專利名稱：帶有爪式離合器和片式離合器特征的扭矩傳遞組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種具有爪形離合器和片式離合器的扭矩傳遞裝置，并且更具體地涉及一種具有爪形離合器和最小容量片式離合器的扭矩傳遞裝置以提供功率開啟升檔。
背景技術(shù)：
本節(jié)的描述僅提供與本公開相關(guān)的背景信息，并且可能構(gòu)成或可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。典型的多速自動或混合變速器采用扭矩傳遞裝置如離合器或制動器的組合，以獲得多個前進(jìn)和后退傳動比或速比。對速比的選擇典型地是通過微處理器變速器控制模塊實現(xiàn)的，其運用各種車輛參數(shù)，例如車輛速度以及各種駕駛員輸入信號，例如加速器踏板位置，以選擇合適的速比。然后變速器結(jié)合扭矩傳遞裝置的組合以提供所需要的速比。這些扭矩傳遞裝置通常包括典型地用于手動變速器的片式離合器或爪形離合器。 片式離合器典型地設(shè)計成以便對于變速器的所有接合的操作條件的充足的扭矩容量并因此是穩(wěn)健的。然而，典型的片式離合器器通常要求充足的包裝空間，并且在輕扭矩負(fù)載情況下會產(chǎn)生平滑接合的問題，且還會導(dǎo)致大的旋轉(zhuǎn)損失。相比而言，爪形離合器具有幾乎零旋轉(zhuǎn)損失，但不能用于功率開啟升檔(power-on upshift)，因為在完全接合之前缺乏扭矩容量，這使得在接合之前無法吸收能量并同步速度。因此，本領(lǐng)域需要一種扭矩傳遞組件，其結(jié)合了片式離合器的特征如能夠提供功率開啟升檔與爪形離合器的特征如最小化的包裝、 最小化的旋轉(zhuǎn)損失以及穩(wěn)健的扭矩容量。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種扭矩傳遞組件，用以在機(jī)動車輛的變速器中在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間選擇地傳遞扭矩。在一實施例中，扭矩傳遞裝置包括在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間互連的片式離合器，所述片式離合器具有最大扭矩容量，其被限制以在片式離合器完全接合時實現(xiàn)變速器中的全速單躍遷升檔。爪形離合器連接至第一構(gòu)件并選擇性地連接至第二構(gòu)件。爪形離合器在片式離合器接合時與片式離合器摩擦接合，且爪形離合器在傳遞的扭矩超過片式離合器的最大扭矩容量之前連接至第二構(gòu)件。在另一實施例中，活塞可液壓地移動以接觸所述片式離合器以便與所述片式離合器和所述爪形離合器接合。在又一實施例中，所述片式離合器包括可滑動地連接至支撐件的反應(yīng)盤和可滑動地連接至所述第二構(gòu)件的摩擦盤，其中所述支撐件由所述活塞和所述爪形離合器支撐。在又一實施例中，所述爪形離合器在所述活塞接觸并移動所述片式離合器時與所述摩擦盤摩擦接合。在又一實施例中，偏壓構(gòu)件接觸所述爪形離合器并被構(gòu)形以偏壓所述爪形離合器以便與所述第二構(gòu)件分離并分離所述片式離合器。本發(fā)明的進(jìn)一步特征、方面和優(yōu)點將通過參考下面的說明和附圖變得顯而易見， 其中相同的附圖標(biāo)記指代相同的部件、元件或特征。


這里描述的附圖僅用于說明的目的，并非旨在以任何方式限制本公開的范圍。圖1是機(jī)動車輛中動力系的示例性示意圖2是根據(jù)本發(fā)明原理的處于第一位置的扭矩傳遞組件的一部分和示例性變速器的剖面圖3是根據(jù)本發(fā)明原理的處于第二位置的扭矩傳遞組件的一部分和示例性變速器的剖面圖；以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明原理的處于第三位置的扭矩傳遞組件的一部分和示例性變速器的剖面圖。
具體實施例方式下面的說明本質(zhì)上僅是示例性的，并非旨在限制本公開、應(yīng)用或使用。參見圖1，示例性動力系總體上用附圖標(biāo)記10指示。動力系包括連接至變速器14 的發(fā)動機(jī)12。發(fā)動機(jī)12可以是常規(guī)的內(nèi)燃機(jī)或電發(fā)動機(jī)，或任何其它類型的原動機(jī)，而不偏離本公開的范圍。此外，可以在發(fā)動機(jī)12和變速器14之間設(shè)置額外的部件如液壓流體驅(qū)動裝置諸如變矩器和液力耦合器，而不偏離本公開的范圍。發(fā)動機(jī)12向變速器14供應(yīng)驅(qū)動扭矩。變速器14包括典型地鑄造的金屬外殼16，其包圍并保護(hù)變速器14的各個部件。 外殼16包括多種孔、通道、肩及凸緣，其定位并支撐這些部件。變速器14包括變速器輸入軸18、變速器輸出軸20以及齒輪和離合器裝置22。應(yīng)該理解，雖然變速器14示出為后輪驅(qū)動變速器，但是變速器14可以具有其它構(gòu)形而不偏離本公開的范圍。變速器輸入軸18 與發(fā)動機(jī)12相連，且從發(fā)動機(jī)12接收輸入扭矩或功率。變速器輸出軸20優(yōu)選地與主減速器單元(未示出)相連，其可以包括，比如傳動軸、差速器組件和驅(qū)動車橋。變速器輸入軸18 聯(lián)結(jié)至齒輪和離合器裝置22并向其提供驅(qū)動扭矩。齒輪和離合器裝置22包括多個齒輪組和多個軸。所述多個齒輪組可以包括單個的相互嚙合的齒輪，如行星齒輪組，其連接至或選擇地可連接至所述多個軸。所述多個軸可以包括副軸或中間軸、套筒和中心軸、回動軸或空轉(zhuǎn)軸，或它們的組合。應(yīng)該理解，變速器 14內(nèi)的齒輪組的具體布置和數(shù)目以及軸的具體布置和數(shù)目可以變化，而不偏離本公開的范圍。齒輪和離合器裝置22還包括至少一個扭矩傳遞組件30。扭矩傳遞組件30可選擇性地接合，以通過選擇性地將所述多個齒輪組中的單個齒輪耦接至所述多個軸來開始多個傳動比或速比中的至少一個。下面將更加詳細(xì)地描述扭矩傳遞組件30。變速器14還包括變速器控制模塊32。變速器控制模塊32優(yōu)選地是電子控制裝置，其具有預(yù)編程的數(shù)字計算機(jī)或處理器、控制邏輯、用于存儲數(shù)據(jù)的存儲器、以及至少一個I/O外設(shè)?？刂七壿嫲ǘ鄠€用于監(jiān)控、操作和產(chǎn)生數(shù)據(jù)的邏輯例程。變速器控制模塊32通過液壓控制系統(tǒng)34控制扭矩傳遞組件30的致動。液壓控制系統(tǒng)34通過選擇地將液壓流體連通至接合扭矩傳遞裝置的扭矩傳遞組件30而可操作以與扭矩傳遞組件30選擇地接合。液壓流體在所提供的示例中在來自由發(fā)動機(jī)12所驅(qū)動的泵36的壓力下被連通至扭矩傳遞組件30。泵36可以是各種類型，如齒輪泵、葉輪泵、蓋勞特泵、或任何其它容積式泵。參見圖2，根據(jù)本發(fā)明原理的扭矩傳遞組件30描述為與變速器10內(nèi)的第一部件或構(gòu)件40和第二部件或構(gòu)件42操作地關(guān)聯(lián)。扭矩傳遞組件30可操作以將扭矩在第一部件 40和第二部件42之間傳遞。在所提供的示例中，第一部件40是靜止外殼，而第二部件42 是可旋轉(zhuǎn)軸或構(gòu)件。然而，應(yīng)理解的是部件40和42中的任一個可以是，比如變速器箱或外殼、齒輪、或變速器中的任何其它部件。因此，在所提供的示例中，扭矩傳遞組件30是制動器，但應(yīng)理解的是扭矩傳遞組件30可以是離合器，而不偏離本發(fā)明的范圍。扭矩傳遞組件30 —般包括外殼44、轂46和扭矩傳遞裝置48。離合器外殼44、轂 46和扭矩傳遞裝置48相互同軸，且限定軸線“X”。轂46圍繞軸線“X”可旋轉(zhuǎn)。扭矩傳遞裝置48設(shè)置在離合器外殼44中，且徑向地位于離合器外殼44和轂46 之間。扭矩傳遞裝置48包括活塞50，其設(shè)置在形成在離合器外殼44的內(nèi)表面M中的環(huán)狀槽穴52中。活塞50包括徑向延伸的盤部分56、徑向延伸的環(huán)面58和徑向延伸的應(yīng)用構(gòu)件60。盤部分56、環(huán)面58和應(yīng)用構(gòu)件60在所提供的示例中構(gòu)造為一個整體的實體。應(yīng)用構(gòu)件60包括應(yīng)用面62，其軸向朝向兩個離合器構(gòu)件64和66，其將在下文更加詳細(xì)地描述。 應(yīng)用面62優(yōu)選地為環(huán)形和平面形。內(nèi)密封件68和外密封件70分別將活塞50密封到環(huán)形槽穴52?；钊?0可液壓致動以在環(huán)形槽穴52中在朝離合器構(gòu)件64和66的方向上滑動或移動至接合位置，并從離合器構(gòu)件64和66滑動或移動離開至脫開位置。聯(lián)結(jié)至活塞50的是支撐盤72。如下面將詳細(xì)描述的那樣，支撐盤72大致軸向遠(yuǎn)離活塞50延伸，且支撐第一構(gòu)件64。如下面將進(jìn)一步描述的那樣，支撐盤72是不連續(xù)的。第一離合器元件64包括反應(yīng)片74和摩擦盤76。反應(yīng)片74連接至支撐盤72并由其支撐。比如，反應(yīng)片74包括槽或孔78，通過其接收支撐盤72。因此，反應(yīng)片74旋轉(zhuǎn)地固定于支撐盤72、活塞50以及離合器外殼44，且由活塞50沿軸線“X”軸向地可移動。摩擦片76包括齒條80，其與形成在轂46的外表面上的第一組槽82嚙合。因此，摩擦片76旋轉(zhuǎn)地固定于轂46，但沿軸線“X”軸向可移動。第二離合器元件66包括鄰近摩擦盤76設(shè)置的爪式離合器84。爪式離合器84包括與形成的槽88嚙合的外齒條86和選擇性地嚙合于形成在轂46的外表面上的第二組槽 92的內(nèi)齒90。因此，爪式離合器84旋轉(zhuǎn)地固定于離合器外殼44，但沿軸線“X”軸向可移動。爪式離合器84還包括互補(bǔ)的開口或孔94，其接收支撐盤72的部分。支撐盤72的部分通過開口 94延伸，且通過保持裝置96保持至爪式離合器84。扭矩傳遞組件30還包括鄰近爪式離合器84設(shè)置的復(fù)位彈簧98。復(fù)位彈簧98在其一端通過設(shè)置在槽100中的保持器環(huán)102固定，槽100形成在離合器外殼44的內(nèi)表面M 中。復(fù)位彈簧98被定位以將爪式離合器84軸向遠(yuǎn)離第二組槽92偏壓。應(yīng)該理解，復(fù)位彈簧98可以用多種不同的方式保持而不偏離本發(fā)明的范圍。為了結(jié)合扭矩傳遞組件30，活塞50在活塞50的應(yīng)用側(cè)通過加壓的液壓流體流致動?；钊?0抵御彈簧98的偏壓朝第一離合器元件64在軸向方向移動?；钊?0的應(yīng)用面62接觸反應(yīng)片74，且相對支撐盤72移動反應(yīng)片74。在第一結(jié)合位置，如圖3所示，第一離合器元件64結(jié)合，而第二離合器元件66不結(jié)合。在此情況中，扭矩通過離合器外殼44、齒條88、齒條86、爪式離合器84、摩擦盤76傳遞至轂46。在此狀態(tài)期間，力通過活塞50、反應(yīng)片74、摩擦盤76、爪式離合器84、偏壓彈簧98、保持器102施加進(jìn)入離合器外殼 44。第一離合器元件64被構(gòu)形成具有允許通過變速器14進(jìn)行功率開啟(完全節(jié)氣門單轉(zhuǎn)變(full-throttle single-transition))升檔的扭矩容量。這通過調(diào)整偏壓彈簧98的剛度來實現(xiàn)，使得所施加的力足夠大以允許摩擦盤76吸收能量，但足夠低以允許偏壓彈簧98 防止齒條90和92的接合。此外，隨著通過第一離合器元件64的負(fù)荷隨活塞50的移動而增加，爪式離合器84與摩擦盤76并因此與轂46旋轉(zhuǎn)地同步。隨著活塞50繼續(xù)移動，且在第一離合器元件76超過其最大扭矩容量之前，爪式離合器84通過第二組槽92接合轂46，如圖4所示。在此情況中，扭矩傳遞組件30的扭矩容量由爪式離合器84的扭矩容量控制。該裝置有利地充分利用現(xiàn)代動力系控制系統(tǒng)現(xiàn)在所擁有的能力以允許在換檔事件期間的對發(fā)動機(jī)扭矩的敏銳控制。這減少了需要散失的換檔能量的量，從而需要更少的用于熱量管理的離合器片。在離合器釋放事件期間，爪式離合器 84應(yīng)該被釋放，從而允許摩擦盤76提供扭矩容量的平穩(wěn)釋放。為了脫離扭矩傳遞組件30，活塞50的應(yīng)用側(cè)被減壓，復(fù)位彈簧98移動爪式離合器 84并因而支撐盤72和活塞50返回到非接合位置，從而將離合器外殼44從轂46脫開。本發(fā)明的說明本質(zhì)上僅是示例性的，不偏離本發(fā)明要點的變化旨在落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。這樣的變化不應(yīng)視為偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在機(jī)動車輛的變速器中在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間選擇地傳遞扭矩的扭矩傳遞裝置，所述扭矩傳遞裝置包括在所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件之間互連的片式離合器，所述片式離合器具有被限制成在所述片式離合器完全接合時實現(xiàn)在變速器中的完全節(jié)氣門單轉(zhuǎn)變升檔的最大扭矩容量；以及連接至所述第一構(gòu)件并選擇地連接至所述第二構(gòu)件的爪式離合器，所述爪式離合器在所述片式離合器接合時與所述片式離合器摩擦接合，并且其中所述爪式離合器在所傳遞的扭矩超過所述片式離合器的所述最大扭矩容量之前連接至所述第二構(gòu)件。
2.權(quán)利要求1所述的扭矩傳遞裝置，還包括活塞，其液壓地能夠移動以接觸所述片式離合器以便與所述片式離合器和所述爪式離合器接合。
3.權(quán)利要求2所述的扭矩傳遞裝置，其中所述片式離合器包括能夠滑動地連接至支撐件的反應(yīng)盤和能夠滑動地連接至所述第二構(gòu)件的摩擦盤，其中所述支撐件由所述活塞和所述爪式離合器支撐。
4.權(quán)利要求3所述的扭矩傳遞裝置，其中所述爪式離合器在所述活塞接觸并移動所述片式離合器時與所述摩擦盤摩擦接合。
5.權(quán)利要求1所述的扭矩傳遞裝置，還包括偏壓構(gòu)件，其接觸所述爪式離合器并被構(gòu)形以偏壓所述爪式離合器以便與所述第二構(gòu)件脫離并脫離所述片式離合器。
6.一種扭矩傳遞組件，包括限定出軸線的外殼；與所述外殼同軸且具有多個槽的轂；能夠滑動地設(shè)置在所述外殼中的活塞，所述活塞在至少第一位置和第二位置之間平行于所述軸線能夠移動；由所述活塞支撐的支撐件；能夠滑動地設(shè)置在所述支撐件上的反應(yīng)片；摩擦盤，其能夠滑動地設(shè)置在所述轂上且鄰近所述反應(yīng)片軸向地定位；爪式離合器，其能夠滑動地連接至所述外殼且與所述轂的多個槽能夠選擇性地連接， 所述爪式離合器鄰近所述摩擦盤軸向地定位；以及偏壓構(gòu)件，其鄰近所述爪式離合器且被構(gòu)形以朝所述活塞偏壓所述爪式離合器，其中，所述活塞接觸且移動所述反應(yīng)片以在所述第一位置將所述反應(yīng)片和所述爪式離合器與所述摩擦盤旋轉(zhuǎn)地聯(lián)結(jié)，并且其中，所述活塞接觸所述反應(yīng)片且移動所述反應(yīng)片、摩擦盤和爪式離合器以在所述第二位置將所述爪式離合器與所述轂旋轉(zhuǎn)地聯(lián)結(jié)。
7.權(quán)利要求6所述的扭矩傳遞組件，其中所述活塞通過作用在所述活塞上的液壓流體從所述第一位置移動至所述第二位置。
8.權(quán)利要求6所述的扭矩傳遞組件，其中當(dāng)所述活塞在所述第一位置時所述反應(yīng)片、 摩擦盤和爪式離合器具有最大扭矩傳遞容量，且其中在通過所述反應(yīng)片、摩擦盤和爪式離合器的扭矩傳遞超過所述最大扭矩傳遞容量之前所述爪式離合器與所述轂接合。
9.權(quán)利要求6所述的扭矩傳遞組件，其中所述反應(yīng)片和爪式離合器每一個都具有開口，通過其接收所述支撐件。
10.權(quán)利要求6所述的扭矩傳遞組件，其中所述轂包括第二多個槽，且所述摩擦盤旋轉(zhuǎn)地連接至所述第二多個槽。
全文摘要
選擇地在第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間傳遞扭矩的扭矩傳遞組件包括互連在所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件之間的片式離合器，所述片式離合器具有最大扭矩容量，其被限制以在所述片式離合器完全接合時實現(xiàn)在變速器中的完全節(jié)氣門單轉(zhuǎn)變升檔。爪式離合器連接至所述第一構(gòu)件并選擇性地連接至所述第二構(gòu)件。所述爪式離合器在所述片式離合器接合時與所述片式離合器摩擦接合，且所述爪式離合器在所傳遞的扭矩超過所述片式離合器的所述最大扭矩容量之前連接至所述第二構(gòu)件。
文檔編號F16D25/10GK102537119SQ20111042296
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者A.W.菲利普斯, D.A.威爾頓, J.M.哈特 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司