车辆差速器壳体以及NVH测试的方法与流程

本发明涉及具有差速器壳体和车轴组件的车辆，更具体地涉及被配置成用于安装到噪声、振动和声振粗糙度(NVH)测试组件的组件。

背景技术：

车辆诸如例如汽车和卡车包括差速器壳体和车轴组件，有时俗称为驱动模块。驱动模块通过传动轴连接到车辆发动机。传动轴将车辆发动机产生的旋转动能(扭矩)传递到组件，组件反过来将旋转动能传递到车轮。在后轮驱动车辆中，传动轴将组件直接联接到车辆的变速器。在全轮或四轮驱动车辆中，还可包括附加部件，诸如例如动力输出单元。

应当理解，驱动模块内的齿轮的旋转可生成或传递振动。这些振动在一些情况下可变成噪声源，造成源可传递到车辆车厢中。已经开发出了测试设备和方法，以在安装到车辆中之前允许NVH的测量。NVH测试方法方法通常包括将能量源(例如，马达)连接到进入差速器壳体并且在每个车轮处的小齿车轴。旋转轴的对齐需要在期望的规格内完成，否则可出现不一致的测试结果。已经发现使轴对齐并且将驱动模块夹紧到测试夹具对NVH测试仪的重复性和和处理量问题有很大贡献。

因此，人们期望提供具有期望可靠性水平的便于NVH测试的驱动模块。

技术实现要素：

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于在车辆差速器壳体和车轴组件上进行噪声、振动和声振粗糙度(NVH)测试的系统。组件包括差速器壳体，差速器壳体具有带有第一孔的第一表面、带有第二孔的第二表面以及第三表面。组件进一步具有小齿轮、第一车轴和第二车轴。系统包括平台和从第一合格表面延伸的第一销。第一销被设置尺寸并且布置在平台上，以接收在第一孔中。第二销从第二合格表面延伸，并且第二销被设置尺寸并且布置在平台上，以接收在第二孔中。第三合格表面布置在平台上以接合第三表面。第一能量源可操作地联接到平台，并且沿第一轴线对齐，第一能量源被配置成沿第一轴线与小齿轮对齐。第二能量源联接到平台，并且沿第二轴线对齐，第二轴线垂直于第一轴线，第二能量源被配置成沿第二轴线与第一车轴对齐。第三能量源联接到平台，并且与第二轴线对齐，第三能量源被配置成沿第二轴线与第二车轴对齐。

在本发明的另一个示例性实施例中，提供了一种被配置成安装到NVH测试仪器上的差速器壳体和车轴组件。NVH测试仪器具有第一销、第二销以及至少一个合格表面。组件包括具有小齿轮镗孔和一对相对的车轴镗孔的差速器壳体。差速器壳体具有第一侧和相对的第二侧，第一侧具有带有在其中形成的第一孔的第一表面，带有在其中形成的第二孔的第二表面以及第三表面。第二侧包括与第一表面相对的第一夹紧表面。第二夹紧表面与第二表面相对布置，而第三夹紧表面与第三表面相对布置，其中第一孔的尺寸设置成并且被定位成接收第一销，而第二孔的尺寸设置成并且被定位成接收第二销。小齿轮布置在小齿轮镗孔中，并且被配置成与NVH测试仪器联接。第一车轴从相对的车轴镗孔中的一个延伸。第二车轴从相对的车轴镗孔中的另一个延伸。

在本发明的又一示例性实施例中，提供了一种差速器壳体和车轴组件的NVH测试的方法。方法包括以下步骤：提供具有平台、第一销、第二销以及至少一个合格表面的测试仪器，该测试仪器进一步具有第一能量源、第二能量源以及第三能量源，第一能量源沿第一轴线对齐，而第二能量源和第三能量源沿第二轴线对齐；提供差速器壳体和车轴组件，该组件包括壳体，壳体具有带有在其中形成的第一孔的第一表面，带有在其中形成的第二孔的第二表面以及第三表面，该组件进一步包括布置在壳体中的小齿轮、第一车轴和第二车轴；将第一销插入到第一孔中，并且将第二销插入到第二孔中；将第一车轴和第二车轴与第二轴线对齐；将小齿轮与第一轴线对齐；将第三表面夹紧到至少一个合格表面；以及将小齿轮联接到第一能量源，将第一车轴联接到第二能量源，并且将第二车轴联接到第三能量源。

当结合附图考虑时，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点从本发明的以下具体描述中显而易见。

附图说明

其他特征、优点和细节仅以示例的方式出现在实施例的以下详细描述中，详细描述参考附图进行，其中：

图1为根据本发明实施例的具有差速器壳体和车轴组件的车辆的底部示意图；

图2为根据本发明实施例的NVH测试仪器的等轴示意图；

图3为图2的NVH测试仪器的一部分的等轴示意图，其中差速器壳体和车轴组件被移除；

图4为根据本发明实施例的用于图1的车辆和图2的NVH测试仪器中的差速器壳体的后视图；

图5为图4的差速器壳体的侧视图；

图6为根据本发明另一个实施例的NVH测试仪器的等轴示意图；

图7为根据本发明另一个实施例的用于图1的车辆和图6的NVH测试仪器中的差速器壳体的顶视图；以及

图8为图7的差速器壳体和车轴组件的底视图。

具体实施方式

以下描述实质上仅为示例性的，而并非旨在限制本公开、其应用或使用。应当理解，贯穿附图，相应的参考标号只是相似或相应的零件和特征。

根据本发明实施例，图1示出具有差速器组件和车轴组件的车辆20，差速器组件和车轴组件统称为驱动模块22。应当理解，车辆20可以为例如汽车、卡车、货车或运动型多用途车。如本文所用，术语车辆并非仅限于汽车、卡车、货车或运动型多用途车，而是也可包括适合于运输负载的任何自推进或牵引式运输工具。车辆20可包括发动机24，诸如汽油内燃发动机或柴油内燃发动机。发动机24可进一步为例如混合式发动机，其将内燃发动机与电动马达组合。发动机24和驱动模块22联接到框架或其他底盘结构26。发动机24通过变速器28和驱动轴30联接到驱动模块22。变速器28可被配置成减小发动机输出的旋转速度并且增加发动机输出的扭矩。然后，修正的输出经由驱动轴30传递到驱动模块22。驱动模块22将通过差速器齿轮组32来自驱动轴30的输出扭矩经由车轴36传递到一对从动车轮34。

差速器齿轮组32布置在差速器壳体42内。差速器齿轮组32经由小齿轮40接收来自驱动轴30的输出，小齿轮40将扭矩传递到环形齿轮44。小齿轮40包括通过凸缘46联接到驱动轴30的轴。差速器齿轮组32由差速器轴承支撑用于在壳体42内旋转。差速器齿轮组32包括布置在壳体42内的侧齿轮38，侧齿轮38联接到并且支撑车轴36的一端。将旋转部件诸如凸缘46联接到小齿轮40或者将侧齿轮38联接到车轴36可使用花键连接来实现。

在一个实施例中，每个车轴36延伸到车轴管54中。车轴管54包括中空内部，中空内部延伸车轴管54的长度。轴承56安装在车轴管54的一端处，以支撑车轴36与从动车轮34相邻的端部。轴密封件57位于轴承56与车轮34之间。车轮安装凸缘58联接到车轴36与轴承56相邻的端部。凸缘58提供接口用于安装从动车轮34。

车辆24进一步包括与发动机24相邻布置的第二组车轮60。在一个实施例中，第二组车轮60也被配置成接收来自发动机24的输出。这有时被称为四轮或全轮驱动配置。在该实施例中，车辆20可包括分动箱62，分动箱62将来自变速器28的输出在前从动车轮34和后从动车轮60之间进行分配。分动箱62将输出的一部分传递到前驱动模块64，前驱动模块64可包括附加部件，诸如将输出传递到车轮60的差速器齿轮组66和车轴68。

应当理解，在驱动模块22、驱动模块64、变速器28、驱动轴30以及差速器齿轮组32、差速器齿轮组66内存在将旋转能量或扭矩传递到车轮的多个旋转部件。应当进一步理解，人们期望减少或最小化来自这些旋转构件的任何噪声或振动到车辆车厢中的传递。

现在参考图2和图3，其示出用于测试驱动模块22的示例性NVH测试仪器70。应当理解，虽然本文的实施例关于后驱动模块22描述NVH测试仪器70，但这是出于示例性的目的并且所要求的发明不应受此限制。在其他实施例中，测试仪器70也可适合于测试前差速器壳体和车轴组件64。NVH测试仪器70包括适合于与凸缘46联接的第一能量源诸如马达72。NVH测试仪器70进一步包括各自与车辆凸缘58中的一个联接的一对相对的能量源，诸如马达74、76。应当理解，马达72、74、76可选择性地通电，以分别将扭矩传递到小齿轮40或车轴36。NVH测试仪器70可进一步具有传感器(未示出)，诸如例如在本领域中已知的加速度计，用于测量驱动模块22上不同点处的振动。

驱动模块22经由平台78安装到NVH测试仪器70。应当理解，平台78相对于马达72、74、76固定。平台78为基本上刚性的结构，其被配置成在操作期间保持驱动模块22。在示例性实施例中，平台包括各自具有相对的夹紧构件的至少三个合格表面83、84、85。如本文所用，术语“合格表面”意为已在期望规格内制造、定位和定向从而允许对被测试物品进行精确和一致测量或测试的表面。在一个实施例中，合格表面83、84、85包括从中延伸的两个销80、82。如以下将更详细讨论，销80、82和合格表面83、84、85配合，以相对于马达72、74、76将驱动模块22保持在期望的位置和定向中，使得小齿轮40和车轴36在期望规格内对齐。夹紧构件诸如旋转夹具86与销80、82和表面84相邻，旋转夹具86包括可在释放位置与接合位置之间移动的臂88。当在接合位置中时，臂88包括夹紧表面，夹紧表面用足够的力接触合格表面诸如例如壳体42上的机械加工的衬垫，以在期望的位置和定向中将驱动模块22保持在销80、82上并且抵靠表面83、84、85，用于进行测试。

在一个实施例中，合格表面83、84、85中的至少一个限定驱动模块在接合位置中与之对齐的第一平面。车轴36的旋转轴线与此第一平面大致平行。进一步地，当在接合位置中时，合格表面83、84、85可将驱动模块22与垂直于第一平面的第二平面对齐。小齿轮40的旋转轴线与第二平面大致平行或共面。

现在参考图4和图5，其示出用于驱动模块22并且带有NVH测试仪器70的示例性差速器壳体42。在该实施例中，壳体42包括布置在相对表面上的多个安装特征件，安装特征件被配置成在驱动模块22安装在平台78上时接合销80、82和表面83、84、85。这些安装特征件包括在机械加工的表面92中形成的一对开口88、90。表面92进一步包括被定位成在组件安装在平台78上时接合表面84的部分94。开口88、90和部分94相对于轴承镗孔102的三个正交中心线96、98、100和车轴镗孔110的三个正交中心线96、98、100在受控公差内定位，轴承支撑小齿轮40。在一个实施例中，开口88、90的直径为14.3mm+/-0.035mm并且位于到中心线96、98和104 0.25mm的真实位置。在该实施例中，定位表面83、84、85到中心线96、98和104的轮廓线为0.25mm，到表面84、83的表面83的轮廓线公差为0.1mm，并且到表面84、85的表面85的轮廓线为0.1mm。表面光洁度中的每个表面光洁度为3.2RA。

壳体42进一步包括与表面92相对布置的多个表面或机械加工的衬垫112。表面112提供使臂88在处于接合位置中时与之接触的表面。应当理解，虽然图4至图5示出的实施例将安装特征件显示为布置在后表面上(意为与小齿轮40相对的表面)，但所要求的发明不应受此限制。在另一个实施例中，安装特征件可位于壳体42的不同部分上，诸如例如肋状件114上。进一步地，虽然所示的实施例显示开口88、90在与部分94共同的表面中形成，但所要求的发明不应受此限制。在其他实施例中，开口88、90可在例如既彼此偏离又与部分94偏离的表面中形成。

在操作中，通过在臂88处于释放位置中的情况下将销80、82放置到开口88、90中而将驱动模块22放置在平台78上。旋转夹具86被致动，从而将臂88移动到接合位置中，其中臂接触表面112，从而推动表面92与表面83、85接触，并且推动部分94与表面84接触。应当理解，销80、82和开口88、90使驱动模块22相对于马达72、74、76在的X-Z平面中对齐，同时表面83、84、85使驱动模块22在Y方向上对齐。这在以以下方式将驱动模块22夹紧到平台78方面提供了优点，即，在期望的公差内可靠且重复地定位小齿轮40和车轴36，并且分别将它们与马达72、74、76对齐，以允许进行可靠并且可重复的NVH测试。

在图4至图5所示的实施例中，平台78与大致在水平方向上(例如，大致平行于小齿轮40的轴线)定向的夹紧压力大致垂直定向。现在参考图6至图8，其示出驱动模块22的实施例，驱动模块22被配置成安装在NVH测试仪器70上，测试仪器70具有在垂直方向上(例如，大致垂直于小齿轮40的轴线)的定向的夹紧压力。在该实施例中，平台78在销80、82指向上的情况下定向。壳体42包括布置在底侧上(例如，当定向在操作位置中时更靠近地面)的两个表面116、118(图8)。每个表面116、118包括尺寸设置成接收销80、82的开口孔120、122。底侧进一步包括与镗孔110相邻布置在壳体42上的一对衬垫或机械加工的表面124、126，其中在镗孔110中，车轴管54离开壳体42。。衬垫124、126被定位成接触平台78上的表面84并且由其支撑。应当理解，虽然所示实施例显示一对衬垫124、126与每个车轴管54相邻，但在其他实施例中，可在每一侧上使用单个衬垫。

在壳体42的顶侧上(图7)，一对机械加工的表面128、130分别与表面116、118相对布置。壳体42的顶侧进一步包括与衬垫124、126相对布置的一对衬垫或机械加工的表面132、134。表面128、130被布置成与一个或多个臂136配合，一个或多个臂136施加夹紧压力到表面128、130并且将驱动模块22保持在适当位置。衬垫132、134被类似地布置成与一个或多个臂138配合。应当理解，臂136、138可以为任何合适的夹紧装置，诸如例如旋转夹具或者摆臂式夹具，其可被配置成接合表面128、130和衬垫132、134，以在测试期间将组件保持在平台78上。进一步地，应当理解，销80、82和开口120、122被布置成使驱动模块22在X-Y平面中相对于马达72、74、76对齐，同时表面84、116、118、124、126使驱动模块22在Z方向上对齐。

虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将理解的是，在未背离本发明范围的情况下可做出各种改变，并且其元件可被等效物替换。另外，在未背离本发明基本范围的情况下，可做出许多修改以使特定情形或材料适合于本发明的教导。因此，本发明并非旨在限于所公开的特定实施例，相反本发明将包括落入本申请范围内的所有实施例。