專利名稱：具有預定運行間隙的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及機動車變速箱離合器系統(tǒng)，尤其涉及一種用于保持優(yōu)選的離 合器片的運行間隙以使風阻損失最小并改進變速器換檔質(zhì)量的裝置。
背景技術：
動力換檔(Powershift)變速箱離合器一般應用于各種工作車輛。動力換檔 powershift變速箱離合器一般包括 一離合器鼓輪(驅動或被驅動件)，其具有一 可擴展的活塞運行流體箱或活塞腔； 一活塞，其靠著該活塞運行的活塞腔軸向可 移動地設置； 一同軸設置在該離合器鼓輪內(nèi)的離合器輪轂(驅動件)；及一離合器
片組，其設置在所述離合器鼓輪與離合器輪轂之間，且一端指向所述活塞。所述 離合器片組包括交替并置的第一和第二組離合器片。當向所述活塞腔注入加壓的 工作流體時，所述活塞被壓迫擠壓離合器片組，從而接合第一和第二組離合器片 及相應的離合器鼓輪和離合器輪轂。
為了從一前進齒輪速比換檔到另一齒輪速比， 一或多個與當前速比關聯(lián)的離 合片脫離接合或釋放(分離)，與此同時一或多個另外的不同的離合器片(將臨的) 通過把流體引入所述離合器片(也稱為離合器填補時間)，同一時間內(nèi)被分離的離 合器片內(nèi)的流體被釋放。離合器鼓輪和離合器輪轂在結合狀態(tài)下是一體的并能一 起旋轉。當從活塞腔給受壓的工作流體減壓時，活塞向后推，釋放離合器片組， 從而取消第一和第二組離合器片之間的接合。
離合器鼓和離合器輪轂在分離狀態(tài)下可以分別或單獨旋轉。將推動離合器從 分離位置到接合位置所花費的時間編程入控制邏輯以優(yōu)化車輛具有的變速器換檔 質(zhì)量。最優(yōu)情形是在分離的離合器片脫離接合時開始接合將臨的離合器片。因此， 當分離的離合器片應用的扭矩減少時，將臨的離合器片應用的扭矩增加。這種扭 矩的重疊使離合器片驟加壓力最小，并提供了齒輪間的更平滑變速。然而，困難 在于在離合器片接合和分離過程中由于固有和可改變的延時車輛正確重疊所述扭 矩的能力。
該換檔過程的一個危險是造成齒輪和離合器片的磨損或損壞。當一組離合器片分離而另一組接合時，趨向于發(fā)生滑移和磨損所述離合器片。具體而言，如果 所述兩個都同時接合，則可能在齒輪齒折斷時對變速箱造成嚴重損壞，或當離合 器片被迫作過度相對滑動時可能極度磨損離合器。或者，如果沒有齒輪折斷或離 合器片滑動，則在兩種齒輪速比同時接合可能使機動車驟停。
基于這個原因，在換檔時，離合器接合和分離的計時和同步至關重要。為了 準確地調(diào)整離合器接合和分離，必需確定離合器接合或分離花費的時間。 一個眾 所周知的方法就是要通過控制閥軟件復校過程進行調(diào)整。周期性地按需進行所述 復校過程，該復校過程能使控制軟件基于因離合器片磨損改變的離合器填補時間 調(diào)整計時，所述離合器片的磨損增加了活塞接合的行程時間。
通常經(jīng)過一段時間后，由于離合器片厚度減少或離合器片開始出現(xiàn)磨損，運 行間隙趨向增加。運行間隙也稱為脫離接合的行程距離，其實質(zhì)上是在系統(tǒng)失能 時所述離合器片間的間隙。 一些離合器片間的運行間隙在其失能狀態(tài)期間要求使 以下最小1)離合器片的摩擦，2)剎車盤的磨損，及3)由于剎車盤阻的發(fā)熱量 和低效率。此外，由于液壓流體從離合器片間小的間隙泄露，運行間隙不足增加 了風阻損失。
另外，過多運行間隙是不可取的，原因如下1)由于液壓離合器活塞移動 以充分離合器接合有延時，從而影響變速器換檔質(zhì)量；2)在最壞情況情形下(公 差積累)要求更多軸向空間以容納零部件；及3)這段額外的距離需要更多的液壓 流體，以移動液壓離合器活塞。
基于上述原因，包括優(yōu)化變速器換檔質(zhì)量的能力，控制離合器片組的總運行 間隙已成為該工業(yè)的需求，尤其是在離合器組件已在使用和離合器片由于使用而 磨損后。因此，非常需要提供一種離合器活塞牽引器系統(tǒng)，其可以自動維持"理想 的"運行間隙，而不論該系統(tǒng)已經(jīng)使用了多久。這將使設計師能夠優(yōu)化變速器換檔 質(zhì)量而無需進行大多數(shù)當今的動力換檔變速器必須進行的定期校正控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種簡化和改進的離合器活塞牽引器系統(tǒng)，其用來控制離合器 片的運行間隙，以使風阻損失最小并提高變速器換檔質(zhì)量。這種換擋質(zhì)量的改善, 在提高駕駛者的舒適程度方面是符合要求的；這種改善并降低了對動力傳送元件 的沖擊負荷；而且在車輛加速和減速過程中改變齒輪時降低輸送給離合器的能量。通常，離合器上的高負荷可能導致離合器盤相互打滑，甚至當離合器被接合時。 離合器活塞牽引器系統(tǒng)通過以適應所述盤磨損和優(yōu)化換檔質(zhì)量而補償額外的行程 距離來解決此問題。因此，省去定期地復校所述整個系統(tǒng)的必要。


在下列圖中進一步詳細的描述本發(fā)明的幾個實施例圖1是表示本發(fā)明實施例所述的動力換檔(powershift)變速箱離合器系統(tǒng)在 失能模式下的側面透視圖；圖2是表示圖1的動力換檔(powershift)變速箱離合器系統(tǒng)在供能模式下側視圖；圖3是表示圖1的動力換檔(powershift)變速箱離合器系統(tǒng)在失能模式下離合器活塞在一調(diào)整的位置的側面透視圖；圖4是表示另一實施例的離合器活塞牽引器系統(tǒng)在失能模式下的側面透視圖； 圖5是表示另一實施例的離合器活塞牽引器系統(tǒng)在供能模式下的側面透視圖。具體實施方案參考圖1，表示使用簡單離合器活塞牽引器系統(tǒng)的本發(fā)明的一實施例，所述離 合器活塞牽引器系統(tǒng)包含液壓離合器活塞2和套筒3,該套筒3被壓入配合在液壓 離合器活塞2缸筒上，以自動調(diào)整和定位套筒3以控制離合器運行間隙8至一預 先定量，不管離合器隔離片14和摩擦片15已累積了多大磨損。離合器殼16內(nèi)部是一壓入配合在液壓離合器活塞2缸筒上的套筒3，且二者 被成形為在正常操作時一起運轉并相互相對滑動以進行調(diào)整，以維護最優(yōu)的總運 行間隙8。此處的總運行間隙8是隔離片14和摩擦片15之間從8a至8n的各個 運行間隙的總和。當給離合器1供能時，如圖2，受壓的液壓流體13或離合器潤 滑油壓力13由控制閥19穿過離合器軸18上的潤滑油道9，并通過套筒3中的槽 12進入液壓離合器活塞2后面的活塞腔4。由于液壓離合器活塞2通過液壓流體 在活塞腔4內(nèi)軸向推動， 一軸向力被施于離合器隔離片14和摩擦片15，將離合 器隔離片14和摩擦片15壓在一起，從而使離合器隔離片14和摩擦片15相互摩 擦地接合。另一方面，壓入配合在液壓離合器活塞2缸筒上的套筒3將與液壓離 合器活塞2—起移動，并被制動器6和止動環(huán)7阻擋。由于所述受壓的液壓流體 13的液壓高于套筒3和液壓離合器活塞2之間的摩擦力，液壓離合器活塞2將在套筒3上滑動并繼續(xù)移動以占據(jù)離合器隔離片14和摩擦片15之間的剩余間隙， 從而完全接合離合器1。液壓離合器活塞2完全接合離合器隔離片14和摩擦片15 的行程越長，則將發(fā)生越多滑移。這是顯而易見的，因為液壓離合器活塞2連接 至套筒3且套筒3在被制動器6阻擋之前將只滑行一定距離。如果套筒3在離合 器隔離片14和摩擦片15被完全接合之前到達制動器6，則液壓離合器活塞2將 不得不繼續(xù)其行程或移動超越套筒3已停的地點。當離合器1失能時，如圖3，彈簧5以相反的軸向方向壓套筒3，直到套筒3 的末端21被推回靠著輪轂表面11 ，并達到預定的運行間隙8或預定的行程距離。 由于液壓離合器活塞2和套筒3壓入配合在一起，且所述二者間已發(fā)生位移，套 筒3將滑移回到離合器輪轂表面11，而活塞2將退回其最后滑移位置，不會返回 到離合器輪轂表面11 (即原來位置)。通過提供一活塞回縮系統(tǒng)，不論發(fā)生多少滑 移，活塞2將自動調(diào)整。 一旦此滑移發(fā)生，且離合器隔離片14和摩擦片15寬度 減小，其總的離合器運行間隙8將一直相同，因此離合器活塞2的行程距離將一 直相同。另一方面，套筒3將繼續(xù)軸向調(diào)整其相對于液壓離合器活塞2的位置且 在離合器腔殼4內(nèi)部，以維持預定的離合器片間的間隙。如果沒有這種自動調(diào)整 套筒上的活塞的特點以維持預定的運行間隙8，顯然有必要重校離合器系統(tǒng)。在一可選擇的實施例中，離合器殼內(nèi)彈簧安裝高度(圖4)與壓縮高度(圖5) 的差將用作預定的離合器運行間隙。具體而言，包括至少一個彈簧的彈簧系統(tǒng)5 被壓縮并形成一個實心件時，該壓縮的高度與安裝高度之間的差是預定的運行間 隙8。所述活塞牽引器系統(tǒng)將以如上所述的相同方式運行，其主要不同在于使用壓 縮彈簧作為確定總行程距離的基礎。以優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了描述，然而，應當理解的是，在不脫離所附 權利要求限制的本發(fā)明范圍內(nèi)可進行各種改變。
權利要求
1、一種動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其用于具有供能和失能位置的液壓操作的離合器，包括一具有一活塞腔的離合器殼；一液壓離合器活塞，其設置在所述活塞腔內(nèi)并在所述活塞腔內(nèi)軸向滑動，以接合同軸設置在所述活塞腔內(nèi)的一系列離合器隔離片和摩擦片；一受壓的液壓流體，其在所述活塞腔內(nèi)提供力以軸向推動所述液壓離合器活塞；一離合器鼓輪，其焊接在離合器殼上并具有圓柱狀主體和花鍵齒，以接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片；一離合器輪轂表面，其同軸地設置在所述離合器鼓輪內(nèi)并具有所述圓柱狀主體和花鍵齒，以接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片；一離合器片組，其可操作地設置在所述離合器鼓輪與所述離合器輪轂表面之間，并接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片；一制動器，其固定在所述離合器殼內(nèi)；一套筒，其被壓入配合在所述液壓離合器活塞上以調(diào)節(jié)和定位所述活塞，以控制預定的離合器運行間隙量，在所述離合器失能時所述離合器輪轂表面阻止所述套筒的軸向運動，在所述離合器被供能時所述制動器用作止擋以限制所述套筒的行程距離；一彈簧，其可操作地設置在所述制動器和所述離合器輪轂表面之間，在所述離合器失能時，該彈簧把所述套筒和活塞向所述離合器輪轂表面方向推動。
2、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述的系 列離合器隔離片和摩擦片磨損時，所述的系列離合器隔離片和摩擦片之間的距離 增加，且完全的離合器隔離片和摩擦片的接合需要的行程時間增加。
3、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述的系 列離合器隔離片和摩擦片從原有厚度減小到磨損后的厚度時，所述預定的運行間 隙不變。
4、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述套筒與所述液壓離合器活塞之間發(fā)生自動調(diào)整的滑移。
5、 如權利要求4所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述套筒與所述液壓離合器活塞之間的自動調(diào)整的滑移使所述離合器系統(tǒng)能夠保持一預定 的液壓離合器活塞行程距離。
6、 如權利要求l所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述液壓 離合器活塞在所述活塞腔內(nèi)軸向運動以接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片 時，所述預定的離合器運行間隙把所述液壓離合器活塞行程距離保持為一恒定值。
7、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述的系 列離合器隔離片和摩擦片在失能位置運行時，所述離合器隔離片和所述摩擦片之 間存在一間隙。
8、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于如果所述 離合器在失能位置，則所述彈簧把所述套筒和所述液壓離合器活塞向所述輪轂表 面方向軸向推動，直到所述套筒被所述輪轂表面阻止。
9、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述受壓 的液壓流體的所述力使所述液壓離合器活塞在所述套筒上滑動并在所述活塞腔內(nèi) 軸向移動，以占據(jù)所述的系列離合器隔離片和摩擦片之間的間隙。
10、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述液 壓離合器活塞上來自所述受壓的液壓流體的所述的力高于所述套筒與所述離合器 活塞之間摩擦力。
11、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于所述制 動器起止擋作用，在所述套筒接合該止擋后，所述活塞朝向所述的系列離合器隔 離片和摩擦片的行程過程中，所述活塞與所述套筒之間發(fā)生滑移。
12、 如權利要求1所述的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其特征在于在所述 液壓操作的離合器處在失能位置后，所述套管返回至所述輪轂表面。
13、 一種活塞牽引器系統(tǒng)，包括一離合器殼，其具有一液壓離合器活塞、 一系列離合器隔離片和摩擦片、一 設置在一活塞腔內(nèi)的受壓的液壓流體、 一離合器鼓輪、 一離合器輪轂面、 一離合 器片組、 一制動器及一彈簧系統(tǒng)；所述液壓離合器活塞設置在所述活塞腔內(nèi)并在所述活塞腔內(nèi)軸向滑動以接合同軸設置在所述活塞腔內(nèi)的一系列離合器隔離片和摩擦片，減少所述的系列離合 器隔離片和摩擦片之間的運行間隙；所述受壓的液壓流體保持在所述活塞腔內(nèi)，提供在所述活塞腔內(nèi)軸向推動所 述離合器活塞的力；所述離合器鼓輪焊接在離合器殼上并具有圓柱狀主體和花鍵齒，以接合所述 的系列離合器隔離片和摩擦片；所述離合器輪轂表面同軸地設置在所述離合器鼓輪內(nèi)并具有所述圓柱狀主體 和花鍵齒，以接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片；所述離合器片組可操作地設置在所述離合器鼓輪與所述離合器輪轂表面之 間，并接合所述的系列離合器隔離片和摩擦片；所述制動器固定在所述離合器殼內(nèi)；所述彈簧系統(tǒng)還包括至少一個彈簧，可操作地設置在所述制動器與所述套筒 之間并具有一壓縮高度和一安裝高度，其中所述壓縮高度與所述安裝高度的差提 供一預定的離合器運行間隙。
14、 如權利要求13所述的活塞牽引器系統(tǒng)，其特征在于所述彈簧系統(tǒng)在所 述壓縮高度被完全壓緊。
15、 如權利要求13所述的活塞牽引器系統(tǒng)，其特征在于所述液壓離合器活 塞的總行程被所述彈簧系統(tǒng)的壓縮高度軸向限制。
全文摘要
具有預定運行間隙的動力換檔變速箱離合器系統(tǒng)，其用以控制離合器片的運行間隙，以使風阻損失最小并提高變速換檔質(zhì)量。這種換擋質(zhì)量的改善有利于提高駕駛者的舒適程度并降低對動力傳送元件的沖擊負荷，而且在車輛加速和減速過程中改變齒輪時降低輸送給離合器的能量。所述離合器活塞牽引器系統(tǒng)能通過自動調(diào)整以適應所述離合器盤的磨損并優(yōu)化換檔質(zhì)量，同時補償額外的行程距離。因此，省去了定期地復校整個系統(tǒng)的必要。
文檔編號F16D25/08GK101315108SQ200810097630
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月22日 優(yōu)先權日2007年5月29日
發(fā)明者喬·R·格雷, 克雷格·R·艾克, 托馬斯·哈格·武 申請人:迪爾公司