用于限滑差速器的液压控制单元的制作方法

本申请要求在2014年4月11日提交的美国专利申请No.61/978,413和在2014年11月7日提交的美国专利申请No.29/508,563的权益。上述申请的公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明总的涉及限滑差速器，更具体地涉及向限滑差速器输送液压流体的液压控制单元。

背景技术：

在车辆上设置差速器以容许外侧驱动轮在转弯期间在两个驱动轮继续接收来自发动机的动力的同时旋转得比内侧驱动轮快。虽然差速器在转弯时有用，但它们会允许车辆例如在雪地或泥地或其它光滑介质上失去牵引力。如果任一驱动轮失去牵引力，则它将以高速率转动，而另一个轮可能根本不转动。为了解决这种状况，研发了限滑差速器以将动力从已失去牵引力并且正在转动的驱动轮转移到不转动的驱动轮。

电子控制式限滑差速器可包括液压致动的离合器以限制差速器的输出轴之间的差速旋转。在一些构型中，液压输送装置可定位成远离差速器。在一些实施例中，相对于差速器和/或接纳差速器的壳体安装液压输送装置是挑战性的。此外，将液压联接器连接在液压输送装置与限滑差速器之间会是挑战性的。

在此提供的背景描述的目的是为了大致呈现本发明的上下文。目前署名的发明人的工作(就其在该背景技术部分中描述的程度而言)以及所作描述的提交时不构成现有技术的各个方面既非明确地被认为也非隐含地被认为是就本发明而言的现有技术。

技术实现要素：

向限滑差速器输送液压流体的液压控制单元包括液压控制单元壳体、集槽(sump)和马达。液压控制单元壳体具有容纳偏压组件和活塞的蓄积器(accumulator)壳体部。蓄积器壳体部连同活塞形成蓄积器腔室。所述集槽被限定在所述液压控制单元壳体中并且至少部分地与蓄积器壳体部占据共同的空间。马达构造成将流体泵送到蓄积器壳体部的蓄积器腔室中。泵送到蓄积器壳体部中的流体使偏压组件至少部分地收缩并且将预充料(pre-charge)导入所述液压控制单元中。偏压组件构造成沿第一方向伸展并且驱促活塞，从而引起流体从液压控制单元被传送到限滑差速器中。

根据另外的特征，液压控制单元壳体还包括具有均限定出第一直径的第一接纳孔口和第二接纳孔口的液压控制单元壳体安装结构。均限定出比第一直径小的第二直径的第一对第一紧固件将液压控制单元与容纳限滑差速器的桥壳联接。液压联接器可具有由在液压控制单元壳体上限定出的第一接纳孔口接纳的第一端。该液压联接器可具有构造成由在与限滑差速器相关联的液压端口上限定出的第二接纳孔口接纳的第二端。至少一个O形圈可设置在与第二接纳孔口密封地接合的第二端周围。液压联接器可构造成延伸穿过在桥壳中限定出的液压联接器接纳孔口。

根据另一些特征，桥壳可限定出比液压联接器的外径大的内径。液压联接器在液压控制单元装配在限滑差速器上期间被容许定位在相对于桥壳的内径的多个位置处，以适应差速器相对于桥壳的相应的多个位置。第一安装部件和第二安装部件可分别包括(i)第三接纳孔口和第四接纳孔口，以及(ii)第一安装通路和第二安装通路。第二对第一紧固件可分别延伸穿过第三接纳孔口和第四接纳孔口，从而将液压控制单元与桥壳联接。

根据又一些特征，一对第二紧固件可延伸穿过第一安装通路和第二安装通路并与液压控制单元壳体匹配以在此处将第一安装部件与第二安装部件联接。液压控制单元可在与桥壳联接之前被预充填以液压流体。偏压组件还可包括具有第一弹簧刚度的第一偏压部件和具有第二弹簧刚度的第二偏压部件。第一弹簧刚度可与第二弹簧刚度不同。

向限滑差速器输送液压流体并且根据本发明的另一实施例构成的液压控制单元包括液压控制单元壳体、集槽、马达和液压联接器。液压控制单元壳体可具有容纳偏压组件和活塞的蓄积器壳体部。蓄积器壳体部连同活塞形成蓄积器腔室。集槽可在液压控制单元壳体中限定。集槽可至少部分地与蓄积器壳体部占据共同的空间。马达可构造成将流体泵送到蓄积器壳体部的蓄积器腔室中。液压联接器可具有(i)由在液压控制单元壳体上限定出的第一接纳孔口接纳的第一端，和(ii)构造成由在与限滑差速器相关联的液压端口上限定出的第二接纳孔口接纳的第二端。泵送到蓄积器壳体部的蓄积器腔室中的流体使偏压组件至少部分地收缩并且将预充料导入所述液压控制单元中。偏压组件构造成沿第一方向伸展并且驱促活塞，从而引起流体从液压控制单元被传送到限滑差速器中。

根据另外的特征，至少一个O形圈可设置在与第二接纳孔口密封地接合的第二端周围。液压联接器可构造成延伸穿过在桥壳中限定出的液压联接器接纳孔口。桥壳可限定出比液压联接器的外径大的内径。液压联接器在液压控制单元装配在限滑差速器上期间被容许定位在相对于桥壳的内径的多个位置处，以适应差速器相对于桥壳的相应的多个位置。

根据另一些特征，液压控制单元壳体还可包括具有均限定出第一直径的第一接纳孔口和第二接纳孔口的液压控制单元壳体安装结构。均限定出比第一直径小的第二直径的第一对第一紧固件将液压控制单元与容纳限滑差速器的桥壳联接。第一安装部件和第二安装部件可分别包括(i)第三接纳孔口和第四接纳孔口，以及(ii)第一安装通路和第二安装通路。第二对第一紧固件分别延伸穿过第三接纳孔口和第四接纳孔口，从而将液压控制单元与桥壳联接。第三接纳孔口横向于第一安装通路。第四接纳孔口横向于第二安装通路。

根据另一些特征，一对第二紧固件可延伸穿过第一安装通路和第二安装通路并与液压控制单元壳体匹配以在此处联接第一安装部件与第二安装部件。液压控制单元可在与桥壳联接之前被预充填以液压流体。偏压组件还可包括具有第一弹簧刚度的第一偏压部件和具有第二弹簧刚度的第二偏压部件。第一弹簧刚度可与第二弹簧刚度不同。

附图说明

根据详细描述和附图，将更充分地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例构成并且被示出为组装在桥壳上的液压控制单元的正面透视图；

图2是沿线2-2截取的图1的液压控制单元的截面图；

图3是沿线3-3截取的图2的液压控制单元的截面图；

图4是图1的液压控制单元的附接区域的详图；

图5是沿图2的线5-5截取并在高压端口处截取的液压控制装置的截面图，示出了防转动构件；

图6是液压控制单元和桥壳的分解透视图；以及

图7是图1的液压控制单元的正面透视图，并且示出为分解各种紧固件以用于示出。

具体实施方式

首先参照图1，示出了根据本发明的一个实施例构成的液压控制单元并且总体上用附图标记10表示。如文中将理解的，根据本发明的液压控制单元10提供了可抵靠或相对于(relative to)桥壳12安装的单个单元。该构型允许简单的组装和设置。一般而言，液压控制单元10可经液压联接器20(图5)向容纳在桥壳12中的限滑差速器14输送液压流体。限滑差速器14可以是具有离合器22和活塞(未具体示出)的电子限滑差速器。

限滑差速器14可操作成驱动与一对相应的驱动轮(未示出)连接的一对半轴30、32。一般而言，限滑差速器14在通常工况期间用作传统的开式差速器，直至发生需要偏置转矩的事件。当检测或预料到牵引力的损失时，离合器22可被选择性地致动成产生针对该状况的最佳偏置率。

限滑差速器14还可包括配置在差速器壳26中的差速齿轮组件24，其起作用以允许半轴30、32以不同速度旋转。差速齿轮组件24可包括安装成与半轴30和32(以及驱动轮)一起旋转的一对侧齿轮(未具体示出)。在下文描述的开式构型中，差速齿轮组件起作用以允许半轴30和32以不同速度旋转。

离合器22将驱动轴输出部与差速齿轮组件24联接。离合器22可包括离合器组件(未具体示出)，该离合器组件具有在多个环形摩擦盘之间交错设置的多个环形板。多个环形板和环形摩擦盘在彼此之间交错设置并且作用成在离合器22处于其打开位置时以基本上不接触的关系旋转经过彼此。然而，本领域的技术人员应该理解的是，本文使用的术语“不接触”是相对的且并非意在一定表示环形板和环形摩擦盘在离合器22处于打开状态下时绝对不接触。环形板和环形摩擦盘可相对于彼此沿轴向移动成摩擦接合，由此在离合器22处于闭合或部分闭合构型时减少环形板和环形摩擦盘之间的相对旋转。这样，当离合器22处于其闭合位置时，侧齿轮以及半轴和驱动轮一起旋转。

离合器22在打开构型下可操作成允许侧齿轮彼此独立地(例如，以不同速度)旋转。离合器22还可在其中侧齿轮一起或部分地一起(亦即，不独立地)例如以基本上相同的速度旋转的闭合或部分闭合构型中操作。离合器22是液压式离合器，其利用从液压控制单元10经液压流体联接器20提供的加压液压流体作用于活塞上以在打开、闭合和部分闭合构型之间选择性地致动离合器组件。将理解，上述限滑差速器14仅仅是示例性的。在这方面，液压控制单元10可用于向任何限滑差速器构型的致动器(活塞等)输送液压流体。

现在总体上参考图1-7，将更详细地描述液压控制单元10。液压控制单元10总体上可包括液压控制单元壳体50，该液压控制单元壳体50具有蓄积器壳体部54和壳体歧管部56。蓄积器壳体部54连同活塞67可限定出蓄积器腔室64。蓄积器壳体部54容纳第一偏压部件66A和第二偏压部件66B以及活塞67。第一偏压部件66A和第二偏压部件66B在文中可被通称为偏压组件68。第一偏压部件66A具有第一弹簧刚度，而第二偏压部件66B具有第二弹簧刚度。第一弹簧刚度和第二弹簧刚度一起协作成给偏压组件68提供期望的弹簧刚度。如文中将变得明显的，流体在活塞67后方被泵送到蓄积器腔室64中以引起活塞67朝第一偏压部件66A和第二偏压部件66B平移。

在本发明的液压控制单元10中，蓄积器腔室64容纳偏压部件66A、66B并且还提供液压集槽69(图3)。这种构型允许缩小的组装空间。壳体歧管部56可限定出构造成提供对文中公开的各种传感器的接近的各种流体通路。液压控制单元10还可包括马达70，该马达可与液压控制单元壳体50联接。

液压控制单元10还可包括离合器活塞压力传感器72(图5)、蓄积器压力传感器74和三向比例调节阀76。离合器活塞压力传感器72可由液压控制单元壳体50螺纹接合地或以其它方式紧固地接纳。离合器活塞压力传感器72可构造成测量限滑差速器14的活塞处的压力。蓄积器压力传感器74可由液压控制单元壳体50可螺纹接合地或以其它方式紧固地接纳。蓄积器压力传感器74可配置成测量蓄积器腔室64中的压力。三向比例调节阀76可与液压控制单元壳体50紧固地联接。三向比例调节阀76可构造成调节一体的液压控制单元壳体50内的流体压力。

马达70可操作活塞泵或内齿轮油泵齿轮组件并且可常规地构成。内齿轮油泵齿轮组件可包括内齿轮油泵内齿轮和内齿轮油泵外齿轮。内齿轮油泵齿轮组件的操作可以是常规的，其中齿轮油泵内齿轮和外齿轮的相对旋转可引起在容纳于液压控制单元壳体50中的流体上的泵送作用。在使用活塞泵的实施例中，活塞泵可引起在容纳于液压控制单元壳体50中的流体上的泵送作用。该泵送作用最终引起流体被泵送到蓄积器腔室64(与集槽69共享共同的空间)中。该泵送作用最终引起流体被泵送到蓄积器腔室64中。这样一来，偏压部件66A、66B至少部分地收缩并且将预充料导入系统中。在这方面，马达70不需要恒定地运行。作用在活塞67上的偏压部件66A、66B可将流体压力导入限滑差速器12中。在活塞67中可设置有泄压阀80。泄压阀80在过压故障的情况下可通过释放流体来保护系统。

现在具体参考图4-7，将描述液压控制单元壳体50的另外的特征。液压控制单元壳体50可限定出构造成接纳液压联接器20的接纳孔口84(图5)。液压控制单元壳体50可包括以附图标记86共同表示的液压控制单元壳体安装结构。液压控制单元壳体安装结构86一般可包括第一接纳孔口88A、第二接纳孔口88B、第三接纳孔口88C和第四接纳孔口88D。第一接纳孔口88A、第二接纳孔口88B、第三接纳孔口88C和第四接纳孔口88D可限定出第一直径D1(图7)。在所示的实施例中，第三接纳孔口88C和第四接纳孔口88D可分别形成在安装部件90A和90B上。安装部件90A和90B可分别限定出以总体上横向于接纳孔口88C和88D的取向构成的安装通路92A和92B。安装通路92A和92B可与在壳体歧管部56中形成的连接孔口94A和94B对齐。

第一紧固件96A和96B可延伸穿过安装通路92A和92B并与连接孔口94A和94B可螺纹接合地配合。第一紧固件96A和96B将安装部件90A和90B与壳体歧管部56联接。第二紧固件100A、100B、100C和100D可延伸穿过接纳孔口88A、88B、88C和88D。第二紧固件100A、100B、100C和100D可具有外径D2(图7)。外径D2小于第一直径D1，以允许装配期间的错位，如文中将变得显而易见的。

特别参考图6，桥壳12限定出第一安装孔口126、第二安装孔口128、第三安装孔口130、第四安装孔口132和液压联接器接纳孔口134。一般而言，液压联接器接纳孔口134构造成接纳液压联接器20。在所示的实施例中，液压联接器接纳孔口134限定出比液压联接器20的直径D4大的直径D3，以允许液压联接器20适当地位于在由差速器壳26提供的液压端口142上限定出的接纳孔口140。此外，如下所述，差速器壳26在填隙期间(shimming)可在桥壳12内移动。在这方面，在桥壳12上限定出的内径D5大于从差速器壳26延伸的液压端口142的外径D6。在这方面，液压控制单元10将自行定位到液压联接器接纳孔口134和接纳孔口140中。第二紧固件100A可与第一安装孔口126可螺纹接合地配合。第二紧固件100B可与第二安装孔口128可螺纹接合地配合。第三紧固件100C可与第三安装孔口130可螺纹接合地配合。第三紧固件100D可与第四安装孔口132可螺纹接合地配合。

在差速器组件14装配到桥壳12中期间，限滑差速器14相对于桥壳12被填隙以消除预定量的间隙。在填隙期间，限滑差速器14可偏向左或右(朝向和背离半轴30和32)。在这方面，在液压端口142上限定出的接纳孔口140的位置不会始终处于同一位置。液压联接器接纳孔口134的尺寸(内径D3)允许液压联接器20适当地对齐，以在仍与液压控制单元壳体50连接的同时接纳在接纳孔口140中。液压联接器20在液压控制单元10装配在限滑差速器26上期间被容许定位在相对于桥壳12的内径D3的多个位置处，以适应差速器26相对于桥壳12的相应的多个位置。第一O形圈144可密封地位于液压联接器20与壳体歧管部56之间。液压联接器还可包括接纳在沟槽148中的第二O形圈146。第二O形圈146与接纳孔口140密封地接合。

一旦液压联接器20由液压端口142适当地接纳并且得到可接受的对齐，第二紧固件100A和100B便可利用桥壳12的第一安装孔口126和第二安装孔口128紧固到固定位置。特别地，接纳孔口88A和88B具有比第二紧固件100A和100B大的直径，从而允许壳体歧管56在将第二紧固件100A和100B紧固到相应的第一安装孔口126和第二安装孔口128中之前相对于桥壳12的横向移动。第二紧固件100C和100D然后可被紧固在第三安装孔口130和第四安装孔口132中。接纳孔口88C和88D可具有比第二紧固件100C和100D大的直径，以允许第一紧固件100A和第二紧固件100B相对于桥壳12固定壳体歧管部56所引起的错位。

液压联接器20可提供抑制液压联接器20在安装后的位置围绕其轴线的旋转的防旋转特性。在一种构型中，液压控制单元10可在与桥壳12联接之前被预充填以液压流体。可在液压联接器20与液压联接器接纳孔口134和/或接纳孔口140之间的界面处实施密封件(未具体示出)。这种密封件可在将液压联接器20定位在液压联接器接纳孔口134和/或接纳孔口140中的动作期间被刺穿。

为了示出和描述的目的已提供了对实施例的上述说明。这并非意在穷举，也非意在限制本发明。特定实施例的各个要素或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下可互换并且可用于所选择的实施例中，即使未特别示出或描述。其也能以多种方式改变。这些改变不应视为脱离了本发明，并且所有这类修改意图被包括在本发明的范围内。