用于车辆动力传动系统的离合器系统的制作方法

本公开涉及用于在车辆动力传动系统中结合各种旋转元件的离合器。

背景技术：

车辆中的变速器可通过接合和分离离合器片组中的摩擦片和分离片而在多个挡位之间切换。在离合器处于打开状态时，由位于相邻的片之间的润滑流体(lubrication fluid)所产生的阻力矩可显著影响燃料经济性。

技术实现要素：

一种车辆包括变速器。所述变速器包括第一花键轴和第二花键轴。第一轴具有径向向外延伸的花键。第二轴限定花键孔。离合器片组被设置在花键孔内，位于第一花键轴与第二花键轴之间。所述离合器片组具有多个第一离合器片，所述第一离合器片具有径向向内延伸的齿部，所述齿部与在第一轴的相邻花键之间限定的谷部接合。所述离合器片组还具有多个第二离合器片，所述第二离合器片具有径向向外延伸的齿部，所述齿部与由第二轴限定的花键孔接合。多个第一离合器片和多个第二离合器片中的各个离合器片以交替的构造布置。向内延伸的齿部的至少一部分限定通道，所述通道被构造为相对于离合器片组沿轴向方向将空气引导到所述离合器片组中，从而沿径向方向将位于相邻离合器片之间的润滑流体从所述离合器片组引导出去。

根据本发明的一个实施例，第一花键轴限定第一组径向延伸的通路，所述通路与所述离合器片组流体连通并被构造为将润滑流体引导到所述离合器片组中。

根据本发明的一个实施例，第二花键轴限定第二组径向延伸的通路，所述通路与所述离合器片组流体连通并被构造为将润滑流体从所述离合器片组引导出去。

根据本发明的一个实施例，所述通道是沿着向内延伸的齿部的端部限定的凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述通道中的至少一个包括在第一轴中的相邻花键之间限定的谷部中的至少一个，对应于所述多个第一离合器片中匹配的向内延伸的齿部缺失的部分。

根据本发明的一个实施例，所述通道中的至少两个包括在第一轴中的相邻花键之间限定的至少两个或更多个均匀分布的谷部，对应于所述多个第一离合器片中匹配的向内延伸的齿部缺失的部分。

根据本发明的一个实施例，第一花键轴的一部分被设置在由第二轴限定的花键孔内。

一种变速器包括第一轴、第二轴和多个离合器片。第一轴具有径向向外延伸的花键。第二轴限定花键套筒(splined socket)。所述离合器片被设置在所述花键套筒中。离合器片的第一构造具有从所述离合器片的内径部分向内延伸的齿部。向内延伸的齿部与在第一轴的相邻花键之间限定的谷部接合。离合器片的第二构造具有从所述离合器片的外径部分向外延伸的齿部。向外延伸的齿部与第二轴的花键套筒接合。第一构造和第二构造的各个离合器片以交替的模式布置。向内延伸的齿部的至少一部分限定通道，所述通道被构造为相对于第一轴和第二轴沿轴向方向将空气引导到花键套筒中，从而相对于第一轴和第二轴沿径向方向将位于相邻离合器片之间的润滑流体从离合器片组引导出去。

一种离合器片组包括第一组离合器片和第二组离合器片。第一组离合器片与第二组离合器片以交替的构造布置。第一组离合器片具有径向向外延伸的齿部。第二组离合器片具有径向向内延伸的齿部，所述齿部限定通路，所述通路被构造为允许空气沿轴向方向流入到离合器片组中，使得位于相邻离合器片之间的润滑流体被径向向外引导。

根据本发明的一个实施例，所述通路的第一部分是沿着向内延伸的齿部的端部限定的凹槽。

根据本发明的一个实施例，所述通路的第二部分由离合器片中至少一个向内延伸的齿部的缺失部分所限定。

根据本发明的一个实施例，所述通路的第二部分由离合器片中向内延伸的齿部的两个或更多个均匀分布的缺失部分所限定。

附图说明

图1是示出示例性车辆和示例性车辆动力传动系统的示意图；

图2是通过换挡元件选择性地结合在一起的两个旋转元件的图示；

图3是沿着图2中的线3-3截取的横截面；

图4是沿着图3中的线4-4截取的横截面。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应当理解，公开的实施例仅为示例并且其它实施例可采取各种和可替代的形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可被夸大或缩小以显示特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未被明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合为典型应用提供代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定应用或实施方式。

如果一组旋转元件被约束为在所有工况下均以相同的转速围绕相同的轴线旋转，则这组旋转元件彼此固定地结合。旋转元件可通过花键连接、焊接、压装、由同一固体机加工或其它方式固定地结合。在固定地结合的元件之间可能会出现旋转位移的轻微变化(诸如，由于冲击或轴柔量(shaft compliance)而导致的位移)。彼此完全固定地结合的一个或更多个旋转元件可以称为轴。相比之下，两个旋转元件通过换挡元件选择性地结合，每当换挡元件完全接合时，换挡元件就约束这两个旋转元件以相同的转速围绕相同的轴线旋转，并在至少一些其它工况下这两个旋转元件具有围绕该轴线的不同转速。通过将旋转元件选择性地结合到固定的壳体而保持该旋转元件不旋转的换挡元件称为制动器。使两个或更多个可旋转的元件彼此选择性地结合的换挡元件称为离合器。换挡元件可以是诸如液压致动或电致动的离合器或制动器的主动控制器件或者可以是诸如单向离合器或制动器的被动器件。换挡元件可以是诸如爪形离合器的主动接合器件或者可以是能够在存在相对旋转的元件之间传递扭矩的摩擦器件。如果两个元件固定地结合或选择性地结合，则这两个元件结合。

齿轮传动装置是被构造为在一组轴之间施加特定转速关系的齿轮元件和换挡元件的集合。转速关系通过齿轮传动装置被固定地施加是指无论任意换挡元件的状态如何都施加该转速关系。转速关系通过齿轮传动装置被选择性地施加是指仅当齿轮传动装置的特定换挡元件完全接合时才施加该转速关系。当轴沿一个方向旋转时轴的转速为正，并且当轴沿相反方向旋转时轴的转速为负。当第一轴和第二轴的转速比被约束为预定值时，在第一轴与第二轴之间存在成比例的转速关系。如果第二轴与第一轴的转速比在0与1之间，则第一轴与第二轴之间的成比例的转速关系为减速关系(underdrive relationship)。类似地，如果第二轴与第一轴的转速比大于1，则第一轴与第二轴之间的成比例的转速关系是超速关系(overdrive relationship)。在下列条件下，在轴的顺序列表中存在线性转速关系：i)当顺序列表中的第一个轴和最后一个轴被约束为具有最极端的转速时，ii)当其余轴的转速分别以预定权重被约束为第一个轴的转速和最后一个轴的转速的加权平均值时，以及iii)当轴的转速不同时，以所列顺序约束(增大或减小)这些转速。

参照图1，示出了示例性的车辆10和车辆10的示例性的动力传动系统12。动力传动系统12可包括至少一个功率源(功率产生器件)14。功率源14可以是内燃发动机、电机(电动马达)或能够在动力传动系统12中产生动力的任意其它器件。功率源14可被连接到变速器16的输入。变速器16可以是手动变速器或多级自动变速器。所述变速器可包括能够在不同换挡元件被激活时在变速器16的输入与输出之间调节传动比的多个齿轮传动装置。车辆10可包括第一车轴18。第一车轴18可经由第一传动轴20连接到变速器16的输出。

第一传动轴20可连接到位于第一车轴18上的第一差速器22。第一传动轴20还可称为第一差速器22的输入。第一车轴18的第一半轴24可将第一差速器22连接到第一车轴18的第一车轮26。第一车轴18的第二半轴28可将第一差速器22连接到第一车轴18的第二车轮30。第一车轴18的第一半轴24和第二半轴28还可称为第一差速器22的输出。第一差速器22被构造为允许第一半轴24和第二半轴28以不同的转速旋转，从而允许第一车轮26和第二车轮30以不同的转速旋转。在这个构造中，由功率源14产生的功率可经由变速器16、第一传动轴20、第一差速器22、第一半轴24和第二半轴28被传递到第一车轴18的第一车轮26和第二车轮30。

动力传动系统12还可包括连接到变速器16的输出的分动箱32。分动箱32可被构造为在第一车轴18和第二车轴34之间选择性地传递功率。分动箱32可包括多个可选择的功率传递模式。所述功率传递模式可包括将功率传递到第一车轴18或第二车轴34中的仅一个、将功率同时传递到第一车轴18和第二车轴34或没有功率被传递到第一车轴18或第二车轴34的空挡模式。

分动箱32可被设置在变速器16与第一传动轴20之间。第二传动轴36可将第二车轴34连接到分动箱32。变速器16可称为分动箱32的输入，而第一传动轴20和第二传动轴36可称为分动箱32的输出。

第二传动轴36可被连接到位于第二车轴34上的第二差速器38。第二传动轴36还可称为第二差速器38的输入。第二车轴34的第一半轴40可将第二差速器38连接到第二车轴34的第一车轮42。第二车轴34的第二半轴44可将第二差速器38连接到第二车轴34的第二车轮46。第二车轴34的第一半轴40和第二半轴44还可称为第二差速器38的输出。第二差速器38被构造为允许第一半轴40和第二半轴44以不同的转速旋转，从而允许第一车轮42和第二车轮46以不同的转速旋转。在这个构造中，由功率源14产生的功率可经由变速器16、分动箱32、第一传动轴20、第一差速器22、第一半轴24和第二半轴28被传递到第一车轴18的第一车轮26和第二车轮30。由功率源14产生的功率还可经由变速器16、分动箱32、第二传动轴36、第二差速器38、第一半轴40和第二半轴44被传递到第二车轴34的第一车轮42和第二车轮46。

参照图2，示出了通过换挡元件或离合器选择性地结合在一起的两个旋转元件。这两个旋转元件和换挡元件可以是存在于变速器16中的多个齿轮传动装置中的一个。可选地，所述旋转元件和换挡元件可以是作为分动箱32或任意其它车辆组件的一部分的齿轮传动装置，其可能需要使用换挡元件将两个旋转元件选择性地结合在一起。

旋转元件可包括第一花键轴48和第二花键轴50。第一花键轴48和第二花键轴50可沿着纵向轴线52在轴向方向上延伸。第一花键轴48可包括相对于纵向轴线52径向向外延伸的第一组花键54。第二花键轴50可限定花键孔56。第二花键轴50可包括相对于纵向轴线52径向向内延伸并延伸到花键孔56中的第二组花键58。第一花键轴48可称为离合器毂，而第二花键轴50可以是离合器壳体。第一花键轴48的一部分可被设置在第二花键轴50的花键孔56内。离合器片组60可被设置在花键孔56内，位于第一花键轴48和第二花键轴50之间。离合器片组60可被构造为将第一花键轴48选择性地结合到第二花键轴50。离合器片组60可包括多个离合器片。所述离合器片的第一部分被牢固地固定到第一花键轴48，而离合器片的第二部分被牢固地固定到第二花键轴50。牢固地固定到第一花键轴48的离合器片不可还被牢固地固定到第二花键轴50。牢固地固定到第二花键轴50的离合器片不可还被牢固地固定到第一花键轴48。要么被牢固地固定到第一花键轴48要么被牢固地固定到第二花键轴50的这两种类型的离合器片可称为摩擦片和分离片。摩擦片和分离片可以以交替的构造布置，使得各个摩擦片被分离片隔开并且各个分离片被摩擦片隔开。

参照图3和图4，示出了第一花键轴48、第二花键轴50和离合器片组60。图3包括离合器片组60的前视图和第一花键轴48与第二花键轴50的横截面。图4包括第一花键轴48、第二花键轴50和离合器片组60的横截面。离合器片组60包括牢固地固定到第一花键轴48的第一组离合器片62。第一组离合器片62可称为摩擦片。摩擦片可由其上具有摩擦层的芯金属片组成。摩擦片可包括位于摩擦层上的凹槽。离合器片组60还包括牢固地固定到第二花键轴50的第二组离合器片64。第二组离合器片64可称为分离片。或者，第一组离合器片62可称为分离片，而第二组离合器片64可称为摩擦片。

第一组离合器片62可具有径向向内延伸的齿部66。径向向内延伸的齿部66可从第一组离合器片62的内周或内径部分67延伸，并可与在第一花键轴48的相邻的向外延伸的花键70之间限定的谷部68接合。第二组离合器片64可具有径向向外延伸的齿部72。径向向外延伸的齿部72可从第二组离合器片64的外周或外径部分69延伸，并可与由第二花键轴50限定的花键孔56接合。具体地，径向向外延伸的齿部72可与在第二花键轴50的相邻的向内延伸的花键74之间限定的谷部接合。

可将通气特征添加到离合器片组的离合器片，以相对于离合器片和邻接的旋转轴在轴向方向上产生空气流动通道，使外部空气能够到达离合器片的内部区域。可将通气特征添加到离合器片的内径部分而允许空气被吸入到相邻离合器片之间的空间中，以移除位于相邻离合器片之间的润滑流体。

第一组离合器片62的径向向内延伸的齿部66的至少一部分可限定被构造为将空气引导到离合器片组60中的通道。被构造为将空气引导到离合器片组60中的通道的至少一部分可由沿着径向向内延伸的齿部66的端部限定的凹口或凹槽76组成。被构造为将空气引导到离合器片组60中的通道的另一部分可由在第一花键轴48的相邻的向外延伸的花键70之间限定的谷部68组成，对应于第一组离合器片62中匹配的径向向内延伸的齿部66缺失的部分。如果被构造为将空气引导到离合器片组60中的通道中的两个或更多个由与第一组离合器片62中匹配的径向向内延伸的齿部66缺失的部分相对应的谷部68组成，则所述通道可沿着第一花键轴48被径向地均匀分布。

第一花键轴48可包括与离合器片组60流体连通的第一组径向延伸的通路78。第一组径向延伸的通路78可被构造为将润滑流体引导到离合器片组60中。第二花键轴50可包括与离合器片组60流体连通的第二组径向延伸的通路80。第二组径向延伸的通路80可被构造为将润滑流体从离合器片组60引导出去。

可由谷部68和凹槽76组成的通道可被构造为相对于第一花键轴48、第二花键轴50和离合器片组60沿轴向方向(或沿着纵向轴线52的纵向方向)将空气引导到离合器片组中。一旦空气被引导到离合器片组中，空气便可被改道而相对于第一花键轴48、第二花键轴50和离合器片组60沿径向方向82流动，以迫使位于相邻离合器片62、64之间的任何润滑流体从离合器片组60流出并通过第二组径向延伸的通路80。流入离合器片组中并流过离合器片组的空气以及从离合器片组流出的润滑流体两者均由首先沿轴向方向流入离合器片组中并随后沿径向方向在相邻离合器片62、64之间流动的箭头指示。

离合器片组60还可包括液压操作的活塞84，活塞84被构造为迫使相邻的离合器片62、64彼此接触以将第一轴48结合到第二轴50。诸如偏置元件或弹簧的返回机构86可被构造为在期望将第一花键轴48与第二花键轴50分离时释放活塞84。诸如卡环的保持机构88可与所述活塞相对设置，以限制离合器片62、64的行程。

说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可作出各种改变。如之前描述的，可组合各个实施例的特征以形成本发明的可能没有被明确描述或示出的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望特性，各个实施例可能已被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员认识到，可以折衷一个或更多个特征或特性以实现期望的整体系统属性，这取决于具体应用和实施方式。因此，关于一个或更多个特性被描述为不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外并且可能期望用于特定应用。