用于车辆的扭转振动减振器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请是2015年12月10日提交的美国临时申请序号62/265,574的非临时申请，其全部内容通过引用合并于本文。

本发明涉及一种具有后驱动模块的车辆，并且更具体地，涉及一种具有扭转振动减振器的系统，该扭转振动减振器联接到后驱动模块和传动轴的接合部。

背景技术：

车辆，诸如像轿车和卡车，包括通过传动轴连接到车辆发动机的后驱动模块(rdm)。传动轴将由车辆发动机产生的旋转能量(扭矩)传送到后驱动模块，其接着将旋转能量传送到车轮。在后轮驱动车辆中，传动轴直接将rdm联接到车辆的变速箱。在全轮或四轮驱动车辆中，还可以包括附加部件，诸如像动力输出单元。

在操作过程中，由发动机产生的扭转振动可能沿着传动轴传送到rdm。在一些情况下，这些扭转干扰会导致不期望的噪音或加速的部件磨损。

因此，希望提供一种用于在rdm之前抑制传动轴中的扭转振动的装置。

技术实现要素：

在本发明的一个示例性实施例中，提供一种扭转振动减振器。扭转振动减振器包括适合与车辆轴联接的前部导向轴承和联接到前部导向轴承的弹性元件。具有内表面的惯性环可操作地联接到弹性元件，其中前部导向轴承沿惯性环的长度居中地设置。后部导向轴承适合与车辆轴联接，后部导向轴承具有在惯性环的一个末端处与内表面相邻的部分。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，后部导向轴承具有适合与轴联接的第一臂。提供了与内表面相邻设置的第二臂，并且中间部分位于第一臂和第二臂之间。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，后部导向轴承具有从第二臂的末端径向延伸的凸缘。在这个实施例中，凸缘可以与惯性环的末端相邻布置。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，包括设置在第二臂和内表面之间的后部间隔轴承。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，其中前部导向轴承具有适合与轴联接的第一部分。提供了从第一部分延伸的第二部分。进一步地提供了与内表面相邻从第二部分延伸的凸缘。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，包括联接在内表面和弹性元件之间的环形联接器元件。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，包括设置在环形联接器元件、第二部分和内表面之间的间隔轴承。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供扭转振动减振器的另外的实施例，其中车辆轴是传动轴。

在本发明另一个示例性实施例中，提供一种车辆。车辆包括发动机和可操作地联接以从发动机传送扭矩的传动轴。差速齿轮组通过小齿轮轴和扭转振动减振器可操作地联接到传动轴。扭转振动减振器包括适合与传动轴联接的前部导向轴承和联接到前部导向轴承的弹性元件。具有内表面的惯性环可操作地联接到弹性元件，其中前部导向轴承沿惯性环的长度居中地设置，并且后部导向轴承适合与传动轴联接，后部导向轴承具有在惯性环的一个末端处与内表面相邻的部分。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中后部导向轴承包括联接到传动轴的第一臂。提供了与内表面相邻设置的第二臂。提供了布置在第一臂和第二臂之间的中间部分。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中后部导向轴承包括从第二臂的末端径向延伸的凸缘。凸缘与惯性环的末端相邻。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，包括设置在第二臂和内表面之间的后部间隔轴承。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中前部导向轴承包括联接到传动轴的第一部分。提供了从第一部分延伸的第二部分。提供了与内表面相邻从第二部分延伸的凸缘。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，包括联接在内表面和弹性元件之间的环形联接器元件。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，包括设置在环形联接器元件、第二部分和内表面之间的间隔轴承。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中扭力管围绕传动轴设置在发动机和差速器壳体之间。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中扭转振动减振器至少部分地设置在扭力管内。

除了此处所述的一个或多个特征，或作为替代，提供车辆的另外的实施例，其中扭转振动减振器至少部分地设置在差速器壳体内。

本发明包括以下方案：

1、一种扭转振动减振器，包括：

适合与车辆轴联接的前部导向轴承；

联接到前部导向轴承的弹性元件；

可操作地联接到弹性元件的具有内表面的惯性环，其中前部导向轴承沿惯性环的长度居中地设置；和

适合与车辆轴联接的后部导向轴承，后部导向轴承具有在惯性环的一个末端处与所述内表面相邻的部分。

2、根据方案1所述的扭转振动减振器，其中后部导向轴承包括适合与车辆轴联接的第一臂，与所述内表面相邻设置的第二臂，以及在第一臂和第二臂之间的中间部分。

3、根据方案2所述的扭转振动减振器，其中后部导向轴承还包括从第二臂的末端径向延伸的凸缘，凸缘与惯性环的末端相邻。

4、根据方案3所述的扭转振动减振器，还包括设置在第二臂和所述内表面之间的后部间隔轴承。

5、根据方案1所述的扭转振动减振器，其中前部导向轴承包括适合与车辆轴联接的第一部分，从第一部分延伸的第二部分，以及与所述内表面相邻从第二部分延伸的凸缘。

6、根据方案5所述的扭转振动减振器，还包括联接在所述内表面和弹性元件之间的联接环。

7、根据方案6所述的扭转振动减振器，还包括设置在联接环、第二部分和所述内表面之间的间隔轴承。

8、根据方案1所述的扭转振动减振器，其中车辆轴是传动轴。

9、一种车辆，包括

发动机；

可操作地联接以从发动机传送扭矩的传动轴；

通过小齿轮轴可操作地联接到传动轴的差速齿轮组；

和

扭转振动减振器，其包括：

适合与传动轴联接的前部导向轴承；

联接到前部导向轴承的弹性元件；

可操作地联接到弹性元件的具有内表面的惯性环，其中前部导向轴承沿惯性环的长度设置；和

适合与传动轴联接的后部导向轴承，后部导向轴承具有在惯性环的一个末端处与所述内表面相邻的部分。

10、根据方案9所述的车辆，其中后部导向轴承包括联接到传动轴的第一臂、与所述内表面相邻设置的第二臂以及在第一臂和第二臂之间的中间部分。

11、根据方案10所述的车辆，其中后部导向轴承还包括从第二臂的末端径向延伸的凸缘，凸缘与惯性环的末端相邻。

12、根据方案11所述的车辆，还包括设置在第二臂和所述内表面之间的后部间隔轴承。

13、根据方案9所述的车辆，其中前部导向轴承包括适合联接到传动轴的第一部分、从第一部分延伸的第二部分以及与所述内表面相邻从第二部分延伸的凸缘。

14、根据方案13所述的车辆，还包括联接在所述内表面和弹性元件之间的联接环。

15、根据方案14所述的车辆，还包括设置在联接环、第二部分和所述内表面之间的间隔轴承。

16、根据方案9所述的车辆，还包括围绕传动轴设置在发动机和差速器壳体之间的扭力管。

17、根据方案16所述的车辆，其中扭转振动减振器至少部分地设置在扭力管中。

18、根据方案16所述的车辆，其中扭转振动减振器至少部分地设置在差速器壳体中。

从下面结合附图进行的本发明的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点是显而易见的。

附图说明

在以下实施例的详细描述中，仅作为示例，显示其他特征、优点和细节，详细描述参考附图，其中：

图1是根据实施例的具有后驱动模块的车辆的示意平面图；

图2是沿图1的剖面线a-a的局部剖视图，其示出了根据实施例的传动轴和后驱动模块的接合部；

图3是图2的一部分的放大图；

图4是图2的接合部的局部透视图；

图5是根据另一个实施例的传动轴和后驱动模块的接合部的沿图1的剖面线a-a的局部剖视图；以及

图6是根据另一个实施例的传动轴和后驱动模块的接合部的沿图1的剖面线a-a的局部剖视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、其应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的参考标记表示相同或相应的部件和特征。

根据实施例，图1示出了车辆20，其具有前桥组件64和后驱动模块(rdm)22。应该意识到的是，车辆20可以是例如轿车或卡车。车辆20可以包括发动机24，诸如汽油或柴油燃料的内燃发动机。发动机24还可以是混合动力类型发动机，其例如将内燃发动机与电动机结合。在一个实施例中，发动机24包括控制器或发动机控制模块25，该控制器或发动机控制模块25可以在操作过程中选择性地停用发动机24的一个或多个汽缸，以减少燃料消耗。

发动机24和rdm22联接到车辆结构(诸如底盘或车架26)。发动机24通过变速器、分动箱或联接器28和传动轴30联接到rdm22上。变速器28可以被配置成降低旋转速度并且增加发动机输出的扭矩。这修改后的输出然后通过传动轴30被传送到rdm22。rdm22通过车轴36和车轮凸缘58将输出扭矩从传动轴30传送到一对驱动车轮34。在实施例中，传动轴30被设置在壳体内，诸如扭力管31内。扭力管31封装传动轴30并在差速器壳体42的突出部分和变速器28之间延伸。

在一个实施例中，rdm22包括支撑准双曲面齿轮组32的差速器壳体42。如本文所使用的，准双曲面齿轮组32包括环形齿轮、小齿轮轴/齿轮和差速器箱。差速器箱可以包括如在本领域内已知的用于将扭矩从环形齿轮传送到车轴的差速齿轮组组件。在一个实施例中，一对轴管54联接到壳体42并从壳体42延伸。一个或多个车轮轴承56可以设置在轴管54的外端(即差速器壳体42的相反端)处以支撑车轴36。应该意识到的是，在其他实施例中，rdm22可以具有除了准双曲面齿轮组之外的其它配置。

车辆20还包括与发动机24相邻设置的第二组车轮60。在一个实施例中，第二组车轮60也被配置成从发动机24接收输出。这有时被称为四轮或全轮驱动配置。

现在继续参考图1的同时参考图2-4，将描述传动轴30和准双曲面齿轮组32之间的接合部。应该意识到的是，虽然实施例关于后轮驱动车辆进行了描述，但本公开不应被如此限制。在其它实施例中，rdm22可以用于配置为全轮或四轮驱动车辆的车辆中。

如本文所使用的，术语“前部”指一般更靠近发动机24或车辆20的前部的位置，同时术语“后部”指更靠近后车轴36或车辆20的后端的位置。

传动轴30由定向在延伸通过传动轴30的中心的平面上的输入中心线或轴线66限定。传动轴30包括适合与准双曲面齿轮组32的小齿轮轴70联接的末端68。在实施例中，传动轴30是在末端68具有内部(阴)花键67(图4)的中空圆柱形主体。小齿轮轴70的尺寸设置为被接收在中空主体内并具有适合与传动轴30的花键协作的对应的(阳)花键。以这种方式，扭矩从传动轴30传送到准双曲面齿轮组32并然后传送到车轮34(图1)。

应当意识到的是，诸如由于燃烧在整个燃烧循环中不是恒定的或者活塞质量和连接杆质量的运动而在发动机24中产生的扭转振动产生例如交变扭矩。希望在准双曲面齿轮组32之前抑制这些扭转振动以避免不希望的噪音和部件磨损。

根据实施例，提供了与末端68相邻联接到传动轴30的扭转振动减振器72(tva)。tva72被配置成抑制通过传动轴30从发动机24传送的扭转振动。在实施例中，tva72被配置为抑制发动机24曲轴(未示出)的第一扭转固有频率。在其他实施例中，tva72被配置为抑制当发动机24以交替操作模式操作时产生的频率。

tva72包括联接到传动轴30的外径的前部导向轴承74。在实施例中，前部导向轴承74压配到传动轴30上。前部导向轴承74可以具有大体l型截面，具有压配到传动轴30上的第一部分76，和从传动轴30径向向外延伸的主体78。主体78可以包括弯曲以向tva72的前部延伸的末端部分80。末端部分80(图4)可以设置成在末端部分80的外径和惯性环84的内径82之间限定间隙81(图3)。应当意识到的是，为了清楚和示例的目的，图3的间隙81以夸张的尺寸示出。在实施例中，前部导向轴承74由金属板诸如像通过冲压形成并沿惯性环84的长度设置。

联接到第一部分76的外径的是弹性元件86，诸如像弹性体或橡胶元件。选择弹性元件86以具有与惯性环84协作以抑制扭转振动的弹性。在一个实施例中，联接环88联接在弹性元件86和惯性环84之间。在实施例中，联接环88具有大体u形截面，具有联接到弹性元件88的第一臂90、联接到惯性环84的第二臂92和设置在两者之间的中间部分94。中间部分94可以包括接合主体78的外表面。在实施例中，中间部分94和主体78的接合限制了惯性环84在朝向车辆20前部方向上的轴向移动。在实施例中，限制元件(未示出)可以形成到中间部分94和主体78的一者或两者中，以限制联接环88和前部导向轴承74之间的相对旋转运动。

在一个实施例中，联接环88与惯性环84诸如像通过铸造整体形成。

惯性环84是围绕传动轴30或小齿轮轴70设置的大体圆柱形主体。惯性环84具有配置(有时口语上被称之为“调整”)为需要抑制的振动频率的质量。应当意识到的是，希望使惯性环86的质量中心与轴线66间隔开。轴线66与质量中心之间的距离越远，tva72可以执行的效率越高(在尺寸方面)。然而，由于诸如由扭力管31的内表面96或者差速器壳体42的内表面98造成空间限制，惯性环84的外径100可能受到周围结构的限制。结果，为达到期望的质量以提供抑制，可增加惯性环84的长度102。例如在一个实施例中，为实现相同的惯性，随着惯性环84的质量更接近轴线66，惯性环的长度增加到1.86倍并且质量增加到2.63倍。

然而，随着惯性环84的长度102增加，存在惯性环84的末端104、106可能接触内表面96、98的增加的风险。这种接触可能由于由车辆20的操作导致的平移振动或冲击载荷造成的惯性环84围绕弹性元件76的枢转或扭转运动而引起的。换句话说，较长且较重的惯性环在垂直于轴线66的方向上具有较大的力矩。

作为对比，惯性环84的两个实施例包含在下表中：

表1

如从表1可以看出的，实施例2具有比实施例1更小的外径和更长的长度。此外，两个实施例之间围绕轴线66的惯性力矩是相同的。然而，在与实施例1比较时，由于由较长的长度导致的增加的质量，在实施例2中在垂直于轴线66的方向上的惯性力矩几乎大43％。应当意识到的是，这更大的惯性力矩增加了惯性环84接触周围表面的风险。

为解决这个问题，并且减少惯性环84接触扭力管31或差速器壳体42的风险，实施例可以包括后部导向轴承108。后部导向轴承108提供在限制惯性环84的轴向运动以及枢转或扭转运动方面的优点。

在实施例中，后部导向轴承108包括大体u型主体，其具有第一臂110、第二臂112和中间元件114。第一臂110诸如像通过压配联接到传动轴30的外径。在实施例中，第二臂112的外径可以与惯性环84的内径82间隔开(间隙113，图3)。应当意识到的是，第二臂112的外径限制末端106的运动。结果，通过设置第二臂112的外径之间的间隙113小于惯性环84和表面96、98之间的距离，tva72和扭力管31或差速器壳体42之间的接触可以被避免。

在一个实施例中，后部导向轴承108还可以包括凸缘116。凸缘116从第二臂112的末端径向延伸并具有与末端106相邻或与末端106接触的表面。应当意识到的是，凸缘116在向后方向上限制惯性环84的轴向运动。这样，惯性环84的轴向运动在朝向车辆的前部和后部上都受到限制，以及围绕垂直于轴线66的轴线的枢转运动受到限制。

现在参考图5，示出了另一个实施例扭转振动减振器(tva)120。在这个实施例中，前部导向轴承74、弹性元件86和联接环88都以与本文中关于图1-4所述的相同的方式配置，并且为简洁起见在此将不进一步描述。在这个实施例中，后部导向轴承122具有大体u型截面，具有第一臂124、第二臂126和中间部分128。第一臂124诸如像通过压配联接到传动轴30。凸缘130从第二臂126的末端延伸。第二臂126和凸缘130通过间隙与惯性环84的内表面82间隔开。在这个间隙中，间隔轴承132设置在惯性环84和后部导向轴承122之间。

在实施例中，间隔轴承132由塑性材料制成，例如像尼龙。间隔轴承132可以联接到第二臂126并且与惯性环84的内径82的表面接触。间隔轴承132具有大体l型截面，具有设置在末端106和凸缘130之间的部分。在一些实施例中，间隔轴承132提供了以下优点：提供了如此处所述的轴向运动和枢转运动的限制，同时还降低了tva120产生的噪音。

现在参考图6，示出了另一个实施例扭转振动减振器(tva)140。在这个实施例中，后部导向轴承122和间隔轴承132都以与本文中关于图5所述的相同的方式配置，并且为简洁起见在此将不进一步描述。在这个实施例中，前部导向轴承142包括细长的第一部分144，其尺寸设置成限定联接环88的中间部分94和主体146之间的间隙。前部间隔轴承148设置在前部导向轴承142和联接环88之间的间隙中。前部间隔轴承148具有大体l型截面，具有设置在前部导向轴承142上的凸缘152和惯性环84的内径82的表面之间的部分150。

在实施例中，前部间隔轴承148由塑性材料制成，诸如像尼龙。前部间隔轴承148可以联接到第二臂94并与惯性环84的内径82的表面接触。在一些实施例中，前部间隔轴承148提供以下优点：提供了如此处所述的轴向运动和枢转运动的限制，同时还降低了tva120产生的噪音。

应当意识到的是，虽然本文的实施例描述了tva围绕传动轴30设置，但这是为了示例的目的并且要求保护的发明并不如此受限。在其它实施例中，tva可以例如围绕小齿轮轴设置或部分地围绕两个轴设置。

本文描述的一些实施例提供了以下优点：在操作过程中抑制旋转轴中的扭转振动和阻止tva接触周围结构。本文描述的一些实施例提供了以下优点：在受限空间中使用tva，而在操作过程中不接触周围结构。

尽管已经参照示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以用等同物替代其元件。另外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教导。因此，意图是本发明不限于所公开的特定实施例，而是本发明将包括落入本申请范围内的所有实施例。