线泵和电动马达。液压摆线泵可包括壳体和齿轮组。壳体可具有入口和出口，并且可限定与其入口和出口流体连通的空腔。齿轮组可旋转地设置在壳体的空腔内。齿轮组可包括内齿轮和外齿轮。齿轮组的内齿轮和外齿轮可具有径向相对的相互啮合的齿，它们一起在它们之间限定多个周向设置的可变体积泵送腔室。壳体可由第一铝基材料制成，并且齿轮组的内齿轮和外齿轮可由第二铝基材料制成。第一铝基材料的线性热膨胀系数可大致与第二铝基材料的线性热膨胀系数相同。电动马达可包括联接至驱动轴的转子和包围转子的定子。电动马达的转子可包括多个周向设置的永磁体。电动马达的驱动轴可机械地联接至液压摆线泵的齿轮组的内齿轮，并且可操作以驱动齿轮组旋转。
17.液压系统还可包括与壳体的入口流体连通的液压流体贮槽。
18.液压系统还可包括与壳体的出口流体连通的变速器控制系统。
19.自动变速器可包括液压摆线泵、电动马达、液压流体贮槽、变速器控制系统、和齿轮与离合器布置。液压摆线泵可包括壳体和齿轮组。壳体可具有入口和出口，并且可限定与其入口和出口流体连通的空腔。齿轮组可旋转地设置在壳体的空腔内。壳体可由第一铝基材料制成，并且齿轮组的内齿轮和外齿轮可由第二铝基材料制成。第一铝基材料的线性热膨胀系数可大致与第二铝基材料的线性热膨胀系数相同。电动马达可包括联接至驱动轴的转子和包围转子的定子。电动马达的驱动轴可机械地联接至液压摆线泵的齿轮组的内齿轮，并且可操作以驱动齿轮组旋转。液压流体贮槽可与壳体的入口流体连通。变速器控制系统可与壳体的出口流体连通。齿轮与离合器布置可在在输入轴与输出轴之间传递扭矩。齿轮与离合器布置可选择性地从变速器控制系统接收加压液压流体。
20.本发明提供以下技术方案：1.一种用于自动变速器的液压摆线泵，所述泵包括：壳体，所述壳体具有入口和出口，并且限定与它的所述入口和所述出口流体连通的空腔；和齿轮组，所述齿轮组可旋转地设置在所述壳体的所述空腔内，所述齿轮组包括内齿轮和外齿轮，所述内齿轮和所述外齿轮具有径向相对的相互啮合的齿，它们一起在它们之间限定多个周向设置的体积可变泵送腔室，其中，所述壳体由第一铝基材料制成，其中，所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮由第二铝基材料制成，并且其中，所述第一铝基材料的线性热膨胀系数与所述第二铝基材料的线性热膨胀系数大致相同。
21.2.根据方案1所述的泵，其中，所述泵在-40℃至160℃的温度范围内具有高于80%的体积效率。
22.3.根据方案1所述的泵，其中，所述壳体包括铝合金，所述铝合金包括选自由铁(fe)、硅(si)、铜(cu)、镁(mg)、锰(mn)或锌(zn)组成的组中的至少一种合金元素，并且其中，所述壳体通过铸造形成。
23.4.根据方案1所述的泵，其中，所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮包括铝合金，所述铝合金包括选自由铁(fe)、硅(si)、铜(cu)、镁(mg)、锰(mn)或锌(zn)组成的组中的至少一种合金元素。
24.5.根据方案4所述的泵，其中，所述铝合金在20℃至100℃的温度范围内具有在21μm/m-℃至24μm/m-℃的范围内的线性热膨胀系数。
25.6.根据方案4所述的泵，其中，所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮通过铸造或锻造形成。
26.7.根据方案4所述的泵，其中，所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮包括铝基体复合材料，其中，所述铝基体复合材料的基体相包括铝合金，并且所述铝基体复合材料的分散相包括陶瓷。
27.8.根据方案7所述的泵，其中，所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮通过粉末冶金形成。
28.9.根据方案1所述的泵，其中，限定在所述壳体中的所述空腔至少部分地由所述壳体的后壁、环形侧壁和面壁限定。
29.10. 根据方案9所述的泵，其中，所述齿轮组具有面朝所述壳体的面壁并与所述壳体的面壁相对的前面、面朝所述壳体的后壁并与所述壳体的后壁相对的后面、和面朝所述壳体的环形侧壁并与所述壳体的环形侧壁相对的外周表面。
30.11. 根据方案10所述的泵，其中，所述齿轮组被设定尺寸并定位在所述壳体的所述空腔内，使得在所述齿轮组的所述前面与所述壳体的所述面壁之间限定轴向间隙，并且其中，所述轴向间隙在-40℃至160℃的范围内的温度大致是恒定的。
31.12. 根据方案11所述的泵，其中，所述齿轮组的所述前面与所述壳体的所述面壁之间的所述轴向间隙在-40℃至160℃的范围内的温度在0.03mm至0.09mm的范围内。
32.13. 根据方案10所述的泵，其中，所述齿轮组的所述前面、所述后面或所述外周表面涂有金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷或类金刚石(dlc)材料。
33.14. 根据方案1所述的泵，其中，所述齿轮组的所述内齿轮具有外周表面，所述齿轮组的所述外齿轮具有内周表面，并且其中所述齿轮组的相互啮合的齿由所述内齿轮的所述外周表面和所述外齿轮的所述内周表面限定。
34.15. 根据方案14所述的泵，其中，所述内齿轮的所述外周表面或所述外齿轮的所述内周表面涂有金属合金、陶瓷或金属陶瓷。
35.16. 根据方案14所述的泵，其中，所述内齿轮的所述外周表面或所述外齿轮的所述内周表面通过阳极氧化、渗硼、渗氮或渗碳过程被化学处理。
36.17. 一种用于自动变速器的液压系统，所述系统包括：液压摆线泵，包括：壳体，所述壳体具有入口和出口，并且限定与它的所述入口和所述出口流体连通的空腔；和齿轮组，所述齿轮组可旋转地设置在所述壳体的所述空腔内，所述齿轮组包括内齿轮和外齿轮，所述内齿轮和所述外齿轮具有径向相对的相互啮合的齿，它们一起在它们之间限定多个周向设置的可变体积泵送腔室，其中，所述壳体由第一铝基材料制成，并且所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮由第二铝基材料制成，并且其中，所述第一铝基材料的线性热膨胀系数与所述第二铝基材料的线性热膨胀系数大致相同；和电动马达，其包括联接至驱动轴的转子和包围所述转子的定子，所述转子包括多个周向设置的永磁体，其中，所述电动马达的所述驱动轴机械地联接至所述液压摆线泵的所述齿轮组的所述内齿轮，并且能操作以驱动所述齿轮组的旋转。
37.18. 根据方案17所述的系统，还包含：与所述壳体的所述入口流体连通的液压流体贮槽。
38.19. 根据方案17所述的系统，还包含：与所述壳体的所述出口流体连通的变速器控制系统。
39.20. 一种自动变速器，包括：液压摆线泵，包括：壳体，所述壳体具有入口和出口，并且限定与它的所述入口和所述出口流体连通
的空腔；和齿轮组，所述齿轮组可旋转地设置在所述壳体的所述空腔内，其中，所述壳体由第一铝基材料制成，并且所述齿轮组的所述内齿轮和所述外齿轮由第二铝基材料制成，并且其中，所述第一铝基材料的线性热膨胀系数与所述第二铝基材料的线性热膨胀系数大致相同；电动马达，所述电动马达包括联接至驱动轴的转子和包围所述转子的定子，其中，所述电动马达的所述驱动轴机械地联接至所述液压摆线泵的所述齿轮组的所述内齿轮，并且能操作以驱动所述齿轮组的旋转；与所述壳体的所述入口流体连通的液压流体贮槽；与所述壳体的所述出口流体连通的变速器控制系统；和在输入轴与输出轴之间传递扭矩的齿轮与离合器布置，其中，所述齿轮与离合器布置选择性地从所述变速器控制系统接收加压液压流体。
40.以上概述并非旨在表示本公开的每个可能的实施例或每个方面。而是，前述概述旨在举例说明在本文所公开的一些新颖方面和特征。当结合附图和所附权利要求时，本公开的以上的特征和优点及其它的特征和优点将从以下用于实现本公开的代表性实施例和模式的详细说明容易地显现。
附图说明
41.将在下文中结合附图描述说明性实施例，其中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：图1是用于汽车车辆的自动变速器的示意图，其包括液压流体贮槽、液压控制系统、由电动马达驱动的液压摆线泵和变速器控制模块；图2是图1的液压泵和电动马达的示意性分解透视图；图3是图2的液压泵的示意性局部剖视图；和图4是图2的液压泵的示意性侧向剖视图。
42.在代表性实施例以下作为示例在附图中示出并详细描述的情况下，本公开可以有变型和替代性形式。本公开的发明方面不限于所公开的特定形式。而是，本公开旨在涵盖落入如由所附权利要求所限定的本公开的范围内的变型、等同、组合和替代。
具体实施方式
43.当前所公开的液压摆线泵包括由铝基材料制成的壳体和设置在壳体内的齿轮组，所述齿轮组同样由铝基材料制成。与采用铝基材料的壳体和钢齿轮组的摆线泵不同，将铝基材料同时用于壳体和内齿轮组两者有利地导致齿轮组具有与壳体的线性热膨胀系数大致相同的线性热膨胀系数。可在齿轮组的表面上形成一个或多个摩擦学涂层，以在相对于壳体的热行为不改变齿轮组的热行为的情况下为齿轮组提供改善的耐磨性和耐点蚀性。
44.由于摆线泵的壳体和齿轮组具有大致相同的线性热膨胀系数，所以齿轮组的轴向前面和后面与壳体的前壁和后壁之间的轴向间隙将在摆线泵的整个操作温度范围内(例如，在-40℃至160℃的温度范围内)保持大致恒定。这样，齿轮组可被尺寸设计并定位在壳
体内，使得齿轮组与壳体之间的轴向间隙在摆线泵的整个操作温度范围内优化。这意味着在冷起动状况下不过分提高克服由齿轮组经受的摩擦力所需的扭矩量的情况下，可在摆线转子的整个操作温度范围内使摆线泵的体积效率最大化。另外，由于齿轮组与壳体之间的轴向间隙在摆线泵的整个操作温度范围内保持恒定、并因而在摆线泵的最低操作温度(例如，-40℃)不会达到最小值，所以与否则启动设置在相同铝基壳体内的钢齿轮组的旋转所需的扭矩量相比较，可减小在这样低的温度下启动齿轮组的旋转所需的扭矩量。继而，这允许负责驱动齿轮组的旋转和摆线泵的操作的电动马达的额定功率的降低。
45.如在本文所使用的，术语“铝基材料”指的是包括纯铝(al)、铝与例如铁(fe)、硅(si)、铜(cu)、镁(mg)、锰(mn)和/或锌(zn)的至少一种其它金属或非金属(合金元素)的合金的材料，或者具有铝合金基体相和陶瓷分散相的复合材料。如在本文所使用的，术语“陶瓷”指的是金属或类金属与非金属的无机化合物。铝合金和铝基复合材料按重量可包括85%或更多的铝，优选地≥90%的铝，并且更优选地≥95%的铝。其它金属或非金属元素可无意之中例如作为杂质以相对小的量存在于铝基材料中，例如按铝基材料的重量低于5%、优选地低于3%并且更优选地低于1%。
46.图1描绘了用于汽车车辆的自动变速器10，其包括金属壳体12、输入轴14、输出轴16、液压流体贮槽18、变速器控制系统20、液压摆线泵22、连接至液压摆线泵22的电动马达24和变速器控制模块26。
47.壳体12接纳、包围、安装和保护变速器10的各种部件。输入轴14由原动机(未示出)驱动，其可以是柴油、汽油、弹性燃料或混合功率装置。输入轴14联接至变矩器28，并经由齿轮与离合器布置32联接至输出轴16，所述齿轮与离合器布置32包括扭矩传递装置(离合器和/或制动器)、齿轮组和轴的系统。齿轮与离合器布置32在输入轴14与输出轴16之间提供速度与扭矩转换和期望的传动比。输出轴16例如经由传动轴、差速器和/或驱动桥(未示出)将驱动扭矩提供至主减速器单元或分动箱(未示出)。贮槽18被定位在壳体12的底部，并收集和储存来自自动变速器10的各种液压部件的液压流体。
48.变速器控制系统20从液压摆线泵22接收加压液压流体，并构造成将液压流体供应至齿轮与离合器布置32的部件，以润滑并控制这样的部件的操作。变速器控制系统20可包括阀体，其具有多个流体通道、阀和/或螺线管，所述螺线管选择性地将加压液压流体传送至齿轮与离合器布置32和变速器10的各种部件。
49.变速器控制模块26控制变速器控制系统20和电动马达24的操作，并且优选地是电子控制装置，其具有预编程数字计算机或处理器、控制逻辑、用于存储数据的存储器和至少一个i/o外部设备。控制逻辑包括用于监测、操纵和生成数据的多个逻辑例程。应意识到变速器控制模块26可以是控制变速器10的操作的独立控制器，或者变速器控制模块26的功能可与其它车辆控制器集成。
50.液压摆线泵22是正排量回转泵，并且可操作以使变速器10的变速器控制系统20中的液压流体循环并加压。液压摆线泵22经由可联接至过滤器36的吸入或入口管线34从贮槽18抽取液压流体，所述过滤器36浸入贮槽18中，其在液压流体进入摆线泵22之前从贮槽18中的液压流体分离出颗粒物质。液压流体经由供应或出口管线38从摆线泵22排出，并被传送至变速器控制系统20。
51.现在参考图2、3和4，液压摆线泵22包括壳体40和可旋转地设置在由壳体40限定的
圆柱空腔44内的内转子或齿轮组42。壳体40将齿轮组42封闭在圆柱空腔44内，并且可包括本体46、盖48和例如通过螺栓(未示出)固定至本体46的端板50。本体46可包括后壁52和环形侧壁54，并且盖48可包括在组装中面朝本体46的后壁52的面壁56。圆柱空腔44可至少部分地由壳体40的后壁52、侧壁54和面壁56限定。在壳体40的后壁52中限定沿着第一轴线60延伸至壳体40的圆柱空腔44中的开口62的轴向孔58。在组装中，电动马达24的驱动轴64延伸通过壳体40的后壁52中的轴向孔58，并操作以在摆线泵22的操作期间驱动内齿轮组42的旋转。
52.壳体40包括入口66和与入口66流体连通的出口68。入口66与入口管线34流体连通，并且出口68与出口管线38流体连通。另外，入口66经由限定在壳体40的后壁52中的吸入端口70与圆柱空腔44流体连通，并且出口68经由限定在壳体40的后壁52中的排出或压力端口72与圆柱空腔44流体连通。在操作中，液压流体经由入口管线34被接收在壳体40的入口66，经由吸入端口70被接收在圆柱空腔44中，经由压力端口72从圆柱空腔44排出并被接收在壳体40的出口68中，并且随后经由出口管线38从壳体40的出口68排出。
53.壳体40由铝基材料制成，并因而可包括纯铝(al)、铝合金或铝基体复合材料。铝基壳体40可通过铸造(例如，压铸、砂型铸造或永久模具铸造)形成，通过热或冷加工(例如，锻造)锻造或者通过粉末冶金形成。壳体40的铝基材料例如可通过应变硬化和/或热处理来回火。可用于摆线泵22的壳体40的铝合金包括铝硅合金、铝硅镁合金、铝硅铜合金、铝硅铜铁合金、铝锡铜镍镁合金和铝铜银合金。可用于壳体40的一种特定的铝硅铜铁合金是铝合金a380.0，其按重量可包括7.5-9.5%的硅、3-4%的铜、1.3%的铁和作为余量的铝。按铝合金的重量包括4-13%的硅和可选的一种或多种其它合金元素(即，金属或非金属)的铝合金可有利地用于壳体40通过铸造形成的实施例。
54.壳体40的铝基材料在20℃至100℃的温度范围内可具有在21μm/m-℃至24μm/m-℃的范围内的线性热膨胀系数。相比之下，钢的线性热膨胀系数在20℃至100℃的温度范围内通常在9μm/m-℃至13μm/m-℃的范围内。
55.齿轮组42设置在壳体40的圆柱空腔44内，使得齿轮组42覆盖吸入端口和压力端口70、72，并由电动马达24的驱动轴64支撑以在圆柱空腔44中旋转。更具体地，齿轮组42包括设置在电动马达24的驱动轴64上并固定到电动马达24的驱动轴64的内转子或齿轮74和在壳体40的圆柱空腔44内包围内齿轮74的外转子或齿轮76。
56.最佳地如图3所示，内齿轮和外齿轮74、76包括径向相对的相互啮合的凸角或齿，它们一起在它们之间限定多个周向设置的可变体积的泵送腔室78。内齿轮74包括沿着其外周表面102设置的齿80，并且外齿轮76包括沿着其内周表面104设置的齿82。内齿轮74包括沿着其外周表面102设置的n个齿80，其中，n≥4，并且外齿轮76包括沿着其内周表面104设置的n 1个齿82。在图3中，内齿轮74包括沿着其外周表面102设置的八(8)个齿80，并且外齿轮76包括沿着其内周表面104设置的九(9)个齿82。内齿轮和外齿轮74、76的齿80、82的数量和齿80、82的几何轮廓可基于摆线泵22的某些期望的性能特性选择，诸如期望的排放量。例如，仅举几例，内齿轮和外齿轮74、76的齿80、82的几何轮廓可以是摆线的、环形的、椭圆的、长短辐圆内旋轮线的、正弦的或不对称的。
57.在操作中，内齿轮74的旋转由驱动轴64的旋转驱动，所述内齿轮74的旋转继而驱动外齿轮76的旋转。驱动轴64与内齿轮74一起围绕第一轴线60旋转，而外齿轮76围绕从第
一轴线60偏移的第二轴线84旋转。在图3所描绘的实施例中，驱动轴64和内齿轮与外齿轮74、76围绕它们各自偏心的第一轴线和第二轴线60、84在顺时针的泵送方向86上旋转。在齿轮组42的旋转期间，内齿轮和外齿轮74、76的齿80、82啮合和未啮合，并且泵送腔室78中的每一个的体积不是增大就是减小。随着泵送腔室78中的一个泵送腔室的体积开始增大，该泵送腔室78开始与摆线泵22的吸入端口70流体连通，并且通过摆线泵22的入口66将低压液压流体吸入泵送腔室78。随着齿轮组42继续旋转，泵送腔室78的体积达到其最大值，并且不再与吸入端口70流体连通。随着齿轮组42进一步旋转，泵送腔室78的体积开始减小，并且泵送腔室78开始与摆线泵22的压力端口72流体连通。随着泵送腔室78的体积进一步减小，在其中的液压流体经由压力端口72从空腔44排出并进入摆线泵22的出口68。
58.齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76由铝基材料制成。内齿轮和外齿轮74、76可包括与壳体40相同的铝基材料，或者齿轮74、76可包括与壳体40不同的铝基材料。与壳体40一样，内齿轮和外齿轮74、76可通过铸造(例如，压铸、砂型铸造或永久模具铸造)形成，通过热或冷加工(例如，锻造)锻造或者通过粉末冶金(铝基材料粉末的固结、压制和烧结)形成，并且例如可通过应变硬化和/或热处理(例如，退火、溶液热处理和/或人工时效)来回火。
59.内齿轮和外齿轮74、76的铝基材料在20℃至100℃的温度范围内可具有在21μm/m-℃至24μm/m-℃的范围内的线性热膨胀系数。内齿轮和外齿轮74、76的铝基材料的线性热膨胀系数可大致与壳体40的铝基材料的线性热膨胀系数相同。在本公开中，两种铝基材料被认为具有大致相同的线性热膨胀系数，其中，它们的线性热膨胀系数之间的差在20℃至100℃的范围内等于或小于3μm/m-℃。
60.可用于齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76的铝合金包括铝硅合金、铝硅镁合金、铝铬铜镁硅合金、铝铜镁锰合金、铝硅铜合金、铝硅铜铁合金、铝锡铜镍镁合金和铝铜银合金。在一种形式中，内齿轮和外齿轮74、76可包括铝合金a380.0，其按重量可包括7.5-9.5%的硅、3-4%的铜、1.3%的铁和作为余量的铝。在另一形式中，内齿轮和外齿轮74、76可包括铝合金a356.0-t6，其按重量可包括6.5-7.5%的硅、0.25-0.45%的镁和作为余量的铝。按铝合金的重量包括4-13%的硅和可选的一种或多种其它合金元素(即，金属或非金属)的铝合金可有利地被使用在内齿轮和外齿轮74、76通过铸造形成的实施例中。在一种形式中，内齿轮和外齿轮74、76可包括铝合金aa 6061-t6，其按重量可包括0.4-0.8%的硅、0.8-1.2%的镁、0.15-0.4%的铜、小于0.7%的铁、0.04-0.35%的铬和作为余量的铝。在又一形式中，内齿轮和外齿轮74、76可包括铝合金aa 2048-t6，其按重量可包括2.8-3.8%的铜、1.2-1.8%的镁、0.2-0.6%的锰、≤0.2%的铁和作为余量的铝。按铝合金的重量包括2-6%的铜、0.2-1.6%的锰、0.3-13%的硅、0.5-5.1%的镁和/或1-11%的锌和可选的一种或多种其它合金元素(即，金属或非金属)的铝合金可有利地被使用在内齿轮和外齿轮74、76通过锻造或粉末冶金形成的实施例中。
61.如上所述，在内齿轮和外齿轮74、76的铝基材料是铝基体复合材料的实施例中，复合材料的基体相可包括铝合金，并且分散相可包括aln、sic、al2o3、c、sio2、b、bn、b4c、si3n4、tic、tio2、tib2、石墨和它们的组合。分散相按重量可包括小于铝基复合材料的10%、优选地小于5%、并且更优选地小于1%。在一个特定的实施例中，内齿轮和外齿轮74、76的铝基材料可包括具有铝铜镁锰合金基体相和aln的分散相的铝基体复合材料，并且分散相按重量可包括小于铝基体复合材料的1%、优选地小于0.55%、并且更优选地约0.2%。
62.最佳地如图4所示，外齿轮76限定齿轮组42的外周表面88，并且内齿轮和外齿轮74、76一起限定齿轮组42的轴向前面90和相对的轴向后面92。齿轮组42被设定尺寸并定位在壳体40的圆柱空腔44内，使得在齿轮组42的外周表面88与壳体40的环形侧壁54之间存在径向间隔或间隙94。同时，齿轮组42被设定尺寸并定位在壳体40的圆柱空腔44内，使得在齿轮组42的轴向前面90与壳体40的面壁56之间和在齿轮组42的相对的轴向后面92与壳体40的后壁52之间存在轴向间隔或间隙96。
63.齿轮组42被设定尺寸并定位在壳体40的圆柱空腔44内，使得在齿轮组42的面90、92与壳体40的相对的壁56、52之间的轴向间隙96优化，以给摆线泵22提供高的体积效率。例如，齿轮组42被设定尺寸并定位在壳体40的圆柱空腔44内，使得在齿轮组42的面90、92与壳体40的相对的壁56、52之间的轴向间隙96在0.03mm至0.09mm的范围内。由于壳体40和齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76由具有大致相同的线性热膨胀系数的铝基材料制成，所以它们之间的轴向间隙96在宽的操作温度范围内、例如在-40℃至160℃的温度范围内大致保持恒定。在本公开中，如果在-40℃至160℃的整个操作温度范围内的轴向间隙96的变化小于0.01mm、优选地小于0.005mm、并且更优选地小于0.001mm，则轴向间隙96可被认为大致是恒定的。摆线泵22在-40℃至160℃的温度范围内的体积效率可高于70%、优选地高于80%、并且更优选地高于90%。
64.齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76的一个或多个表面可选地被涂覆或以另外的方式处理，以改善其摩擦学特性。例如，可将一个或多个摩擦学涂层应用于齿轮组42的一个或多个表面，以改善其耐磨性、润滑性和摩擦行为。附加地或替代性地，齿轮组42的一个或多个表面可经受化学和/或热处理过程，以改善其耐磨性、润滑性和/或摩擦行为。可对齿轮组42的一个或多个表面执行的化学处理的示例包括阳极氧化、渗硼、渗氮和/或渗碳。在一些实施例中，应用于齿轮组42的一个或多个摩擦学涂层可包括镍(ni)、铁(fe)、锌(zn)和/或铬(cr)，并且可利用电镀或无电镀（化学镀）技术应用于齿轮组42的一个或多个表面。在其它实施例中，应用于齿轮组42的一个或多个摩擦学涂层可包括金属合金(例如，铁合金)、陶瓷、金属陶瓷或类金刚石(dlc)材料，并且可通过物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)或热喷涂技术形成在齿轮组42的一个或多个表面上。
65.在一些实施例中，齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76的所有表面88、102、104和面90、92可被涂覆或以另外的方式处理，以改善其摩擦学特性。在这种情况下，应用于内齿轮和外齿轮74、76的表面88、102、104和面90、92中的每一个的涂层和/或处理可相同，或者应用于表面88、102、104和面90、92的涂层和/或处理可不同。在其它实施例中，齿轮组42的内齿轮和外齿轮74、76的表面88、102、104和面90、92中可没有一个被涂覆或处理。在一个实施例中，齿轮组42的外周表面88和轴向前面和后面90、92可被涂覆或以另外的方式处理，但内齿轮和外齿轮74、76的外周表面和内周表面102、104可不被涂覆或处理。在另一实施例中，内齿轮和外齿轮74、76的外周表面和内周表面102、104可被涂覆或以另外的方式处理，但齿轮组42的外周表面88和轴向前面和后面90、92可不被涂覆或以另外的方式处理。
66.在一些实施例中，齿轮组42的外周表面88和轴向前面和后面90、92可被涂覆或以另外的方式处理，以改善其润滑性和/或摩擦行为。在这种情况下，齿轮组42的外周表面88和轴向前面和后面90、92中的一个或多个可利用电镀、无电镀、pvd、cvd或热喷涂技术涂有金属、金属合金、陶瓷、金属陶瓷或类金刚石(dlc)材料。附加地或替代性地，内齿轮74的外
周表面102(限定n个齿80)和/或外齿轮76的内周表面104(包括n 1个齿82)可被涂覆或以另外的方式处理，以改善其耐磨性。在这种情况下，例如，内齿轮74的外周表面102和/或外齿轮76的内周表面104可利用pvd、cvd或热喷涂技术涂有金属合金、陶瓷或金属陶瓷，和/或可利用阳极氧化、渗硼、渗氮和/或渗碳过程被化学处理。在其中结合涂层将化学或热处理应用于内齿轮和外齿轮74、76的表面88、102、104和/或面90、92中的一个或多个的实施例中，可在化学或热处理过程完成之后将涂层应用于表面88、102、104和/或面90、92，使得涂层覆盖化学或热处理层。
67.电动马达24控制液压摆线泵22的操作，并包括联接至驱动轴64的环形转子98和包围转子98的定子100。在一种形式中，电动马达24可以是永磁电动马达，例如无刷直流(bldc)电动马达。定子100可以由摆线泵22的壳体40支承，并且包括多个周向布置的磁性线圈或电气绕组(未示出)，它们构造成当由例如来自变速器控制模块26的电流通电时产生旋转磁场。转子98可相对于定子100旋转，并包括面对定子100的具有交替极性的多个周向安装的永磁体(未示出)。当定子100的绕组被通电并产生旋转磁场时，转子98的永磁体跟随磁场的旋转并使转子98旋转。转子98的旋转将扭矩直接作用到驱动轴64，所述驱动轴64驱动齿轮组42的旋转和液压摆线泵22的操作。
68.电动马达24被设定尺寸以确保当液压流体的粘性最高时，即使在可能最低的操作温度、即在低至-40℃的温度，所述电动马达24也能向齿轮组42的内齿轮74提供足以有效地驱动齿轮组42旋转的扭矩。由于当前所公开的摆线泵22的壳体40和齿轮组42具有大致相同的线性热膨胀系数，所以齿轮组42与壳体40之间的轴向间隙96将在摆线泵22的整个操作温度范围内保持恒定。并且，与否则启动设置在相同的铝基壳体40内的钢齿轮组的旋转所需的扭矩量相比较，通过在摆线泵22的整个操作温度范围内实现大致恒定的轴向间隙96，可减小在非常低的温度下(例如，在低于0℃的温度下)启动齿轮组42的旋转所需的扭矩量。这样，与用在其它自动变速器系统中以驱动设置在液压摆线泵的铝基壳体内的钢齿轮组的旋转的电动马达的所需额定功率相比较，同样可减小负责驱动齿轮组42的旋转的电动马达24的尺寸或额定功率。鉴于前述公开，本领域的技术人员将容易地意识到这些及其它的益处。
69.尽管已详细描述了最佳模式和其它实施例中的一些，但存在用于实践在所附权利要求中所限定的本教导的各种替代性的设计和实施例。本领域的技术人员应认识到，可在不偏离本公开的范围的情况下对公开的实施例作出变型。此外，本概念明确包括所描述的元件和特征的组合和子组合。详细说明和附图支持并描述本教导，其中，本教导的范围仅由权利要求限定。