CN102537116A - 离心平衡的液压离合器组件 - Google Patents

Abstract

一种离心平衡的液压离合器组件，包括液压腔室和离合器活塞，液压腔室被配置为绕旋转轴线旋转，离合器活塞部分地位于液压腔室内并限定作用空间和释放空间两者。离合器活塞包括内表面和外表面，其中外表面的一部分面向作用空间并限定作用区域，内表面的一部分面向释放空间并限定释放区域。此外，作用区域的每一个部分分别被设置在距旋转轴线的一距离处，且对于作用区域的每一个部分，在相同的径向距离处存在释放区域的相对应部分。

Description

离心平衡的液压离合器组件

技术领域

本发明大体涉及具有径向堆叠式活塞配置的液压离合器组件。

背景技术

离合器组件可以用于选择性地接合一个或多个输出轴，以随输入轴的旋转同步旋转。许多离合器组件通过互锁连接在输入轴和输出轴之间的多个离合摩擦板操作。所述板可以被布置为形成离合器子组件。当将压力施加到离合板装置时，离合输入板与离合输出板摩擦地接合，使得输出板与输入板同步运动。

在这样的离合器组件中，离合器子组件的离合摩擦板可以经由从促动器施加的压力而接合。促动器可以通过液压力的施加而接合。这种液压力可以将压缩压力施加到离合板。

发明内容

一种离心平衡的液压离合器组件包括液压腔室和离合器活塞，所述液压腔室被配置为关于旋转轴线旋转，离合器活塞部分地位于液压腔室内并限定作用空间(apply volume)和释放空间(release volume)两者。离合器活塞包括内表面和外表面，其中外表面的一部分面向作用空间并限定作用区域，内表面的一部分面向释放空间并限定释放区域。

作用区域的每一个部分可以分别被设置在距旋转轴线的一距离处，且对于作用区域的每一个部分，在相同的径向距离处存在释放区域的相对应部分。此外，作用区域可以被配置为延伸到一极限径向尺寸，其与释放区域的极限径向尺寸大致对齐。

离合器活塞可以包括弯折特征部，其可以使离合器活塞的内表面的一部分与液压腔室的限定作用区域的极限径向尺寸的表面对齐。离合器活塞还可以包括靠近外表面的密封件，其被配置为接触液压腔室的表面。在一实施例中，密封件可以限定作用空间的边界。

组件还可以包括第二液压腔室以及第二离合器活塞，第二液压腔室被配置为关于该旋转轴线旋转，第二离合器活塞部分地位于第二液压腔室内并限定第二作用空间和第二释放空间。第一和第二释放空间可以被流体地连接，诸如通过流体端口。组件可以包括邻近离合器活塞的外表面的空间，所述空间通过密封件与作用空间隔离。被隔离的空间可以通过设置在离合器活塞的一部分内的排放端口***。

组件还可以包括离合器子组件，其中施加压力到离合器活塞的作用区域可以促使离合器活塞沿接合方向向离合器子组件平移。离合器活塞可以包括促动器部分和液压部分，其中促动器部分被配置为与离合器子组件配合。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述并连同附图而显现。

附图说明

图1是具有堆叠式离合器活塞设计的汽车动力系离合器组件的实施例的局部示意横截面图。

图2是在图1中示出的指定为“图2”的区域的放大图。

图3A是在液压腔室内的离合器活塞的一部分在脱离状态的示意横截面图。

图3B是在液压腔室内的离合器活塞的一部分在接合状态的示意横截面图。

图4是离合器活塞的一部分的横截面图，沿图2中的线4-4截取。

图5是具有堆叠式离合器活塞设计的汽车动力系离合器组件的实施例的局部示意横截面图。

图6是在图5中示出的指定为“图6”区域的放大横截面图。

具体实施方式

参考附图，其中，在各个图中相同的附图标记用于识别相似或相同的构件。图1示出离心平衡的液压离合器组件10的实施例。组件10通常被配置为通过一个或多个离合器子组件的选择性促动将一个或多个旋转输入转换为一个或多个旋转输出。在图1中示出的实施例中，外壳体20、活塞阻挡件22、轮毂24和内壳体26都可以关于中心轴线28以由输入轴的旋转(未示出)支配的角速度旋转。活塞壳体20和轮毂24每个可以与一个或多个相应的离合器子组件(例如，离合器子组件30、32和34)联接，而每一个离合器子组件联接到相应的输出轴(例如，分别到输出轴36、38和40)。在一实施例中，相应离合器子组件的输出轴可以当离合器接合时与输入轴一致地旋转，和可以当离合器脱离时不一致旋转。为了接合离合器子组件，活塞(例如，活塞42、44和46)可以将力施加到离合器，其足以使得多个离合板摩擦地互锁。由此得到的在板之间的夹持力可以阻止与输出轴联接的板滑动超过与输入轴联接的板。如图1所示，例如，第一离合器活塞42可以侧向平移以接合离合器子组件30和将压缩力施加到离合器子组件30。类似地，第二离合器活塞44可以侧向平移以接合离合器子组件32，第三离合器活塞46可以侧向平移以接合离合器子组件34。在一实施例中，离合器活塞42、44可以被配置为堆叠式结构，其中离合器活塞44(“内离合器活塞”)可以被径向定位在旋转轴线28和离合器活塞42(“外离合器活塞”)之间。

离合器活塞的一个或多个可以被液压地促动以接合它的相应离合器子组件。在这样的配置中，活塞可以部分地位于液压腔室内，在那里活塞可以将作用空间与释放空间分开。例如，如图1所示，外壳体20和活塞阻挡件22可以限定外活塞腔室。在外活塞腔室内，外离合器活塞42可以将外作用空间48与外释放空间50分开。同样地，活塞阻挡件22和轮毂24可以限定内活塞腔室，在其内，内离合器活塞44可以将内作用空间52与内释放空间54分开。

各作用和释放空间的每一个可以容纳液压流体，且可以被密封以阻止流体意外流出该空间。此外，每个流体可以能够在其相应的空间内保持压力。通过改变在作用和释放空间之间的相对压力，净液压力可以被施加到活塞，其继而可以使得它沿预定方向运动。在一实施例中，内和外离合器活塞44、42的每一个可以被约束为使得它们可以仅平行于旋转轴线28平移。

外释放空间50可以被流体地连接到内释放空间54，使得它们共用液压流体的共同供应源。流体连接可以通过端口60提供，所述端口延伸通过内离合器活塞44的径向向外的壁，以及通过活塞阻挡件22的一部分。当没有旋转力时，外和内释放空间50、54可以经由端口60提供的流体连接而加压到共同的压力。同样，第一和第二离合器活塞42、44的选择性运动可以通过分别操纵仅第一和第二作用空间48、52的压力实现。

每一个阻挡件和/或作用空间可以被流体地连接到阀或环，所述阀或环可以用于控制流体在每一个相应的空间内的流动和/或压力。例如，如图1所示，第一环62可以控制流体流动到外作用空间48，第二环64可以控制流体流动到内作用空间52，及第三环66可以控制流体流动到相连接的外和内释放空间50、54。

每一个离合器活塞还可以包括离合器弹簧(例如，离合器弹簧72、74)，其可以被配置为，当没有施加液压力时将活塞返回到脱离状态。例如，在一实施例中，***可以能够有两个压力状态：高和低。在释放空间中的低液压压力和在作用空间中的高液压压力可以使得活塞向离合器子组件平移及与该离合器子组件接合。如果在作用空间中的压力随后变低，在活塞每一侧的压力会平衡(即，没有净液压力)，且离合器弹簧会促使活塞回到它的远离离合器组件的初始位置。

图2是从图1指定为“图2”的区域的放大图，其中，图2示出内离合器活塞44。如上所述，内离合器活塞44可以部分地位于由轮毂24和活塞阻挡件22限定的腔室，和可以将内作用空间52与内释放空间54分开，其中每个空间可以被配置为容纳液压流体。离合器活塞44可以具有内表面53和外表面55。活塞44可以配置为使得，外表面55的一部分面向作用空间52，内表面53的一部分面向释放空间54(即，如在此使用的，如果表面的外法向向量指向一空间，则该表面“面向”该空间)。在一实施例中，在作用空间52内的流体可以跨活塞44的外表面55的区域80(即，“流体作用区域”80，或“作用区域”80)施加工作压力。作用区域80可以具有径向尺寸88和横向尺寸，所述横向尺寸可以延伸到图2所示的图中和/或延伸出其外。如可以认识到的，工作压力施加到作用区域80可以促使活塞44沿接合方向82平移，该接合方向可以与旋转轴线28(图1所示)一致。

类似于在作用空间52中的流体，在释放空间54内的流体可以将补偿压力施加在活塞44的内表面53的区域84(即，“流体释放区域”84，或“释放区域”84)上。释放区域84可以具有径向尺寸90和横向尺寸，所述横向尺寸可以延伸到图2所示的图中和/或延伸出其外。如可以认识到的，补偿压力施加到释放区域84可以促使活塞44沿脱离方向86平移，该脱离方向可以与接合方向82大致相反。图3A-3B大体示出沿共用的平移轴线在两个位置中的活塞44。如图所示，图3A可以表示活塞44，其已沿脱离方向86平移，图3B可以表示活塞44，其已沿接合方向82移动。

再次参考图2，活塞44和周围构件可以配置为使得，对于作用区域80的每一部分，都在活塞44的相反侧上在相同径向距离处存在释放区域84的相应部分。在该配置中，作用区域80可以延伸到极限径向尺寸89，其与释放区域84的径向尺寸91大致对齐。通过使相应的作用和释放区域80、84对齐，活塞可以离心平衡。即，在离合器的旋转操作期间，在活塞一侧上的流体的离心压力梯度将与在活塞的另一侧上的流体的离心压力梯度相匹配。

如在图3A-3B中更清楚地示出的，如果活塞44的内表面92与阻挡件22的限定作用区域80的极限径向尺寸89的表面94对齐，则区域80、84的极限径向尺寸89、91可以大致对齐。在一实施例中，可以通过使活塞44包括弯折特征部96和密封件98促进该对齐。如图所示，弯折特征部96可以包括弯曲部、肩部、凹部、或可以用于使活塞44的内表面92与阻挡件22的表面94对齐的其它合适设计特征。同样地，密封件98可以阻止液压流体流动超过表面94并进入到相邻的空间100中。

在示出的配置中，没有密封件98，液压流体可被允许对空间100加压，其继而会使作用区域80增大超过径向尺寸89。在没有释放区域84的相应扩展时，活塞44不是离心平衡的(即，会没有释放区域84的一部分位于与作用区域的在空间100内的那部分相同的径向距离之处)。通常，组件的旋转运动可以使得由液压流体施加的压力成指数级增加，其作为距旋转轴线28的距离和角速度的函数。由此，虽然当不旋转时***可以处于平衡状态，没有密封件98，活塞44在旋转期间可以由于增加通过空间100施加的力而平移。

如图3A和3B所示，密封件98可以被配置为与活塞44一起平移，且可以具有突出部102，其延伸离开活塞44并可以提供更大范围的活塞行程。

尽管包括密封件98可以提供离心平衡的配置，在具有共用阻挡件流体供应的堆叠式活塞设计中，其还可以用于隔离相邻的空间100。如图3A和3B示出的，随着活塞44平移离开活塞阻挡件22，空间100可以扩大。为了避免从扩大的空间100产生真空力，空间100可以通过一个或多个构件或通道通向不加压区域。在一实施例中，空间100可以通过设置在活塞44的一部分内的排放端口106被流体地联接到邻近的腔体104。在空间100的扩展期间，可以允许来自腔体104的流体穿过端口106进入到空间100中，和相应地在空间100的收缩期间，可以允许流体经由端口106离开空间100。流体可以例如是冷却流体或液压流体，或流体可以是空气。

图4大体示出在图2中示出的内离合器活塞44沿线4-4截取的横截面。如从图4可以看到的，活塞44可以具有径向弯曲部分，其可以整个或部分地围绕旋转轴线28延伸。注意到，图4为说明性目的而示出且可以不成比例。在一实施例中，离合器活塞44可以沿它的径向弯曲部分包括多个流体端口60，其可以允许外释放空间50和内释放空间54共用共同的液压流体。同样地，离合器活塞44还可以沿它的横截面包括多个排放端口106，其可以允许在活塞44的平移期间一个或多个空间100***。多个流体端口60和排放端口106可以被布置为以可以阻止流体的任何混合的方式通过活塞44。

如在图1-4中进一步示出的，在实施例中，内离合器活塞44可以通过将多个构件或部分附连在一起形成。例如，如在图2和4中所识别的，活塞44可以包括促动器部分108和液压部分110，促动器部分108被配置为接合离合器子组件，液压部分110可以接收液压加载。如在图4中示出的，排放端口106可以被设置为形成到这两个部分的一个(或两个)的表面中的通道，诸如，在液压部分110的外表面上的。可替换地，活塞44的液压部分110和促动器部分108可以被形成为一体结构，及排放端口106可以钻穿该结构。

再次参考图1，在组件10内的每一个离合器活塞(例如，离合器活塞42、44、46)可以是离心平衡的，且可以包括弯折特征部和密封件(类似于如上所述的弯折特征部96和密封件98)以使作用区域80的径向极限与释放区域84的径向极限大致对齐。

图5示出离心平衡的液压离合器组件120的另一示例性实施例，该组件具有径向堆叠式活塞结构。组件120可以起类似于关于图1-4描述的离合器组件10的作用，且可以包括至少内离合器活塞122和外离合器活塞124。内离合器活塞122可以将内作用空间126与内释放空间128分开，外离合器活塞124可以将外作用空间130与外释放空间132分开。在一实施例中，作用空间126、130和释放空间128、132的每一个可以用液压流体填充。此外，内和外释放空间128、132可以通过流体端口134流体地连接，所述流体端口设置在至少内离合器活塞122的一部分中。

图6是从图5指定为“图6”的区域的放大图，并还示出内离合器活塞122。活塞122可以被配置为使得，在作用空间126内的液压流体可以将工作压力施加在活塞122的区域135(即，作用区域135)上，其可以促使活塞122沿接合方向136平移。类似地，在释放空间128内的液压流体可以将阻挡件压力施加在活塞122的区域138(即，释放区域138)上，其可以促使活塞122沿脱离方向140平移，所述脱离方向与接合方向136大致相反。

活塞122和周围构件可以被配置为使得，对于作用区域135的每一个部分，都在活塞122的相反侧上在相同径向距离处存在释放区域138的相应部分。同样，作用区域135的径向尺寸142可以与释放区域138的径向尺寸144相似。此外，作用区域135可以延伸到极限径向尺寸143，其与释放区域138的极限径向尺寸145大致对齐。通过使各作用和释放区域135、138对齐，活塞122可以具有离心平衡的结构。

组件120可以包括密封件146，其阻止在作用空间126中的液压流体进入邻近活塞122的空间148/为其加压。与在图1-4中示出的组件10一样，密封件146可以产生允许作用区域135保持在与释放区域138相同的大小/对平处的限制。

相邻的空间148可以通过排放端口152与邻接的腔体150流体地连接，该排放端口152被设置在内离合器活塞122的一部分中。在一实施例中，排放端口152可以以与图4所示的排放端口106相似的方式配置。类似地，多个排放端口152可以围绕旋转轴线28延伸通过内离合器活塞122的横截面。

尽管已详细描述了用于执行本发明的最佳模式，那些熟悉本发明涉及的技术领域的人将在所附权利要求的范围内识别用于实践本发明的各种可替换设计和实施例。所有方向的参照(例如，上、下、向上、向下、左、右、向左、向右、上面、下面、竖直和水平)仅用于识别目的以辅助读者理解本发明，且不形成限制，特别是不在本发明的位置、取向或使用方面的限制。意图是在上面描述中包含或在附图中示出的所有内容应被解释为仅示例性的且非限制性的。

Claims (10)

1.一种离心平衡的液压离合器组件，包括：

液压腔室，被配置为绕旋转轴线旋转；

离合器活塞，部分地位于液压腔室内并限定作用空间和释放空间；

所述离合器活塞包括内表面和外表面，其中，外表面的一部分面向作用空间且限定作用区域，内表面的一部分面向释放空间且限定释放区域；且

其中，作用区域的每一个部分分别被设置在距旋转轴线的一距离，且对于作用区域的每一个部分，在相同的径向距离处存在释放区域的相对应部分。

2.如权利要求1所述的组件，其中，作用区域延伸到一极限径向尺寸，该极限径向尺寸与释放区域的极限径向尺寸大致对齐。

3.如权利要求1所述的组件，其中，离合器活塞包括弯折特征部。

4.如权利要求3所述的组件，其中，离合器活塞包括靠近外表面的密封件，该密封件被配置为限定作用空间的边界。

5.如权利要求4所述的组件，其中，离合器活塞的内表面的一部分与液压腔室的限定作用区域的极限径向尺寸的表面对齐，密封件被配置为接触液压腔室的该表面。

6.如权利要求1所述的组件，还包括第二液压腔室和第二离合器活塞，第二液压腔室被配置为绕该旋转轴线旋转，第二离合器活塞部分地位于第二液压腔室内并限定第二作用空间和第二释放空间，且其中，释放空间和第二释放空间流体地连接。

7.如权利要求6所述的组件，还包括邻近离合器活塞的外表面的空间，该空间通过密封件与作用空间隔离。

8.如权利要求7所述的组件，其中，被隔离的空间通过排放端口***，所述排放端口被设置在离合器活塞的一部分内。

9.如权利要求1所述的组件，还包括离合器子组件；且其中，将压力施加到作用区域促使离合器活塞沿接合方向向离合器子组件平移。

10.如权利要求1所述的组件，其中，离合器活塞包括促动器部分和液压部分。

Images