离合器冷却系统的制作方法_2

文档序号:8531684阅读:来源:国知局
所示,离合器片116与摩擦盘120交错。依照本发明的各方面,当离合器组件100处于分离位置时,驱动构件102基于变速器10的输入构件14的输入速度来维持一定的转速,并且从动构件104分离并且不旋转或是以不同的相对速度旋转。当离合器组件100处于分离位置时,离合器片116以非接触的方式自由旋转经过摩擦盘120。然而,当离合器组合件110在特定的变速期间被置于啮合位置时,例如,当如上所述从变速器10的第五档位移动到第六档位时,将增压液压流体引入到压力室124以产生活塞112的轴向运动。进而,活塞112的致动推动离合器片116与摩擦盘120的磨擦啮合,从而减少或消除离合器片116与摩擦盘120之间的相对旋转。
[0024]如上所述,在离合器组合件110的啮合期间,驱动构件102和从动构件104的相对转速可以同步。由啮合的离合器组合件110产生的摩擦能和动能转化成大量的热能,所述大量的热能必须被散发以减少或消除可能对离合器片116和摩擦盘120发生的磨损或损坏。为了促进在这段时间中冷却,可以向离合器轮毂122提供连续的冷却剂的流动,例如自动传动液。
[0025]根据本发明的各方面,离合器轮毂122可由内环126通过轮毂平台130连接到外环128形成。内环126和外环128沿着朝向活塞112的方向从轮毂平台130延伸并与轮毂平台130的形状配合以形成内部空间132。外环128可以设有一系列的径向孔134。径向孔134提供从内部空间132到离合组件110的流体连通,以便流体经外环128流向离合器组合件110。因而,当离合器组合件110被啮合而引起离合器轮毂122通过离心作用以与驱动构件102相同的速度旋转时,迫使传动液以较快的速度通过径向孔134并进入离合器组合件110,而当离合器组合件分离时传动液主要通过重力运动进入离合器组合件110。径向孔134大小设置为在离合器啮合的特定阶段期间提供最大的冷却剂流,例如以便当热能的产生为最大时提供特定齿轮间的啮合和分离期间足够的冷却。然而,径向孔134的大小也设置为当离心力减小或不存在时,限制大部分冷却剂在分离期间流向离合器组合件110。
[0026]如上所述,在离合器组件100的啮合期间提供足够的冷却的问题也能因分离期间的传动液剪切导致低效率。图4是示出在多级变速器10内的档位的特定范围内恒定旋转的驱动构件102 (包括离合器片116)和从动构件104 (包括磨擦盘120)之间的相对速度差的图表。相对速度线表明从动构件与驱动构件之间的相对旋转速度在前进档一(IF)和前进档二(2F)中最大。在前进档三(3F)至前进档五(5F)中,控制从动构件104的速度相对于驱动构件102增加,直到离合器组件100在从档5F向前进档六(6F)变速期间被啮合为止,其中离合组件仍通过前进档十(1F)保持啮合。如由图表所示,由于离合器片116和摩擦盘120的转速在档6F-10F内同步,所以相对速度差为零。当控制变速器以提供反向齿轮(R),离合器片116与摩擦盘之间的相对速度差再次达到其最高值。
[0027]提供图5以示出如果润滑流体并未根据本发明的方面而转向,则由于润滑流体在离合器组合件110中的剪断而经受的估计功率损失。如由图表所示,如果变速器的输入速度维持在例如1500rpm的稳定速度,则当驱动构件102和从动构件104之间的相对速度差最高时,功率损失显然在档位1F、2F以及倒档最高,如图4所示。相反地,随着相对速度差减小,功率损失在档位3F-5F相继地减小,直到剪切产生的功率损失由于离合器片116和与离合器组件100啮合的摩擦盘120同时旋转而在档位6F-10F中基本上是零为止。应当指出的是,在图5中示出的具体功率数字根据一些因素针对不同的变速器而显著地改变,这些因素例如包括离合器片116和/或摩擦盘120的数目和直径。然而,在经过档位范围经受的相对功率损失量基本上保持如图5所示,例如档位1F、2F和IR中功率损失最高。
[0028]如图6和7所示,根据本发明的各方面的冷却系统可包括提供在离合器轮毂122的轮毂平台130中的一系列轴向孔136。轴向孔136可被隔开在朝向轮毂平台130的外直径的周围,并将尺寸设计成主要在离合器组件的分离阶段期间允许大量流动的冷却剂流出内部空间132。将轴向孔136布置在轮毂平台130的外直径附近也允许离合器轮毂122在啮合期间保持并引导大量流动的冷却剂朝向并穿过径向孔134,以润滑并冷却离合器组合件110。延长流体流的行进允许生成相当大的离心力,以在流体流向径向孔134时对流体起作用。
[0029]再参见图3,可朝着外环128的远端提供唇缘140,以朝着内环126延伸预定距离。轴向孔136可从外环128的内径径向向内移动,以产生阶梯138。唇缘140可以形成为朝着内环126延伸大于阶梯138的径向尺寸的距离。因此,在阶梯138和唇缘140之间的外环128中形成槽区域142,以当离合器轮毂122不旋转或缓慢旋转时在槽区域142中保持少量的冷却剂。因此,即使在离合器分离时期,虽然大部分冷却剂流体流动能够通过轴向孔136流出内部空间132,径向孔134可以适当设定尺寸,以允许适当量的冷却剂通过重力作用从槽区域142流入离合器组合件110。因此,可在离合器组件100的分离期间产生最少量的流体流动,从内部空间132流至离合器组合件110的流体流动中足以保持移动部件的可行性和效率,而不会带来在分离期间由过量流体流动所引起的低剪切效率。如图3所示,例如,通孔139可提供在驱动件的壳体部件中,以用于将流体流动进一步路由远离离合器组件。
[0030]图6和图7示出,轴向孔136可以等角度Θ在轮毂平台130的周边周围成弧形间隔开,以使得当离合器轮毂122不旋转时,S卩,当离合器组合件110分离时,一个或多个轴向孔136的至少一部分将始终低于在离合器轮毂122的外环128中形成的槽区域142中的液面。因此,当使离合器轮毂122停止且离合器片116与摩擦盘120之间的相对速度最高时(例如在档位1F,2F和R中),例如,较大的轴向孔136配置成排走大部分传动液,且较小的径向孔134配置成仅允许选定量的传动液进入离合器组合件110。类似地,当从动构件104的离合器轮毂122开始相对于驱动构件102的驱动轮毂部118更快地旋转时,例如在档位3F-5F中,或者当离合器组件100在档位6F-10F中啮合时,离心力将再次操作以泵送传动液通过外环128并进入离合器组合件110。
[0031]根据本发明的其它方面,可以提供一个密封件(未示出)来闭合可存在于唇缘140与驱动构件104的部件(例如平衡活塞114(参见图3))之间的间隙146,如果判定在离合器组件100分离期间,过量的传动液从唇缘140溢出到离合器组合件110中。
[0032]图8示出了根据本发明的其它方面的旋转离合器组件200。旋转离合器组件200可以在变速器10中用作(例如)旋转离合器组件40、42、44中的一个或多个。离合器组件100可以包括通常用202表示的驱动构件和通常用204表示的从动构件,所述驱动构件和所述从动构件绕公共轴旋转。离合器壳206通常限定在驱动构件202与从动构件204之间并且形成容纳通常以210表示的离合器组合件,所述离合器组合件通过活塞212的致动而啮合或分离,例如通过液压致动或弹力致动。平衡活塞组件214可与活塞212 —起包含并容纳在离合器外壳206中,以便在所述活塞212的低压侧上引入反向压力来抵销液压流体在活塞的高压侧上产生的强大推力并且防止活塞在高转速下啮合离合器。
[0033]环形离合器组合件210可由环形离合器片216和环形摩擦盘220组成,其中所述环形离合器片216花键联接到驱动构件202的驱动轮毂部218并从驱动轮毂部218向内延伸,所述环形摩擦盘220花键联接到从动构件204的离合器轮毂222并从离合器轮毂222向外延伸。如图8所示离合器片216与摩擦盘220交错。依照本发明的各方面,当离合器组件200处于分离位置时,驱动元件202基于变速器10的输入构件的输入速度维持一定的转速,且从动构件204分离并且不旋转或以相对低的速度旋转。当离合器组件200处于分离位置时,离合器片216以非接触的方式自由旋转经过摩擦盘220。然而,当离合器组合件210在特定的变速期间被置于啮合位置时,例如,如上所述从变速器10的第五档位移动到第五档位时,将增压液压流体引入到压力室224以产生活塞212的轴向运动。进而,活塞212的致动推动离合器片216与摩擦盘220的磨擦啮合以减少或消除离合器片216与摩擦盘220之间的相对旋转
[0034]如上所述,在离合器组件210的啮合期间,驱动构件202和从动构件204的相对转速可以同步。为了促进在过渡至啮合状态及从啮合状态过渡期间的冷却,及在所述构件啮合时减少转化的动能,如自动传动液的冷却剂的连续流动可以被提供给离合器轮毂222。根据本发明的各方面,所述离合器轮毂222可由内环226通过轮毂平台230连接到外环228形成。所述内环226和外环228沿着朝活塞212的方向从平台230延伸,并配合以形成内部空间232。所述外环228可设置有一系列的径向孔234,所述径向孔为通过外环228流向离合器组
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