CN104854377B - 离合器冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种传动离合器冷却系统包括限定于驱动构件(102)的驱动轮毂(118)与从动构件(104)的离合器轮毂(122)之间的离合器壳体(106),以及容纳于所述离合器壳体(106)中的离合器组件(110)。所述离合器轮毂(122)包括:轮毂平台(130),其具有多个穿过其中的孔(136);内环(126),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸;以及外环(128),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸,所述外环(128)包括多个穿过其中的径向孔口(134)和从远端朝着所述内环(126)延伸的唇缘(140)。所述离合器组件(110)包括多个固定至所述驱动轮毂(118)的离合器片(116)和多个固定至所述从动构件(104)的摩擦片(120)。提供活塞组件(112)以用于使所述多个摩擦片(120)与所述多个离合器片(116)啮合或分离,以导致或释放所述驱动构件(102)和所述从动构件(104)的整合旋转。

Description

离合器冷却系统
技术领域
本发明涉及传动离合器,并且更特别地涉及一种用于降低旋转离合器的交错的摩擦盘与离合器片之间的阻力损失的被动离合器冷却系统。
背景技术
旋转离合器常常用作一种用来使变速器的各齿轮部件相互啮合或分离,以在输入构件与输出构件之间形成不同齿轮比的机构。传统的旋转离合器组件通常包括在离合器壳体中相互之间交错布置的一组离合器片以及一组摩擦盘,有时将其称为离合器组合件。当离合器组件分离时,离合器片和摩擦盘通常在不接触的情况下旋转越过彼此。但是,例如当特定离合器的相应部件(即,驱动构件和从动构件)在特定的齿轮速比范围内啮合时,液压致动式或弹簧加载式活塞迫使离合器片以及摩擦盘结合在一起。离合器片和摩擦盘上的摩擦表面相互作用,直至离合器组件的驱动构件和从动构件在无滑动的情况下一起旋转。
在操作中,在离合器片与摩擦盘的啮合和分离期间以及完全啮合期间产生大量的热能,同时,啮合的离合器组合件所产生的动能也会转换为大量的热能。为了防止对离合器组件的各部件(尤其是离合器片和摩擦盘的摩擦表面)造成破坏,必须要使这种热能散发出去。为了实现该目的,通常是将连续供应的冷却剂(例如,传动液)供给至离合器壳体。在旋转离合器组件中,可将传动液供给至啮合的离合器片和摩擦盘的内径部分,并且使其借助离心力流经离合器片表面,到达外径部分。之后,将热传动液引导离开离合器组件,进行热交换过程,以传递并释放吸入至传动液中的热能。
当旋转离合器组件未啮合时,离合器片和摩擦盘仅仅是在不接触的情况下旋转越过彼此。在此分离期间,必须散发的热能的量是最小的。此外,在分离期间仅仅维持传动液连续流向离合器组合件也可能会导致明显的效率低下。例如,取决于旋转的驱动构件相对于分离的从动构件的相对速度,由于离合器片与摩擦盘之间的传动液所经受的剪切力可能会产生阻力损失。这种剪切力相对于在分离期间向离合器组合件提供的传动液的量成比例地增加。因此,需要限制冷却剂朝向离合器组合件的流动,尤其是在离合器片与摩擦盘之间的相对转速差值最大的齿轮中。
现已提出了各种各样的离合器冷却系统来解决在啮合和分离期间针对冷却剂朝向离合器组合件的流动的控制。例如,美国专利第5,988,335号描述了利用分流阀主动地控制朝向离合器的流动,并且还描述了一种传感器布置,以便感测变速器的齿轮比并且响应于变速器为选定的齿轮比使来自离合器组件的流动转向。美国专利第6,244,407号提出了一种不依赖于传感器致动阀的更加被动的系统。相反,将外环安装至用于促使离合器组合件的啮合的活塞上。外环其内提供有一孔口,以用于允许冷却剂从中流过。当受到活塞移动的支配来使离合器片与摩擦盘啮合时,外环可在孔口关闭且驱动构件和从动构件相互分离的第一位置与孔口打开以使加压流体通过孔口流动至离合器组合件的第二位置之间移动。其它类型的″滑阀″布置在行业中是常见的,其中,活塞使滑阀沿着将孔口露出的方向移动,从而增加在啮合期间冷却剂朝向离合器组合件的流动。通常情况下,当离合器分离时,可以采用(例如)弹簧来关闭孔口上方的滑阀。
如上所述,传统的离合器冷却系统可能往往比较复杂和/或需要添加各种部件才能为离合器组合件提供可变化的冷却剂流动。这些设计在复杂程度上的增加可能会使变速器的制造成本、组装成本和维护成本上升,并且还会在操作期间增加额外的故障的机会。正因如此,需要一种在利用旋转离合器组件本身的操作特性的同时消除对额外部件的需求的离合器冷却系统。
发明内容
通过本发明的一些方面在很大程度上满足上述需求,其中传动离合器冷却系统包括:驱动构件,其包括位于旋转轴周围的驱动轮毂;从动构件,其包括同心地位于旋转轴周围的离合器轮毂,其中离合器轮毂包括:具有多个穿过其中的孔的轮毂平台,从轮毂平台轴向延伸的内环,以及从轮毂平台轴向延伸的外环,所述外环包括多个穿过其中的径向孔口和从远端向内环延伸的唇缘。离合器外壳被限定在驱动轮毂和离合器轮毂之间,并且离合器组件被容纳在离合器外壳中,所述外壳包括被固定到驱动轮毂以随驱动构件旋转的多个离合器片,被固定到从动构件以随离合器轮毂旋转的多个摩擦盘,以及用于使多个摩擦盘与多个离合器片啮合或分离以引起或释放驱动构件和从动构件的整合旋转的活塞组件。
依照本发明的其它方面,离合器轮毂包括具有多个穿过其中的孔的轮毂平台,从轮毂平台轴向延伸的内环,以及从轮毂平台轴向延伸的外环,所述外环包括多个穿过其中的孔口和从远端向内环延伸的唇缘。
依照本发明的其它方面,转动离合器的冷却方法包括:将冷却剂流提供给具有轴向孔和径向孔的环形离合器轮毂;径向孔与离合器组合件流体连通;在离合器组合件的啮合期间增加穿过径向孔到离合器组合件的冷却剂流;当离合器组合件分离时通过轴向孔使一部分流动转向远离离合器组合件。
附图说明
图1为根据本发明的各方面的包括多级变速器的机器的图解说明;
图2为根据本发明的各方面的变速器的示意图;
图3为根据本发明的各方面的离合器冷却系统的部分横截面侧视图;
图4为示出了根据本发明的各方面的针对一组给定齿轮比的驱动构件和从动构件的相对旋转速度的图表;
图5为示出了根据本发明的各方面的当流到离合器组件的传动液不受限时,在档位范围内针对给定发动机转速的离合器组件中的估算功率损失的柱状图;
图6是根据本发明的各方面的离合器冷却系统的离合器轮毂部件的轴向视图;
图7是示出了根据本发明的各方面的离合器冷却系统的各方面的局部横截面侧视图;和
图8是示出了根据本发明的各方面的离合器冷却系统的各方面的局部横截面侧视图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明,其中通篇来说相同的参考数字表示相同的部件。
参照图1,多级变速器10可以包含在机器12中。输入构件14可通过转矩变换器18将变速器10连接至原动机16,并且输出构件20可以将变速器10连接至一个或多个牵引装置22。虽然机器12示为卡车,但可以是可从多级变速器的使用中受益的任何类型的机器。原动机16可以是多级变速器10可使用的形式输出功率的任何类型。例如,原动机16可以是内燃机(诸如柴油发动机、汽油发动机、涡轮发动机或天然气发动机)、电动机,或能够产生功率输出的其它设备。牵引装置22可以是任何类型的牵引装置,例如如图1所示的轮、履带、传送带,或其任意组合。
如图2的示意图所示,多级变速器10可以是具有绕旋转轴24可旋转地支撑且对齐的一系列的环形部件的行星变速器,所述示意图仅说明在轴线24的一侧上的变速器的各方面。例如,转矩可由原动机16通过转矩变换器18供给至输入构件14。至少一个并且通常为多个齿轮组可以在输入构件14与输出构件20之间进行互连。如图2所示,多级变速器10可具有沿着变速器壳18中的旋转轴线24同心可旋转地支撑的四个互连的行星齿轮组30、32、34和36。每一行星齿轮组30、32、34和36包括至少一个太阳齿轮、至少一个行星齿轮架,以及至少一个齿圈。
变速器10也可以包括可操作地耦合到行星齿轮组30,32,34和36的一些控制元件。如本文所使用的术语″控制元件″包括离合器(在行业中可替代地称为旋转离合器)、制动器(在行业中可替代地称为静止离合器)、同步器(包括齿式和其它类型的同步离合器)或传统上可在变速器中使用的其它转矩控制部件。如图2所示,变速器10可以包括三个旋转离合器组件40,42和44以及三个制动组件50,52和54。旋转离合器组件40,42和44以及制动组件50,52和54与行星齿轮组的特定元件配合并且可以选择性地耦合到行星齿轮组的特定元件,以在输入构件14和输出构件20之间建立例如一组10个前进档传动比和一个倒档传动比。
图3示出了根据本发明的各方面的旋转离合器组件100。旋转离合器组件100可以用于变速器10,例如,作为一个或多个旋转离合器组件40,42,44。离合器组件100可以包括通常表示为102的驱动构件和从动构件104,通常表示为104,所述构件围绕公共轴转动。离合器壳106通常限定在驱动构件102与从动构件104之间并且形成为容纳通常以110表示的离合器组合件,所述离合器组合件通过活塞112的致动进行啮合或分离,例如通过液压致动或弹簧力致动进行啮合或分离。平衡活塞组件114可以与该活塞112一起被包括并且容纳在离合器壳106中,以便在活塞112的低压侧上引入反向压力来抵消由活塞的高压侧上的液压流体产生的较大的推力并阻止活塞在高转速下啮合离合器。
环形离合组合件110可由环形离合器片116和环形摩擦盘120组成,其中所述环形离合器片116花键联接到驱动构件102的驱动轮毂部118并从驱动轮毂部118向内延伸,所述环形摩擦盘120花键联接到从动构件104的离合器轮毂122并从离合器轮毂222向外延伸。如图3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。
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。
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。
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(1F)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(10F)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。
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1R中功率损失最高。
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。
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。
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,即,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。
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。
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212一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。
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
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流向离合器组合件210的流体提供从内部空间232到离合器组合件210的流体连通。
抛油环板250可安装到轮毂平台230,并且配置为将内部空间232分成上部空间233和下部空间235,同时提供槽242以用于收集泵入内部空间232的传动液。可以在离合器轮毂222的轮毂平台230内提供一系列轴向孔236。在周向地距轮毂平台230的中心径向距离且正好在抛油环板250分割内部空间232上方分隔轴向孔236。所述轴向孔236的大小设置成主要在离合器组件200的分离期间允许大量的流动冷却剂从上部空间233中流出。
抛油环板250在槽242的底部处还设置有一系列径向定位的抛油孔244。抛油孔244提供从上部空间233到下部空间235的流体连通,用于传动液从中流过。因此,当离合器组合件210被啮合,以使离合器轮毂222以与驱动构件202相同的速度转动,或在一段时间内,当从动构件204的转速相对于驱动构件202的转速增加时,如在档位3F-10F中,通过离心作用传动液被强制通过所述抛油孔244并且进入下部空间235中。一旦处于下部空间235中,所述传动液可以在离心力下继续流过径向孔234进入离合器组合件210。当大部分传动液旨在通过轴向孔236从容槽242流出时,确定抛油孔244和径向孔234的尺寸,以限制大部分冷却剂流动到下部空间235,并且因此在分离期间流动到离合器组件210。
轴向孔236可以等角度θ在轮毂平台230的周边周围成弧形间隔开,使得当离合器轮毂222不旋转时,即,当离合器组合件210分离时,一个或多个轴向孔236的至少一部分将始终低于槽区域242中的液面。因此,当使离合器轮毂222停止且离合器片216与摩擦盘220之间的相对速度最高时(例如在档位1F、2F或R中),较大的轴向孔236可以在冷却剂通过抛油环孔244和径向孔234排入离合器组合件210之前排出大部分冷却剂。一旦离合器组件200啮合和/或离合器轮毂222开始旋转,抛油环孔244和径向孔234便将再次工作,以将传动液泵入离合组件210,从而提供对其中产生的热量的适当去除。
可以通过描述连接、附接和/或接合在一起的部件来说明用于冷却离合器组件的系统和方法的各个方面。如本文所使用的,术语“连接”、“附接”和/或“接合”用来表示两个部件之间的直接连接,或者,在合适的地方,彼此通过介入或中间部件的间接连接。相反,如果一个部件被称为“直接耦接”、“直接附接”和/或“直接接合”到另一部件,则不存在介入元件。
工业实用性
本发明包括一种用于冷却离合器的离合器冷却系统和方法,所述方法包括被动地控制冷却剂到离合器中的离合器组合件的流动。冷却系统有效地转移由离合器组合件的啮合和分离所产生的热能,同时减小当离合器分离时离合器组件的阻力损失。公开离合器冷却系统以用于(例如)包括重型拖运卡车或地面移动设备的车辆上的变速器,但是可以用于任何使用离合器来啮合和分离部件的机器。
在具有驱动构件和从动构件的旋转离合器中,离合器冷却系统使用附接至从动构件的整体式离合器轮毂,其具有轴向孔和径向孔,径向孔与离合器组合件流体连通,并且轴向孔提供从离合器组件的出口。通过放置轴向孔和径向孔并确定其尺寸,被动式冷却控制通过以下方式仅依赖于离合器轮毂的转速:当离合器轮毂旋转时,在离合器组合件的啮合期间增加冷却剂通过径向孔到离合器组合件的流动,同时,当离合器轮毂不旋转或以慢得多的速度旋转时,当离合器组合件分离时通过轴向孔使较大部分的流动转向离开离合器组合件。
本发明的许多特征和优点从详细说明中是显而易见的,且因此,所附权利要求书旨在覆盖落入本发明的实质精神和范围内的本发明的所有这种特征和优点。此外,由于许多修改和变化对于本领域技术人员来说将是容易想到的,所以不期望将本发明限制于所示及所述的精确结构和操作,且相应地,所有合适的修改和等价物可以被涵盖到本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种传动离合器冷却系统,其包含:
驱动构件(102),其包括位于旋转轴线(24)周围的驱动轮毂(118);
从动构件(104),其包括同心地位于所述旋转轴线(24)周围的离合器轮毂(122),其中,所述离合器轮毂(122)包括:轮毂平台(130),其具有穿过其中的多个孔(136);内环(126),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸;以及外环(128),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸,所述外环(128)具有多个穿过其中的径向孔口(134)和从远端朝着所述内环(126)延伸的唇缘(140);
离合器壳体(106),其限定于所述驱动轮毂(118)与所述离合器轮毂(122)之间;以及
离合器组件(110),其容纳于所述离合器壳体(106)中并包括:
多个离合器片(116),其固定至所述驱动轮毂(118)以随着所述驱动构件(102)旋转;
多个摩擦片(120),其固定至所述从动构件(104)以随着所述离合器轮毂(122)旋转;以及
活塞组件(112),其用于使所述多个摩擦片(120)与所述多个离合器片(116)啮合或分离,以导致或释放所述驱动构件(102)和所述从动构件(104)的整合旋转,
其中使所述多个孔(136)从所述外环(128)的内径面径向向内移置以产生阶梯(138),所述阶梯形成所述多个孔中相应孔的径向外边缘,该径向外边缘偏离于所述唇缘侧的内径面。
2.如权利要求1所述的传动离合器冷却系统,其中,所述唇缘(140)形成为朝着所述内环(126)延伸一定的距离,所述距离大于所述阶梯(138)的所述径向尺寸。
3.如权利要求2所述的传动离合器冷却系统,其进一步包含连续地供应至由所述离合器轮毂(122)的所述轮毂平台(130)、所述内环(126)和所述外环(128)限定的内部空间(132)的冷却液。
4.如权利要求3所述的传动离合器冷却系统,其中,所述多个径向孔口(134)的尺寸被设定为,当所述多个摩擦片(120)与所述多个离合器片(116)分离时限制所述冷却液流到所述离合器壳体(106),同时,当所述多个摩擦片(120)与所述多个离合器片(116)啮合时允许增加的冷却液流到所述离合器壳体(106)。
5.如权利要求4所述的传动离合器冷却系统,其中,所述多个孔(136)围绕所述轮毂平台(130)的周边以相等的角度呈拱式间隔,使得一个或多个所述孔(136)的至少一部分总是在冷却液的预定液位以下,该冷却液在分离期间集中在所述阶梯(138)和所述唇缘(140)之间。
6.如权利要求4所述的传动离合器冷却系统,其进一步包含在所述唇缘(140)与所述从动构件(104)的一部件之间的间隙(146)中提供的密封件。
7.如权利要求3所述的传动离合器冷却系统,其进一步包含抛油环片(250),其附接至所述离合器轮毂(122)并将所述内部空间(132)划分成上部空间(233)和下部空间(235)。
8.如权利要求7所述的传动离合器冷却系统,其中,所述抛油环片(250)包括多个抛油环孔(244),其提供从所述上部空间(233)到所述下部空间(235)的流体连通。
9.如权利要求3所述的传动离合器冷却系统,其中,所述冷却液是自动传动液。
10.一种离合器轮毂(122),其包含:
轮毂平台(130),其具有穿过其中的多个孔(136);
内环(126),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸;以及
外环(128),其从所述轮毂平台(130)轴向延伸,所述外环(128)包括多个穿过其中的孔口(134)和从远端朝着所述内环(126)延伸的唇缘(140),
其中使所述多个孔(136)从所述外环(128)的内径面径向向内移置以产生阶梯(138),所述阶梯形成所述多个孔中相应孔的径向外边缘,该径向外边缘偏离于所述唇缘侧的内径面,
其中所述多个孔中的至少一个孔将流体流排出离合器组件。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9829049B2 (en) 2015-03-09 2017-11-28 Fca Us Llc Transmission or clutch direct cooling tube
DE112016001558T5 (de) * 2015-03-31 2017-12-28 Aisin Aw Co., Ltd. Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung
US9970523B2 (en) 2015-08-28 2018-05-15 Caterpillar Inc. Torque converter and a method for cooling a clutch assembly of the torque converter
US10337566B2 (en) * 2016-01-19 2019-07-02 Tubeworks, Inc. Low loss direct point wet clutch fluid wall system
US10288129B2 (en) * 2016-08-29 2019-05-14 Deere & Company Fluid control arrangement for disk packs
US10247256B2 (en) 2016-12-08 2019-04-02 Ford Global Technologies, Llc Clutch assembly for automatic transmission
CN106499743B (zh) * 2016-12-16 2018-11-02 贵州凯星液力传动机械有限公司 一种液力变速器的离合器油压控制结构
DE102017216602A1 (de) * 2017-09-19 2019-03-21 Zf Friedrichshafen Ag Ölleitblech und eine das Ölleitblech aufweisende Schalteinrichtung
US10830286B2 (en) 2018-07-18 2020-11-10 Ford Global Technologies, Llc Transmission clutch with passive, speed-based fluid distribution
EP3938682B1 (de) * 2019-03-11 2023-08-16 Sew-Eurodrive GmbH & Co. KG Getriebe mit gehäuse und kühlanordnung
DE102019205571A1 (de) * 2019-04-17 2020-10-22 Zf Friedrichshafen Ag Kühlölleitelement sowie Antriebsstrang und Hybridmodul mit diesem
KR20210047060A (ko) * 2019-10-21 2021-04-29 현대자동차주식회사 차량용 과급 시스템 및 그 제어 방법
JP2022081211A (ja) * 2020-11-19 2022-05-31 マツダ株式会社 自動変速機

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458793A (en) * 1980-12-18 1984-07-10 Fichtel & Sachs Ag Hydraulic clutch brake for wet plate clutches
US6401896B1 (en) * 1999-08-07 2002-06-11 Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. Lubricating device for wet multi-disk clutch
CN1737394A (zh) * 2004-03-22 2006-02-22 通用汽车公司 传动装置离合器及冷却方法
CN1869466A (zh) * 2005-05-25 2006-11-29 通用汽车环球科技运作公司 离合器组件和使流过的冷却流体反向的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3954028A (en) * 1973-11-05 1976-05-04 Caterpillar Tractor Co. Compact planetary drive transmission providing one-to-one drive ratio in either direction
US4751989A (en) * 1985-11-18 1988-06-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Clutch with reduced dragging
JP3033381B2 (ja) 1993-03-08 2000-04-17 日産自動車株式会社 自動変速機の回転クラッチ
US5988335A (en) 1998-06-02 1999-11-23 Caterpillar Inc. Control system for diverting oil from a clutch
US6244407B1 (en) 1998-09-15 2001-06-12 Borgwarner Inc. Multi-disk friction device having forced lubrication on demand
US6202814B1 (en) 1999-08-24 2001-03-20 Borgwarner Inc. Automatic transmission having grounded clutch with convergent cooling
DE60214995T2 (de) 2002-07-18 2007-04-26 Borgwarner Inc., Auburn Hills Nasskupplung oder Reibscheibebremse
US6840363B2 (en) * 2003-02-06 2005-01-11 Borgwarner, Inc. Multi-disk friction device selective lubrication on demand
US7810622B2 (en) 2004-03-22 2010-10-12 Gm Global Technology Operations, Inc. Transmission clutches
DE102006031787A1 (de) 2006-07-10 2007-04-12 Zf Friedrichshafen Ag Lamellenbremse in einem Automatgetriebe mit steuerbarer Kühlölversorgung und Verfahren zum Betreiben derselben
US8459432B2 (en) 2008-02-28 2013-06-11 Magna Powertrain, Inc. Friction clutch and method to reduce drag loss in friction clutch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458793A (en) * 1980-12-18 1984-07-10 Fichtel & Sachs Ag Hydraulic clutch brake for wet plate clutches
US6401896B1 (en) * 1999-08-07 2002-06-11 Harley-Davidson Motor Company Group, Inc. Lubricating device for wet multi-disk clutch
CN1737394A (zh) * 2004-03-22 2006-02-22 通用汽车公司 传动装置离合器及冷却方法
CN1869466A (zh) * 2005-05-25 2006-11-29 通用汽车环球科技运作公司 离合器组件和使流过的冷却流体反向的方法

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Publication number Publication date
WO2014100637A1 (en) 2014-06-26
DE112013005630T5 (de) 2015-10-01
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