专利名称：用于驱动桥总成的改进润滑系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动桥总成，更具体地，涉及具有设计以改进驱动桥润滑的结构的驱动桥总成。
背景技术：
大多数车辆包括一个或多个驱动桥总成。传统驱动桥总成包括一对从壳体延伸的半轴，一个或多个车轮安装于桥壳体上。驱动桥总成中的半轴由布置在壳体中的轮间差速器驱动。轮间差速器包括与齿圈(其驱动多个锥齿轮以使半轴旋转)啮合的小齿轮。
驱动桥总成壳体通常具有前开口，以允许输入轴与外部万向节叉或法兰的连接，外部节叉或法兰与车辆的驱动轴相连。输入轴为轮间差速器的小齿轮提供动力。
驱动桥总成壳体通常还具有后开口，其由盖板封闭。盖板和驱动桥总成壳体提供了润滑油底壳或储槽。盖板包括相对较小的开口，润滑油通过该开口进入驱动桥总成并进入油底壳。提供一个塞子以封闭该开口。
在传统驱动桥总成中，齿圈从油底壳拾取润滑油并使润滑油运动，使得润滑油在驱动桥总成内循环，以润滑驱动桥总成的运动部件。传统驱动桥总成可以包含导流器以引导润滑油或者控制润滑油油位。传统总成还可以包括过滤器以从润滑油中去除污染物。
传统驱动桥总成具有几个缺点。传统总成要求齿圈在驱动桥总成中搅动相对较大量的润滑油。这种搅动对效率和燃料经济性有不利影响，且还会增高润滑油的温度。一种减小搅油损失的选择是降低驱动桥总成中的润滑油油位。但是，这样做缩短了润滑油的使用寿命，从而增加了所需的维护(包括更频繁地排出和回注润滑油)。传统驱动桥总成还经常会遇到将污染物混入润滑油中的问题。由于在桥总成工作前没有充分清理壳体，会有铸造用砂。而且，总成的工作会导致金属颗粒混入润滑油中。一种用于解决污染的选择是使用过滤系统以去除润滑油底壳中存在的各种污染物。但是，传统过滤系统通常需要排出润滑油以维护过滤系统。
发明人在这里已经认识到对于将使上述缺点最小化或消除的驱动桥总成的需求。
发明内容
本发明提供一种驱动桥总成。该驱动桥总成包括驱动桥壳体，从驱动桥壳体的相对侧延伸的第一和第二半轴，和布置在驱动桥壳体内的差速器。该差速器包括由输入轴驱动的小齿轮，由小齿轮驱动的齿圈，和由齿圈驱动并传动地连接至第一和第二半轴的多个差速齿轮。该驱动桥总成还包括连接至驱动桥壳体的盖板。该驱动桥壳体和盖板限定了油底壳。盖板包括开口，润滑油通过该开口进入并接纳在油底壳中。该驱动桥总成还包括安装至盖板上的集油器。该集油器限定了井和靠近该井底部的流道。该流道具有入口和出口。该驱动桥总成还包括通过盖板中的开口插入至集油器流道中的塞子。该塞子具有布置在流道入口和出口之间的过滤器，其中至少一部分由齿圈飞溅的润滑油被集油器捕获并在通过过滤器后返回油底壳。
根据本发明的驱动桥总成与现有的驱动桥总成相比是有利的。本发明的驱动桥总成采用集油器，通过降低驱动桥总成中的动态润滑油油位，以减小搅油损失，而对润滑油寿命没有不利影响。因为维持驱动桥中的润滑油总量不变，本发明的总成维持或延长现有的润滑油换油期限。本发明总成减小了搅油损失，因而降低了润滑油底壳的工作温度。搅油损失和润滑油底壳温度的降低提高了效率和燃料经济性。此外，对于集油器的使用，本发明的总成还提供了用于过滤润滑油底壳中污染物的装置。通过将过滤器安装在用于盖板开口的塞子中，过滤器的维修或维护变得更加简单。
通过下面的详细说明和以示例方式表示本发明特征的附图，本发明的这些和其它特征和目的将对本领域技术人员变得显而易见。
图1是根据本发明的驱动桥总成的截面图。
图2是表示图1中驱动桥总成一部分的部分剖视透视图。
图3是沿着图2中3-3线所作的截面图。
具体实施例方式
下面参考附图，其中相同的附图标记用于表示不同视图中相同的部件，图1表示根据本发明的驱动桥总成10。总成10特别适于用在中型和重型卡车中。但是，应该理解本发明不限于用在中型和重型卡车中，可以用在变化广泛的车辆和非车辆应用中。总成10用于驱动支撑在总成10每一侧的轮子(图中未表示)。总成10可以包括驱动桥壳体12，盖板14，输入轴16，差速器18和半轴20，22。根据本发明，总成10包括集油器24和塞子26。
壳体12为总成10的其它部件提供结构支撑。壳体12还保护总成10的其它部件不受外部物体和因素的影响。壳体12可以由常规金属和金属合金制成，例如钢，且可以包括多个尺寸相关于总成10的部件而制定且使用传统紧固件连接在一起的部件。壳体12限定了输入轴16延伸穿过的前部开口28，半轴20，22延伸穿过的侧开口30，32，和由盖板14封闭的后部开口34。
盖板14封闭驱动桥壳体12中的后部开口34，且盖板14与壳体12一起限定了收集润滑油的油底壳36。用诸如螺栓，螺丝，销或焊接等传统紧固件将盖板14连接至壳体12。盖板14包括开口38，润滑油可以通过开口38进入总成10并接纳在油底壳36中。
输入轴16用于从驱动轴(图中未表示)向差速器18传递力矩以驱动车轮(图中未表示)。输入轴16在现有技术中是常规的，且可以由轴承(图中未表示)支撑以在壳体12中围绕轴线40旋转。输入轴16通过传统输入叉42由驱动轴驱动。输入叉42可以用花键连接至输入轴16的前端，且输入叉42可以通过围绕从输入轴16前端延伸且与输入轴16是一体的双头螺栓布置的螺母和垫圈而保持在输入轴16上。
差速器18用来允许半轴20，22(和支撑在半轴20，22上的车轮)以不同的速度旋转。差速器18在现有技术中是常规的并布置在壳体12中。差速器18可以包括小齿轮44，齿圈46，差速器壳体48，十字轴50，和差速齿轮52，54。
小齿轮44从输入轴16向齿圈46传递力矩。小齿轮44可以由传统金属和金属合金制成且可以包括准双曲面齿轮。小齿轮44在输入轴16的后端围绕输入轴16布置，并由输入轴16驱动围绕轴线40旋转。小齿轮44可以与输入轴16成为一体，或可以采用传统花键连接或现有技术中惯用的其它方式安装到输入轴16上。
齿圈46用来从小齿轮44向差速器壳体48，十字轴50和差速齿轮52传递力矩，且在现有技术中是常规的。齿圈46也可以由传统金属和金属合金制成，且也可以包括准双曲面齿轮。齿圈46与小齿轮44啮合并由小齿轮44驱动。齿圈46也附连在差速器壳体48上或可以与其成为一体。齿圈46围绕旋转轴线56布置。齿圈46的旋转还使润滑油在总成10中循环，并使至少一部分润滑油穿过下面详细说明的集油器24。
差速器壳体48保持并支撑十字轴50和差速齿轮52，54。差速器壳体48在现有技术中是常规的，并与齿圈46一起旋转。差速器壳体48由轴承58，60支撑以在壳体12中旋转。
十字轴50提供用于差速齿轮52的安装构造且在现有技术中是惯用的。十字轴50被支撑在差速器壳体48中，并以现有技术中惯用的方式随其旋转。
差速齿轮52，54向半轴20，22传递力矩。差速齿轮52，54在现有技术中是惯用的，且可以包括传统的锥齿轮。差速齿轮52以传统方式安装在十字轴50的臂上且由齿圈46驱动。侧齿轮54从齿轮52向半轴20，22传递力矩。齿轮54围绕轴线56布置，且通过花键连接或现有技术中惯用的其它方式连接至半轴。
半轴20，22以传动的方式将车轮(图中未表示)支撑在驱动桥总成10的每一侧。半轴20，22在现有技术中是惯用的，并通过开口30，32从驱动桥壳体12的相对侧延伸。
集油器24用来收集由齿圈46和总成10的其它部件飞溅的一部分润滑油。集油器24安装在盖板14内侧。集油器24可以采用一个或多个焊缝或采用其它传统紧固件安装至盖板14。现在参考图2-3，集油器24可以包括底壁62和侧壁64，66，68(其中盖板14形成了对着壁66的另一个壁)。为了下面所述的目的，套筒70形成在壁62，68的交界。集油器24限定了由62，64，66，68(和盖板14)形成的井72。参考图3，集油器24还限定了在井72底部通过套筒70的流道74。流道74包括入口76和出口78，且与盖板14中的开口38对准。井72具有由壁64，66，68的边限定的对着底壁62的入80，和流道74的入口76附近的出口82，入口80的尺寸大于出口82。
塞子26塞住盖板14中的开口38，其中润滑油通过开口38进入总成10。塞子26还包含过滤器84，以从润滑油中过滤掉污染物。过滤器84可以包括丝网过滤器，虽然应该理解可以采用其它过滤器，而不会偏离本发明的精神。通过在用于盖板开口38的塞子26中安装过滤器84，过滤器84的维修或维护变得更容易。塞子26通过开口38塞入集油器24中的流道74，使得过滤器84布置在流道74的入口76和出口78之间。塞子26可以旋入开口38中，且可采用密封(图中未表示)来防止润滑油泄漏。塞子26可以相对于水平面成一定角度，特别地，可以相对于水平面向上成大约4度到大约12度之间的角度α。在塞入塞子26后，过滤器84位于油底壳36中润滑油工作油位上方。过滤器84位于润滑油工作油位上方使得过滤器84的维护无需排出总成10中的润滑油。
至少一部分由齿圈46和/或总成10其它部件飞溅的润滑油通过入口80进入集油器24的井72。因为井72的出口82在尺寸上小于入口80，润滑油收集在井72中。以这种方式，集油器24降低总成10中的动态润滑油油位以减小搅油损失，从而降低润滑油底壳的工作温度并提高效率和燃料经济性。而且，由于动态润滑油油位降低而不降低总成10中的总润滑油量，从而减小了搅油损失而没有对润滑油寿命和润滑油换油期限的不利影响。润滑油将基于齿圈46的转速以变化的速率收集在井72中(在高转速下更快地收集和在低转速下更慢地收集需要更多力矩)，从而确保在所有工作条件下充分润滑。润滑油在井72中的收集通过改变过滤器84的孔径和流道74出口78的尺寸而进一步改进和控制。
井72中的润滑油通过出口82流出井72，并通过入口76流入流道74。润滑油在一个方向中流入过滤器84，并在另一个方向中流出过滤器84。如图3中所示，润滑油可以在相对于流入过滤器84的方向成一定角度的方向中，通过流道74的出口78流出过滤器84。从过滤器84流出的方向可以基本上垂直于流入过滤器84的方向。通过流道74的出口78流出集油器24的润滑油重新进入油底壳36，同时油底壳中的最大润滑油油位保持在过滤器84下方。
虽然已经参考优选实施例特别地表示和说明了本发明，但本领域技术人员知道可以对本发明作出各种变化和改变，而不会偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种驱动桥总成，包括驱动桥壳体；从所述驱动桥壳体的相对侧延伸的第一和第二半轴；布置在所述驱动桥壳体内的差速器，所述差速器包括由输入轴驱动的小齿轮，由所述小齿轮驱动的齿圈，和由所述齿圈驱动并传动地连接至所述第一和第二半轴的多个差速齿轮；连接至所述驱动桥壳体的盖板，所述盖板包括开口，润滑油通过该开口进入并接纳在油底壳中，油底壳由所述驱动桥壳体和所述盖板限定，安装至所述盖板上的集油器，所述集油器限定了井和靠近所述井底部的流道，所述流道具有入口和出口；通过所述盖板中的所述开口插入至所述集油器中的所述流道中的塞子，所述塞子具有布置在所述流道中所述入口和所述出口之间的过滤器，其中至少一部分由所述齿圈飞溅的润滑油被所述集油器捕获并在通过所述过滤器后返回所述油底壳。
2.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其中所述油底壳中的所述润滑油最大油位低于所述过滤器。
3.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其中所述塞子相对于水平面成一定角度。
4.根据权利要求3所述的驱动桥总成，其中所述塞子相对于所述水平面向上成一定角度。
5.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其中所述润滑油在第一方向中流入所述过滤器并在第二方向中流出所述过滤器，所述第二方向相对于所述第一方向成一定角度。
6.根据权利要求5所述的驱动桥总成，其中所述第二方向大致垂直于所述第一方向。
7.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其中所述过滤器是丝网过滤器。
8.根据权利要求1所述的驱动桥总成，其中所述集油器中的所述井具有入口和出口，所述入口尺寸大于所述出口。
全文摘要
提供一种用于驱动桥总成(10)的改进润滑系统，其采用与过滤器塞子(26)相连的集油器(24)，以降低驱动桥总成(10)中的动态润滑油油位，并过滤润滑油底壳(36)中的污染物。集油器(24)附连到盖板(14)上，盖板连接至驱动桥壳体(12)，并且集油器限定了井(72)和井(72)底部附近的流道(74)。流道(74)与开口(38)对准，润滑油通过开口(38)进入壳体。具有过滤器(84)的塞子(26)通过盖板(14)中的开口(38)插入流道(74)。本发明通过降低驱动桥总成中的动态润滑油油位来减小搅油损失，而对润滑油寿命没有不利影响。
文档编号F16N39/06GK101027507SQ200580032189
公开日2007年8月29日 申请日期2005年6月24日 优先权日2004年9月23日
发明者G·A·特纳, L·温斯特鲁普 申请人:达纳公司