CN101545506B - 噪音降低的变速器用液压执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及噪音降低的变速器用液压执行机构。本发明提供一种换档噪音降低的三位置液压活塞组件，其用于变速器的齿轮速比改变机构。该三位置液压活塞组件包括主活塞和在主活塞的两个行程极限附近作用的动作阻滞组件。主活塞包括对称的通路，这些通路提供流向活塞各端的小腔室处的液压流体流，所述小腔室在活塞接近其行程极限时被封闭。捕获在腔室中的液压流体使活塞减速，并通过孔流出，从而允许活塞达到其行程极限并快速而安静地接合齿轮速比。

Description

噪音降低的变速器用液压执行机构

技术领域

本发明涉及用于机动车变速器的液压执行机构，更具体涉及噪音降低的机动车变速器用液压执行机构。

背景技术

这部分陈述仅提供与本发明有关的背景信息，可能或未必构成现有技术。

在双离合器变速器(DCT)与手动变速器自动机械(MTA)中，齿轮速比的改变一般由双作用液压缸完成。缸的一侧由液压流体增压而另一侧被排放，从而沿一个方向移动活塞及相关的换档拨叉轴、拨叉和同步器接合套，以接合一个齿轮，以及通过相反的动作来接合另一齿轮。双作用缸构造成还提供中央或中性位置。

双离合器变速器的公认特征及优点之一是它们能快速换档。当双离合器中在一个副轴上以当前齿轮速比接合的一个离合器被释放，而另一副轴上的另一离合器被接合时，实际上就完成了这种快速换档，新选择的齿轮速比通过上述过程已经提前预接合。

尽管这种齿轮速比预先选择并且其伴随的换档时间减少，仍希望并要求更快速地改变齿轮速比。多种众所周知的方法可加快这种齿轮速比改变的速度，这些方法有：增加液压、增加液压流体的流率、增大液压缸的尺寸。不幸地是，所有这些方法都基本一定伴有非常明显且让人讨厌的增大噪音。例如，这种噪音不是在如果车辆其它声音的情况下能不被注意到的连续或低频声音，而是由于活塞、换档拨叉轴和齿轮在达到行程极限和接合时突然停下来而产生的清晰而突然的撞击声或闷响。

该问题已得到公认，并且人们已花费很大精力来解决该问题。众多被采纳的方案之一被称为加压剖面测量(apply pressure profiling)。这涉及控制或调整作用到活塞的液压，并在活塞接近其行程极限时减小液压以使活塞减速从而最小化活塞停下时产生的噪音。显然，这一解决方案对于齿轮速比改变噪音而言是一种折中方案，因为这种方案导致平均活塞行进减慢，且从而导致齿轮接合减慢。此外，由于必须提供液压流体压力的调制控制，所以会明显增大电子控制和驱动线路的复杂性。最后，如果液压活塞的行程非常短，则由于系统机械构件的惯性就完全没有足够的时间实现有效的加压剖面测量。

从上述可清楚，期望在双离合器变速器和其它变速器用齿轮速比改变机构的领域中改善噪音降低，本发明的目的正是如此。

发明内容

本发明提供一种换档噪音降低的三位置液压活塞组件，其用于变速器的齿轮速比改变机构。该齿轮速比改变机构包括通过换档拨叉和拨叉轴接合的同步器接合套，所述换档拨叉轴又借助具有运动阻滞组件的三位置液压活塞组件作用，该运动阻滞组件在液压活塞的两个行程极限附近作用。该液压活塞包括对称的通路，这些通路提供流向活塞的各端处的小腔室的流体流，所述小腔室在液压活塞接近其行程极限时被小活塞封闭。捕获在腔室中的流体使液压活塞减速，并经过一孔流出，从而允许活塞达到其行程极限并快速而安静地接合齿轮速比。

因而，本发明的目的是提供一种工作噪音降低的变速器用液压执行机构。

本发明的另一目的是提供一种工作噪音降低的变速器用三位置液压执行机构。

本发明的又一目的是提供这样一种三位置液压执行机构，其具有限定通路和腔室的活塞，所述腔室接收液压流体，该液压流体使活塞在接近其行程极限时减速。

本发明的再一目的是提供一种用于在车辆变速器中实现换档的、工作噪音降低的三位置液压执行机构。

从这里提供的说明将会清楚其它目的、优点和应用领域。应当理解，这些说明和具体实施例仅旨在说明之目的，而不意图限制本发明的范围。

附图说明

这里所述的图仅为说明之用，而绝不旨在限制本发明的范围。

图1是包括本发明的双离合器变速器的一部分的侧视图；

图2是包括本发明的双离合器变速器的液压执行机构处于中央或中性位置的俯视平面图；

图3是当活塞到达齿轮接合位置时，包括本发明的双离合器变速器的液压执行机构的俯视平面图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是例示，并不旨在限制本发明、其应用或用途。

现参照图1，示出了双离合器变速器的一部分，其整体由附图标记10表示。应当注意的是，尽管结合双离合器变速器示出并阐明本发明，但是本发明也广泛应用于其它类型的变速器中，例如，MTA应用及宽泛系列的其它液压促动或控制设备中。变速器10包括外壳12，该外壳12环绕、支撑并保护各种部件，这些部件例如为副轴或中间轴14，其可自由旋转地支撑一对大小不同的齿轮，即第一小齿轮16和第二大齿轮18。在副轴或中间轴14上，在第一齿轮16和第二齿轮18之间设置有同步器接合套组件20，该同步器接合套组件20具有一对对置的同步器22以及一组对置的面离合器(face clutch)或齿轮齿24，该对面离合器或齿轮齿24与第一齿轮16和第二齿轮18上的面离合器或齿轮齿26排他地相互配合。环形挂档轴套30包括周向沟槽或凹槽32以及第一锁止机构34。挂档轴套30的周向沟槽或凹槽32接收换档拨叉36，该换档拨叉36固定至换档拨叉轴38并与其一起移动。换档拨叉轴38被约束在外壳12(或外壳12的特征，例如支架或延长部)中的一个或多个开口或通路40中的轴向双向运动，并且可被第二锁止机构42中的一个或一对锁止。而且，例如通过凹槽和卡环44配合而在换档拨叉轴38上附连有施力指状件(apply finger)46。还可利用贝氏弹簧垫圈或波形垫圈48来确保换档拨叉轴38和施力指状件46之间的确定但略有弹性的连接。

现在参照图1和图2，施力指状件46通过三位置液压执行机构组件50双向移动。确切地说，三位置液压执行机构组件50包括外壳52。为便于制造和组装，外壳52可包括圆柱形部分54，其限定第一或左入口56A和第二或右入口56B。应当注意的是，虽然由于其主要操作功能而将其描述为“入口”，但是因为没有出入外壳52的其它通路，在某些操作阶段，入口56A和56B也作为出口或者说排放口。外壳52还包括第一或左端板58A和第二或右端板58B。端板58A和58B可以是相同的，并且可通过任何合适的构件，例如螺纹紧固件62固定至外壳52的圆柱形部分54。

外壳52的圆柱形部分54包括内周肩部64，该内周肩部64限定以可滑动并密封的方式接收主活塞70的阶梯式缸66。主活塞70包括布置在中央的径向通路72，其接收并接合施力指状件46。主活塞70的一端成阶梯状，并限定外周肩部74。主活塞74邻近外周肩部74的小径部接收环形的中性位置或中央位置活塞76。该中性位置或中央位置活塞76与主活塞70协作以通过经过两个入口56A和56B适当施加加压液压流体而实现主活塞70的三个位置，即：邻近第一或左入口56A的向左位置，图2所示的中央或中性位置，邻近第二或右入口56B的向右位置。由于液压执行机构领域的技术人员熟知这样的构造及其操作，所以不再进一步描述三位置液压执行机构组件50的这一方面。

中性位置或中央位置活塞76邻近左入口56A的端部自身包括第一周向肩部78A，其限定中央位置活塞76的第一直径减小部分82A，并且中央位置活塞76的该邻近端包括多个第一径向通路84A。尽管存在主活塞70和中央位置活塞76的最左布置，这有可能暂时干涉流体流经过第一或左入口56A并流入第一或左腔室86A，但是第一直径减小部分82A和多个第一径向通路84A都利于阶梯式缸66的第一或左腔室86A快速填充。

主活塞70邻近第二或右入口56B的端部类似地包括第二周向肩部78B，其限定第二主活塞70的第二直径减小部分82B，并且主活塞70的该邻近端包括多个第二径向通路84B。如前所述，尽管存在主活塞70的最右布置，第二直径减小部分82B和多个第二径向通路84B利于第二或右腔室86B的快速填充。

主活塞70还包括第一纵向通路和端口90A，其在第一或左腔室86A与第一阻滞缸或腔室92A之间形成流体连通。第一侧位销组件100A以可滑动并密封的方式容纳在第一阻滞腔室92A中。第一侧位销组件100A与第一阻滞腔室92A协作并起活塞的作用。第一侧位销组件100A包括第一中空筒体102A，该第一筒体102A的增大部分上具有外螺纹104A，外螺纹104A与第二或右端板58B内的开口108A中的内螺纹106A互补。第一中空筒体102A容纳第一端部塞子110A，该第一端部塞子限定第一孔112A，该第一孔112A的大小设定成提供随后描述的受控流体流。第一端部塞子110A通过第一压缩弹簧114A保持在第一中空筒体102A内端的适当位置，第一压缩弹簧114A又通过第一端盖116A保持在第一中空筒体102A中，该第一端盖116A被压配合到第一中空筒体102A中或可通过卡环(图中未示出)被保持在该处。一个或多个第一径向通路118A在第一中空筒体102A的内部与第二或右腔室86B之间形成流体连通。

三位置液压执行机构组件50在结构和操行上基本对称。因此应当理解，主活塞70还包括在第二或右腔室86B与第二阻滞缸或腔室92B之间连通的第二纵向通路和端口90B。同样，第二侧位销组件100B以可滑动并密封的方式容纳在第二阻滞腔室92B内。第二侧位销组件100B与第二阻滞腔室92B协作并起活塞的作用。第二侧位销组件100B包括第二中空筒体102B，该第二中空筒体102B具有与第一或左端板58A内的开口108B中的内螺纹106B互补的外螺纹104B。第二中空筒体102B容纳第二端部塞子110B，该第二端部塞子限定第二孔112B，该第二孔112B的大小设定成提供稍后所述的受控流体流。第二端部塞子110B通过第二压缩弹簧114B保持在第二中空筒体102B内端的适当位置，第二压缩弹簧114B又通过第二端盖116B保持在第二中空筒体102B中。一个或多个第二径向通路118B在第一中空筒体102B的内部与第一或左腔室86A之间形成流体连通。

如上所述，三位置液压执行机构组件50的操作基本对称，因此仅对从图2中所示的其中央或中性位置至图3中所示的向右位置以接合第二齿轮18(图1中所示)的操作(移动)进行描述，需要明白的是向左移动涉及相同的操作步骤。

为使主活塞70向右移动以接合第二齿轮18，将加压液压流体供应至第一或左入口56A而排放第二或右入口56B和第二或右腔室86B。第一或左腔室86A中的加压液压流体开始向图2中的右侧移动主活塞70，而且还流经第一纵向通路和端口90A，并填充且加压第一阻滞腔室92A。随着主活塞70继续向右移动，第一侧位销组件100A的第一筒体102A的端部将封闭第一纵向通路和端口90A。主活塞70的附加运动将增大第一阻滞腔室92A中的液压流体压力，从而开始使主活塞70减慢。

第一阻滞腔室92A的容积并因此液压流体的压力受第一孔112A，确切地说受其尺寸的控制。第一孔112A的尺寸选择成基本上兼顾噪音(闷响)的降低和换档速度，即：较大的第一孔112A将允许更快速地完成换档，而较小的第一孔112A将带来更大的噪音减小。

在某些操作条件下，特别是在低温下，在其他情形下为期望尺寸的第一孔112A可能不能提供足够的液压流体流，压力可能达到较高水平，因此可能不能在认为合适的时间内完成换档。在这种情况下，液压压力将压缩第一压缩弹簧114A，从而第一端部塞子110A将移离其座，这允许液压流体快速流入第一筒体102A内部，流出第一径向通路118A，流入右腔室86B，通过第二或右入口56B从右腔室86B排出。

因而应当理解，在MTA应用或其它变速器中，根据本发明的液压执行机构组件50为双离合器变速器提供快速且安静的主活塞70移动和齿轮接合。执行机构组件50无需使用过去所用的、用来提供流体加压剖面测量以在执行机构活塞达到其冲程末时使其减速的、复杂电子控制和可调制控制阀就能实现这一目的。

还应当理解，在具有例如五个或更多前进档和倒档的车辆变速器中，根据本发明的液压执行机构组件50以及相关的换档拨叉轴36、换档拨叉34和同步器接合套组件20通常以三个或四个为一组的形式使用。

最后，还应理解的是，尽管以上将根据本发明的噪音降低的液压执行机构组件50描述为具有限定中央位置和两个端部位置的三位置(双作用)执行机构，但是本发明的噪音降低特征同样适用于单作用执行机构。在这种情况下，主活塞70仅需要单个纵向通路和端口(例如第一纵向通路和端口90A)，并且也仅需要一个阻滞缸或腔室(例如第一阻滞腔室92A)以及一个侧位销组件(例如第一侧位销组件100A)。在单作用装置中，当然可省略环形的中性或中央位置活塞76。以上所列不是也不旨在穷尽，而是提供在单作用液压活塞和缸组件中实现噪音降低所必需的更为重要的部件。

对本发明的描述本质上仅是例示，因而不脱离本发明思想的变更理应包含在本发明范围之内。这样的变更不应视为脱离所附权利要求的主旨和范围。

Claims (20)

1.一种工作噪音降低的液压执行机构，该液压执行机构包括：

外壳，该外壳限定一缸且具有与所述缸连通的流体端口；

限定第一腔室和第二腔室的第一活塞，所述第一腔室布置在所述第一活塞的第一端并具有第一侧壁，第一流体通路从所述第一侧壁向所述第一活塞的第二端延伸，所述第二端邻近所述流体端口中的一个，所述第二腔室布置在所述第一活塞的第二端并具有第二侧壁，第二流体通路从所述第二侧壁向所述第一活塞的第一端延伸，所述第一端邻近所述流体端口中的另一个；

第二活塞，该第二活塞固定至所述外壳并与所述第一腔室对准，所述第二活塞包括孔，用于控制来自所述第一腔室的流体流。

2.根据权利要求1所述的液压执行机构，其中所述第一活塞包括用于与变速器换档机构的一部分接合的构件。

3.根据权利要求2所述的液压执行机构，其中所述接合构件是径向孔。

4.根据权利要求1所述的液压执行机构，其中所述外壳包括一对端板，所述第二活塞固定至所述端板之一。

5.根据权利要求1所述的液压执行机构，其中所述第二活塞限定中空的内部，并且包括与所述内部连通的至少一个端口。

6.根据权利要求1所述的液压执行机构，其中所述第二活塞限定中空的内部，所述孔由可移动的塞子限定，并且所述塞子被设置于所述中空的内部中的弹簧偏压。

7.一种用于变速器机构的液压执行机构，该液压执行机构包括：

外壳，该外壳限定一缸且具有与所述缸连通的一对流体口；

限定第一腔室和第二腔室的第一活塞，所述第一腔室布置在所述第一活塞的第一端并具有第一侧壁，第一流体通路从所述第一侧壁向所述第一活塞的第二端延伸，所述第二端邻近所述流体端口中的一个，所述第二腔室布置在所述第一活塞的第二端并具有第二侧壁，第二流体通路从所述第二侧壁向所述第一活塞的第一端延伸，所述第一端邻近所述流体端口中的另一个；

第一腔室活塞，该第一腔室活塞固定至所述外壳并与所述第一腔室对准，所述第一腔室活塞包括孔，用于控制来自所述第一腔室的流体流；和

第二腔室活塞，该第二腔室活塞固定至所述外壳并与所述第二腔室对准，所述第二腔室活塞包括孔，用于控制来自所述第二腔室的流体流。

8.根据权利要求7所述的液压执行机构，其中所述第一活塞包括用于接合换档机构的一部分的构件。

9.根据权利要求8所述的液压执行机构，其中所述接合构件是径向孔。

10.根据权利要求7所述的液压执行机构，其中所述外壳包括一对端板，所述第一腔室活塞和所述第二腔室活塞固定至所述端板中的相应端板。

11.根据权利要求7所述的液压执行机构，其中所述第一腔室活塞和所述第二腔室活塞限定中空的内部，并且包括与所述内部连通的至少一个端口。

12.根据权利要求11所述的液压执行机构，其中所述孔由塞子限定并与所述中空的内部连通，在所述中空的内部中设置有用于偏压所述塞子的压缩弹簧。

13.根据权利要求7所述的液压执行机构，还包括设置于所述缸内并与所述第一活塞协作的中性中央活塞。

14.根据权利要求7所述的液压执行机构，还包括在所述第一活塞的一端的肩部和径向凹槽。

15.一种用于换档机构的液压执行机构，该液压执行机构包括：

主活塞和缸组件，所述缸组件的每一端均具有流体端口，所述主活塞具有第一端和第二端、从所述第一端向所述第二端处的第一腔室延伸的第一通路、和从所述第二端向所述第一端处的第二腔室延伸的第二通路；

第一活塞，该第一活塞布置在所述缸组件的所述端之一处并与所述第一腔室对准，所述第一活塞包括孔，用于控制来自所述第一腔室的流体流；以及

第二活塞，该第二活塞布置在所述缸组件的所述端中的另一个处并与所述第二腔室对准，所述第二活塞包括第二孔，用于控制来自所述第二腔室的流体流。

16.根据权利要求15所述的液压执行机构，其中所述腔室限定侧壁，所述通路限定所述侧壁中的端口。

17.根据权利要求15所述的液压执行机构，还包括设置于所述缸组件内并与所述主活塞协作的中性中央活塞。

18.根据权利要求17所述的液压执行机构，还包括在所述主活塞的一端和在所述中性中央活塞上的肩部和径向凹槽。

19.根据权利要求15所述的液压执行机构，其中所述主活塞包括用于接合换档机构的一部分的构件。

20.根据权利要求15所述的液压执行机构，其中所述第一活塞和所述第二活塞限定中空的内部，并包括与所述内部连通的至少一个端口。

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