[发明专利]用于变速器的离合器

说明书

本申请要求2006年10月16日提交的申请号为60/829,554的美国临时申请的优先权。上述申请的公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及扭矩传动装置，并涉及离合器或制动器，用于控制机械装置比如变速器或限滑差速器(limited slip differential)的运行。

背景技术

扭矩传动装置比如离合器或制动器普遍使用于汽车工业。例如，车辆变速器采用多种离合器来接合或脱离变速器的齿轮组，以便提供前进或倒退齿轮比。

一般地讲，离合器包括摩擦板(friction plate)和反作用板(reactionplate)。该摩擦板具有一层附接到与反作用板相对的表面上的摩擦材料。传统的摩擦材料为(a)基于纤维素/凯夫拉尔纤维/树脂的材料；(b)烧结的金属纤维摩擦材料；及(c)编织碳纤维摩擦材料。

基于纤维素/凯夫拉尔纤维/树脂的材料成本划算、提供了较高的扭矩能力(torque capacity)、其上多孔、提供了能形成极好的载荷分布而不损失渗透性(permeability)的弹性结构，只要局部载荷低于弹性极限即可。然而，由于塑料变形、毛孔封闭以及渗透性损失，局部过载引起受到限制的经多孔结构到表面的流体供给；而且，由于摩擦材料更多地作为热绝缘体使用，这种情况引起局部过热、颤动、表面光滑(glazing)、结构性摩擦材料损坏、局部加热(hot spotting)及抖动。过度依赖摩擦改性添加物来避免粘结/滑动(抖动)特性仅能暂时性地产生所需要的效果。比如，当由于损耗而使摩擦改性添加物的浓度降低到低于临界水平时，抖动的振幅增加。

烧结的金属摩擦材料具有更好的热传输能力及热阻，且能够接受高过载而没有结构损坏。而且，通过磨损损耗可以获得优化的载荷分布。然而，烧结的金属摩擦材料成本不太划算，这是因为施加的载荷分布对每个接合都有些微的差别。与弹性变形相比，磨损损耗对避免局部过载的有效性更低。由于流体在两个实体之间被挤压，作为流体剪切的结果，更高的局部流体压力(硬弹性流体润滑对于软弹性流体润滑，hard-EHL vs.soft-EHL)引起更高热量的生成，因此，即使更好的热传导性也可能不足以支撑膜片，可能需要更高的运动粘度流体(伴随额外的效率损失)，并导致较低的扭矩能力。

编织碳纤维摩擦材料在某些方面具有介于基于纤维素/凯夫拉尔纤维/树脂的摩擦材料与烧结的摩擦材料中间的优点与缺点。

因此，具有对新型以及改良的扭矩传动装置的需求，要求该装置利用以上提到的摩擦材料的优点并限制其缺点。

发明内容

在本发明的一方面，提供一种离合器。该离合器具有反作用盘、摩擦盘、摩擦层、至少一个不可压缩部件以及流体润滑剂。该反作用盘施加压缩力。该摩擦板靠近该反作用板而设置，以便与该反作用板摩擦地接合，从而当施加压缩力后，在该反作用板与该摩擦板之间传递驱动扭矩。该摩擦层附接于该摩擦板上并与该反作用板相对。该摩擦层具有摩擦系数，从而当该摩擦层被该反作用板压缩时，足以防止摩擦板与反作用板之间的相对转动。该摩擦层具有至少一个沟槽。该至少一个不可压缩部件设置在该至少一个沟槽内，以防止该摩擦层被反作用板进一步压缩。该至少一个不可压缩部件粘附到该摩擦板，并且流体润滑剂设置在该反作用板与摩擦板之间，用于在板之间提供润滑屏障。

在本发明的另一方面，该摩擦板及该至少一个不可压缩部件包括至少一个开孔，用于允许该流体润滑剂流经该摩擦板及该至少一个不可压缩部件而与该反作用板接触。

在本发明的又一方面，该摩擦层内的三个沟槽具有三个不可压缩部件，其设置在该三个沟槽中的各个沟槽内，用于防止该反作用板对摩擦层的进一步压缩。

在本发明的又一方面，该不可压缩部件主要由金属制成。

在本发明的又一方面，该摩擦层主要由多孔材料制成，其允许润滑流体穿过该摩擦层而移动。

在本发明的又一方面，该摩擦层为可压缩弹性材料，其在被该反作用板压缩之前，将恢复到该摩擦层的初始高度。

在本发明的又一方面，该摩擦层大致由编织碳纤维制成。

在本发明的又一方面，该至少一个不可压缩部件具有一定高度，该高度小于摩擦层在被反作用板压缩之前该摩擦层的厚度。

在本发明的又一方面，该至少一个不可压缩部件具有预定高度，其防止该摩擦层被塑性变形。

在本发明的又一方面，该至少一个不可压缩部件具有预定高度，当离合器处于高速滑动运行状态时，该预定高度大致同摩擦层被压缩后摩擦材料层的厚度相等。