鎖止泵作用離合器的製作方法

2023-05-30 05:59:51

專利名稱：鎖止泵作用離合器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛變速器，所述變速器具有帶有儲能器的鎖止 泵作用離合器迴路，以提供後部增壓。
背景技術：
在具有自動變速器的車輛中，離合器組件平穩地將旋轉發動機曲 軸接合到靜止的驅動軸以用於將動力傳送到驅動輪，而且離合器組件 分離各個軸以中斷它們間的動力傳送，從而允許例如行星齒輪組的各 個齒輪間的平穩切換。離合器組件或離合器是通常具有位於離合器殼 體內並由離合器活塞驅動的一系列摩擦元件(即離合器封裝)的扭矩 傳送裝置，所述活塞由液壓流體源供給動力或供給能量。液壓流體源 通常由可控泵加壓。當液壓離合器壓力減小時，釋放或分離離合器， 同樣當離合器壓力增加時，驅動或接合離合器。液壓系統還可以受控 以驅動其它傳動元件，例如自動變速器內的專用離合器或一系列離合器。一種這樣的液壓驅動離合器是鎖止泵作用離合器(LPAC)。在含 有LPAC的自動變速器中，可控泵壓力接合LPAC同時關閉鎖止閥，從 而獲得和基本上密封LPAC迴路內的加壓液壓流體的供給。 一旦在 LPAC迴路內獲得或密封足夠的離合器作用壓力，則可以如所需地減小 主泵迴路中的可控壓力，以最小化變速器中別處的旋轉損失，而不會 減小LPAC迴路內的可用離合器壓力。密封LPAC迴路內的洩漏或系列洩漏可引起可用離合器作用壓力 的減小或降低，其影響隨著迴路中的洩漏嚴重性和/或數目改變。洩漏 或旁路可以出現在迴路內的若千點處(包括圍繞活塞密封，閥體墊圈， 各種部件連接)，鎖止閥內，或通過澆鑄變速器部件的固有孔隙。特 別在相對硬或低柔性系統中，這些洩漏能耗盡LP AC迴路內的可用離合 器作用壓力。特別當應用於旋轉式離合器時，固定活塞用於緊夾或作 用於旋轉離合器總成，許多推力軸承通常用於允許相對運動，而沒有 過度增加的滯後。但在這些情形下，推力軸承旋轉損失可能隨離合器
作用壓力的增加 一 起增加。 發明內容因此，提供一種在車輛變速器中使用的LPAC迴路，所述LPAC 具有帶有離合器作用壓力的離合器、與可控泵相流體連通的至少一個 閥、和與離合器和閥相流體連通用於給LPAC迴路增加柔性或彈性的儲 能器。儲能器提供可運用的後部增壓，以升高或增加離合器作用壓力， 從而在需要增加的扭矩容量期間快速適應瞬時壓力峰值。在本發明的一方面，LPAC迴路具有與可控泵和儲能器相流體連通 的換檔型閥，用於允許後部增壓通往儲能器。在本發明的另一方面，LPAC迴路具有與可控泵和離合器活塞相流 體連通的無洩漏鎖止型閥，用於允許離合器作用壓力通往LPAC迴路。在本發明的另一方面，可控機電裝置可操作地連接到儲能器，以 獨立作用直接的力或增加壓力，從而驅動置於可耗盡的儲能器內的離 合器作用活塞。當根據以下用於實現本發明的最優模式的詳細說明並結合附圖 時，本發明的以上特徵和優點、以及其它特徵和優點更容易顯而易見。


圖1A是根據本發明的液壓迴路示意圖；圖1B是描述圖1A的液壓迴路的操作的表格；圖2是根椐本發明的另一個實施例的液壓迴路的示意圖；圖3是示出典型時段期間用於LPAC的三個離散鎖止壓力水平(TPL)的圖表；以及圖4是示出了根據本發明的LPAC系統的曲線圖，LPAC系統具有離散的鎖止壓力水平和後部儲能器壓力。
具體實施方式
參照附圖，其中相同的參考數字在整個附圖中表示相同或類似部 件，在圖1A中示出與鎖止泵作用離合器(LPAC)迴路10相流體連通 的主液壓泵迴路15。主泵迴路15包括可操作地連接到主儲液池32的 可控液壓泵28。泵28優選為容積泵，但是可選擇地可以為定排量泵、 變量泵、或其它適於在自動變速器中使用的泵。主儲液池32包含液壓 流體48,在圖1A中由儲液池32內的虛線表示。流體48通過第一流體 通道36從儲液池32中吸出，然後由泵28加壓到控制壓力，由箭頭29 表示，用於與第二流體通道37相流體連通。第二通道37與LPAC迴路 10的第三和第四流體通道38、 39相流體連通，而且可選地供給另外的 離合器迴路或其它部件。第三流體通道38與第一閥18相流體連通，閥18優選為電^P茲驅動 無洩漏鎖止型閥，其可操作以允許具有控制液壓(箭頭29)的流體48 從主泵迴路15到LPAC迴路10，然後鎖止或關閉，從而按需要獲得並 密封迴路10中的加壓流體48形式的管路壓力，其中流體48的壓力然 後可用於影響流體48的離合器作用壓力，由箭頭23表示。另外，第 四流體通道39與第二閥22相連通，閥22優選為電磁驅動切換型閥， 其可操作以在兩個主狀態(打開/關閉)間轉換或切換，而且構造成選 擇性地使流體48排回或流回到儲液池32。另外，第五流體通道24與 第二閥22和儲能器20相流體連通，將儲能器20置於通道24和第六流 體通道16之間。儲能器20是用於在壓力作用下保持流體48的壓力儲存源或存貯 器，優選為彈簧加栽式設計，其中儲能器彈簧13由流體48的壓力增 能，用於對置於儲能器20容積內的儲能器活塞17施加壓縮力或後部 增壓力，由箭頭21表示。儲能器20與第六流體通道16相流體連通， 儲能器20還可操作以建立和積累儲能器20容積內的流體48的可運用 的備用或後部增壓(箭頭21)，以在需要時快速補充或增加離合器作 用壓力(箭頭23),例如在LPAC通路10內洩漏引起的壓力損失期間。 最後，第六流體通道16與具有內置離合器活塞14的離合器缸30相流 體連通，其中驅動時離合器活塞14可操作以接合旋轉液壓離合器12。在設計如上所述的且由圖1A描述的LPAC迴路中的一個因素是離 合器作用迴路響應時間和通過例如置於LAPC迴路IO內離合器12兩側 上的推力軸承50、 51的旋轉損失之間的折衷。例如，如果離合器作用 壓力(箭頭23)設在離合器12的最大設計容量上，可能導致相對高的 旋轉損失，特別是通過LPAC迴路10的推力軸承50、 51的旋轉損失。 同樣地，如果離合器作用壓力(箭頭23)設在最大離合器設計容量以 外的更理想點，從而可以最小化通過推力軸承50、 51的旋轉損失，可 是變速器扭矩中的瞬時增加或峰值可能導致離合器打滑的可能性增 大。因此，為了平衡在需要增大的扭矩容量的瞬態時段期間的響應時間與旋轉損失，優選地LPAC具有多個如圖3所示的離散離合器扭矩容 量水平。轉到圖1B，其示出了可用於圖1A的實施例的各種操作狀態，其 中2狀態切換型電磁閥用作閥22，狀態1表示離合器12處於接合過程 中，即已開始離合器接合，但是:i^沒有完全完成，閥18打開，閥22 關閉。在該初始狀態，LPAC迴路內的流體48的離合器作用壓力(箭 頭23)利用主泵迴路15的控制壓力(箭頭29)建立或增加。在進入 狀態2時，完全接合離合器12。關閉18以鎖止或密封離合器作用缸30 內的流體48的離合器作用壓力(箭頭23)。然後可以打開閥22，因 此允許儲能器20用作柔性裝置。特別在如圖4的曲線圖所示的在瞬時 扭矩容量中需要快速和脈動增加或峰值的情況下，儲能器20也可操作 地連接於流體48的控制壓力(箭頭29),因此能夠提供流體48的易 獲得的後部增壓(箭頭21),以用於調整離合器12的扭矩容量，而且 沒有打開閥18。通過使用在此描述的儲能器20，將柔性或彈性加入LP AC迴路 10，以便例如迴路內的小洩漏或多個洩漏對可用離合器扭矩容量或流 體48的離合器作用壓力(箭頭23)具有較少的負面影響，因此有助於 保持LPAC響應時間和獲得的車輛驅動性能。離合器活塞14優選為使 用雙側流體密封的非旋轉活塞，以最小化用於離合器缸30內的流體洩 漏或旁路的可能性。在需要增加的扭矩容量期間，例如圖4所示的階 躍節流狀態期間，當流體48的離合器作用壓力(箭頭23)不足以適當 地接合離合器12時，流體48的後部增壓(箭頭21 )將可操控。當旋轉離合器12開始分離但還沒完全分離或釋放時，LPAC迴路 10進入狀態3，其中兩個閥18、 22都打開到控制壓力(箭頭29)，而 且通過閥22將儲能器20內流體48的後部增壓(箭頭21)排放到儲液 池32。因此離合器12到達流體48的控制壓力(箭頭29)水平直到完 全分離，或圖1B的狀態4。在進入完全分離狀態時，閥18、 22都關閉， 流體48的離合器作用壓力(箭頭23)最小，而且儲能器20中流體48 的後部壓力(箭頭21 )完全排空。然後如此所述地重複接合/分離循環。在圖2中所示的第二實施例中，其中主液壓泵迴路ll5與鎖止泵
作用離合器(LPAC)迴路U0相流體連通，機電裝置40通過直接對置 於儲能器120的容積內的儲能器活塞U7施加作用力，來對LPAC迴路 110內的液壓儲能器120供能或加壓。可控泵128通過第一通道136與 包含液壓流體148的主儲液池132相流體連通。泵128將流體148加壓 到控制壓力，由箭頭129表示，而且將流體148傳輸通過第二流體通 道137、通過第三流體通道138，且傳輸到閥118，閥118優選為無洩 漏鎖止閥，其可操作以允許控制壓力(箭頭129)從主泵迴路115通往 LPAC迴路UO。然後閥118鎖止或關閉，從而如所需地獲得和密封回 路110中的控制壓力。然後封住的控制壓力可用作離合器作用壓力， 由箭頭123表示。流體通道137可以可選擇地供給如所示的變速器中別處另外的離合器迴路或其它部件。閥118通過第四流體通道116與離合器缸130相流體連通，缸130 具有置於其中的離合器活塞1M。活塞U4可操作以接合或驅動置於推 力軸承150、 151之間的旋轉離合器112，如圖2所示。儲能器120與 第四流體通道116相流體連通，儲能器120還具有排出孔44,排出孔 構造為連續將流體148(和任何夾帶的空氣)排出或流回主儲液池132。 儲能器120可操作地連接到機電裝置40,所述裝置40優選為電動滾珠 絲槓，用於當離合器作用壓力(箭頭123)不足以驅動或接合離合器 112時，將流體148的後部增力或增壓(由箭頭Ul表示)直接作用到 儲能器活塞117。以這種方式，當需要時增壓(箭頭121 )可以增加或 升高離合器作用壓力(箭頭123)。雖然已詳細描述用於實現本發明的最優模式，本發明所屬領域的 技術人員將認識到在所附權利要求的範圍內用於實現本發明的各種替 換設計和實施例。
權利要求
1.一種鎖止泵作用離合器迴路，所述迴路包括可由離合器作用壓力操作的離合器；以及具有可運用的後部增壓的儲能器；其中所述儲能器與所述離合器相流體連通，且可操作以將所述增壓傳送給所述離合器，從而響應於預定狀態輔助或增加所述離合器作用壓力。
2. 根據權利要求1所述的迴路，包括第一閥，所述第一閥與所述 離合器相流體連通，並且可操作以允許至少部分所述離合器作用壓力 通往所述迴路，並且其中所述第一閥為無洩漏鎖止型閥。
3. 根據權利要求1所述的迴路，包括與所述儲能器相流體連通的 第二閥，其中所述第二閥可操作以允許所述可運用的後部增壓通往所述儲能器。
4. 根據權利要求1所迷的迴路，包括可操作地連接到所述儲能器 上的機電裝置，所述機電裝置可操作以獨立產生所述後部增壓。
5. 根據權利要求4所述的迴路，其中所述機電裝置是電動滾珠絲槓。
6. —種車輛變速器，包括 可控泵；與所述泵相流體連通的離合器，所述離合器包括 有離合器作用壓力的離合器缸；和 置於所述缸內的離合器活塞；與所述泵和所述離合器活塞相流體連通的儲能器，所述儲能器可 操作以蓄積可運用的後部增壓，並將所述增壓傳送到所述離合器活 塞；和多個閥，包括與所迷泵和所述儲能器相流體連通的第一閥，用 於允許加壓流體實現所述儲能器內的可運用的後部增壓；和與所述泵 和所述活塞相流體連通且位於它們之間的第二閥，用於允許所述加壓 流體實現至少部分所述離合器作用壓力。
7. 根據權利要求6所述的變速器，其特徵在於，所述第一閥是可 耗盡的切換型閥，所述第二閥是無洩漏鎖止型閥。
8. 根據權利要求6所述的變速器，其特徵在於，當所述離合器作 用壓力下降到低於預定水平時，所述可運用的後部壓力可傳送到所述 活塞。
9. 根據權利要求6所述的變速器，其特徵在於，當所述離合器完 全接合或在分離的過程中時所述第一閥打開，並見其中當所述離合器 處於接合或分離的過程中時所述第二閥打開，否則所述兩個閥保持關 閉。
10. —種車輛變速器，包括 可控泵；與所述泵相流體連通的鎖止作用離合器迴路，所述離合器迴路包括由離合器作用壓力操作且具有離合器活塞的離合器缸；與所述泵和所述離合器缸相流體連通的儲能器；可操作地連接到所述儲能器上且可操作以直接在其中作用可運用 的後部增壓的機電裝置；和與所述泵和所述活塞相流體連通用於允許至少部分所述離合器作 用壓力通往所述迴路的閥；其中所述儲能器可操作以將所述可運用的後部增壓傳送到所述離 合器缸，從而增加所述離合器作用壓力。
11. 根據權利要求IO所述的變速器，其特徵在於，所述閥為無洩 漏鎖止型閥。
12. 根據權利要求IO所述的變速器，包括主儲液池，其中所述儲能器連續排放到所述主儲液池。
13. 根據權利要求IO所述的變速器，其特徵在於，當所述離合器作用壓力下降到低於預定水平時，所述後部增壓可傳送到所述活塞。
全文摘要
提供一種用於車輛變速器的鎖止泵作用離合器迴路，該變速器具有可控泵、可控泵壓力和主儲液池，鎖止泵作用迴路包括離合器、置於氣缸內的離合器活塞、多個流體通道、儲能器、和一個或多個與儲能器相流體連通用於在儲能器內建立後部增壓的電磁閥。所述後部增壓用於在需要增加的扭矩容量的瞬態期間增加、升高、或以其他方式輔助鎖止泵作用離合器迴路內的離合器作用壓力。所述迴路可以包括替代的機電裝置，所述機電裝置用於獨立於可控泵壓力直接作用可控後部增壓。
文檔編號F16D25/12GK101131187SQ20071014684
公開日2008年2月27日 申請日期2007年8月24日 優先權日2006年8月24日
發明者C·E·卡裡, J·B·博爾格森, J·M·哈特 申請人:通用汽車環球科技運作公司