该公开涉及作业车辆，更具体而言，涉及作业车辆变速器及其断开设备控制装置。
背景技术：
诸如在农业、建筑、林业、采矿和其它行业中的那些作业车辆之类的所有类型的作业车辆都包括变速器装置，以改变从作业车辆的动力源(例如，柴油发动机)施加至各种部件(例如，驱动车轮)的速度和扭矩。这种变速器可以包括用于使齿轮比产生变化的各种装置。经常，变速器可以包括通过断开装置选择性地联接至一个或多个旋转轴的多个齿轮，这些断开装置由各种机械、电动、液压或电液机构驱动。例如，电液控制阀可以用来向将相关齿轮与轴选择地接合或分离的各种离合器或同步器供应液压压力。将控制压力和冷却及润滑流体引导至断开装置虽然是必要的但是却会使变速器的制造和组装复杂化。
技术实现要素：
提供该发明内容是为了引入一系列概念，下面在具体实施方式和附图中将进一步描述这些概念。该发明内容并不是为了识别所附权利要求的关键或实质性特征，也不是为了帮助确定所附权利要求的范围。
在一个方面中，该公开提供了一种用于作业车辆变速器的断开装置控制组件。该组件包括轴，该轴具有延伸穿过所述变速器的壳体的旋转轴线。断开装置被安装成与所述轴一起围绕所述旋转轴线共同旋转并且具有分离状态和接合状态。齿轮由所述轴承载以围绕所述旋转轴线旋转。所述齿轮与所述断开装置相互作用以在所述断开装置的分离状态下相对于所述轴旋转，并且在所述断开装置的接合状态下与所述轴共同旋转。歧管由所述轴承载并且相对于所述旋转轴线抗旋转地固定。所述歧管限定被构造成将流动引导至所述断开装置的多个流动通路。所述歧管具有在轴颈接口处接合所述轴的内周，所述轴颈接口限定一流动通路，用于将流动从所述歧管的所述流动通路中的至少一个流动通路传送至所述断开装置。
本公开的另一个方面提供了一种用于变速器的离合器控制组件。该离合器控制组件包括轴，该轴具有延伸穿过所述变速器的壳体的旋转轴线。离合器被安装成与所述轴一起围绕所述旋转轴线共同旋转。所述离合器具有可移动到分离状态和接合状态的致动活塞和摩擦组。齿轮由所述轴承载以围绕所述旋转轴线旋转。所述齿轮与所述离合器相互作用以在所述离合器的分离状态下相对于所述轴旋转，并且在所述离合器的接合状态下与所述轴共同旋转。歧管由所述轴承载并且相对于所述旋转轴线抗旋转地固定。所述歧管限定被构造成将流动引导至所述离合器的多个流动通路。所述歧管具有在轴颈接口处接合所述轴的内周，所述轴颈接口限定一流动通路，用于将流动从所述歧管的所述流动通路中的至少一个流动通路传送至所述离合器。所述歧管的流动通路包括离合器控制通路和离合器润滑通路。所述离合器控制通路被构造成将相对高压流动引导至所述致动活塞的上游侧。所述离合器润滑通路被构造成将相对低压流动引导至所述轴颈接口并由此引导至所述致动活塞的下游侧。
本公开的另一个方面提供了一种用于作业车辆的变速器，该变速器具有：变速器壳体；变速器轴，该变速器轴被安装至所述壳体以围绕旋转轴线旋转；齿轮，所述齿轮由所述轴承载以围绕所述旋转轴线旋转；以及离合器控制组件。该离合器控制组件包括离合器和歧管。该离合器被安装成与所述轴一起围绕所述旋转轴线共同旋转，并且具有所述齿轮相对于所述轴旋转的分离状态和所述齿轮与所述轴共同旋转的接合状态。所述歧管由所述轴承载并且相对于所述旋转轴线抗旋转地固定。所述歧管限定被构造成将流动引导至所述离合器的多个流动通路。所述歧管具有在轴颈接口处接合所述轴的内周，所述轴颈接口限定一流动通路，用于将流动从所述歧管的所述流动通路中的至少一个流动通路传送至所述离合器。
附图说明
将在下面的附图和描述中阐述一个或多个实施方式的细节。从该描述、附图和权利要求，其它特征和优点将变得更清楚。
图1是具有变速器的采取农业拖拉机形式的示例作业车辆的侧视图，该变速器具有根据本公开的断开装置控制组件；
图2是示出了容纳在用于图1的作业车辆的变速器的壳体中的示例断开装置控制组件的立体图；
图3是图2的局部立体图，示出了从变速器壳体分解出来的歧管防旋转托架；
图4是独立的示例断开装置控制组件的立体图；
图5是沿着图4的线5-5截取的放大剖视图，详细示出了用于歧管的销槽防旋转装置；
图6是示例性歧管的立体图；
图7是沿着如图4的线7-7截取的剖视图图，示出了图6的歧管的流动通路；
图8是沿着图7的线8-8截取的局部剖视图，示出了示例控制压力流动路径；
图9是沿着图7的线9-9截取的局部剖视图，示出了示例润滑流体流动路径；以及
图10是用于与示例断开装置控制组件一起使用的示例变速器轴的局部立体图。
在各种附图中相同附图标记表示相同元件。
具体实施方式
下面描述如在以上简要描述的图的附图中所示的用于作业车辆的断开装置控制组件的一个或多个示例实施方式。本领域技术人员可以想到这些示例实施方式的各种修改。
如这里使用的，除非另有限定或修改，具有被连词(例如，“和”)分开并且后面还有短语“……中的一个或多个”或“……中的至少一个”的元件的列举表示潜在地包括该列举的单独元件或者其任何组合的构造或布置。例如，“a、b和c中的至少一个”或“a、b和c中的一个或多个”表示可能只有a、只有b、只有c或a、b和c中的两个或更多个的组合(例如，a和b；b和c；a和c；或a、b和c)。
此外，在详细描述该公开时，可能使用方向术语，诸如“向前”、“后”、“前”、“背”、“横向”、“水平”和“竖直”。这些术语是至少部分地相对于作业车辆或器具在使用期间行进的方向限定的。术语“向前”及缩写术语(及任何派生词和变体)是指对应于作业车辆行进方向的方向，而术语“向后”(及派生词和变体)是指相反方向。术语“前后轴线”还可以指在前后方向上延伸的轴线。比较而言，术语“横向轴线”可以指垂直于前后轴线并在水平平面内延伸的轴线。该水平平面即为包含前后轴线和横向轴线的平面。如这里出现的术语“在...上方”、“在...下方”和“竖直”是指正交于包含前后轴线和横向轴线的水平平面的轴线或方向。另外，如这里使用的术语“轴向”是指大体平行于部件或多个部件的旋转轴线、对称轴线或中心线的方向。例如，在具体中心线和相对圆形端部的部件中，“轴向”方向可以指在相对端部之间大体平行于中心线延伸的方向。在某些情况下，可以针对不是圆柱形(或在以其它方式不是径向对称)的部件使用术语“轴向”。例如，对于容纳旋转轴的矩形壳体来说，“轴向”方向可以看做是大体平行于轴的旋转轴线的方向。另外，如这里使用的术语“径向”可以指部件相对于从共享中心线、轴线或类似基准垂直地向外延伸的直线的方向或关系。例如，两个同心且轴向重叠的圆柱形部件可以看作是在这些部件的轴向重叠的部分上“径向”对齐，但是在这些部件的不轴向重叠的部分上不“径向”对齐。在某些情况下，尽管一个或两个部件可能不重叠或者可能不是圆柱形(或以其它方式不是径向对称)，也可以将这些部件看作“径向”间隔开。
某些传统的变速器装置使用液压压力润滑和冷却运动部件并且控制变速器的一个或多个操作，适当地控制齿轮与旋转轴的连接和断开。液压压力或者被施加至诸如离合器和同步器之类的各种断开部件，或者从这些断开部件切断，以移动选定齿轮接合旋转轴或脱离旋转轴，并由此与轴共同旋转或保持静止或者相对于轴旋转。某些传统的变速器装置可能通过轴以密封方式将液压压力引导至断开装置，这可能需要复杂的制造和组装过程来完成这种引导。其它变速器装置可能使用歧管来分配液压压力。然而，在这种情况下，歧管以固定连接安装至变速器壳体，由此需要特殊安装结构并且降低了在其它车辆平台中容易地使用控制组件的能力。
下面将描述所公开的如在附图中所示的用于变速器断开装置的控制组件的一个或多个示例实现。与传统系统相比，所公开的控制组件、其操作方法、制造和组装提供了许多优点。
所公开的断开装置控制系统包括用于将液压压力从车辆液压系统的一个或多个控制阀引导至一个或多个断开装置的歧管。在某些情况下，该歧管以浮动连接方式联接至该系统，从而允许歧管相对于变速器轴进行相对(例如轴向)运动。歧管可以通过可以经由托架联接至变速器壳体的销槽装置而防止旋转。该托架以及销槽装置可以布置在歧管的上方或布置在歧管的顶侧处，并且槽的长尺寸大体平行于轴的旋转轴线延伸。
在某些实施方式中，歧管可以被安装成使其重量不由壳体或任何连接特征(例如，托架)支撑。相反，歧管可以借助于轴相对于歧管旋转的轴颈接口由轴支撑。如上所述，歧管可以通过销槽及托架装置而防止旋转，并且能够在系统的各种约束(例如，尺寸公差、部件的存在等等)内轴向地和/或径向地浮动。轴安装式布置避免了对更坚固安装硬件支撑歧管的需要，并且与浮动连接一起还避免了将歧管相对于变速器壳体的物理安装位置固定。结果，所公开的控制组件歧管的各种部件(例如，歧管和断开装置)可以容易地在各种变速器或车辆平台中使用。
在某些实施方式中，歧管将多个压力引导至一个断开装置，而在其它实施方式中，一个或多个压力被引导至多个断开装置。例如，歧管可以将相对高压控制压力的单独流动流引导至一个或多个断开装置中的每个断开装置。歧管还可以将单独流动流或相对低压润滑/冷却流体的组合流动流引导至多个断开装置。该断开装置或多个断开装置可以是借助液压压力使一个或多个齿轮与轴联接或分离的任何适当结构，包括各种带叉或无叉的液压同步器以及各种离合器装置，例如下面描述的湿式摩擦盘离合器装置。
现在参照附图，所公开的断开装置控制组件可以在包括诸如图1中所示的农业拖拉机的各种作业车辆的环境下使用。在这方面，尽管这里作为示例作业车辆图示并描述了拖拉机，但是本领域技术人员将认识到，所公开的装置的原理可以适应于在其它类型的作业车辆中使用，所述其它类型的作业车辆例如包括各种其它农业机械以及在建筑、林业、采矿或其它行业中使用的其它车辆或固定机器。这样，本公开不应该局限于与拖拉机或所示并描述的具体示例拖拉机相关联的应用。
如图1所示，作业车辆20包括车辆框架22。在车辆框架22上支撑有向变速器26供应动力的推进源24。在一个示例中，推进源24是由发动机控制模块控制的内燃发动机如柴油发动机。应该指出，可以设置其它推进形式，诸如燃料电池、电动马达、混合式气电动力设备等。变速器26将动力从发动机传输至与作业车辆20的一个或多个从动车轮28联接的适当的传动系统，以使作业车辆20能够在地面上行进。作业车辆20包括电液系统，该电液系统具有由一个或多个控制器34操作以控制变速器26的操作模式的一个或多个液压泵30和电液控制阀32。与变速器(例如，当前驱动模式或齿轮)或其它车辆系统有关的信息可以经由驾驶室38内的操作员接口36(例如，显示屏)传递给操作员。
现在参照图2和图3，变速器26可以包括用于使作业车辆20向前和向后运动的一个或多个齿轮，包括多个向前速度齿轮，诸如齿轮40、42、44、46，每个齿轮具有不同的直径和/或齿数，因此提供不同的齿轮比，以便以各种速度推进作业车辆20。为了在齿轮之间诸如在齿轮40、42、44、46之间转换，变速器26包括控制组件48，该控制组件48包括一个或多个断开装置，在图示示例中，所述断开装置包括轴向地布置在齿轮40、42、44、46之间的四个湿式摩擦离合器50、52、54、56，所有离合器都可以与变速器轴60旋转所围绕的旋转轴线r同心。变速器轴60、齿轮40、42、44、46、控制组件48和离合器50、52、54、56均布置在变速器壳体62中，并且被构造成如现有技术那样通过齿轮40、42、44、46中的一个齿轮与一个或多个其它轴(例如，空转轴、配对轴和输出轴)的一个或多个齿轮的选择性接合而从发动机接收并传输动力。
齿轮40、42、44、46可以直接安装至轴60的光滑区段或者各种衬套或轴环上，从而轴60可以相对于齿轮40、42、44、46旋转，直到齿轮40、42、44、46中的选定的一个齿轮与离合器50、52、54、56中的一个离合器接合。离合器50、52、54、56可以不同地构造或者如在图示示例中基本相同地构造成其中每个离合器50、52、54、56安装至轴60以总是围绕旋转轴线r共同旋转。为了简单起见，这里将仅详细描述离合器50、52、54、56中的一个离合器，即，离合器50。然而，将理解，如下或类似描述将适合于其它离合器52、54、56，并且所有离合器50、52、54、56都液压地操作以通过(借助于液压泵30和控制阀32)向每个离合器50、52、54、56的致动活塞并由此向摩擦组施加液压控制压力而使相关的齿轮40、42、44、46与轴60接合或分离(或者二者)。
另外参照图8至图10，离合器50包括离合器毂70或类似物，该离合器毂70安装至轴60以借助于轴60和离合器毂70的配合花键72或借助于其它配合齿形区段或多个侧面区段而总是共同旋转。这样，发动机扭矩通过轴60和离合器50的离合器毂70施加，并且在接合时被施加至齿轮40。离合器毂70形成用于环状致动活塞76的活塞腔室，在图示示例中，该环状致动活塞76被复位弹簧或弹簧组78(例如，一个或多个盘形弹簧)偏压至分离状态。离合器毂70安装离合器鼓74，离合器鼓74容纳由交错的分离板80(这些分离板花键连接至离合器鼓74的内周)和摩擦盘82(这些摩擦盘花键连接至齿轮40的轴环84的外周)制成的摩擦组。离合器鼓74的开口轴向端部由环状端板86(该环状端板也花键连接至离合器鼓74的内周)封闭并由保持环88(例如，卡合环)固定。离合器50通过在离合器毂70的一个轴向侧安装至轴60的另一个保持环90(例如，卡合环)并通过位于离合器毂70的另一个轴向侧的齿轮40(在某些情况下利用位于齿轮40和离合器50之间的止推垫圈92)而轴向定位。齿轮40通过抵靠轴60的径向台肩而定位。如下面将描述的，向致动活塞76施加控制压力使该致动活塞76克服复位弹簧78移动(在图8中向左)，并且致使分离板80压靠摩擦盘82和端板86，直到齿轮40联接至离合器50。在离合器50的该接合状态下，齿轮40将与轴60一起围绕旋转轴线r共同旋转。减少或消除致动活塞76的控制压力允许复位弹簧78将致动活塞76移动到分离状态，在该分离状态下，齿轮40从轴60分离并且相对于轴60旋转。已经详细地描述了图示的离合器，但需要指出，可以与所公开的控制组件一起使用与这里示出并描述不同的离合器构造和断开装置。
液压压力经由一个或多个歧管诸如图示示例中的歧管98、100施加至离合器50、52、54、56。歧管98和100可以直接联接至车辆液压系统，或者通过连接至控制阀32的端口(未示出)的一个或多个跨接管(jumpertube)102(参见图2)连接至车辆液压系统。歧管98、100可以不同或者如图所示具有相同构造。为了简单起见，将仅仅描述歧管98，不过将理解，所描述的构造和操作也适合于歧管100(尽管其属于齿轮44、46和离合器54、56)。
现在还参照图6和图7，示例歧管98具有两个部分，包括内部套筒104和主体106。主体106包括：桶状区段108，内部套筒104(例如，通过压配合)固定地连接在该桶状区段108中；和直立区段110，该直立区段110限定流动通路112、114、116的一部分。在主体106的直立区段110的顶部处是槽118，该槽118使其长尺寸在歧管98安装至轴60时与旋转轴线r对齐(例如，与旋转轴线r平行)。主体106的桶状区段108具有周向带凹槽的外周，包括两个流动沟槽120、122，每个流动沟槽的轴向两侧都是两个密封凹槽。流动沟槽120、122均具有向内部套筒104特别是向其中的两个凹窝或空腔开口的周向槽124、126，图8中示出了一个空腔128。流动通路112、114、116包括两个相对高压控制压力通路112、114以及一个相对低压润滑/冷却流动通路116。
歧管98可以用来将一个或多个压力流引导至一个或多个离合器，诸如图示示例中的离合器50、52，在这种情况下，歧管98轴向地在离合器50、52之间安装至轴60，而歧管100轴向地在离合器54、56之间安装至轴60。这样，歧管98、100可以被认为是双歧管或双向歧管，这是因为它们都用来控制两个离合器并由此控制两个齿轮。
由于歧管98、100直接安装至旋转轴60，并因而将倾向于相对于轴60共同旋转或以其它方式旋转，因此使用防旋转装置固定每个歧管98、100的旋转取向。另参见图2至图3和图5至图6，关于歧管98，示例防旋转装置包括安装至托架132的自由端(例如，借助于压配合到该自由端的开口内)的销130，该托架132(例如，借助于螺栓)以悬臂方式连接至变速器壳体62。销130的下端的尺寸大小和定位被设置成装配到位于主体106的直立区段110的顶部处的槽118内。如以上指出的，槽118的长尺寸在歧管98安装至轴60时与旋转轴线r大体对齐(例如，平行)。由于与变速器壳体62的唯一联接，销130槽118装置赋予歧管98“浮动”连接，从而允许歧管98相对于轴60在系统的各种约束(例如，在歧管98的每个轴向侧安装至轴60的保持环90和止推垫圈92)内进行轴向和径向运动。销130和托架132均竖直地位于歧管98上方，其中槽118向上开口，因此不向歧管98施加任何向上径向支撑力，并且就此而言由于销130的下端与槽118的底板间隔开而也不向歧管98施加向下径向力。此外，也不向歧管98施加轴向力，而是仅仅向歧管98施加角向(例如，顺时针或逆时针)反作用力，从而具有抵消来自于轴60的旋转的旋转力所需的取向和幅度，以维持歧管98基本固定的角度取向。
用于每个歧管98、100的重量的支撑力由轴60提供，这样，它们的重量不是由变速器壳体62或任何连接特征(例如，托架132)直接支撑，并且如果轴60支撑在别处，则歧管98、100可以不由变速器壳体62支撑。歧管98、100借助于轴颈接口(包括用于歧管98的轴颈接口140)安装至轴60，在该轴颈接口处，轴60相对于歧管98、100旋转。轴装式连接(shaft-mountedconnection)避免了对支撑歧管98、100的更坚固安装硬件的需要，并且与浮动连接一起还避免将歧管98、100的物理安装位置相对于变速器壳体62固定。结果，可以在各种变速器或车辆平台中容易地采用各种部件(例如，歧管98、100和离合器50、52、54、56)。
再次参照图8至图10，对于歧管98，轴颈接口140部分地由歧管98特别是内部套筒104的内周以及轴60的带花键的外周来限定。内部套筒104的内周围绕轴花键72的径向最外表面轴接。在没有液压压力的情况下，这些表面将物理配合，并且提供供轴60在支撑歧管98的同时旋转的轴承表面。当充分地加压时，在具有足够的径向间隙和公差的情况下，液压流体可以在轴60旋转并支撑歧管98时提供用于支承歧管98的流体动力层或轴承。另外，轴颈接口140限定了用于液压流体的一个或多个流动通路，包括在花键72之间位于轴60的外周的凹入凹槽处限定的流动通路，以及在形成在轴60的外周中的周向沟槽即轴向间隔开的周向沟槽150、152、145处限定的流动通路。周向沟槽150、152、154和花键凹槽位于轴颈接口140处的部分形成了歧管98的流动网络的一部分，对于图示示例，则如现在将描述的那样形成了通向离合器50、52的相对低压润滑/冷却流动通路。
在图8中通过箭头c示出了用于离合器50的控制压力流动路径。具体地说，相对高压流体被引导到歧管98的主体106中的流动通路114，并且被引导到歧管98的内部套筒104中的空腔128。从空腔128，压力被引导至槽124并在歧管98的主体106的筒状区段108的外周处进入流动沟槽120。加压流体然后离开歧管98并通过离合器毂70中的一个或多个大体径向控制端口160，在此处，加压流体到达致动活塞76的上游侧。相对高压将克服复位弹簧78(和残余流体)的力而使致动活塞76移动，并且使离合器50将齿轮40与轴60接合。在凹槽中安置有各种密封件以将活塞腔室的上游压力侧以及歧管98和离合器毂70之间的接口密封。尽管没有示出，但是应该理解，歧管98以参照图8示出并描述的类似方式提供控制压力引导。
在图9中通过箭头l示出了用于离合器50的润滑/冷却压力流动路径。具体地说，相对低压流体被引导至歧管98的主体106中的流动通路116，并被引导通过歧管98的内部套筒104中的开口162。加压流体然后离开歧管98而传送至轴颈接口140，具体地说，在径向和周向方向上传送至轴60中的沟槽152内，轴向地通过花键72之间的凹槽并通过轴60中的沟槽150和154。加压流体从此处经过位于内部套筒104的轴向端部处的凹口164流回到歧管98内，以绕过保持环90和止推垫圈92而到达离合器50和52。流体流入每个离合器毂70中的一个或多个润滑/冷却端口166而到达致动活塞76的下游低压侧。流体从此处主要通过离心力流过齿轮轴环84中的径向开口168，在这些径向开口168处，流体分散到摩擦组上。尽管没有示出，但是歧管100以参照歧管98描述并在图8和图9中所示的类似方式提供引导至离合器54、56的控制和润滑/冷却压力。
这里使用的术语仅仅为了描述具体实施方式之用，并不是为了限制本公开。如这里使用的，单数形式“一”和“该”旨在还包括复数形式，除非上下文另有明确说明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当在该说明书中使用时指定存在所阐述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
为了图示和描述的目的已经提供了本公开的描述，但是该描述不是穷尽性的或者为了将该公开限制于所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和改变对本领域技术人员来说都是显而易见的。这里选择并描述明确参照的实施方式是为了最好地说明该公开的原理及其实际应用，并且使得本领域技术人员能够理解该公开并认识到所描述的示例的许多另选例、修改和改变。因而，那些明确描述的实施方式以外的各种实施方式和实现也在所附权利要求的范围内。