CN109899514B - 用于减少离合器填充时间的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于减少离合器填充时间的系统和方法，具体涉及一种液压离合器组件包括旋转轴。第一离合器和第二离合器联接到轴。位于轴内的第一通道将致动流体供应到第一离合器。位于轴内的第二通道将致动流体供应到第二离合器。第一排放通道与第一通道流体联接。第二排放通道流体联接到第二通道和第一排放通道。第一出口流体联接到第一排放通道。第二出口流体联接到第二排放通道。第一出口和所述第二出口合并在一起以形成出口通道。

Description

用于减少离合器填充时间的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于变速器的离合器致动。更具体地，本发明涉及从非加压离合器致动通道移除空气。
背景技术
变速器被设计为将动力从原动机传递到机器以进行工作，例如挖凿、挖沟、挖掘等。变速器可包括一个或多个液压致动的离合器组件。离合器定位在轴上，该轴可包括位于离合器轴内的多个通道。通道将致动流体供应到离合器，用于接合和脱离离合器。根据用户或电子控制模块(ECM)进行的档位选择来致动离合器。
由于通道以顺序或同时的方式填充了致动流体，致动流体从处于关闭状态或未加压的通道排出。当流体从通道排出时，空气可能被截留在离合器活塞腔内或轴内的通道内，或者可能形成气穴。由于被截留的空气，可能发生离合器填充时间和换档质量的有效性。
授予Patenaude等人的美国专利公开2015/0198234，并分配给卡特彼勒公司。公开了一种用于减轻动力输出轴(PTO)中截留的空气的装置和方法。在所公开的参考文献中，密封载体具有多个交叉端口，这些交叉端口连接到中心通道。当密封载体在操作期间旋转时，密封载体用作离心机，并且液压流体中截留的空气与液压流体分离。释放的空气进入中心通道并通过其中一个连接通道流出，最终进入罐或储存器。虽然提供了有效的安排来减轻截留的空气，但可能还有其它解决方案。本发明旨在解决如上所述的一个或多个缺点。
发明内容
在本发明的一个方面，提供了一种液压离合器组件。液压离合器组件包括旋转轴、联接到轴的第一离合器、以及联接到轴的第二离合器。液压离合器组件包括位于轴内的第一通道。第一通道被配置为将致动流体供应到第一离合器。液压离合器组件包括位于轴内的第二通道。第二通道被配置为将致动流体供应到第二离合器。液压离合器组件包括与第一通道流体联接的第一排放通道。液压离合器组件包括流体联接到第二通道和第一排放通道的第二排放通道。液压离合器组件包括流体联接到第一排放通道的第一出口，和流体联接到第二排放通道的第二出口。第一出口和第二出口合并在一起以形成出口通道。
在本发明的另一方面，公开了一种操作液压离合器组件的方法。液压离合器组件包括旋转轴、联接到轴的第一离合器、以及联接到轴的第二离合器。该方法包括将加压的致动流体供应到第一通道，随后供应到流体联接到第一排放通道的第一出口。第一通道将加压致动流体供应到第一离合器。该方法包括在流体联接到第二排放通道的第二出口中形成低压区，其中第二出口流体联接到第一出口和第二通道。该方法还包括清除在第二通道内截留的油或空气之一。
在本发明的另一方面，公开了一种变速器。变速器包括输入构件，输入构件被配置为从动力源接收驱动输入。液压离合器组件联接到输入构件。液压离合器组件包括旋转轴、联接到轴的第一离合器、以及联接到轴的第二离合器。第一通道位于轴内，用于将致动流体供应到第一离合器。第二通道位于轴内，用于将致动流体供应到第二离合器。第一排放通道流体联接到第一通道。第二排放通道流体联接到第二通道和第一排放通道。第一出口流体联接到第一排放通道。第二出口流体联接到第二排放通道。第一出口和第二出口合并在一起以形成出口通道。
附图说明
图1示出了根据本发明的变速器的外视图；
图2示出了根据本发明的变速器的中心线剖视图；
图3A示出了根据本发明的沿图2的截面A-A截取的轴的局部剖视图；
图3B示出了根据本发明的沿图2的截面B-B截取的轴的局部剖视图；以及
图4示意性地示出了根据本发明的用于传动系统的流体回路。
具体实施方式
只要有可能，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。图1示出了示例性变速器100。变速器100示出为液压致动变速器，其可用于例如建筑、公路、越野、石油和天然气、采矿机械、发电等。虽然以下详细说明描述了与液压致动变速器相关的示例性方面，但是应当理解，该描述同样适用于本发明在其它应用中的使用。
变速器100包括外部主体102。变速器100包括输入构件106，输入构件106被配置为从动力源(未示出)接收驱动输入。变速器100可以经由输出端108联接，以将动力传递到输出构件，例如驱动轴、差速器等(未示出)。因为本发明不以任何方式限制于任何这样的构件，变速器100还可以包括这里未讨论的各种其它构件。
现参看图2，图2是变速器100的截面部分。变速器100包括被安装在外部主体102内的液压离合器组件200。液压离合器组件200被配置为从输入构件106接收动力并根据应用要求将动力传递到输出端108。空转齿轮212朝向输出端108附接到变速器100。液压离合器组件200包括具有旋转轴线XX'的轴202。液压离合器组件200包括第一离合器204和联接到轴202的第二离合器206。虽然仅示出了第一离合器204和第二离合器206，但是可以包括额外的或更少数量的离合器以用于不同的变速器装置。
液压离合器组件200还包括设置在轴202内的第一通道208。第一通道208在轴202内钻得，作为朝向轴202的输出端108的盲通道。第一通道208将致动流体供应到第一离合器204以接合或脱离第一离合器204。类似地，液压离合器组件200包括设置在轴202内的第二通道210。第二通道210在轴202内钻得，作为朝向轴202的输出端108的盲通道。第二通道210将致动流体供应到第二离合器206以接合或脱离第二离合器206。
图3A示出了沿着剖面线A-A截取的轴202的局部剖视图。轴202包括第一通道208和第二通道210。在所示的示例性视图中，第一通道208和第二通道210位于关于轴202的旋转轴线X-X'对称的位置。轴202进一步包括第一排放通道300和第二排放通道302。第一排放通道300与第一通道208流体连通。第一排放通道300定位在轴202的输出端108处并且直径小于第一通道208的直径。第一排放通道300定位成使得第一排放通道300的直径上的点接触最靠近旋转轴线X-X'的第一通道208的直径上的点。
第二排放通道302与第二通道210流体地连通，并且还与第一排放通道300流体连通。第二排放通道302定位在轴202的输出端108处并且直径小于第二通道210的直径。第二排放通道302定位成使得第二排放通道302的直径上的点接触最靠近旋转轴X-X'的第二通道210的直径上的点。
图3B示出了沿着剖面线B-B截取的空转齿轮212的局部剖视图。第一排放通道300和第二排放通道302被示出为定位在轴202内，但是应当理解，第一排放通道300和第二排放通道302也可以定位在其它配合部件中。尽管第一排放通道300被示出为平行于第二排放通道302和旋转轴线X-X'，但是第一排放通道300和第二排放通道302也可以彼此成角度地设置。第一排放通道300与第一入口306和第一出口308流体连通。第二排放通道302与第二入口310和第二出口312流体连通。第一出口308和第二出口312以角度方向彼此相交。第一出口308和第二出口312在出口通道304处彼此流体地连接。第一出口308和第二出口312合并在一起以形成出口通道304。第一出口308、第二出口312和出口通道304的交叉点一起形成文丘里管314。应该理解，为了清楚起见，图2未示出第一排放通道300和第二排放通道302的截面图。
图4示出了用于液压离合器组件200的示意性液压回路。液压离合器组件200包括第一离合器204和第二离合器206。通过第一储存器400将致动流体供应到第一离合器204和第二离合器206。第一储存器400可以是致动流体的源，致动流体可以在高压下向第一离合器204和第二离合器206供应足够量的致动流体，以分别致动第一离合器204和第二离合器206。泵(未示出)与第一储存器400联接，用于将致动流体加压到预定的操作压力。
第一阀402控制致动流体从第一储存器400到第一离合器204的供应，并且第二阀404控制致动流体从第一储存器400到第二离合器206的供应。第一阀402和第二阀404示出为螺线管致动阀。然而，第一阀402和第二阀404也可以是任何其它类型的阀，其可适用于本发明的各个方面。第一阀402和第二阀404可进一步可操作地联接到控制器(未示出)，该控制器可以根据使用变速器100的应用的需要来控制第一阀402和第二阀404的致动。
通过第一通道208将加压致动流体从第一阀402供应到第一离合器204。类似地，通过第二通道210将加压致动流体从第二阀404供应到第二离合器206。第一排放通道300与第一通道208流体连通，第二排放通道302与第二通道210流体连通。第一出口308和第二出口312合并在一起以形成出口通道304。第一出口308、第二出口312和出口通道304一起形成文丘里管314。出口通道304进一步联接到第二储存器406。第二储存器406可以是低压储存器，低压储存器可以存储致动流体以再循环回第一储存器400。
液压离合器组件200进一步包括分别用于第一离合器204和第二离合器206的第一返回通道408和第二返回通道410，用于将致动流体返回到第三储存器412。第一返回通道408通过第一阀402联接到第一通道208，第二返回通道410通过第二阀404联接到第二通道210。当第一离合器204和第二离合器206分别脱开时，第一阀402和第二阀404可以相应地致动以将致动流体返回到第三储存器412。
工业实用性
本发明提供了一种操作液压离合器组件200的方法。结合参考图3A、图3B和图4所示，致动流体以顺序交替的方式通过第一通道208和第二通道210，以交替地致动第一离合器204和第二离合器206。当第一离合器204被致动时，第一通道208中的流体被加压进入第一离合器204并离开第一排放通道300，并进入第一入口306。然后，加压流体通过第一出口308移动到出口通道304中。当加压致动流体通过第一出口308离开时，加压致动流体在第二通道210的第二出口312中形成低压区。当加压致动流体通过第一出口308，然后通过出口通道304时，第二排放通道302的第二出口312用作文丘里管314并形成低压区。低压区从第二通道210抽取或清除流体/空气，以帮助去除可能被截留在第二通道210内的任何空气。
类似地，当第二离合器206被致动时，第二通道210中的流体被加压进入第二离合器206并离开第二排放通道302，并进入第二入口310。然后，加压流体通过第二出口312移动到出口通道304中。当加压致动流体通过第二出口312离开时，加压致动流体在第一通道208的第一出口308中形成低压区。当加压致动流体通过第二出口312，然后通过出口通道304时，第一排放通道300的第二出口312用作文丘里管314并形成低压区。低压区从第一通道208抽取或清除流体/空气，以帮助去除可能截留在第一通道208内的任何空气。
从第一通道208和第二通道210释放截留的空气减少了填充第一通道208和第二通道210所需的时间。当其中一个离合器可能在一段时间内不被使用时，这就允许在延长的时间段内实现更好的响应时间。此外，截留空气的释放减小了第一通道208和第二通道210内的压力。该方法可能进一步包括：通过分离的离合器使油循环以在分离的离合器内保持一致的温度。在相应的离合器分离时，第一通道208和第二通道210内的压力减小减少了使轴202充满油而抵抗轴202的旋转压头所需的正压力量。这可以更有效地保护第一离合器204和第二离合器206免于自动接合。而且，由于残余致动流体被有效地清除，因此热致动流体通过分离的离合器的循环减少了由于热致动流体和冷致动流体的粘度变化导致的离合器填充时间的变化。
虽然已经参考上述实施例具体示出和描述了本发明的各方面，但是本领域技术人员将理解，通过修改所公开的机器、系统和方法，可以预期各种附加实施例而不脱离所公开内容的精神和范围。应当理解，这些实施例属于基于权利要求及其任何等同物确定的本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种液压离合器组件，包括：
旋转轴；
第一离合器，其联接到所述轴上；
第二离合器，其联接到所述轴上；
第一通道，其设置在所述轴内，并被配置为将致动流体供应到所述第一离合器；
第二通道，其设置在所述轴内，并被配置为将所述致动流体供应到所述第二离合器；
第一排放通道，其流体联接到所述第一通道；
第二排放通道，其流体联接到所述第二通道和所述第一排放通道；
第一出口，其流体联接到所述第一排放通道；
第二出口，其流体联接到所述第二排放通道；以及
其中所述第一出口和所述第二出口合并在一起以形成出口通道。
2.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中当向所述第一通道供应加压致动流体时，所述加压致动流体通过所述第一出口在所述第二出口中形成低压区，并且随后清除截留在所述第二通道内的油和空气之一。
3.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中所述第一出口和所述第二出口设置在所述轴内。
4.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中当向所述第二通道供应加压致动流体时，所述加压致动流体通过所述第二出口在所述第一出口中形成低压区，并且随后清除截留在所述第一通道内的油和空气之一。
5.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中所述第一出口和所述第二出口成角度地设置。
6.如权利要求5所述的液压离合器组件，其中所述第一出口、所述第二出口和所述出口通道一起形成文丘里管。
7.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中所述第一排放通道的直径小于所述第一通道的直径，并且所述第二排放通道的直径小于所述第二通道的所述直径。
8.如权利要求1所述的液压离合器组件，其中所述致动流体以顺序交替的方式通过所述第一通道和所述第二通道。
9.一种操作根据权利要求1-8中任一项所述的液压离合器组件的方法，所述方法包括：
将致动流体供应到第一通道并且随后供应到流体联接到第一排放通道的第一出口，其中所述第一通道被配置为将所述致动流体供应到所述第一离合器；
在第二出口中形成低压区，所述第二出口流体联接到第二排放通道，其中所述第二出口流体联接到所述第一出口和第二通道；以及
清除截留在所述第二通道内的油和空气之一。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述方法进一步包括：
将致动流体供应到所述第二通道并且随后供应到所述第二出口，其中所述第二通道被配置为将所述致动流体供应到所述第二离合器；
在所述第一出口中形成低压区，其中所述第一出口流体联接到所述第二出口和所述第一通道；以及
清除截留在所述第一通道内的油和空气之一。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述第二出口以与所述第一出口成角度的方式设置在所述轴内。
12.如权利要求9所述的方法，其中所述第一出口和所述第二出口合并在一起以形成出口通道。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述第一出口、所述第二出口和所述出口通道一起形成文丘里管。
14.如权利要求9所述的方法，其中所述致动流体以顺序交替的方式通过所述第一通道和所述第二通道。
15.一种变速器，包括：
输入构件，其被配置为从动力源接收驱动输入；以及
液压离合器组件，其联接到所述输入构件，所述液压离合器组件包括：
旋转轴，其联接到所述输入构件；
第一离合器，其联接到所述轴；
第二离合器，其联接到所述轴；
第一通道，其设置在所述轴内，并被配置为将致动流体供应到所述第一离合器；
第二通道，其设置在所述轴内，并被配置为将所述致动流体供应到所述第二离合器；
第一排放通道，其流体联接到所述第一通道；
第二排放通道，其流体联接到所述第二通道和所述第一排放通道；
第一出口，其流体联接到所述第一排放通道；
第二出口，其流体联接到所述第二排放通道；以及
其中所述第一出口和所述第二出口合并在一起以形成出口通道。
16.如权利要求15所述的变速器，其中当向所述第一通道供应加压致动流体时，所述加压致动流体通过所述第一出口在所述第二出口中形成低压区，并且随后清除截留在所述第二通道内的油和空气之一。
17.如权利要求15所述的变速器，其中当向所述第二通道供应所述致动流体时，所述致动流体通过所述第二出口在所述第一出口中形成低压区，并且随后清除截留在所述第一通道内的油和空气之一。
18.如权利要求15所述的变速器，其中所述致动流体以顺序交替的方式通过所述第一通道和所述第二通道。
19.如权利要求15所述的变速器，其中所述第一出口和所述第二出口成角度地设置。
20.如权利要求19所述的变速器，其中所述第一出口、所述第二出口和所述出口通道一起形成文丘里管。
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