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技术领域

本公开涉及用于机动车的自动变速器领域，具体地，本公开关于一种多 离合器模块。

背景技术

许多车辆在包括前进和倒车两种运动的宽的车速范围内被使用。但是，

某些类型的发动机只能够在窄的速度范围内有效地运转。因此，经常采用能 够在多种传动比下有效地传递动力的变速器。当车辆处于低速时，变速器通 常在高传动比下运转，从而使发动机扭矩增加以提高加速性能。在高车速下， 以低传动比运转的变速器允许发动机转速与安静、节省燃料的巡航联系在一 起。

通常，变速器具有：壳体，安装到车辆结构；输入轴，由发动机曲轴驱 动；以及输出轴，通常通过允许左右车轮随着车辆转弯以稍微不同的速度旋 转的差速器组件驱动车辆轮子。一些齿轮传动元件（例如行星齿轮组）通过 一些换挡元件（例如制动器和离合器）与输入轴、输出轴和壳体互相连接。 通过选择性地接合换挡元件的不同子集，建立不同的传动比。

发明内容

变速器包括输入轴和外壳，每一个被支撑以绕着传动轴旋转。第一、第 二和第三离合器组在它们的外径处键连接到外壳，第二离合器组轴向上位于 第一离合器组和第三离合器组之间。每一个离合器组包括键连接到外壳的压 盘，并可包括键连接到外壳的反作用盘和分离盘。键连接到离合器轮毂的摩 擦片可与压盘、分离盘和反作用盘穿插布置。第一、第二和第三活塞相对外 体轴向滑动，施加挤压离合器组的轴向力，以传递扭矩。第一活塞在轴向上 位于第二活塞和第三活塞之间。为了达到第一离合器组，第一活塞延伸通过 第二离合器组的压盘、分离盘和反作用盘中的开口。外壳可被固定地结合到 具有一组通道的中空轴，一组通道从输入轴向一组相应的作用室引导加压的 流体，以施加相应的活塞的力。第四通道可将未加压的流体向平衡室引导， 以阻止由于离心力引起的意外的离合器应用。

在另一实施例中，变速器包括限定四个轴向通道的输入轴、被支撑以相 对于输入轴旋转并限定四个径向通道的的中空轴，以及连接各个通道同时将 流体与其它通道中的流体隔离的五个密封件。响应于在各自三个轴向通道中 的流体压力，三个离合器选择性地将中空轴结合到三个变速器齿轮。

在另一实施例中，离合器模块可包括：中空轴，具有内部空间；外壳， 固定地结合中空轴；第一、第二和第三压盘,键连接到外壳；以及第一、第二 和第三活塞,被构造为相对于中空轴轴向滑动，并分别向第一、第二和第三压 盘施加轴向力，其中，第一活塞延伸穿过第二压盘中的开口。

所述离合器模块还可包括:第一、第二和第三反作用盘，固定到外壳；第 一摩擦片，设置在第一压盘和第一反作用盘之间；第二摩擦片，设置在第二 压盘和第二反作用盘之间；以及第三摩擦片，设置在第三压盘和第三反作用 盘之间。

所述离合器模块还可包括：键连接到第一摩擦片的第一离合器轮毂，键 连接到第二摩擦片的第二离合器轮毂，键连接到第三摩擦片的第三离合器轮 毂。

在另一实施例中，变速器可包括：输入轴，被支撑以绕传动轴旋转；外 壳，被支撑以相对于输入轴旋转；第一、第二和第三压盘,每一个压盘具有 键连接到外壳的外边缘；以及第一、第二和第三活塞，被构造为相对于外壳 轴向滑动，并分别向第一、第二和第三压盘施加轴向力。

所述变速器还可包括：第一、第二和第三反作用盘，固定到外壳；第一、 第二和第三离合器轮毂；第一摩擦片，键连接到第一离合器轮毂，并设置在 第一压盘和第一反作用盘之间；第二摩擦片，键连接到第二离合器轮毂，设 置在第二压盘和第二反作用盘之间；第三摩擦片，键连接到第三离合器轮毂， 设置在第三压盘和第三反作用盘之间。

所述外壳未固定地结合到任何齿轮。

所述变速器还可包括：中空轴，固定地结合到外壳，中空轴具有内表面、 外表面，并从所述内表面到外表面限定至少三个通道；以及至少四个密封件 在输入轴和所述内表面之间限定至少三个室，以将中空轴中的至少三个通道 中的每一个流体地连接到输入轴中相应的通道。

中空轴在所述内表面和沿外表面的三个轴向位置之间限定第四个通道； 以及所述至少四个密封件在输入轴和所述内表面之间限定第四个室，以将第 四个通道流体地连接到输入轴中相应的第四个通道。

在另一实施例中，变速器可包括：输入轴，限定四个轴向通道；中空轴， 被支撑以绕输入轴旋转并限定四个径向通道；五个密封件，与输入轴和中空 轴接触以限定分别将轴向通道流体地连接到各个径向通道的四个室；以及三 个离合器，被构造为分别响应在三个轴向通道中的流体压力将中空轴结合到 三个齿轮。

所述中空轴未固定地结合到任何齿轮。

所述变速器还可包括：第一行星齿轮组，具有第一太阳齿轮、第一环形 齿轮和第一齿轮架；第二行星齿轮组，具有固定地结合到第一太阳齿轮的第 二太阳齿轮、作为三个齿轮中的第一个的第二环形齿轮，以及固定地结合到 输入轴的第二齿轮架；第三行星齿轮组，具有固定地结合到第二环形齿轮的 第三太阳齿轮、作为三个齿轮中的第二个的第三环形齿轮，以及固定地结合 到第一齿轮架的第三齿轮架；以及第四行星齿轮组，具有作为三个齿轮中的 第三个的第四太阳齿轮，固定地结合到第一齿轮架的第四环形齿轮以及固定 地结合到输出轴的第四齿轮架。

为了容易安装，可在变速器壳体外侧装配三离合器模块。离合器模块包 括：中空轴；固定地结合到中空轴的外壳；键连接到外壳的三个离合器组； 以及沿轴向滑动以向离合器组施加外力的三个活塞。第一活塞延伸通过第二 离合器组中的开口以向第一离合器组施加外力。中空轴中的通道可传递加压 的流体以将室应用到每一个离合器。额外的通道可向平衡室传递未加压的流 体。多达三个离合器轮毂可被包括在三离合器模块中，或可选择地，三个离 合器轮毂可在安装到变速器中之后键连接到离合器模块。

附图说明

图1是变速器齿轮传动装置的示意性图；

图2是适用于图1中的齿轮传动装置的一种三离合器模块的截面图。

具体实施方式

本公开的实施例被描述于此。然而，应该理解的是，公开的实施例仅是 示例，其他实施例能够采用各种和替代的形式。不一定按照比例绘制附图， 为了显示具体组件的细节，可能会夸大或缩小一些特征。因此，在此公开的 具体结构和功能的细节不应当被解释为限制，而仅作为用于教导本领域的技 术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。如那些本领域的普通技术人员 将理解的，参照任何一个附图描述和示出的各种特征能够与在一个或更多个 其它附图中示出的特征结合以产生没有明确示出和描述的实施例。所示特征 的组合为典型应用提供代表性的实施例。然而，与本公开的教导一致的特征 的各种结合和修改能够被期望用于特定的应用或实施。

齿轮传动装置是一系列旋转元件和换挡元件，被构造为在旋转元件之间 施加特定转速关系。一些转速关系（被称为固定转速关系）的施加与任何换 挡元件的状态都无关。仅当特定换挡元件被完全接合时才施加其它转速关系 （被称为选择性的转速关系）。离散传动比变速器具有在输入轴和输出轴之间 选择性地施加各种传动比的齿轮传动装置。

如果一组操作单元在所有的运转条件下均被约束作为一个单元旋转，那 么这组旋转元件被固定地结合到彼此。旋转元件可通过键连接、焊接、压装、 对普通的固体进行加工或其它方法被固定地结合。在固定地结合的元件之间 可能发生旋转位移的微小变化，例如由于冲击或轴从动性导致的位移。全部 固定地结合到彼此的一个或更多旋转元件可被称为轴。相比之下，当换挡元 件随时完全接合而约束两个元件作为单元旋转时，两个元件通过换挡元件选 择性地结合，而在至少一些其它运转条件下两个元件以不同的转速自由旋转。 通过选择性地将旋转元件连接到壳体以保持旋转元件不旋转的换挡元件被称 作制动器。选择性地将两个或更多个旋转元件结合到彼此的换挡元件被称为 离合器。换挡元件可以是主动控制设备（例如，液压或电动致动的离合器或 制动器），或可以是被动设备（例如单向离合器或制动器）。

图1中示意性地示出变速器的示例。变速器使用四个简单的行星齿轮组 20、30、40和50。行星齿轮架22绕中心轴旋转并支撑一组行星齿轮24，使 行星齿轮相对于行星齿轮架旋转。行星齿轮上的外轮齿与太阳齿轮26上的外 轮齿和环形齿轮28上的内轮齿啮合。太阳齿轮和环形齿轮被支撑以绕着与行 星齿轮架相同的轴旋转。齿轮组30、40和50结构相似。

表1中列出建议用于每个行星齿轮组的齿轮齿的比。

表1

太阳齿轮26固定地结合到太阳齿轮36，齿轮架22、齿轮架42和环形齿 轮58相互固定地结合，环形齿轮38固定地结合到太阳齿轮46，输入轴60 固定地结合到齿轮架32，并且输出轴62固定地结合到齿轮架52。环形齿轮 28通过制动器66被选择性地保持不旋转，太阳齿轮26和36通过制动器68 选择性地保持不旋转。输入轴60通过离合器70选择性地结合到太阳齿轮56。 中间轴64通过离合器72选择性地结合到太阳齿轮56，通过离合器74选择 性地结合到环形齿轮48，并通过离合器76选择性地结合到环形齿轮38和太 阳齿轮46。

如表2所示，四个组合的离合器和制动器在输入轴60和输出轴62之间 建立十种前进传动比和一种倒车传动比。X指需要离合器建立传动比。（X） 指离合器可以被应用但不必须。在第一挡位中，在不改变传动比的情况下， 可应用离合器74或离合器76而不应用离合器72。当齿轮组具有如表1中所 示的齿的数量时，传动比具有如表2所示的值。

表2

图2是示出包括离合器72、74和76的一体化的三离合器模块。中空轴 90被输入轴60支撑，并固定结合到外壳64。在密封件之间，加压的流体从 输入轴60中的轴向通道流入中空轴90内的通道，使中空轴的每一个通道与 中空轴中的特定通道关联。当成型时，一些通道可被铸在中空轴中。其他通 道可通过成型之后钻孔。一些通道在不同周向位置轴向延伸。某些通道可以 通过单独的插入件被部分地限定。

离合器轮毂92固定地结合到太阳齿轮56。离合器轮毂94固定地结合到 依次固定地结合到太阳齿轮46和环形齿轮38的中空轴96。离合器轮毂98 固定地结合到环形齿轮48。离合器轮毂98由推力轴承轴向定位，推力轴承 将离合器轮毂98与离合器轮毂94和通过太阳齿轮46定位的垫片100分离。

每一个离合器包括离合器组，所述离合器组包括摩擦片，压盘和反作用 盘中的至少一个。例如，离合器72包括键连接到轮毂92的摩擦片102和键 连接到外壳64的压力盘104和反作用盘106。如果有多个摩擦片，它们与键 连接到外壳64的分离盘108穿插布置。卡环110阻止反作用盘106轴向运动。 当活塞112移动到右侧，离合器组被挤压在一起，使得扭矩通过摩擦力在轮 毂92和外壳64之间传递。

一个通道将流体提供到由活塞112、外壳64和中空轴90形成的室114。 当室114中的流体被加压时，它朝压盘104压迫活塞112。通过活塞施加的 轴向力挤压离合器组，使扭矩通过摩擦力在轮毂92和外壳64之间传递。当 压力释放时，复位弹簧116迫使活塞112远离压盘104以与离合器72分离。 随着中空轴90旋转，室114中的流体通过可能引起离合器72的意外的部分 接合的离心加速而被压缩。为了抵消这种可能，可持续向被活塞112、中空 轴90和反作用构件120限定的平衡室118提供未加压的流体。

离合器74结构类似。摩擦片126键连接到轮毂98，并与反作用盘128、 分离盘130和压盘132穿插布置。在输入轴60中的另一通道向由活塞124、 外壳64和中空轴90形成的室122提供流体。对室122中的流体加压使离合 器74接合。当压力释放时，复位弹簧134驱动活塞124远离压盘132以松开 离合器74。可向由活塞124、中空轴90和反作用构件138限定的平衡室136 中持续地提供未加压的流体以抵消离心压力。

对于离合器76的离合器组适于允许用于离合器74的活塞124延伸通过 所述离合器组。反作用盘140、分离盘142和压盘144在它们的外边缘键连 接到外壳64。反作用盘140、分离盘142和压盘144中的每一个在其与摩擦 片146交界的区域和键之间具有开口。活塞124不需要在整个圆周上延伸。 相反的，它具有伸到反作用盘140、分离盘142和压盘144的开口的指状部。 这是可行的，因为这些元件总是以彼此相同的速度旋转。离合器76通过向由 活塞150、中空轴90和反作用构件138限定的室148提供加压的流体而被结 合。当压力被释放时，复位弹簧154迫使活塞150回到分离位置。可向由活 塞150、中空轴90和反作用构件152限定的平衡室156中持续地提供未被加 压的流体以抵消任何离心接合趋势。中空轴90包括从输入轴60中的单独轴 向通道向室156、136和118传递未被加压的流体的轴向通道。

这种三离合器模块可以是在变速器壳体外侧装配并作为一个单元安装在 变速器中的子组件。子组件可包括中空轴90、外壳64、活塞124、159和112、 反作用构件152、138和120，以及用于离合器72、74和76的压盘、反作用 盘、分离盘和摩擦片。模块的装配通过在中空轴90上安装外壳64开始，并 安装卡环以阻止轴向运动。然后，安装活塞112、复位弹簧116和反作用构 件120，并通过卡环将活塞112、复位弹簧116和反作用构件120固定在中空 轴90中。下一步，将压盘104、分离盘108和反作用盘106与摩擦片102穿 插布置地键连接到外壳64，其中摩擦片102保持未被固定到压盘104、分离 盘108和反作用盘106的内径。卡环110将关于离合器72的离合器组固定就 位。从另一端工作，安装活塞124、复位弹簧134和反作用构件152并通过 卡环固定活塞124、复位弹簧134和反作用构件152。然后，安装活塞150、 复位弹簧154和反作用构件152并通过卡环固定活塞150、复位弹簧154和 反作用构件152。最后，关于离合器74和76的离合器组键连接到外壳64并 被固定。轮毂92可在子组件之前被安装在变速器壳体中，并随着子组件的安 装键连接到摩擦片102。无论是安装子部件之前或之后，离合器轮毂94和98 可分别被键连接到摩擦片146和126。

虽然以上描述了示例性的实施例，但是这些实施例不是意在描述权利要 求包含的所有可能的形式。在说明书中使用的词是描述性的词不是限制性的 词，应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行 各种改变。如前面所描述的，可以对各种实施例的特征进行组合以形成本发 明的没有明确描述和说明的进一步的实施例。虽然关于一个或更多个期望的 特性，各种实施例已经被描述为相比于其他实施例或现有技术的实施提供有 优点或被优选，但本领域的普通技术人员意识到，可以牺牲一个或多个特点 或特性，以实现期望的整体系统的属性，这依赖于具体的应用和实施。这些 特性可能包括，但不局限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、 外观、包装、尺寸、维修保养方便性、重量、可制造性、易组装性等。这样， 关于一个或更多个特性，不如其他实施例或现有技术的实施理想的实施例被 描述并不在本公开的范围之外，并且可以期望用于特定的应用。