CN104100660B - 使用具有力辅助杆的电马达的干式双离合变速器促动系统 - Google Patents

Abstract

一种用于促动变速器的离合器活塞的促动系统包括促动器和杆。杆的第一端部附连至促动器。该杆可绕杆连接位置枢转。促动器的运动将杆绕杆连接位置旋转。弹簧组件绕弹簧连接位置可枢转，且在杆的第二端部处可枢转地连接至杆。当所述促动器被布置在未促动位置中时，所述弹簧组件被定位为使得预加载的弹簧力被沿零力矩路径引导，以在杆中产生零力矩。当促动器被布置在促动位置中时，弹簧组件被旋转，使得弹簧力被沿力矩产生路径引导，以在杆中产生力矩来使该杆旋转。

Description

使用具有力辅助杆的电马达的干式双离合变速器促动系统

技术领域

本发明总体地涉及一种用于车辆的干式双离合变速器，且更具体地涉及一种用于促动变速器的干式离合器的促动系统。

背景技术

干式双离合变速器使用两个分立的干式离合器，即第一干式离合器和第二干式离合器，以分别接合第一齿轮组和第二齿轮组。第一齿轮组被操作为获取奇数编号的齿轮比，而第二齿轮组被操作为获取偶数编号的齿轮比。相应地，第一干式离合器接合为将第一齿轮组连接至输入轴，用于奇数编号的齿轮比，而第二干式离合器接合为将第二齿轮组连接至输入轴，用于偶数编号的齿轮比。可通过施加扭矩至干式离合器中的一个且同时扭矩被从干式离合器中的另一个脱开而将齿轮比在偶数编号的齿轮比和奇数编号的齿轮比之间变动，而不扰动至车辆的驱动轮的扭矩。

第一干式离合器和第二干式离合器中的每一个都和输入轴绕中心轴线共心地定位。通过沿中心轴线轴向地按压离合器活塞以将（第一干式离合器和第二干式离合器相应的）离合器板移动进入摩擦接合而将第一干式离合器和第二干式离合器中的每一个接合。由此，第一离合器活塞被按压，以接合第一干式离合器，且第二干式离合器活塞被按压，以接合第二干式离合器。

发明内容

提供了一种车辆用变速器。该变速器包括壳体、由壳体支撑的干式离合器、以及离合器活塞。离合器活塞由壳体支撑，且可沿轴向方向在用于接合干式离合器的接合位置和用于脱开干式离合器的脱开位置之间移动。促动系统被联接至离合器活塞，且可操作以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置。促动系统包括促动器和杆，促动器可在促动位置和未促动位置之间移动。杆包括第一端部和第二端部。杆的第一端部附连至促动器。杆在杆连接位置处附连至壳体，该杆连接位置布置在杆的第一端部和第二端部之间。杆包括用于接合离合器活塞的接触部分，所述接触部分布置在杆连接位置和杆的第一端部之间。促动器从未促动位置进入促动位置的移动将杆绕杆连接位置旋转，以将杆的接触部分偏压抵靠离合器活塞，且将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置。弹簧组件在弹簧连接位置处可枢转地连接至壳体。弹簧组件在杆的第二端部处可枢转地连接至杆。弹簧组件预加载有弹簧力，所述弹簧力被从弹簧连接位置向外远离地引导。该弹簧组件相对于杆定位为使得在促动器被布置在未促动位置中时弹簧力被沿零力矩路径引导。零力矩路径在弹簧连接位置和杆连接位置之间延伸且与它们相交，以在杆中产生零力矩。该弹簧组件相对于杆定位为使得在促动器被布置在促动位置中时弹簧力被沿力矩产生路径引导。力矩产生路径不和杆连接位置相交，以在杆中产生力矩。非零力矩将杆绕杆连接位置旋转，以将杆的接触部分偏压抵靠离合器活塞，以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置。

还提供了一种用于促动双干式离合器变速器的离合器活塞的促动系统。促动系统将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置。促动系统包括促动器和杆，促动器可在促动位置和未促动位置之间移动。杆包括第一端部和第二端部。杆的第一端部附连至促动器。杆绕杆连接位置可枢转，该杆连接位置布置在杆的第一端部和第二端部之间。杆包括接触部分，所述接触部分布置在杆连接位置和第一端部之间，用于接合离合器活塞。促动器从未促动位置进入促动位置的移动将杆绕杆连接位置旋转，以移动杆的接触部分。弹簧组件绕弹簧连接位置可枢转，且在杆的第二端部处可枢转地连接至杆。弹簧组件预加载有弹簧力，所述弹簧力被从弹簧连接位置向外远离地引导。该弹簧组件相对于杆定位为使得在促动器被布置在未促动位置中时弹簧力被沿零力矩路径引导。零力矩路径在弹簧连接位置和杆连接位置之间延伸且与它们相交，以在杆中产生零力矩。该弹簧组件相对于杆定位为使得在促动器被布置在促动位置中时弹簧力被沿力矩产生路径引导。力矩产生路径不和杆连接位置相交，以在杆中产生力矩，以将杆绕杆连接位置旋转。

相应地，当离合器活塞布置在脱开位置中时，弹簧力被沿零力矩路径引导，其不施加扭矩至杆，由此在杆中不产生力矩或产生零力矩。由于促动器施加力至杆以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置，杆绕杆连接位置略微旋转，这使得杆的第二端部也发生旋转。由于弹簧组件连接至杆的第二端部，由此使得弹簧组件绕弹簧连接位置旋转。由于弹簧组件绕弹簧连接位置旋转，弹簧力被沿不和杆连接位置相交的路径引导，由此施加力矩至杆，其在杆中引入力矩。由此，弹簧力和来自促动器的力两者结合，以将离合器活塞移动进入接合位置中。由于移动离合器活塞所需要的部分力由弹簧组件提供，促动器所需要的力减少，由此允许更小的促动器单元。

当结合附图时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是轻易地明显的。

附图说明

图1是车辆的变速器的示意性透视图；

图2是变速器的示意性横截面视图，示出了处在脱开位置中的离合器活塞和处在未促动位置中的促动系统；

图3是变速器的示意性侧视图，示出了处于未促动位置的促动系统；

图4是变速器的示意性侧视图，示出了处于促动位置中的促动系统。

具体实施方式

本领域普通技术人员将认识到术语诸如“以上”、“以下”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”等仅用于描述附图，而不代表对由所附的权利要求所限定的本发明的范围的限制。

参见附图，其中相似的附图标记贯穿若干幅附图标示相似的零件，变速器在20处总体地示出。参见图1，变速器20包括沿中心轴线24延伸的壳体22。输入轴26延伸进入壳体22且由其支撑。输入轴26绕中心轴线24共心地布置。变速器20还包括第一干式离合器28（图2中示出）以及第二干式离合器30（图2中示出）。由此，变速器20可被称作双干式离合器变速器20。第一干式离合器28和第二干式离合器30两者都由壳体22支撑，且和输入轴26绕中心轴线24共心地定位。输入轴26将来自发动机（未示出的）扭矩传输至两个分立的齿轮组，即第一齿轮组（未示出)以及第二齿轮组（未示出），这两个齿轮组分别经由第一干式离合器28和第二干式离合器30布置在壳体22中。

变速器20包括用于接合和脱开第一干式离合器28的第一离合器活塞32以及用于接合和脱开第二干式离合器30的第二离合器活塞34。第一离合器活塞32和第二离合器活塞34两者都由壳体22支撑，且和输入轴26绕中心轴线24共心地布置。第一离合器活塞32和第二离合器活塞34两者都可沿中心轴线24在接合位置和脱开位置之间独立地沿轴向方向移动。当布置在接合位置中时，第一离合器活塞32和第二离合器活塞34分别接合第一干式离合器28和第二干式离合器30。当第一离合器活塞32和第二离合器活塞34分别布置在脱开位置中时，第一干式离合器28和第二干式离合器30脱开。

变速器20还包括用于接合第一离合器活塞32的第一促动系统36以及用于接合第二离合器活塞34的第二促动系统38。第一促动系统36被联接至第一离合器活塞32，且可操作以将第一离合器活塞32从脱开位置移动进入接合位置。第二促动系统38被联接至第二离合器活塞34，且可操作以将第二离合器活塞34从脱开位置移动进入接合位置。第一促动系统36和第二促动系统38两者以相同的方式操作，且包括相同的元件。在第一促动系统36和第二促动系统38的元件之间的仅有的不同是第一促动系统36配置为接合第一离合器活塞32，而第二促动系统38配置为接合第二离合器活塞34。相应地，应理解下文中描述的促动系统的特征和操作的总体描述可适用至第一促动系统36和第二促动系统38两者。但是，出于清楚的目的，下文中的总体描述仅参照第一促动系统36的特征，省略了参照第二促动系统38。

还参照图2至图4，促动系统包括促动器40和杆42。促动器40可在图2和3中示出的未促动位置和图4示出的促动位置之间移动。促动器40可包括能够沿中心轴线24沿轴向方向移动物体的任意装置。示例性地，促动器40可包括但不限于和滚珠螺旋装置46协作以将轴48沿中心轴线24沿由箭头50指示的轴向方向移动的旋转马达44。促动器40可联接至变速器20的壳体22，或可安装至车辆的一些其他结构部。

杆42包括第一端部52和第二端部54。杆42的第一端部52附连至促动器40。杆42可以任意合适的方式联接至促动器40，该方式允许杆42相对于促动器40的输出轴48的侧向移动以及杆42相对于促动器40的输出轴48绕第一轴线56的旋转。示例性地，连接器58可将杆42的第一端部52和促动器40的轴48互连。杆42相对于连接器58可滑动地移动，用于其之间的侧向位移。如所示，第一辊子60将促动器40的轴48和连接器58互连，以在其间形成可枢转的连接，以允许杆42相对于轴48绕第一轴线56旋转。

杆42在杆连接位置62处被附连至壳体22。杆连接位置62布置在杆42的第一端部52和第二端部54之间。更具体地，杆连接位置62布置为从杆42的第一端部52跨过离合器活塞32（用于第一促动系统36的杆42的第一离合器活塞32或第二促动系统38的杆的第二离合器活塞34）。换句话说，离合器活塞32布置在将杆42连接至壳体22的杆连接位置62和将杆42连接至促动器40的杆42的第一端部52之间。此外，杆连接位置62布置在杆42的第二端部54和离合器活塞32之间。杆42可以任意合适的方式附连至壳体22，该方式允许杆42相对于壳体22绕第二轴线64的旋转。示例性地，且如所示，第二辊子66可在杆连接位置62处将杆42和壳体22互连，以在其间形成可枢转的连接部，以允许杆42相对于壳体22绕第二轴线64旋转。

杆42包括用接触部分68，所述接触部分布置在杆连接位置62和杆42的第一端部52之间。接触部分68配置且定形用于接合离合器活塞32。由此，用于第一促动系统36的杆42的接触部分68被配置且定形为接合第一离合器活塞32，且用于第二促动系统38的杆42的接触部分68被配置且定形为接合第二离合器活塞34。如所示，杆42的接触部分68包括第一臂70和第二臂72。第一臂70和第二臂72中的每一个在杆连接位置62和杆42的第一端部52之间延伸。接触部分68的第一臂70和第二臂72协作以在其间限定开口74。输入轴26延伸通过开口74，其中杆42的接触部分68的第一臂70和第二臂72每个在输入轴26的相对的侧部上接合离合器活塞32，由此允许压力被相等地施加至离合器活塞32，以阻止离合器活塞32阻塞。应理解第一促动系统36的杆42的第一臂70和第二臂72接合第一离合器活塞32，而第二促动系统38的杆42的第一臂70和第二臂72接合第二离合器活塞34。

促动系统还包括弹簧组件76。弹簧组件76在弹簧连接位置78可枢转地连接至壳体22，且在杆42的第二端部54处可枢转地连接至杆42。弹簧组件76包括可枢转地附连至壳体22的活塞80。线圈弹簧82绕活塞80共心地布置且由活塞80支撑。套84可枢转地连接至杆42的第二端部54，且可滑动地联接至活塞80。如图2和3所示，套84限定凹部86，用于在其中接收线圈弹簧82的端部。弹簧组件76的线圈弹簧82预加载有弹簧力F_S。弹簧力F_S被从弹簧连接位置78向外远离地引导。相应地，线圈弹簧82将套84向外抵靠活塞80且从活塞80远离地偏压。

活塞80可以任意合适的方式附连至壳体22，该方式允许活塞80相对于壳体22绕第三轴线88的旋转。示例性地，第三辊子90可将弹簧组件76的活塞80和壳体22互连，以在其间形成可枢转的连接部，该可枢转的连接部允许活塞80相对于壳体22绕第三轴线88旋转。套84可以任意合适的方式附连至杆42的第二端部54，该方式允许杆84相对于杆42的第二端部54绕第四轴线92旋转。示例性地，第四辊子94可将弹簧组件76的套84和杆42的第二端部54互连，以在其间形成可枢转的连接部，以允许套84相对于杆42绕第四轴线92旋转。第一轴线56、第二轴线64、第三轴线88、和第四轴线92都彼此平行。此外，第二轴线64、第三轴线88和第四轴线92都彼此共面。

参照图2和3，当促动器40布置在未促动位置中时，弹簧组件76相对于杆42定位为使得弹簧力F_S被沿零力矩路径96引导。零力矩路径96是垂直于第二轴线64、第三轴线88和第四轴线92延伸且与它们相交的线性路径。此外，零力矩路径96在弹簧连接位置78和杆连接位置62之间延伸且与它们相交。由于弹簧力F_S被沿零力矩路径96引导，该路径延伸穿过第二轴线64、第三轴线88和第四轴线92，弹簧力F_S不施加扭矩至杆42，且在杆42中产生零力矩，即不产生力矩。

参照图4，在促动器40从未促动位置至促动位置的移动期间，促动器40施加力F_A至杆42，其产生力矩M_A，该力矩使杆42绕杆连接位置62旋转且使杆42的接触部分68偏压抵靠离合器活塞32以将离合器活塞32从脱开位置移动进入接合位置。由于杆42绕杆连接位置62略微旋转，杆42的第二端部54也发生旋转。由于弹簧组件76连接至杆42的第二端部54，由此使得弹簧组件76绕弹簧连接位置旋转。由于弹簧组件76绕弹簧连接位置旋转，弹簧力F_S被沿力矩产生路径98引导，该力矩产生路径为不和杆连接位置62相交的路径。由于弹簧力F_S被沿不和杆连接位置62（即，第二轴线64）相交的路径引导，弹簧力F_S施加扭矩至杆42，其由此在杆42中引入非零力矩M_S，即具有大于零的值的力矩。从弹簧组件76的弹簧力F_S在杆42中产生的非零力矩M_S作用以将杆42绕杆连接位置62（即，第二轴线64）旋转，且将杆42的接触部分68偏压抵靠离合器活塞32。由此，弹簧力F_S和促动器40力F_A结合以移动杆42。

杆42施加离合器力F_C至离合器活塞32，以将离合器活塞32从脱开位置移动进入接合位置中。离合器力F_C取决于由促动器40施加至杆42的第一端部52的促动器40力F_A的大小，以及由弹簧组件76施加至杆42的第二端部54的弹簧力F_S的大小。应理解离合器力F_C的值也取决于在第二轴线64和第一轴线56之间的杆42的长度100，以及在第二轴线64和第四轴线92之间的杆42的长度102。

该详尽的描述和附图或图表仅用于支持和描述本发明，但本发明的范围应仅由权利要求书限定。尽管已经描述了用于执行所公开的发明的一些最佳模式以及其他实施例，存在有各种可替换设计和实施例用于实施由所附的权利要求书限定的本发明。

Claims (10)

1.一种车辆用变速器，该变速器包括：

壳体；

干式离合器，其由壳体支撑；

离合器活塞，其由壳体支撑，且可沿轴向方向在用于接合干式离合器的接合位置和用于脱开干式离合器的脱开位置之间移动；和

促动系统，其被联接至离合器活塞，且可操作以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置，其特征在于，该促动系统包括

促动器，其可在促动位置和未促动位置之间移动；

杆，其具有第一端部和第二端部，其中杆的第一端部附连至促动器，其中杆在杆连接位置处附连至壳体，所述杆连接位置布置在杆的第一端部和第二端部之间，且其中杆包括接触部分，所述接触部分布置在杆连接位置和第一端部之间，用于接合离合器活塞；

其中促动器从未促动位置进入促动位置的移动将杆绕杆连接位置旋转，以将杆的接触部分偏压抵靠离合器活塞，且将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置；和

弹簧组件，在弹簧连接位置处可枢转地连接至壳体，且在杆的第二端部处可枢转地连接至杆，其中弹簧组件预加载有弹簧力，所述弹簧力被从弹簧连接位置向外远离地引导；

其中所述弹簧组件相对于杆定位为使得，当促动器被布置在未促动位置中时，弹簧力被沿零力矩路径引导，该零力矩路径在弹簧连接位置和杆连接位置之间延伸且与弹簧连接位置和杆连接位置相交，以在杆中产生零力矩；和

其中弹簧组件被相对于杆定位为使得，当促动器被布置在被促动位置中时，弹簧力被沿力矩产生路径引导，该力矩产生路径不和杆连接位置相交，以在杆中产生力矩，以将杆绕杆连接位置旋转且将杆的接触部分偏压抵靠离合器活塞，以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置。

2.如权利要求1所述的变速器，其中响应于促动器从未促动位置移动进入促动位置中的杆的旋转将杆的第二端部绕杆连接位置旋转，由此将弹簧组件绕弹簧连接位置旋转，且将弹簧力的方向从零力矩路径变动至力矩产生路径。

3.如权利要求1所述的变速器，其中所述杆施加离合器力至离合器活塞，以将离合器活塞从脱开位置移动进入接合位置，其中离合器力取决于由促动器施加至杆的第一端部的促动器力的大小以及由弹簧组件施加至杆的第二端部的弹簧力的大小。

4.如权利要求1所述的变速器组件，其中所述弹簧组件包括可枢转地附连至壳体的活塞。

5.如权利要求4所述的变速器，其中所述弹簧组件包括线圈弹簧，所述线圈弹簧绕活塞共心地布置且由活塞支撑。

6.如权利要求5所述的变速器，其中所述弹簧组件包括套，所述套可枢转地连接至杆的第二端部且可滑动地联接至所述活塞，其中所述线圈弹簧将所述套从活塞向外抵靠且远离地偏压。

7.如权利要求1所述的变速器，其还包括输入轴，所述输入轴和离合器活塞绕中心轴线共心地布置，其中所述离合器活塞沿该中心轴线可轴向地移动。

8.如权利要求7所述的变速器，其中所述杆的接触部分包括第一臂和第二臂，该第一臂和第二臂的每一个都在杆连接位置和杆的第一端部之间延伸，且协作以在其间限定开口。

9.如权利要求8所述的变速器，其中所述输入轴延伸穿过所述开口，其中所述杆的接触部分的第一臂和第二臂每个在输入轴的相对侧部上都接合离合器活塞。

10.如权利要求1所述的变速器，其中所述促动器包括旋转马达，所述旋转马达和滚珠螺旋装置协作以将轴沿轴向方向移动。