CN107592899B - 湿式离合器致动活塞及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种活塞(50)，其包括：具有第一周向槽的轴侧(52)，所述第一周向槽(90)由连续的周向密封高台(88)界定，所述密封高台从所述第一周向槽轴向向外延伸，其中平坦的外侧表面(96)从所述密封高台径向向外侧延伸；具有与两个槽脊(102、108)交替的两个槽的离合器侧(54)；具有形成于其中的密封槽(62)的内周表面(56)；以及具有形成于其中的密封槽(76)的外周表面(58)，其中各侧和表面形成环形形状。

Description

湿式离合器致动活塞及使用方法

技术领域

本发明的领域涉及离合器活塞。更具体地，该领域涉及车辆变速器中的湿式离合器致动活塞。

背景技术

图1至图3描绘现有技术湿式离合器致动活塞10。活塞10通常为环形的。活塞10具有轴侧12、离合器侧14、内周表面16和外周表面18。活塞10的设计优选为单件的、一体成形的和整体式的。

内周表面16具有基本恒定的直径，但是至少一个槽20可形成于其中。槽20可容纳流体密封件，诸如O型环(未示出)。轴(未示出)位于内周表面16内，并且密封件防止流体在轴和活塞10之间逸出。

外周表面18由第一部分22和第二部分24构成。第一部分22和第二部分24彼此直接接触，并且从一部分过渡到另一部分。

第一部分22可具有基本恒定的外径。第二部分24具有直径大于第一部分22的直径的脊部26。第一部分22具有相对较小的直径，所以活塞10可以在壳体(未示出)内滑动而不会被壳体止住或卡在壳体上。第二部分24也装配在壳体内。

第二部分24可具有与其一起形成的至少一个槽28。槽28容纳被设计成防止流体在活塞10和壳体之间逸出的流体密封件(未示出)。

油口30可位于活塞10中。油口30从轴侧12连续延伸到离合器侧14。油口30允许流体在两侧12和14之间流动。如图所示，与内周表面16相比，油口30可被定位成更靠近外周表面18。

轴侧12具有围绕内周表面16的第一周向槽32。第一周向槽32具有恒定的外径。第一周向槽32过渡到从第一周向槽32径向向外定位的第二周向槽34。第二周向槽34具有恒定的直径。与第二周向槽34相比，第一周向槽32具有进入活塞10的更大的深度。槽32和34被设计成允许流体在它们之间自由地传送。因此，可以理解，流体基本沿着活塞10的轴侧12的整个径向尺寸定位。

第二周向槽34径向向外延伸到槽脊(land)部分36。槽脊部分36没有进入活塞10的深度并且该槽脊部分是平坦的。槽脊部分36径向地延伸到外周表面18。

活塞10的离合器侧14具有围绕内周表面16的第一周向槽38。第一周向槽38具有恒定的直径。第一轴向延伸的槽脊40将第一槽38与活塞内周表面16分离。第二轴向延伸的槽脊42将第一槽38与第二周向槽44分离。第二周向槽44具有恒定的直径。第二周向槽44径向地延伸到第三轴向延伸的槽脊部分46。第三槽脊部分46延伸到外周表面18。第三槽脊部分46可具有铣出(milled-out)部分48以允许油流入和流出。

图1至图3中描绘的设计具有与该设计相关联的一些缺点。最显著的缺点中的一个是，当油沿着第一周向槽32和第二周向槽34定位在活塞10的轴侧12上并且活塞10特别以高速旋转时，由于离心力作用于流体上并且因此作用于活塞10上，所以槽32和34中的流体将引起活塞10朝向离合器(未示出)移动。活塞10的移动可以导致离合器无意中接合，即使只是部分接合。即使是部分离合器接合也可以导致离合器过早的磨损、发热并且引起系统比所需的更加努力地工作，从而变得效率更低。

具有没有遭遇现有技术设计的相同的缺点的活塞将是有利的。更具体地，有利的是具有这样的活塞设计，其能减少活塞的轴侧上的流体量使得离心力不会引起流体驱动活塞与离合器无意中接合。

发明内容

在一个实施例中，活塞包括具有第一周向槽的轴侧。第一周向槽由连续的周向密封高台(plateau)界定。平坦的外侧表面从所述密封高台径向向外延伸。活塞还包括离合器侧、内周表面，以及外周表面。

轴可延伸通过活塞的内周表面，其中该轴可与第一周向槽选择性的接触。离合器组件可与活塞的离合器侧直接接触。

还描述了操作活塞式离合器系统的方法。该方法包括沿着轴内的流体导管将加压流体选择性地递送到活塞中的第一周向槽后面的位置。密封高台用于限定第一周向槽的径向流体边界。当活塞旋转时，密封高台防止离心力使流体径向向外延伸越过密封高台。活塞抵抗偏置构件轴向平移到离合器组件以选择性地锁定离合器组件中的多个交错盘。

附图说明

从根据附图考虑时的以下详细描述中，上述内容对本领域技术人员而言将变得显而易见，在附图中：

图1是现有技术湿式离合器致动活塞的一侧的视图；

图2是来自图1所示的湿式离合器致动活塞的现有技术湿式离合器致动活塞的相对侧的视图；

图3是沿着图1的线3-3的剖视侧视图；

图4是湿式离合器致动活塞的优选实施例的一侧的视图；

图5是来自图4所示的湿式离合器致动活塞的湿式离合器致动活塞的另一侧的视图；

图6是沿着图5的线6-6的视图；且

图7是变速器的一部分中所示的图4至图6的活塞的局部剖视侧视图。

具体实施方式

应当理解，除了明确指定为相反的情况之外，本发明可采取各种另选的取向和步骤顺序，还应当理解，附图中所示并且在以下说明书中所述的具体设备和过程仅仅是附图中限定的发明构思的示例性实施例。因此，与所公开的实施例有关的具体的尺寸、方向或其他物理特性不应被认为是限制性的，除非权利要求另外明确地规定。

现在转向图4至图7，描绘了本发明的一个实施例。本发明包括湿式离合器致动活塞50。活塞50通常为环形的。活塞50具有轴侧52、离合器侧54、内周表面56和外周表面58。活塞50的设计优选为单件的、一体成形的和整体式的。

内周表面56具有基本恒定的直径，但是至少一个槽60可形成于其中。槽60可容纳流体密封件62，诸如O型环。轴64位于内周表面56内并且密封件62防止流体在轴64和活塞50之间逸出。

外周表面58可由第一部分66和第二部分68构成。第一部分66和第二部分68彼此直接接触，并且从一部分过渡到另一部分。

第一部分66可具有基本恒定的外径。第二部分68具有直径大于第一部分66的直径的脊部70。第一部分66具有相对较小的直径，所以活塞10可以在壳体72内滑动而不会被壳体72止住或者卡在壳体72上。第二部分68也装配在壳体72内。

第二部分68可具有与其一起形成的至少一个槽74。槽74容纳被设计成防止流体在活塞68和壳体72之间逸出的流体密封件76。

油口78可位于活塞50中。油口78从轴侧12连续延伸到离合器侧14。油口78允许流体在两侧12和14之间流动。与内周表面56相比，油口78可被定位成更靠近外周表面58。下面将进一步限定油口78的位置。

轴侧52具有围绕内周表面56的第一周向槽80。第一周向槽80从内周表面56过渡。第一周向槽80具有恒定的外径和进入活塞50的恒定的轴向深度。

如图6所示，第一轴向槽80过渡到具有弧形部(radius)82的密封高台88。在密封高台88的外径处，密封高台88过渡到具有弧形部94的第二周向槽96。密封高台88是活塞50的轴侧52上的与壳体72接触的唯一部分。

在所描绘的实施例中，轴64是阶梯轴。轴64在第一直径84处延伸通过内周表面56。内周表面56和/或内周表面的密封件62在第一直径84处与轴64接触。轴64径向向外延伸到第二更大的直径86。第二更大的直径86被定位成与第一周向槽80直接轴向相邻。

第一周向槽80和第二周向槽96利用弧形部82和94在远离离合器侧54的轴向方向上过渡到密封高台88。

密封高台88具有径向长度，该径向长度在轴向方向上延伸超过轴侧52上的任何其它结构特征。密封高台88围绕轴侧52周向地连续延伸并且除了下文应注意到的之外，该密封高台是平坦的。

槽90位于密封高台88内。槽90可容纳流体密封件(未示出)，诸如O型环。密封高台88防止流体沿着轴侧52径向向内或向外传递越过槽90。应当理解，流体密封件对于密封高台88防止流体越过槽90传递来说不是必需的。槽90在所描绘的实施例中位于密封高台88的中间。

过渡部94位于密封高台88和活塞50的外侧表面96之间。在所描绘的实施例中，过渡部94是弧形过渡部。过渡部94使外侧表面96从密封高台88轴向向内定位。如图6所示，过渡部94使外侧表面96从第一周向槽80轴向向内定位。

外侧表面96在径向向外的方向上从过渡部94延伸到外周表面58。除了上述油口78之外，外侧表面96是平坦的。

活塞50的离合器侧54具有围绕内周表面56的第一周向槽98。第一槽98具有恒定的直径。第一轴向延伸的槽脊100将第一槽98与内周表面16分离。第二轴向延伸的槽脊102将第一槽98与第二槽104分离。第二周向槽104具有恒定的直径。第二周向槽104径向地延伸到第三轴向延伸的槽脊部分106。第三槽脊部分106延伸到外周表面18。第三槽脊部分106可具有铣出部分108以允许流体流入和流出。

第二槽脊102和第三槽脊106与离合器组件(clutch pack)112的第一离合器盘110直接接触。离合器组件112由多个交错盘构成。盘包括第一多个交错盘114和第二多个交错盘116。第一多个交错盘114被安装成在外部壳体118内轴向移动。第二多个交错盘116被安装成沿着齿轮120轴向移动。

离合器组件112中的盘114和116在第一方向上由弹簧122偏置。弹簧122从离合器组件112径向向内定位，但是与齿轮120接触。更具体地，弹簧122使离合器组件112偏置，使得盘114和116没有锁在一起。当盘114和116没有锁在一起时，齿轮120和壳体118能相对于彼此自由旋转。

当期望离合器壳体118和齿轮120一起旋转时，流体(诸如油)在压力下通过位于轴64内的供应通道124递送。供应通道124抵靠轴侧52上的第一周向槽80递送流体。阻止流体径向移动得比密封高台88更远。

可以递送充足的流体以导致活塞50移动，或者刚好足够的流体可以被定位成与活塞50相邻以预填充第一周向槽80并且使之准备好移动。通过预填充第一周向槽80，离合器112可以更快并且更平顺地做出反应，并且系统中的空气可以被消除。

在预填充条件或离合器接合条件下经由密封高台88和密封高台的密封件92阻止流体移动越过密封高台88。可以理解，在任一条件下，离心力都不能作用于不在那里的流体上。更具体地，力不能作用于没有越过密封高台88定位的流体上。这具有以下优点：不会使流体经由力抵靠活塞50做出反应，使得活塞50保持在离合器脱离位置。

流体迫使活塞50在轴向方向上远离轴64移动并且移动到离合器组件112中。活塞50压缩离合器组件112，从而引起交错盘114和116彼此摩擦地接合并且最终选择性地锁在一起。当盘114和116锁在一起时，壳体118和齿轮120一起旋转。

如果期望离合器112不再接合，则使到活塞50的流体压力降低或停止。在预定点处，弹簧122的偏置作用克服流体压力，并且离合器组件112中的盘114和116彼此脱离。

根据专利法规的规定，本发明已经以被认为表示本发明的优选实施例的方式进行了描述。然而，应当注意，在不偏离本发明的精神或范围的情况下，可以以具体说明和描述之外的其他方式实施本发明。

Claims (15)

1.一种活塞，其包括：

具有第一周向槽的轴侧，所述第一周向槽由连续的周向密封高台界定，所述密封高台从所述第一周向槽轴向向外延伸，其中平坦的外侧表面从所述密封高台径向向外侧延伸；

具有与两个槽脊交替的两个槽的离合器侧；

具有形成于其中的密封槽的内周表面；以及

具有形成于其中的密封槽的外周表面，其中各所述侧和表面形成环形形状，其中，刚好足够的流体能被定位成与活塞相邻，以预填充所述第一周向槽并且使之准备好移动，并且其中，在预填充条件下阻止流体移动越过所述密封高台。

2.根据权利要求1所述的活塞，其中所述活塞是单件的、一体成形的和整体式的。

3.根据权利要求1所述的活塞，其中所述外周表面具有第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分具有不同的直径，所述第一部分具有形成于其中的密封槽。

4.根据权利要求1所述的活塞，进一步包括位于所述外表面中并且从所述轴侧连续延伸到所述离合器侧的油口。

5.根据权利要求1所述的活塞，其中所述密封高台具有限定在其中的连续的周向槽。

6.根据权利要求1所述的活塞，其中所述第一周向槽利用弧形部过渡到所述密封高台。

7.根据权利要求1所述的活塞，其中所述密封高台利用弧形部从所述外侧表面过渡。

8.一种活塞式离合器系统，其包括：

如权利要求1所述的活塞，其中，所述离合器侧与所述轴侧轴向相对地设置；

延伸通过所述活塞的内周表面的轴；以及

与所述活塞的活塞侧直接接触的离合器组件。

9.根据权利要求7所述的活塞式离合器系统，其中所述离合器侧具有与三个槽脊交替的两个槽。

10.根据权利要求8所述的活塞式离合器系统，其中复位弹簧被定位成与所述槽脊中的一个接触，并且所述槽脊中的两个与所述离合器组件接触。

11.根据权利要求7所述的活塞式离合器系统，其中所述轴中的流体导管通向所述第一周向槽。

12.一种操作如权利要求8所述的活塞式离合器系统的方法，所述方法包括：

将加压流体沿着轴内的流体导管选择性地递送到与所述活塞中的所述第一周向槽相邻的位置，所述轴通过所述活塞定位；

利用所述密封高台限定所述第一周向槽的径向流体边界；

使所述活塞旋转，其中所述密封高台防止离心力使所述流体径向向外移动越过所述密封高台；以及

使所述活塞抵抗偏置构件轴向平移到所述离合器组件，以选择性地锁定所述离合器组件中的多个交错盘。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述活塞具有从所述密封高台径向向外侧的平坦的外侧表面，所述外侧表面延伸到所述活塞的外周表面。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述导管中的预填充流体压力不足以使所述活塞抵抗所述偏置构件移动并且不足以引起所述活塞接合所述离合器组件，所述预填充流体压力没有招致足以引起所述活塞接合所述离合器组件的流体离心力。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述导管中的接合压力足以使所述活塞抵抗所述偏置构件移动并且足以引起所述活塞接合所述离合器组件。

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