CN103206464A - 配置为降低啸叫的变速器离合器总成的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配置为降低啮合期间啸叫的变速器离合器总成的制造方法，本方法包括：制成离合器组件；以及将多个质量减振器耦合到离合器组件，以将离合器组件在啮合期间的振动模式分割开。

Description

配置为降低啸叫的变速器离合器总成的制造方法

技术领域

本发明涉及车辆变速器离合器总成中的啸叫（或噪声）降低。

背景技术

现代的变速器包括离合器总成，用以控制车辆车轮相对于引擎转速的相对转速。这些离合器总成包括在啮合与解离位置之间交替的旋转部件。在离合器啮合期间，离合器部件可能相对于主传动轴振动。这种振动可以导致通常被称为“啸叫（squawk）”的讨厌噪声。许多现有的变速器寻求通过改善变速器润滑或者使用机电换挡控制（或电子换挡）降低啸叫。然而，增加一个或者多个离合器总成组件的质量以改变啮合期间离合器总成的振动模式将更加有效。

名称为“具有减振器的离合器总成”的7,163,095号美国专利公开了使用耦合到离合器轮彀摩擦面的减振环减少离合器总成的自激。然而，由于需要增加整个离合器轮彀圆周周围的质量，这种配置的效率低于本发明的教导；并且，离合器轮彀与减振环之间的连接需要摩擦联轴节，其也导致啮合期间不必要的能量损失。

因此，需要一种更有效的减少车辆变速器内啸叫的方式。如本发明所公开的，在离合器轮彀上使用其他类型的质量减振器将是有益的，例如，在名称为“车辆制动总成”的12/417,603号美国非临时申请中关于车辆制动总成所教导的。还需要有一种制造变速器离合器总成的有效方法，以将簧载质量减振器和集中减振器连接到离合器轮彀。

发明内容

本发明针对一个或者多个上述问题。其他技术特征和/或优势将从以下说明中变得显而易见。

一个示例性实施例涉及配置为降低啮合期间啸叫的变速器离合器总成的制造方法，包括：制成离合器组件；以及将多个质量减振器耦合到离合器组件，以将离合器组件在啮合期间的振动模式分割开。

另一示例性实施例涉及由以下工序制造的车辆变速器齿轮离合器总成：在离合器组件上制成第一接受件；以及将质量减振器压入配合到凹槽中。

另一示例性实施例涉及车辆变速器离合器总成，其具有：离合器组件；在离合器组件上制成的第一接受件；以及装配到接受件的调节质量减振器。

本发明的一个优势在于，其教导降低离合器啮合期间的啸叫和讨厌噪声的离合器总成的制造方法。某些测试样本显示出10分贝的噪声降低。

本发明的另一优势在于其省去了对额外紧固件或者紧固材料（例如，在螺丝连接或者焊接工艺中可能使用的）的需求。本发明所公开的压入配合方法容许簧载质量减振器一端刚性连接到离合器轮彀并且使相对一端的质块以悬臂形式运作。当减振器连接到离合器轮彀上时，这种连接方法也封挡离合器轮彀的相对两侧。

本发明的进一步优势在于，其容许质量减振器连接到离合器轮彀内径或者外径上，从而产生宽范围的减振效果。

某些方面和实施例将在以下说明中显现。应当理解，在其最广泛的意义上讲，可以实践本发明而无需这些方面和实施例的一个或者多个技术特征。应当理解，这些方面和实施例仅为示例性和解释性而非限制本发明。

以下将参照附图以示例的方式更详细地阐释本发明，在附图中相同的附图标记用于相同或者基本相同的部分。当结合附图时，本发明的以上技术特征和优势以及其他技术特征和优势将从以下实行本发明最佳方式的具体实施方式中容易地显现。附图中：

附图说明

图1是其中安置有示例性离合器总成的车辆变速器的侧面剖视图。

图2是图1中示出的离合器齿轮的透视图。

图3是与图2的离合器齿轮一起使用的一个质量减振器的透视图。

图4是图3的质量减振器的俯视图。

图5是图2中离合器齿轮的一部分的侧视图。

图6是另一示例性质量减振器的侧视图。

图7是各种离合器齿轮的位移相对于频率的曲线图。

尽管以下具体实施方式提及说明性实施例，其很多替代、修改、以及变化对于本领域的技术人员是显而易见的。因此，意在广义地看待权利要求的主题。

具体实施方式

参照附图，示出了具有改善的降低啸叫能力的具有离合器总成的车辆变速器的不同实施例，全部视图中，相似的符号表示相同或者相应的部分。通过在离合器总成中使用一组质量减振器实现显著噪声降低。在一个实施例中，例如，减振器是耦合到离合器齿轮的簧载质量减振器。质量减振器改变离合器齿轮在啮合期间的振动模式，从而降低换挡过程中的噪声输出。两个滑槽（也称为接受件或凹槽）在离合器齿轮上以180度分开。两个减振器压入配合到槽中，以将减振器连接到离合器齿轮。此制造方法产生增加的润滑优势，即当质量减振器耦合在离合器齿轮中时，在离合器齿轮一侧与离合器齿轮另一侧之间形成润滑剂封挡。

在某些实施例中，使用簧载质量减振器容许多方向的振动控制。具有簧载质量减振器的实施例具有双重功能——由于边缘效应改变振动的弯曲和扭转模式。以下参照附图论述示例性离合器总成和制造方法。

在图1中示出了兼容下文论述的降低噪声教导的车辆变速器10。在此实施例中，变速器10是六挡自动变速器。其他类型的变速器与本发明兼容；五、七、和八挡变速器能够应用本发明教导的质量减振器。在其他实施例中，变速器是手动变速器。可以使用任何类型的变速器，包括例如电动可变变速器或者连续可变变速器。

如图1中所示，变速器离合器总成20包括连接到离合器齿轮40外径的两个质量减振器30。如下文论述的，该连接方法保持了离合器齿轮内表面50和暴露于变速器其他部分的离合器齿轮外表面60之间的密封。这样，制造方法也产生增加的离合器润滑策略稳定性。

图1中所示的变速器外壳70有一部分切去。离合器总成20位于变速器的中间部分。图示的离合器总成20包括花键啮合到输出轴80的内离合器齿轮40。离合器齿轮40位于轴颈支承于离合器齿轮40的一系列摩擦片或离合器90的内径上。轮彀100在离合器90的外径上围绕离合器。离合器轮彀100连接到变速器输入轴110（如图1中局部示出的）。活塞120也嵌套在离合器轮彀100内。活塞120是可液压促动的。输入轴110配置有一系列孔（例如130）以控制润滑。输出轴80也具有一系列孔（例如140）以控制润滑。活塞120在此实施例中为液压促动；然而，在其他实施例中，活塞可以是电促动（例如使用电子换挡和/或伺服电动机以启动离合器啮合）。在此实施例中，活塞120将离合器总成20从变速器前部促动到变速器后部。复位弹簧150结合在离合器总成20中活塞120的前、后壁之间。

如图1中所示，两个簧载质量减振器30内部地安装在离合器齿轮40中。簧载质量减振器30如以下所述地连接到离合器齿轮的内表面50。

现在参照图2，其中单独示出了图1中的离合器齿轮40。图2是离合器齿轮40的透视图。如图所示，离合器齿轮40连接到输出轴80。离合器齿轮40包括成型于离合器齿轮外径上的一系列齿160。所述齿160用于与离合器片（例如，如图1中所示的90）啮合。两个簧载质量减振器30位于离合器齿轮40的内表面50或者内圈上。在此实施例中，簧载质量减振器30按比例示出。然而，在其他实施例中，簧载质量减振器30可以是不同尺寸或结构。在此实施例中，离合器齿轮40是使用粉末冶金压铸。可以使用任何现有的成型技术，包括例如车削、铣削、冲压、或焊接，来制造离合器齿轮。

如图2中所示，簧载质量减振器30压入配合到离合器齿轮40的内表面50。如图3和4中所示，质量减振器30具有悬臂方向上的簧载质块170。簧载质块170通过连接梁180相对于离合器齿轮40自由振动。图3示出了图2的离合器齿轮40所用的簧载质量减振器30的透视图。

如图3和4中所示，质量减振器30包括一个簧载质块170。簧载质块170位于减振器30的一端。在此实施例中，质块170配置为矩形。质块170的中间部分包括孔（或调节孔）190，用以控制质块的重量。这样，在不同的变速器中可以实施相同的质量减振器170结构。通过增大或者减小质块170中的孔190的尺寸，可以进行质量减振器的重量调节。

如图3和4中所示，在减振器的另一端，减振器30基部包括锚固件200。锚固件200在此实施例中成三角形。锚固件200包括减振器端部220的两个成角度地设置的尖头210。所述尖头210用于装配到离合器齿轮上形成的接受件中。减振器30由钢材制成。减振器30也可以由其他材料制成，例如铝、不锈钢、聚合物、或者任何上述材料的结合。在此实施例中，减振器30是使用粉末冶金工艺形成。在减振器30上使用钻孔工艺形成孔190。本领域技术人员将会理解，质量减振器的其他成型技术也在本发明的保护范围内，包括但不限于，冲压、铣削、模铸、或者挤压。

如图5中所示，在离合器齿轮40上制成两个接受件230。接受件230用于装配质量减振器30上的尖头210。在此实施例中，接受件230是具有角度配置或圆角半径的U形径向凹槽，该角度配置或圆角半径在图5中标为θ。在图5的实施例中，θ约为30度。因此，在离合器齿轮40上形成的接受件230的弧度约为30度。在其他实施例中，接受件的弧度大于或者小于30度。如图所示，尖头210和接受件230用于在减振器30和离合器齿轮40之间形成密封连接。当减振器30***接受件230时，二者在例如图1中所示的离合器齿轮40的内圈50形成润滑剂封挡或者密封。

通过压入配合工艺将尖头210装配进接受件230。可以使用任何类型的压力应用，包括（例如）冲压、液压、压接工艺。因此，配置为降低啮合期间的啸叫的变速器离合器总成的制造方法包括：制成离合器组件（例如，图2中所示的离合器齿轮40）；将多个质量减振器（例如，图2中所示的30）压入配合到离合器组件，以将离合器组件在啮合期间的振动模式分割开。如所论述的，可以使用现代制造技术，包括铣削、冲压、模铸、车削、注入成型或焊接，来制成减振器。

压入配合工艺可以在离合器组件和质量减振器之间形成润滑剂封挡，接受件与质量减振器之间的连接在该处充分形成液封（例如图2中所示）。

现在参照图6，其中示出了用于实施到变速器离合器齿轮中的簧载质量减振器300的可选环境。图6中所示的质量减振器300具有设置在一端320的矩形簧载质块310。狭窄连接件330置于中间部分，其作为质块310与锚固件340之间的悬臂。锚固件340设置于减振器的另一端350。在此实施例中，锚固件340具有两部分。第一部分360是矩形部分。第二部分370相对于质量减振器300的中心轴A具有α的角度配置。在此实施例中α约为45°。在减振器300的末端350，锚固件340形成两个三角形尖头380。锚固件上的尖头也用于结合到形成在离合器齿轮上的相容接受件。

在此实施例中，质量减振器的尺寸为20mm x30mm。连接件约为1mm厚。在其他实施例中，质量减振器的尺寸和结构可以改变。

现在参照图7，其中示出了由曲线图400表示的不同离合器齿轮的某些示例性测试结果。y轴是离合器在啮合期间的位移。位移以毫米的形式测量。x轴是以赫兹表示的频率。线A表示取自其中未结合任何减振器的离合器齿轮的数据。由线A表示的轮彀边缘最大位移约为0.0007mm并且以578Hz的频率发生。此578Hz基线是离合器轮彀在啮合期间的振动曲线的振幅所处位置。

如图7所示，线B和C表示来自其中结合了簧载质量减振器的离合器轮彀（例如，在图2-3以及上述公开中所示）的测试数据。与无质量减振器的离合器齿轮的振幅相比，连接有簧载质量减振器的离合器齿轮的位移具有实质较小的振幅。如图7中所示，与线B和C相关的轮彀具有分割振动模式。双模式分割离合器轮彀的最大位移以避免与离合器共振耦合，并避免噪声不稳定性。线B的位移相对频率曲线的振幅（或最大值）约为0.0001mm。这发生在约585Hz。线C的位移相对频率曲线的振幅也约为0.0001mm。这发生在约569Hz。

如以上所阐明的，关于图2到4所论述的簧载质量减振器在至少两个方向上降低了不想要的振动。如下文论述的测试结果所证明的，簧载质量减振器也降低离合器总成中的转矩变化。现在参照表1，其中示出了对照离合器轮彀以及具有本教导的优势的轮彀的测试数据。在不同压力水平下测量变速器中每个离合器轮彀的转矩变化。在0.86MPa总压力下，有减振器的离合器轮彀比无减振器的离合器轮彀显示出显著降低的转矩变化（90Nm相比290Nm）。在0.99MPa对每个离合器轮彀取样。在此压力下，无减振器的轮彀经历550Nm的转矩变化，有减振器的离合器仅经历290Nm的转矩变化。在1.13MPa进行下一测量。无减振器的离合器轮彀经历850Nm的转矩变化，而有减振器的离合器轮彀经历730Nm的转矩变化。最后，在最高测试压力（1.26MPa）下，无减振器的离合器轮彀经历880Nm的转矩变化。有减振器的离合器轮彀仅经历290Nm的转矩变化。

表1：有和无减振器的离合器轮彀的测试结果

本发明所属技术领域的技术人员将意识到在权利要求的保护范围内实践本发明的各种替代设计和实施例。例如，不同类型的质量减振器可以附着到离合器组件，包括但是不限于集中质量减振器。并且，不同变速器组件可以受益于本发明所公开的减振和压入配合技术（例如，离合器活塞、其他离合器轮彀等等）。

Claims (10)

1.一种配置为降低啮合期间啸叫的变速器离合器总成的制造方法，其特征在于，包括：

制成离合器组件；以及

将多个质量减振器耦合到离合器组件，以将离合器组件在啮合期间的振动模式分割开。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，耦合包括将质量减振器压入配合到离合器组件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

在离合器组件和质量减振器之间形成润滑剂封挡。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，形成润滑剂封挡包括：

在离合器组件上制成接受件，以使质量减振器可以至少部分地装配到其中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，制成接受件包括在离合器组件上制成凹槽。

6.一种车辆变速器齿轮离合器组件，其特征在于，由以下工艺制成：

在离合器组件上制成第一接受件：以及

将质量减振器压入配合到凹槽。

7.根据权利要求6所述的离合器组件，其特征在于，进一步包括：

在离合器组件和质量减振器之间形成润滑剂封挡。

8.根据权利要求6所述的离合器组件，其特征在于，第一接受件是径向凹槽。

9.根据权利要求6所述的离合器组件，其特征在于，质量减振器是簧载质量减振器。

10.根据权利要求9所述的离合器组件，其特征在于，进一步包括：

在离合器组件上制成第二接受件；以及

其中质量减振器包括可装配到第一和第二接受件的多个尖头。

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