专利名称：具有预定运行间隙的动力换档变速箱离合器系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及机动车变速箱离合器系统，尤其涉及一种用于保持优选的离 合器片的运行间隙以使风阻损失最小并改进变速器换档质量的装置。
背景技术：
动力换档(Powershift)变速箱离合器一般应用于各种工作车辆。动力换档 powershift变速箱离合器一般包括 一离合器鼓轮(驱动或被驱动件)，其具有一 可扩展的活塞运行流体箱或活塞腔； 一活塞，其靠着该活塞运行的活塞腔轴向可 移动地设置； 一同轴设置在该离合器鼓轮内的离合器轮毂(驱动件)；及一离合器
片组，其设置在所述离合器鼓轮与离合器轮毂之间，且一端指向所述活塞。所述 离合器片组包括交替并置的第一和第二组离合器片。当向所述活塞腔注入加压的 工作流体时，所述活塞被压迫挤压离合器片组，从而接合第一和第二组离合器片 及相应的离合器鼓轮和离合器轮毂。
为了从一前进齿轮速比换档到另一齿轮速比， 一或多个与当前速比关联的离 合片脱离接合或释放(分离)，与此同时一或多个另外的不同的离合器片(将临的) 通过把流体引入所述离合器片(也称为离合器填补时间)，同一时间内被分离的离 合器片内的流体被释放。离合器鼓轮和离合器轮毂在结合状态下是一体的并能一 起旋转。当从活塞腔给受压的工作流体减压时，活塞向后推，释放离合器片组， 从而取消第一和第二组离合器片之间的接合。
离合器鼓和离合器轮毂在分离状态下可以分别或单独旋转。将推动离合器从 分离位置到接合位置所花费的时间编程入控制逻辑以优化车辆具有的变速器换档 质量。最优情形是在分离的离合器片脱离接合时开始接合将临的离合器片。因此， 当分离的离合器片应用的扭矩减少时，将临的离合器片应用的扭矩增加。这种扭 矩的重叠使离合器片骤加压力最小，并提供了齿轮间的更平滑变速。然而，困难 在于在离合器片接合和分离过程中由于固有和可改变的延时车辆正确重叠所述扭 矩的能力。
该换档过程的一个危险是造成齿轮和离合器片的磨损或损坏。当一组离合器片分离而另一组接合时，趋向于发生滑移和磨损所述离合器片。具体而言，如果 所述两个都同时接合，则可能在齿轮齿折断时对变速箱造成严重损坏，或当离合 器片被迫作过度相对滑动时可能极度磨损离合器。或者，如果没有齿轮折断或离 合器片滑动，则在两种齿轮速比同时接合可能使机动车骤停。
基于这个原因，在换档时，离合器接合和分离的计时和同步至关重要。为了 准确地调整离合器接合和分离，必需确定离合器接合或分离花费的时间。 一个众 所周知的方法就是要通过控制阀软件复校过程进行调整。周期性地按需进行所述 复校过程，该复校过程能使控制软件基于因离合器片磨损改变的离合器填补时间 调整计时，所述离合器片的磨损增加了活塞接合的行程时间。
通常经过一段时间后，由于离合器片厚度减少或离合器片开始出现磨损，运 行间隙趋向增加。运行间隙也称为脱离接合的行程距离，其实质上是在系统失能 时所述离合器片间的间隙。 一些离合器片间的运行间隙在其失能状态期间要求使 以下最小1)离合器片的摩擦，2)刹车盘的磨损，及3)由于刹车盘阻的发热量 和低效率。此外，由于液压流体从离合器片间小的间隙泄露，运行间隙不足增加 了风阻损失。
另外，过多运行间隙是不可取的，原因如下1)由于液压离合器活塞移动 以充分离合器接合有延时，从而影响变速器换档质量；2)在最坏情况情形下(公 差积累)要求更多轴向空间以容纳零部件；及3)这段额外的距离需要更多的液压 流体，以移动液压离合器活塞。
基于上述原因，包括优化变速器换档质量的能力，控制离合器片组的总运行 间隙已成为该工业的需求，尤其是在离合器组件已在使用和离合器片由于使用而 磨损后。因此，非常需要提供一种离合器活塞牵引器系统，其可以自动维持"理想 的"运行间隙，而不论该系统已经使用了多久。这将使设计师能够优化变速器换档 质量而无需进行大多数当今的动力换档变速器必须进行的定期校正控制。
发明内容
本发明提供了一种简化和改进的离合器活塞牵引器系统，其用来控制离合器 片的运行间隙，以使风阻损失最小并提高变速器换档质量。这种换挡质量的改善, 在提高驾驶者的舒适程度方面是符合要求的；这种改善并降低了对动力传送元件 的冲击负荷；而且在车辆加速和减速过程中改变齿轮时降低输送给离合器的能量。通常，离合器上的高负荷可能导致离合器盘相互打滑，甚至当离合器被接合时。 离合器活塞牵引器系统通过以适应所述盘磨损和优化换档质量而补偿额外的行程 距离来解决此问题。因此，省去定期地复校所述整个系统的必要。
在下列图中进一步详细的描述本发明的几个实施例图1是表示本发明实施例所述的动力换档(powershift)变速箱离合器系统在 失能模式下的侧面透视图；图2是表示图1的动力换档(powershift)变速箱离合器系统在供能模式下侧视图；图3是表示图1的动力换档(powershift)变速箱离合器系统在失能模式下离合器活塞在一调整的位置的侧面透视图；图4是表示另一实施例的离合器活塞牵引器系统在失能模式下的侧面透视图； 图5是表示另一实施例的离合器活塞牵引器系统在供能模式下的侧面透视图。具体实施方案参考图1，表示使用简单离合器活塞牵引器系统的本发明的一实施例，所述离 合器活塞牵引器系统包含液压离合器活塞2和套筒3,该套筒3被压入配合在液压 离合器活塞2缸筒上，以自动调整和定位套筒3以控制离合器运行间隙8至一预 先定量，不管离合器隔离片14和摩擦片15已累积了多大磨损。离合器壳16内部是一压入配合在液压离合器活塞2缸筒上的套筒3，且二者 被成形为在正常操作时一起运转并相互相对滑动以进行调整，以维护最优的总运 行间隙8。此处的总运行间隙8是隔离片14和摩擦片15之间从8a至8n的各个 运行间隙的总和。当给离合器1供能时，如图2，受压的液压流体13或离合器润 滑油压力13由控制阀19穿过离合器轴18上的润滑油道9，并通过套筒3中的槽 12进入液压离合器活塞2后面的活塞腔4。由于液压离合器活塞2通过液压流体 在活塞腔4内轴向推动， 一轴向力被施于离合器隔离片14和摩擦片15，将离合 器隔离片14和摩擦片15压在一起，从而使离合器隔离片14和摩擦片15相互摩 擦地接合。另一方面，压入配合在液压离合器活塞2缸筒上的套筒3将与液压离 合器活塞2—起移动，并被制动器6和止动环7阻挡。由于所述受压的液压流体 13的液压高于套筒3和液压离合器活塞2之间的摩擦力，液压离合器活塞2将在套筒3上滑动并继续移动以占据离合器隔离片14和摩擦片15之间的剩余间隙， 从而完全接合离合器1。液压离合器活塞2完全接合离合器隔离片14和摩擦片15 的行程越长，则将发生越多滑移。这是显而易见的，因为液压离合器活塞2连接 至套筒3且套筒3在被制动器6阻挡之前将只滑行一定距离。如果套筒3在离合 器隔离片14和摩擦片15被完全接合之前到达制动器6，则液压离合器活塞2将 不得不继续其行程或移动超越套筒3已停的地点。当离合器1失能时，如图3，弹簧5以相反的轴向方向压套筒3，直到套筒3 的末端21被推回靠着轮毂表面11 ，并达到预定的运行间隙8或预定的行程距离。 由于液压离合器活塞2和套筒3压入配合在一起，且所述二者间已发生位移，套 筒3将滑移回到离合器轮毂表面11，而活塞2将退回其最后滑移位置，不会返回 到离合器轮毂表面11 (即原来位置)。通过提供一活塞回縮系统，不论发生多少滑 移，活塞2将自动调整。 一旦此滑移发生，且离合器隔离片14和摩擦片15宽度 减小，其总的离合器运行间隙8将一直相同，因此离合器活塞2的行程距离将一 直相同。另一方面，套筒3将继续轴向调整其相对于液压离合器活塞2的位置且 在离合器腔壳4内部，以维持预定的离合器片间的间隙。如果没有这种自动调整 套筒上的活塞的特点以维持预定的运行间隙8，显然有必要重校离合器系统。在一可选择的实施例中，离合器壳内弹簧安装高度(图4)与压縮高度(图5) 的差将用作预定的离合器运行间隙。具体而言，包括至少一个弹簧的弹簧系统5 被压縮并形成一个实心件时，该压縮的高度与安装高度之间的差是预定的运行间 隙8。所述活塞牵引器系统将以如上所述的相同方式运行，其主要不同在于使用压 縮弹簧作为确定总行程距离的基础。以优选的实施例对本发明进行了描述，然而，应当理解的是，在不脱离所附 权利要求限制的本发明范围内可进行各种改变。
权利要求
1、一种动力换档变速箱离合器系统，其用于具有供能和失能位置的液压操作的离合器，包括一具有一活塞腔的离合器壳；一液压离合器活塞，其设置在所述活塞腔内并在所述活塞腔内轴向滑动，以接合同轴设置在所述活塞腔内的一系列离合器隔离片和摩擦片；一受压的液压流体，其在所述活塞腔内提供力以轴向推动所述液压离合器活塞；一离合器鼓轮，其焊接在离合器壳上并具有圆柱状主体和花键齿，以接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片；一离合器轮毂表面，其同轴地设置在所述离合器鼓轮内并具有所述圆柱状主体和花键齿，以接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片；一离合器片组，其可操作地设置在所述离合器鼓轮与所述离合器轮毂表面之间，并接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片；一制动器，其固定在所述离合器壳内；一套筒，其被压入配合在所述液压离合器活塞上以调节和定位所述活塞，以控制预定的离合器运行间隙量，在所述离合器失能时所述离合器轮毂表面阻止所述套筒的轴向运动，在所述离合器被供能时所述制动器用作止挡以限制所述套筒的行程距离；一弹簧，其可操作地设置在所述制动器和所述离合器轮毂表面之间，在所述离合器失能时，该弹簧把所述套筒和活塞向所述离合器轮毂表面方向推动。
2、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述的系 列离合器隔离片和摩擦片磨损时，所述的系列离合器隔离片和摩擦片之间的距离 增加，且完全的离合器隔离片和摩擦片的接合需要的行程时间增加。
3、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述的系 列离合器隔离片和摩擦片从原有厚度减小到磨损后的厚度时，所述预定的运行间 隙不变。
4、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述套筒与所述液压离合器活塞之间发生自动调整的滑移。
5、 如权利要求4所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述套筒与所述液压离合器活塞之间的自动调整的滑移使所述离合器系统能够保持一预定 的液压离合器活塞行程距离。
6、 如权利要求l所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述液压 离合器活塞在所述活塞腔内轴向运动以接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片 时，所述预定的离合器运行间隙把所述液压离合器活塞行程距离保持为一恒定值。
7、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述的系 列离合器隔离片和摩擦片在失能位置运行时，所述离合器隔离片和所述摩擦片之 间存在一间隙。
8、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于如果所述 离合器在失能位置，则所述弹簧把所述套筒和所述液压离合器活塞向所述轮毂表 面方向轴向推动，直到所述套筒被所述轮毂表面阻止。
9、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述受压 的液压流体的所述力使所述液压离合器活塞在所述套筒上滑动并在所述活塞腔内 轴向移动，以占据所述的系列离合器隔离片和摩擦片之间的间隙。
10、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述液 压离合器活塞上来自所述受压的液压流体的所述的力高于所述套筒与所述离合器 活塞之间摩擦力。
11、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于所述制 动器起止挡作用，在所述套筒接合该止挡后，所述活塞朝向所述的系列离合器隔 离片和摩擦片的行程过程中，所述活塞与所述套筒之间发生滑移。
12、 如权利要求1所述的动力换档变速箱离合器系统，其特征在于在所述 液压操作的离合器处在失能位置后，所述套管返回至所述轮毂表面。
13、 一种活塞牵引器系统，包括一离合器壳，其具有一液压离合器活塞、 一系列离合器隔离片和摩擦片、一 设置在一活塞腔内的受压的液压流体、 一离合器鼓轮、 一离合器轮毂面、 一离合 器片组、 一制动器及一弹簧系统；所述液压离合器活塞设置在所述活塞腔内并在所述活塞腔内轴向滑动以接合同轴设置在所述活塞腔内的一系列离合器隔离片和摩擦片，减少所述的系列离合 器隔离片和摩擦片之间的运行间隙；所述受压的液压流体保持在所述活塞腔内，提供在所述活塞腔内轴向推动所 述离合器活塞的力；所述离合器鼓轮焊接在离合器壳上并具有圆柱状主体和花键齿，以接合所述 的系列离合器隔离片和摩擦片；所述离合器轮毂表面同轴地设置在所述离合器鼓轮内并具有所述圆柱状主体 和花键齿，以接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片；所述离合器片组可操作地设置在所述离合器鼓轮与所述离合器轮毂表面之 间，并接合所述的系列离合器隔离片和摩擦片；所述制动器固定在所述离合器壳内；所述弹簧系统还包括至少一个弹簧，可操作地设置在所述制动器与所述套筒 之间并具有一压縮高度和一安装高度，其中所述压縮高度与所述安装高度的差提 供一预定的离合器运行间隙。
14、 如权利要求13所述的活塞牵引器系统，其特征在于所述弹簧系统在所 述压縮高度被完全压紧。
15、 如权利要求13所述的活塞牵引器系统，其特征在于所述液压离合器活 塞的总行程被所述弹簧系统的压縮高度轴向限制。
全文摘要
具有预定运行间隙的动力换档变速箱离合器系统，其用以控制离合器片的运行间隙，以使风阻损失最小并提高变速换档质量。这种换挡质量的改善有利于提高驾驶者的舒适程度并降低对动力传送元件的冲击负荷，而且在车辆加速和减速过程中改变齿轮时降低输送给离合器的能量。所述离合器活塞牵引器系统能通过自动调整以适应所述离合器盘的磨损并优化换档质量，同时补偿额外的行程距离。因此，省去了定期地复校整个系统的必要。
文档编号F16D25/08GK101315108SQ200810097630
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月22日 优先权日2007年5月29日
发明者乔·R·格雷, 克雷格·R·艾克, 托马斯·哈格·武 申请人:迪尔公司