CN110562033A - 动力传动联轴器、离合器和变矩器 - Google Patents

Abstract

一种动力传动联轴器包括：挠性片，配置成连接到发动机输出；变矩器，配置成连接到变速器输入；以及至少一个摩擦离合器，设置在挠性片和变矩器之间并配置成用于通过变矩器的移动来致动。动力传动单向离合器包括可移动地联接在输入和输出元件之间的接合元件，以及承载于输入和输出元件之间的至少一个摩擦离合器。变矩器包括后盖、联接到后盖并且包括面向前的离合器表面的前盖，以及集成到前盖中并且包括集成到前盖的面向前的离合器表面中的单向离合器片的单向离合器。

Description

动力传动联轴器、离合器和变矩器

引言

动力传动离合器是设置在旋转部件之间的机械装置，以使旋转部件相对于彼此机械地联接和分离。在一个示例中，单向离合器(OWC)将驱动构件联接到从动构件，将扭矩从驱动构件传递到从动构件，并允许从动构件超越驱动构件。一般地，单向离合器包括固定到驱动构件的输入构件、固定到从动构件的输出构件以及设置在驱动构件和从动构件之间并且可从离合器接合位置移动到离合器脱离位置的一个或多个接合构件。

在更具体的示例中，选择性单向离合器(SOWC)另外包括选择器，该选择器由离合器外部的一些特殊专用装置来主动致动，以使接合构件在接合位置和脱离位置之间移动。在具体的实施方式中，选择性单向离合器联接在挠性片和变矩器之间，并且可被选择性地致动以将挠性片连接到变矩器以及将变矩器从挠性片断开。这些选择性单向离合器实施方式中的一些可能能够满足商业需求，但是其他的实施方式可能体积大、成本高、复杂和/或受制于不期望的游隙和/或噪音问题。

发明内容

根据本公开的一个方面的一种动力传动联轴器包括：挠性片，配置成连接到发动机输出；变矩器，配置成连接到变速器输入；以及至少一个摩擦离合器，设置在挠性片和变矩器之间并且配置成用于通过变矩器的移动来致动。

动力传动联轴器可以包括附加特征或被进一步限定。例如，至少一个摩擦离合器可以通过变矩器的位移或偏转中的至少一个来致动。此外，分离式离合器可以设置在挠性片和变矩器之间，并且可以具有连接到挠性片的输入元件、连接到变矩器的输出元件以及在输入元件和输出元件之间的一个或多个可移动接合元件，并且可以在发动机驱动期间被锁定以将扭矩从发动机传送到变速器但是当变矩器比挠性片旋转得更快时惯性滑行。类似地，变矩器可以包括前盖，该前盖具有集成在其中的分离式离合器的一部分。更具体地，分离式离合器的输出元件可以固定到前盖。而且，分离式离合器可以包括摩擦离合器，其可以设置在分离式离合器的输入元件和输出元件之间。更具体地，摩擦离合器可以设置在分离式离合器的可移动接合元件的径向外侧的位置处。在另一个实施例中，摩擦离合器可以相对于分离式离合器径向向内设置。而且，摩擦离合器可以设置在挠性片和前盖之间。此外，摩擦离合器可以包括由摩擦离合器片承载的摩擦材料，其比挠性片更耐轴向偏转。另外，摩擦离合器片可以相对于挠性片固定，并且摩擦材料可以固定到摩擦离合器片以与变矩器接合。最后，摩擦离合器可以包括设置在挠性片和变矩器之间的多锥形离合器。

根据本公开的另一个方面的动力传动单向离合器包括输入元件、输出元件、可移动地联接在输入元件和输出元件之间的多个接合元件以及承载于输入元件和输出元件之间的至少一个摩擦离合器。

动力传动单向离合器可以包括附加特征或被进一步限定。例如，至少一个摩擦离合器可以设置在多个接合元件的径向外侧。此外，输入元件可以是凹口片，输出元件可以是袋式片，并且多个接合元件可以包括多个前支柱。

根据本公开的另一个方面的变矩器包括后盖、联接到后盖并且包括面向前的离合器表面的前盖，以及集成到前盖中并且包括集成到前盖的面向前的离合器表面中的单向离合器片的单向离合器。

变矩器可以包括附加特征或被进一步限定。例如，单向离合器片可以是袋式片。此外，摩擦离合器环可以设置在袋式片的径向外侧的位置处。另外，离合器支撑轮缘可以远离面向前的离合器表面轴向延伸。最后，摩擦离合器环可以设置在离合器支撑轮缘的径向内侧。

附图说明

图1是动力传动系统的实施例的示意图，该动力传动系统包括发动机和通过动力传动联轴器联接到发动机的变速器，动力传动联轴器包括挠性片、变矩器以及在挠性片和变矩器之间的一个或多个离合器；

图2是动力传动系统的实施例的局部剖视图，该动力传动系统包括挠性片、变矩器以及在挠性片和具有集成摩擦离合器的变矩器之间的超越离合器；

图3是图2的动力传动系统的局部剖视图，该动力传动系统另外包括轴向地在挠性片和变矩器之间并且在超越离合器的径向内侧的另一个摩擦离合器；

图4是动力传动系统的实施例的局部剖视图，该动力传动系统包括挠性片、变矩器、在挠性片和变矩器之间的超越离合器以及在挠性片和变矩器之间的多锥形离合器。

具体实施方式

一般地，公开了一种动力传动联轴器、离合器和变矩器。在具体的实施方式中，动力传动系统包括发动机和通过动力传动联轴器联接到发动机的变速器。动力传动联轴器包括连接到发动机的挠性片、连接到变速器的液力变矩器、可接合以承载发动机驱动扭矩的发动机分离式离合器以及将变矩器连接到挠性片并且可以承载发动机制动扭矩或发动机驱动扭矩的摩擦离合器。动力传动联轴器可以通过经由发动机从变速器断开而减小发动机阻力来改善动力传动系统的燃料经济性。

众所周知，变矩器在操作期间会有一定程度的移动，并且动力传动系统的设计应当适应这种移动，但是本发明公开的动力传动系统不仅适应而且肯定地使用这种移动来致动变矩器外部的一个或多个离合器。因此，动力传动联轴器通过变矩器的位移和/或偏转来致动。此外，变矩器可以包括与其集成的所公开的离合器的一部分，以便于将所公开的离合器封装在挠性片和变矩器之间而不增加动力传动系统的长度。

现在参考附图，图1示出了所公开的动力传动联轴器、离合器和变矩器的实施例。动力传动系统100包括发动机102、动力传动联轴器104和通过动力传动联轴器104联接到发动机102的变速器106。动力传动联轴器104包括连接到发动机102的输出110的挠性片108、连接到变速器106的输入114的变矩器112、在挠性片108和变矩器112之间的超越离合器116以及在挠性片108和变矩器112之间的摩擦离合器118。如虚线矩形所示，超越离合器116可以包括摩擦离合器118，或者摩擦离合器118可以与超越离合器116分离。

发动机102可以是内燃机，其可以由汽油、柴油、天然气或任何其他合适的燃料的燃烧提供动力，或者可以是适合用于向动力传动系统的下游部分提供扭矩的任何其他发动机，并且可以以任何合适的方式为其提供动力。在任何情况下，发动机输出110可以包括例如输出轴，例如曲轴、转子轴或适合用于向动力传动系统的下游部分提供扭矩的任何其他输出。

变速器106可以是多速变速器、无级变速器或适于联接到动力传动系统中的发动机的任何自动变速器。变速器106可以包括输入114、输出120和二者之间的一个或多个扭矩倍增器(未示出)。输入114可以包括可以连接到变矩器112的涡轮轴。输出120可以配置成用于连接或联接到下游设备，例如，连接或联接到车辆的驱动传动系统。扭矩倍增器可以包括齿轮组、皮带/滑轮和/或适于提供旋转机械优势的任何其他扭矩倍增器。

动力传动系统100可以是混合电动动力传动系统，其可以包括P2混合动力配置的电动机122，其联接到变矩器112，如图所示。在其他实施例中，电动机122可以联接到变速器输入114、变速器输出120，或者联接到变速器输入114和输出120之间的变速器106的任何合适的元件。当然，电动机122可以是电动机/发电机，其可以从电输入产生扭矩输出以及可以从扭矩输入产生电输出。另外，动力传动系统100可以包括起动电动机124，其可以联接到挠性片108以用于起动发动机102。起动电动机124可以是48伏无刷快速起动(BFS)电动机。而且，动力传动系统100可以包括可以用于向变矩器112提供辅助液压的辅助泵126以及可以用于驱动泵126的辅助电动机128。在另一个实施例中，动力传动系统100可以是以P2.5混合动力配置的形式，其中电动机122可以联接到变速器106内的中间节点，例如，联接到多个行星齿轮组节点中的一个。

变矩器112可以包括后盖130和前盖132，前盖132通过焊接、整体成形、紧固或适合于变矩器的任何其他连接技术联接到后盖130。虽然未示出，但是变矩器112可以包括固定到后盖内侧的驱动叶轮、连接到变速器106的输入114的从动涡轮、在叶轮和涡轮之间流体连通以将液压流体重新引导回叶轮的定子以及相对于叶轮锁定涡轮的锁止离合器。与传统的变矩器不同，本发明公开的变矩器前盖132可以省略传统上用于将挠性片联接到变矩器的传统螺纹螺柱或凸台。

超越离合器116可以是单向离合器(OWC)，其可以集成到变矩器112的前盖132中，并且可以例如包括棘爪式离合器、楔块式离合器、滚子式离合器或任何其他合适的单向离合器。在任何情况下，超越离合器116可以包括输入元件134、输出元件136和二者之间的可移动接合元件138。输入元件134可以例如经由焊接、整体成形、紧固件或任何其他合适的机械连接固定到挠性片108。在其他实施例中，输入元件134可以是挠性片108的整体部分。输出元件136可以例如经由焊接、整体成形、紧固件或任何其他合适的机械连接固定到变矩器112。在其他实施例中，输出元件136可以是变矩器112的整体部分。例如，输出元件136可以包括集成到变矩器前盖132的面向前的离合器表面中的单向离合器片。可移动接合元件138可以包括前支柱、楔块、滚子或适用于单向离合器的任何其他可移动元件，并且可以由输入或输出元件134、136中的一个或两个保持和/或由一个或多个其他保持器(未示出)保持。同样，超越离合器116可以包括任何其他合适的部件，例如弹簧、夹子等，这取决于所使用的离合器的类型。此外，在优选实施例中，超越离合器116不是选择性单向离合器。

摩擦离合器118可以是盘式离合器、锥形离合器或适用于在动力传动系统中承载扭矩(例如，发动机制动扭矩)的任何其他离合器。摩擦离合器118可以包括连接到挠性片108的上游或前部元件140以及连接到变矩器112的下游或后部元件142。摩擦离合器118可以是与超越离合器116分离但与其并联的装置，或者可以与超越离合器116集成。当动力传动系统100不操作时，在摩擦离合器118的元件140、142之间可以存在轴向间隙。

下面讨论用于操作动力传动系统100的示例性方案。

在发动机驱动模式中，发动机102操作使得发动机输出110旋转挠性片108，其经由超越离合器116的锁止接合来使变矩器112旋转，其中离合器输入元件134驱动离合器接合元件138抵靠离合器输出元件136，使得在摩擦离合器118上没有滑动。摩擦离合器118可以但不必在发动机驱动模式下接合。

在发动机关闭模式中，其中变速器转速超过发动机转速，超越离合器116是惯性滑行的并且变矩器液压相对较低，使得变矩器112不足够移动以接合摩擦离合器118。

在发动机开启、发动机制动模式中，变矩器液压相对较高，使得变矩器112位移和/或偏转足以引起摩擦离合器118接合的量。摩擦离合器118的这种接合在超越期间可以防止或至少减少超越离合器118的棘轮效应。可能需要提高变矩器液压以提供足以引起摩擦离合器接合的相对较高的压力量。例如，供应到变矩器的液压可以通过变速器106的液压调节回路提高。

在发动机自动起动模式中，超越离合器116接合或保持，并且摩擦扭矩防止超越离合器接合元件138例如在涉及离合器116正在传递零扭矩和变矩器112超越发动机102期间的扭矩逆转或转矩的条件下提离。同样，在发动机手摇起动模式中，当起动电动机124用于旋转挠性片108时，超越离合器116接合。在电动机/发电机起动模式中，辅助电动机128可以用于驱动辅助泵126以将变矩器112液压地加压到足以使摩擦离合器118接合的量。

图2-4示出了所公开的动力传动系统的其他说明性实施例。这些实施例在许多方面类似于图1的实施例，并且实施例之间的相同数字在附图的若干视图中全部一般地指示相同或相应的元件。因此，实施例的描述在此相互结合，并且可以不重复对实施例共同的主题的描述。

在所公开的动力传动系统的特定实施方式中，图2示出了动力传动系统200的动力传动联轴器204，其包括挠性片208、变矩器212和超越离合器216，超越离合器216具有连接到挠性片208的输入元件234和集成到变矩器212的面向前的离合器表面244中的输出元件236。输入元件234可以是凹口片，其可以通过螺纹紧固件246固定到挠性片208，螺纹紧固件246可以穿过挠性片208中的相应孔(未示出)，并且可以包括螺纹啮合到输入元件234的前表面中的螺栓或固定到输入元件234并且螺纹啮合到挠性片208的前表面处的螺母的螺纹螺柱(未示出)。输出元件236可以是可以采用在变矩器212的前表面中加工、冲压或以其他方式产生的穴袋的形式的袋式片。超越离合器216还可以包括承载于输出元件236中的可移动接合元件238，例如棘爪。

变矩器212还可以包括摩擦离合器环248，其可以设置在集成输出元件236的径向外侧的位置处。摩擦离合器环248可以包括被加工或以其他方式处理以具有适于与摩擦元件252接合的表面光洁度的环形表面250。摩擦元件252可以包括摩擦材料，可以是片或盘的形式或任何其他合适的几何形状，并且可以通过焊接、整体成形、紧固或以任何其他合适的方式固定到超越离合器输入元件234。在另一个实施例中，摩擦离合器环248可以包括摩擦材料，其可以通过焊接、整体成形、紧固或以任何其他合适的方式固定到变矩器212，用以通过超越离合器输入元件234的相应加工或处理的表面接合。在任何情况下，变矩器212和超越离合器输入元件234的相应摩擦离合器部分构成摩擦离合器。摩擦离合器提供变矩器212与挠性片208的接合，例如当变矩器212在操作期间偏转和/或位移时。

变矩器212包括前盖232，前盖232包括远离面向前的离合器表面244轴向延伸的离合器支撑轮缘254。轮缘254可以具有径向内表面256和可以承载环形槽260的径向外表面258。环形槽260可以承载离合器保持器262并且可以具有被加工或以其他方式适当处理以支撑超越离合器输入元件234的表面。例如，超越离合器输入元件234可以包括径向内表面264，其具有环形槽266以容纳一个或多个轴承元件268。轴承元件268可以例如包括环、衬套或任何其他适于促进输入元件234和离合器支撑轮缘254之间的轴向滑动的轴承元件。在任何情况下，变矩器212可以被轴向地保持到保持器262和面向前的离合器表面244之间的挠性片208上。

在所公开的动力传动系统的替代实施方式中，图3示出了包括图2的动力传动联轴器204的动力传动系统300，但是另外包括径向内摩擦离合器370，其可以设置在超越离合器216的径向内侧，并且还可以设置在离合器支撑轮缘254的径向内侧。摩擦离合器370可以包括在可以被加工或以其他方式适当处理以与摩擦材料配合的变矩器212的面向前的表面374上的摩擦离合器环372。另外，摩擦离合器370可以包括由摩擦离合器片378承载的摩擦材料376，其比挠性片208更硬或更耐轴向偏转。摩擦离合器片378可以固定到挠性片208和/或发动机输出310，并且摩擦材料376由摩擦离合器片376承载，用以当变矩器212在操作期间偏转和/或位移时与变矩器212接合。可以想到，径向内摩擦离合器370可以补充或替换径向外摩擦离合器216。当动力传动系统300不操作时，在摩擦离合器370的配合元件之间可以存在轴向间隙，更具体地，在摩擦材料376和摩擦离合器环372之间可以存在轴向间隙。

在所公开的动力传动系统的另一个替代实施方式中，图4示出了包括图2的动力传动联轴器204的动力传动系统400，但是另外包括径向内多锥形摩擦离合器470。多锥形摩擦离合器470可以包括第一部分472，第一部分472可以包括与变矩器412的前盖432分离并且被焊接、整体成形、紧固或以任何其他合适的方式另外联接到其上的部件。离合器470还可以包括第二部分478，第二部分478可以集成到挠性片408的面向后的表面中。多锥形摩擦离合器470的特征在于在径向紧凑区域上提供大表面积接触的环形、径向间隔、叉指状、锥形的元件。

以上优选示例性实施例和特定示例的描述本质上仅是描述性的；它们并非旨在限制随后的权利要求的范围。除非在说明书中另外特定地和明确地陈述，否则所附权利要求中使用的每个术语应当给出其普通和惯用的含义。

Claims (10)

1.一种动力传动联轴器，包括：

挠性片，配置成连接到发动机输出；

变矩器，配置成连接到变速器输入；以及

至少一个摩擦离合器，设置在所述挠性片和所述变矩器之间并且配置成用于通过所述变矩器的移动来致动。

2.根据权利要求1所述的动力传动联轴器，其中所述至少一个摩擦离合器由所述变矩器的位移或偏转中的至少一个来致动。

3.根据权利要求1所述的动力传动联轴器，进一步包括分离式离合器，其设置在所述挠性片和所述变矩器之间，具有连接到所述挠性片的输入元件、连接到所述变矩器的输出元件以及在所述输入元件和所述输出元件之间的一个或多个可移动接合元件，并且在发动机驱动期间被锁定以将扭矩从所述发动机传送到所述变速器但是当所述变矩器比所述挠性片旋转得更快时惯性滑行。

4.根据权利要求3所述的动力传动联轴器，其中所述变矩器包括前盖，所述前盖具有集成在其中的所述分离式离合器的一部分，并且其中所述分离式离合器的所述输出元件固定到所述前盖。

5.根据权利要求3所述的动力传动联轴器，其中所述分离式离合器包括所述至少一个摩擦离合器，其设置在所述分离式离合器的所述输入元件和所述输出元件之间，并且其中所述摩擦离合器设置在所述分离式离合器的所述可移动接合元件的径向外侧的位置处。

6.根据权利要求3所述的动力传动联轴器，其中所述摩擦离合器相对于所述分离式离合器径向向内设置。

7.根据权利要求1所述的动力传动联轴器，其中所述摩擦离合器包括由摩擦离合器片承载的摩擦材料，其比所述挠性片更耐轴向偏转，并且其中所述摩擦离合器片相对于所述挠性片固定，并且所述摩擦材料固定到所述摩擦离合器片，用以与所述变矩器接合。

8.根据权利要求1所述的动力传动联轴器，其中所述摩擦离合器包括设置在所述挠性片和所述变矩器之间的多锥形离合器。

9.一种动力传动单向离合器，包括：

输入元件；

输出元件；

多个接合元件，可移动地联接在所述输入元件和所述输出元件之间；以及

至少一个摩擦离合器，承载于所述输入元件和所述输出元件之间。

10.一种变矩器，包括：

后盖；

前盖，联接到所述后盖并且包括面向前的离合器表面；以及

单向离合器，集成在所述前盖中并且包括集成在所述前盖的所述面向前的离合器表面中的单向离合器片。