[发明专利]同步锁离合器-组合摩擦及机械锁定离合器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是一份非临时专利申请，它根据35 USC 119(e)要求于2008年4月16日提交的美国临时专利申请61/045,477的优先权。

技术领域

本披露总体上涉及转矩传输部件，并且更具体地涉及车辆中用于传输转矩的离合器。

背景技术

不同类型的离合器已在车辆中应用于传输转矩。例如，在具有自动变速器的车辆中，多个离合器被用于使选定的齿轮组接合或脱离接合，以获得所希望的传动比。为此目的而提供的离合器典型地是摩擦片离合器，此类离合器包括多个内片或驱动片，它们通过花键连接到一个可旋转轮毂上。一个壳体或外壳与该轮毂同轴地对齐并被支撑以用于独立于该轮毂的转动。多个外片或从动片通过花键连接到该壳体或外壳上，并且被插入这些驱动片之间，这样这些驱动片和从动片交替地安排在一条公共轴线上。这些驱动片在其一侧或两侧包括一种摩擦材料。一个致动器(例如一个液压活塞)施加一个压力以使驱动片与从动片相接合，由此允许转矩从轮毂传输到壳体上。

在摩擦片离合器中使用的片的数目典型地被选择为传输所希望的最大转矩。由于空间的限制以及致动器所能产生的最大压力，更大的转矩传输典型地是通过提供额外的片来实现的。其结果是，摩擦片式离合器一般使用多个片来满足最大转矩的设计。然而，当离合器脱离接合或空转时，由于驱动片与从动片以彼此不同的速度旋转，由于它们之间存在粘性剪切作用这些片产生一种寄生性拖曳转矩。这种拖曳转矩对于自动变速器车辆的燃油经济性产生不利的影响，并且因此使用过多的片使这一问题变得更加严重。

使用大量的摩擦片还降低了摩擦片离合器在低转矩范围内的可控制性。致动器压力与一片摩擦片所产生的转矩传输量的关系基本上是线性的，如图1中虚线4所示。对于一个给定的致动器压力增量，当使用大量的摩擦片时，转矩的增量也相对较大。这就造成了曲线4所示的一个较大的斜率，它表示离合器对压力的高度灵敏性。如上所述，该致动器典型地是一种液压致动器，该液压致动器使用液压流体来产生致动器压力。液压流体流经一个液压阀，例如电磁阀，该液压阀具有一个可操地联接于其上的控制器。由常规的摩擦片对致动器压力表现出来的增高的灵敏性使得控制液压阀以获得希望的转矩变得更加困难。

已知同步离合器既使用摩擦片也使用爪形或机械性连接。例如，授予Caldwell的美国专利6,966,805披露了一种船用变速器，该变速器具有一个摩擦机构，以便在接合一个爪形离合器元件之前将一根驱动轴与一根从动轴的转速至少部分地同步。尽管这种摩擦机构传输一定的转矩，它仅仅是使从动轴开始转动，这样使得它与驱动轴是充分地同步的，并且它并非旨在于变速器的工作转矩范围的任何可观的部分上工作。

发明内容

根据本披露的一个方面，在此提供了用于从驱动构件向从动构件传输一定工作范围的转矩的一种复合式离合器，该复合式离合器具有一个摩擦离合器组件。该摩擦离合器组件包括连接到驱动部件的多个第一摩擦离合器构件，以及连接到从动部件的多个第二摩擦离合器构件。这些第一及第二摩擦离合器构件可以从一个脱离接合的位置移动到一个转矩传输位置，其中第一摩擦离合器构件的数目和第二摩擦离合器构件的数目被选择为在转矩的工作范围内的一个第一部分中传输转矩。一个爪形离合器组件包括连接到驱动部件上的一个第一爪构件以及连接到从动部件上的一个第二爪构件，其中这些第一和第二爪构件可以从一个脱离接合的位置移动到一个接合的位置，在该接合的位置上该第一和第二爪构件彼此机械地锁定。一个致动器组件操作性地连接到摩擦离合器组件和爪形离合器组件上，以便选择性地使第一和第二摩擦离合器构件在脱离接合的位置与转矩传输位置之间移动，并且使第一和第二爪构件在脱离接合的位置与接合的位置之间移动。

根据本披露的另一个方面，在此提供了用于从一个驱动构件向一个从动构件传输一定工作范围的转矩的一种复合式离合器，该复合式离合器具有一个摩擦离合器组件。该摩擦离合器组件包括连接到驱动部件的多个第一摩擦离合器构件，以及连接到从动部件的多个第二摩擦离合器构件。一个爪形离合器组件包括连接到该驱动构件上的一个第一爪构件、连接到该从动构件上的一个第二爪构件、可滑动地连接到第二爪构件上的一个爪臂以及位于该爪臂与第二爪构件之间的一个弹簧，该弹簧使爪臂偏置在与第一爪构件间隔开的一个收起位置中。一个致动器组件操作性地连接到该爪形离合器组件上，以便选择性地使第一和第二摩擦离合器构件在脱离接合的位置与转矩传输位置之间移动，并且使第一和第二爪部件在脱离接合的位置与接合的位置之间移动。