CN102906440B - 具有用于启动或停止从动附件的低功率离合器的从动附件 - Google Patents
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Abstract
一种从动附件,其具有允许附件部选择性操作的离合器。该离合器使用转动惯量来控制卷绕弹簧与驱动构件上的内部离合表面的传动性接合以及/或者卷绕弹簧与内部离合表面的传动性分离。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年11月17日提交的序列号为12/620,023的美国申请的优先权。
技术领域
本公开涉及一种具有用于启动或停止从动附件的低功率离合器的从动附件。
背景技术
大多数车辆发动机系统都包括一个或更多个从动设备,它们通常被称作“附件”,所述附件由车辆发动机驱动,以用于多种目的。这种附件能够通过附件传动装置、正时传动装置等连接到发动机,所述附件传动装置、正时传动装置等可以包括带传动装置(例如,采用v型带、多V带、有齿带、螺旋相对地齿带等传动装置)、链传动装置、一系列齿轮、或者与发动机的部件直接连接的装置(例如,利用了驱动轴等的传动装置)。这些发动机附件的示例包括水泵、交流发电机、真空泵、发动机冷却风扇、动力转向泵、空调压缩机、交流发电机起动器等。
尽管这些发动机附件被广泛使用,但已经发现了它们在传动系统中操作时存在一些问题。例如,发动机附件能够构造成使得其在发动机操作时持续操作。然而在某些情况下,选择性地抑制发动机附件的操作会是有利的。一种这样的情况涉及冷却剂泵和冷却风扇在发动机相对较冷时的操作。理想的是在这种情况下抑制冷却剂泵和冷却风扇的操作,以允许发动机更迅速地加热到所需的操作温度。
已知在不同的发动机附件上采用了多种离合器机构,发动机附件包括冷却泵、冷却风扇以及空调压缩机,这些离合器机构可以用来将发动机附件选择性地联接到旋转动力源。尽管这些离合器机构能够允许附件的选择性操作,但我们没有发现哪一种离合器能够很好地适用于各种各样不同种类的发动机附件。我们注意到,例如,一种通常与空调压缩机一起使用的电磁离合机构需要大量的电力来接合离合器,这会导致相当大的燃料效率损失。
发明内容
该部分提供了本公开内容的概要,而不是其全部范围或其全部特征的全面公开。
在一种形式中,本教导提供了一种包括有离合器组件的离合设备,该离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器。第一旋转离合部和第二旋转离合部绕离合设备的旋转轴线可旋转地设置。驱动构件绕旋转轴线设置并且具有内部离合表面。卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在第一端部与第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈。第一端部固定到第一旋转离合部,而第二端部接触第二旋转离合部。螺旋线圈被紧靠内部离合表面地容纳。致动器包括联接到第一旋转离合部以与其一起旋转的致动器构件。致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线轴向地移动,以控制离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现离合器组件的接合及分离。致动器还包括电磁体,该电磁体构造成产生用于吸引致动器构件、用于排斥致动器构件、或者用于吸引以及排斥所述致动器构件的磁场。离合设备中的构造成限制致动器构件的轴向移动的部件和致动器构件中的至少一个包括构造成与离合设备中的该部件与致动器中的另一个相接触的材料。该材料构造成在离合器组件的接合、分离、或者接合及以分离期间使离合器组件中的一个或更多个部件提高耐磨性、减小噪音和/或稳定动态。
在另一种形式中,本教导提供了一种包括有离合器组件的离合设备,该离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器。第一旋转离合部和第二旋转离合部绕离合设备的旋转轴线可旋转地设置。驱动构件绕旋转轴线设置并且具有内部离合表面。卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在第一端部与第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈。第一端部固定到第一旋转离合部,第二端部接触第二旋转离合部。螺旋线圈被紧靠内部离合表面地容纳。致动器包括致动器构件和阻尼器。致动器构件联接到第一旋转离合部以与其一起旋转。致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线轴向地移动,以控制离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现离合器组件的接合及分离。阻尼器构件构造成缓冲致动器构件在旋转方向和轴向方向中的至少一个方向上的运动。
在又一种形式中,本教导提供了一种包括有离合器组件的离合设备,该离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器。第一旋转离合部和第二旋转离合部绕离合设备的旋转轴线可旋转地设置。驱动构件绕旋转轴线设置并且具有内部离合表面。卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在第一端部与第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈。第一端部固定到第一旋转离合部,第二端部接触第二旋转离合部。螺旋线圈被紧靠内部离合表面地容纳。致动器包括联接到第一旋转离合部以与其一起旋转的致动器构件。致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线轴向地移动,以控制离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现离合器组件的接合及分离。离合器组件还包括驱动器和弹簧托架。驱动器联接成与第二旋转离合部一起旋转,并且弹簧托架传动地接合到驱动器。卷绕弹簧的第二端部联接到弹簧托架,使得由卷绕弹簧接收的旋转动力的第一部分传递到弹簧托架中,由卷绕弹簧接收的旋转动力的第二部分传递到第二旋转离合部。
在另一种形式中,本教导提供了一种包括有离合器组件的离合设备,该离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器。第一旋转离合部和第二旋转离合部绕离合设备的旋转轴线可旋转地设置。驱动构件绕旋转轴线设置并且具有内部离合表面。卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在第一端部与第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈。第一端部固定到第一旋转离合部。第二端部接触第二旋转离合部。螺旋线圈被紧靠内部离合表面地容纳。致动器包括固定地联接到第一旋转离合部的致动器构件。致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线轴向移动,以控制离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现离合器组件的接合及分离。
在另一种形式中,本教导提供了一种离合设备,该离合设备包括输入构件、输出构件以及构造成选择性地在输入构件与输出构件之间传递旋转动力的离合器组件。该离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器。第一旋转离合部和第二旋转离合部绕离合设备的旋转轴线可旋转地设置。驱动构件绕旋转轴线设置并且具有内部离合表面。卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在第一端部与第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈。第一端部固定到第一旋转离合部。第二端部接触第二旋转离合部。螺旋线圈被紧靠内部离合表面地容纳。致动器包括固定地联接到第一旋转离合部的致动器构件。致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线轴向地移动。致动器构件置于第一位置允许离合器组件的两个部件之间的摩擦接合,这使第一旋转离合部趋于与输入构件一起旋转,使得卷绕弹簧传动地接合内部离合表面并且将旋转动力传递到第二旋转离合部。当致动器构件处于第二位置时,离合器组件的这两个部件不摩擦接合,使得卷绕弹簧没有传动地接合到内部离合表面,从而断开输入构件与输出构件的联接。
在另一种形式中,本公开的教导提供了以下中的至少一个:
可以通过控制输入到卷绕弹簧的前导扭矩来选择性地接合和/或分离的离合器组件;
用于自动附件的离合器组件,其可以通过施加小于或等于1.5安培的电流来选择性地接合和/或分离;
用于自动附件的离合器组件,其可以通过施加小于或等于24瓦特的电功率来选择性地接合和/或分离;
具有可旋转输入构件和离合器组件的从动附件,离合器组件具有卷绕弹簧和驱动构件,该驱动构件固定地联接到输入构件而与输入构件分离地形成,卷绕弹簧能够接合到驱动构件以通过离合器组件传递旋转动力;
离合器组件,其操作成控制离合器组件中的一个或更多个部件之间的“粘滞”;
具有加热器的离合器组件;
具有驱动构件、卷绕弹簧以及可轴向移动构件的离合器组件,其中,卷绕弹簧能够接合到驱动构件并且用于将可轴向移动构件沿预定方向偏置;
具有卷绕弹簧的离合器组件,其中,卷绕弹簧安装到卡盘或托架;
具有驱动构件和卷绕弹簧的离合器组件,其中,卷绕弹簧构造成不管离合器组件是否接合或分离都一直至少部分地接合驱动构件,卷绕弹簧在离合器组件接合时更充分地接合驱动构件;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括使由电磁体产生的磁场交替,以减小或消除致动器构件中的残余磁性;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括通过以第一动力水平操作电磁来使致动器构件开始移动,以及通过相对较低的第二动力水平将可轴向移动构件保持在所需的位置;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括通过控制由电磁体产生的磁场来控制致动器构件的位置;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有驱动构件和卷绕弹簧,该方法包括以一系列的接合脉动方式将卷绕弹簧接合到驱动构件,从而在卷绕弹簧与驱动构件之间传递旋转;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括使用与制动器的操作有关的特性来确定致动器构件相对于电磁体的位置;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括使用来自传感器的数据来确定致动器构件相对于电磁体的位置;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有驱动构件和卷绕弹簧,该方法包括基于来自传感器的数据来验证卷绕弹簧是接合到驱动构件还是与驱动构件分离,其中传感器不直接感测离合器组件的操作状态;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器具有用于接合和/或分离离合器组件的可轴向移动致动器构件,该方法包括确定离合器组件的操作中的错误,并且相应地产生出错信息;
一种用于操作离合器组件的方法,该离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该方法包括使用电磁体的电阻来确定电磁体的实际温度;
一种用于操作车辆中的从动附件中离合器组件的方法,该方法包括检测车辆附近出现遥控钥匙并且操作离合器组件,以先于车辆的操作而在离合器组件内产生热量;
一种离合器组件,离合器组件具有致动器,致动器带有电磁体以及能够通过电磁体移动的可轴向移动致动器构件,该致动器还包括电压倍增器和超级电容器;
一种用于操作水泵或其他从动附件的方法,在该方法中,段落[0151]至[0158]描述了控制策略中的一个或更多个;
一种离合器组件,离合器组件具有驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,该致动器用于使卷绕弹簧选择性地接合到驱动构件,以通过离合器组件传递旋转动力,其中,如果致动器故障,则卷绕弹簧接合到驱动构件;
一种离合器组件,离合器组件具有驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,该致动器用于使卷绕弹簧选择性地接合到驱动构件以及/或者与驱动构件分离,其中,致动器仅通过不能够处理大于2安培电流的相对较小的场效应晶体管来控制以及供电;
一种包括离合器组件和阀门的系统,离合器组件具有驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,该致动器用于选择性地控制卷绕弹簧与驱动构件的接合,其中,阀门的操作与致动器的操作相配合;以及
一种用于控制自动车辆中的发电机的操作的方法,自动车辆具有用于为发电机提供旋转动力以旋转转子的发动机,该方法包括断开转子与发动机的联接,使得当电联接到发电机的电池处于预定的充电状态时,发电机不产生电力。
从文中提供的描述中,其他应用领域将变得明显。应当理解的是,描述和具体示例仅意在说明,而不意在以任何方式限制本公开的范围、本公开的应用以及/或者用途。
附图说明
本文中所描述的附图仅为说明的目的,而不意在以任何方式限制本公开的范围。在不同的图中,使相似或相同的元件具有一致的附图标记。
图1为具有根据本公开的教导构造的从动附件的发动机的示意图;
图2为图1中的从动附件的分解立体图;
图3为图1中的从动附件的一部分的侧视图,并且其更详细地示出了从动附件的离合器组件的一部分;
图4为图1中的从动附件的一部分的立体图,其更详细地示出了离合器组件的一部分;
图5为图1中的从动附件的一部分的、沿着从动附件的输出构件的旋转轴线纵向截取的截面图;
图6为根据本公开的教导构造的另一从动附件的分解立体图;
图7为图6中的从动附件的一部分的立体图,其更详细地示出了离合器组件的一部分;
图8为图6中的从动附件的、沿着从动附件的输出构件的旋转轴线纵向截取的截面图;
图9为根据本公开的教导构造的又一从动附件的截面图,该视图沿着从动附件的输出构件的旋转轴线纵向截取;
图10为根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分的分解立体图;
图10A的立体图描述了图10中示出的摩擦材料的另一构型;
图11为图10中的从动附件的一部分的截面图,该视图沿着从动附件的输出构件的旋转轴线纵向截取;
图12为根据本公开的教导构造的又一从动附件的分解立体图;
图13为图12中的从动附件的一部分的立体局部截面图,其更详细地示出了离合器组件的一部分;
图14为离合器组件的一部分的立体图,其更详细地示出了第二旋转离合部的一部分;
图15为图13中的从动附件的一部分的立体局部截面图,其更详细地示出了离合器组件;
图16为根据本公开的教导构造的卷绕弹簧的立体图;
图17为根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分的侧视图;
图18为根据本公开的教导构造的又一从动附件的一部分的分解立体图;
图19为图18中的从动附件的一部分的、沿着从动附件的输出构件的旋转轴线纵向截取的截面图;
图20为图18中的从动附件的一部分的分解局部截面图,其更详细地示出了离合器组件的一部分;
图21为具有根据本公开的教导构造的从动附件的示例性车辆的示意图,该车辆具有控制器,该控制器构造成感测车辆操作者的接近并响应性地启动从动附件的离合器组件中的加热操作;
图22为具有根据本公开的教导构造的从动附件的车辆的一部分的示意图,该从动附件具有电磁体,电磁体通过两个驱动器电联接到电源和电接地;
图23为与图22类似的示意图,但其采用了通过电磁体来控制电力流动的仅单个驱动器;
图24的图表示出了根据本公开的教导构造的从动附件的一些示例中采用的电磁体的温度、电阻电压与电流之间的关系;
图25为根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分的立体图,该从动附件采用了一对密封件,所述一对密封件以密封的形式接合致动构件,以抑制或阻挡污物、碎片和水分进入到离合器组件中;
图26至图31为从动附件的示意图,除了该从动附件非水泵之外其他都根据本公开的教导构造而成;
图32为根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分的立体截面图,其示出了离合器组件以分离模式进行操作;
图33为与图33类似的视图,但其示出了离合器组件以接合模式操作;
图34为与图10和图11中所描述的从动附件类似的从动附件的截面图,但其描述了在轴向两侧上具有摩擦材料的致动构件;
图35为根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分的分解立体图;以及
图36为图35中的从动附件的一部分的立体图,其更详细地示出了弹簧托架。
具体实施方式
参照附图中的图1和图2,总体上用附图标记10来表示根据本公开的教导构造的从动附件。从动附件10可以包括输入构件12、基本常规的附件部14以及离合器组件16。在所提供的具体示例中,附件部14为水泵组件20,但本领域的普通技术人员应当理解,对水泵组件20的描述仅说明了本教导的一种应用,以及本教导应用于各种其他类型发动机附件,例如冷却风扇14-1(图26);起动发电机或交流发电机起动器14-2(图27);空调压缩机14-3(图28);动力转向泵14-4(图29);发电机或交流发电机14-5(图30);包括真空泵在内的泵14-6(图31),鼓风机,增压充电器,动力输出装置等,以及由包括马达(例如,电力马达或流体动力马达)在内的其他动力源驱动的附件。此外,尽管在汽车或车辆的背景下对本教导进行了描述,但应当理解,本公开的教导普遍地应用于传动系统(即,用于传递动作的系统,通常包括传递旋转运动的系统)。
水泵组件20可以包括外壳22、叶轮24、驱动轴26以及支承密封组件28。外壳22能够限定:能够构造成安装到发动机32的凸缘构件30;能够从凸缘构件30的正面延伸的颈部34;以及能够延伸穿过凸缘构件30和颈部34的孔36。支承密封组件28能够容纳在孔36中并且例如通过干涉配合而固定地接合到外壳22。驱动轴26能够延伸通过外壳22,并且支承密封组件28能够以轴颈方式支承驱动轴26以相对于外壳22旋转。叶轮24能够以常规方式联接到驱动轴26,以与驱动轴26一起旋转。
输入构件12能够构造成根据从动附件10的构型而将旋转动力传递到从动附件中以及/或者从从动附件传递出,并且能够具有适于传递旋转动力的任意构型。示例性构型包括,但不局限于:滚筒;槽轮;链轮;和/或齿轮。在所提供的示例中,输入构件12构造成将旋转动力从旋转动力源(例如,传动带)传递到附件部14,并且包括槽轮42和槽轮间隔件44,槽轮42和槽轮间隔件44通过多个螺纹紧固件46彼此固定联接。在外壳22的颈部34上安装有轴承48,并且轴承48能够支承输入构件12,以使输入构件12绕与驱动轴26的旋转轴线50重合的轴线旋转。如果必要,可以将诸如间隔件之类的元件设置在轴承48与电磁体166之间,以对轴承48提供轴向保持力。
参照图2至图4,离合器组件16能够构造成选择性地联接输入构件12与附件部14的输入装置(即,所提供的具体示例中的驱动轴26),以在其间传递旋转动力。离合器组件16可以包括第一旋转离合部100、第二旋转离合部102、卷绕弹簧104、驱动构件106和致动器108。
第一旋转离合部100绕从动附件10的旋转轴线50可旋转地设置,并且如将在下面更详细讨论的,能够用作这样的元件:该元件能够用于向卷绕弹簧104输入拖曳力,从而控制离合器组件16的操作。第一旋转离合部100可以包括用于向卷绕弹簧104施加扭转控制信号的任何装置,并且在所示出的具体示例中,其包括具有分叉构件112的叉形件110。
第二旋转离合部102可以包括驱动器表面120,卷绕弹簧104的与第一旋转离合部100相对的轴向端面122能够抵靠于该驱动器表面120。在所提供的具体示例中,第二旋转离合部102与离合器输出构件或驱动器构件124一体地形成,该驱动器构件124可以包括联接部126以及一个或更多个腿部128。联接部126能够固定地联接到驱动轴26,使得驱动器构件124的旋转造成所提供的示例中的驱动轴26的相应旋转。腿部128能够联接到联接部126并且能够沿径向向外并沿轴向(即,与驱动轴26的旋转轴线平行)方向延伸,从而形成环形支承表面130和面向外壳22的环形通道132(图4)。腿部128的远端能够限定一个或更多个抵接部136。驱动器表面120能够联接到所述一个腿部或所述多个腿部128中的一个,并且在所提供的具体示例中,其由腿部128中的一个的边缘限定。
卷绕弹簧104能够由具有诸如圆形、方形或矩形之类的所需横截面形状的弹簧丝制成,并且可以包括第一端部或控制端脚140、第二端部142、以及设置在第一端部140与第二端部142之间的多个螺旋线圈144。卷绕弹簧104的第一端部140能够接合到第一旋转离合部100以接收来自第一旋转离合部100的扭转输入。在所提供的具体示例中,控制端脚140为弹簧丝的从螺旋线圈144沿径向向内延伸的大致直的部段。然而,应当理解,控制端脚140能够以不同方式定向。卷绕弹簧104的第一端部140能够容纳在叉形件110的分叉构件112之间,以将卷绕弹簧104的第一端部140固定地联接到第一旋转离合部100。腿部128上的抵接部136能够在与第一旋转离合部100相对的一侧抵靠于卷绕弹簧104的轴向端部。
驱动构件106能够是单独部件,也能够与输入构件12一体地形成。在所提供的具体示例中,驱动构件106为通过干涉配合与输入构件12的槽轮间隔件44固定及密封地接合的盖或杯状结构。驱动构件106能够限定内部离合表面150并且能够与从动附件10的一个或更多个其他部件相配合以限定腔152,离合器组件16的包括致动器、卷绕弹簧104、第一旋转离合部100和第二旋转离合部102在内的各种部件能够容纳在腔152中。卷绕弹簧104的螺旋线圈144能够定尺寸为在直径方面比内部离合表面150的直径稍小,并且能够构造成展开或膨胀为与内部离合表面150接合,以利于在输入构件12与驱动轴26之间传递旋转动力(下文中称作“传动地接合”)。螺旋线圈144与内部离合表面150之间所需的接触量将根据不同的因素而变化,这些不同的因素包括:将通过离合器组件来传递的载荷的大小、卷绕弹簧104的尺寸、以及当离合器组件16将要被接合或分离时输入构件12的旋转速度。在某些情况下,理想的是,在内部离合表面150与卷绕弹簧104的螺旋线圈144之间使用润滑剂(例如,油脂;油;形成卷绕弹簧的丝上的涂层或镀层;驱动构件上的涂层或镀层;或这些的组合)。
致动器108可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160;用于使致动器构件160在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16偏置到预定状态(即,接合状态或分离状态),这将在下面更详细地讨论。
在所提供的具体示例中,致动器108还包括电磁体166和复位弹簧168,并且致动器构件160为电枢。然而,应当理解,可以采用用于轴向移动致动器构件160的其他装置。这种装置可以被例如电力、液压或气动地提供动力,并且可以采用构造成产生轴向定向输出的任何类型的线性马达或致动器。示例性设备包括,但不限于:汽缸、滚珠坡道致动器、螺线管、能够响应于对其施加的电能或热而膨胀或收缩的形状记忆合金致动器、压电致动器、螺旋式致动器、磁致伸缩致动器、电致伸缩致动器、以及采用电活性聚合物的致动器。
电磁体166能够固定地联接到外壳22,并且能够包括环形壳体构件170和线圈172。在所示出的示例中,环形壳体构件170通过干涉配合固定地联接到外壳22的颈部34。环形壳体构件170能够限定壳体腔174,壳体腔174的形状能够确定成环状U形通道的形式。然而,应当理解,壳体腔174可以以不同方式确定形状。线圈172能够容纳在壳体腔174中,并且如果需要,能够采用灌注混合物来使线圈172电绝缘,以及将线圈172固定地联接到环形壳体构件170。能够采用一对电引线或端子176来将线圈172电联接到控制线路180。端子176能够设置在任何方便的位置,并且能够以任意适当方式终止,例如可以与线束(未图示)固定地电联接的多端连接件(未图示)。在所提供的具体示例中,端子176容纳在槽184中,槽184沿着颈部34的外表面轴向延伸并且进入到凸缘构件30中。这种方式的构型允许将端子176容纳在颈部34与支承输入构件以使其在颈部34上旋转的轴承48之间。
致动器构件160可以包括:能够呈环形板状的本体190;以及能够联接到本体190的外部周缘处的一个或更多个钩状构件192。本体190能够被承载在驱动轴26之上并且设置在环形通道132中。驱动器构件124的腿部128和/或致动器构件160的钩形构件192能够容纳在卷绕弹簧104中,使得环形支承表面130或钩形构件192的外表面或者以上两者关于旋转轴线50同中心地支承卷绕弹簧104。第一旋转离合构件100的叉形件110能够与钩形构件192中的一个固定地联接(例如,一体地形成)。
复位弹簧168可以包括:弹簧本体200,该弹簧本体200能够抵靠于驱动器构件124的腿部128;以及多个弹簧臂202,所述多个弹簧臂202能够通过多个铆钉204(轴向)固定地且可旋转地联接到致动器构件160。在所提供的示例中,弹簧臂202配合以将致动器构件160朝向驱动器构件124并远离电磁体166偏置。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件(teaser)220,拖曳构件或前导件(teaser)220能够可旋转地联接到致动器构件160以与其一同旋转。在所提供的具体示例中,前导件220为固定地联接复位弹簧168和致动器构件160(以使得能够与致动器构件160一起旋转及轴向平移)的单独部件,但应当理解,在替代性方案中,前导件220能够与致动器构件160或离合器组件16中的另一部件一体地形成。前导件220可以包括第一前导表面224,该第一前导表面224能够通过复位弹簧168而被偏置成与第二前导表面226接合,从而产生如将在下面进行更详细描述的拖曳力。在所提供的示例中,第二前导表面226形成在驱动构件106的与旋转轴线50垂直的径向延伸内表面上。
在操作中,输入构件12在预定旋转方向上的旋转将引起驱动构件106的内部离合表面150的相应旋转。当致动器108未启动时,致动器构件160由于由复位弹簧168施加的偏置力而定位在第一位置中。复位弹簧168还将前导件220的第一前导表面224偏置成与驱动构件106上的第二前导表面226摩擦接合,从而产生旋转拖曳力,该旋转拖曳力造成前导件220(以及因此造成复位弹簧168、致动器构件160和第一旋转离合构件100)与驱动构件106在预定旋转方向上一起旋转。第一旋转离合构件100在预定旋转方向上的旋转引起卷绕弹簧104的控制端脚140的相应旋转;然而,卷绕弹簧104的其余部分最初不与控制端脚140一起旋转。应当理解,叶轮24的旋转与(由于冷却水的循环而引起的)旋转载荷有关,而且这种旋转载荷(最初)将抵抗卷绕弹簧104的第二端部142在预定方向上的旋转。因此,控制端脚140在预定旋转方向上的移动与卷绕弹簧104的第二端部142在预定方向上的移动受到的抑制或阻碍相结合,产生了第一端部140相对于第二端部142的移动,该移动造成卷绕弹簧104的螺旋线圈144展开或松开,从而接合内部离合表面150并将卷绕弹簧104传动地联接到驱动构件106。输入到卷绕弹簧104的旋转动力能够轴向地(即,沿着形成卷绕弹簧104的线纵向地)传递通过第二端部142的轴向端面122并进入到第二旋转离合构件102上的形成有驱动器表面120的腿部128中,以在预定旋转方向上驱动驱动轴26(以及由此驱动叶轮24)。应当理解,卷绕弹簧104能够沿所需的方向卷绕,使得由于旋转拖曳施加到第一端部140而对卷绕弹簧104造成的加载能够趋向于进一步展开或松开卷绕弹簧104,从而使得螺旋线圈144传动地接合内部离合表面150。还将理解的是,在所示出及描述的具体构型中,在离合器组件16启动(即,传递旋转动力)时,压缩载荷被施加到卷绕弹簧104的轴向端面122,并且第二端部142未承受弯曲和/或剪切载荷。然而,应当理解,如果需要,卷绕弹簧104的第二端部142能够以替代性的方式与第二旋转离合构件102连接。
能够启动致动器108以将致动器构件160轴向平移到第二位置中。在所提供的具体示例中,致动器108的启动包括向电磁体166提供电力,使得电磁体166产生磁场,尽管通过复位弹簧168向致动器构件160施加有偏置力,但该磁场将致动器构件160吸引或拉入到第二位置中。由于前导件220与致动器构件160联接以用于一起平移,因此致动器构件160的平移引起了前导件220的相应平移,使得第一前导表面224没有摩擦接合到第二前导表面226,从而没有产生旋转拖曳。此外,当定位在第二位置中时,致动器构件160能够可选地接触或抵靠于电磁体166,以向致动器构件160施加拖曳力,该拖曳力抵抗致动器构件160在预定旋转方向上旋转(相对于外壳22)。因此,前导件220没有与驱动构件106一起旋转,并且卷绕弹簧104的控制端脚140没有沿预定方向旋转。此外,由于卷绕弹簧104的线圈144的至少一些部分与内部离合表面150摩擦接触,因此线圈144的至少一部分以及第二端部142将趋向于在预定旋转方向上旋转,从而引起卷绕弹簧104的第二端部142相对于控制端脚140在趋向于更紧地卷绕或盘绕卷绕弹簧104的方向上旋转。因此,卷绕弹簧104没有展开或松开,从而没有传动地接合驱动构件106的内部离合表面150以将旋转动力从输入构件12传递到离合器组件16中。
应当理解,在图1至图5中描绘的以及上述的从动附件10具有若干有利特征。例如,从动附件10非常适于以低旋转速度以及以高旋转速度操作(即,接合及分离),其中高旋转速度例如为超过800转每分钟(rpm)的旋转速度,并且优选地为超过1500rpm的旋转速度,以及更优选地为超过2000rpm至3000rpm的旋转速度;从动附件10非常适于具有相对较高的扭转载荷的连续变速器,其中相对较高的扭转载荷例如为大于或等于10Nm的额定峰值扭转载荷,优选地为大于或等于15Nm的额定峰值扭转载荷,以及更优选地为大于或等于20Nm的额定峰值扭转载荷;以及离合器组件16构造成使用相对较小的电力(例如,为2安培或更小安培数的电流,优选地为1.5安培或更小安培数的电流,以及更优选地为1.0安培或更小安培数的电流)。应当理解,从动附件10可以在以相对较高的旋转速度(例如大于或等于5000rpm的速度)驱动时保持接合,以及通过离合器组件16所可以传动的扭矩的量能够随着驱动离合器组件16的旋转速度的增大而增加。还将理解的是,从动附件10的离合器组件16能够根据应付更多或更少扭矩的需要而按比例增大或缩小,以及目前我们认为离合器组件16可以按比例增大到传递超过100Nm至150Nm的扭转载荷。
根据驱动轴26处的载荷和/或施加到输入构件12的扭矩,离合器组件16在卷绕弹簧104展开并接合内部离合表面150时发生的接合会导致相对较大的瞬时峰值扭矩通过离合器组件16传递。如果关注这样的瞬时扭矩载荷,则设想能够将前导件220构造成具有预定量的转动惯量,使得由于前导件220的惯性将抵抗卷绕弹簧104的突然的大幅加速,所以减弱在离合器组件16开始接合时的任何相对较大水平扭矩的突然传递。因而,前导件220以及其所附接的致动器构件160将跟随第二旋转离合构件102,使得控制信号或扭矩将通过第一旋转离合部100而施加到卷绕弹簧104的第一端部140,以使螺旋线圈144盘绕或卷绕地更紧,从而使卷绕弹簧104从内部离合表面150部分地松开,从而允许在卷绕弹簧104与内部离合表面150之间发生一些滑移。以此方式,能够减小在其它情况下在离合器组件16的接合期间有可能出现的相对较大的瞬时峰值扭矩水平。
应当理解,卷绕弹簧104的“休止”直径能够选择成比内部离合表面150的内径稍小,以减小在其它情况下当离合器组件16分离时(即,当卷绕弹簧104的螺旋线圈144与内部离合表面150传动地分离、以在驱动构件106与卷绕弹簧104之间传递大小不足以维持附件部14操作的扭矩时)在卷绕弹簧104与内部离合表面150之间有可能出现的磨损。然而,设想在某些情况下,可能理想的是采用具有比内部离合表面150的直径稍大的“休止”直径的卷绕弹簧104。在这种情况下,可以省去前导件220,并且除了以下情况之外,离合器组件16的该实施方式的操作与上述离合器组件16的操作大致相似,该情况为:一旦致动器108被断电从而允许致动器构件160不根据电磁体166而移动,则卷绕弹簧104的螺旋线圈144就能够自动膨胀或展开从而再次接合内部离合表面150,而不需要来自省去的前导件220的输入扭矩信号。
现在对本领域的技术人员来说应当明显的,离合器组件16的使用不限于需要通过离合器组件16来控制从附件驱动装置(例如,图1中的传动带40)向附件(该示例中的水泵20)传递扭矩的情况。应当理解,离合器组件16还能够——或替代地——用在从附件(例如电起动器)向附件驱动装置传递扭矩的情况中。
应当理解,离合器组件可以构造成处于常分离状态,致动器可以被操作以引起离合器组件的接合。例如,复位弹簧168可以构造成将致动器构件160偏置到第二位置中,并且电磁体166可以操作成排斥致动器构件160,使得致动器构件160处于第一位置中。
参照图6至图8,根据本公开的教导构造的另一从动附件总体上以附图标记10a来表示。从动附件10a可以包括输入构件12a、基本常规的附件部14以及离合器组件16a。正如图1至图5中的示例,附件部14被描绘为水泵组件,但本领域的技术人员能够从本公开中理解,在替代方案中可以使用各种其他类型的从动附件或驱动附件。在所提供的具体示例中,输入构件12a包括槽轮42a并且由轴承48支承以在外壳22的颈部34上旋转,从而绕驱动轴26的旋转轴线50旋转。
离合器组件16a可以包括第一旋转离合部100a、第二旋转离合部102a、卷绕弹簧104、驱动构件106以及致动器108a。
第一旋转离合部100a绕从动附件10a的旋转轴线50可旋转地设置,并且如将在下面更详细描述的,第一旋转离合部100a能够用作这样的元件:即,该元件能够用于向卷绕弹簧104输入旋转曳力或控制扭矩,从而控制离合器组件16a的操作。第一旋转离合部100a可以包括用于向卷绕弹簧104施加扭转控制信号的任何装置,并且在所示出的具体示例中,第一旋转离合部100a包括具有分叉构件112a的叉形件110a。
第二旋转离合部102a可以包括驱动器表面120a,卷绕弹簧104的与第一旋转离合部100a相对的轴向端面122能够抵靠于该驱动器表面120a。在所提供的具体示例中,第二旋转离合部102a与离合器输出构件或驱动器构件124a一体地形成,该驱动器构件124a可以包括联接部126a、一个或更多个腿部128a以及一个或更多个钩形构件192a。联接部126a能够固定地联接到驱动轴26,使得驱动构件124a的旋转引起所提供的示例中的驱动轴26的相应旋转。腿部128a能够联接到联接部126a并且能够沿径向向外并沿轴向(即,与驱动轴26的旋转轴线平行)方向延伸,从而形成环形支承表面130a和面向外壳22的环形通道132a。腿部128a的远端能够限定一个或更多个抵接部136a。驱动器表面120a能够联接到所述一个腿部或所述多个腿部128a中的一个,并且在所提供的具体示例中,驱动器表面120a由腿部128a中的一个的边缘限定。钩形构件192能够联接到腿部128a,并且能够在与抵接部136a相对的一侧抵靠于卷绕弹簧104。应当理解,抵接部136a和钩形构件192a能够配合以在轴向方向上(即,沿着旋转方向50轴向地)将卷绕弹簧104限制在驱动器构件124a上,在某些情况下,这有助于使离合器组件16a在一定程度上更容易组装。
在所提供的具体示例中,驱动构件106a与输入构件12a一体地形成并限定内部离合表面150和腔152,离合器组件16a的包括致动器108a、卷绕弹簧104、第一旋转离合部100a以及第二旋转离合部102a在内的各种部件能够容纳到腔152中。卷绕弹簧104的螺旋线圈144能够构造成接合内部离合表面150,以便于在输入构件12a与驱动轴26之间传递旋转动力。如上所述,理想的可能是在内部离合表面150与卷绕弹簧104的螺旋线圈144之间使用润滑剂(例如,油脂;油;形成卷绕弹簧的线上的涂层或镀层;驱动构件上的涂层或镀层;或这些的组合)。
致动器108a可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100a以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160a;用于使致动器构件160a在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16a偏置到预定状态(即,接合状态或分离状态),这将在下面更详细地讨论。
在所提供的具体示例中,致动器108a还包括电磁体166和复位弹簧168a,并且致动器构件160a为电枢。如将从上述讨论中理解的,在替代方案中可以采用用于轴向移动致动器构件160a的其他装置。
电磁体166能够固定地联接到外壳22并且能够包括环形壳体构件170、线圈172以及一对电引线或端子176。端子176能够构造成将线圈172电联接到电源并能够在位于外壳22中、轴承48之下的槽184中布线。
致动器构件160a可以包括能够呈环形板状的本体190a。本体190a能够被承载在驱动轴26之上并且设置在环形通道132a中。
复位弹簧168a能够将离合器组件16a的部分偏置到所需的位置并且/或者提供离合器组件16a内的各种组件之间的柔顺性。在所提供的具体示例中,复位弹簧168a包括第一弹簧300和第二弹簧302。第一弹簧300可以包括:能够抵靠于驱动器构件124a的联接部126a的弹簧本体200a;以及多个弹簧臂202a。第二弹簧302可以包括诸如板簧之类的多个弹簧,所述多个弹簧能够在第一端部处固定地联接到致动器构件160a。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220a,拖曳构件或前导件220a能够联接到致动器构件160a以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220a为通过第二弹簧302联接到致动器构件160a的单独部件,第二弹簧302的用途将在下面进行详细描述。更具体地,构成第二弹簧302的每个板簧的第一端部能够轴向地固定到致动器构件160a的本体190a,而每个板簧的相对的第二端部能够轴向地固定到前导件220a。驱动器构件124a的腿部128a以及前导件220a的内表面310能够容纳在卷绕弹簧104中,使得环形支承表面130或内表面310或这两者绕旋转轴线50同中心地支承卷绕弹簧104。第一旋转离合构件100a的叉形件110a能够与前导件220a固定地联接(例如,一体地形成)。第一弹簧300的弹簧臂220a能够联接到前导件220a(例如,与第二弹簧302联接到前导件220的点轴向地同轴)并且能够沿预定轴向方向偏置前导件220a。在所提供的示例中,第一弹簧300的弹簧臂202a构造成将前导件220a沿轴向远离电磁体166地偏置,使得前导件220a上的第一前导表面224a摩擦接合形成在驱动构件106a上的第二前导表面226a。
盖构件290能够接合到驱动构件106a并且能够用于封闭(及密封)腔152,以防止灰尘、污物和水分进入到腔152中并且/或者防止容纳在腔152中的润滑剂漏出。
在操作中,输入构件12a在预定旋转方向上的旋转将引起驱动构件106a的内部离合表面150a的相应旋转。当致动器108a未启动时,致动器构件160a能够由于由复位弹簧168a施加的偏置力而定位在第一位置(即,第一弹簧300能够将前导件220a远离电磁体166偏置,并且第二弹簧302能够将致动器构件160a朝向前导件220a偏置并偏置到第一位置)。复位弹簧168a还将前导件220a的第一前导表面224a偏置成与驱动构件106a上的第二前导表面226a摩擦接合,从而产生旋转拖曳力,该旋转拖曳力引起前导件220a(并且因此引起第一旋转离合构件100a)与驱动构件106a一起在预定旋转方向上旋转。第一旋转离合构件100a在预定旋转方向上的旋转引起卷绕弹簧104的控制端脚140的相应旋转;然而,卷绕弹簧104的其余部分最初不与控制端脚140一起旋转。应当理解,叶轮24的旋转与(由于冷却水的循环而引起的)旋转载荷有关,而且这种旋转载荷(最初)将抵抗卷绕弹簧104的第二端部142在预定方向上的旋转。因此,控制端脚140在预定旋转方向上的移动与卷绕弹簧104的第二端部142在预定方向上的移动受到的阻碍相结合,产生了第一端部140相对于第二端部142的相对移动,该相对移动造成卷绕弹簧104的螺旋线圈144展开或松开,从而接合内部离合表面150并将卷绕弹簧104传动地联接到驱动构件106。输入到卷绕弹簧104的旋转动力能够轴向地(即,沿着形成卷绕弹簧104的线纵向地)传递通过第二端部142的轴向端面122并进入到第二旋转离合构件102a上的形成有驱动器表面120的腿部128a中,以在预定旋转方向上驱动驱动轴26(以及因此驱动叶轮24)。应当理解,卷绕弹簧104能够沿所需的方向卷绕,使得由于旋转拖曳施加到第一端部140而对卷绕弹簧104造成的加载而能够趋向于进一步展开或松开卷绕弹簧104,从而使得螺旋线圈144传动地接合内部离合表面150。还将理解的是,在所示出及描述的具体构型中,在离合器组件16a启动(即,传递旋转动力)时压缩载荷被施加到卷绕弹簧104的轴向端面122,并且未承受弯曲和/或剪切载荷。然而,应当理解,如果需要,卷绕弹簧104的第二端部142能够以替代性的方式与第二旋转离合构件102a连接。
能够启动致动器108a以将致动器构件160a轴向平移到第二位置中。在所提供的具体示例中,致动器108a的启动包括向电磁体166提供电力,使得电磁体166产生磁场,尽管通过复位弹簧168a向致动器构件160a施加有偏置力,但该磁场将致动器构件160a吸引或拉入到第二位置中。由于前导件220a通过第二弹簧302联接到致动器构件160,因此致动器构件160a的平移引起了前导件220a的相应平移,使得第一前导表面224a没有摩擦接合到第二前导表面226a,从而没有产生旋转拖曳。此外,当定位在第二位置中时,致动器构件160a能够接触或抵靠于电磁体166,以向致动器构件160a施加拖曳力,该拖曳力抵抗致动器构件160a在预定旋转方向上旋转(相对于外壳22)。由于前导件220a旋转地联接到致动器构件160a(通过第二弹簧302),因此,前导件220a没有与驱动构件106a一起旋转,并且卷绕弹簧104的控制端脚140没有沿预定方向旋转。此外,由于卷绕弹簧104的线圈144的至少一部分与内部离合表面150摩擦接触,因此线圈144的至少一些部分以及第二端部142将趋向于在预定旋转方向上旋转,从而引起卷绕弹簧104的第二端部142相对于控制端脚140在趋向于更紧地卷绕或盘绕卷绕弹簧104的方向上旋转,以使螺旋线圈144与内部离合表面150更充分地分离。因此,卷绕弹簧104没有展开或松开,从而没有传动地接合驱动构件106a的内部离合表面150以将旋转动力从输入构件12a传递到离合器组件16a中。
在使用粘性流体(例如,油、油脂)来润滑螺旋线圈144与内部离合表面150之间的接触面的某些情况下,可能会出现“粘滞”状况,特别是当环境空气温度相对较低时,此时粘性流体会阻挡第一前导表面224a移动远离第二前导表面226a。由于由电磁体166施加在致动器构件160a上的力随着致动器构件160a与电磁体166之间的距离的平方的变化而变化,并且由于当第一前导表面224a和第二前导表面226a彼此接合时致动器构件160a通常在处于其距电磁体166的最大距离处,因此,在致动器构件160a位于第一位置中时(即,当第一前导表面224a和第二前导表面226a在所提供的示例中彼此接合时),由电磁体166施加在致动器构件160a上以将致动器构件160a拉入到第二位置中的力最弱。如果出现“粘滞”,则第二弹簧302构造成允许致动器构件160a相对于前导件220a轴向移动。在这方面,由电磁体166施加到致动器构件160a上的沿第一方向(朝向电磁体166)的力大于由第二弹簧302施加到致动器构件160a上的沿相反的第二方向(朝向前导件220a)的力。应当理解,当致动器构件160a移动成更靠近电磁体166时,施加在致动器构件160a上的力迅速增大,并且在大多数情况下,力会变得大到足够将前导件220a与致动器构件160a一起拉动,使得第一前导表面224a与第二前导表面226a分离。
参照图9,根据本公开的教导构造的另一从动附件总体上以附图标记10b来表示。从动附件10b与图1至图5中示出的从动附件10大致相似,除了:电磁体166在槽轮间隔件44b(该槽轮间隔件44b联接到槽轮42b以形成输入构件12b)后方的位置处固定地联接到外壳22;驱动构件106b能够与槽轮间隔件44b一体地形成;轴承48b可以是密封轴承;以及前导件220b能够通过与第二弹簧(图6)类似的弹簧联接到致动器构件160b。此外,卷绕弹簧104的第一端部和第二端部(未具体图示)能够以与结合图6至图8的示例在上面描述的方式类似的方式联接到前导件220b和驱动器构件124b。因此,应当理解,第一旋转离合构件(未具体图示)联接到前导件220b,驱动器构件124b为第二旋转离合构件的一部分。所述弹簧(与图6中的第二弹簧302类似)能够将前导件220b上的第一前导表面224b偏置成与驱动构件106b上的第二前导表面226b接合。致动器108b的启动能够将致动器构件160b朝向电磁体166拉动,使得离合器组件16b能够以与上述方式类似的方式操作。
参照图10和图11,示出了根据本公开的教导构造的另一种从动附件的一部分。该从动附件可以包括:能够包括槽轮间隔件44c的输入构件12c、附件部14、以及离合器组件16c。输入构件12c能够通过轴承48c支承在附件部14的外壳(未图示)上以旋转,使得输入构件12c能够绕附件部14的驱动轴26的旋转轴线50旋转。
离合器组件16c可以包括第一旋转离合部100c、第二旋转离合部102c、卷绕弹簧104、驱动构件106c以及致动器108c。
第一旋转离合部100c绕从动附件的旋转轴线50可旋转地设置并且可以包括具有分叉构件112c的叉形件110c。
第二旋转离合部102c可以包括驱动器表面120c,卷绕弹簧104的轴向端面122抵靠于该驱动器表面120c。在所提供的具体示例中,第二旋转离合部102a与离合器输出构件或驱动器构件124c一体地形成,该驱动器构件124c可以包括联接部126c、一个或更多个腿部128c以及一个或更多个钩形构件192c。联接部126c能够为大致管状结构并且能够固定地联接到驱动轴26,使得驱动器构件124c的旋转引起所提供的示例中的驱动轴26的相应旋转。轴承48c能够安装在联接部126c与滑车槽轮44c之间。腿部128c能够联接到联接部126c并且能够沿径向向外并沿轴向方向(即,与驱动轴26的旋转轴线平行)延伸,从而形成环形支承表面130c和面向槽轮间隔件22c的环形通道132c。腿部128c的远端能够限定一个或更多个抵接部136c。驱动器表面120c能够联接到所述一个腿部或所述多个腿部128c中的一个,并且在所提供的具体示例中,驱动器表面120c由腿部128c中的一个的边缘限定。钩形构件192c能够联接到腿部128c,并且能够在与抵接部136c相对的一侧抵靠于卷绕弹簧104。应当理解,抵接部136c和钩形构件192c能够配合以在轴向方向(即,沿着旋转方向50轴向地)上将卷绕弹簧104限制在驱动器构件124c上。
驱动构件106c能够与槽轮间隔件44c一体地形成并且限定内部离合表面150和腔152。卷绕弹簧104的螺旋线圈144能够构造成接合内部离合表面150,以便于在输入构件12c与驱动轴26之间传递旋转动力。
致动器108c可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100c以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160c;用于使致动器构件160c在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16c偏置到预定状态(即,接合状态或分离状态),这将在下面更详细地讨论。在所提供的具体示例中,致动器108c还包括电磁体166和复位弹簧168c,并且致动器构件160c为电枢。然而,应当理解,可以使用用于轴向移动致动器构件160c的其他装置。正如先前所描述的示例,电磁体166构造成固定地联接到附件部14的外壳。
致动器构件160c可以包括能够呈环形板状的本体190c。本体190c能够被承载在驱动轴26之上。第一旋转离合构件100c的叉形件110c能够固定地联接到本体190c。在所示出的示例中,存在与第一旋转离合器构件100c相同的两个部件;这两个额外的部件构造成旋转地平衡致动器构件160c与第一旋转离合构件100c的组合。应当理解,这些配重可以具有不同形状或被完全省去。
复位弹簧168c能够安装在衬套400上(该衬套400能够可旋转地承载在驱动器构件124c的联接部126c上),使得复位弹簧168c设置在腿部128c的与致动器构件160c相对的一侧。复位弹簧168c可以包括能够用于将复位弹簧168c固定地联接到致动器构件160c的一个或更多个固定点420。在所提供的具体示例中,多个铆钉422被容纳成穿过固定点420和致动器构件160c,以将复位弹簧168c固定地联接到致动器构件160c,使得复位弹簧168c能够将致动器构件160c朝向驱动器构件124c并远离电磁体166偏置。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220c,拖曳构件或前导件220c能够固定地联接到致动器构件160c,以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220c与致动器构件160c一体地形成并且包括第一前导表面224c,该第一前导表面224c能够通过复位弹簧168c而被偏置成与第二前导表面226c接合以产生控制扭矩。在所提供的示例中,第二前导表面226c形成在驱动构件106c的周向延伸的轴向端部上。
盖构件290c能够接合到槽轮间隔件44c并且能够用于封闭槽轮间隔件44c的前侧。环形构件430能够与驱动构件106c联接或一体地形成,并且能够形成抑制诸如油脂之类的粘性润滑剂沿轴向方向从驱动构件106c中的腔152流出的轴向屏障。在所提供的示例中,环形构件430为容纳到形成在驱动构件106c中的相应的槽中的卡扣环。如果需要,可以在驱动构件106c与致动器构件160c之间形成密封或迷宫式密封,以防止污物、碎片以及水分进入到驱动构件106c中的腔152中。在所提供的具体示例中,在致动器构件160c的外周缘上形成唇形构件440,并且不管致动器构件160c是定位在第一位置还是定位在第二位置,该唇形构件440都轴向地压在驱动器构件106c的轴向端部部分442上。此外或替代性地,可以使用各种各样的密封件来密封腔152,以防止污物、碎片以及水分进入其中。通过简要参照图25,第一唇形密封件LS-1可以密封地安装在驱动构件106c-l上,并且可以包括第一唇形构件LM-1,第一唇形构件LM-1可以密封地接合到致动器构件160c,而第二唇形密封件LS-2可以密封地安装在密封衬套SB(其可旋转地安装在联接部126-1上)上,并且可以包括第二唇形构件LM-2,该第二唇形构件LM-2在第一唇形构件LM-1的径向向内的点处密封地接合致动器构件。
通过重新参照图10和图11,应当理解,第一前导表面224c和第二前导表面226c的接合能够引起第一旋转离合构件100c的相应旋转,使得输入扭矩施加到卷绕弹簧104(通过控制端脚140),以使离合器组件16a以接合模式操作。还应当理解,可以操作致动器108c以使前导件220c远离驱动构件106c地轴向平移,使得第一前导表面224c和第二前导表面226c能够彼此分离;以及可选地使致动器构件160c的本体190c摩擦接合到电磁体166以产生拖曳力,该拖曳力传递到控制端脚140,造成卷绕弹簧104的螺旋线圈144更紧密地卷绕或盘卷成更加完全地与驱动构件106c上的内部离合表面150分离。
参照图12至图15,根据本公开的教导构造的另一从动附件总体上以附图标记10d来表示。从动附件10d可以包括输入构件12d、基本常规的附件部14以及离合器组件16d。正如图1至图5中的示例,附件部14被描述为水泵组件,但本领域的技术人员将从本公开中理解的是,在替代方案中可以使用各种其他类型的从动附件或驱动附件。在所提供的具体示例中,输入构件12d包括槽轮42d和槽轮间隔件44d,该槽轮间隔件44d由轴承48d支承以绕驱动轴26的旋转轴线50旋转。
离合器组件16d可以包括第一旋转离合部100d、第二旋转离合部102d、弹簧托架490、卷绕弹簧104、驱动构件106d以及致动器108d。
第一旋转离合部100d绕从动附件10d的旋转轴线50可旋转地设置,并且如将在下面更详细讨论的,第一旋转离合部100d能够用作这样的元件:即,该元件能够用于向卷绕弹簧104输入控制扭矩,从而控制离合器组件16d的操作。第一旋转离合部100d可以包括用于将向卷绕弹簧104施加扭转控制信号的任何装置,并且在所示出的具体示例中,第一旋转离合部100a包括具有分叉构件112a的叉形件110a。
第二旋转离合部102d可以包括驱动器表面120d,卷绕弹簧104的轴向端面122能够抵靠于该驱动器表面120d。在所提供的具体示例中,第二旋转离合部102d与离合器输出构件或驱动器构件124d一体地形成。更具体地,并且在所提供的示例中,驱动器构件124d包括多个凸耳500,第二旋转离合部102d由凸耳500中的一个形成。驱动器构件124d还可以包括联接部126d、环形腿部128d以及一个或更多个附接点506。联接部126d能够是大致管状的中空结构,该大致管状的中空结构能够固定地联接到驱动轴26,使得驱动器构件124d的旋转引起驱动轴26的相应旋转。在所提供的示例中,使用内螺纹螺母508将驱动器构件124d固定地联接到驱动轴26,但应当理解,内螺纹可以形成在联接部126d上,并且联接部126d的远端可以成形为非圆形,以便于驱动器构件124d安装到驱动轴26。腿部128d能够联接到联接部126d并且能够沿径向向外并沿轴向方向延伸,从而形成围绕联接部126d设置的杯状结构。凸耳500和附接点506能够在腿部128d的远端附近联接到腿部128d。
弹簧托架490能够是其上能够组装卷绕弹簧104的环形结构或卡盘。弹簧托架490能够由比形成驱动器构件124d的材料相对更有弹性的材料形成。在所提供的示例中,弹簧托架490由工程尼龙形成,但本领域的技术人员应当理解,在替代方案中可以采用其他材料。弹簧托架490能够限定狭槽520、孔526以及多个凸耳凹部528。孔526定尺寸为允许弹簧托架490承载在腿部128d之上并抵靠于驱动器构件124d上的附接点506。凸耳凹部528构造成容纳凸耳500中的相应的一个,以抑制驱动器构件124d与弹簧托架490d之间的相对旋转。狭槽520构造成容纳卷绕弹簧104的第二端部142并为第二端部142的轴向端面122确定方向,使得其与限定了其中一个凸耳凹部528之侧部的壁构件530共面,这允许了轴向端面122在弹簧托架490安装到驱动器构件124d时抵靠于驱动器表面120d。弹簧托架490d能够以任意所需的方式轴向地固定到驱动器构件124d。在所提供的具体示例中,螺纹紧固件534被容纳成穿过附接点506并能够以螺纹的方式接合到弹簧托架490。
在所提供的具体示例中,驱动构件106d与槽轮间隔件44d一体地形成并且限定了内部离合表面150和腔152,离合器组件16d的包括致动器108d、卷绕弹簧104、第一旋转离合部100d和第二旋转离合部102d在内的各种部件能够容纳在腔152中。卷绕弹簧104的螺旋线圈144能够构造成接合内部离合表面150,以便于在输入构件12d与驱动轴26之间传递旋转动力。如上所述,理想的可以是在内部离合表面150与卷绕弹簧104的螺旋线圈144之间使用润滑剂。
致动器108d可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100d以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160d;用于使致动器构件160d在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生拖曳力的装置,该拖曳力能够用于将离合器组件16d偏置到如将在下面更详细讨论的预定状态。在所提供的具体示例中,致动器108d还包括电磁体166和复位弹簧168d,并且致动器构件160d为电枢。如将从上述讨论中理解的,可以使用用于轴向地移动致动器构件160d的其他装置。
电磁体166能够固定地联接到外壳22并且能够包括环形壳体构件170、线圈172以及一对电引线或端子176。端子176能够构造成将线圈172电联接到电源并能够在位于外壳22中、轴承48之下的槽184中布线。致动器构件160d可以包括能够呈环形板状的本体190d,并且该本体190d能够被承载在驱动轴26之上。
复位弹簧168d可以包括:弹簧本体200d,弹簧本体200d能够固定地安装到驱动器构件124d的联接部126d;以及多个弹簧臂202d,多个弹簧臂202d能够通过多个铆钉204固定地且可旋转地联接到致动器构件160d。在所提供的示例中,大致C形的弹簧导引件550也通过铆钉204固定地且可旋转地联接到致动器构件160c。弹簧导引件550可以具有周向延伸的壁段552,该周向延伸的壁段552关于旋转轴线50同中心地设置,以将卷绕弹簧104的螺旋线圈144的至少一部分局限或限制在内部离合表面150与壁段552之间。C形弹簧导引件550的开口能够定位成将第一旋转离合部100d容纳在其中。弹簧臂202d能够配合以将致动器构件160d朝向驱动器构件124并远离电磁体166偏置。在所提供的具体示例中,弹簧本体200d安装在衬套400d上,以允许复位弹簧168d相对于驱动器构件124d旋转,并且采用了容纳在形成于联接部126d中的槽562中的卡扣环560,将衬套400d轴向地保持到联接部126d。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220d,拖曳构件或前导件220d能够联接到致动器构件160d以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220d与致动器构件160d一体地形成,但应当理解,前导件220d可以是联接到致动器构件160d的单独部件。复位弹簧168d的弹簧臂202d构造成将致动器构件160d和前导件220d轴向远离电磁体166地偏置,使得前导件220d上的第一前导表面224d摩擦接合形成在驱动构件106d上的第二前导表面226d。
盖构件290d能够接合到驱动构件106d并且能够用于覆盖从动附件10d的前端,以防止灰尘、污物和水分进入到腔152中。
应当理解,第一前导表面224d和第二前导表面226d的接合能够产生控制扭矩,该控制扭矩能够通过第一旋转离合构件100d传递到卷绕弹簧104的控制端脚140,以使离合器组件16d以接合模式操作。还将理解的是,致动器108d可以操作以使前导件220d沿轴向远离驱动构件106d平移,使得第一前导表面224d和第二前导表面226d能够彼此分离;以及可选地使致动器构件160d的本体190d摩擦接合电磁体166以产生拖曳力,该拖曳力传递到控制端脚140,控制端脚140使卷绕弹簧104的螺旋线圈144更紧密地卷绕或盘卷,以使内部离合表面150在驱动构件106d上更充分地分离。
如上所述,与诸如与自动空调压缩机离合器一起使用的离合器机构之类的其他离合器机构相比,根据本公开的教导构造的从动附件能够通过相对较低的电力需求而分离(或者在离合器机构逆转时接合)。如对本领域的技术人员来说将明显的,除其他因素之外,将文中所描述的任何离合器组件的致动器构件移动成与电磁体摩擦接触所需的电力的量尤其取决于由复位弹簧施加的、将致动器构件远离电磁体偏置的偏置力以及电磁体与致动器构件之间的距离。然而,我们注意到,前导件的用于重新接合离合器组件的摩擦接合也取决于由复位弹簧施加的偏置力。因此,复位弹簧受到冲突的设计标准的要求(即,对于致动器构件的偏置来说,理想的是低弹簧刚度;而对于产生通过控制端脚输入到卷绕弹簧的旋转曳力或扭矩以使卷绕弹簧松开来说,理想的是高弹簧刚度)。
在期望减小复位弹簧的偏置力(从而减小分离离合器组件的电力需求)的情况下,我们已经发现,对卷绕弹簧的特定改型致使卷绕弹簧对较小的扭转输入发生响应(即,控制卷绕弹簧的操作所需要的第一前导表面与第二前导表面之间的前导力或拖曳力较小)。参照图16,示出了根据本公开的教导构造的卷绕弹簧104e。卷绕弹簧104e与卷绕弹簧104(图2)的相似之处在于,其包括第一端部或控制端脚140、第二端部142以及多个螺旋线圈144d。然而,所述多个线圈144d包括至少一个不一致的线圈部600,该至少一个不一致的线圈部600在沿着其长度的一个或更多个点处在直径方向延伸跨过卷绕弹簧的一个或更多个点处有效地扩大了卷绕弹簧144d的总体直径或尺寸。在所提供的具体示例中,单个不一致的线圈部600用在控制端脚140附近,并且该不一致的线圈部600包括螺旋线圈144d中的一个的向外弯曲部。例如,螺旋线圈144d的直径能够被定尺寸为通常比驱动构件上的内部离合表面的直径更小,并且不一致的线圈部600可以包括弯曲部,该弯曲部能够从控制端脚140的近端(即,控制端脚140的邻近螺旋线圈144d的一端)以例如180°的预定角间距开始弯曲并且从该近端处沿径向向外延伸,以使得能够在单个区域或范围处产生与内部离合表面的干涉配合,该单个区域或范围的中心位于距控制端脚140的近端成大约90°的位置处。在另一示例中,不一致的线圈部600可以包括预定数量的螺旋线圈144d(例如,两个线圈),所述预定数量的线圈144d的直径形成为比内部离合表面的直径更大。
不一致的线圈部600可以与驱动构件上的内部离合表面持续摩擦接触,或者可以通过相对较小的输入扭矩(由第一前导表面与第二前导表面之间的摩擦接触——即拖曳——产生)与内部离合表面接触。螺旋线圈144d的其余部分的直径能够定尺寸(即,额定尺寸)为比驱动器的内部离合表面的直径稍小,使得螺旋线圈144d除了在沿着不一致的线圈部600的点以及与不一致的线圈部600在直径上相对的点处之外均没有接合内部离合表面。由于不一致的线圈部600与内部离合表面之间的摩擦接合而产生的输入到卷绕弹簧104e的扭矩增大了通过控制端脚140而输入到卷绕弹簧104e的扭矩,使得在控制端脚140处需要相对较小的扭矩来实现卷绕弹簧104e与内部离合表面的接合(这允许复位弹簧构造成具有较小的弹簧刚度并且电磁体构造成以较低的电力消耗而操作)。应当理解,卷绕弹簧104e能够与文中所描述的任何示例一起使用。
与当致动器包括电磁体时由复位弹簧施加在致动器构件上的偏置力的大小的确定有关的另一因素与在已经去除供给到线圈的电力之后存在于电磁线圈与电枢之间的残余磁场有关。这种残余磁场将作用为抵抗复位弹簧的偏置力,并因而需要不利地增大复位弹簧的偏置力。为减小或消除致动器构件中的残余磁性,供给到电磁体的电力的极性可以不时地逆转。在一个实施方式中,电力的极性可以在即将重新接合离合器组件时颠倒。例如,控制电路能够构造成将具有第一极性的电力从电磁体去除(即,终止电流的供给或流动),并随后将具有相反的第二极性的电力重新供给到电磁体达所需的时间。其他实施方式包括在电磁体的操作期间使供给到电磁体的电力的极性交替。例如,可以在每次(连续的)电磁体操作时使电力的极性交替(即,电磁体要初次操作时,可以将具有第一极性的电力供给到电磁体,电磁体要第二次操作时,可以将具有相反的第二极性的电力供给到电磁体,电磁体要第三次操作时,可以将具有第一极性的电力供给到电磁体,等等)。应当理解,如果需要,可以使用其他时间间隔来使极性交替(例如,可以在电磁体的五个(5)操作周期之后逆转极性),以及在交替之间操作周期的数量可以不等(例如,极性在第一数量的操作周期之后从第一极性转换为第二极性,极性在第二数量的操作周期之后从第二极性转换回第一极性,并且第一数量与第二数量不相等)。作为另一示例,可以使用计时器、计数器(例如曲轴转数)或其他标准(例如,车辆英里数)来在电磁体的操作期间确定这样的点:即,在该点处,电力被中断并以相反极性重新供给,从而造成电磁体的中断,但该中断的持续期间相对较短。
作为减少用于操作电磁体的电能的量的另一方法,可以采用两个或更多个方案来为电磁体提供电力。例如,可以为电磁体提供相对较大量的电力以使致动器构件从其“休止”位置加速,并且可以为电磁体提供相对较小量的电力以使致动器构件保持紧邻或靠近电磁体。在一个实施方式中,通过脉冲宽度调制技术将电力供应到电磁体,使得电力以具有预定电压的电力脉冲形式供应到电磁体。脉冲宽度调制技术的占空比(即,“on”(工作)的时间相对于周期的总时间的百分比)在致动器构件即将移动时相对较高,之后在致动器构件即将保持紧邻电磁体时能够被减小(即,“on”的时间相对于总时间的百分比可以在最初相对较高,而之后可以被减小)。
也可以采用诸如脉冲宽度调制之类的电流改变技术来使卷绕弹簧与内部离合表面更逐步地接合。在某些情况下,可以通过控制供应到电磁体的电力来控制致动器构件的轴向位置。在其他情况下,必要或理想的是通过一系列接合脉冲来接合卷绕弹簧,从而使驱动轴开始旋转。在后一种情况下,接合脉冲的持续时间最初相对较短,而随着时间推移持续时间延长,直到驱动轴的旋转速度与输入构件的旋转速度近似相等(在预定的速度差之内)。离合器组件以此方式操作能够减小传动组件的部件上的机械应力并且/或者减小与离合器组件的接合有关的噪音。
同样,设想通过对在离合器接合时供应到电磁体的电流(或供应到电磁体的电流的相关特性)进行测量,能够将所测得的特性(例如,电流)随时间的分布图与预定的分布图进行“比较”,从而确认致动器构件与电磁体之间的接合并且/或者确定或估计致动器构件与断开的电磁体之间的间隙,该间隙表明了离合器组件内的磨损量。应当理解,“比较”可以包括例如确定由电磁体产生的磁场的衰减或变形状态、或流过电磁体的电流量的衰减状态,并且分布图的各种部分可以用作“比较”的基础。这些部分可以包括:例如,在特定时间处所测得的特性的值、分布图在给定时间处的斜率、分布图的斜率在给定时间处的变化以及/或者这些的组合(例如,拐点之后的负斜率)。
在替代方案中,可以使用各种类型的传感器来验证离合器组件的接合和/或分离。例如,可以将诸如霍尔效应传感器或近距离传感器之类的一个或更多个传感器结合到从动附件中,以感测致动器构件的位置。作为另一示例,可以使用传感器来确定附件部的操作状态。传感器可以包括诸如涡流扭矩传感器之类的扭矩传感器,该扭矩传感器构造成感测通过驱动轴传递的扭矩的大小。传感器可以包括适于监测附件部的输出的传感器(例如,如果附件部包括水泵,则该传感器为流量传感器或压力传感器;如果附件部包括交流发电机或发电机,则该传感器为磁场传感器、电流传感器或电压传感器)。传感器可以包括速度传感器,该速度传感器构造成对离合器组件或附件部的一部分(如驱动轴)的旋转速度进行感测。传感器可以包括用于对电磁体的温度或与电磁体有关的参数进行感测的传感器。在由一个或更多个传感器(或由电磁体)产生的数据表明离合器组件和/或附件部故障、或表明离合器组件和/或附件部操作错误的情况下,车辆控制器能够配置成采取适当的动作。例如,该车辆控制器能够使车辆仪表板上的警告指示灯发亮、产生能够存储以由车辆或发动机扫描器/读码器取回的错误代码、以及/或者通过无线数据传输介质将故障信息传输到远程的监测或消息传送站(例如,安吉星
另外,通过得知电磁体在给定温度,例如65℃(149℉)时的电阻RREF并确定电磁感应圈在所关注的时刻的实际电阻R(例如,在已知输入电压和电流时由R=I/V确定),能够相对较精确地确定电磁体的相对于给定温度的温度。图24是一个示例性电磁体的曲线图,其示出了当9伏或16伏的电压供应到线圈时、线圈的电阻和流过线圈的电流随线圈温度(单位为摄氏度)的相互关系。在该图中,线圈的电阻(单位为欧姆)以曲线R来表示,在供应到线圈的电力具有9伏的电压时经过线圈的电流(单位为安培)以曲线9V来表示,而在供应到线圈的电力具有16伏的电压时经过线圈的电流(单位为安培)以曲线16V来表示。应当理解,当16伏或小于16伏的电压供应到致动器并且致动器的温度高于-40℃时,在第一位置与第二位置之间移动致动器构件所需的电流小于2.0安培。与电磁体的相对于给定温度的温度有关的数据能够用作向离合器组件的控制算法的输入。例如,在离合器组件使用电磁体分离离合器组件的情况中,表明实际温度等于或超过第一预定温度(例如,65℃或149℉)的数据可以用于阻止电磁体的操作(使得离合器组件将不会分离)。以此方式所进行的操作能够防止电磁体在以下情况下操作:即,存在离合器组件以升高的温度操作可能损坏离合器组件的部件(例如,电磁体)的危险。作为另一示例,表明实际温度等于或小于第二预定温度(例如,-20℃或-4℉)的数据可以用于识别以下情况:即,在该情况中,理想的可以是加热离合器组件以减小或消除“粘滞”,下面将更详细地描述。应当理解,在自动设定中,能够从车载网络或数据总线获得的温度信息也可以用于控制致动器的操作。
在使用了具有电磁体的制动器的离合器组件中,在某些情况下理想的可以是提供额外的电力(例如,以克服“粘滞”,产生热量)。在一个实施方式中,额外的电力可以由超级电容器提供,该超级电容器能够用于通常情况下由电源(例如,车辆电气系统)供应的电流。替代性地,可以选择性地使用电压倍增器来提高或增强通常供应到电磁体的电力的电压,使得可以将电压明显更高的电力供应到电磁体以用于最初的离合器分离。
如前所述,能够增大最初供应到电磁体的电力的电压,来帮助克服前导件“粘滞”的初始影响。在极冷环境下长期不活动的情况下(例如,长时间处于温度零度之下)会遇到这种“粘滞”。此外或替代性地,在确定了电磁体未能将致动器构件移动到所需位置时,可以采用增大供应到电磁体的电力的电压。这种状态可能表示严寒;“粘滞”;或者离合器组件内的一个或更多个部件的故障或未对准。因此,供应到电磁体的电力的电压增大可以提供更强的磁场(即使出现严寒、“粘滞”或未对准,该磁场也可以使致动器构件移动)并且/或者可以更迅速地加热电磁体(这可以在一定程度上抵消严寒或“粘滞”)。
由于更高的供给电压产生额外的磁力,因此也可以采用以增大的电压将电力供应到电磁体的布置来减小用于给定的复位弹簧(具有给定的弹簧刚度)的电磁体的尺寸,从而允许设计者减小电磁体的尺寸和重量,以及通过减小电磁体内产生相同或等效的力的所需的铝线绕组或铜线绕组的数目来降低电磁体的成本。电压培增器电路或超级电容器的使用也将通过减小向电磁体供应满功率所需的时间来减小施加到车辆电气系统以及ECU(电子控制单元)电源的电力负载。
参照图17,根据本公开的教导构造的另一从动附件总体上以附图标记10f来表示。从动附件10f可以包括:可以包括有槽轮42f的输入构件12f、附件部14以及离合器组件16f。输入构件12f能够由轴承48f支承,以绕附件部14的驱动轴26的旋转轴线50旋转。
离合器组件16f可以包括第一旋转离合部100d、第二旋转离合部102f、弹簧托架490f、卷绕弹簧104f、驱动构件106f以及致动器108f。上面已经详细地描述了第一旋转离合部100d。
第二旋转离合部102f可以包括驱动器表面(类似于驱动器表面120d),卷绕弹簧104f的轴向端面122能够抵靠于该驱动器表面。第二旋转离合部102f能够与离合器输出构件或驱动器构件124f一体地形成,该离合器输出构件或驱动器构件124f可以包括多个凸耳(未具体图示,但类似于图12中的凸耳500)、联接部126f以及环形腿部128f。联接部126d能够是大致管状的中空结构,该大致管状的中空结构能够固定地联接到驱动轴26,使得驱动器构件124f的旋转引起驱动轴26的相应旋转。在所提供的示例中,联接部126f通过干涉配合联接到驱动轴26。腿部128f能够联接到联接部126f并且能够从联接部126f沿径向向外延伸。凸耳能够在腿部128f的远端附近联接到腿部128f。
弹簧托架490f能够与图12中的弹簧托架490大致相似。简单地说,弹簧托架490f能够限定:狭槽520;孔526,联接部126f可以穿过孔526延伸;以及多个凸耳凹部(未具体图示,但类似于图12中的凸耳凹部528),所述多个凸耳凹部构造成容纳凸耳中的相应的一个,从而以不旋转的方式将弹簧托架490f联接到驱动器构件124f。狭槽520构造成容纳卷绕弹簧104f的第二端部142,使得形成卷绕弹簧104f的线的轴向端122抵靠于第二旋转离合部102f上的驱动器表面。
卷绕弹簧104f能够与图2中的卷绕弹簧104或图16中的卷绕弹簧104e大致相似,除了螺旋线圈144f被轴向拉动成远离彼此,使得卷绕弹簧104f也用作压缩弹簧。
驱动构件106f能够与槽轮42f一体地形成并且能够限定内部离合表面150和腔152,离合器组件16f的包括致动器108f、卷绕弹簧104f、第一旋转离合部100d和第二旋转离合部102f在内的各种部件能够容纳在腔152中。卷绕弹簧104f的螺旋线圈144f能够构造成接合内部离合表面150,以便于在输入构件12f与驱动轴26之间的传递旋转动力。如上所述,理想的可以是在内部离合表面150与卷绕弹簧104f的螺旋线圈144f之间使用润滑剂。
致动器108f可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100d以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160f;用于使致动器构件160f在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16f偏置到预定状态(即,接合状态或分离状态),下面将更详细地讨论。在所提供的具体示例中,致动器108f还包括电磁体166f和复位弹簧168f,并且致动器构件160f为电枢。如将从上述讨论中理解的,可以使用用于轴向地移动致动器构件160f的其他装置。
电磁体166f能够固定地联接到外壳22并且能够包括环形壳体构件170f、线圈172以及一对电引线或端子(未具体图示)。壳体构件170f可以包括能够固定地联接到外壳22的环形套筒690。轴承48e能够容纳在环形套筒690与驱动构件106f上的环形壁692之间,该驱动构件106f能够与内部离合表面150大致同中心。致动器构件160f可以包括能够呈环形板状的本体190f,并且该本体190f能够被承载在驱动轴26之上。致动器构件160f能够安装在环形衬套700上,该衬套700允许致动器构件160f在环形壁692上轴向滑动,以及对于驱动构件106f来说允许其相对于致动器构件160f旋转。
如上所述,复位弹簧104f的螺旋线圈144f被轴向间隔开,使得螺旋线圈144f形成压缩弹簧。因此,应当理解,卷绕弹簧104f还用作复位弹簧168f并且将致动器构件160f沿轴向远离电磁体166f地偏置。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220f,拖曳构件或前导件220f能够联接到致动器构件160d以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220f与衬套700一体地形成,但应当理解,前导件220f可以是联接到致动器构件160f或衬套700的单独部件。复位弹簧168f构造成将致动器构件160f和衬套700/前导件220f沿轴向远离电磁体166f偏置,使得前导件220f上的第一前导表面224f摩擦接合形成在驱动构件106f上的第二前导表面226f。
盖构件290f能够接合到驱动构件106f并且能够用于覆盖从动附件10f的前端,以防止灰尘、污物和水分进入到腔152中。
应当理解,第一前导表面224f和第二前导表面226f的接合能够产生控制扭矩,该控制扭矩能够通过第一旋转离合构件100d传递到卷绕弹簧104f的控制端脚140,以使离合器组件16f以接合模式操作。还将理解的是,致动器108f可以操作以使前导件220f沿轴向远离驱动构件106f平移,使得第一前导表面224f和第二前导表面226f能够彼此分离;以及可选地,使致动器构件160f的本体190f摩擦接合到电磁体166f以产生拖曳力,该拖曳力传递到控制端脚140,控制端脚140造成卷绕弹簧104f的螺旋线圈144f更紧密地卷绕或盘卷,以使内部离合表面150在驱动构件106f上更充分地分离。
参照图18至图20,根据本公开的教导构造的另一从动附件总体上以附图标记10g来表示。从动附件10g可以包括:可以包括有槽轮42g的输入构件12g、附件部14以及离合器组件16g。在所提供的具体示例中,槽轮42g为具有多个齿的链轮并且意在由作为另外的常规正时驱动器的一部分的有齿带驱动,但应当理解,槽轮42g能够构造成接合很多种传动系统,这些传动系统包括,但不限于:正时链、多V带、螺旋地相对的有齿带和齿轮传动链。输入构件12g能够由一对轴承48g-1和48g-2支承,以绕附件部14的驱动轴26的旋转轴线50旋转。虽然示出为在轴承48g-1与外壳22的颈部32之间使用了间隔件48g-3和法兰48g-4以允许离合器组件16g(当组装到输入构件12g中时)更容易地安装到附件部14,应当理解,如果需要,外壳22的颈部32可以以不同的方式设定外形,以省去间隔件48g-3和法兰48g-4。
离合器组件16g可以包括第一旋转离合部100g、第二旋转离合部102g、弹簧托架490g、卷绕弹簧104g、驱动构件106g以及致动器108g。
第一旋转离合部100g绕从动附件10g的旋转轴线50可旋转地设置,并且可以包括本体800和叉形件110g,该叉形件110g能够与本体800固定地联接(例如,一体地形成)。叉形件110g具有分叉构件112g,该分叉构件112g能够构造成接合卷绕弹簧104的控制端脚140。
第二旋转离合部102g可以包括驱动器表面120g,卷绕弹簧104的轴向端面122能够抵靠于该驱动器表面120g。在所提供的具体示例中,第二旋转离合部102g与离合器输出构件或驱动器构件124g一体地形成。更具体地,该驱动器构件124g包括第一驱动器构件部124g-l和第二驱动器构件部124g-2。第一驱动器构件部124g-l可以包括:能够形成第二旋转离合部102g的凸耳500g、环形腿部128g以及中间联接部810。中间联接部810能够为可以固定地联接有环形腿部128g的大致管状构件。环形腿部128g能够从中间联接部810沿径向向外延伸,并且凸耳500g能够联接到环形腿部128g的外周。在所提供的具体示例中,凸耳500g形成为固定地联接到腿部128g的单独构件的一部分,但应当理解,在替代方案中,凸耳500g可以与腿部128g一体地形成。第二驱动器构件部124g-2可以包括:联接部126g;凸缘部814,该凸缘部814能够固定地联接到联接部126g并从联接部126g沿径向向外延伸;一个或更多个止动构件816以及周向延伸的唇形构件818,该周向延伸的唇形构件818能够沿轴向远离凸缘部814延伸。止动构件816能够联接到唇形构件818的位于与凸缘部814相对的一侧上的轴向端部。联接部126g能够例如通过干涉配合而传动地接合到驱动轴26。中间联接部810能够例如通过干涉配合而传动地接合到联接部126g,以将第二驱动器构件部124g-2可旋转地联接到第一驱动器构件部124g-1。
弹簧托架490g能够是其上能够组装有卷绕弹簧104的环形结构或卡盘。弹簧托架490f能够由工程尼龙形成,但本领域的技术人员应当理解,在替代方案中可以采用其他材料。弹簧托架490f能够限定狭槽520g、孔526g以及凸耳凹部528g。孔526g定尺寸为允许弹簧托架490g承载在腿部128g之上,使得凸耳500g容纳在凸耳凹部528g中并传动地接合凸耳凹部528g,以抑制驱动器构件124g与弹簧托架490g之间的相对旋转。狭槽520g构造成容纳卷绕弹簧104的第二端部142并为第二端部142的轴向端面122确定方向,使得当弹簧托架490g安装到驱动器构件124g时,该轴向端122抵靠于凸耳500g的限定出驱动器表面120g的边缘。如果需要,弹簧托架490g能够以任意所需的方式轴向地固定到驱动器构件124g。壁构件530g-1和530g-2可以设置在弹簧托架490g的相对的轴向侧部并且能够用于将卷绕弹簧104轴向地保持在弹簧托架490g的本体490g-1上。
驱动构件106g能够是能够固定地并不可旋转地联接到输入构件12g的单独部件。在所提供的具体示例中,输入构件12g由烧结粉末金属材料一体地形成,并且驱动构件106g由硬化钢材料形成。然而,应当理解,在替代方案中,驱动构件106g可以与输入构件12g一体地形成。驱动构件106g能够限定内部离合表面150,该内部离合表面150能够由卷绕弹簧104的螺旋线圈144接合,以便于在输入构件12g与驱动轴26之间传递旋转动力。如上所述,理想的可以是在内部离合表面150与卷绕弹簧104的螺旋线圈144之间使用润滑剂。
致动器108g可以包括:致动器构件160g;用于使致动器构件160g在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16g偏置到如预定状态(即,接合状态或分离状态),下面将更详细地讨论。致动器构件160g能够联接到第一旋转离合构件100g以绕旋转轴线50共同旋转。在所提供的具体示例中,致动器108g还包括电磁体166和复位弹簧168g,并且致动器构件160g为电枢。如将从上述讨论中理解的,可以使用轴向地移动致动器构件160g的其他装置。电磁体166g能够固定地联接到外壳22(例如,通过干涉配合)并且能够包括环形壳体构件170g、线圈172以及一对电引线或端子(未具体图示)。致动器构件160g可以包括能够呈环形板状的本体190g,并且该本体190g能够被承载在驱动轴26之上。复位弹簧168g可以包括弹簧本体820以及从弹簧本体820向外延伸的多个悬臂式板簧或弹簧臂202g。弹簧本体820能够轴向地并不可旋转地安装在衬套400g上,衬套400g能够可旋转地承载在第一驱动器构件部124g-1的中间联接部810上。诸如铆钉824之类的紧固件能够用于将弹簧臂202g的远端固定地联接到第一旋转离合构件100g的本体800以及致动器构件160g的本体190g,从而将第一旋转离合构件100g和致动器构件160g沿轴向远离电磁体166地偏置。在所提供的具体示例中,衬套400g包括邻近环形槽832的多个能够沿径向向内偏斜的指状部830。复位弹簧168g的本体820能够承载在指状部830之上并容纳到环形槽832中,并且指状部830能够构造成抑制或限制复位弹簧168g的本体820在远离第一驱动器构件部124g-l的方向上的移动。突起T能够形成在复位弹簧168g的本体820上并且能够接合衬套400g中的凹部TR,以能够将复位弹簧168g联接到衬套400g。
在所提供的具体示例中,狭槽840形成在致动器构件160g中(例如,绕本体190g的内周形成在本体190g中),其构造成容纳联接到第二驱动器构件部124g-2的止动构件816。应当理解,止动构件816与相应的狭槽840边缘之间的接触能够限制致动器构件160g与第二驱动器构件部124g-2之间的相对旋转,从而限制了第一旋转离合部100g所能够使控制端脚140偏斜的量,并且避免了控制端脚140的过应力。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220g,拖曳构件或前导件220g能够联接到致动器构件160g以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220g与致动器构件160g一体地形成,但应当理解,前导件220g可以是联接到致动器构件160g的单独部件。复位弹簧168g的弹簧臂202g构造成将致动器构件160g和前导件220g沿轴向远离电磁体166偏置,使得前导件220g上的第一前导表面224g摩擦接合形成在驱动构件106g上的第二前导表面226g。在所提供的具体示例中,第二前导表面226g为唇形构件,该唇形构件从驱动构件106g的接合到输入构件12g的部分沿径向向内延伸,并且限定了内部离合表面150。
盖构件290g能够接合到输入构件12g并且能够用于覆盖从动附件10g的前端,以防止灰尘、污物和水分进入到容纳有离合器组件16g的腔中。
应当理解,第一前导表面224g和第二前导表面226g的接合能够产生控制扭矩,该控制扭矩能够通过第一旋转离合构件100g传递到卷绕弹簧104的控制端脚140,以使离合器组件16g以接合模式操作。还将理解的是,致动器108g可以操作以使前导件220g沿轴向远离驱动构件106g平移,使得第一前导表面224g和第二前导表面226g能够彼此分离;以及可选地,使致动器构件160g的本体190g摩擦接合到电磁体166以产生拖曳力,该拖曳力传递到控制端脚140,控制端脚140造成卷绕弹簧104的螺旋线圈144更紧密地卷绕或盘卷,以使内部离合表面150从驱动构件106g上更充分地分离。
参照图32,其示出了根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分。该从动附件可以包括输入构件(未具体图示)、离合器组件16h、以及附件部(未具体图示)。离合器组件16h可以包括第一旋转离合部100h、第二旋转离合部102h、弹簧托架490h、卷绕弹簧104、驱动构件106h以及致动器108h。
第一旋转离合部100h能够绕从动附件的旋转轴线50设置,并且能够用作这样的元件:即,该元件能够用于向卷绕弹簧104输入控制扭矩,从而控制离合器组件16h的操作。第一旋转离合部100h可以包括用于向卷绕弹簧104施加扭转控制信号的任何装置,并且在所示出的具体示例中,第一旋转离合部100h包括具有分叉构件(未具体图示)的叉形件(未具体图示),该分叉构件构造成接合卷绕弹簧104的控制端脚(未具体图示)。
第二旋转离合部102h可以包括驱动器表面120h,卷绕弹簧104的轴向端面(未具体图示)能够抵靠于该驱动器表面120h。第二旋转离合部102h能够与离合器输出构件或驱动器构件124h一体地形成,该离合器输出构件或驱动器构件124h可以包括多个凸耳500h(类似于图12中的凸耳500)、联接部126h以及环形腿部128h。联接部126h能够是大致管状的中空结构,该大致管状的中空结构能够固定地联接到附件部的驱动轴,使得驱动器构件124h的旋转引起驱动轴的相应旋转。在所提供的示例中,联接部126h通过干涉配合联接到驱动轴。但应当理解,除了干涉配合外或替代干涉配合地,可以使用任何其他适合的联接方法。腿部128h能够联接到联接部126h并且能够从联接部126h沿径向向外延伸,从而形成环形支承表面130h以及沿周向延伸的肋或抵接部136h,该沿周向延伸的肋或抵接部136h构造成限制卷绕弹簧104在朝向致动器108h的方向上的轴向移动。凸耳500h能够在腿部128h的远端附近联接到腿部128h。
弹簧托架490h能够与图12中的弹簧托架490大致相似,从而不需要在文中进行非常详细的描述。简单地说,弹簧托架490h能够以不旋转的方式联接到驱动器构件124h并且能够构造成保持卷绕弹簧104的一部分,使得卷绕弹簧104的第二端部(未具体图示)的轴向端面(未具体图示)能够抵靠于与第二旋转离合部102h相关联的凸耳500h。卷绕弹簧104能够定尺寸为使得当不通过卷绕弹簧144输入或传递扭矩时,螺旋线圈144的直径比驱动构件106h上的内部离合表面150的直径更小。
驱动构件106h可以与输入构件的一部分一体地形成,也可以是联接到输入构件以与其一起旋转的单独部件。驱动构件106h能够限定内部离合表面150和腔152,离合器组件16h的包括卷绕弹簧104、第一旋转离合部100h和第二旋转离合部102h在内的各种部件能够容纳在腔152中。卷绕弹簧104的螺旋线圈144能够构造成接合内部离合表面150,以便于在输入构件与驱动轴之间传递旋转动力。如上所述,理想的可以是在内部离合表面150与卷绕弹簧104的螺旋线圈144之间使用润滑剂。在所提供的具体示例中,驱动构件106h包括径向延伸的环形壁1000和轴向延伸的环形壁1002。轴向延伸的环形壁1002能够与联接部126h大致同中心,并且轴承48h能够安装在轴向延伸壁1002与驱动器构件124h的腿部128h之间,以支承驱动构件106h绕驱动轴的旋转轴线50旋转。
致动器108h可以包括:能够联接到第一旋转离合构件100h以绕旋转轴线50共同旋转的致动器构件160h;用于使致动器构件160h在第一位置与第二位置之间沿着旋转轴线50轴向地移动的装置;以及用于产生控制扭矩的装置,该控制扭矩能够用于将离合器组件16h偏置到预定状态(即,接合状态或分离状态),下面将更详细地讨论。在所提供的具体示例中,致动器108h还包括电磁体166和复位弹簧168h,并且致动器构件160h为电枢。如将从上述讨论中理解的,可以使用用于轴向地移动致动器构件160h的其他装置。
电磁体166能够固定地联接到附件部的外壳并且能够包括环形壳体构件170h、线圈172以及一对电引线或端子(未具体图示)。致动器构件160h可以包括能够呈环形板状的本体190h,并且该本体190h能够被承载在轴向延伸的环形壁1002之上。
复位弹簧168h能够安装在衬套400h上(该衬套400h能够可旋转地承载在轴向延伸的环形壁1002上),使得复位弹簧168h设置在腿部128h与致动器构件160h之间。可以使用卡扣环1010来限制衬套400n在轴向延伸的环形壁1002上的轴向移动。复位弹簧168h可以包括一个或更多个固定点(未具体图示),该一个或更多个固定点能够用于将复位弹簧168h固定并可旋转地联接到致动器构件160h和第一旋转联接部100h。复位弹簧168h能够构造成将致动器构件160h沿预定方向轴向偏置。在所提供的具体示例中,离合器组件16h在通常情况下是分离的,并且复位弹簧168h将致动器构件160h在远离驱动构件106h的径向延伸的环形壁1000的方向上偏置。
用于产生控制扭矩的装置可以包括拖曳构件或前导件220h,拖曳构件或前导件220h能够联接到致动器构件160h以与其一起旋转及轴向移动。在所提供的具体示例中,前导件220h与致动器构件160h一体地形成,但应当理解,前导件220h可以是联接到致动器构件160h或衬套400h的单独部件。复位弹簧168h构造成将致动器构件160h和前导件220h沿轴向远离电磁体166地偏置,使得前导件220h上的第一前导表面224h没有摩擦接合形成在驱动构件106h的径向延伸壁1000上的第二前导表面226h。
应当理解,第一前导表面224h和第二前导表面226h的接合将允许驱动构件106h相对于第一旋转离合部100h的自由旋转,使得将不会产生控制扭矩或卷绕弹簧104的控制端脚不被施加以控制扭矩。因此,卷绕弹簧104的螺旋线圈144将不会趋向于展开并接合内部离合表面10,从而不会通过离合器组件16h传递旋转动力。
还将理解的是,致动器108h可以被致动(例如,电磁体166可以操作或启动)以产生吸引致动器构件160h的磁场,使得第一前导表面224h和第二前导表面226h彼此接合以产生控制扭矩,该控制扭矩能够通过第一旋转离合构件100h传递到卷绕弹簧104的控制端脚,以使螺旋线圈144展开并集合内部离合表面150,使得离合器组件16h以接合模式操作。
由于离合器组件内存在水分以及/或者离合器组件内的润滑剂(如果存在的话)的粘性增大,所以使上述任何示例中的离合器组件分离的能力可能会受到限制。另外,在寒冷条件下,在离合器组件的轴承中的润滑剂的粘性会抑制轴承的自由旋转。例如,在低于冰点温度的条件下,卷绕弹簧的润滑剂以及/或者润滑剂与水分的组合可能导致在构造成相对于彼此旋转的离合器组件内的各种表面之间(例如,卷绕弹簧的螺旋线圈的外表面与驱动器的内部离合表面;在卷绕弹簧与第一旋转离合构件之间;在第一前导表面与第二前导表面之间)出现“粘滞(static friction)”,并且该“粘滞”会抑制离合器组件的分离。
因此,本发明的发明者已经确定,当在致动器中使用电磁体时,该电磁体能够被通电以在一定程度上作为加热器来提高离合器组件内的温度,从而减少或消除“粘滞”并且/或者减小轴承中的润滑剂的粘性。理想地,能够在起动内燃发动机或已经安装有离合器组件的其他设备之前使电磁体通电,从而为离合器组件内的温度上升提供时间。
在图21中,示例性车辆V示意性地示出为包括发动机E,该发动机E构造成对根据本公开的教导构造的从动附件DA进行驱动。车辆V可以包括诸如发动机控制单元ECU和车身控制单元BCU之类的各种控制器,并且能够装备有免钥匙进入系统。该免钥匙进入系统可以是任意类型的免钥匙进入系统并且能够使用任意类型的电磁辐射来执行各种功能(例如,车门的解锁、发动机E的起动)。在所描述的具体实施方式中,免钥匙进入系统为具有遥控钥匙(fob)F的被动式免钥匙进入系统,该遥控钥匙F与车辆控制器中的一个或更多个通信,以允许车辆V有效地“感测”遥控钥匙F在预定半径的区域内的出现以及/或者遥控钥匙F朝向车辆V的接近。车辆控制器(例如,发动机控制单元ECU)能够构造成,当“感测”到遥控钥匙F在预定半径的区域内的出现以及/或者遥控钥匙F朝向车辆V的接近时,使离合器组件的电磁体先于发动机E的起动而通电,以使通电的电磁体能够更长时间地加热离合器组件。还设想这种功能由车辆控制器(例如发动机控制单元ECU)来判定是否有理由加热。例如,车辆控制器可以单独基于环境空气温度是否小于预定温度阈值来判定是否有理由进行电磁体的加热。应当理解,也可以采用其他标准,包括但不限于:海拔高度、大气压力、以及相对湿度。以此方式,可以仅当存在有可能致使“粘滞”出现的条件时执行电磁体的加热。
此外或替代性地,从动附件DA可以包括:可以呈电阻涂层形式的电加热器元件H、陶瓷加热器元件、或者本领域的技术人员将会想到的任何其他适合的设备或构型。可以使电加热器元件通电以替代对电磁体通电,或者除了对电磁体通电之外还使电加热器元件通电,从而根据需要适当地加热离合器组件。
设想,当可以按照所使用的附件部的类型,通过多种控制策略来控制从动附件。例如,如果附件部为用于自动车辆的内燃发动机的水泵,则一种控制策略可以是使离合器组件分离,以防止水泵在发动机经历初始(即,冷)起动时操作。在这种情况下,发动机和催化转化器将更快速地实现所需的操作温度,使得能够减小总体的不期望的排放。一旦实现了所需的操作温度,则离合器组件能够接合以允许水泵以常规方式操作。
在更先进的控制策略中,只要不需要操作水泵,离合器组件就能够是分离的。在这种情况下,对于如上所述的冷起动以及在其他情况下,例如当没有必要使冷却水循环通过发动机时,能够抑制水泵的操作。一种这样的情况包括:车辆在相对较冷的环境空气温度下并以中等的发动机载荷在高速公路上运行。在这种情况下,热虹吸和其他被动冷却作用可以提供足够的冷却,而无需操作水泵。
通过利用更先进的控制策略,其中,水泵上的离合器根据情况接合或分离,可以获得很多优点。例如,操作水泵能够消耗五到十二马力,在实际上不需要操作水泵时,这是发动机系统中的相当大的伴生损失。通过在不需要操作水泵时使水泵上的离合器分离,就能够提高车辆的燃料效率。
类似地,在开始-停止驱动期间,水泵能够在短暂停顿期间停机,以允许发动机保持在最佳操作温度。水泵能够根据需要来关闭及打开,以确保保持最佳或接近最佳的发动机操作温度,从而减小发动机操作温度的范围。
其他策略能够优先考虑水泵的操作,即使当发动机操作温度不处于最佳的温度范围内时亦是如此。例如,在某些情况下,理想的会是操作水泵,使得来自冷却水的热可以用于为车辆客厢升温或用于操作车辆风挡除霜装置。作为另一示例,理想的可以是在环境空气温度极冷时操作水泵,以使得能够确保冷却系统各部分中的冷却流体不会结冰。
可以以多种方式来触发这些替代性的控制策略。例如,车辆可以装备有拨动开关,该拨动开关允许冷却系统以第一模式和第二模式操作,在第一模式中,优先采用使燃料经济性最大化以及/或者减少有害排放的水泵控制策略;在第二模式中,优先采用提供了提高的乘客舒适度(相对于第一模式)的水泵控制策略。在该替代方案中,车辆可以使用构造成接收各种输入并且为水泵选择合适的控制策略的控制器。这些输入可以包括:环境空气温度、空调压缩机的操作状态以及/或者车辆气候控制系统的一个或更多个设定。在一个实施方式中,如果环境空气温度在例如25℃(77℉)的第一预定阈值之上,则不管车辆气候控制系统的设定如何,都可以使用第一控制策略以使燃料经济性最大化以及/或者使有害排放最小化;如果车辆气候控制系统以除霜模式操作并且环境空气温度在第一预定阈值之下而在第二环境空气温度之上,则可以使用第二控制策略,以在燃料经济性和/或减小有害排放与车辆风挡除霜装置的性能之间进行平衡;如果车辆气候控制系统以加热模式操作并且环境空气温度在第一预定阈值之下而在第三环境空气温度之上,则可以使用第三控制策略,以在燃料经济性和/或减小有害排放与车辆加热系统的性能之间进行平衡;如果车辆气候控制系统以除霜模式和加热模式两种模式操作并且环境空气温度在第四预定阈值之下而在第五环境空气温度之上,则可以使用第四控制策略,以对燃料经济性和/或减小有害排放与车辆风挡除霜装置和车辆加热系统的性能进行平衡;如果车辆风挡除霜装置和车辆加热系统中任一个或两者操作并且环境空气温度在预定的第六阈值之下,则可以使用第五控制策略以使车辆风挡除霜装置和/或车辆加热系统的性能最大化;并且,当出现预定的条件组时,可以使用第六控制策略以使水泵的操作“脉动”(即,短暂地操作水泵)。用于启动通过第六控制策略进行的操作的预定条件组可以包括:例如,环境空气温度小于例如为-40℃的预定阈值,以及在发动机处于“冷”的状态(即,冷却水的温度在所需的水温之下)下的发动机操作。当以此模式操作时,可以基于所检测到的水温(发动机体内的水的水温)超过例如为70℃的预定阈值而启动水泵的操作。操作持续时间可以是固定的(即,预定的时间间隔),也可以基于其他标准(例如,所检测到的发动机体内的水温小于例如为15℃的另一预定阈值)而变化。在所描述的情况中,应当理解,水泵操作的“脉动”能够减小对发动机的热冲击。如果在水泵操作时冷却水的温度没有降到所需的阈值(例如15℃或20℃)之下达预定的时间量,则可以终止以第六模式进行的操作(代之以另一操作模式)。还应当理解的是,水泵(或另一离合器附件)的操作的“脉动”可以用于其他用途(例如,在冷却水排干并更换之后确保空气从冷却系统中被排空)。将进一步理解,可以使用额外的操作模式来执行诊断和/或维修(例如,这样的模式:即,在该模式中,离合器组件在持续接合状态、持续分离状态、或在接合与分离之间切换的状态下操作,其中接合与分离之间的切换在发生预定条件时进行,预定条件例如可以是时间增量(该时间增量可以固定的或由技术人员设定)届满,或者通过技术人员手动地产生触发。)
另外,在起动期间使水泵或任何其他发动机附件上的离合器分离减小了发动机的转动惯量,这又减小了起动发动机所需的扭矩的大小。这能够用于帮助减小起动机的电动马达的尺寸以及/或者提高起动机的耐久性。
设想了能够通过在车辆急加速的短暂时期内使附件部上的离合器分离、以减小发动机上的附件在加速时的载荷来获得额外的优势。一旦满足加速的需求,或者如果需要附件部的操作(例如,附件部为水泵并且发动机操作温度超过预定温度),则能够重新接合从动附件上的离合器组件。
另外设想了,使用这种先进的冷却策略可以消除对于冷却系统恒温器的需求,从而消除潜在的冷却系统故障点并且避免了恒温器的成本。对于这种更先进的控制策略,发动机能够设置有多个热传感器,以确定发动机相关部分(即,气缸盖)的操作温度,并且这些传感器能够将它们的信号应用到电子控制单元(ECU),该ECU将对这些信号进行处理,以判定是否有必要接合或分离水泵上的离合器。然而,对本领域的技术人员很明显的,对多个热传感器(而不是典型使用的单个冷却剂温度传感器)以及多个ECU输入的需求将提高执行该更先进的控制策略的成本。
然而,本发明已经确定:能够实现先进控制策略(先进控制策略除了在冷起动条件下以外还能在其它情况下控制水泵的操作),而不需要多个热传感器和ECU输入。具体地,本发明已经确定:发动机能够确定热分布(thermally profiled),并且热分布的结果存储并用于ECU中,以正确地控制水泵的操作。作为发动机和/或车辆的开发的一部分,发动机的实例能够被牢固地(robustly)装有工具以在不同操作状态期间测量关键的发动机部件的温度,不同操作状态例如为不同的环境温度、不同的发动机载荷状态、不同的附件操作构型(空调操作、空调不操作等)、发动机冷却剂的温度等。然后这组温度测量结果及其相应的操作条件及参数用于形成发动机和车辆的热分布,并且用在车辆和发动机的所有随后的实例中。
用于形成热分布的工具可以包括热敏电阻、热电偶、其他接触式传感器以及/或者热成像装置。然而,形成发动机的全面热分布所需的传感器的数量会较大,并且在试验发动机上部署这种传感器会需要在发动机中形成多个孔以放置传感器。另外,发动机的某些区域,例如塑性部件或移动部件,可能不能容置传感器。为减轻这种问题,本发明设想,能够通过红外热成像法全部地形成发动机的热分布或与非接触式传感器相结合地形成发动机的热分布,其中,发动机的外部被热成像,以确定发动机的外表面处的温度。设想了与必须使用多个接触式传感器的情况相比,使用红外热成像法将使得更可行、更快、且更经济地形成合适的热分布。
不管热分布如何形成,理想地,该分布的参数和工作条件与ECU已接收输入的信息(发动机载荷、燃料流量、环境空气温度、冷却剂温度、发动机转速、节流阀位置、传动装置位置等)相对应。ECU,它是车辆和发动机组合中的每个组件的一部分,能够通过相关输入将热分布用作查阅表的形式,以确定水泵是否及何时能够分离,而无需每个车辆都设置额外的传感器。
还设想,作为额外的故障保护措施,能够通过使用双驱动器构型来对电磁体的驱动电路进行故障保护。具体地,已知在某些情况下,来自ECU的驱动器输出可能在“ON”(工作)状态(即,在此状态下,一直保持其输出)下故障。如果根据本教导构造的离合器组件的电磁体连接在接地点与ECU的带电(hot)(正电压)驱动器之间并且发生这种“ON”状态故障,则离合器组件会保持分离状态,从而由于附件部的不操作而导致发动机的过热,并且可能损坏。
为减小这种故障出现的风险,离合器组件CA的电磁体166能够连接在ECU902的带电(正电压)驱动器900与ECU902的地电位驱动器904之间,如图22所示。由于可以使用相对较低的电流来操作电磁体,因此驱动器900和904能够是场效应晶体管,而不是继电器。因而,只有驱动器900和904两者都操作时,电磁体166才能够被触发,并且能够分别切换到正电压输出和地电压输出。如对本领域的技术人员将明显的,如果驱动器900和904中的任一个在ON状态下故障,则另一驱动器将仍能够使电磁体166断电,以防止不希望发生的离合器组件的持续分离。然而,应当理解,可以使用单个驱动器来控制电力流过电磁体166,如图23的示例中所示。
如从上文明显的,本发明提供了一种耐用的、相对较低成本的离合器组件,该离合器组件提供了使槽轮、链轮或齿轮与从动附件的驱动轴接合及分离的高能效装置。该离合器能够响应于前导扭矩输入到卷绕弹簧的控制端脚而接合,以使加热弹簧展开或松开,从而接合驱动器的内部离合表面。使加热弹簧与驱动器接合及分离所需的第一旋转离合部的相对旋转能够通过使电磁体通电或断电或者通过电磁螺线管、液压或气动致动器等来实现。尽管本文中明确设想了可以在致动器的操作期间选择性地吸引及/或排斥能够轴向移动的致动器构件以控制卷绕弹簧的接合、分离或接合与分离两者,但应当理解,可以以不同的方式起到前导功能,该不同的方式包括使用离合器(例如,粘性离合器),该离合器可以构造成仅通过其传递相对较小的扭矩,使得该离合器构造成仅执行前导功能,而不构造成对在输入构件与附件部之间传递的基本所有旋转动力进行传递。文中明确设想,在替代方案中,可以移动致动器构件以使前导件沿径向膨胀或收缩以接合或分离另一结构,从而根据需要产生控制扭矩或停止产生控制扭矩。
应当理解,离合器组件的操作能够与其他系统控制相配合以获得最佳功效。例如,在离合器组件用于选择性地操作泵(例如,空气泵或压缩机)的情况下,离合器组件的控制能够与阀门的操作相配合,其中该阀门用于选择性地允许泵的出口与接收加压流体的流体系统之间流体连通;该阀门能够被关闭以使得能够抑制与流体系统的流体连通,从而抑制加压流体泄露通过泵。通过在不需要各种设备时停止这些设备的操作,能够获得其他功效(例如,在离合器组件用于选择性地向交流发电机或发电机传递旋转动力的情况下,离合器组件可以在联接到交流发电机或发电机的电池处于充满电状态时以分离状态操作)。
当使用电磁体来控制离合器时,离合器组件能够构造成有故障保护,使得即使线圈和/或用于使线圈通电的电路出现故障,离合器组件仍然接合。另外,从卷绕弹簧的端部到驱动器表面的扭矩传递导致了扭矩通过卷绕弹簧上的压缩载荷进行传递,这消除了要在卷绕弹簧的第二端部(即,与控制端脚相反的端部)上形成端脚或其他特征的需求,并且避免了向弹簧的第二端部施加弯曲力或剪切力,这提高了离合器组件的预期操作寿命。应当理解,在替代方案中,卷绕弹簧的第二端部能够根据需要装备端脚或其他特征。
离合器能够使用这样的卷绕弹簧,即,该卷绕弹簧的额定外径或“休止”外径稍小于驱动器的相应的内部离合表面的直径,因而在离合器组件分离时减小了卷绕弹簧与内部离合表面之间的磨损。在使用前导件的情况下,该前导件可以与驱动器直接或间接摩擦接触,使得由摩擦接触产生的扭矩通过前导件传递到第一旋转离合部,以控制卷绕弹簧的端脚。
还设想了,离合器能够使用额定外径或“休止”外径稍大于驱动器的相应的内部离合表面直径的卷绕弹簧。在这种情况下,不需要前导件来扩大卷绕弹簧的直径,因为,当第一旋转离合构件旋转回其相对于第二旋转离合构件的初始位置时,卷绕弹簧的休止直径将接合驱动器的内部离合表面,从而允许控制端脚移动以展开卷绕弹簧。
尽管上述示例中的每个均使用了第一前导表面和第二前导表面的接合以至少部分地产生可以输入到卷绕弹簧以使卷绕弹簧接合到驱动构件的扭转信号,但我们注意到,在某些情况下,理想的可以是省去由第一前导表面和第二前导表面一起产生的“前导”,而仅仅依赖卷绕弹簧的螺旋线圈中的一个或更多个与驱动构件之间的永久性摩擦接触,以向卷绕弹簧提供将卷绕弹簧传动地接合到驱动机构所需的扭转输入。
我们已经发现,在某些情况下,理想的可能是在从动附件的一个或更多个部件上包括某种材料(例如,致动器构件和/或当离合器组件将分离时接触致动器构件的部件,以及/或者在产生前导力以使离合器组件接合的部件中的一方或双方上包括某种材料),以提供一种或更多种所需的特性,例如,提高的耐磨性、减小的噪音、在所需时刻的动态稳定性(例如,致动器构件和/或卷绕弹簧的振动)、以及/或者抵抗致动器构件的磁化。所使用的材料可以是附着、粘结或沉积在从动附件的部件上的任意类型的涂层和/或材料。非限制性的示例包括金属(例如,镍)、阳极氧化(annodization)材料、陶瓷以及/或者摩擦材料。
在图10和图11的示例中,能够将摩擦材料FM固定地联接到致动器构件160c的本体190c的面向电磁体166的一面。摩擦材料FM能够由任何合适的摩擦材料形成并且能够以所需的方式粘结或以其它方式紧固到本体190c的所述面。在所提供的示例中,摩擦材料由HM200摩擦纸形成,该HM200摩擦纸由密歇根州斯特灵海茨市的Miba Hydramechanica(Miba Hydramechanica of SterlingHeights,Michigan)销售。尽管所选择的特定的摩擦材料通常用于湿润(即,油润滑)的用途,但应当理解,在替代方案中,也可以使用各种其他类型的摩擦材料,包括用于干燥(即,非润滑)用途的摩擦材料或其他类型的材料。摩擦材料FM可以具有任意所需的厚度,例如,小于或等于1mm的厚度。例如,摩擦材料FM可以具有大于或等于大约0.1mm并且小于或等于大约0.65mm的厚度,例如小于或等于大约0.38mm或者小于或等于大约0.25mm的厚度。摩擦材料FM可以具有大于或等于0.12的最小静摩擦系数。摩擦材料FM能够形成为环形圆盘,使得摩擦材料FM将会与配合面(例如,电磁体166上的表面)连续接触,或者可以形成为图10A中所示的中断的方式,以使得本体190c的所述面的一部分暴露于由电磁体166产生的磁场,这能够允许使用较低功率的电磁体。
回到图10和图11,摩擦材料FM能够减小致动器构件160c与电磁体166之间的磨损,使得不仅致动器构件160c和电磁体166将更加耐久,而且致动器构件160c的磁敏部分与电磁体166c之间的空气间隙也将趋于随时间而变得更小,使得离合器组件将以更可靠和可预测的方式操作。如上所述,摩擦材料FM能够减小在其它情况下由于在离合器分离或重新接合时本体190c与电磁体166之间的滑动接触而产生的噪音、能够帮助控制致动器构件160c的旋转加速度、以及能够在离合器分离或重新接合时对致动器构件160c的动态和/或振动进行稳定。关于后面这一点,我们注意到,致动器构件160c的动态和/或振动的稳定对于卷绕弹簧104具有相应的稳定作用(由于致动器构件160c与卷绕弹簧104之间的连接),并且因此,减小了卷绕弹簧104、驱动器构件124c以及从动附件的附件部上的动态载荷。致动器构件160c的动态和/或振动的稳定可以例如通过以下方式实现:增大致动器构件160c与电磁体166之间沿旋转方向的摩擦阻尼;增大致动器构件160c与电磁体166之间沿轴向方向的阻尼;以及/或者由于电磁体166上的摩擦材料FM的磨损和磨合(这产生非常均匀的配合表面,该非常均匀的配合表面造成致动器构件160c与电磁体166之间更平滑的扭矩传递)而在致动器构件160c与电磁体166之间产生非常均匀的配合表面。应当理解,致动器构件160c与电磁体166之间的增大的摩擦减小由复位弹簧168c施加的预载——该预载用以在离合器组件中实现给定量的滑动——的大小,从而提供两个不同的机会:a)减小由复位弹簧168c施加的预载力;或者b)使用相同复位弹簧168c,使得产生相同的预载力,这又在卷绕弹簧104上产生了更大的激励扭矩,使得离合器组件能够传递更大的扭矩。
在图34的示例中,致动器构件160j包括环形本体190j,该环形本体190j分别限定了第一边缘构件1100和第二边缘构件1102、第一凹部1104和第二凹部1106。第一凹部1104能够呈环形形状并且能够形成在环形本体190j的面向槽轮间隔件44j的轴向侧。在第一凹部1104中能够容纳有第一摩擦材料FM-1,并且该第一摩擦材料FM-1能够固定地联接到环形本体190j。第二凹部1106能够呈环形形状并且能够容纳在第一边缘构件1100与第二边缘构件1102之间。在第二凹部1106中能够容纳有第二摩擦材料FM-2,并且该第二摩擦材料FM-2能够固定地联接到环形本体190j。第一边缘构件1100和第二边缘构件1102能够分别限定相应的面1110和面1112,所述面1110和面1112与第二摩擦材料FM-2的背面1114平行,但轴向偏离第二摩擦材料FM-2的后面1114。
电磁体166j可以包括由诸如钢或铁之类的磁敏材料形成的外壳,并且可以分别包括径向外边缘1120和径向内边缘1122,径向外边缘1120和径向内边缘1122能够在各自的前面1126和1128处终止。电磁体166j能够构造成产生磁场,该磁场能够施加到环形本体190j,以选择性地将致动器构件160j朝向电磁体166j拖曳。第二摩擦材料FM-2与电磁体166j(例如,第二摩擦材料FM-2的面1114与径向外边缘1120和径向内边缘1122的面1126、1128)的接触能够限制致动器构件160j朝向电磁体166j的移动,使得在第一边缘构件1100的面1110与外边缘1120的面1126之间形成轴向间隙,并且在第二边缘构件1102的面1112与内边缘1122的面1128之间形成轴向间隙。在所提供的具体示例中,面1110和面1112位于同一平面并且面1126和面1128位于同一平面,使得轴向间隙是相同的。然而,应当理解,面1110和面1112可以彼此轴向偏离,使得所述间隙也将至少部分地彼此偏离。
该“阶梯式”方式的构型能够具有若干好处。例如,致动器构件160j的“阶梯式”构型能够使得施加到致动器构件160j的夹紧力降低(相对于平的致动器构件),而不用减小施加到致动器构件160j以使其开始朝向电磁体166j移动的初始力。在这点上,施加到致动器构件160j的夹紧力随着致动器构件160j与电磁体166j之间的间隙减小而显著增大。所示出的构型允许致动器构件160j的可被磁吸的部分(例如,第一边缘1100和第二边缘1102)位于距离电磁体166j所需距离处(使得当电磁体166j通电时能够向致动器构件160j施加所需的力以使致动器构件160j开始沿轴向方向移动),而第二摩擦材料FM-2与电磁体166j的外壳之间的接触能够用于限制致动器160j朝向电磁体166j的移动(从而减小施加到致动器构件160j的夹紧力)。
第一摩擦材料FM-1能够限定第一前导表面224j并且能够接合形成在驱动器构件106j上的第二前导表面226j。由于摩擦材料FM-1能够减小致动器构件160j和驱动器构件106j的磨损,因此由复位弹簧168j(该复位弹簧168j将致动器构件160j偏置成与驱动器构件106j相接触)施加的载荷趋于随时间推移改变很小,这会有助于离合器组件以可靠的方式操作达延长的时间。致动器构件160j能够通过复位弹簧168j而被轴向远离电磁体166j地偏置,使得以通常方式产生控制扭矩。如果需要,能够将合适的密封构件或类似物固定到驱动器构件106j,该密封构件等能够防护第一摩擦材料FM-1以远离在卷绕弹簧104上使用的任何润滑剂。在所提供的具体示例中,槽轮44j组装有油脂阻挡件1150,该油脂阻挡件1150在卷绕弹簧104的沿轴向向后的方向以及沿径向向外的方向上抑制油脂的移动。
参照图35,示出了根据本公开的教导构造的另一从动附件的一部分。该从动附件可以包括致动器构件160k、复位弹簧168k、挤压塞1200、驱动器124k、卷绕弹簧104以及弹簧托架490k。复位弹簧168k可以包括弹簧构件1210和阻尼构件1212。弹簧构件1210能够通过多个销1214固定地联接到致动器构件160k。阻尼构件1212能够是环形结构并且能够联接到弹簧构件1210,并且能够形成其中容纳有挤压塞1200的衬套。在所提供的具体示例中,阻尼构件1212由包覆模制到弹簧构件1210上的弹性体形成(即,净成型(netformed)到弹簧构件1210并且粘着地粘结到弹簧构件1210),但应当理解,可以使用其他组装技术,或者复位弹簧168k可以一体地且整体地形成。挤压塞1210可以包括衬套或桶状部1220和凸缘1222,该衬套或桶状部1220能够容纳到阻尼构件1212中,凸缘1222能够抵靠于复位弹簧168k的后侧。挤压塞1200构造成固定地安装到附件部的驱动轴26。在所提供的具体示例中,挤压塞1200以压配合的方式接合到驱动轴26并且沿着驱动轴26定位成使得复位弹簧168k被加载到预定程度。在这点上,挤压塞1200能够沿着驱动轴26定位成将复位弹簧168k预加载到所需的载荷。桶状部1220能够摩擦接合阻尼构件1212,以缓冲复位弹簧168k相对于驱动轴26沿轴向方向及旋转方向相对于驱动轴26的移动,这会有助于避免在离合器组件分离或接合时发生突然减速或加速。应当理解,避免加速度(正加速度或负加速度)的突然改变能够使得离合器组件更好地切换,以及提高离合器组件的耐久性。
驱动器124k可以包括多个凸耳500,并且凸耳500中的一个能够限定第二旋转离合部102k和驱动器表面120k。弹簧托架490k能够接合到卷绕弹簧104和驱动器124两者并且能够构造成将旋转动力从卷绕弹簧104分配到所述多个凸耳500(而不是分配到限定出第二旋转离合部102k的单个凸耳500)。再参照图36,弹簧托架490k可以包括螺旋凸出部1300、内部周向肋1302以及导槽1304。螺旋凸出部1300能够构造成抵靠于卷绕弹簧104的轴向端,内部周向肋1302能够构造成抵靠于形成卷绕弹簧104的线的线圈中的一个或两个线圈的内表面。导槽1304构造成与卷绕弹簧104的第二端部142配合,以限制第二端部142相对于弹簧托架490k的移动。在所提供的具体示例中,第二端部142包括第一轮廓段1320和第二轮廓段1322。第一轮廓段1320能够在第一端部处联接到线的线圈并且在第二端部处联接到第二轮廓段1322。第一轮廓段1320能够在第一轮廓段1320与线圈相交的点处从与卷绕弹簧104的线圈相切的线向内成大约2°至大约15°的角,而第二轮廓段1322能够从切线向内成大约60°至90°的角。卷绕弹簧104的第二端部142的轮廓线和弹簧托架490k的配合构型能够抑制卷绕弹簧104的第二端部142相对于弹簧托架490k的旋转,以及/或者能够帮助将来自卷绕弹簧104的旋转动力的至少一部分传递到弹簧托架490k中,弹簧托架490k的预定区段上。此方式的构型在某些情况下会是有利的,因为它减小了从卷绕弹簧104的第二端部142的轴向端122传递到第二旋转离合部102k的驱动器表面120k的载荷。应当理解,传递到弹簧托架490k中的旋转动力能够通过弹簧托架490k的肋1330与驱动器124k上的若干个凸耳500之间的接触而传递到驱动器124k。
尽管所描述的示例中的每个均使用了适于接合传动带的槽轮,但本领域的技术人员将从本公开理解到,应当理解,槽轮可以采取不同的形式,以能够接收或传递来自另一设备的旋转动力。这种不同的形式包括,但不限于:链轮、齿轮轮廓(例如,齿轮齿)以及滚筒。
本文中公开的给定参数的特定值和特定值域并不排除可能用在文中所公开的一个或更多个示例中的其他值和值域。此外,设想了文中所述的具体参数的任意两个特定值可以限定适于给定参数的值域的端点(即,给定参数的第一值和第二值的公开能够被看做公开了第一值和第二值之间的任何值也都可以用于该给定参数)。类似地,设想了了参数的两个或更多个值域的公开(不管这种范围是嵌入的、重叠的或区分开的)包含了使用所公开值域的端点所能够要求保护的值域的所有可能的组合。
应当理解,上面的描述本质上仅是说明性的,而不意在限制本公开内容及其应用或者用途。尽管已经在说明书中描述并且在附图中示出了具体示例,但本领域的普通技术人员应当理解,在不背离权利要求中所限定的本公开范围的情况下,可以进行各种改变并且可以用等同元件来替代实施方式中的元件。此外,文中明确设想了各种示例之间的特征、元件和/或功能的混合和搭配,使得本领域的普通技术人员将从本公开内容中理解到,除非上面另作描述,否则,一个示例的特征、元件和/或功能可以根据情况结合到另一示例中。此外,可以进行许多改型以使具体的情况或材料适应本公开的教导,而不背离本公开内容的基本范围。因此,本公开不应局限于附图示出并且在说明书中描述的、作为实施本公开教导的目前最佳模式的具体示例,而是本公开的范围将包括落入前述说明和所附权利要求内的任何实施方式。
Claims (20)
1.一种离合设备,包括:
离合器组件,所述离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,所述第一旋转离合部和所述第二旋转离合部绕所述离合设备的旋转轴线可旋转地设置,所述驱动构件绕所述旋转轴线设置并且具有内部离合表面,所述卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在所述第一端部与所述第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈,所述第一端部固定到所述第一旋转离合部,所述第二端部接触所述第二旋转离合部,所述螺旋线圈被紧靠所述内部离合表面地容纳,所述致动器包括致动器构件,所述致动器构件联接到所述第一旋转离合部以与所述第一旋转离合部一起旋转,所述致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着所述旋转轴线轴向地移动,以控制所述离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现所述离合器组件的接合及分离;
其中,所述致动器还包括电磁体,所述电磁体构造成产生用于吸引所述致动器构件、用于排斥所述致动器构件、或者用于吸引以及排斥所述致动器构件的磁场,并且其中,所述离合设备中的构造成限制所述致动器构件的轴向移动的部件与所述致动器构件中的至少一个包括以下材料:所述材料构造成与所述离合设备中的所述部件和所述致动器中的另一个相接触,所述材料构造成在所述离合器组件的接合、分离、或者接合以及分离期间使所述离合器组件中的一个或更多个部件提高耐磨性、减小噪音和/或稳定动态;
其中,所述卷绕弹簧由弹簧丝形成,并且输入到所述卷绕弹簧的旋转动力的至少一部分沿着所述弹簧丝纵向地传递,并且从所述弹簧丝通过所述卷绕弹簧的所述第二端部的轴向端面输出,并且,所述卷绕弹簧的所述第二端部的轴向端面抵靠所述第二旋转离合部的表面,使得旋转动力从所述轴向端面传递到所述第二旋转离合部的所述表面。
2.根据权利要求1所述的离合设备,其中,所述材料包括摩擦材料。
3.根据权利要求2所述的离合设备,其中,所述摩擦材料为摩擦纸。
4.根据权利要求2所述的离合设备,其中,所述摩擦材料具有小于或等于0.65mm的厚度。
5.根据权利要求4所述的离合设备,其中,所述摩擦材料具有小于或等于0.38mm的厚度。
6.根据权利要求5所述的离合设备,其中,所述摩擦材料具有小于或等于0.25mm的厚度。
7.根据权利要求2所述的离合设备,其中,所述摩擦材料具有大于或等于0.12的最小静摩擦系数。
8.一种离合设备,包括:
离合器组件,所述离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,所述第一旋转离合部和所述第二旋转离合部绕所述离合设备的旋转轴线可旋转地设置,所述驱动构件绕所述旋转轴线设置并且具有内部离合表面,所述卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在所述第一端部与所述第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈,所述第一端部固定到所述第一旋转离合部,所述第二端部接触所述第二旋转离合部,所述螺旋线圈被紧靠所述内部离合表面地容纳,所述致动器包括致动器构件和阻尼器,所述致动器构件联接到所述第一旋转离合部以与所述第一旋转离合部一起旋转,所述致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着所述旋转轴线轴向地移动,以控制所述离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现所述离合器组件的接合及分离,所述阻尼器构造成缓冲所述致动器构件在旋转方向和轴向方向中的至少一个方向上的运动。
9.根据权利要求8所述的离合设备,其中,所述阻尼器包括阻尼构件和衬套,所述阻尼构件和所述衬套中的一个联接到所述致动器构件,所述阻尼构件与所述衬套接合。
10.根据权利要求9所述的离合设备,其中,所述致动器还包括复位弹簧,所述复位弹簧将所述致动器构件偏置到所述第一位置和所述第二位置中的一个,并且其中,所述阻尼构件联接到所述复位弹簧。
11.根据权利要求10所述的离合设备,其中,所述阻尼构件包覆模制到所述复位弹簧上。
12.根据权利要求9所述的离合设备,还包括由所述第二旋转离合部驱动的轴,其中,所述衬套固定地联接到所述轴。
13.根据权利要求8所述的离合设备,其中,所述致动器构件包括第一摩擦材料,所述第一摩擦材料构造成当所述致动器构件处于所述第一位置和所述第二位置中的一个位置时接触所述离合设备的第一部件。
14.根据权利要求13所述的离合设备,其中,所述致动器构件包括第二摩擦材料,所述第二摩擦材料构造成当所述致动器构件处于所述第一位置和所述第二位置中的另一个位置时接触所述离合设备的第二部件。
15.根据权利要求14所述的离合设备,其中,所述第二部件为所述驱动构件。
16.根据权利要求13所述的离合设备,其中,所述致动器还包括电磁体,所述电磁体构造成产生用于吸引所述致动器构件、用于排斥所述致动器构件、或者用于吸引以及排斥所述致动器构件的磁场。
17.根据权利要求16所述的离合设备,其中,所述离合设备的所述第一部件为所述驱动构件或所述电磁体。
18.一种离合设备,包括:
离合器组件,所述离合器组件包括第一旋转离合部、第二旋转离合部、驱动构件、卷绕弹簧以及致动器,所述第一旋转离合部和所述第二旋转离合部绕所述离合设备的旋转轴线可旋转地设置,所述驱动构件绕所述旋转轴线设置并且具有内部离合表面,所述卷绕弹簧具有第一端部、第二端部以及在所述第一端部与所述第二端部之间轴向延伸的多个螺旋线圈,所述第一端部固定到所述第一旋转离合部,所述第二端部接触所述第二旋转离合部,所述螺旋线圈被紧靠所述内部离合表面地容纳,所述致动器包括联接到所述第一旋转离合部以与所述第一旋转离合部一起旋转的致动器构件,所述致动器构件能够在第一位置与第二位置之间沿着所述旋转轴线轴向地移动,以控制所述离合器组件内的旋转拖曳力,从而分别实现所述离合器组件的接合及分离;
其中,所述离合器组件还包括驱动器和弹簧托架,所述驱动器联接成与所述第二旋转离合部一起旋转,所述弹簧托架传动地接合到所述驱动器,所述卷绕弹簧的所述第二端部联接到所述弹簧托架,使得由所述卷绕弹簧接收的旋转动力的第一部分传递到所述弹簧托架中,由所述卷绕弹簧接收的所述旋转动力的第二部分传递到所述第二旋转离合部。
19.根据权利要求18所述的离合设备,其中,所述卷绕弹簧的所述第二端部以不允许所述卷绕弹簧的所述第二端部相对于所述弹簧托架旋转的方式确定轮廓。
20.根据权利要求19所述的离合设备,其中,所述卷绕弹簧的所述第二端部包括第一部分和第二部分,所述第一部分相对于所述螺旋线圈以第一角度弯曲,所述第二部分相对于所述螺旋线圈以不同的第二角度弯曲。
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