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具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器和雙離合器自動(dòng)變速器

閱讀：777發(fā)布：2023-02-28

專利匯可以提供具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器和雙離合器自動(dòng)變速器專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 之具有空間楔合式 摩擦連接 器的液 力 /雙 離合器 自動(dòng) 變速器 包括，變速器殼，以及用作換檔元件的多個(gè)摩擦連接器，最佳地，該多個(gè)摩擦連接器全部都是空間楔合式摩擦連接器；用于可操作地致使該摩擦連接器接合或分離的操作機(jī)構(gòu)，固定連接在變速器殼體上。本發(fā)明最大特征在于，所有摩擦連接器均基于自身所傳遞的轉(zhuǎn)矩而自激勵(lì)地工作，僅需電/線控的觸發(fā)式促動(dòng)力即可完成接合或分離操作，不再依賴于液壓系統(tǒng)，更無(wú)需在 傳動(dòng)軸 內(nèi)設(shè)置動(dòng)態(tài)油道，從而從根本上大幅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，降低了制作和使用成本，以及自身能耗。，下面是具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器和雙離合器自動(dòng)變速器專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器，包括：變速器殼，以及，具體為摩擦離合器和摩擦制動(dòng)器的多個(gè)換檔元件；
其特征在于：
所述多個(gè)換檔元件中的至少一個(gè)，是空間楔合式摩擦連接器；以及
還包括固定連接至所述變速器殼的操作機(jī)構(gòu)，該操作機(jī)構(gòu)可操作地連接至所述空間楔合式摩擦連接器，以直接致使所述空間楔合式摩擦連接器接合或分離。
2.按權(quán)利要求1所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：所述空間楔合式摩擦連接器包括，
繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的至少大致為環(huán)狀的中介件和摩擦件，所述中介件和所述摩擦件雙方的所述摩擦面軸向相抵地構(gòu)成至少一個(gè)牽引摩擦副，以傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；
為所述牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞所述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的至少大致為環(huán)狀的導(dǎo)向件和所述中介件，所述導(dǎo)向件和所述中介件雙方的所述導(dǎo)向面軸向相抵地構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副；以及
入楔控制機(jī)構(gòu)，其通過可操作地控制所述中介件的入楔和解楔，以控制所述摩擦連接器的接合和分離；
其中，所述導(dǎo)向摩擦副的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于或等于ξ，即，0＜λ≤ξ，ξ是能夠致使所述導(dǎo)向摩擦副和所述牽引摩擦副周向上均不自鎖的所述升角λ的取值開區(qū)間的小端端點(diǎn)值。
3.按權(quán)利要求2所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：
所述空間楔合式摩擦連接器還包括至少一個(gè)限力元件；以及
所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件中的至多一個(gè)，是至少通過不可旋轉(zhuǎn)的連接方式包括有所述限力元件的力封閉式組合構(gòu)件，以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。
4.按權(quán)利要求3所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：所述入楔控制機(jī)構(gòu)包括繞所述軸線設(shè)置在被支撐件和所述限力元件之間的無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線設(shè)置且至少呈大致環(huán)狀的支撐件，該支撐件通過軸向抵觸和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向兩種連接方式，分別連接至所述限力元件和所述被支撐件，并能夠以轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向的方式，軸向無(wú)級(jí)地推離所述被支撐件，從而建立所述限力元件與所述導(dǎo)向件、所述中介件以及所述摩擦件之間的軸向力封閉式抵觸連接；以及
設(shè)置在所述限力元件上的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，其以促動(dòng)方式致使所述無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)建立和撤銷所述軸向力封閉式抵觸連接；
其中
所述被支撐件是所述導(dǎo)向件、所述中介件和所述摩擦件中與所述限力元件不可旋轉(zhuǎn)地相連接的那一個(gè)；
所述支撐件相對(duì)所述限力元件的周向自由度，至少大到致使所述無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)能夠建立所述軸向力封閉式抵觸連接的程度。
5.按權(quán)利要求4所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：
所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)是圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，該圓柱凸輪機(jī)構(gòu)包括所述限力元件和所述被支撐件中的一個(gè)，以及可滑轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述限力元件外周面上的包括有滑環(huán)槽的觸發(fā)環(huán)；
所述操作機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其包括固定連接至所述變速器殼的固定導(dǎo)向件，可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接至所述觸發(fā)環(huán)的活動(dòng)導(dǎo)向件，以及，驅(qū)動(dòng)所述固定導(dǎo)向件和所述活動(dòng)導(dǎo)向件相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)件。
6.按權(quán)利要求5所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：
所述液力自動(dòng)變速器還包括繞所述軸線回轉(zhuǎn)的同心連接件，其中的至少一個(gè)徑向上位于所述觸發(fā)環(huán)之外；以及
所述操作機(jī)構(gòu)還包括替代所述活動(dòng)導(dǎo)向件而與所述觸發(fā)環(huán)相連接的過渡滑環(huán)，所述過渡滑環(huán)可滑動(dòng)地設(shè)置在所述同心連接件的外周面上，所述過渡滑環(huán)的內(nèi)周面上設(shè)置有凸起，用以穿過所述同心連接件上的徑向孔，內(nèi)徑向地延伸至所述觸發(fā)環(huán)的所述滑環(huán)槽中，所述過渡滑環(huán)的外周面上設(shè)置有過渡滑環(huán)槽，用以可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定連接至所述活動(dòng)導(dǎo)向件。
7.按權(quán)利要求4所述的液力自動(dòng)變速器，其特征在于：所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)是偏心凸輪機(jī)構(gòu)，該偏心凸輪機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述支撐件上的導(dǎo)槽，可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在該導(dǎo)槽以及所述限力元件的相應(yīng)軸向孔中的偏心軸，以及，驅(qū)動(dòng)該偏心軸自轉(zhuǎn)的原動(dòng)件。
8.一種雙離合器自動(dòng)變速器，包括：用作換檔元件的雙離合器，空套有至少一個(gè)齒輪的傳動(dòng)軸，以及，可操作地將所述齒輪不可旋轉(zhuǎn)地連接至所述傳動(dòng)軸的多個(gè)換檔元件；
其特征在于：
所述多個(gè)換檔元件中的至少一個(gè)，是空間楔合式摩擦連接器。
9.按權(quán)利要求8所述的雙離合器自動(dòng)變速器，其特征在于：所述多個(gè)換檔元件均為按權(quán)利要求2～4任一項(xiàng)所述的空間楔合式摩擦連接器。
10.按權(quán)利要求8所述的雙離合器自動(dòng)變速器，其特征在于：所述雙離合器包括兩個(gè)按權(quán)利要求2～4任一項(xiàng)所述的空間楔合式摩擦連接器。

說明書全文

具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器和雙離合器自

動(dòng)變速器

[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)是由專利文獻(xiàn)WO2012/089131A1和WO2011/000300A1所公開的本申請(qǐng)人的基本專利申請(qǐng)的從屬專利申請(qǐng)，并且，本申請(qǐng)要求本申請(qǐng)人提出的中國(guó)專利申請(qǐng)201210242204.7的優(yōu)先權(quán)。該公開在先的三項(xiàng)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

[0003] 本發(fā)明涉及機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域中的一種變速裝置，特別涉及但不僅僅涉及一種包括有摩擦連接器的自動(dòng)變速器。

背景技術(shù)

[0004] 作為常識(shí)，在世界乘用車市場(chǎng)中裝車率達(dá)到40％左右份額的包括有液力變矩器的液力自動(dòng)變速器，或稱AT，從來(lái)都是自動(dòng)變速器領(lǐng)域中的絕對(duì)領(lǐng)先者。而與AT幾乎同一年出現(xiàn)的雙離合器自動(dòng)變速器，或稱DCT，近三十年來(lái)，也已經(jīng)廣為人知。
[0005] 但是，現(xiàn)有技術(shù)中的這種AT，由于其中用作換檔元件的摩擦連接器，例如，摩擦離合器和摩擦制動(dòng)器，均為響應(yīng)于液壓驅(qū)動(dòng)力的工作裝置。也就是說，除了自控的摩擦式超越離合器之外，AT中的所有摩擦連接器的工作，都必需耗費(fèi)由發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)的液壓能，必需配備用于該轉(zhuǎn)化的液壓泵，基于該液壓能而工作的驅(qū)動(dòng)裝置，以及傳遞和調(diào)節(jié)該液壓能的輔助裝置。例如，眾多的旋轉(zhuǎn)缸-活塞裝置，結(jié)構(gòu)和控制均復(fù)雜精密的液壓閥或電磁式液壓閥，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且密封要求苛刻的配送油道系統(tǒng)，特別是設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸中的動(dòng)態(tài)油道。
[0006] 因此，現(xiàn)有技術(shù)中的這種AT，天然地具有整體結(jié)構(gòu)和裝配工藝過于復(fù)雜，體積過大，自身耗能過多，對(duì)液壓油/變速箱油清潔度要求超高，嬌氣且難于維修，以及制造和使用成本過于高昂的缺點(diǎn)，從而直接限制了其裝車率的繼續(xù)提升。而且，現(xiàn)有AT難以同時(shí)達(dá)到多檔化和緊湊化發(fā)展趨勢(shì)的要求，檔數(shù)越多，其總體布局就越困難，設(shè)計(jì)的自由度也隨之越小。
[0007] 類似地，現(xiàn)有技術(shù)中的DCT，也因?yàn)槠渲杏米鲹Q檔元件的雙離合器、換檔齒套、易嚙合套或者接合套等分別是地道的響應(yīng)于液壓驅(qū)動(dòng)力的摩擦連接器，或者，基于液壓驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置而工作的離合機(jī)構(gòu)，而同樣具有類似于上的各種缺點(diǎn)。另外，DCT的重量和成本甚至相較AT更高。
[0008] 然而實(shí)際上，產(chǎn)生上述各種缺點(diǎn)或后果的絕大部分原因，并非來(lái)自于主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或部件，例如齒輪機(jī)構(gòu)等，而是來(lái)自于作為輔助機(jī)構(gòu)或部件而存在的整個(gè)控制單元，也就是包括摩擦連接器在內(nèi)的所有換檔元件，以及，為使該所有換檔元件正常工作而必需配置的更次之的輔助機(jī)構(gòu)，例如液壓系統(tǒng)等。

發(fā)明內(nèi)容

[0009] 本發(fā)明致力于設(shè)計(jì)基于全新摩擦連接器的變速裝置，以避免或至少減輕上述缺點(diǎn)。
[0010] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器/AT，使其具有無(wú)需基于液壓系統(tǒng)而工作的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還具有更低的制造成本，更低的自身能耗，更簡(jiǎn)單的裝配工藝，更高的設(shè)計(jì)自由度，更低的使用要求，以及，更易于同時(shí)達(dá)到多檔化和緊湊化要求的優(yōu)點(diǎn)。
[0011] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種具有空間楔合式摩擦連接器的雙離合器自動(dòng)變速器/DCT，使其具有無(wú)需基于液壓系統(tǒng)而工作的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還具有更低的制造成本，更低的自身能耗，更簡(jiǎn)單的裝配工藝，更高的設(shè)計(jì)自由度，更低的使用要求，以及，更易于同時(shí)達(dá)到多檔化和緊湊化要求的優(yōu)點(diǎn)。
[0012] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明之具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器包括，變速器殼，以及具體為摩擦離合器和摩擦制動(dòng)器的多個(gè)換檔元件，其中，該多個(gè)換檔元件中的至少一個(gè)，是空間楔合式摩擦連接器；另外，還包括固定連接至變速器殼的操作機(jī)構(gòu)，該操作機(jī)構(gòu)與空間楔合式摩擦連接器可操作地連接，以直接致使該空間楔合式摩擦連接器接合或分離。
[0013] 優(yōu)選地，上述空間楔合式摩擦連接器包括，繞一軸線回轉(zhuǎn)且可軸向接合的至少一個(gè)牽引摩擦機(jī)構(gòu)，其具有繞所述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有摩擦面的至少大致為環(huán)狀的中介件和摩擦件，雙方的摩擦面軸向相抵地構(gòu)成至少一個(gè)牽引摩擦副，以在該兩構(gòu)件間傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩；為該牽引摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力并繞上述軸線回轉(zhuǎn)的至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其具有繞上述軸線回轉(zhuǎn)并均設(shè)置有相應(yīng)導(dǎo)向面的至少大致為環(huán)狀的導(dǎo)向件和中介件，雙方的導(dǎo)向面軸向相抵地構(gòu)成導(dǎo)向摩擦副；以及，以可操作地控制中介件的入楔和解楔的方式，控制摩擦連接器的接合與分離的入楔控制機(jī)構(gòu)；其中，導(dǎo)向摩擦副的相互抵觸部位的升角λ，大于零且小于等于ξ，即，0＜λ≤ξ，ξ是能夠致使導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副周向上均不自鎖的升角λ的取值開區(qū)間的小端端點(diǎn)值。
[0014] 較佳地，還可包括有至少一個(gè)限力元件，其可與導(dǎo)向件、中介件和摩擦件中的至多一個(gè)，以至少不可旋轉(zhuǎn)的方式連接成力封閉式組合構(gòu)件，用以建立相互之間的軸向力封閉式抵觸連接。
[0015] 為解決上述另一技術(shù)問題，本發(fā)明之具有空間楔合式摩擦連接器的雙離合器自動(dòng)變速器包括，用作換檔元件的雙離合器和空套有至少一個(gè)齒輪的傳動(dòng)軸，以及，可操作地將該齒輪與上述傳動(dòng)軸不可旋轉(zhuǎn)相連的多個(gè)換檔元件，其中，該多個(gè)換檔元件中的至少一個(gè)是上述空間楔合式摩擦連接器。
[0016] 較佳地，所有多個(gè)換檔元件均為上述空間楔合式摩擦連接器。
[0017] 最佳地，其雙離合器包括兩個(gè)上述空間楔合式摩擦連接器。
[0018] 需要特別說明的是，本申請(qǐng)文件所使用的相關(guān)概念或術(shù)語(yǔ)的含義如下：
[0019] 轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：將圓周相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為至少包括軸向相對(duì)移動(dòng)或移動(dòng)趨勢(shì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。例如，螺旋升角嚴(yán)格一致和不嚴(yán)格一致的滑動(dòng)/滾動(dòng)式螺旋或部分螺旋機(jī)構(gòu)，徑向銷槽機(jī)構(gòu)，端面楔形機(jī)構(gòu)，端面嵌合機(jī)構(gòu)，端面棘輪機(jī)構(gòu)，以及，圓柱/端面凸輪機(jī)構(gòu)。
[0020] 空間楔形機(jī)構(gòu)：由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合機(jī)構(gòu)。
[0021] 入楔：也稱楔合，與解楔/去楔相反，就是中介件90將導(dǎo)向件50與摩擦件70可驅(qū)動(dòng)地連接/結(jié)合成一個(gè)摩擦體的工作過程和狀態(tài)。
[0022] ζ和ξ：空間楔形機(jī)構(gòu)的重要極限角，如圖1、2、3所示的中介件90，一方面，通過其摩擦面例如104與摩擦件70的牽引摩擦面72至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力W不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1的至少包括一個(gè)的一組牽引摩擦副；另一方面，通過其朝向某一圓周方向的導(dǎo)向面例如94a，與導(dǎo)向件50的相應(yīng)導(dǎo)向面例如54a至少軸向抵觸，以形成抵觸部位的法向壓力的合力N不垂直于回轉(zhuǎn)軸線X的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少包括一個(gè)的一組導(dǎo)向摩擦副；該抵觸部位的公切線與垂至于回轉(zhuǎn)軸線X的平面的夾角的平均值，稱為該抵觸部位的升角λ；再一方面，通過其它表面還可作用有諸如用于彈性預(yù)緊或限位目的的其它作用力；在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向工況中，也就是導(dǎo)向件50開始持續(xù)地具有驅(qū)動(dòng)中介件90沿例如圖3中箭頭P所指方向相對(duì)摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)中，能夠確保導(dǎo)向摩擦副自鎖的雙方表面抵觸部位的最小升角被定義為ζ，而最大升角則被定義為ξ。該兩個(gè)極限角完全界定了中介件90相對(duì)導(dǎo)向件50向前轉(zhuǎn)動(dòng)、靜止不動(dòng)和向后轉(zhuǎn)動(dòng)的一切可能的運(yùn)動(dòng)形式。具體含義如下：
[0023] 1、當(dāng)ξ＜λ＜90度時(shí)，導(dǎo)向摩擦副和牽引摩擦副均不能摩擦自鎖，通過導(dǎo)向摩擦副的法向壓力N，或者其分力Q和T，導(dǎo)向件50和摩擦件70可致使中介件90相對(duì)二者向前亦即箭頭P所指方向滑轉(zhuǎn)和擠出。因此，導(dǎo)向件50與摩擦件70不能被中介件90楔合成一個(gè)摩擦體。只是由于壓力N源自非彈性力，或者源自彈性力但受構(gòu)件結(jié)構(gòu)所限，才致使中介件90僅被導(dǎo)向件50推動(dòng)著相對(duì)摩擦件70摩擦滑轉(zhuǎn)而未被實(shí)際擠出。
[0024] 2、當(dāng)ζ＜λ≤ξ且λ＞0時(shí)，牽引摩擦副具有先于導(dǎo)向摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進(jìn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)的特性。因此，中介件90可以將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50過載時(shí)，牽引摩擦副便會(huì)突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而正常地轉(zhuǎn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，而導(dǎo)向摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒定的自鎖狀態(tài)。對(duì)應(yīng)地，空間楔形機(jī)構(gòu)處于半楔合狀態(tài)，超越離合器處于非完全接合狀態(tài)。
[0025] 3、當(dāng)0＜λ≤ζ(針對(duì)ζ＞0的情況)時(shí)，導(dǎo)向摩擦副具有先于牽引摩擦副突破自身靜摩擦狀態(tài)/阻力而進(jìn)入滑動(dòng)摩擦狀態(tài)的特性。因此，中介件90可以將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，但在摩擦件70相對(duì)導(dǎo)向件50過載時(shí)，導(dǎo)向摩擦副便會(huì)突破其靜摩擦狀態(tài)/最大靜摩擦阻力而致使中介件90具有相對(duì)導(dǎo)向件50滑轉(zhuǎn)爬升的趨勢(shì)，而牽引摩擦副則因還未突破其靜摩擦狀態(tài)/阻力而始終處于恒定的自鎖狀態(tài)。然而，由于上述爬升趨勢(shì)被空間楔形機(jī)構(gòu)的軸向力封閉結(jié)構(gòu)剛性阻止(除非壓力N源自彈性力)，因此，導(dǎo)向摩擦副被實(shí)際上強(qiáng)制性地維持在等同于自鎖的一般靜摩擦狀態(tài)。即，中介件90、導(dǎo)向件50與摩擦件70三者被強(qiáng)制楔合/結(jié)合成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)整體，不會(huì)出現(xiàn)相互滑轉(zhuǎn)爬升的情況，除非過載至結(jié)構(gòu)毀損?？臻g楔形機(jī)構(gòu)因而處于類似斜撐式超越離合器的絕對(duì)自鎖/楔合狀態(tài)，其傳動(dòng)能力僅取決于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
[0026] 顯然，上述升角λ就是空間楔形機(jī)構(gòu)的楔角，也稱楔合角/擠住角，并且僅在0＜λ≤ξ時(shí)，空間楔形機(jī)構(gòu)方可楔合，摩擦連接器方可接合。
[0027] 相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的AT和DCT，依據(jù)本發(fā)明的具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器和雙離合器自動(dòng)變速器，因其工作不必需依賴液壓系統(tǒng)而大幅簡(jiǎn)化了整體結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)計(jì)、制作和裝配的復(fù)雜程度，降低了制作和使用成本，以及AT和DCT自身的能耗。借助下述實(shí)施例的說明和附圖，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)將顯得更為清楚和明了。

附圖說明

[0028] 圖1是本發(fā)明的空間楔合式摩擦連接器的示意性分解透視圖。
[0029] 圖2是本發(fā)明的空間楔合式摩擦連接器的軸向剖視圖。
[0030] 圖3是圖2中各機(jī)構(gòu)的輪廓向同一外圓柱面徑向投影的局部展開圖。
[0031] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的液力自動(dòng)變速器的簡(jiǎn)化的原理性示意圖。
[0032] 圖5是對(duì)圖4的變型示意圖。
[0033] 圖6是圖4中摩擦離合器L2所在局部部位的示意性放大圖。
[0034] 圖7是圖4中摩擦離合器L4～L5中觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC的局部示意性放大圖。
[0035] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的雙離合器自動(dòng)變速器的簡(jiǎn)化的原理性示意圖。

具體實(shí)施方式

[0036] 必要說明：為簡(jiǎn)潔明了，本說明書的正文及所有附圖中，相同或相似的構(gòu)件及特征部位均采用相同的附圖標(biāo)記，并只在它們第一次出現(xiàn)或有變型時(shí)給予必要的說明。同樣，也不重復(fù)說明相同或相似機(jī)構(gòu)的工作機(jī)理或過程。為區(qū)別設(shè)置在對(duì)稱或?qū)?yīng)位置上的相同的構(gòu)件或特征部位，本說明書在其附圖標(biāo)記后面附加了字母，而在泛指說明或無(wú)需區(qū)別時(shí)，則不附加任何字母。
[0037] 鑒于空間楔合式摩擦連接器的完整詳盡說明，已經(jīng)記載在上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)中，因此，為說明的簡(jiǎn)潔，本申請(qǐng)?jiān)趯?duì)AT正式說明之前，僅對(duì)作為本發(fā)明核心部件的該空間楔合式摩擦連接器，給予簡(jiǎn)單必要的說明，以便更好地理解本發(fā)明的思想、方案、結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理。
[0038] 參見圖1～2，具有機(jī)械無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS的空間楔合式摩擦連接器L1，其包括繞軸線X形成并具有軸向力封閉功能的限力元件180。該限力元件180最佳地是一個(gè)環(huán)狀袋形構(gòu)件，其繞軸線X形成的內(nèi)周面84的軸向中部，同軸線地設(shè)置有最佳地為平面型的盤形環(huán)狀周向凹槽78。該周向凹槽78的約半周的內(nèi)表面，最佳地沿兩相互平行的切線方向H和H′延伸至限力元件180的外周面，并形成等截面的矩形入口82。周向凹槽78的徑向內(nèi)表面80，因而延伸成具有U字形橫截面形狀的非閉合式內(nèi)徑向表面，并形成兩個(gè)相互平行的周向壁面85。軸向上依次可滑轉(zhuǎn)地設(shè)置在導(dǎo)向件50內(nèi)環(huán)側(cè)朝內(nèi)端延伸的管狀基體60外周面上的中介件90、大致呈環(huán)狀的摩擦件70和支撐件220，可沿圖1中空心箭頭所指方向，隨同導(dǎo)向件50一道，由入口82直接納入周向凹槽78，并被軸向可滑轉(zhuǎn)地貫穿于限力元件180內(nèi)孔中的同心連接件200，徑向定位在軸線X上。該徑向定位顯然也可借助非滑轉(zhuǎn)的例如滾動(dòng)軸承實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，借助諸如花鍵副之類的連接方式，具體為空心軸的同心連接件200，不可旋轉(zhuǎn)地連接至管狀基體60的內(nèi)周面。相應(yīng)地，可滑轉(zhuǎn)地空套在同心連接件200外周面上的空心軸式同心連接件
210，借助例如花鍵齒副，不可旋轉(zhuǎn)地連接至內(nèi)周面84a上。
[0039] 顯然，限力元件180也可以是一個(gè)組合構(gòu)件，其入口82也可以被至少部分地封閉。例如，借助諸如焊接、鉚接或螺栓連接之類的緊固方式，將一個(gè)具有中心圓孔的杯形殼式限力元件軸向固定連接至一盤形圓環(huán)的端面，并限定出周向凹槽78。再如，借助諸如焊接、在包括軸向中部和/或外端部的外周面上過盈地設(shè)置至少一個(gè)環(huán)形箍或齒環(huán)之類的緊固連接方式，將徑向上至少大致對(duì)稱，且半圓形內(nèi)圓面上均設(shè)置有半圓形周向槽的兩個(gè)半圓殼式限力元件，徑向固定地對(duì)接成一個(gè)限定出完整的周向凹槽78的組合式環(huán)狀限力元件。當(dāng)然，如果需要，也可在例如兩個(gè)半圓殼式限力元件的對(duì)接面的徑向一端，最佳地設(shè)置一個(gè)類似入口82的周向跨度較小的徑向通孔。相關(guān)結(jié)構(gòu)的更詳細(xì)說明和圖示，可參見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)，此處不再重復(fù)說明。
[0040] 繼續(xù)參見圖1～2，摩擦件70的外周面上設(shè)置有一個(gè)徑向延伸至入口82外緣的凸緣式力臂75。該力臂75與入口82最佳地具有互補(bǔ)的橫截面形狀，其兩個(gè)周向側(cè)表面73分別與兩個(gè)周向壁面85同時(shí)嚙合/抵觸，致使摩擦件70與限力元件180不可旋轉(zhuǎn)地連接成一個(gè)組合式袋形摩擦件。最佳地呈階梯環(huán)狀的導(dǎo)向件50的階梯外環(huán)的內(nèi)端面上，設(shè)置有一組最佳地繞軸線X周向均布的雙向螺旋齒式導(dǎo)向齒52。相應(yīng)地，中介件90的面對(duì)導(dǎo)向件50的端面上，設(shè)置有與導(dǎo)向齒52呈互補(bǔ)式構(gòu)造的一組螺旋齒式導(dǎo)向齒92。導(dǎo)向齒52與92恒久地嵌合，構(gòu)成最佳地繞軸線X回轉(zhuǎn)的面接觸型雙向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G。
[0041] 另外，中介件90通過其無(wú)齒端面上的回轉(zhuǎn)摩擦面104，可與最佳地以互補(bǔ)方式設(shè)置在摩擦件70相對(duì)端面上的回轉(zhuǎn)型牽引摩擦面72摩擦相連，構(gòu)成回轉(zhuǎn)型面接觸牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。而導(dǎo)向件50通過其無(wú)齒端面上的傳力摩擦面58，可與設(shè)置在周向凹槽78的一個(gè)內(nèi)端面，也就是限力元件180的圓環(huán)狀盤形端部188b內(nèi)端面的傳力摩擦面74摩擦相連，構(gòu)成分別與導(dǎo)向件50以及摩擦件70不可旋轉(zhuǎn)地結(jié)合在一起，并在兩者間直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩的回轉(zhuǎn)型面接觸傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2。牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1和轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G共同組成端面型空間楔形機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)再與傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2一起，構(gòu)成摩擦連接器L1的軸向力封閉的空間楔合式摩擦連接機(jī)構(gòu)。
[0042] 應(yīng)該指出的是，本申請(qǐng)“直接傳遞摩擦轉(zhuǎn)矩”的含義是指，轉(zhuǎn)矩在兩構(gòu)件間的傳遞路徑僅經(jīng)過一個(gè)摩擦機(jī)構(gòu)，而不經(jīng)過任何第二個(gè)其它機(jī)構(gòu)，其與該摩擦機(jī)構(gòu)所具有的摩擦面/片的數(shù)量沒有任何關(guān)系。
[0043] 還應(yīng)該指出的是，鑒于具備全周向面接觸摩擦的特點(diǎn)，摩擦連接器L1中可最佳地加注有助于散熱的制動(dòng)液或冷卻液，尤其是用作制動(dòng)器時(shí)，以形成濕式摩擦環(huán)境。同時(shí)，還可在摩擦件70等構(gòu)件的摩擦表面或內(nèi)部，參照公知技術(shù)，最佳地設(shè)置相應(yīng)的彼此連通的例如徑向通道，以利于潤(rùn)滑和熱量的散發(fā)。
[0044] 顯然，由于盤形環(huán)狀周向凹槽78被最佳地設(shè)置成平盤狀而非錐盤狀，因此，摩擦連接器L1在理論上可以不要求導(dǎo)向件50和中介件90的組合與限力元件180之間的同軸度精度。也就是說，可以不對(duì)摩擦連接機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G、牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1和傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2三者之間以及三者與軸線X的同軸度做過高要求，尤其是轉(zhuǎn)速不高時(shí)。只要其兩個(gè)面接觸回轉(zhuǎn)摩擦副垂直于軸線X，以及僅具有很小相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)量的導(dǎo)向件50和中介件90相互間同軸線設(shè)置即可。而相對(duì)現(xiàn)代工藝，保證該兩個(gè)環(huán)狀構(gòu)件之間的同軸度僅是一件簡(jiǎn)單和低成本的勞動(dòng)。因此，這將顯著降低制作、裝配和使用摩擦連接器L1的要求和成本，并拓展其使用領(lǐng)域。
[0045] 下面再結(jié)合圖3來(lái)說明雙向轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的詳細(xì)關(guān)系和結(jié)構(gòu)特征。其中，最佳地具有梯形橫截面且沿徑向延伸的每對(duì)端面型螺旋齒式導(dǎo)向齒52和92的相互面對(duì)的導(dǎo)向面54和94，均被互補(bǔ)地構(gòu)造成螺旋型齒面，兩者周向相互貼合后，便可形成對(duì)應(yīng)于不同圓周方向的兩組面接觸的螺旋式導(dǎo)向摩擦副。優(yōu)選地，分別朝向不同圓周方向的兩組導(dǎo)向面54a和
94a以及54b和94b的兩個(gè)互補(bǔ)的升角λa和λb，均對(duì)稱地等于λ。一般地，0＜λ≤ξ，特殊地，ζ＜λ≤ξ或者0＜λ≤ζ(當(dāng)ζ＞0)。顯然，如果只需傳遞單向轉(zhuǎn)矩，升角λa和λb中的一個(gè)，可以最佳地等于平行于軸線X的90度。優(yōu)選地，所有導(dǎo)向齒52和92的齒高，均被設(shè)置成不妨礙對(duì)應(yīng)于不同圓周方向的兩組導(dǎo)向面54a和94a以及54b和94b在軸向上的同時(shí)貼合，亦即各自的齒頂與各自所處齒槽槽底面的軸向最小間距δ最佳地大于零，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度/間隙可以等于零。
[0046] 為隨時(shí)實(shí)現(xiàn)空間楔合式摩擦連接機(jī)構(gòu)的入楔和去楔，摩擦連接器L1中還特別設(shè)置有入楔控制機(jī)構(gòu)，以可操縱地強(qiáng)制建立或撤銷摩擦連接機(jī)構(gòu)的軸向力封閉式抵觸連接。其中，入楔控制機(jī)構(gòu)包括一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向式無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS，該機(jī)構(gòu)SS包括作為被支撐件的摩擦件70、支撐件220以及限力元件180，參見圖1～3。大致呈環(huán)狀的支撐件220，以軸向上可同時(shí)剛性抵觸至摩擦件70和周向凹槽78的另一個(gè)內(nèi)端面也就是支撐端面189，以及作有限轉(zhuǎn)動(dòng)的方式，設(shè)置在摩擦件70與限力元件180之間。
[0047] 本實(shí)施例中，無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS具體為一個(gè)以支撐件220為中介件且具有極限角ξ′的又一個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)，其設(shè)置有最佳地為單向型的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG。該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG的兩組具有互補(bǔ)構(gòu)造的單向螺旋齒式導(dǎo)向齒62和232，分別設(shè)置在摩擦件70和支撐件220的相互面對(duì)的圓環(huán)形端面上，以使兩者轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向地抵觸相連。實(shí)際上，導(dǎo)向齒62和232也可以分別設(shè)置在支撐端面224和189上。參見圖1、3，導(dǎo)向齒62和232最佳地具有鋸齒狀齒形，二者設(shè)置有升角為λ′的螺旋型互補(bǔ)式導(dǎo)向面64和234，最佳地平行于軸線X的非導(dǎo)向面61和236，以及齒頂面238。其中，0＜λ′≤ξ′，ξ′的定義同于ξ。
[0048] 另外，支撐件220的外周面上最佳地設(shè)置有沿入口82徑向延伸至其外緣的力臂222。該力臂222具有周向上適當(dāng)向內(nèi)傾斜的周向側(cè)表面228，可使該力臂222與入口82的兩周向壁面85之間最佳地形成轉(zhuǎn)動(dòng)間隙，并保證支撐件220相對(duì)限力元件180具有足夠的周向自由度ε′。這樣，相對(duì)限力元件180轉(zhuǎn)動(dòng)支撐件220，便可在周向自由度ε′之內(nèi)，以相互抵觸的回轉(zhuǎn)型支撐端面224和189為基準(zhǔn)面，軸向無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)摩擦件70的被支撐高度/被推離距離。該調(diào)節(jié)可推動(dòng)摩擦件70將中介件90和導(dǎo)向件50無(wú)間隙地剛性壓緊/抵觸在傳力摩擦面
74上，或者撤銷該剛性壓緊/抵觸狀態(tài)，從而強(qiáng)制性地建立或撤銷摩擦連接機(jī)構(gòu)的軸向力封閉式抵觸連接，并最終迫使空間楔形機(jī)構(gòu)在兩個(gè)圓周方向上可靠地入楔或解楔。其中，導(dǎo)向件50、中介件90、摩擦件70和支撐件220在周向凹槽78中的軸向自由度/間隙δ′，大于零但小于等于上述周向自由度ε′所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)的軸向移動(dòng)距離ε′×tgλ′。最優(yōu)地，可在例如傳力摩擦面74與摩擦件70的軸向之間設(shè)置螺旋壓簧，或者，在限力元件180的相應(yīng)徑向孔中設(shè)置直線鋼絲彈簧，分別由中介件90一端持續(xù)地抵觸至摩擦件70的外徑向凸緣(未示出)或力臂75，以使分離狀態(tài)中的軸向自由度/間隙δ′，始終位于摩擦機(jī)構(gòu)F1或F2的摩擦面之間，從而降低摩阻和磨損。
[0049] 因此，只要能夠強(qiáng)制性地建立空間楔合式摩擦連接機(jī)構(gòu)的軸向力封閉式抵觸連接，便可隨時(shí)迫使空間楔形機(jī)構(gòu)在兩個(gè)圓周方向上立即可靠地入楔/楔合，從而致使摩擦連接器L1接合。比如，致使支撐件220相對(duì)摩擦件70沿例如圖1、3中箭頭P所指方向作驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并在完成上述軸向力封閉式抵觸連接之際或之后，只要導(dǎo)向件50持續(xù)地具有沿圖1、3中例如箭頭P所指方向相對(duì)摩擦件70轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦件70均將借助牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1的牽引摩擦轉(zhuǎn)矩，牽引著轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的中介件90，相對(duì)導(dǎo)向件50沿箭頭R所指方向作轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的軸向移動(dòng)/脹緊力，在將導(dǎo)向齒92瞬間楔緊在導(dǎo)向面54a和牽引摩擦面72所圍成的端面楔形空間中，也就是中介件90將導(dǎo)向件50與摩擦件70楔合成一個(gè)摩擦體，牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1因而軸向接合的同時(shí)，該脹緊力還將導(dǎo)向件50即刻脹緊在限力元件180的相應(yīng)內(nèi)端面也就是傳力摩擦面74上，以形成軸向力封閉式抵觸連接的方式，致使傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2也同步接合，并將導(dǎo)向件50與摩擦件70周向上直接連接成一個(gè)摩擦體。參見圖2下半部分。
[0050] 于是，摩擦連接器L1隨著空間楔形機(jī)構(gòu)的楔合而接合。由管狀基體60內(nèi)孔中的同心連接件200傳入的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩M0，分成經(jīng)由轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G和牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1傳遞的楔合摩擦轉(zhuǎn)矩M1，以及經(jīng)由傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2直接傳遞的傳力摩擦轉(zhuǎn)矩M2，分別傳遞給周向一體的摩擦件70和限力元件180，再經(jīng)后者內(nèi)周面84a上的內(nèi)花鍵齒，傳遞給與其耦合的同心連接件210。其中，M0＝M1+M2。顯然，上述軸向脹緊力、楔合力/接合力和各摩擦力的大小，均完全自適應(yīng)地正比于M1，也就是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩M0。
[0051] 無(wú)疑地，由于周向上的對(duì)稱性，導(dǎo)向件50沿圖1、3中箭頭R所指方向相對(duì)摩擦件70作驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的工作過程，自然完全類似于上，此處已無(wú)贅述的必要。另外，轉(zhuǎn)矩也可按與上述相反的路徑傳遞，而工作過程不會(huì)有任何實(shí)質(zhì)差別。
[0052] 應(yīng)該特別指出的是，如上所述，摩擦連接器L1僅在具有ζ＜λ≤ξ的設(shè)置中，可以獲得自適應(yīng)地相對(duì)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩過載打滑的防過載破壞功能，但前提是轉(zhuǎn)矩必需由導(dǎo)向件50向摩擦件70/限力元件180傳遞，也就是沿如上所述的由同心連接件200到同心連接件210的路徑方向傳遞，而不是相反。具體地，由動(dòng)量矩定理/動(dòng)量定理的運(yùn)動(dòng)學(xué)基本常識(shí)可知，具備不可忽視的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的負(fù)載，或者與該負(fù)載相耦合的同心連接件210，其轉(zhuǎn)速不可能在摩擦連接器L1接合的瞬間產(chǎn)生階躍式的飛升或驟降。所以，當(dāng)被摩擦連接的同心連接件210與200之間存在較大轉(zhuǎn)速差時(shí)，具有ζ＜λ≤ξ設(shè)置的摩擦連接器L1的上述楔合式接合過程，必然是一個(gè)自適應(yīng)地出現(xiàn)短暫的過載滑轉(zhuǎn)的過渡過程，直至過載結(jié)束，不會(huì)產(chǎn)生有害沖擊，也不會(huì)致停原動(dòng)機(jī)或造成相關(guān)構(gòu)件的損壞。而且，其摩擦滑動(dòng)轉(zhuǎn)矩/軸向接合力始終自適應(yīng)地等于或?qū)?yīng)于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩M0，不會(huì)致其楔死。顯然，該過載打滑的接合特性將特別有利于離合和制動(dòng)的工況。
[0053] 而在接合狀態(tài)中，只要能夠強(qiáng)制性地撤銷空間楔合式摩擦連接機(jī)構(gòu)的軸向力封閉式抵觸連接，便可隨時(shí)迫使空間楔形機(jī)構(gòu)在兩個(gè)圓周方向上可靠地去楔/解楔，從而致使摩擦連接器L1分離。例如，致使支撐件220相對(duì)摩擦件70沿例如圖1、3中箭頭R所指方向作解楔轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是作解除無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS的導(dǎo)向作用的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可立即撤銷上述軸向力封閉式抵觸連接。導(dǎo)向面64與234之間的法向壓力和其轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向作用，將隨著兩導(dǎo)向面產(chǎn)生相互脫離接觸趨勢(shì)的一瞬間而同時(shí)消失。自然，基于該機(jī)構(gòu)SS的軸向支撐力而工作的兩個(gè)摩擦機(jī)構(gòu)F1和F2以及整個(gè)空間楔形機(jī)構(gòu)，將隨即分離或解楔，并因?yàn)闄C(jī)構(gòu)G、F1和F2不可同時(shí)軸向貼合，而令空間楔形機(jī)構(gòu)在兩個(gè)圓周方向上失去再次楔合的可能。于是，摩擦連接器L1結(jié)束接合并再次轉(zhuǎn)入解楔式分離狀態(tài)/工況，中介件90開始跟隨導(dǎo)向件50一起相對(duì)摩擦件70和限力元件180空轉(zhuǎn)。參見圖2上半部分。
[0054] 因此，為了能夠強(qiáng)制性地建立或撤銷摩擦連接機(jī)構(gòu)的上述軸向力封閉式抵觸連接，入楔控制機(jī)構(gòu)還包括至少一個(gè)觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC。該觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC以機(jī)械驅(qū)動(dòng)的方式，直接致動(dòng)無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS，以實(shí)現(xiàn)其功能。
[0055] 參見圖1～2，該觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC最佳地是一個(gè)圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，其包括徑向地設(shè)置在盤形端部188b外周面上的基準(zhǔn)凸起122，徑向地設(shè)置在力臂222弧形外周面上的導(dǎo)向凸起132，以及可滑轉(zhuǎn)地設(shè)置在限力元件180外周面上的觸發(fā)環(huán)120。相應(yīng)地，觸發(fā)環(huán)120的內(nèi)周面上設(shè)置有可滑動(dòng)地收納基準(zhǔn)凸起122的基準(zhǔn)槽124，以及，以周向自由度最佳地等于零的方式可滑動(dòng)地收納導(dǎo)向凸起132的導(dǎo)向槽134?；鶞?zhǔn)槽124與導(dǎo)向槽134可以是由一端部開始的同一個(gè)槽道的具有不同螺旋升角的不同段，可以是分別延伸至同一端部的兩個(gè)相互獨(dú)立的內(nèi)周面槽道，也可以是徑向通孔式的槽道等。優(yōu)選地，觸發(fā)環(huán)120的外周面上設(shè)置有滑環(huán)槽126，設(shè)置于其中的未示出的撥叉，可依公知方式最佳地彈性驅(qū)動(dòng)觸發(fā)環(huán)120軸向移動(dòng)。實(shí)際上，觸發(fā)環(huán)120也可被一個(gè)與其可旋轉(zhuǎn)地軸向固定相連的靜止構(gòu)件驅(qū)動(dòng)。而且，其軸向觸發(fā)式促動(dòng)力可依公知技術(shù)，由機(jī)械機(jī)構(gòu)、電磁機(jī)構(gòu)、流體機(jī)構(gòu)或包括步進(jìn)電機(jī)的機(jī)電機(jī)構(gòu)就近提供。
[0056] 應(yīng)該指出的是，為了方便圖示和理解，圖1和圖6中均將基準(zhǔn)槽124與導(dǎo)向槽134畫成為兩個(gè)獨(dú)立的徑向通孔，并將基準(zhǔn)凸起122畫在力臂75的弧形外周面77上。這樣，基準(zhǔn)凸起122和導(dǎo)向凸起132應(yīng)最佳地在觸發(fā)環(huán)120就位后，再借助例如過盈配合、螺紋配合等緊固連接方式，安裝到各自的設(shè)置位置上。
[0057] 設(shè)置上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC具有這樣的效果。即，軸向移動(dòng)觸發(fā)環(huán)120，例如于圖1～3、6中由左至右，導(dǎo)向槽134的移動(dòng)導(dǎo)向作用，可致使導(dǎo)向凸起132相對(duì)限力元件180轉(zhuǎn)動(dòng)，例如沿圖1、3、7中的箭頭P所指方向，從而帶動(dòng)支撐件220相對(duì)摩擦件70作同向的導(dǎo)向式轉(zhuǎn)動(dòng)，并在支撐件220周向抵觸至入口82的周向壁面85之前，推動(dòng)摩擦件70將中介件90和導(dǎo)向件50剛性地抵觸至傳力摩擦面74上，以強(qiáng)制性地建立起軸向力封閉式抵觸連接，如圖2的下半部所示。而軸向反向移動(dòng)觸發(fā)環(huán)120，則執(zhí)行完全相反于上的動(dòng)作，強(qiáng)制撤銷上述軸向力封閉式抵觸連接，并致使上述構(gòu)件之間的軸向自由間隙之和，再次接近或等于軸向自由度δ′，如圖2的上半部所示。
[0058] 因此，在分離狀態(tài)中，只要通過未示出的諸如撥叉之類的驅(qū)動(dòng)件軸向移動(dòng)觸發(fā)環(huán)120，例如于圖1～2中由左至右地移動(dòng)，便可致使支撐件220相對(duì)摩擦件70沿例如圖1、3中箭頭P所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC就可致使無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS建立所需的無(wú)級(jí)支撐，強(qiáng)制性地建立起如上所述的軸向力封閉式抵觸連接，進(jìn)而致使摩擦連接器L1接合。之后，觸發(fā)環(huán)120無(wú)需持續(xù)地施加維持力，摩擦連接器L1均可以自激勵(lì)的方式，自適應(yīng)地維持住該楔合式摩擦連接狀態(tài)，并穩(wěn)定地傳遞轉(zhuǎn)矩。而在接合狀態(tài)中，只要觸發(fā)環(huán)120被反向驅(qū)動(dòng)，例如于圖1～2中由右至左地移動(dòng)，便可致使支撐件220相對(duì)摩擦件70沿例如圖1、3中箭頭R所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC就可瞬間撤除無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS的所述無(wú)級(jí)支撐，強(qiáng)制性地撤銷上述軸向力封閉式抵觸連接，從而致使摩擦連接器L1分離。
[0059] 而為了確保中介件90在兩個(gè)圓周方向上的可靠入楔，確保參數(shù)ε′和δ′固定不變，以及，確保入楔動(dòng)作的可靠性和一致性，入楔控制機(jī)構(gòu)還最佳地包括有將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的周向自由度ε限制在區(qū)間[0，2δ′/tgλ]內(nèi)的周向限位機(jī)構(gòu)。該周向限位機(jī)構(gòu)最佳地是一個(gè)設(shè)置在導(dǎo)向件50和中介件90之間的軸向/徑向銷槽式嵌合機(jī)構(gòu)，其至少包括一個(gè)的對(duì)中式限位凸起68設(shè)置在其中的例如導(dǎo)向齒齒頂面上，比如圖1～3中示意的導(dǎo)向齒52的齒頂面上，而用以軸向滑動(dòng)地恒久收容該凸起68的對(duì)中式限位凹槽118，則相應(yīng)地設(shè)置在相對(duì)的例如導(dǎo)向齒92的諸如齒槽底面上。最佳地，限位凸起68應(yīng)至少兼具周向彈性，并設(shè)置在導(dǎo)向齒52的徑向最內(nèi)側(cè)，例如，由一個(gè)嵌入式的彈簧鋼絲充當(dāng)。此時(shí)，周向限位機(jī)構(gòu)的周向自由度ε，可最佳地約等于零。
[0060] 當(dāng)然，為使中介環(huán)90軸向上持續(xù)地彈拉/壓向?qū)颦h(huán)50，最佳地兼具彈性的限位凸起68和凹槽118，也可徑向地設(shè)置在導(dǎo)向件50與中介件90的相互面對(duì)的內(nèi)外周面上，包括管狀基體60的外周面上，或者，間接地設(shè)置在與導(dǎo)向件50和中介件90不可旋轉(zhuǎn)相連的其它構(gòu)件上。例如，設(shè)置在限力元件180的內(nèi)周面和中介件90的外周面上，并可具有諸如導(dǎo)向鍵/銷連接的形式。相關(guān)說明詳見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)。另外，上述軸向彈拉/壓功能也可由一個(gè)獨(dú)立的彈性元件提供，例如，同時(shí)套設(shè)在中介件90和導(dǎo)向件50的外周面上且兩個(gè)端頭分別嵌入該兩個(gè)外周面上相應(yīng)徑向沉孔中的螺旋拉簧。
[0061] 設(shè)置上，周向限位機(jī)構(gòu)具有這樣的效果。即，分離狀態(tài)中，中介件90與導(dǎo)向件50的軸向抵觸，最佳地均以導(dǎo)向面54a和94a以及54b和94b同時(shí)接觸的方式進(jìn)行。這樣，在任何方向上的楔合式接合，摩擦連接器L1均不會(huì)產(chǎn)生周向空行程，以及相應(yīng)的摩擦沖擊。并且，去楔式的分離過程將簡(jiǎn)捷而迅速，具有顯著的階躍性。即使升角λ取值于0～ζ的爬升角區(qū)間，限位凸起68的周向阻擋作用也會(huì)令該過程以階躍方式完成，而不會(huì)以漸變方式完成。
[0062] 為適應(yīng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，還可最佳地在觸發(fā)環(huán)120內(nèi)徑側(cè)入口82的未被填滿的剩余空間中，設(shè)置至少一個(gè)例如與該剩余空間最佳地具有互補(bǔ)構(gòu)造的例如弧形平衡元件/配重塊。該平衡元件最佳地被徑向定位，例如，借助貫穿于其軸向孔中，并固定連接至限力元件180的軸向孔81中的至少一個(gè)固定銷，參見圖2。
[0063] 應(yīng)該說明的是，致使摩擦連接器L1接合和分離的促動(dòng)力，也就是作用于滑環(huán)槽126內(nèi)端面的軸向驅(qū)動(dòng)力，用于分離的相較用于接合的為大。但是，參照前文所述，無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS的導(dǎo)向升角λ′被設(shè)置得越接近于極限角ξ′，驅(qū)動(dòng)支撐件220作分離解楔轉(zhuǎn)動(dòng)的控制轉(zhuǎn)矩就越接近于零，觸發(fā)式控制也就越容易。理論上，該轉(zhuǎn)矩隨著λ′等于ξ′而等于零(支撐件220臨界于被作用在導(dǎo)向面234上的法向力周向“擠出”的狀態(tài))。自然，對(duì)應(yīng)于該控制轉(zhuǎn)矩的移動(dòng)滑環(huán)槽126的軸向驅(qū)動(dòng)力也可因此接近于或等于零，并因而最佳地需要持續(xù)的軸向維持力，以維持觸發(fā)狀態(tài)，提高無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS楔合的可靠性。比如，借助導(dǎo)向凸起132與導(dǎo)向槽134的摩擦自鎖(包括其兩端的與軸線X平行的平直段部分)，借助具有彈性構(gòu)件的鎖止/定位機(jī)構(gòu)，或借助設(shè)置于觸發(fā)環(huán)120內(nèi)周面與限力元件180外周面之間的凹槽式彈性定位機(jī)構(gòu)，致使觸發(fā)環(huán)120分別互反地彈性定位在可致使摩擦連接器L1接合或分離的兩個(gè)軸向位置上。而且，這些定位機(jī)構(gòu)的彈性接合被最佳地設(shè)置成不完全到位，以利用其欲接合/嵌合到位的趨勢(shì)，持續(xù)性地維持住施加給觸發(fā)環(huán)120的彈性促動(dòng)力。
[0064] 另外，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC還可最佳地具有彈性入楔和剛性去楔的改進(jìn)設(shè)置，以使觸發(fā)環(huán)120最佳地具有相對(duì)固定的軸向移動(dòng)量，并在結(jié)束觸發(fā)動(dòng)作后不再受到外力的作用，從而獲得便于控制、降低磨損和能耗的好處。
[0065] 例如，參見圖1，在導(dǎo)向槽134的周向面對(duì)箭頭R所指方向的壁面上，或者在基準(zhǔn)槽124的周向面對(duì)箭頭P所指方向的壁面上，也就是在觸發(fā)入楔動(dòng)作/過程中與導(dǎo)向凸起132和/或基準(zhǔn)凸起122發(fā)生抵觸的槽壁面上，設(shè)置諸如彈性鋼片之類的彈性元件，令其變型為彈性壁面。再如，在力臂222的面對(duì)箭頭P所指方向的周向側(cè)表面228與入口82的相應(yīng)周向壁面85之間，最佳地設(shè)置一個(gè)彈性元件，例如直線狀的波形彈簧，弧形彈簧鋼片，或者如圖1所示的收納于兩者任意一方相應(yīng)安裝孔中的螺旋壓簧式調(diào)節(jié)彈簧202。當(dāng)然，也可由彈性材料直接制成導(dǎo)向凸起132或基準(zhǔn)凸起122，例如，彈簧鋼絲?；蛘撸诶缱笠晥D1時(shí)的導(dǎo)向凸起
132的順時(shí)針一側(cè)，亦即圖3中的箭頭R所指一側(cè)，再間隙地設(shè)置一個(gè)徑向的彈簧鋼絲，以與導(dǎo)向凸起132組成一個(gè)復(fù)合凸起。
[0066] 擋銷24與外導(dǎo)向面146或內(nèi)導(dǎo)向面144的響應(yīng)于工作轉(zhuǎn)速的徑向式移動(dòng)導(dǎo)向運(yùn)動(dòng)，將借助調(diào)節(jié)彈簧152的彈性力，驅(qū)動(dòng)支撐件220相對(duì)摩擦件70沿圖6中箭頭P所指方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該P(yáng)向轉(zhuǎn)動(dòng)將剛好致使無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS彈性地建立起如上所述的軸向力封閉式抵觸連接，并最終致使離心離合器Q2如上所述地接合。而此時(shí)，缺口142的周向壁面，還未抵觸至擋銷
24。顯然，由于軸向剛性抵觸狀態(tài)中的支撐件220已不能作進(jìn)一步的支撐轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，在擋銷
24徑向地抵觸至內(nèi)導(dǎo)向面144或外導(dǎo)向面146之前，其不可能抵觸至缺口142的周向壁面。由此帶來(lái)的有益效果是，無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS具有自適應(yīng)地應(yīng)對(duì)制造誤差，以及使用過程中機(jī)械磨損所造成的支撐件220的周向自由度ε′發(fā)生改變的能力，離心離合器Q2在多次切換工況的工作中，具有長(zhǎng)久的可靠性。
[0067] 設(shè)置上，上述改進(jìn)設(shè)置可達(dá)到這樣的效果。即，在觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC完成致使摩擦連接器L1接合，也就是完成致使中介件90入楔的動(dòng)作后，導(dǎo)向凸起132仍未在無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS建立無(wú)級(jí)支撐的轉(zhuǎn)動(dòng)方向上抵觸至導(dǎo)向槽134的周向壁面，亦即，未沿圖1中箭頭P所指方向抵觸至導(dǎo)向槽134的周向壁面，同時(shí)，上述彈性元件也未被壓縮或釋放至極限。如此設(shè)置的好處是，在確保摩擦連接器L1因觸發(fā)環(huán)120具有固定位移而便于使用的前提下，更使其獲得了自適應(yīng)地應(yīng)對(duì)或容忍制造誤差，以及使用過程中機(jī)械磨損所造成的支撐件220的周向自由度ε′發(fā)生改變的能力，從而令該連接器L1具備有長(zhǎng)久的工作壽命和可靠性。
[0068] 至此不難發(fā)現(xiàn)，相較現(xiàn)有技術(shù)的具體為摩擦式離合器和制動(dòng)器的摩擦連接器，依據(jù)本發(fā)明的摩擦連接器例如L1具有諸多有益效果。
[0069] 首先，其徹底摒棄了的現(xiàn)有技術(shù)所必需的供能裝置和傳動(dòng)裝置，尤其是其中既復(fù)雜又昂貴的液壓系統(tǒng)，摩擦連接器的軸向接合力不再由外界提供。這不僅致使摩擦連接器(系統(tǒng))結(jié)構(gòu)得以大幅簡(jiǎn)化和緊湊，制作和裝配成本更低，易于方便地實(shí)現(xiàn)線控傳動(dòng)或制動(dòng)，特別是相對(duì)大型或重型傳動(dòng)系統(tǒng)而言，而且還因軸向接合力的高強(qiáng)而具有了至少個(gè)位數(shù)倍增的轉(zhuǎn)矩容量/傳動(dòng)能力，軸向和徑向尺寸均因此而大為減小，系統(tǒng)可靠性大為提高。顯然，本發(fā)明因此而具有通用于微型至重型機(jī)械傳動(dòng)的所有應(yīng)用領(lǐng)域的能力。
[0070] 其次，其楔合式摩擦力完全自適應(yīng)地對(duì)等于由導(dǎo)向件50傳入的驅(qū)動(dòng)或負(fù)載轉(zhuǎn)矩，基本上無(wú)關(guān)于摩擦系數(shù)，不存在軸向壓緊力過大或不足的可能?？煞謩e具有接合后不過載便不打滑，或者過載也不打滑的特性，令摩擦連接器L1具有了更高的可靠性和安全性，并因此以最簡(jiǎn)單的方式具有了最理想的ABS防抱死制動(dòng)功能，或者工業(yè)上需要的絕對(duì)無(wú)滑的傳動(dòng)或制動(dòng)功能。
[0071] 再次，其操作更簡(jiǎn)便，動(dòng)作響應(yīng)更快捷，更容易保證長(zhǎng)距離范圍內(nèi)各離散點(diǎn)的例如離合或制動(dòng)動(dòng)作的同步性、一致性和快捷性。例如，對(duì)較長(zhǎng)或超長(zhǎng)軌行車輛/列車(各節(jié)車廂)的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)和制動(dòng)。
[0072] 再其次，其無(wú)需外界為各摩擦機(jī)構(gòu)提供接合力，不必需持續(xù)的或較大的控制力，只在分離或接合時(shí)需要觸發(fā)式的促動(dòng)力，因而更加節(jié)能，控制裝置更簡(jiǎn)單，動(dòng)作更輕便靈敏。尤其是具有λ′約等于ξ′參數(shù)設(shè)置的方案，將特別有益于必需具有手工解除接合狀態(tài)功能的各類摩擦連接器，并可顯著降低其設(shè)備成本以及所需人工勞動(dòng)強(qiáng)度和難度。例如，用于替代現(xiàn)有技術(shù)中AT的所有離合器和制動(dòng)器時(shí)，將因顯著地降低其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性以及可摒棄整個(gè)液壓系統(tǒng)，而大幅降低其制作成本和使用成本。
[0073] 最后，由于實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的輕量化、結(jié)構(gòu)和控制的簡(jiǎn)單化，因此，只要簡(jiǎn)單地輔以諸如機(jī)械、電磁、流體或包括步進(jìn)電機(jī)式的操縱機(jī)構(gòu)/控制裝置，依據(jù)本發(fā)明的摩擦連接器例如L1便可具體為可控的機(jī)械式、電磁式、流體式或電控式無(wú)動(dòng)力源摩擦連接裝置。，該裝置顯然顯著地優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各類有動(dòng)力源離合器和制動(dòng)器，且沒有不許水平或垂直安裝的限制。
[0074] 另外，摩擦連接器L1還因無(wú)離心慣性力，而具有幾乎僅取決于相關(guān)材料強(qiáng)度的高速轉(zhuǎn)動(dòng)能力；因轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G幾乎不存在磨損，摩擦機(jī)構(gòu)F1和F2的摩擦力絕緣于離心慣性力并可自動(dòng)補(bǔ)償磨損，而具有較長(zhǎng)的工作壽命。
[0075] 應(yīng)該指出的是，為謀求更大的設(shè)計(jì)自由度和使空間楔形機(jī)構(gòu)更容易楔合或解楔，本發(fā)明還具有各種提升極限角ζ和ξ數(shù)值的技術(shù)手段。包括，將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的導(dǎo)向面54和94設(shè)置成傾斜式螺旋型齒面，將牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1的摩擦面72和104設(shè)置成截錐面，以致使軸截面內(nèi)導(dǎo)向面54和94或摩擦面72?和104與軸線X的夾角/半錐頂角不再等于90度，而是等于
0～180度之間的其它值；將牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1設(shè)置成多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)；以及，將具備更大摩擦系數(shù)的材料或元件附裝至摩擦面72和104中的至少一個(gè)上。這里應(yīng)順便提及的是，本說明書已經(jīng)給出了關(guān)于極限角ζ和ξ的清晰的文字定義和說明，無(wú)需付出任何創(chuàng)造性的勞動(dòng)，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均可據(jù)此推導(dǎo)出其函數(shù)關(guān)系式/計(jì)算公式。
[0076] 由常識(shí)可知，為增大同等直徑時(shí)摩擦連接器L1的轉(zhuǎn)矩容量/傳動(dòng)能力并降低軸向脹緊力，牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1和傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2也可依公知技術(shù)，被如上所述地分別或同時(shí)設(shè)置為多摩擦片式摩擦機(jī)構(gòu)，并因此而具有數(shù)量上多于一個(gè)的一組牽引摩擦副或傳力摩擦副。
[0077] 容易想到，如果在圖1或圖2中的傳力摩擦面58和74之間，再軸向?qū)ΨQ地設(shè)置一個(gè)中介件90，并與導(dǎo)向件50及組合式袋形摩擦件分別對(duì)稱地組成再一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和牽引摩擦機(jī)構(gòu)，那么，摩擦連接器L1將不再具有傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2，而是同時(shí)具有兩個(gè)共用同一個(gè)組合式袋形摩擦件的牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1。如果對(duì)調(diào)導(dǎo)向件50和中介件90的軸向位置，摩擦機(jī)構(gòu)F1和F2便也將軸向?qū)φ{(diào)，變型后的傳力摩擦機(jī)構(gòu)將與導(dǎo)向件以及摩擦件分別直接剛性地結(jié)合在一起。如果互換轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G與牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1雙方，也就是成對(duì)地互換導(dǎo)向齒52、92與摩擦面72、104的軸向位置，摩擦連接器L1便可在由輪到軸的傳遞路徑上，具備過載打滑的保護(hù)功能。此時(shí)，圖1或圖2中的摩擦件70與導(dǎo)向件50，實(shí)際上已互換角色。而如果將摩擦件70與中介件90合并成一個(gè)零件，并在傳力摩擦面58與74之間置入一個(gè)內(nèi)孔中耦合有不同同心連接件的摩擦環(huán)，摩擦件70將變型為中介件。即，后兩種變型中，被支撐件將分別由導(dǎo)向件和中介件充當(dāng)。
[0078] 需要說明的是，如定義中所述，本發(fā)明沒有對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G及其導(dǎo)向齒52、92作出具體限制，其不必需具有最佳的螺旋齒結(jié)構(gòu)，也不必需具有互補(bǔ)的導(dǎo)向齒面。因此，該導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G及其導(dǎo)向齒和導(dǎo)向齒面可具有任意具備轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向功能的形式和形狀。導(dǎo)向齒可按離散形式設(shè)置在端面/周面上，也可按諸如單頭或多頭螺紋的方式，周向延續(xù)地設(shè)置在相應(yīng)的內(nèi)/外周面上。而在后一種設(shè)置形式中，其可最佳地設(shè)置成具有諸如矩形、梯形、鋸齒形或三角形等截面形狀的螺旋齒。同樣道理，只要能夠最佳地實(shí)現(xiàn)軸向的互補(bǔ)式貼合/抵觸，牽引摩擦機(jī)構(gòu)F1和傳力摩擦機(jī)構(gòu)F2的各自兩組回轉(zhuǎn)摩擦副的截錐式回轉(zhuǎn)型摩擦面，可以基于任意曲線/母線繞軸線X回轉(zhuǎn)而成，并可以是設(shè)置有用以散熱或排除液體/氣體的溝槽的非連續(xù)表面。
[0079] 因此，摩擦連接器L1還可以具有這樣的變型。即，將其中的轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的螺旋齒式導(dǎo)向齒52和92分別設(shè)置在管狀基體60的外周面以及中介件90的內(nèi)周面上，或者，設(shè)置在中介件90的外周面以及形成于導(dǎo)向件50徑向外環(huán)側(cè)的環(huán)形端面凸緣的內(nèi)周面上(相當(dāng)于徑向翻轉(zhuǎn)中介件90以及導(dǎo)向件50的位置)?；蛘撸コ龑?dǎo)向件50，借助諸如精密鑄造、澆鑄、壓鑄或注塑等工藝，將導(dǎo)向齒52直接剛性地形成在傳力摩擦面74上，以使限力元件180變型為具有軸向力封閉功能的袋形導(dǎo)向件。相應(yīng)地，應(yīng)在圖1、2所示的中介件90與摩擦件70之間，徑向置入一個(gè)內(nèi)孔耦合至同心連接件200的盤形摩擦環(huán)，摩擦連接器L1便可變型為導(dǎo)向件為袋形構(gòu)件的輪-軸傳動(dòng)式摩擦連接器。而如果再以另一同心連接件固定連接至中介件90的內(nèi)孔，其導(dǎo)向件就將與中介件90互換角色并變型為袋形中介件，上述變型將進(jìn)一步變型為中介件為袋形構(gòu)件的軸-軸傳動(dòng)式摩擦連接器。
[0080] 更進(jìn)一步地，去除上述導(dǎo)向件為袋形構(gòu)件的變型中的周向限位機(jī)構(gòu)，去除原有的摩擦件70和支撐件220，將具有導(dǎo)向凸起132的力臂222移植到中介件90的外周面上，與觸發(fā)環(huán)120組成調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，并如上所述地設(shè)置λ≈ξ，便可得到具有四構(gòu)件的最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)變型?？刂圃撟詈?jiǎn)結(jié)構(gòu)變型的觸發(fā)環(huán)120的軸向移動(dòng)，便可令中介件90解楔或在單一圓周方向上入楔。對(duì)應(yīng)地，接合狀態(tài)中的該最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)變型僅可在其楔合所對(duì)應(yīng)的圓周方向上傳遞轉(zhuǎn)矩，不可相反，除非反向移動(dòng)觸發(fā)環(huán)120至換向入楔。因此，該最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)變型不再具有摩擦連接器L1經(jīng)一次楔合，便可在任意圓周方向上自適應(yīng)地隨時(shí)換向傳遞轉(zhuǎn)矩的性能優(yōu)點(diǎn)。無(wú)疑，上述中介件為袋形構(gòu)件的變型也可進(jìn)一步具有類似于此的四構(gòu)件最簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)變型。
[0081] 另外，如果需要，例如用作制動(dòng)器時(shí)，限力元件180也可以是非完整環(huán)狀的袋形構(gòu)件。即，當(dāng)需要軸向延伸例如導(dǎo)向件50的管狀基體60以致其不能徑向通過入口82時(shí)，可在入口82處的軸向一端設(shè)置周向缺口。例如，將位于內(nèi)周面84b一端的正好半周的內(nèi)周面，沿平行于H或H′的兩條相互平行的切線方向，徑向延伸至限力元件180的外周面，并形成一個(gè)允許管狀基體60置入/通過的缺口。于是，內(nèi)周面84b同樣延伸成具有U字形橫截面形狀的非閉合式內(nèi)徑向表面，限力元件180變成為一個(gè)形似砝碼的U形開口環(huán)。當(dāng)然，此時(shí)可在擴(kuò)大的入口82中最佳地設(shè)置一個(gè)與該入口具有互補(bǔ)構(gòu)造的弧形壓件，以徑向定位管狀基體60。
[0082] 有關(guān)軸向力封閉結(jié)構(gòu)及環(huán)狀袋形構(gòu)件的更多變型的圖示和說明，可參見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)，以及本申請(qǐng)人在全文結(jié)合于此的中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102537126A中所公布的技術(shù)方案，本申請(qǐng)此處不作進(jìn)一步說明。
[0083] 不難理解，摩擦連接器L1中的觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC并不限于作為示例的滑環(huán)式圓柱凸輪機(jī)構(gòu)一種型式和設(shè)置位置。相反，其可以具有任何一種所需要的型式和設(shè)置位置，只要其能夠可操作地控制中介件90入楔和解楔，也就是致使摩擦連接器L1接合和分離即可。例如，其可以驅(qū)動(dòng)支撐件220相對(duì)諸如摩擦件70的被支撐件轉(zhuǎn)動(dòng)并致使中介件90入楔和去楔，或者，在摩擦連接器L1僅需傳遞單向轉(zhuǎn)矩時(shí)，省去支撐件220而直接驅(qū)動(dòng)中介件90入楔和去楔。類型上，摩擦連接器L1可以如上所述地?cái)U(kuò)展為電磁、流體、機(jī)械或包括步進(jìn)電機(jī)的機(jī)電式等的連接裝置。而且，用作制動(dòng)器時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC顯然還可以以更直接的方式，周向驅(qū)動(dòng)支撐件220轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，借助切向設(shè)置的蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、鋼絲拉繩機(jī)構(gòu)，或者，圖7中軸向設(shè)置的偏心軸/凸輪機(jī)構(gòu)。
[0084] 另外，在例如ζ＜λ≤ξ的導(dǎo)向面54和94不可相互滑轉(zhuǎn)爬升的設(shè)置中，還可在轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G的至少一個(gè)軸向端的兩個(gè)軸向抵觸面之間，例如支撐端面189與224之間，設(shè)置至少一個(gè)彈性元件以調(diào)節(jié)軸向接合力，例如，至少包括一個(gè)的一組碟簧。這樣，因具有彈性楔合式接合狀態(tài)，摩擦連接器L1將與現(xiàn)有技術(shù)一樣，將獲得/具備柔性接合的能力。例如，用作制動(dòng)器時(shí)，將具有可依滑轉(zhuǎn)摩擦方式快速且無(wú)級(jí)地調(diào)節(jié)滑轉(zhuǎn)時(shí)間和滑轉(zhuǎn)制動(dòng)力/轉(zhuǎn)矩的柔性接合能力，以滿足具體而復(fù)雜的實(shí)際需求。顯然，當(dāng)?shù)杀粔嚎s至等于自身厚度，或者，在此之前支撐件220已剛性抵觸至支撐端面189之際，摩擦連接器L1將即刻轉(zhuǎn)入如上所述的剛性楔合式接合狀態(tài)，并因此而轉(zhuǎn)入自適應(yīng)的ABS防抱死制動(dòng)狀態(tài)。
[0085] 當(dāng)然，無(wú)級(jí)支撐機(jī)構(gòu)SS應(yīng)最佳地具有足夠大的導(dǎo)向升程/推程，以保證上述剛性楔合式接合的實(shí)現(xiàn)。而且，上述包括彈性元件的軸向接合力/封閉力可調(diào)的設(shè)置，也適用于摩擦連接器L1用作離合器的情況，以使其具有柔性接合的特性和過程。特別地，該直至剛性楔合/接合為止的柔性接合過程所需的時(shí)間，是可以事先設(shè)定和控制的。這只要簡(jiǎn)單地控制控制環(huán)120的軸向移動(dòng)速度/時(shí)間，也就是控制支撐件220相對(duì)限力元件180的轉(zhuǎn)動(dòng)速度即可。
[0086] 另外，還可將摩擦連接器L1中的例如導(dǎo)向件50或其管狀基體60設(shè)置成另外一個(gè)袋形構(gòu)件。為構(gòu)成一個(gè)如上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)所描述的超越離合器，再在該袋形構(gòu)件內(nèi)部的周向凹槽內(nèi)設(shè)置另一組單向型導(dǎo)向件和中介件，該另一導(dǎo)向件與同心連接件200直接耦合。于是，該變型因集成了軸向或徑向并列設(shè)置于其內(nèi)的超越離合器，而具有制動(dòng)器或離合器與超越離合器相串聯(lián)的多種摩擦連接功能。顯然，該集成的純機(jī)械式多功能摩擦連接器，可最佳地替代現(xiàn)有液力自動(dòng)變速器/AT中的超越離合器與制動(dòng)器或離合器的離散式組合。
[0087] 應(yīng)特別指出的是，只要去除圖1～2中的觸動(dòng)環(huán)120、支撐件220、摩擦件?70、限位凸起68，將支撐端面189內(nèi)移至牽引摩擦面72的所在位置，并將轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)G設(shè)置成類似轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)UG的具有鋸齒狀導(dǎo)向齒的型式，摩擦連接器L1就可具體為典型的空間楔合式摩擦超越離合器。其中，限力元件180即為事實(shí)上的摩擦件。詳細(xì)說明，可參見上文所整體結(jié)合的兩項(xiàng)基本專利申請(qǐng)，或者，以及，本申請(qǐng)人在全文結(jié)合于此的中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101936346B、CN201747821U和CN201794963U中所公布的技術(shù)方案。
[0088] 下面再借助圖4～圖7來(lái)詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明的液力自動(dòng)變速器。
[0089] 實(shí)際上，依據(jù)本發(fā)明的液力自動(dòng)變速器，就是以上述摩擦連接器，去替換現(xiàn)有技術(shù)中的用作換檔元件的包括超越離合器的所有摩擦連接器中的至少一個(gè)，而最佳地就是如圖4所示的全部替換。
[0090] 參見圖4示出的液力自動(dòng)變速器T1，其是依據(jù)本發(fā)明對(duì)公知技術(shù)中最為著名和經(jīng)典的辛普森式三檔變速器的簡(jiǎn)單變型。其包括，空間楔合式摩擦離合器L2和L3，空間楔合式摩擦制動(dòng)器L4和L5，以及空間楔合式摩擦超越離合器L6，以及，未示出的與輸入軸20耦合并耦合至原動(dòng)機(jī)的液力變矩器，設(shè)置有例如傳感器、電子控制模塊和相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的控制單元。
[0091] 具體地，液力自動(dòng)變速器T1包括，繞軸線X設(shè)置并共用同一個(gè)太陽(yáng)輪28的兩組行星齒輪機(jī)構(gòu)P1和P2，與行星齒輪機(jī)構(gòu)P1的行星架直接相連，并與行星齒輪機(jī)構(gòu)P2的外齒圈通過同心連接件36相連的輸出軸30。其中，摩擦連接器L2通過同心連接件22和26，分別連接至輸入軸20以及行星齒輪機(jī)構(gòu)P1的外齒圈。摩擦連接器L3通過同心連接件24和32，分別連接至同心連接件22和太陽(yáng)輪28。摩擦連接器L4，分別連接至同心連接件32和變速器殼230。摩擦連接器L5～L6，分別連接至變速器殼230，以及與行星齒輪機(jī)構(gòu)P2的行星架相連的同心連接件34。
[0092] 工作時(shí)，來(lái)自原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，通過液力自動(dòng)變速器T1中的液力變矩器，傳遞給輸入軸20，變速后再由輸出軸30輸出。
[0093] 毫無(wú)疑問，液力自動(dòng)變速器T1與辛普森式三檔變速器具有完全相同的工作機(jī)理，以及變速比的控制方法，兩者間沒有實(shí)質(zhì)上的任何不同。其間唯一的區(qū)別僅在于，空間楔合式摩擦連接器L2～L6的具體連接方式和具體的致動(dòng)方案。因此，本申請(qǐng)將不對(duì)已經(jīng)成為基本常識(shí)的該類變速器中各摩擦連接器的配置和連接方案，各連接器對(duì)應(yīng)于各變速檔位的接合與分離的組合方案，以及相關(guān)控制方法進(jìn)行說明，而僅對(duì)作為本申請(qǐng)的特征技術(shù)的如何具體安裝和如何致動(dòng)各摩擦連接器L2～L6的具體方案進(jìn)行說明。
[0094] 參見圖6，其示出的是圖4中的空間楔合式摩擦連接器L2的具體安裝方式和致動(dòng)方案，用以說明如何安裝和致動(dòng)一個(gè)被旋轉(zhuǎn)構(gòu)件完全封閉或屏蔽的摩擦連接器，也就是如何安裝和致動(dòng)一個(gè)處于由至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)中的同心連接件所形成的完全封閉式空間內(nèi)的摩擦連接器。
[0095] 這里，用以致使空間楔合式摩擦連接器L2接合或分離的操作機(jī)構(gòu)OP，關(guān)鍵地借助了一個(gè)不可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在同心連接件32外周面上的組合式過渡滑環(huán)SR。該過渡滑環(huán)SR包括，可軸向滑動(dòng)地設(shè)置在同心連接件32外周面上的最佳地由兩個(gè)半圓瓦194a和194b徑向?qū)佣傻耐耆珗A環(huán)。該兩個(gè)半圓瓦194的內(nèi)表面上各設(shè)置有至少一個(gè)銷狀的凸起192，該凸起192穿過同心連接件32的軸向延伸的狹長(zhǎng)型徑向孔38，內(nèi)徑向地延伸至摩擦連接器L2的滑環(huán)槽126中?；h(huán)SR還包括，最佳地以過盈方式套裝在兩個(gè)半圓瓦194的外表面上的滑環(huán)箍190。該滑環(huán)箍190最佳地被設(shè)置于半圓瓦194軸向一端的外徑向凸緣，以及設(shè)置在后者另一軸向端外周面的周向槽中的卡環(huán)184軸向定位，其外周面上設(shè)置有過渡滑環(huán)槽196。這樣，只要能夠致使該過渡滑環(huán)SR軸向移動(dòng)，便可透過旋轉(zhuǎn)中的同心連接件32，自如地實(shí)施對(duì)觸發(fā)環(huán)120的操縱。
[0096] 不難理解，上述過渡滑環(huán)SR并非必需具有組合式結(jié)構(gòu)。雖非最佳，其完全可以是一個(gè)開口環(huán)，對(duì)應(yīng)地，徑向孔38也可以具有方便其套入的軸向開口。
[0097] 為方便進(jìn)行精確控制，操作機(jī)構(gòu)OP以一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)滑環(huán)箍190進(jìn)行操縱。該機(jī)構(gòu)最佳地是一個(gè)螺紋機(jī)構(gòu)，其包括，設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)向螺紋176的活動(dòng)導(dǎo)向件170，以及，與活動(dòng)導(dǎo)向件170恒久旋合并設(shè)置有互補(bǔ)式外導(dǎo)向螺紋162的固定導(dǎo)向件160。活動(dòng)導(dǎo)向件170的內(nèi)徑向的凸緣172，恒久地收納在過渡滑環(huán)槽196中。該凸緣172，可以是以例如焊接、鉚接、螺紋連接和過盈連接方式安裝在活動(dòng)導(dǎo)向件170內(nèi)周面上的不少于一個(gè)的徑向銷，例如四個(gè)，也可以是鑲嵌在該內(nèi)周面上周向凹槽中的例如卡環(huán)。為驅(qū)動(dòng)活動(dòng)導(dǎo)向件170轉(zhuǎn)動(dòng)，還最佳地固定設(shè)置有作為原動(dòng)件的步進(jìn)電機(jī)40，其電機(jī)軸44可自轉(zhuǎn)地固定至變速器殼230，設(shè)置在電機(jī)軸44上的驅(qū)動(dòng)齒輪42，持續(xù)地嚙合至設(shè)置于活動(dòng)導(dǎo)向件170外周面的輪齒174。另外，固定導(dǎo)向件160通過設(shè)置于其軸向一端的外徑向凸起或凸緣164，以公知方式固定連接至變速器殼230。例如，通過軸向貫穿于其中的電機(jī)軸44，收納該徑向凸緣164的周向凹槽或者螺釘。
[0098] 操作機(jī)構(gòu)OP具有這樣的設(shè)置效果，即，徑向孔38的軸向長(zhǎng)度，以及活動(dòng)導(dǎo)向件170相對(duì)固定導(dǎo)向件160的可旋合的軸向距離，均不妨礙觸發(fā)環(huán)120完成其致使摩擦連接器L2實(shí)現(xiàn)接合與分離的觸發(fā)動(dòng)作。
[0099] 于是，步進(jìn)電機(jī)40于工作中響應(yīng)控制信號(hào)的逆時(shí)針或順時(shí)針的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，都可通過驅(qū)動(dòng)齒輪42對(duì)輪齒174的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，以及通過固定導(dǎo)向件160的導(dǎo)向作用，轉(zhuǎn)換成活動(dòng)導(dǎo)向件170的軸向移動(dòng)，再通過凸緣172推動(dòng)滑環(huán)箍190同步移動(dòng)，進(jìn)而借助凸起192驅(qū)動(dòng)觸發(fā)環(huán)120完成同步移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)致使摩擦連接器L2接合或分離的觸發(fā)式致動(dòng)。而一旦完成該觸發(fā)動(dòng)作，步進(jìn)電機(jī)40便可停止工作，借助上述螺紋機(jī)構(gòu)的摩擦自鎖便可維持住觸發(fā)環(huán)120的軸向位置，亦即維持住摩擦連接器L2的接合或分離狀態(tài)，而無(wú)需再耗費(fèi)任何能量。
[0100] 有必要順便說明的是，為便于摩擦連接器L2分離/解楔時(shí)的觸發(fā)致動(dòng)，降低步進(jìn)電機(jī)40的驅(qū)動(dòng)力和體積，如上所述，應(yīng)將上述升角λ′最佳地設(shè)置成較接近上限角ξ′。另外，螺紋機(jī)構(gòu)也可作例如這樣的變型。即，將活動(dòng)導(dǎo)向件170不可旋轉(zhuǎn)地連接至變速器殼230，而將固定導(dǎo)向件160可旋轉(zhuǎn)地固定連接至變速器殼230，并以步進(jìn)電機(jī)40驅(qū)動(dòng)之。
[0101] 毫無(wú)疑問，理論上，即便在同心連接件32和24之外再設(shè)置多個(gè)繞軸線X同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同心連接件，也可通過上述的設(shè)置同樣多個(gè)類似過渡滑環(huán)SR的方式，實(shí)現(xiàn)針對(duì)觸發(fā)環(huán)120的多層穿透式操縱。當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)中被多層同心連接件重復(fù)封閉的應(yīng)用實(shí)例很少，最大的可能是被兩層同心連接件同時(shí)封閉。但是，由于現(xiàn)有技術(shù)中摩擦連接器的配置/連接方案都是基于必需令其徑向上直接面對(duì)主傳動(dòng)軸例如20或30，以使其油道不受旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的封閉/隔阻而可以直接連通至主軸的強(qiáng)制性設(shè)計(jì)原則布局而成(因而不容易降低AT的軸向長(zhǎng)度)，而本發(fā)明則是基于應(yīng)盡量致使摩擦連接器徑向上不受封閉/隔阻地直接面對(duì)變速器殼230，以方便操控的非強(qiáng)制性設(shè)計(jì)原則布局而成。因此，很容易將現(xiàn)有技術(shù)中的多層或單層封閉類配置/連接方案，改造為單層或零層封閉類的配置/連接方案，零層即未被封閉/隔阻的直接面對(duì)式配置/連接方案，從而顯著簡(jiǎn)化液力自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和致動(dòng)方案。
[0102] 例如，對(duì)液力自動(dòng)變速器T1進(jìn)行簡(jiǎn)單的改造或變型，便可得到圖5所示的液力自動(dòng)變速器T2。兩者間的區(qū)別僅僅在于，因無(wú)需直接面對(duì)輸入軸20，后者的摩擦連接器L3直接連接至同心連接件22的軸向延伸部分，不再借助與同心連接件22固定相連的同心連接件24。因此，液力自動(dòng)變速器T2中的摩擦連接器L2、L3均未被任何同心連接件例如32回轉(zhuǎn)封閉住，兩者與液力自動(dòng)變速器T1中的摩擦連接器L3具有完全相同的簡(jiǎn)單的安裝方式和簡(jiǎn)單的致動(dòng)方案。即，去除圖6中已經(jīng)沒有存在意義的過渡滑環(huán)SR，將凸緣172恒久地設(shè)置在相應(yīng)滑環(huán)槽126中，以直接驅(qū)動(dòng)相應(yīng)觸發(fā)環(huán)120軸向移動(dòng)。
[0103] 下面再來(lái)說明摩擦連接器L4～L6的安裝和致動(dòng)方案。顯然，由于有一個(gè)構(gòu)件可以至少不可旋轉(zhuǎn)地直接連接至變速器殼230，因此，它們的設(shè)置和致動(dòng)要簡(jiǎn)單得多，型式也可以更多。鑒于摩擦連接器L6用作超越離合器，屬于無(wú)需人為致動(dòng)的自控離合器，其安裝方式已是基本常識(shí)，因此，參考公知技術(shù)即可，此處不再贅述。以下僅對(duì)用作電控制動(dòng)器的摩擦連接器L4～L5的安裝和致動(dòng)方案給予必要的說明。
[0104] 參見圖7，該圖示出的是摩擦連接器L4～L5中的觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC。與前述不同，該觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC不再是一個(gè)滑環(huán)式圓柱凸輪機(jī)構(gòu)，而是一個(gè)偏心凸輪機(jī)構(gòu)。其包括，至少大致徑向地設(shè)置在力臂222上的通孔式導(dǎo)槽212，包括電機(jī)軸44和形成于其頭部的凸輪式偏心軸頭46兩部分的偏心軸，與變速器殼230(未示出)至少不可旋轉(zhuǎn)相連的限力元件180和步進(jìn)電機(jī)40。其中，電機(jī)軸44可轉(zhuǎn)動(dòng)地貫穿在圓環(huán)狀盤形端部188a的相應(yīng)軸向通孔中，其內(nèi)端面與力臂
222最佳地間隙相隔。凸輪式偏心軸頭46恒久地軸向貫穿在導(dǎo)槽212中，且與導(dǎo)槽212的兩個(gè)周向型壁面214和216之間具有最佳地大于零的周向自由度ε″。
[0105] 為了以具有固定位移的簡(jiǎn)單致動(dòng)運(yùn)動(dòng)，自適應(yīng)地獲得入楔所需的無(wú)級(jí)位移式目標(biāo)運(yùn)動(dòng)，亦即致使支撐件220彈性入楔和剛性去楔，從而確保摩擦連接器L4～L5接合/入楔的長(zhǎng)久可靠性，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC還最佳地設(shè)置有螺旋拉簧式調(diào)節(jié)彈簧204。該調(diào)節(jié)彈簧204的一端連接至偏心軸頭46的伸出導(dǎo)槽212的端頭部分，另一端連接至設(shè)置在力臂222內(nèi)端面的軸向凸起206上，以將導(dǎo)向齒232的導(dǎo)向面234朝著與相鄰導(dǎo)向齒62的導(dǎo)向面64相互貼緊的方向持續(xù)地彈拉/壓，例如圖7中的箭頭P所指方向。
[0106] 設(shè)置上，觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC的各結(jié)構(gòu)要素具有這樣的效果。即，上述自由度ε″可以確保，當(dāng)偏心軸頭46周向位于壁面216一側(cè)的極端位置時(shí)，即便支撐件220轉(zhuǎn)動(dòng)至壁面216剛性地抵觸上偏心軸頭46，也不能致使摩擦連接器L4～L5接合，更不能致使調(diào)節(jié)彈簧204收縮至復(fù)原；而當(dāng)偏心軸頭46將調(diào)節(jié)彈簧204彈拉至極點(diǎn)而周向位于壁面214一側(cè)的極端位置時(shí)，其與壁面214和216均最佳地間隙相隔，而調(diào)節(jié)彈簧204對(duì)支撐件220的周向彈拉/壓，已經(jīng)如上所述地致使摩擦連接器L4～L5進(jìn)入接合/楔合狀態(tài)。
[0107] 顯然，調(diào)節(jié)彈簧204可以是設(shè)置在壁面214上的例如片狀彈性元件，可以是周向連接在力臂222與力臂75的兩相對(duì)端面之間的拉簧等等。當(dāng)然，也可取消調(diào)節(jié)彈簧204，例如，由彈簧鋼絲充當(dāng)偏心軸頭46，使其兼具周向彈性。
[0108] 至此，對(duì)摩擦連接器L4～L5的操縱已經(jīng)極為明了，只要簡(jiǎn)單地依照控制單元的指令接通步進(jìn)電機(jī)40，驅(qū)動(dòng)偏心軸頭46互反地處于上述兩個(gè)極端位置上即可。相關(guān)操作和效果等均為直觀的基本常識(shí)，此處不再贅述。
[0109] 不難想到，如果所述液力變矩器中設(shè)置有鎖止離合器，那么，為徹底取消液壓系統(tǒng)，該鎖止離合器應(yīng)最佳地被置換為上文所述的空間楔合式摩擦連接器。此時(shí)，可參照例如圖6所示隔著液力變矩器殼致動(dòng)觸發(fā)環(huán)120，也可將限力元件180與液力變矩器中的泵輪固定相連，再借助觸發(fā)環(huán)120的軸向滑動(dòng)地穿過液力變矩器殼的軸向孔而延伸出來(lái)的至少一個(gè)連接銷，即可軸向推拉觸發(fā)環(huán)120來(lái)實(shí)現(xiàn)致動(dòng)?；蛘?，采用如圖7所示的電控方式直接致動(dòng)支撐件220。而且，電控方式中的觸發(fā)機(jī)構(gòu)AC也可以是電磁機(jī)構(gòu)。例如，以電磁繼電器直接軸向吸合和釋放觸發(fā)環(huán)120的技術(shù)方案，或者，本申請(qǐng)人在全文結(jié)合于此的中國(guó)專利申請(qǐng)201210242218.9中所公開的方案。無(wú)疑，關(guān)于如何軸向致動(dòng)觸發(fā)環(huán)120或周向致動(dòng)支撐件
220，公知技術(shù)中具有眾多的既成技術(shù)方案，無(wú)需付出任何創(chuàng)造性的勞動(dòng)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員便可直接或組合出眾多解決方案。因此，本申請(qǐng)無(wú)需詳述于此。
[0110] 另外，上述鎖止離合器也可置換為本申請(qǐng)人在中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102777512A和CN102758861A中所描述的離合器或它們的綜合。關(guān)于該兩項(xiàng)申請(qǐng)，此處不予詳述，而是將它們?nèi)慕Y(jié)合于此。
[0111] 有必要指出的是，當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)摩擦連接器并列設(shè)置時(shí)，例如圖5中的摩擦連接器L2～L3和摩擦連接器L4～L6，相關(guān)的外殼，例如袋形殼式限力元件180，可最佳地以多聯(lián)方式軸向合成一個(gè)剛性零件，以節(jié)省軸向空間并便于安裝和操縱。相關(guān)詳情不再細(xì)述，可參閱本申請(qǐng)人在全文結(jié)合于此的中國(guó)專利文獻(xiàn)CN102537126A中所公布的技術(shù)方案。
[0112] 毫無(wú)疑問，按是否處于由例如同心連接件之類的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件所形成的完全封閉式回轉(zhuǎn)空間內(nèi)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，在包括液力自動(dòng)變速器T1在內(nèi)的所有AT中，其摩擦連接器或空間楔合式摩擦連接器的配置、安裝或所處空間位置，無(wú)外乎兩種情形，一種是處于該回轉(zhuǎn)空間內(nèi)的被封閉位置，一種是處于該回轉(zhuǎn)空間之外的未被封閉位置。而空間楔合式摩擦連接器在該兩種情形中的安裝和致動(dòng)方案，已經(jīng)如上所述地得到全方位的圖示和清晰說明。因此，本申請(qǐng)的上述說明，已經(jīng)實(shí)質(zhì)性地說明了本申請(qǐng)所有可能的實(shí)施例。所以，本申請(qǐng)的上述技術(shù)方案，可直接適用于現(xiàn)有技術(shù)中的所有AT，以及未來(lái)的所有AT，只要其控制變速比的換檔元件中使用了摩擦連接器。亦即，無(wú)論該AT具有行星齒輪組還是定軸齒輪組，無(wú)論其具有一個(gè)齒輪組或變速檔位，還是具有多至例如九個(gè)或更多齒輪組或變速檔位/變速比，都可以直接應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，并獲得同樣的技術(shù)效果。
[0113] 與之對(duì)應(yīng)，本發(fā)明的目的，在于給出一種在AT中如何安裝和如何致動(dòng)空間楔合式摩擦連接器的不依賴于液壓系統(tǒng)的技術(shù)方案，而不在于說明AT如何實(shí)現(xiàn)變速的技術(shù)方案。因此，理解了上述方法之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以明了，現(xiàn)有技術(shù)中，所有液力自動(dòng)變速器中的控制裝置均可依本發(fā)明而直接改造，并將因此而大大簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)和控制難度，顯著降低其制作成本，提升其普及率。
[0114] 綜上所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難總結(jié)出本申請(qǐng)相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的諸多有益效果。例如，本申請(qǐng)的具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器，從根本上徹底摒棄了液壓系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了控制程序，成本和自身能耗相應(yīng)地顯著降低，變速器的設(shè)計(jì)、布局、制作和裝配等變得相對(duì)容易，更易于同時(shí)達(dá)成多檔化和緊湊化的目標(biāo)，對(duì)使用和維修的要求也不再苛刻。制作要求和使用要求與普通的手動(dòng)變速器完全類似，不再必需奢侈又苛刻的超精細(xì)和超潔凈，更無(wú)需頻繁地更換液壓油/變速箱油。同時(shí)，性能上更避免了由于液壓系統(tǒng)充油與泄油速度不等所造成的各種換檔動(dòng)作滯后的問題，從根本上保證了控制動(dòng)作的及時(shí)性和一致性。另外，由于不存在油道的設(shè)置/布置問題，摩擦連接器的連接和安裝因此更自由，變速器更易于采用多軸傳動(dòng)模式，更方便調(diào)節(jié)其軸向長(zhǎng)度等。
[0115] 下面再接合圖8對(duì)依據(jù)本發(fā)明的雙離合器自動(dòng)變速器T3作一個(gè)簡(jiǎn)單說明。
[0116] 自動(dòng)變速器T3主要包括三部分：用作換檔元件的雙離合器DC，包括換檔元件的變速齒輪組，以及未示出的設(shè)置有例如傳感器、電子控制模塊和相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的控制單元。其中，雙離合器DC部分包括，兩個(gè)通過輸入軸20與原動(dòng)機(jī)耦合的摩擦離合器C1和C2，最佳地，該兩個(gè)離合器/換檔元件是不依賴液壓系統(tǒng)而工作的本發(fā)明所指的空間楔合式摩擦連接器，可以同軸或不同軸設(shè)置。變速齒輪組部分的奇數(shù)傳動(dòng)軸150和偶數(shù)傳動(dòng)軸140，分別與摩擦離合器C1、C2相連。固連在兩軸上的固定齒輪151、155以及141、143、145，分別與各自對(duì)應(yīng)的空套齒輪153、157以及142、144、147持續(xù)地嚙合，以將動(dòng)力轉(zhuǎn)矩可選擇地分別傳遞給奇數(shù)副軸250和偶數(shù)副軸240。該來(lái)自原動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，再通過分別固連在相應(yīng)副軸上的齒輪159和148，傳遞給與它們持續(xù)嚙合的輸出齒輪272，最終由輸出軸270輸出。為實(shí)現(xiàn)倒檔輸出，倒檔用齒輪145與147，還分別嚙合至設(shè)置在中間軸260上的齒輪146。
[0117] 除了雙離合器有別于現(xiàn)有技術(shù)以外，自動(dòng)變速器T3的關(guān)鍵技術(shù)特征在于，其將現(xiàn)有技術(shù)中用于不可旋轉(zhuǎn)地連接上述空套齒輪和各自回轉(zhuǎn)軸的換檔元件/離合機(jī)構(gòu)，例如易嚙合套、換檔齒套、接合套/同步器等中的至少一個(gè)，或者最佳地如圖8所示的全部，置換為本申請(qǐng)所指的空間楔合式摩擦連接器L7～L11。
[0118] 為此，每個(gè)與空間楔合式摩擦連接器剛性相連的空套齒輪均具有類似圖2所示的結(jié)構(gòu)，其輪齒168既可形成在由盤形端部188b延伸出的管狀凸緣187的外周面上，也可形成在盤形端部188b的不被觸發(fā)環(huán)120遮擋的外周面上，或者，預(yù)先形成在一個(gè)獨(dú)立的圓環(huán)外周面上，再至少不可旋轉(zhuǎn)地連接至對(duì)應(yīng)的上述空間楔合式摩擦連接器。當(dāng)然，采用輪-軸傳動(dòng)形式后，自然應(yīng)去除其中的同心連接件210，同心連接件200則變型為奇數(shù)傳動(dòng)軸150或偶數(shù)傳動(dòng)軸140。
[0119] 因此，基于現(xiàn)有技術(shù)的基本常識(shí)，以及本申請(qǐng)關(guān)于空間楔合式摩擦連接器的上述說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員均可明了，只要響應(yīng)于換檔信號(hào)，未示出的包括諸如步進(jìn)電機(jī)的操作機(jī)構(gòu)OP，可依公知的方式接受控制單元的指令，通過致動(dòng)相應(yīng)的換檔撥叉282、292或294，便可致動(dòng)與之相連的空間楔合式摩擦連接器L7～L11中的一個(gè)，如上所述地將與之剛性相連的空套齒輪153、157、142、144或147，不可旋轉(zhuǎn)地連接至奇數(shù)傳動(dòng)軸150或偶數(shù)傳動(dòng)軸140，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速器T3的變速輸出。其中，為簡(jiǎn)化說明，圖8中以簡(jiǎn)化的形象圖符表示各個(gè)空間楔合式摩擦連接器L7～L11。
[0120] 而為進(jìn)一步地簡(jiǎn)化自動(dòng)變速器T3的結(jié)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)互鎖式致動(dòng)，還可最佳地將其同軸設(shè)置的兩個(gè)相鄰的摩擦連接器，用同一換檔撥叉以互鎖的致動(dòng)形式實(shí)施聯(lián)動(dòng)式的統(tǒng)一控制。例如，將奇數(shù)副軸250上與空套齒輪153和157分別剛性相連的摩擦連接器L7、L9，以換檔撥叉282同步軸向移動(dòng)二者的觸發(fā)環(huán)的方式實(shí)施互鎖式致動(dòng)。將偶數(shù)副軸240上與空套齒輪142和144分別剛性相連的摩擦連接器L8、L10，以換檔撥叉292同步軸向移動(dòng)二者的觸發(fā)環(huán)的方式實(shí)施互鎖式致動(dòng)。這樣，被互鎖式致動(dòng)的雙方，將絕無(wú)同處致動(dòng)狀態(tài)的可能。顯然，此時(shí)摩擦連接器L7和L9、L8和L10中各自導(dǎo)向槽134的升角，應(yīng)該兩兩互反。
[0121] 其中，換檔撥叉282、292均設(shè)置有兩組撥叉頭，分別可滑轉(zhuǎn)地嵌入兩個(gè)相應(yīng)的摩擦連接器的滑環(huán)槽中，而各自尾部的凸起E，最佳地以可滑轉(zhuǎn)的方式，分別納入同一個(gè)圓柱凸輪式換檔鼓的不同的周向?qū)虿壑?未示出)?？赊D(zhuǎn)動(dòng)地固定該換檔鼓的安裝軸，被設(shè)置成平行于換檔撥叉282、292所空套的撥叉軸280和290。接受控制單元的指令，該換檔鼓最佳地被一與之耦合的例如步進(jìn)電機(jī)可操作地驅(qū)動(dòng)。另外，設(shè)置在撥叉軸290上的換檔撥叉294，其尾部的凸起E也以同樣方式納入該換檔鼓的再一個(gè)周向?qū)虿壑??？梢?，上述設(shè)置完全類似于摩托車中經(jīng)典的換檔鼓操縱方案。
[0122] 設(shè)置上，上述三個(gè)周向?qū)虿鄣染哂羞@樣的效果。即，將一周360度按變速檔數(shù)最佳地均分為對(duì)應(yīng)的檔位區(qū)間，例如對(duì)應(yīng)于本實(shí)施例的四進(jìn)一退五變速檔的72度為一個(gè)檔位區(qū)間。換檔鼓轉(zhuǎn)動(dòng)至位于不同檔位區(qū)間時(shí)，空間楔合式摩擦連接器L7～L11中有且只有一個(gè)被致動(dòng)而接合。最佳地，該致動(dòng)接合的順序應(yīng)對(duì)應(yīng)于變速檔位的自然順序，也就是對(duì)應(yīng)于逐次升檔或逐次降擋的順序。
[0123] 如上所述，自動(dòng)變速器T3的技術(shù)特征僅在于將現(xiàn)有技術(shù)中用作換檔元件的雙離合器DC和離合機(jī)構(gòu)，全部置換為本發(fā)明所指的空間楔合式摩擦連接器，并不涉及現(xiàn)有技術(shù)的工作機(jī)理、換檔策略、控制單元和其它結(jié)構(gòu)等。其致動(dòng)雙離合器DC和離合機(jī)構(gòu)的方法或換檔策略可以是公知技術(shù)中的任何一種，空套齒輪153、157、142、144和147也可以部分或全部地設(shè)置于奇、偶數(shù)傳動(dòng)軸150和140上，因此，本申請(qǐng)不再重復(fù)這些內(nèi)容。而上述已經(jīng)說明的用作換檔元件的空間楔合式摩擦連接器的安裝方式和致動(dòng)方式，當(dāng)然地可以被多次復(fù)制，亦即，可以當(dāng)然地用于更多變速檔的雙離合器自動(dòng)變速器，例如，8～9檔。其間的區(qū)別僅僅在于，所用空間楔合式摩擦連接器的個(gè)數(shù)是偶數(shù)還是奇數(shù)，以及，上述變速檔位區(qū)間的角度大小發(fā)生相應(yīng)的變化而已。
[0124] 另外，具有空間楔合式摩擦連接器的雙離合器自動(dòng)變速器/DCT，例如自動(dòng)變速器T3，顯然同樣擁有前述具有空間楔合式摩擦連接器的液力自動(dòng)變速器的諸多有益效果，此處不再贅述。
[0125] 以上僅僅是本發(fā)明針對(duì)其有限實(shí)施例給予的描述和圖示，具有一定程度的特殊性，但應(yīng)該理解的是，所提及的實(shí)施例和附圖都僅僅用于說明，而不用于限制本發(fā)明及其保護(hù)范圍，對(duì)它們進(jìn)行的各種變化、等同、互換以及構(gòu)件位置或結(jié)構(gòu)的更動(dòng)，都將被認(rèn)為未脫離開本發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍。
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