[發明專利]離合器冷卻系統

在審

• 申請號: 201380065565.1
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104854377A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: K·G·邁耶;J·R·艾倫;J·伊爾;W·麥克盧爾
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: F16H57/04
• 分類號: F16H57/04;F16D13/72;F16H61/4165
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發明涉及傳動離合器，并且更特別地涉及一種用于降低旋轉離合器 的交錯的摩擦盤與離合器片之間的阻力損失的被動離合器冷卻系統。

背景技術

旋轉離合器常常用作一種用來使變速器的各齒輪部件相互嚙合或分 離，以在輸入構件與輸出構件之間形成不同齒輪比的機構。傳統的旋轉離 合器組件通常包括在離合器殼體中相互之間交錯布置的一組離合器片以 及一組摩擦盤，有時將其稱為離合器組合件。當離合器組件分離時，離合 器片和摩擦盤通常在不接觸的情況下旋轉越過彼此。但是，例如當特定離 合器的相應部件(即，驅動構件和從動構件)在特定的齒輪速比范圍內嚙 合時，液壓致動式或彈簧加載式活塞迫使離合器片以及摩擦盤結合在一 起。離合器片和摩擦盤上的摩擦表面相互作用，直至離合器組件的驅動構 件和從動構件在無滑動的情況下一起旋轉。

在操作中，在離合器片與摩擦盤的嚙合和分離期間以及完全嚙合期間 產生大量的熱能，同時，嚙合的離合器組合件所產生的動能也會轉換為大 量的熱能。為了防止對離合器組件的各部件(尤其是離合器片和摩擦盤的 摩擦表面)造成破壞，必須要使這種熱能散發出去。為了實現該目的，通 常是將連續供應的冷卻劑(例如，傳動液)供給至離合器殼體。在旋轉離 合器組件中，可將傳動液供給至嚙合的離合器片和摩擦盤的內徑部分，并 且使其借助離心力流經離合器片表面，到達外徑部分。之后，將熱傳動液 引導離開離合器組件，進行熱交換過程，以傳遞并釋放吸入至傳動液中的 熱能。

當旋轉離合器組件未嚙合時，離合器片和摩擦盤僅僅是在不接觸的情 況下旋轉越過彼此。在此分離期間，必須散發的熱能的量是最小的。此外， 在分離期間僅僅維持傳動液連續流向離合器組合件也可能會導致明顯的 效率低下。例如，取決于旋轉的驅動構件相對于分離的從動構件的相對速 度，由于離合器片與摩擦盤之間的傳動液所經受的剪切力可能會產生阻力 損失。這種剪切力相對于在分離期間向離合器組合件提供的傳動液的量成 比例地增加。因此，需要限制冷卻劑朝向離合器組合件的流動，尤其是在 離合器片與摩擦盤之間的相對轉速差值最大的齒輪中。

現已提出了各種各樣的離合器冷卻系統來解決在嚙合和分離期間針 對冷卻劑朝向離合器組合件的流動的控制。例如，美國專利第5,988,335 號描述了利用分流閥主動地控制朝向離合器的流動，并且還描述了一種傳 感器布置，以便感測變速器的齒輪比并且響應于變速器為選定的齒輪比使 來自離合器組件的流動轉向。美國專利第6,244,407號提出了一種不依賴 于傳感器致動閥的更加被動的系統。相反，將外環安裝至用于促使離合器 組合件的嚙合的活塞上。外環其內提供有一孔口，以用于允許冷卻劑從中 流過。當受到活塞移動的支配來使離合器片與摩擦盤嚙合時，外環可在孔 口關閉且驅動構件和從動構件相互分離的第一位置與孔口打開以使加壓 流體通過孔口流動至離合器組合件的第二位置之間移動。其它類型的″滑 閥″布置在行業中是常見的，其中，活塞使滑閥沿著將孔口露出的方向移 動，從而增加在嚙合期間冷卻劑朝向離合器組合件的流動。通常情況下， 當離合器分離時，可以采用(例如)彈簧來關閉孔口上方的滑閥。

如上所述，傳統的離合器冷卻系統可能往往比較復雜和/或需要添加 各種部件才能為離合器組合件提供可變化的冷卻劑流動。這些設計在復雜 程度上的增加可能會使變速器的制造成本、組裝成本和維護成本上升，并 且還會在操作期間增加額外的故障的機會。正因如此，需要一種在利用旋 轉離合器組件本身的操作特性的同時消除對額外部件的需求的離合器冷 卻系統。

發明內容

通過本發明的一些方面在很大程度上滿足上述需求，其中傳動離合器 冷卻系統包括：驅動構件，其包括位于旋轉軸周圍的驅動輪轂；從動構件， 其包括同心地位于旋轉軸周圍的離合器輪轂，其中離合器輪轂包括：具有 多個穿過其中的孔的輪轂平臺，從輪轂平臺軸向延伸的內環，以及從輪轂 平臺軸向延伸的外環，所述外環包括多個穿過其中的徑向孔口和從遠端向 內環延伸的唇緣。離合器外殼被限定在驅動輪轂和離合器輪轂之間，并且 離合器組件被容納在離合器外殼中，所述外殼包括被固定到驅動輪轂以隨 驅動構件旋轉的多個離合器片，被固定到從動構件以隨離合器輪轂旋轉的 多個摩擦盤，以及用于使多個摩擦盤與多個離合器片嚙合或分離以引起或 釋放驅動構件和從動構件的整合旋轉的活塞組件。