本公開(kāi)涉及用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的變速器領(lǐng)域。更具體地，本公開(kāi)涉及具有花鍵連接到環(huán)形齒輪以產(chǎn)生軸向流體分配通道的離合器轂的變速器。

背景技術(shù)：

許多車(chē)輛在寬的車(chē)速范圍(包括前向運(yùn)動(dòng)和倒車(chē)運(yùn)動(dòng)兩者)內(nèi)使用。然而，大多數(shù)類(lèi)型的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)僅能夠在窄的車(chē)速范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，經(jīng)常使用能夠在多個(gè)傳動(dòng)比下高效傳輸動(dòng)力的變速器。當(dāng)車(chē)輛處于低速時(shí)，變速器通常在高傳動(dòng)比下操作，使得發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩倍增以提高加速度。當(dāng)車(chē)輛處于高車(chē)速時(shí)，在低傳動(dòng)比下操作變速器允許與安靜、燃料高效的巡航相關(guān)聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。

許多變速器利用以不同的組合接合而建立具有不同傳動(dòng)比的不同功率流動(dòng)路徑的摩擦離合器和制動(dòng)器。一種常用的摩擦離合器類(lèi)型是濕式多片離合器。離合器組件包括花鍵連接到一個(gè)部件并與花鍵連接到其它部件的分離片組交錯(cuò)的摩擦片組。為了接合離合器，將加壓流體供應(yīng)到應(yīng)用室，迫使活塞擠壓分離片之間的摩擦片。摩擦片和分離片之間的摩擦防止發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)，使兩個(gè)部件彼此結(jié)合。當(dāng)流體壓力減小時(shí)，回位彈簧迫使活塞遠(yuǎn)離離合器組件以移除法向力，使得相對(duì)旋轉(zhuǎn)在最小牽引下是可能的。濕式多片離合器依賴(lài)于將變速器流體供應(yīng)到摩擦片上的摩擦材料。這種流體具有多種用途，包括修正摩擦材料的摩擦特性并除去多余的熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種變速器包括行星齒輪組的環(huán)形齒輪、離合器轂以及多個(gè)摩擦片。離合器轂具有內(nèi)花鍵齒和外花鍵齒。內(nèi)花鍵齒與環(huán)形齒輪的花鍵齒嚙合以限定多個(gè)軸向流體分配通道。離合器轂還限定從軸向流體分配通道向外延伸的一個(gè)或更多個(gè)徑向通道。摩擦片與環(huán)形齒輪軸向?qū)R。離合器轂可以在一端封閉以限定軸向流體分配通道的一端?？ōh(huán)可以被插入到離合器轂的槽中以限定軸向流體分配通道的端部。旋轉(zhuǎn)軸也可花鍵連接到離合器轂。旋轉(zhuǎn)軸與環(huán)形齒輪之間的空間可限定從軸向流體分配通道向內(nèi)延伸的徑向流體流動(dòng)通道。軸向流體分配通道可被限定在環(huán)形齒輪的花鍵齒的內(nèi)徑和離合器轂的內(nèi)花鍵齒的內(nèi)徑之間?？蛇x地或者附加地，一些內(nèi)花鍵齒可以被省略以限定軸向流體分配通道。

根據(jù)本發(fā)明，提供一種變速器，所述變速器包括：第一旋轉(zhuǎn)元件，具有第一組外花鍵齒；第二旋轉(zhuǎn)元件，具有第二組外花鍵齒；離合器轂，具有內(nèi)花鍵齒和第三組外花鍵齒，所述內(nèi)花鍵齒與第一組外花鍵齒和第二組外花鍵齒嚙合；以及多個(gè)摩擦片，與第三組外花鍵齒嚙合。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，內(nèi)花鍵齒和第一組外花鍵齒限定軸向流體分配通道，其中，離合器轂限定多個(gè)徑向流體分配通道，以將流體從軸向流體分配通道引導(dǎo)至摩擦片。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，軸向流體分配通道由內(nèi)花鍵齒和第一旋轉(zhuǎn)元件之間的徑向間隙形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，軸向流體分配通道由因?yàn)閮?nèi)花鍵齒和第一組外花鍵齒的數(shù)量不同而產(chǎn)生的周向間隙形成。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，摩擦片與第一旋轉(zhuǎn)元件軸向?qū)R。

附圖說(shuō)明

圖1是變速器運(yùn)動(dòng)學(xué)布置的示意圖。

圖2是根據(jù)圖1的運(yùn)動(dòng)學(xué)布置的變速器的一部分的剖視圖。

圖3是圖2的變速器中的環(huán)形齒輪和離合器轂的第一實(shí)施例的端視圖。

圖4是圖2的變速器中的環(huán)形齒輪和離合器轂的第二實(shí)施例的端視圖。

具體實(shí)施方式

在此描述本公開(kāi)的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解公開(kāi)的實(shí)施例僅為示例，其它實(shí)施例可以采用各種和替代的形式。附圖無(wú)需按比例繪制；可夸大或最小化一些特征以顯示特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限定，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式利用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，參考任一附圖示出和描述的各個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征組合以形成未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合為典型應(yīng)用提供代表性實(shí)施例。然而，與本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的特征的各種組合和變型可以期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤┓绞健?/p>

圖1示出了10速自動(dòng)變速器的運(yùn)動(dòng)學(xué)布置。四個(gè)簡(jiǎn)單的行星齒輪組20、30、40和50分別具有支撐一組行星齒輪組的行星齒輪架，每個(gè)行星齒輪與中心齒輪和環(huán)形齒輪嚙合。中心齒輪26和36被固定地連接。行星齒輪架22固定地連接到環(huán)形齒輪58，環(huán)形齒輪38固定地連接到中心齒輪46。環(huán)形齒輪48固定地連接到中心齒輪56。輸入軸60固定地連接到行星齒輪架32。輸出軸62固定地連接到行星齒輪架52。制動(dòng)器66選擇性地保持環(huán)形齒輪28不旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)器68選擇性地保持中心齒輪26和36不旋轉(zhuǎn)。離合器70選擇性地將輸入軸60和行星齒輪架32連接到環(huán)形齒輪48和中心齒輪56。中間軸64通過(guò)離合器72選擇性地連接到行星齒輪架42，通過(guò)離合器74選擇性地連接到行星齒輪架22和環(huán)形齒輪58，并通過(guò)離合器76選擇性地連接到環(huán)形齒輪38和中心齒輪46。類(lèi)似地，齒輪24、34、44和54統(tǒng)稱(chēng)為行星齒輪。

為了使變速器的總長(zhǎng)度和直徑最小化，期望的是只要嵌套不妨礙部件的功能，就盡可能地將部件緊密嵌套在一起。具體地，期望的是將離合器76的摩擦片和分離片徑向定位在環(huán)形齒輪38的外側(cè)并定位在相同的軸向位置。傳統(tǒng)地，流體被引導(dǎo)到離合器轂的徑向內(nèi)側(cè)的空間，從該空間處離心力推動(dòng)流體通過(guò)離合器轂中的徑向孔以潤(rùn)滑和冷卻離合器組件。然而，當(dāng)離合器組件被定位為鄰近于環(huán)形齒輪并徑向定位在環(huán)形齒輪的外側(cè)時(shí)，該空間由實(shí)體環(huán)形齒輪占據(jù)。出于強(qiáng)度的目的，環(huán)形齒輪由硬化材料制成，所以鉆出穿過(guò)環(huán)形齒輪的斜孔是困難的。因此，有時(shí)需要將離合器組件相對(duì)于環(huán)形齒輪進(jìn)行軸向偏移，而這可能增加變速器的總長(zhǎng)度。

圖2是更詳細(xì)地示出了齒輪組30和離合器76的剖視圖。行星齒輪架32花鍵連接到輸入軸60。行星齒輪34由滾子軸承支撐而相對(duì)于行星齒輪架32旋轉(zhuǎn)。中心齒輪36花鍵連接到軸80，軸80將中心齒輪36連接到中心齒輪26。離合器轂82花鍵連接到環(huán)形齒輪38和軸84二者，軸84連接到中心齒輪46。多個(gè)摩擦片86花鍵連接到離合器轂82并與花鍵連接到中間軸64的多個(gè)分離片88交錯(cuò)。最左邊的分離片(稱(chēng)為反作用板)被卡環(huán)90軸向約束。活塞92響應(yīng)于流體壓力而相對(duì)于中間軸64軸向滑動(dòng)以擠壓分離片88之間的摩擦片86。

通過(guò)輸入軸60中的各個(gè)軸向通道94供應(yīng)流體用于各種用途。這些通道中的一個(gè)通道輸送低壓流體以潤(rùn)滑和去除熱。輸入軸中的潤(rùn)滑通道將流體供應(yīng)到行星齒輪架32中的軸向通道96。所述流體中的部分流體被輸送到滾子軸承，然后通過(guò)行星齒輪34以潤(rùn)滑與中心齒輪36和環(huán)形齒輪38的嚙合界面。所述流體的剩余部分繼續(xù)徑向流動(dòng)到由環(huán)形齒輪38和軸84產(chǎn)生的空腔?？蛇x地，所述流體可以通過(guò)推力軸承分離軸80、行星齒輪架32和軸84流入該空腔中。在替代構(gòu)造中，所述流體中的部分流體在徑向流動(dòng)時(shí)可以被捕獲并轉(zhuǎn)移以潤(rùn)滑行星齒輪。流體從空腔徑向地流過(guò)通道98并流到離合器轂82的內(nèi)表面。通道98可以形成在軸84中，或者可以由環(huán)形齒輪38和軸84之間的界面進(jìn)行限定。流體從通道98軸向流過(guò)由離合器轂82和環(huán)形齒輪38及軸84之間的花鍵界面形成的一個(gè)或更多個(gè)軸向通道。朝向左側(cè)的流動(dòng)由形成在離合器轂82的端部中的唇部包含。朝向右側(cè)的流動(dòng)由卡環(huán)100包含。流體從軸向通道流過(guò)離合器轂82中的徑向通道102并流入離合器組件。當(dāng)流體徑向流過(guò)離合器組件時(shí)，流體吸收熱并控制摩擦特性以在換擋期間改善控制性。軸向通道允許流體流動(dòng)以到達(dá)直接位于環(huán)形齒輪38上的摩擦片，而無(wú)需在環(huán)形齒輪38中鉆孔。

圖3是離合器轂82和環(huán)形齒輪38的一個(gè)實(shí)施例的端視圖。環(huán)形齒輪38具有與離合器轂82的內(nèi)花鍵齒106嚙合的多個(gè)外花鍵齒104。離合器轂82還具有與摩擦片86嚙合的多個(gè)外花鍵齒108。離合器轂的內(nèi)花鍵齒106的內(nèi)徑大于環(huán)形齒輪的外花鍵齒104的內(nèi)徑，以限定間隙110。間隙110是將流體從徑向通道98引導(dǎo)至徑向通道102的軸向通道。徑向通道102在給定的軸向位置的數(shù)量可以等于花鍵齒的數(shù)量，以在摩擦片的表面上提供優(yōu)良的流體分布。

圖4是離合器轂82和環(huán)形齒輪38的另一實(shí)施例的端視圖。在本實(shí)施例中，離合器轂82的一個(gè)內(nèi)花鍵齒被省略，形成明顯大于圖3的軸向通道的軸向通道110′。環(huán)形齒輪38邊界周?chē)娜舾蓛?nèi)花鍵齒可被省略，以形成多個(gè)這樣大的軸向通道?？梢酝ㄟ^(guò)省略環(huán)形齒輪的花鍵齒來(lái)實(shí)現(xiàn)相似的效果。這些較大的通道能夠以比圖3的通道傳輸更高的流量的流體。然而，由于徑向通道102的數(shù)量減少，所以摩擦片86的槽圖案以及摩擦片86和分離片88之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)對(duì)于分配流體更為重要。這兩種方法可以結(jié)合使用。

除了能夠?qū)㈦x合器組件定位在環(huán)形齒輪上的封裝優(yōu)點(diǎn)，這種布置還提供了制造成本的優(yōu)點(diǎn)。離合器轂可以很容易地由金屬板形成。另一方面，環(huán)形齒輪通常采用較昂貴的處理工藝(包括對(duì)于硬度的熱處理)形成。

雖然上文描述了示例性實(shí)施例，但并不意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求包含的所有可能的形式。說(shuō)明書(shū)中使用的詞語(yǔ)是描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，應(yīng)該理解，在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下能夠進(jìn)行各種變化。如前所述，各個(gè)實(shí)施例的特征可組合以形成本發(fā)明可能沒(méi)有明確描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然各個(gè)實(shí)施例可能被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或者在一個(gè)或更多個(gè)期望特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，根據(jù)具體應(yīng)用和實(shí)施方式，一個(gè)或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式合意的實(shí)施例不在本公開(kāi)的范圍之外，且可期望用于特定應(yīng)用。