具有齿式离合器的液压系统

摘要

在具有齿式离合器(23‑25)的液压系统中，齿式离合器驱动器设置为可选择地使所述齿式离合器进入连接模式或者断开模式。所述离合器驱动器具有活塞(27)，所述活塞(27)对应于两个离合器模式在液压压力作用下在两个端部位置之间往复移动。加压的液压油通过液压动力系统供应给齿式离合器，所述液压动力系统包括电动机(3)驱动的泵(4)。在离合器驱动器中设置有用以在所述活塞接近它的两个端部位置中的任一个时降低作用在所述活塞(27)上的液压压力的装置，以使得液压信号传回至所述液压动力系统。

权利要求

1.具有齿式离合器(23-25)的液压系统，其中，

液压操作的齿式离合器驱动器设置为可选择地使所述齿式离合器(23-25)进入连接模式或者断开模式，所述离合器驱动器具有活塞(27)，所述活塞(27)对应于两个离合器模式在液压压力的作用下在两个端部位置之间往复移动，加压的液压油通过液压动力系统供应给所述离合器驱动器，所述液压动力系统包括由电动机(3)驱动的泵(4)，其特征在于，在所述离合器驱动器中设置有用以在所述活塞(27)接近它的两个端部位置中的任一个时降低作用在所述活塞(27)上的液压压力的装置，以使得液压信号传回至所述液压动力系统。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其中，所述离合器驱动器中的所述活塞(27)及其缸套(39)形成两个工作隔室，每个所述工作隔室具有进口(41，42)，其中，所述活塞(27)设置有两个溢流孔(37)，每个所述溢流孔设置为当所述活塞(27)在或接近所述活塞的一个端部位置时与所述工作隔室中的一个连通。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其中，所述离合器驱动器靠近所述齿式离合器(23-

25)，所述离合器驱动器围绕轴(21)与所述齿式离合器同轴设置，管式的所述活塞(27)围绕所述轴。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其中，所述工作隔室由所述活塞(27)、所述缸套(39)、所述活塞(27)上的中心密封件(36)和在所述缸套(39)上的两个内部密封件(43，44)形成，后者的密封件(43，44)靠近进口(41，42)并在进口(41，42)的轴向的外侧。

5.根据权利要求3所述的液压系统，其中，所述活塞(27)通过在所述轴(21)上的轴向槽(26’)内的纵向操作条(26)连接到所述齿式离合器(23-25)的离合器环(25)。

6.根据权利要求3所述的液压系统，其中，弹性的定位装置(50)连接到所述活塞(27)上，并且具有弹性装置(52，53)，所述弹性装置(52，53)用于与所述轴(21)上的两个环形槽(54)中的一个接合定位。

7.根据权利要求4所述的液压系统，其中，所述活塞密封件，即所述中心密封件(36)和所述内部密封件(43，44)，均包括O型圈(45)和填充有PFTE的填充环(46)。

说明书

具有齿式离合器的液压系统

技术领域

[0001] 本发明涉及具有齿式离合器的液压系统，其中

[0002] 设置有液压操作的齿式离合器驱动器，以可选择地使齿式离合器进入连接模式或者断开模式，

[0003] 离合器驱动器具有活塞，所述活塞对应于两个离合器模式在液压压力的作用下在两个端部位置之间往复移动。

[0004] 加压液压油通过液压动力系统供应给离合器驱动器，所述液压动力系统包括通过电动机驱动的泵。

背景技术

[0005] 本领域众所周知，AWD(All Wheel Drive，全轮驱动)车辆设置有至少一个液压盘式离合器，用于将驱动扭矩从车辆发动机分配到所有的车轮。尤其地，这样的离合器可以设置在前桥和后桥车轮之间的传动轴系上，设置在后桥差速器附近。

[0006] 有时，需要在FWD(Forward Wheel Drive，前轮驱动)模式下使用AWD车辆。在这种情况下，离合器是断开的，也就是它的盘体彼此分离。

[0007] 通过在离合器断开模式下操作车辆，车辆中的回转质量减少，导致较低的燃料消耗。

[0008] 在实际情况中，车辆的传动轴(可能包括一个或两个锥齿轮传动装置)在一端具有液压盘式离合器，在另一端具有简单的连接/断开的离合器，如齿式离合器。在断开模式下，这两个离合器必须断开以获得预期的效果。

[0009] 本发明涉及具有齿式离合器的液压系统，所述液压系统具有如上所述的液压操作的齿式离合器驱动器。

[0010] 在WO 2011/043722中公开了用于AWD液压盘式离合器的泵驱动系统。在这样的系统中，离合器活塞的液压油供应通过泵的旋转速度控制。可以利用相似的系统控制齿式离合器驱动器。

[0011] 恰当地完成断开/连接功能，使得按照需要达到各自的模式是非常重要的，因此需要获取已达到各自的模式的确认信号。

发明内容

[0012] 根据本发明，在活塞接近它的两个端部位置中的任一个时降低作用在活塞上的液压压力以使得液压信号传回至液压动力系统，这是在离合器执行结构中设置的装置实现的。

[0013] 在液压系统中，所述液压压力的减小导致电动机的电流强度的减小。

[0014] 所述离合器驱动器的优选设计是，活塞及其缸套形成两个工作隔室，每个所述工作隔室具有进口，所述活塞设置有两个溢流孔，每个所述溢流孔设置为当所述活塞在或靠近一个端部位置时与所述工作隔室中的一个连通。

[0015] 所述离合器驱动器优选靠近所述齿式离合器，所述离合器驱动器围绕轴与所述齿式离合器同轴设置，管式的所述活塞围绕所述轴。

[0016] 所述工作隔室可以由所述活塞、所述缸套、所述活塞上的中心密封件和在所述缸套上的两个内部密封件形成，后者的密封件靠近所述进口并在所述进口的轴向的外侧。

[0017] 优选地，所述活塞通过在所述轴上的轴向槽内的纵向操作条连接到所述齿式离合器的离合器环。

[0018] 弹性的定位装置可以连接到所述活塞上，并且具有弹性装置，所述弹性装置用于与轴上的两个环形槽中的一个接合定位。由此，所述活塞被确定地保持在活塞的两个端部位置中的一个上。另外，弹性部件和各自的槽之间的接合能够对所述活塞施加力以具有适当的端部位置，使得需要的信号被传输。

附图说明

[0019] 下面将参考附图更加详细描述本发明，其中

[0020] 图1显示了根据本发明的离合器的液压系统图；

[0021] 图2是根据本发明的离合器和离合器驱动器的等轴测视图(没有离合器驱动器壳体)；

[0022] 图3和图4分别是图5-8中的处于连接模式和断开模式的离合器从左侧剖切的剖视图；

[0023] 图5和图6是处于连接模式的离合器(带有离合器驱动器)的两个不同的纵向剖面图；

[0024] 图7和图8是处于断开模式的离合器(带有离合器驱动器)的两个相应的、不同的纵向剖面图；

[0025] 图9和图10分别是图5和图7中的重要部分的放大图；和

[0026] 图11是离合器中活塞密封结构的局部示意图。

具体实施方式

[0027] AWD(全轮驱动)车辆的驱动系统在本领域是众所周知的。在WO2011/043722中说明了典型的示例。这样的系统包括发动机、具有差速器的前桥、中间轴或万向轴以及具有差速器的后桥。为了根据驾驶状况使扭矩不仅分配至前桥而且分配至后桥，在后桥的动力传动系统中设置有电子控制的湿式盘式离合器，该离合器通常设置在中间轴上，或者接近后差速器。例如在WO2012/125096中描述了这样的湿式盘式离合器。

[0028] 在图1和图2中仅显示了用于AWD车辆的后桥结构的两个实施方式的可能示例。

[0029] 当以AWD模式驾驶车辆时，离合器的功能在别处被描述，例如在提到的WO 2011/043722中。

[0030] 当想要以FWD(Forward Wheel Drive，前轮驱动)模式驾驶AWD车辆时，盘式离合器是断开的，即它的盘体是分离的，以阻止他们传输任何扭矩。离合器可以说是处于断开模式。为了提高分离效果，通常在离合器中提供的用于润滑和冷却盘体的油液可从离合器中移除。在车辆的FWD模式下，为了减少中间传动轴的回转质量加速度，以及为了消除轴承和密封件中的阻力矩，为此可以设置离合器(优选靠近前桥差速器)，以在车辆的FWD模式使得中间轴1停止。

[0031] 本发明涉及这样的离合器，所述离合器是液压控制连接/断开的齿式离合器。

[0032] 图1为根据本发明的用于控制离合器的液压系统图。

[0033] 离合器通过容纳在液压缸2中的活塞1驱动。根据施加到活塞两侧的液压压力，活塞1可以向图中的左侧或右侧移动。

[0034] 电动机3通过驱动轴5驱动泵4。压力溢流阀6通过系统中的液压压力和弹簧8控制。

[0035] 可向电动机3供应正向电流或反相电流，以在两个方向上旋转。现在将描述，根据所述旋转方向(也就是泵4的旋转方向)，液压油通过液压系统在压力作用下将供应到活塞1的两侧。

[0036] 用于液压驱动系统的液压油容纳在储液器8中。如果电动机3以第一方向旋转，油液将通过液压管9(设置有单向阀10)被抽吸到泵4中，并由此通过液压管11向活塞1的左侧输送。如果电动机3以第二方向旋转，油液将通过液压管12(设置有单向阀13)被抽吸到泵4中，并由此通过液压管14向活塞1的右侧输送。

[0037] 根据作用在压力溢流阀6上的弹簧7的弹力和液压压力之间的平衡，活塞1两侧中任一侧的液压流体通过液压管15(设置有单向阀16)、通过溢流阀6并返回储液器8。结果是输送到液压缸2的液压压力通过弹簧7控制。

[0038] 图2是根据本发明的离合器和离合器驱动器的等轴测视图。离合器设置在用于连接车辆(其中设置有该离合器)的传动件的法兰组件20和轴21之间。离合器的目的是确实地分别使两个部件20和21相互连接或使两个部件20和21相互断开。在图2中离合器驱动器没有壳体，这意味着油液传输孔22可见。

[0039] 图3和图4分别是在连接模式和断开模式下通过机械齿式离合器自身的剖面图。齿式离合器的主要部分是在法兰组件21中的外环23、在轴21上的内环24和在另外的两个环23、24之间的离合器环25。如图所示，所述环设置有啮合齿。

[0040] 在图3中，离合器环25设置在两个环23、24之间，使得轴21连接到法兰组件20上，然而在图4中，离合器环25(图4中未显示)已与两个环23、24脱离啮合，使得轴21与法兰组件20断开。

[0041] 齿式离合器的机械和液压驱动或操作现将特别参考图5-图10予以描述。为清楚起见，在这些图中仅提供必要的参考数字，以正确的理解各自的图显示的内容。

[0042] 通过纵向操作条26可以实现离合器环25的移动以与两个环23、24啮合和脱离啮合(如图6和图8中示出的)。如图4所示，纵向操作条26的数量可以是3个。每个纵向操作条26的一端连接到离合器环25上，另一端连接到离合器驱动器的活塞27上，并且每个纵向操作条26设置在轴21的轴向凹槽26’中。

[0043] 特别地参考图5，离合器驱动器容纳在壳体28中，并且可通过安装法兰29连接到车辆的固定部件上，以便不能旋转。轴承30、31可以分别设置在法兰组件20与轴21之间以及轴21和离合器执行结构的壳体28之间。密封件32可以设置在轴21和离合器驱动器的壳体28之间。

[0044] 图5和图6显示了处于连接模式的离合器。离合器环25在右手侧位置与外环23和内环24啮合。通过操作条26连接到离合器环25的活塞27也在右手侧位置。

[0045] 图7和图8显示了处于断开模式的离合器。活塞环25在左手侧位置与两个环23、24断开啮合。活塞27也在左手侧位置。

[0046] 现在参考图9和图10描述离合器驱动器的结构。此处显示了轴21、离合器驱动器活塞27和离合器驱动器壳体28。图9显示了连接模式，图10显示了断开模式。

[0047] 管状的活塞27通过弹性环35连接到操作条26(操作条26在图9和图10中不可见)上。为了某个目的(该目的将被描述)，设置有中心密封环36和在中心密封环36两侧的溢流孔37。

[0048] 支撑套筒38和缸套39设置在壳体28内，通过密封件40相对于壳体28密封。缸套39设置有两个液压油进入的进口41和42，所述液压油用于驱动活塞27进入图9显示的连接模式或者进入图10显示的断开模式。在活塞27往复运动时，活塞密封件36总是在两个进口41、42之间。

[0049] 缸套39在每个进口41,、42的外侧设置有与活塞27接合的内部密封件43、44。活塞27的直径在活塞密封件27的两侧略微减小，用于产生使供应的液压压力起作用的有效活塞面积，并因此产生加压工作隔室。

[0050] 参考图9，为了到达图示的连接模式，活塞27在通过进口41提供的压力作用下向右移动。在移动过程中，左侧的溢流孔37与工作隔室不连通，直到活塞27通过密封件43，此时活塞到达它显示的端部位置(离合器连接)。当溢流孔37(溢流孔37通向驱动器的壳体，并由此间接的通向油液储液器)与工作隔室连通时，后者的压力将下降。降低的压力水平导致电动机3的电流强度的降低，这提供了连接模式已经准确达到，齿式离合器并没有被锁止在齿对齿状态的信号或指示。

[0051] 相似的推理适应于断开模式和密封件44，以及右手侧的溢流孔37。

[0052] 图11显示了活塞密封件36、43和44的结构。为了显示与右侧的溢流孔37的配合，在此特别显示了图10所示位置的右侧的活塞密封件44。设置在缸套39上的环形槽中的活塞密封件可以包括O型圈45和填充有PFTE(聚四氟乙烯)的填充环46。当用于密封结构时，PFTE经常被设置为填充材料以提高密封结构的机械强度、稳定性和耐磨性。如图所示的填充环46具有与活塞27接触的平面，并且具有斜角。溢流孔37也可以在它的顶部开口处设置斜角或圆角以用于保护。

[0053] 再次参考图10，定位装置50通过锁环51连接到活塞27上。朝向图中的左侧，定位装置50可以是套筒形的，但是朝向右侧，定位装置50可以是纵向开槽或者分隔成指状物52，纵向开槽或者指状物52通过弹性环53弹性地向内偏斜。指状物52在内部设置凸起物以与轴21上的环形槽54相互作用，左侧的环形槽用于连接模式保持活塞21在这个位置，右侧的环形槽用于断开模式。当各自的溢流孔37打开时，凸起物和各自的槽54之间的相互作用将有助于活塞27向它的端部位置移动最后一步(the last millimeter)。

[0054] 在附加的权利要求的范围内进行修改是可能的。