CN108443347B - 用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器的同步器 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器。该离合器包括：驱动构件，其配置成围绕轴线旋转并且包括从轴线径向延伸的空腔；驱动齿，其在径向延伸的空腔内可滑动地移动；驱动构件，其同轴地围绕驱动件并包括径向向内延伸的从动齿；以及同步器，其同轴定位在驱动件和从动件之间。

Description

用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器的同步器

技术领域

本公开涉及用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器的同步器。

背景技术

本引言部分通常呈现本公开的背景。就本引言本分所描述的程度而言，当前署名发明人的工作和可不被另行视为提交申请时的现有技术的该描述的多个方面，既不隐含也不明确地被认作针对本公开的现有技术。

离合器通常存在于汽车变速器中。摩擦离合器是最常见的，但存在许多缺点。摩擦离合器遭受旋转损失和泵损失。摩擦离合器通常需要高压液压系统来控制离合器的操作。为高压液压流体提供源的泵所消耗的能量会不利地影响具有包括摩擦离合器的变速器的车辆的效率，从而降低其燃料经济性。

相比之下，爪式离合器提供不依赖于摩擦的可选择性致动的紧密连接。相反，爪式离合器依赖于离合器的部件之间的干涉。爪式离合器也不会滑动。此外，不需要高压液压系统来致动爪式离合器。因此，爪式离合器可以提供超过摩擦离合器的多个优点。

爪式离合器的另一个缺点是它们可能难以断开或脱离，特别是在负载下。作用在齿上的离心力抵抗齿的任何径向向内运动，从而有时难以可靠地实现脱离。

另外，即使当脱离时，施加在径向施加的爪式离合器中的齿上的离心力也使得它们径向向外移动。这导致这些齿与外部从动齿之间的不期望的接触，这可能是噪音(棘轮噪音)的重要来源，并且是旋转损失的原因，这会对系统的整体效率产生不利影响并导致燃料经济性损失。

此外，除了潜在的棘轮噪音和旋转损失之外，当驱动构件的齿与从动构件的齿接合时，传统的径向施加的爪式离合器可能遭受冲击。这种冲击是不希望的，因为如果乘客或驾驶员检测到或感觉到冲击，它会造成颠簸感，对可驾驶性产生不利影响。

发明内容

在一个示例性方面，用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器包括：驱动构件，其配置成围绕轴线旋转并且包括从轴线径向延伸的空腔；驱动齿，其在径向延伸的空腔内可滑动地移动；驱动构件，其同轴地围绕驱动件并包括径向向内延伸的从动齿；以及同步器，其同轴定位在驱动件和从动件之间。

在另一个示例性方面，同步器包括具有窗口的大致圆柱形的壁。

在另一个示例性方面，窗口适于接收驱动齿。

在另一个示例性方面，所述驱动构件进一步包括多个径向延伸的空腔，所述从动构件包括多个径向向内延伸的从动齿，所述同步器进一步包括在圆柱形壁中的多个窗口，并且其中离合器进一步包括多个驱动齿，每个驱动齿可在多个径向延伸的空腔中的对应的一个中滑动地移动。

在另一个示例性方面，同步器包括径向延伸的凸缘，并且从动构件包括具有与同步器凸缘的表面相对的表面的径向延伸的凸缘。

在另一个示例性方面，离合器进一步包括在同步器凸缘和从动构件凸缘中的一个上的摩擦材料。

在另一个示例性方面，离合器进一步包括偏压构件，该偏压构件将同步器凸缘偏压成与从动构件凸缘接触。

在另一个示例性方面，离合器进一步包括在从动构件上的保持器，并且其中偏压构件捕获在保持器和同步器凸缘之间。

在另一个示例性方面，离合器进一步包括致动器，该致动器同轴地定位在驱动构件内并且可沿着轴线移动，以选择性地使驱动齿与同步器和从动齿接合。

在另一个示例性方面，致动器包括能够沿着轴线移动并且包括模锻端的致动器轴、致动器轴上的弹簧保持器、靠近模锻端可滑动地并且同轴地安装在致动器轴上的弹头形致动器、同轴地安装在致动器轴上并位于弹头形致动器和弹簧保持器之间的偏压弹簧。

以这种方式，用于径向施加的爪式离合器的同步器基本上消除或降低了驱动构件的齿与从动构件的对应齿之间的接合冲击的可能性。这提高了驾驶性能并且可以基本上消除车辆乘员感觉到的任何这种震动。

根据下面提供的具体实施方式，本公开的其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，具体实施方式和具体示例仅用于说明的目的，并不意图限制本公开的范围。

本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点从详细说明和结合附图的示例性实施例中是显而易见的。

附图说明

从具体实施方式和附图中将能更充分地理解本发明：

图1是根据本发明的示例性爪式离合器的轴向的剖视图；

图2A是处于脱离配置的图1的爪式离合器的一部分的径向剖视图；

图2B是处于同步器接合配置的图1的爪式离合器的一部分的剖视图；

图2C是处于完全接合的配置的图1的爪式离合器的一部分的剖视图；以及

图3是图1的示例性爪式离合器的同步器的等距透视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的示例性爪式离合器的轴向的剖视图。爪式离合器100包括支撑可径向移动的齿104的驱动构件102。每个齿104由偏压构件106径向向内偏压。在图1所示的特定实施例中，偏压构件106是捕获在弹簧保持器108之间的螺旋盘绕的弹簧，每个偏压构件106位于周向地围绕每个对应的齿104和在每个齿上的平台112的驱动构件102中的凹槽110内。爪式离合器100进一步包括具有多个径向朝内的从动齿116和可选择性致动的致动器118的从动构件114。

现在参照图1至图3，说明爪式离合器100的操作和关于同步器200的附加细节。致动器118包括同心地安装在致动轴122上的弹头形致动器120。致动轴122的一端包括冲模124，其防止弹头形致动器120从致动轴122的端部移出。偏压弹簧126同轴地安装在致动轴122上并且被捕获在弹头形致动器120和保持器128之间。

同步器200的形状大致为圆柱形，并且同轴地围绕驱动构件102。同步器200包括径向突出的凸缘202，该凸缘202包括施加到凸缘202的一个表面的摩擦材料204，该凸缘202面向从动构件114上的对应的相对表面206。偏压弹簧208定位在同步器凸缘202和从动构件114上的保持器210之间。偏压弹簧208朝向从动构件114偏压凸缘202，使得摩擦材料204抵抗凸缘202与从动构件114之间的相对旋转。

简要参考图3，示出了同步器200的等距透视图。如这里清楚示出的，同步器200包括延伸穿过同步器200的圆柱形壁214的窗口212或多个窗口。

图2A示出了致动轴122被定位成使得齿104被偏压成与弹头形致动器120上的脱离平台130接触的脱离配置。在这种配置中，齿104不与从动构件114的从动齿116接合，并且不延伸到同步器200的窗口212中或与之接合。因此，驱动构件102可以自由旋转而不接合从动构件114或同步器200。

为了在图2A的完全脱离配置与图2C的完全接合配置之间移动，致动轴122相对于图2A-2C轴向向右移动，这致使弹头形致动器120向右移动。当弹头形致动器120向右移动时，齿104沿弹头形致动器120的凸轮表面从脱离平台130滑动到接合平台132。这导致齿104抵抗偏压构件106的偏压力径向向外移动，并延伸到同步器200的窗口212中，如图2B所示。齿104与窗口212之间的接合使得同步器200以与驱动构件102相同的速度立即旋转。同步器200是自由旋转的，因此对转速变化的阻力很小。然而，从动构件114还没有以相同的速度旋转。因此，同步器200与从动构件114之间的转速存在差异。偏压弹簧204将法向力施加到凸缘202上，使得摩擦材料204向从动构件114施加旋转扭矩，这逐渐地使从动构件114旋转加速，直到从动构件114的旋转速度基本上匹配同步器200的旋转速度，进而匹配驱动构件102的旋转速度。

致动轴122继续相对于图2A-2C向右轴向移动，这导致弹头形致动器120进一步向右移动。当弹头形致动器120向右移动时，齿104沿弹头形致动器120的凸轮表面进一步从脱离平台130滑动到接合平台132。这使得齿104抵抗偏压构件106的偏压力进一步径向向外移动并且与从动构件114的从动齿116接触。从动构件114旋转锁定到驱动构件102的旋转运动中。由于同步器200先前已经将从动构件114的旋转速度与驱动构件102的旋转速度相匹配，所以避免了可能在齿104和116的接合之间产生的任何冲击。

为了在图2C的完全接合的配置至图2A的完全脱离配置之间转换，致动轴122轴向向左移动(在图2A-2C中)。冲模124将弹头形致动器120向左拉动，使得齿104能够沿着弹头形致动器的凸轮表面从接合平台132滑动到脱离平台130，其允许偏压构件106正向地迫使齿104脱离与从动齿116的接合接触并脱离与同步器200的窗口212的接合。与传统的径向施加的爪式离合器设计相比，偏压构件106提供了显着的优点，因为偏压构件106克服了将齿104径向向外拉动的离心力，从而能够从从动齿116对齿104的脱离进行正向控制。

接合平台132可选地并且优选地包括较小的斜面，该较小的斜面提供熔断器功能，该功能使得弹头形致动器120能够抵靠偏压弹簧126在致动轴122上向左滑动以在当爪式离合器100过载时，将与接合平台132接触的齿104移动到脱离平台130。在没有过载的情况下，偏压弹簧126将弹头形致动器120抵靠冲模124偏压，该冲模124用于防止齿104从接合平台132向下滑动(向下凸)到达脱离平台130。

虽然上面的描述和所附描述包括对用于齿104的径向向内偏压构件以及使得致动器120棘轮化的弹簧的致动器120的描述，但是应该理解，本发明的同步器可以与任何径向施加的爪式离合器一起使用。

本说明书本质上仅仅是说明性的，绝非意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。虽然本发明包括了特定示例，但是本发明的真实范围不应该局限于此，因为在本领域技术人员研读了附图和说明书之后可以发现其他改型。

Claims (9)

1.一种用于车辆变速器的径向施加的爪式离合器，所述离合器包括：

驱动构件，其配置成围绕轴线旋转并且包括从所述轴线径向延伸的空腔；

驱动齿，其可在所述径向延伸的空腔内滑动；

从动构件，其同轴地围绕所述驱动构件并且包括径向向内延伸的从动齿；

同步器，其同轴地定位在所述驱动构件和所述从动构件之间；以及

致动器，其同轴地定位在所述驱动构件内并且可沿着所述轴线移动，以选择性地使所述驱动齿与所述同步器和所述从动齿接合。

2.根据权利要求1所述的离合器，其中所述同步器包括具有窗口的大致圆柱形的壁。

3.根据权利要求2所述的离合器，其中所述窗口适于接收所述驱动齿。

4.根据权利要求2所述的离合器，其中所述驱动构件进一步包括多个径向延伸的空腔，所述从动构件包括多个径向向内延伸的从动齿，并且所述同步器进一步包括在所述圆柱形壁中的多个窗口，并且其中所述离合器进一步包括多个驱动齿，所述每个驱动齿可在所述多个径向延伸的空腔中的对应的一个中滑动地移动。

5.根据权利要求1所述的离合器，其中所述同步器包括径向延伸的凸缘，并且所述从动构件包括具有与所述同步器凸缘的表面相对的表面的径向延伸的凸缘。

6.根据权利要求5所述的离合器，进一步包括在所述同步器凸缘和所述从动构件凸缘中的一个上的摩擦材料。

7.根据权利要求5所述的离合器，进一步包括偏压构件，其将所述同步器凸缘偏压成与所述从动构件凸缘接触。

8.根据权利要求7所述的离合器，进一步包括所述从动构件上的保持器，并且其中所述偏压构件捕获在所述保持器和所述同步器凸缘之间。

9.根据权利要求1所述的离合器，其中所述致动器包括：

致动器轴，其可沿所述轴线移动并且包括模锻端；

所述致动器轴上的弹簧保持器；

弹头形致动器，其靠近所述模锻端可滑动地并且同轴地安装在所述致动器轴上；以及

偏压弹簧，其同轴地安装在所述致动器轴上并且位于所述弹头形致动器和所述弹簧保持器之间。