CN105793592A - 分离器的具有选定的表面精整结构的离合器接合表面 - Google Patents

Abstract

一方面，本发明旨在提供一种包括离合器输入构件、离合器输出构件以及卷绕弹簧离合器的离合装置。卷绕弹簧离合器能够与离合器输入构件和离合器输出构件接合并且具有径向外表面和径向内表面。径向外表面和径向内表面中的一者能够与离合器输入构件和离合器输出构件中的一者上的离合器接合表面接合。离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构，其中，所述峰与卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有选定的宽度。

Description

分离器的具有选定的表面精整结构的离合器接合表面

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年8月19日提交的美国临时专利申请No.61/867,262的权益，该美国临时专利申请的内容在此通过参引并入，如同在本文中充分地详细阐述。

技术领域

本公开内容涉及分离器(decoupler)，并且更具体地涉及使用卷绕弹簧离合器的分离器的离合器接合表面。

背景技术

分离器是用于从输入构件(例如，带驱动的带轮)至输出构件(例如，轴连接构件)隔离扭转振动同时还允许输出构件在需要时超越(overrun)输入构件转动的公知装置。一些分离器使用卷绕弹簧离合器作为单向离合器以允许输出构件超越输入构件转动。该卷绕弹簧离合器抵靠离合器接合表面作用，离合器接合表面可以是例如带轮的内表面。有时使用润滑剂来帮助避免卷绕弹簧离合器与离合器接合表面之间的热量的产生。尽管这有助于增加这些组件的寿命，但将会有利的是提供具有增加的操作寿命的分离器。

发明内容

本部分提供本公开内容的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。

一方面，本发明旨在提供一种包括离合器输入构件、离合器输出构件以及卷绕弹簧离合器的离合装置。卷绕弹簧离合器能够与离合器输入构件和离合器输出构件接合并且具有径向外表面和径向内表面。径向外表面和径向内表面中的一者能够与离合器输入构件和离合器输出构件中的一者上的离合器接合表面接合。离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构以及选定的峰-峰间距，其中，所述峰与卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有选定的宽度。

在第一方面的特定实施方式中，一定量的润滑剂定位成对卷绕弹簧离合器和离合器接合表面进行润滑。所述峰各自具有选定的宽度，该选定的宽度至少部分地基于选自下述特性中的一者或多者：形成离合器接合表面的材料的屈服强度；以及润滑剂的工作温度范围。在一些实例中，形成离合器接合表面的材料可以是氮化的钢。

在第一方面的另一特定实施方式中，离合装置是包括分离器输入构件和分离器输出构件的分离器。分离器输入构件可以是离合器输入构件并且其上可以具有离合器接合表面。替代性地，该分离器可以于分离器输入构件与分离器输出构件之间包括套筒，并且该套筒可以是离合器输入构件且其上可以具有离合器接合表面。

另一方面，本发明旨在提供一种包括离合器输入构件、离合器输出构件以及卷绕弹簧离合器的离合装置。卷绕弹簧离合器能够与离合器输入构件和离合器输出构件接合并且具有径向外表面和径向内表面。径向外表面和径向内表面中的一者能够与离合器输入构件和离合器输出构件中的一者上的离合器接合表面接合。离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构。所述峰与卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有在大约20微米与大约300微米之间的选定的宽度。

在第二方面的一些实施方式中，一定量的润滑剂定位成对卷绕弹簧离合器和离合器接合表面进行润滑。

附图说明

本文中所描述的附图仅为了说明选定实施方式而非所有可能的实现方式，并且无意于限制本公开内容的范围。

图1是具有前发动机附件驱动系统的发动机的前部的示意图，其中，前发动机附件驱动系统使用根据本发明的实施方式构造的超越分离器，该超越分离器用来将旋转动力传递至附件；

图2是具有前发动机附件驱动系统的发动机的前部的示意图，其中，前发动机附件驱动系统使用根据本发明的实施方式构造的超越分离器，该超越分离器用来将旋转动力从发动机的曲轴传递至环式动力传递元件；

图3是图1的分离器的部分剖视图，其示出了包括在分离器中的卷绕弹簧离合器；

图3A是图1的分离器的一部分的部分平面图，示出了用于图3中所示的卷绕弹簧离合器的承载件的一部分的示例性构型；

图4是图1的分离器的分解立体图；

图5A是在现有技术的分离器上的离合器接合表面的现有技术的表面精整结构的轮廓；

图5B是在图1中所示的分离器上的离合器接合表面的表面精整结构的轮廓；

图6A是图5A中所示的离合器接合表面的现有技术的表面精整结构的轮廓在与卷绕弹簧离合器接合期间的有限元分析；

图6B是图5B中所示的离合器接合表面的表面精整结构的轮廓在与卷绕弹簧离合器接合期间的有限元分析；

图7是针对现有技术的分离器以及具有图5B所示的表面精整结构的分离器两者、对出现在离合器接合表面的接触应力与在离合器接合表面与卷绕弹簧离合器之间传送的扭矩的关系进行比较的图表；

图8是由已氮化的钢形成的离合器接合表面的放大截面图；

图9是基于油排放分析来对在具有现有技术的表面精整结构的分离器中使用的润滑脂的退化与在具有图5B中所示的表面精整结构的分离器中使用的润滑脂的退化进行比较的图表；

图10是基于氧化燃烧来对在具有现有技术的表面精整结构的分离器中使用的润滑脂的退化与在具有图5B中所示的表面精整结构的分离器中使用的润滑脂的退化进行比较的柱状图；以及

图11是根据本发明的实施方式构造的另一分离器的截面侧视图。

具体实施方式

参照附图的图1，根据本公开内容的教示构造的超越分离器大体上由附图标记10表示。示出的特定的超越分离器10特别适合于在使用源自旋转动力源18(例如发动机或传动装置)的环式动力传递元件16(例如带或链)的驱动系统14中的从动装置12(例如交流发电机或增压器)一起使用。本领域的技术人员将认识到超越分离器10可以构造成在其他类型的驱动系统中(例如，使用齿轮的驱动系统)使用并且/或者超越分离器10可以用来将旋转动力从驱动轴20传递到驱动系统中，如图2中所示。因此，将会认识到，本公开内容的教示还可应用于与在序列号为10/572,128和10/542,625的美国专利申请中公开的曲轴分离器类似的曲轴分离器中，上述美国专利申请的公开内容在此通过参引并入，如同在本文中充分地详细阐述。

参照图3和图4，超越分离器10可以包括分离器输入构件32(例如其可以是带轮)、分离器输出构件34(其可以是轴连接构件，并且为了方便起见，其可以被称为毂34)、卷绕弹簧离合器44、承载件42以及隔离弹簧40。为了方便起见，输入构件32可以被称为带轮32，但是应该理解的是输入构件32可以是任何其他合适类型的输入构件。卷绕弹簧离合器44、毂34以及带轮32可以以美国专利申请公报No.10/519,591和/或美国专利申请公报No.10/542,625中描述的方式构造，上述美国专利申请的内容均在此通过参引并入。

卷绕弹簧离合器44将扭矩从带轮32传递至承载件42。隔离弹簧40构造成扭转地有弹性地联接承载件42和毂34。在所提供的特定示例中，隔离弹簧40包括绕超越分离器10的旋转轴线48同心地设置的单个螺旋扭转弹簧，但是应该认识到的是隔离弹簧40例如可以替代地为如在美国专利公报No.10/572,128中公开的两个或更多个弓形的盘式压缩弹簧之一，该美国专利公报的内容在此通过参引并入。

隔离弹簧40可以由具有期望的横截面形状(例如，圆形、方形、矩形)的适当的弹簧线材形成并且可以具有可被打磨或未被打磨的端部。在所提供的特定示例中，隔离弹簧40具有未打磨的闭合端部50。

参照图4和图5，承载件42可以扭转地联接至弹性的隔离弹簧40，并且接合至卷绕弹簧离合器44。在所提供的特定示例中，承载件42包括螺旋滚道52、抵接部54以及卷绕弹簧离合器凹槽56，其中，螺旋滚道52构造成抵接隔离弹簧40的相应的一个端部50。抵接部54可以构造成在隔离弹簧40的端部50抵靠螺旋滚道52时抵接形成隔离弹簧40的线材的轴向端部面58。卷绕弹簧离合器凹槽56可以从承载件42的外圆周表面60延伸到承载件42的径向内部中并且可以在卷绕弹簧离合器抵接部62处终止。

卷绕弹簧离合器44可以由弹簧线材材料形成并且可以包括第一端部66、第二端部68以及第一端部66与第二端部68之间的多个螺旋线圈70。弹簧线材材料可以具有期望的横截面形状，例如方形、矩形或圆形，并且可以是未经涂覆的(即，裸露的)或者涂覆有适当的镀层和/或涂层。此外，以71示出的润滑剂例如油脂润滑剂可以应用在卷绕弹簧离合器44的螺旋线圈70上。第一端部66可以沿着轴向方向被接纳于卷绕弹簧离合器凹槽56中并且可以与卷绕弹簧离合器凹槽56配合，使得第一端部66沿着径向方向和周向方向被保持至承载件42。此外，线材的形成第一端部66的轴向端部72可以抵接卷绕弹簧离合器抵接部62，使得旋转动力可以经由卷绕弹簧离合器抵接部62与卷绕弹簧离合器44的螺旋端部72之间的接触在承载件42与卷绕弹簧离合器44之间传递(即，从承载件42传递至卷绕弹簧离合器44或从卷绕弹簧离合器44传递至承载件42)。由于承载件42与离合器40接合并且更具体地与离合器40的将扭矩传递到隔离弹簧40中的端部接合，因此承载件42可以被称为离合器输出构件并且承载件42的与卷绕弹簧离合器44接合的表面可以被称为输出构件离合器接合表面。卷绕弹簧离合器44具有径向内表面73和径向外表面130。径向外表面130也可以被称为外圆周表面130。

返回图3和图4，分离器输入构件32可以具有外表面80和径向内表面82，外表面80在特定驱动系统中定形成或者以其他方式构造成传递旋转动力。在所提供的示例中，分离器输入构件32是具有构造成接合多楔形带的外表面的带轮，但是将会理解，分离器输入构件32可以以不同的带轮构型构造，或者以例如辊、摩擦辊、链轮或齿轮的构型构造。内表面82可以定尺寸成与卷绕弹簧离合器44的径向外表面130摩擦地接合。由于在本示例中，分离器输入构件32与离合器40接合，所以分离器输入构件32也可以被称为离合器输入构件32并且内表面82可以被称为输入构件离合器接合表面82。在所提供的特定示例中，卷绕弹簧离合器44的螺旋线圈70通过过盈配合与内表面82接合，在这种意义上，在处于静止位置(restposition)时，卷绕弹簧离合器44的线圈70的外径大于带轮32的内表面82的内径。

参照图4，毂34可以扭转地联接至弹性的隔离弹簧40并且可以包括头部或凸缘部90以及杆部92。在所提供的特定示例中，凸缘部90包括螺旋滚道(未示出)和抵接部(未示出)，该螺旋滚道构造成抵接隔离弹簧40的相应的一个端部50，该抵接部可以构造成在隔离弹簧40的端部50抵靠螺旋滚道时抵接形成隔离弹簧40的线材的轴向端部面104。杆部92可以构造成通过例如过盈配合、配对花键或带齿的几何结构、螺纹、螺纹紧固件、键等的任何适当的方式联接至从动附件12(图1)的输入构件或者联接至旋转动力源的输出构件16(图2)，使得毂34将随着该附件的输入构件或动力源的输出构件旋转。毂34可以包括有助于超越分离器10的安装的一个或更多个特征，例如可以用来相对于附件的输入构件或动力源的输出构件保持毂34或者使毂34转动的六角形凹部108。杆部92可以穿过单向离合器30而被接纳，使得承载件42以可旋转的方式设置在杆部92上。

止推垫圈110可以固定地联接至杆部92以将单向离合器30轴向地保持至毂34。在所提供的特定示例中，止推垫圈110还可以将隔离弹簧40维持在轴向压缩的状态下。止推垫圈110和承载件42可以构造成如在序列号为10/581,097的美国申请中公开的那样彼此配合，以抑制承载件42的螺旋滚道52(图4)与隔离弹簧40的相应端部50之间的相对旋转。

轴承和/或衬套可以用来在毂34上以可旋转的方式支承分离器输入构件32。在所提供的特定示例中，可以在凸缘部90与分离器输入构件32之间设置衬套120，同时可以在杆部92与分离器输入构件32之间设置使用轴承滚珠或轴承滚子的密封或未密封的轴承组件122。也可以在分离器输入构件32与杆部92之间设置一个或更多个密封件或防护罩124以抑制灰尘、碎片和湿气进入到超越分离器10的内部，以及抑制卷绕弹簧离合器44的螺旋线圈70上的任何润滑剂从超越分离器10的内部流出。

再次参照图3和图4，当旋转动力将通过超越分离器10传递时，分离器输入构件32与毂34之间的在第一旋转方向上的相对旋转倾向于导致卷绕弹簧离合器44展开，使得卷绕弹簧离合器44的外周表面130与分离器输入构件32的内表面82抓持式地接合，从而使旋转动力能够通过超越分离器10传递。如果物体(即，图1中的从动附件或图2中的驱动系统)的旋转惯量高到足以使毂34沿着第一旋转方向超越输入构件32旋转，则卷绕弹簧离合器44将倾向于更紧地盘绕并且从而放松其对带轮32的内表面82的抓持，使得分离器输入构件32与毂34可以至少在某种程度上彼此独立地旋转。

内表面82(即，输入构件离合器接合表面)具有选定的表面精整结构。典型的现有技术的离合器接合表面150的表面精整结构在图5A中以高度放大的形式示出。表面150可以通过例如机加工操作之后的氮化操作形成，以形成相对较硬的表面层。如可以观察到的，表面150大体上由被多个谷154隔开的多个峰152组成。峰152各自具有宽度L，宽度L在一些实例中大约是0.001mm，并且峰-峰的间距以P示出且在一些实例中是大约0.13mm数量级的。已经测得一些峰152具有节距P＝0.128mm，已经测得其他的峰152具有节距P＝0.135mm。

申请人已经发现分离器的操作寿命可以通过改变离合器接合表面上的表面精整结构来延长。离合器接合表面82在图5B中高度放大地示出。表面82具有如下表面精整结构：该表面精整结构具有与图5A中所示轮廓不同的轮廓。更具体地，表面82具有被多个谷164隔开的多个峰162，但是，峰162大体上呈平台状的形式，平稳段各自具有宽度L，该宽度L大于图5A中的表面150上的峰152的宽度L。峰162的宽度L可以例如在大约20微米至大约300微米宽的范围内。在图5B示出的示例中，测得的宽度W(应为L)落在0.019mm与0.031mm之间。峰162具有可以例如处于大约100微米与大约400微米之间的间距P。在图5B示出的示例中，间距P被测得在0.122mm与0.138mm之间。峰162的高度可以在距谷164的底部大约0.006mm处大致统一。

通过提供相对较宽的峰162，与离合器接合表面150与卷绕弹簧离合器44的外表面130接合的表面面积相比，离合器接合表面162与卷绕弹簧离合器44的外表面130之间的接触的表面面积增大。由此产生了一些优点。图6A和图6B示出了由带轮32和卷绕弹簧离合器44因其接合而产生的接触应力的有限元分析。图6A中所示的情况下的接触应力(其中，离合器接合表面150与卷绕弹簧离合器44接合)高于图6B中所示的情况下的接触应力(其中，离合器接合表面82与卷绕弹簧离合器44接合)。图7示出了在带轮32与卷绕弹簧离合器44之间传递的扭矩与由带轮的内表面产生的应力之间的关系。曲线200示出了现有技术的带轮的内表面150与卷绕弹簧离合器44接合的情况下的关系。曲线202示出了带轮32的内表面82与卷绕弹簧离合器44接合的情况下的关系。材料的横截面在图8中示出。如上文所提到的，该材料——其可以是合适的钢例如JISG4051S25C——已被气体氮化，以在以212示出的基底的上部形成以210示出的表面硬化层。表面硬化层210自身可以包括以214示出的多孔层和在多孔层214下方的白层216。多孔层可以具有比基底的硬度值高的硬度值(例如，671HV对应390HV)，但是白层216具有更高的硬度值(910HV)。多孔层214在牢固且坚硬的同时可以是脆性的并且可以具有相对较低的延展性。因此，当多孔层214产生超过其屈服强度的应力时，很可能发生颗粒式的折断而不是该层在载荷下的弹性变形。这些颗粒随后污染卷绕弹簧离合器44与内表面152或82之间使用的润滑剂并且充当磨料以进一步磨损内表面152或82。内表面82或150的持续磨损导致分离器10的最终失效。

考虑到多孔层214的脆性，有利的是将由多孔层214产生的应力保持低于其屈服强度。多孔层214的屈服强度在一些实例中可以是大约2100MPa，如在图7中由线204所示的。参照图7，曲线200示出了接触应力随着扭矩增加超过多孔层214的屈服强度而快速地增大。例如，在离合器接合表面150与卷绕弹簧离合器44之间的扭矩稍微超过5Nm处，接触应力就已经大约处于多孔层214的屈服强度处。与之相比，曲线202示出了接触应力没有超过多孔层214的屈服强度，直到传递了大约22.5Nm的扭矩为止。因此，与使用表面150的表面精整结构时相比，使用表面82的表面精整结构时，可以历经发动机18的更广范围的运转状态而不引起高于多孔层214的屈服强度的应力。因此，随着时间的推移，使用离合器接合表面82时已经折断并从多孔层214脱离的颗粒对润滑剂的污染比使用离合器接合表面150时将会发生的污染更小。

当确定用以用于特定分离器的表面精整结构时，可以首先确定期望分离器所传递的期望扭矩。使用该期望扭矩，峰162的需要用来保持接触应力低于材料的屈服强度的最小宽度可以被确定(例如，使用有限元分析)。通过保持峰的宽度L高于最小宽度，可以预期，将会发生相对较小的润滑剂的污染。在特定的示例中，可以期望分离器(在发动机启动事件期间)传递30Nm的扭矩，而可以期望在空转状态期间所传递的期望扭矩是小于大约10Nm的扭矩。在一些实例中，由于空转状态占发动机的城市工作循环的大约40％，因此分离器10可以设计成着重于处理与空转状态相关联的应力。在这种情况下，为了保持接触应力低于多孔层214的屈服强度，可以使用具有大约20微米(或更大)的宽度L的峰162。如果分离器10设计成着重于即使在出现最大扭矩传递的事件期间例如上文提到的发动机启动事件期间仍保持应力低于材料的屈服强度，则峰162将需要大约40微米(或更大)的宽度L以保持应力低于在多孔层214的屈服强度。在上述的任一情况下，峰162的宽度至少部分地基于组成离合器接合表面82的材料的屈服强度来设计。

应该指出的是，峰162的宽度L无需选定成使得接触应力总是保持低于多孔层的屈服强度。在一些实施方式中，峰162的宽度L可以选定成使得在某些操作条件下(例如，在空转时)，接触应力将低于屈服强度，而在较不频繁的操作条件下(例如，当发动机启动时)，将允许接触应力超过离合器接合表面82的屈服强度。这种情况的示例由图7中的曲线202示出。

应该指出的是，通常，随着离合器尺寸增大(例如，为了适应更大的交流发电机轴)，所需的最小峰宽L将因离合器表面压力将增大的预期而增大，这是因为离合器表面压力与交流发电机驱动扭矩直接相关。

除了离合器接合表面82上的直接机械磨损以及润滑剂的污染，另一个考虑是润滑剂的温度。特别地，由于润滑剂温度的升高，润滑剂可能(例如，通过氧化)退化并且丧失其对卷绕弹簧离合器44与离合器接合表面150或82进行润滑的能力。一些润滑剂设计成在一定温度范围内是热稳定及氧化稳定的，使得这些润滑剂特别是在暴露于高于上述范围的温度时退化。

在卷绕弹簧离合器44与离合器接合表面150或82之间的滑动运动期间，将局部地(即，在峰152或162的区域内以及在卷绕弹簧离合器44的外表面130上的任何相似的峰内)经历表面温度的升高。这可以被称为瞬现温度。表面130以及表面150或82温度的升高被传导到附近的润滑剂的局域体中。温度升高的越多，由润滑剂引发的退化越多。

在卷绕弹簧离合器44与离合器接合表面150或82之间的滑动接合期间的润滑剂的温度升高与峰152或162的尺寸成反比。该关系可以使用以下公式进行估算：

$(T-T_0)=\frac{fWV}{4r(k1+k2)}$

其中：

f＝有关系的两个表面(例如表面130与表面150或82)之间的摩擦系数

W＝载荷(即，施加在所述两个表面之间的法向力)

V＝所述两个表面之间的滑动速度

r＝粗糙度的半径(即，峰的宽度的1/2)

k1，k2＝所述两个表面的热传导率

下面的表1示出了在卷绕弹簧离合器44与表面150接合以及与表面82接合时可能发生的温度升高的差异。在表中示出的示例中，用于峰152的宽度L是0.002mm，而用于峰162的宽度L是0.060mm。

表1：使用期间温度升高的比较

如可从以上表1中观察到的，当使用宽度为0.002mm的峰时，局部温度升高为241摄氏度。当使用宽度为0.060mm的峰时，局部温度升高为8摄氏度。当使用如所示的宽度为0.001mm的峰152以及宽度为0.030mm的峰162时，可以期望，温度升高分别是482摄氏度和16摄氏度。可以在一些分离器以及分离器10中使用的润滑剂的示例是加拿大石油公司的PeerlessLLG润滑脂。这种润滑脂具有-35摄氏度与200摄氏度之间的工作温度范围。高于这个温度范围，该润滑脂特别地受到氧化。因此，相比于使用表面82时发生的氧化，在使用表面150时将在润滑剂中发生更多的氧化。在其他的实施方式中，可以使用具有不同的工作温度范围的其他类型的润滑脂。然而在很多情况下，峰152的瞬现温度将超过该润滑脂的工作范围，从而引起润滑脂的氧化。

因此，在确定用以用于特定分离器的表面精整结构时，润滑剂的工作温度范围可以被确定，并且可以确定峰162的需要用来防止卷绕弹簧离合器44与表面82之间的滑动接触产生将会超过工作范围的瞬现温度的最小宽度(例如，使用上文提供的公式)。

在优选的实施方式中，峰162的最小宽度可以确定成与润滑剂温度有关并且与屈服强度有关，并且峰162的选定宽度可以选定成至少与两个最小宽度中较大的那个一样大。

对两个不同的分离器进行测试，一个分离器使用现有技术中的离合器接合表面150，另一个分离器使用离合器接合表面82，并且均使用特定的润滑脂作为润滑剂(例如，上文中描述的润滑脂)。图9中的图表中示出了不同测试周期后所做的油排放分析的结果。在该图表中，图表上的菱形点表示在使用表面150时润滑剂中的退化，并且其中方形点表示在使用表面82时的退化。如可以观察到的，使用50小时后，在使用表面82时润滑脂相比于新的润滑脂基本上未退化。与之相比，在使用现有技术的表面150时润滑脂具有大约30％的退化。100小时之后，在使用表面82时润滑脂仍基本上未退化，但是在使用现有技术的表面150时润滑脂具有大约50％的退化。

其他的测试结果在图10中示出。这些结果示出了在测试分离器的操作周期之后，在使用现有技术的离合器接合表面82时，剩余仅23％的基础油(即，未被氧化的油)，但是在使用离合器接合表面82时，剩余大约两倍多(47％)的基础油。

如由上述测试结果所证明的，通常，提供表面82的表面精整结构导致随着时间的推移润滑剂的退化量和污染量减小，表面82的表面精整结构自身导致内表面82上的磨损比在现有技术的表面精整结构的情况下所发生的磨损更少。此外，除润滑剂的污染和氧化的问题之外，存在较少的发生在表面82上的因与卷绕弹簧离合器44接合导致的直接磨损，这是因为存在较少(如果有的话)的导致超过多孔层214的屈服强度的接触应力的事件。这导致了离合器接合表面82相比一些现有技术的表面具有更长的操作寿命，这转而可以导致分离器10(或者其他的离合装置)的较长的操作寿命。

已经发现，大于峰162的一定宽度L就会增大接合期间在卷绕弹簧离合器44与表面82之间发生滑动的风险。理论上这种滑动的发生是由于在表面130与表面82彼此接合以使扭矩的传递生效时，没有足够的空间来使润滑脂移开。因此，可能会出现一些打滑的效果。已经发现，有益的是在峰162之间设置谷164并且谷164的尺寸根据需要大到足以容纳润滑脂，使得离合器44和离合器接合表面82在没有过度的滑移的情况下可以相互接合并抓持。已经发现，优选的是具有宽度在大约20微米与大约30微米之间的峰162，以及峰162之间的产生大约100微米至大约400微米的峰-峰间距的谷164。谷164具有处于大约3微米与大约15微米之间的深度(例如，大约6微米)。每个峰162的宽度与同每个峰162相邻的每个谷164的宽度的比在大约0.2:1与大约3:1之间。

可以提供更大的峰宽度L，同时也提供更大的谷来接纳润滑脂。

可以执行任何合适的操作来获得表面82的表面精整结构。例如，可以使用滚压抛光操作。可以用来提供选定的表面精整结构的操作顺序则包括：机加工出带轮32，滚压抛光出带轮孔(即，表面82)，热处理(即，氮化)以及电泳涂装(其中，例如，带轮32被浸在含涂料的容器中，并且通电以促进涂料至带轮32的表面的粘附)。

替代性地，可以使用金刚石抛光操作，其中，操作的顺序可以是：机加工出带轮孔(即，带轮32的内表面82)，使用金刚石抛光工具以在内表面82上提供表面精整结构，机加工出外表面特征(例如，V形凹槽)，热处理以及电泳涂装。已经发现，当带轮孔的机加工导致表面粗糙度(Rz)在8微米与20微米之间时获得最佳的结果。这允许由机加工步骤导致的峰塑性地变形至平面化的状态，以获得图5b中所示的峰162，同时仍然保持足够的谷深度和谷宽度以使润滑脂在卷绕弹簧离合器44与表面82接合时移开。金刚石抛光与滚压抛光相比的有利之处在于在需要的情况下可以仅对带轮孔的很小一部分进行抛光。例如，在需要的情况下可以仅对带轮孔的将与卷绕弹簧离合器接合的部分进行抛光，或者可以以更有针对性的方式仅对带轮孔的离合器接合部分的压力最大的部分进行抛光。

应该指出的是，文中描述的抛光并非简单地意于提供尽可能光滑的表面精整结构。而是要获得下述的表面精整结构：该表面精整结构具有呈具有选定的宽度范围的平台形式的峰以允许卷绕弹簧离合器44适当地接合并抓持表面82而不存在打滑，其中，具有足够的尺寸以接纳足够润滑脂的谷将两峰隔开。

峰162的取向是用于获得峰162的制造过程的直接结果。已经发现，通常，实现的是峰162的螺旋取向并且该螺旋取向成功地运转。螺旋取向是由于抛光操作通常沿着由机加工操作产生的峰并且使由机加工操作产生的峰变平而产生的。该机加工操作通常在CNC(计算机数控)车床上进行并且因此产生螺旋地定向的峰。应该指出的是，峰沿着同卷绕弹簧离合器44与离合器接合表面82之间的运动方向大致相同的方向定向。更特别地，峰162沿着大致螺旋的方向定向，并且卷绕弹簧离合器44与离合器接合表面82之间的运动方向是周向的。

参照图11，图11示出了另一分离器600的截面视图，其中，以602示出的隔离弹簧被定位在以604示出的卷绕弹簧离合器的外侧。分离器600还包括分离器输入构件606(例如，带轮)、套筒608以及分离器输出构件610，其中，分离器输入构件606与隔离弹簧602的一个端部接合，套筒608与隔离弹簧602的另一个端部接合。卷绕弹簧离合器604具有径向内表面612和径向外表面614以及第一端部616和第二端部618。扭矩通过套筒608的内表面620与离合器604的径向外表面614的接合从套筒608传递到离合器604中。扭矩通过第一端部616与分离器输出构件610上的驱动面(未示出)的接合从离合器传递到分离器输出构件610中。因此，套筒608可以被认为是离合器输入构件并且套筒608的内表面620可以被认为是输入构件离合器接合表面。类似地，分离器输出构件610可以被认为是离合器输出构件，并且分离器输出构件610上的与离合器604接合的表面可以被认为是输出构件离合器接合表面。

套筒608上的离合器接合表面620可以设置有用于离合器接合表面82的上述表面精整结构。

虽然图1至图11中示出的实施方式是分离器，但是应该理解的是，所描述的用于表面82和620的表面精整结构可以应用于包括卷绕弹簧离合器、离合器输入构件和离合器输出构件的其他离合装置。

出于说明和描述的目的，已经提供了实施方式的前述描述。该描述并非意于穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限制于该特定实施方式，而是在适用的情况下即使没有具体示出或描述，仍能够互换并且可以被用于选定的实施方式中。各个元件或特征还可以以许多方式变化。这些变型不应被视为背离本公开，并且所有这些改型意于包括在本公开的范围内。

Claims (23)

1.一种离合装置，包括：

离合器输入构件；

离合器输出构件；

卷绕弹簧离合器，所述卷绕弹簧离合器能够与所述离合器输入构件和所述离合器输出构件接合并且所述卷绕弹簧离合器具有径向外表面和径向内表面，其中，所述径向外表面和所述径向内表面中的一者能够与所述离合器输入构件和所述离合器输出构件中的一者上的离合器接合表面接合；以及

一定量的润滑剂，所述一定量的润滑剂定位成对所述卷绕弹簧离合器和所述离合器接合表面进行润滑，

其中，所述离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构，其中，所述峰与所述卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有选定的宽度，所述选定的宽度至少部分地基于选自下述特性中的一者或多者：形成所述离合器接合表面的材料的屈服强度；以及所述润滑剂的工作温度范围。

2.根据权利要求1所述的离合装置，其中，所述峰的所述选定的宽度选择成使得在通过所述离合装置传送的扭矩的选定范围内，由所述离合器接合表面产生的接触应力低于所述材料的屈服强度。

3.根据权利要求1所述的离合装置，其中，所述峰的所述选定的宽度选择成使得在于所述卷绕弹簧离合器与所述离合器接合表面之间进行滑动接触期间发生在所述峰中的局部温度的升高低到足以将所述润滑剂保持在所述工作温度范围内。

4.根据权利要求1所述的离合装置，其中，所述峰的所述选定的宽度处于大约20微米与大约300微米之间。

5.根据权利要求3所述的离合装置，其中，所述峰具有大约100微米至大约400微米的峰-峰间距。

6.根据权利要求3所述的离合装置，其中，所述峰各自具有大约3微米至大约15微米的高度。

7.根据权利要求1所述的离合装置，其中，所述离合器接合表面是所述离合器输入构件的与所述卷绕弹簧离合器的径向外表面接合的内表面。

8.根据权利要求2所述的离合装置，其中，所述离合器接合表面由氮化的钢制成。

9.根据权利要求1所述的离合装置，其中，所述峰的所述选定的宽度处于大约20微米与大约300微米之间，所述峰具有大约100微米至大约400微米的峰-峰间距，所述峰各自具有大约3微米至大约15微米的高度，并且各所述峰的所述宽度与同各所述峰相邻的各所述谷的宽度的比处于大约0.2:1与大约3:1之间。

10.一种分离器，包括：

分离器输入构件；

分离器输出构件；

卷绕弹簧离合器和隔离弹簧，所述卷绕弹簧离合器与所述隔离弹簧在所述分离器输入构件与所述分离器输出构件之间的扭矩路径中串联地起作用，其中，所述卷绕弹簧离合器具有径向内表面和径向外表面，其中，所述径向内表面和所述径向外表面中的至少一者与所述分离器的离合器接合表面接合；以及

一定量的润滑剂，所述一定量的润滑剂定位成对所述卷绕弹簧离合器和所述离合器接合表面进行润滑，

其中，所述至少一个离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构，其中，所述峰与所述卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有选定的宽度，所述选定的宽度至少部分地基于选自下述特性中的一者或多者：形成所述至少一个离合器接合表面的材料的屈服强度；以及所述润滑剂的工作温度范围。

11.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述离合器接合表面位于所述分离器输入构件上。

12.根据权利要求10所述的分离器，还包括套筒，所述套筒定位成接收来自所述隔离弹簧的扭矩并且定位成将扭矩传递至所述卷绕弹簧离合器，并且其中，所述离合器接合表面位于所述套筒上。

13.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述峰的所述选定的宽度选择成使得在通过所述离合装置传送的扭矩的选定范围内，由所述离合器接合表面产生的接触应力低于所述材料的屈服强度。

14.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述峰的所述选定的宽度选择成使得在于所述卷绕弹簧离合器与所述离合器接合表面之间进行滑动接触期间发生在所述峰中的局部温度的升高低到足以将所述润滑剂保持在所述工作温度范围内。

15.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述峰的所述选定的宽度处于大约20微米与大约300微米之间。

16.根据权利要求14所述的分离器，其中，所述峰具有大约100微米至大约400微米的峰-峰间距。

17.根据权利要求14所述的分离器，其中，所述峰各自具有大约3微米至大约15微米的高度。

18.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述离合器接合表面是所述离合器输入构件的与所述卷绕弹簧离合器的径向外表面接合的内表面。

19.根据权利要求13所述的分离器，其中，所述离合器接合表面由氮化的钢制成。

20.根据权利要求10所述的分离器，其中，所述峰的所述选定的宽度处于大约20微米与大约300微米之间，所述峰具有大约100微米至大约400微米的峰-峰间距，所述峰具有大约3微米至大约15微米的高度，并且各所述峰的所述宽度与同各所述峰相邻的各所述谷的宽度的比处于大约0.2:1与大约3:1之间。

21.一种离合装置，包括：

离合器输入构件；

离合器输出构件；

卷绕弹簧离合器，所述卷绕弹簧离合器能够与所述离合器输入构件和所述离合器输出构件接合，并且所述卷绕弹簧离合器具有径向外表面和径向内表面，其中，所述径向外表面和所述径向内表面中的一者能够与所述离合器输入构件和所述离合器输出构件中的一者上的离合器接合表面接合；以及

一定量的润滑剂，所述一定量的润滑剂定位成对所述卷绕弹簧离合器和所述离合器接合表面进行润滑，

其中，所述离合器接合表面具有包括多个峰和多个谷的表面精整结构，其中，所述峰与所述卷绕弹簧离合器接合并且所述峰各自具有处于大约20微米与大约300微米之间的选定的宽度。

22.根据权利要求21所述的离合装置，其中，所述离合器接合表面具有处于大约100微米与大约400微米之间的峰-峰间距。

23.根据权利要求21所述的离合装置，其中，所述峰具有大约100微米至大约400微米的峰-峰间距，所述峰具有大约3微米至大约15微米的高度，并且各所述峰的所述宽度与同各所述峰相邻的各所述谷的宽度的比处于大约0.2:1与大约3:1之间。