相關申請的交叉引用

本申請是2015年12月10日提交的美國臨時申請序號62/265,574的非臨時申請，其全部內容通過引用合并于本文。

本發(fā)明涉及一種具有后驅動模塊的車輛，并且更具體地，涉及一種具有扭轉振動減振器的系統(tǒng)，該扭轉振動減振器聯接到后驅動模塊和傳動軸的接合部。

背景技術：

車輛，諸如像轎車和卡車，包括通過傳動軸連接到車輛發(fā)動機的后驅動模塊(rdm)。傳動軸將由車輛發(fā)動機產生的旋轉能量(扭矩)傳送到后驅動模塊，其接著將旋轉能量傳送到車輪。在后輪驅動車輛中，傳動軸直接將rdm聯接到車輛的變速箱。在全輪或四輪驅動車輛中，還可以包括附加部件，諸如像動力輸出單元。

在操作過程中，由發(fā)動機產生的扭轉振動可能沿著傳動軸傳送到rdm。在一些情況下，這些扭轉干擾會導致不期望的噪音或加速的部件磨損。

因此，希望提供一種用于在rdm之前抑制傳動軸中的扭轉振動的裝置。

技術實現要素：

在本發(fā)明的一個示例性實施例中，提供一種扭轉振動減振器。扭轉振動減振器包括適合與車輛軸聯接的前部導向軸承和聯接到前部導向軸承的彈性元件。具有內表面的慣性環(huán)可操作地聯接到彈性元件，其中前部導向軸承沿慣性環(huán)的長度居中地設置。后部導向軸承適合與車輛軸聯接，后部導向軸承具有在慣性環(huán)的一個末端處與內表面相鄰的部分。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，后部導向軸承具有適合與軸聯接的第一臂。提供了與內表面相鄰設置的第二臂，并且中間部分位于第一臂和第二臂之間。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，后部導向軸承具有從第二臂的末端徑向延伸的凸緣。在這個實施例中，凸緣可以與慣性環(huán)的末端相鄰布置。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，包括設置在第二臂和內表面之間的后部間隔軸承。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，其中前部導向軸承具有適合與軸聯接的第一部分。提供了從第一部分延伸的第二部分。進一步地提供了與內表面相鄰從第二部分延伸的凸緣。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，包括聯接在內表面和彈性元件之間的環(huán)形聯接器元件。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，包括設置在環(huán)形聯接器元件、第二部分和內表面之間的間隔軸承。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供扭轉振動減振器的另外的實施例，其中車輛軸是傳動軸。

在本發(fā)明另一個示例性實施例中，提供一種車輛。車輛包括發(fā)動機和可操作地聯接以從發(fā)動機傳送扭矩的傳動軸。差速齒輪組通過小齒輪軸和扭轉振動減振器可操作地聯接到傳動軸。扭轉振動減振器包括適合與傳動軸聯接的前部導向軸承和聯接到前部導向軸承的彈性元件。具有內表面的慣性環(huán)可操作地聯接到彈性元件，其中前部導向軸承沿慣性環(huán)的長度居中地設置，并且后部導向軸承適合與傳動軸聯接，后部導向軸承具有在慣性環(huán)的一個末端處與內表面相鄰的部分。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中后部導向軸承包括聯接到傳動軸的第一臂。提供了與內表面相鄰設置的第二臂。提供了布置在第一臂和第二臂之間的中間部分。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中后部導向軸承包括從第二臂的末端徑向延伸的凸緣。凸緣與慣性環(huán)的末端相鄰。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，包括設置在第二臂和內表面之間的后部間隔軸承。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中前部導向軸承包括聯接到傳動軸的第一部分。提供了從第一部分延伸的第二部分。提供了與內表面相鄰從第二部分延伸的凸緣。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，包括聯接在內表面和彈性元件之間的環(huán)形聯接器元件。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，包括設置在環(huán)形聯接器元件、第二部分和內表面之間的間隔軸承。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中扭力管圍繞傳動軸設置在發(fā)動機和差速器殼體之間。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中扭轉振動減振器至少部分地設置在扭力管內。

除了此處所述的一個或多個特征，或作為替代，提供車輛的另外的實施例，其中扭轉振動減振器至少部分地設置在差速器殼體內。

本發(fā)明包括以下方案：

1、一種扭轉振動減振器，包括：

適合與車輛軸聯接的前部導向軸承；

聯接到前部導向軸承的彈性元件；

可操作地聯接到彈性元件的具有內表面的慣性環(huán)，其中前部導向軸承沿慣性環(huán)的長度居中地設置；和

適合與車輛軸聯接的后部導向軸承，后部導向軸承具有在慣性環(huán)的一個末端處與所述內表面相鄰的部分。

2、根據方案1所述的扭轉振動減振器，其中后部導向軸承包括適合與車輛軸聯接的第一臂，與所述內表面相鄰設置的第二臂，以及在第一臂和第二臂之間的中間部分。

3、根據方案2所述的扭轉振動減振器，其中后部導向軸承還包括從第二臂的末端徑向延伸的凸緣，凸緣與慣性環(huán)的末端相鄰。

4、根據方案3所述的扭轉振動減振器，還包括設置在第二臂和所述內表面之間的后部間隔軸承。

5、根據方案1所述的扭轉振動減振器，其中前部導向軸承包括適合與車輛軸聯接的第一部分，從第一部分延伸的第二部分，以及與所述內表面相鄰從第二部分延伸的凸緣。

6、根據方案5所述的扭轉振動減振器，還包括聯接在所述內表面和彈性元件之間的聯接環(huán)。

7、根據方案6所述的扭轉振動減振器，還包括設置在聯接環(huán)、第二部分和所述內表面之間的間隔軸承。

8、根據方案1所述的扭轉振動減振器，其中車輛軸是傳動軸。

9、一種車輛，包括

發(fā)動機；

可操作地聯接以從發(fā)動機傳送扭矩的傳動軸；

通過小齒輪軸可操作地聯接到傳動軸的差速齒輪組；

和

扭轉振動減振器，其包括：

適合與傳動軸聯接的前部導向軸承；

聯接到前部導向軸承的彈性元件；

可操作地聯接到彈性元件的具有內表面的慣性環(huán)，其中前部導向軸承沿慣性環(huán)的長度設置；和

適合與傳動軸聯接的后部導向軸承，后部導向軸承具有在慣性環(huán)的一個末端處與所述內表面相鄰的部分。

10、根據方案9所述的車輛，其中后部導向軸承包括聯接到傳動軸的第一臂、與所述內表面相鄰設置的第二臂以及在第一臂和第二臂之間的中間部分。

11、根據方案10所述的車輛，其中后部導向軸承還包括從第二臂的末端徑向延伸的凸緣，凸緣與慣性環(huán)的末端相鄰。

12、根據方案11所述的車輛，還包括設置在第二臂和所述內表面之間的后部間隔軸承。

13、根據方案9所述的車輛，其中前部導向軸承包括適合聯接到傳動軸的第一部分、從第一部分延伸的第二部分以及與所述內表面相鄰從第二部分延伸的凸緣。

14、根據方案13所述的車輛，還包括聯接在所述內表面和彈性元件之間的聯接環(huán)。

15、根據方案14所述的車輛，還包括設置在聯接環(huán)、第二部分和所述內表面之間的間隔軸承。

16、根據方案9所述的車輛，還包括圍繞傳動軸設置在發(fā)動機和差速器殼體之間的扭力管。

17、根據方案16所述的車輛，其中扭轉振動減振器至少部分地設置在扭力管中。

18、根據方案16所述的車輛，其中扭轉振動減振器至少部分地設置在差速器殼體中。

從下面結合附圖進行的本發(fā)明的詳細描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其它特征和優(yōu)點是顯而易見的。

附圖說明

在以下實施例的詳細描述中，僅作為示例，顯示其他特征、優(yōu)點和細節(jié)，詳細描述參考附圖，其中：

圖1是根據實施例的具有后驅動模塊的車輛的示意平面圖；

圖2是沿圖1的剖面線a-a的局部剖視圖，其示出了根據實施例的傳動軸和后驅動模塊的接合部；

圖3是圖2的一部分的放大圖；

圖4是圖2的接合部的局部透視圖；

圖5是根據另一個實施例的傳動軸和后驅動模塊的接合部的沿圖1的剖面線a-a的局部剖視圖；以及

圖6是根據另一個實施例的傳動軸和后驅動模塊的接合部的沿圖1的剖面線a-a的局部剖視圖。

具體實施方式

以下描述本質上僅僅是示例性的，并且不旨在限制本公開、其應用或用途。應當理解，在整個附圖中，相應的參考標記表示相同或相應的部件和特征。

根據實施例，圖1示出了車輛20，其具有前橋組件64和后驅動模塊(rdm)22。應該意識到的是，車輛20可以是例如轎車或卡車。車輛20可以包括發(fā)動機24，諸如汽油或柴油燃料的內燃發(fā)動機。發(fā)動機24還可以是混合動力類型發(fā)動機，其例如將內燃發(fā)動機與電動機結合。在一個實施例中，發(fā)動機24包括控制器或發(fā)動機控制模塊25，該控制器或發(fā)動機控制模塊25可以在操作過程中選擇性地停用發(fā)動機24的一個或多個汽缸，以減少燃料消耗。

發(fā)動機24和rdm22聯接到車輛結構(諸如底盤或車架26)。發(fā)動機24通過變速器、分動箱或聯接器28和傳動軸30聯接到rdm22上。變速器28可以被配置成降低旋轉速度并且增加發(fā)動機輸出的扭矩。這修改后的輸出然后通過傳動軸30被傳送到rdm22。rdm22通過車軸36和車輪凸緣58將輸出扭矩從傳動軸30傳送到一對驅動車輪34。在實施例中，傳動軸30被設置在殼體內，諸如扭力管31內。扭力管31封裝傳動軸30并在差速器殼體42的突出部分和變速器28之間延伸。

在一個實施例中，rdm22包括支撐準雙曲面齒輪組32的差速器殼體42。如本文所使用的，準雙曲面齒輪組32包括環(huán)形齒輪、小齒輪軸/齒輪和差速器箱。差速器箱可以包括如在本領域內已知的用于將扭矩從環(huán)形齒輪傳送到車軸的差速齒輪組組件。在一個實施例中，一對軸管54聯接到殼體42并從殼體42延伸。一個或多個車輪軸承56可以設置在軸管54的外端(即差速器殼體42的相反端)處以支撐車軸36。應該意識到的是，在其他實施例中，rdm22可以具有除了準雙曲面齒輪組之外的其它配置。

車輛20還包括與發(fā)動機24相鄰設置的第二組車輪60。在一個實施例中，第二組車輪60也被配置成從發(fā)動機24接收輸出。這有時被稱為四輪或全輪驅動配置。

現在繼續(xù)參考圖1的同時參考圖2-4，將描述傳動軸30和準雙曲面齒輪組32之間的接合部。應該意識到的是，雖然實施例關于后輪驅動車輛進行了描述，但本公開不應被如此限制。在其它實施例中，rdm22可以用于配置為全輪或四輪驅動車輛的車輛中。

如本文所使用的，術語“前部”指一般更靠近發(fā)動機24或車輛20的前部的位置，同時術語“后部”指更靠近后車軸36或車輛20的后端的位置。

傳動軸30由定向在延伸通過傳動軸30的中心的平面上的輸入中心線或軸線66限定。傳動軸30包括適合與準雙曲面齒輪組32的小齒輪軸70聯接的末端68。在實施例中，傳動軸30是在末端68具有內部(陰)花鍵67(圖4)的中空圓柱形主體。小齒輪軸70的尺寸設置為被接收在中空主體內并具有適合與傳動軸30的花鍵協作的對應的(陽)花鍵。以這種方式，扭矩從傳動軸30傳送到準雙曲面齒輪組32并然后傳送到車輪34(圖1)。

應當意識到的是，諸如由于燃燒在整個燃燒循環(huán)中不是恒定的或者活塞質量和連接桿質量的運動而在發(fā)動機24中產生的扭轉振動產生例如交變扭矩。希望在準雙曲面齒輪組32之前抑制這些扭轉振動以避免不希望的噪音和部件磨損。

根據實施例，提供了與末端68相鄰聯接到傳動軸30的扭轉振動減振器72(tva)。tva72被配置成抑制通過傳動軸30從發(fā)動機24傳送的扭轉振動。在實施例中，tva72被配置為抑制發(fā)動機24曲軸(未示出)的第一扭轉固有頻率。在其他實施例中，tva72被配置為抑制當發(fā)動機24以交替操作模式操作時產生的頻率。

tva72包括聯接到傳動軸30的外徑的前部導向軸承74。在實施例中，前部導向軸承74壓配到傳動軸30上。前部導向軸承74可以具有大體l型截面，具有壓配到傳動軸30上的第一部分76，和從傳動軸30徑向向外延伸的主體78。主體78可以包括彎曲以向tva72的前部延伸的末端部分80。末端部分80(圖4)可以設置成在末端部分80的外徑和慣性環(huán)84的內徑82之間限定間隙81(圖3)。應當意識到的是，為了清楚和示例的目的，圖3的間隙81以夸張的尺寸示出。在實施例中，前部導向軸承74由金屬板諸如像通過沖壓形成并沿慣性環(huán)84的長度設置。

聯接到第一部分76的外徑的是彈性元件86，諸如像彈性體或橡膠元件。選擇彈性元件86以具有與慣性環(huán)84協作以抑制扭轉振動的彈性。在一個實施例中，聯接環(huán)88聯接在彈性元件86和慣性環(huán)84之間。在實施例中，聯接環(huán)88具有大體u形截面，具有聯接到彈性元件88的第一臂90、聯接到慣性環(huán)84的第二臂92和設置在兩者之間的中間部分94。中間部分94可以包括接合主體78的外表面。在實施例中，中間部分94和主體78的接合限制了慣性環(huán)84在朝向車輛20前部方向上的軸向移動。在實施例中，限制元件(未示出)可以形成到中間部分94和主體78的一者或兩者中，以限制聯接環(huán)88和前部導向軸承74之間的相對旋轉運動。

在一個實施例中，聯接環(huán)88與慣性環(huán)84諸如像通過鑄造整體形成。

慣性環(huán)84是圍繞傳動軸30或小齒輪軸70設置的大體圓柱形主體。慣性環(huán)84具有配置(有時口語上被稱之為“調整”)為需要抑制的振動頻率的質量。應當意識到的是，希望使慣性環(huán)86的質量中心與軸線66間隔開。軸線66與質量中心之間的距離越遠，tva72可以執(zhí)行的效率越高(在尺寸方面)。然而，由于諸如由扭力管31的內表面96或者差速器殼體42的內表面98造成空間限制，慣性環(huán)84的外徑100可能受到周圍結構的限制。結果，為達到期望的質量以提供抑制，可增加慣性環(huán)84的長度102。例如在一個實施例中，為實現相同的慣性，隨著慣性環(huán)84的質量更接近軸線66，慣性環(huán)的長度增加到1.86倍并且質量增加到2.63倍。

然而，隨著慣性環(huán)84的長度102增加，存在慣性環(huán)84的末端104、106可能接觸內表面96、98的增加的風險。這種接觸可能由于由車輛20的操作導致的平移振動或沖擊載荷造成的慣性環(huán)84圍繞彈性元件76的樞轉或扭轉運動而引起的。換句話說，較長且較重的慣性環(huán)在垂直于軸線66的方向上具有較大的力矩。

作為對比，慣性環(huán)84的兩個實施例包含在下表中：

表1

如從表1可以看出的，實施例2具有比實施例1更小的外徑和更長的長度。此外，兩個實施例之間圍繞軸線66的慣性力矩是相同的。然而，在與實施例1比較時，由于由較長的長度導致的增加的質量，在實施例2中在垂直于軸線66的方向上的慣性力矩幾乎大43％。應當意識到的是，這更大的慣性力矩增加了慣性環(huán)84接觸周圍表面的風險。

為解決這個問題，并且減少慣性環(huán)84接觸扭力管31或差速器殼體42的風險，實施例可以包括后部導向軸承108。后部導向軸承108提供在限制慣性環(huán)84的軸向運動以及樞轉或扭轉運動方面的優(yōu)點。

在實施例中，后部導向軸承108包括大體u型主體，其具有第一臂110、第二臂112和中間元件114。第一臂110諸如像通過壓配聯接到傳動軸30的外徑。在實施例中，第二臂112的外徑可以與慣性環(huán)84的內徑82間隔開(間隙113，圖3)。應當意識到的是，第二臂112的外徑限制末端106的運動。結果，通過設置第二臂112的外徑之間的間隙113小于慣性環(huán)84和表面96、98之間的距離，tva72和扭力管31或差速器殼體42之間的接觸可以被避免。

在一個實施例中，后部導向軸承108還可以包括凸緣116。凸緣116從第二臂112的末端徑向延伸并具有與末端106相鄰或與末端106接觸的表面。應當意識到的是，凸緣116在向后方向上限制慣性環(huán)84的軸向運動。這樣，慣性環(huán)84的軸向運動在朝向車輛的前部和后部上都受到限制，以及圍繞垂直于軸線66的軸線的樞轉運動受到限制。

現在參考圖5，示出了另一個實施例扭轉振動減振器(tva)120。在這個實施例中，前部導向軸承74、彈性元件86和聯接環(huán)88都以與本文中關于圖1-4所述的相同的方式配置，并且為簡潔起見在此將不進一步描述。在這個實施例中，后部導向軸承122具有大體u型截面，具有第一臂124、第二臂126和中間部分128。第一臂124諸如像通過壓配聯接到傳動軸30。凸緣130從第二臂126的末端延伸。第二臂126和凸緣130通過間隙與慣性環(huán)84的內表面82間隔開。在這個間隙中，間隔軸承132設置在慣性環(huán)84和后部導向軸承122之間。

在實施例中，間隔軸承132由塑性材料制成，例如像尼龍。間隔軸承132可以聯接到第二臂126并且與慣性環(huán)84的內徑82的表面接觸。間隔軸承132具有大體l型截面，具有設置在末端106和凸緣130之間的部分。在一些實施例中，間隔軸承132提供了以下優(yōu)點：提供了如此處所述的軸向運動和樞轉運動的限制，同時還降低了tva120產生的噪音。

現在參考圖6，示出了另一個實施例扭轉振動減振器(tva)140。在這個實施例中，后部導向軸承122和間隔軸承132都以與本文中關于圖5所述的相同的方式配置，并且為簡潔起見在此將不進一步描述。在這個實施例中，前部導向軸承142包括細長的第一部分144，其尺寸設置成限定聯接環(huán)88的中間部分94和主體146之間的間隙。前部間隔軸承148設置在前部導向軸承142和聯接環(huán)88之間的間隙中。前部間隔軸承148具有大體l型截面，具有設置在前部導向軸承142上的凸緣152和慣性環(huán)84的內徑82的表面之間的部分150。

在實施例中，前部間隔軸承148由塑性材料制成，諸如像尼龍。前部間隔軸承148可以聯接到第二臂94并與慣性環(huán)84的內徑82的表面接觸。在一些實施例中，前部間隔軸承148提供以下優(yōu)點：提供了如此處所述的軸向運動和樞轉運動的限制，同時還降低了tva120產生的噪音。

應當意識到的是，雖然本文的實施例描述了tva圍繞傳動軸30設置，但這是為了示例的目的并且要求保護的發(fā)明并不如此受限。在其它實施例中，tva可以例如圍繞小齒輪軸設置或部分地圍繞兩個軸設置。

本文描述的一些實施例提供了以下優(yōu)點：在操作過程中抑制旋轉軸中的扭轉振動和阻止tva接觸周圍結構。本文描述的一些實施例提供了以下優(yōu)點：在受限空間中使用tva，而在操作過程中不接觸周圍結構。

盡管已經參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種改變并且可以用等同物替代其元件。另外，在不脫離本發(fā)明的實質范圍的情況下，可以進行許多修改以使特定情況或材料適應本發(fā)明的教導。因此，意圖是本發(fā)明不限于所公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入本申請范圍內的所有實施例。