CN105673722A - 液压爪式离合器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压爪式离合器。具体地，提供了一种用于变速器的扭矩传递机构，其包括第一和第二旋转构件、旋转活塞、固定活塞和第一轴承。旋转活塞可旋转地连接至第一旋转构件并且包括花键端部。固定活塞被设置在变速器的固定壳体中。固定活塞和固定壳体形成液压流体活塞应用室。第一轴承被设置在旋转活塞和固定活塞之间。第二旋转构件的花键端部与旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合旋转活塞的花键端部。

Description

液压爪式离合器

技术领域

本公开涉及变速器的液压致动的扭矩传递机构，并且更具体地，涉及一种用于在变速器的两根轴之间的扭矩传递的液压致动的爪式离合器。

背景技术

在该部分中的阐述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能或可能不构成现有技术。

大多数类型的变速器都包括多个齿轮布置、互连构件、轴和在其他机械构件之中的扭矩传递机构。各种扭矩传递机构被使用，以将扭矩从一个旋转构件选择性地传递至另一旋转构件或将扭矩从旋转构件选择性地传递至固定构件。扭矩传递机构的典型示例可包括同步器、爪式离合器、以及多盘离合器和制动器。多盘离合器或制动器，例如，可用于使行星齿轮组的构件（比如环形齿轮）与变速器壳体连接，从而改变那个特定的行星齿轮组的输出。同步器套筒被使用以将在轴上自由旋转的齿轮与所述轴连接。

尽管这些扭矩传递机构是有效的，但是由于它们仅能够在给定大小的空间中将某些类型的旋转构件连接至其他构件，因此这些扭矩传递机构是受限制的。因此，一直需要改进的扭矩传递机构设计，其提供了选择性连接的灵活性，维持了扭矩容量，并且提供了最小化的体积封装。

发明内容

提供了一种用于变速器的扭矩传递机构，并且所述扭矩传递机构包括第一和第二旋转构件、旋转活塞、固定活塞和第一轴承。所述第二旋转构件包括花键端部。所述旋转活塞可旋转地连接至所述第一旋转构件。所述旋转活塞具有花键端部。所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中。所述固定活塞和所述固定壳体形成液压流体活塞应用室。所述第一轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间。所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

在本发明的另一示例中，所述旋转活塞通过轴向滑动的花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

在本发明的又一示例中，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

在本发明的又一示例中，所述第一旋转构件进一步包括多个花键和设置在所述多个花键的端部处的凹槽中的环形圈。所述扭矩传递机构进一步包括设置在所述环形圈和所述旋转活塞之间的偏置构件，以朝着所述固定活塞偏置所述旋转活塞。

在本发明的又一示例中，所述扭矩传递机构包括第三旋转构件。所述第一旋转构件是输出轴。所述第二旋转构件是与所述输出轴同轴并且部分地覆盖所述输出轴的传动轴。所述第三旋转构件与所述输出轴和传动轴同轴，所述第三旋转构件部分地被设置在所述输出轴中，并通过滚珠花键连接被连接成与所述输出轴共同旋转。

在本发明的又一示例中，所述扭矩传递机构进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮被固定成与传动轴共同旋转。

在本发明的又一示例中，所述输出轴进一步包括与输出齿轮啮合的花键部分。

在本发明的又一示例中，所述第一轴承是滚子推力轴承。

在本发明的又一示例中，所述扭矩传递机构进一步包括设置在所述第一和第二旋转构件之间的第二滚子推力轴承。

本发明还包括下述技术方案：

1.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件和第二旋转构件，并且其中，所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞和所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

第一轴承，所述第一轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

2.根据方案1所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过轴向滑动的花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

3.根据方案1所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

4.根据方案1所述的扭矩传递机构，其中，所述第一旋转构件进一步包括多个花键和设置在所述多个花键的端部处的凹槽中的环形圈，并且所述扭矩传递机构进一步包括设置在所述环形圈和所述旋转活塞之间的偏置构件，以朝着所述固定活塞偏置所述旋转活塞。

5.根据方案4所述的扭矩传递机构，进一步包括第三旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件是输出轴，所述第二旋转构件是与所述输出轴同轴且部分地覆盖所述输出轴的传动轴，以及所述第三旋转构件与所述输出轴和所述传动轴同轴，所述第三旋转构件部分地被设置在所述输出轴中，并且通过滚珠花键连接被连接成与所述输出轴共同旋转。

6.根据方案5所述的扭矩传递机构，进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮被固定成与所述传动轴共同旋转。

7.根据方案6所述的扭矩传递机构，其中，所述输出轴进一步包括与输出齿轮啮合的花键部分。

8.根据方案1所述的扭矩传递机构，其中，所述第一轴承是滚子推力轴承。

9.根据方案8所述的扭矩传递机构，进一步包括设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的第二轴承，并且其中，所述第二轴承是滚子推力轴承。

10.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件和第二旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件包括在外表面上的多个花键、在所述多个花键的端部处的凹槽和设置在所述凹槽中的环形圈，并且所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞和所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

偏置构件，所述偏置构件被设置在所述第一旋转构件的所述环形圈和所述旋转活塞之间，所述偏置构件在所述旋转活塞上施加了朝着所述固定活塞的偏置力；以及

第一轴承，所述第一轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

11.根据方案10所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过轴向滑动的花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

12.根据方案10所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

13.根据方案12所述的扭矩传递机构，进一步包括第三旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件是输出轴，所述第二旋转构件是与所述输出轴同轴且部分地覆盖所述输出轴的传动轴，以及所述第三旋转构件与所述输出轴和所述传动轴同轴，所述第三旋转构件部分地被设置在所述输出轴中，并且通过滚珠花键连接被连接成与所述输出轴共同旋转。

14.根据方案13所述的扭矩传递机构，进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮被固定成与所述传动轴共同旋转。

15.根据方案14所述的扭矩传递机构，其中，所述输出轴进一步包括与输出齿轮啮合的花键部分。

16.根据方案10所述的扭矩传递机构，其中，所述第一轴承是滚子推力轴承。

17.根据方案16所述的扭矩传递机构，进一步包括设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的第二轴承，并且其中，所述第二轴承是滚子推力轴承。

18.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件、第二旋转构件和第三旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件包括在外表面上的多个花键、在所述多个花键的端部处的凹槽和设置在所述凹槽中的环形圈，所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞与所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

偏置构件，所述偏置构件被设置在所述第一旋转构件的所述环形圈和所述旋转活塞之间，所述偏置构件在所述旋转活塞上施加了朝着所述固定活塞的偏置力；以及

第一滚子推力轴承，所述第一滚子推力轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

19.根据方案18所述的扭矩传递机构，其中，所述第一旋转构件是输出轴，所述第二旋转构件是与所述输出轴同轴且部分地覆盖所述输出轴的传动轴，以及所述第三旋转构件与所述输出轴和所述传动轴同轴，所述第三旋转构件部分地被设置在所述输出轴中，并且通过滚珠花键连接被连接成与所述输出轴共同旋转。

20.根据方案19所述的扭矩传递机构，进一步包括被设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的第二滚子推力轴承。

本发明在其它领域的适用性通过在此提供的描述将变得明显。应理解的是，所述描述和具体的示例仅用于说明的目的，而不用于限制本公开的范围。

附图说明

在此描述的附图仅用于说明目的，并且不以任何方式限制本公开的范围。

图1是根据本发明的原理的无级变速器的示意图；以及

图2是根据本发明的原理的输出轴和离合器组件的截面。

具体实施方式

以下的说明本质上仅是示例性的，并且不限制本公开、应用或使用。

参照图1，用于机动车辆的变速器总体上由附图标记10指示。变速器10通常是车辆的动力系的一部分，所述车辆的动力系包括与变速器10互相连接的发动机(未示出)。所述发动机在不偏离本公开的范围的情况下，可以是传统的汽油、柴油、或灵活燃料的内燃发动机、混合动力式发动机、或电动机、或任何其他类型的原动机。所述发动机通过例如挠性板或其他连接装置或者比如液力装置或启动离合器(未示出)的起动装置将驱动扭矩供应至变速器10。

变速器10是变直径带轮或滑轮传动的无级变速器(CVT)。变速器10包括包围并保护变速器10的各种部件的典型地铸造的金属壳体16。壳体16包括定位并支撑这些部件的各种各样的孔、通道、肩部和凸缘。一般说来，变速器10包括变速器输入轴20和变速器输出轴22。连接在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间的是可选择的变速装置24、带轮组件或无级单元26和扭矩传递组件28，可选择的变速装置24、带轮组件或无级单元26和扭矩传递组件28合作以在变速器输入轴20和变速器输出轴22之间提供前进挡和倒挡或者传动比。变速器输入轴20通过所述起动装置(未示出)与所述发动机(未示出)功能性地互相连接，并从所述发动机接收输入扭矩或动力。变速器输出轴22优选地与最终驱动单元(未示出)连接。变速器输出轴22将驱动扭矩提供至所述最终驱动单元。所述最终驱动单元可以包括差速器、车桥轴和车轮(未示出)。

变速器输入轴20连接至变速装置24的输入构件25。第一变速器传动轴38连接至变速装置24的输出27、带轮组件或无级单元26以及扭矩传递组件28。例如，变速装置24可以包括行星齿轮组、多个互相连接的构件、和多个扭矩传递机构。在一个实施例中，变速装置24是超速传动变速装置24，其在降低所述扭矩的同时提高第一传动轴38相对于变速器输入轴20的速度。在另一实施例中，变速装置24是减速传动变速装置24，其在提高扭矩的同时降低第一传动轴38相对于变速器输入轴20的速度。在又一实施例中，变速装置24用作无相对速度变化的直接驱动联接构件。在又一实施例中，变速装置24在变速器20中被省略。在该实施例中，第一传动轴38和变速器输入轴20直接联接在一起并且二者是同轴的，以形成与带轮组件26直接相连的单根变速器输入轴20。

带轮组件26包括第一带轮或滑轮对40和第二带轮或滑轮对42。第一带轮40包括第一截头圆锥滑轮或构件40A以及与第一截头圆锥滑轮40A轴向对准的第二截头圆锥滑轮或构件40B。第二滑轮40B被直接连接成与第一传动构件38一起旋转，并且可以与所述第一传动构件或轴38一体地被形成。第一滑轮40A通过液压控制系统(未示出)或其他致动系统可相对于第二滑轮40B被轴向地移动。应意识到的是，滑轮40A和40B在不脱离本发明的范围的情况下可以轴向地调换。

第二带轮42包括第一截头圆锥滑轮或构件42A以及与第一截头圆锥滑轮42A轴向对准的第二截头圆锥滑轮或构件42B。第二滑轮42B被直接连接成与第二变速器传动轴或构件44一起旋转，或者可与第二传动轴44一体地被形成。第一滑轮42A通过液压控制系统(未示出)或其他致动系统可相对于第二滑轮42B被轴向地移动。应意识到的是，滑轮42A和42B在不脱离本发明的范围的情况下可以轴向地调换。

具有V形横截面的扭矩传递带或链条或环形构件46被安置在在第一带轮对40和第二带轮对42之间。应意识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下可采用其他类型的带，包括强制性接合装置或者非V形带或链条。从变速器输入轴20传送的驱动扭矩通过带轮40A和40B与带46之间的摩擦被传递。输入带轮40与输出带轮42的比率通过改变带轮40A和40B之间的间隔以及带轮42A和42B之间的间隔被调整。例如，为了改变带轮40和42之间的比率，可以通过使带轮40A朝着带轮40B移动减小带轮40A和40B之间的轴向距离，同时可以通过移动带轮42A远离带轮42B增大带轮42A和42B之间的轴向距离。由于带46的V形横截面，所以带46在第一带轮40上骑得较高并且在第二带轮42上骑得较低。因此，带轮40和42的有效直径改变，这继而改变第一带轮40和第二带轮42之间的总传动比。由于带轮40和42之间的径向距离和带46的长度是恒定的，所以带轮40A和42A的移动必须同时地发生以维持适量的张力在带46上，进而确保扭矩从带轮40、42被传递至带46。

扭矩传递组件28包括第一传动链轮48、第二传动链轮50、传动链条或带52和第三传动轴54。例如，第一传动链轮48被连接成与第一传动轴38共同旋转。第二传动链轮50被连接成与第三传动轴54共同旋转，第三传动轴54是与第二传动轴44和输出轴22同轴设置的套筒轴。在第二传动轴44被连接成与输出轴22共同旋转时，第三传动轴54相对于第二传动轴44和输出轴22自由旋转。

现在转向图2，包括第二传动轴44、第三传动轴54、变速器输出轴22和轴扭矩传递装置56的变速器10的一部分被示出并且现在将被描述。如上所述，由于第二传动轴44至少部分地被输出轴22包围，所以第二传动轴44被连接成与变速器输出轴22共同旋转。第二传动轴44的外表面通过滚珠花键组件58被连接至输出轴22的内表面。

第三传动轴54是套筒轴并且包括第一端部54A、与第一端部54A相对的第二端部54B和内径表面54C。第三传动轴54的第一端部54A通过滚子轴承60由变速器壳体16可旋转地支撑。第三传动轴54还通过设置在内径表面54C上的多个轴承62由输出轴22可旋转地支撑。第三传动轴54的第二端部54B包括轴向轴承表面64和局部锥形部分66。局部锥形部分66设置成最接近轴向轴承表面64并且轴向地向外张开。在局部锥形部分66的端部处设置有轴向面向的花键组或爪式齿68。

输出轴22包括第一端部22A、与第一端部22A相对的第二端部22B和滚珠花键部分22C。输出轴22的第一端部22A通过滚子轴承70由壳体16可旋转地支撑。输出传动齿轮72通过设置在第一端部22A和滚珠花键部分22C之间的花键连接被连接成与输出轴22共同旋转。

轴扭矩传递装置56被设置成接近输出传动齿轮72和第三传动轴54的第二端部54B，并且处在输出传动齿轮72和第三传动轴54的第二端部54B之间。轴扭矩传递装置56包括壳体16的固定离合器部分16A、固定活塞74、轴向轴承76、可旋转活塞78和偏置构件或弹簧86。固定活塞74与壳体16的离合器部分16A组合，以形成液压流体活塞应用室80。可旋转活塞78具有可旋转地连接至输出轴22的滚珠花键部分22C的滚珠花键部分82。轴向轴承76被设置在可旋转活塞78和固定活塞74之间，以在将轴向力从固定活塞74传递至可旋转活塞78时在活塞74、78之间提供低摩擦的相对旋转。可旋转活塞78进一步包括具有轴向面向的花键组或爪式齿84的端部78A。爪式齿84与第三传动轴54的爪式齿68径向地对准。由于液压流体压力在液压流体活塞应用室80中升高，所以固定活塞74向可旋转活塞78施加力，并轴向地平移可旋转活塞78的爪式齿84以与第三传动轴54的爪式齿68互相连接，从而将它们互相连接以便共同旋转。

在输出轴22的滚珠花键部分82中形成的凹槽90中设置有第一环形圈88。弹簧86被设置在环形圈88和可旋转活塞78之间并且在可旋转活塞78上提供了用于使可旋转活塞78和第三传动轴54脱离接合的偏置力。第二环形圈92设置成与轴向面向的肩部94相邻，所述轴向面向的肩部94最接近输出轴22的滚珠花键部分82。在第二环形圈92和第三传动轴54的轴向轴承表面64之间设置有轴向推力轴承96。

本发明的说明本质上仅是示例性的，并且没有脱离本发明的精神的变型被认为是在本发明的范围内。这样的变型不被认为脱离了本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件和第二旋转构件，并且其中，所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞和所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

第一轴承，所述第一轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

2.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过轴向滑动的花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

3.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件。

4.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，所述第一旋转构件进一步包括多个花键和设置在所述多个花键的端部处的凹槽中的环形圈，并且所述扭矩传递机构进一步包括设置在所述环形圈和所述旋转活塞之间的偏置构件，以朝着所述固定活塞偏置所述旋转活塞。

5.根据权利要求4所述的扭矩传递机构，进一步包括第三旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件是输出轴，所述第二旋转构件是与所述输出轴同轴且部分地覆盖所述输出轴的传动轴，以及所述第三旋转构件与所述输出轴和所述传动轴同轴，所述第三旋转构件部分地被设置在所述输出轴中，并且通过滚珠花键连接被连接成与所述输出轴共同旋转。

6.根据权利要求5所述的扭矩传递机构，进一步包括传动齿轮，所述传动齿轮被固定成与所述传动轴共同旋转。

7.根据权利要求6所述的扭矩传递机构，其中，所述输出轴进一步包括与输出齿轮啮合的花键部分。

8.根据权利要求1所述的扭矩传递机构，其中，所述第一轴承是滚子推力轴承。

9.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件和第二旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件包括在外表面上的多个花键、在所述多个花键的端部处的凹槽和设置在所述凹槽中的环形圈，并且所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞和所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

偏置构件，所述偏置构件被设置在所述第一旋转构件的所述环形圈和所述旋转活塞之间，所述偏置构件在所述旋转活塞上施加了朝着所述固定活塞的偏置力；以及

第一轴承，所述第一轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。

10.一种用于变速器的扭矩传递机构，所述扭矩传递机构包括：

第一旋转构件、第二旋转构件和第三旋转构件，并且其中，所述第一旋转构件包括在外表面上的多个花键、在所述多个花键的端部处的凹槽和设置在所述凹槽中的环形圈，所述第二旋转构件包括花键端部；

旋转活塞，所述旋转活塞通过滚珠花键连接可旋转地连接至所述第一旋转构件，并且其中，所述旋转活塞包括花键端部；

固定活塞，所述固定活塞被设置在所述变速器的固定壳体中，并且其中，所述固定活塞与所述固定壳体形成液压流体活塞应用室；

偏置构件，所述偏置构件被设置在所述第一旋转构件的所述环形圈和所述旋转活塞之间，所述偏置构件在所述旋转活塞上施加了朝着所述固定活塞的偏置力；以及

第一滚子推力轴承，所述第一滚子推力轴承被设置在所述旋转活塞和所述固定活塞之间；以及

其中，所述第二旋转构件的花键端部与所述旋转活塞的花键端部轴向对准，并且被配置成接合所述旋转活塞的花键端部。