具有密封的滾珠坡道離合器操作裝置單元的轉矩傳遞機構的制作方法
【專利說明】具有密封的滾珠坡道離合器操作裝置單元的轉矩傳遞機構
[0001]相關申請的交叉應用
[0002]本申請要求于2013年11月26日提交的、標題為“用于干式分動箱的機電滾珠坡道致動”的、序列號為61/908，882的美國臨時專利申請的優先權和權益。上述申請的全部內容通過引用并入本文。
技術領域
[0003]本公開內容總體上涉及動力傳遞系統，該動力傳遞系統用于控制驅動轉矩在四輪驅動車輛的前動力傳動系與后動力傳動系之間和/或車軸總成的左輪與右輪之間的分配。更具體地，本公開內容涉及用于在機動車輛動力傳動系應用中使用的動力傳輸裝置，該動力傳輸裝置具有配備有動力操作的離合器致動器的轉矩傳遞機構，該動力操作的離合器致動器能夠操作用于控制多片摩擦離合器組件的致動。
【背景技術】
[0004]本部分提供不一定是現有技術的、與本公開內容有關的背景信息。
[0005]鑒于四輪驅動車輛和全輪驅動車輛不斷增長的需要，已開發出大量的動力傳遞系統，這些動力傳遞系統集成到車輛動力傳動系應用中，以將驅動轉矩傳遞到車輪。在許多車輛中，動力傳輸裝置以可操作方式安裝在主動力傳動系與從動力傳動系之間。這樣的動力傳輸裝置典型地配備有轉矩傳遞機構，該轉矩傳遞機構能夠操作以選擇性地和/或自動地將驅動轉矩從主動力傳動系傳遞到從動力傳動系，以建立四輪驅動模式或全輪驅動模式的操作。
[0006]四輪驅動馬達和全輪驅動車輛的最新趨勢是給動力傳輸裝置配備有傳遞離合器和電子控制的牽引控制系統。當主動輪失去牽引力以建立“按需(On-demand)”四輪驅動模式時，無需車輛操作者的任何輸入或動作，通常該傳遞離合器能夠操作以自動將驅動轉矩導引至從動輪。典型地，傳遞離合器包括安裝在主動力傳動系與從動力傳動系之間的多片離合器組件、以及用于產生施加于多片離合器組件的離合器接合力的離合器致動器。離合器致動器典型地包括動力操作的裝置，該裝置響應于從電子控制器單元(ECU)發送的電控信號而被致動。電控制信號的可變控制常常是基于各傳感器所檢測的車輛的一個或更多個當前工作特性(即，車輛速度，軸間速度差，加速度，轉向角等)的變化的。因此，這種“按需”動力傳輸裝置可利用自適應控制方案，用于在所有類型的驅動和道路條件下自動控制轉矩分配。
[0007]已經開發出許多按需動力傳輸裝置，它們利用電控制的離合器致動器，用于根據施加到其的電控制信號的值來調節經由離合器組件傳遞到從動力傳動系的驅動轉矩的量。在一些應用中，傳遞離合器采用電磁離合器作為動力操作的離合器致動器。例如，美國專利第5，407，024號公開一種電磁線圈，它受到增量式激勵，以控制滾珠-坡道驅動組件的運動，用于對多片離合器組件施加離合器接合力。類似地，日本公開專利申請第62-18117號公開一種傳遞離合器，該傳遞離合器配備有用于直接控制多片離合器組片組件的致動的電磁離合器致動器。
[0008]作為替選，傳遞離合器可以采用電動馬達和驅動組件，作為動力操作的離合器致動器。例如，美國專利第5，323，871號公開了一種按需分動箱，該按需分動箱具有配備有電動馬達的傳遞離合器，該電動馬達控制扇形板的旋轉，扇形板進而控制杠桿臂的樞轉運動，從而將離合器接合力施加至多片離合器組件。此外，日本公開專利申請第63-66927號公開了一種傳遞離合器，該傳遞離合器使用電動馬達來使滾珠-坡道操作裝置的一個凸輪盤旋轉以接合多片離合器組件。美國專利第4，895，236號公開了配備有傳遞離合器的分動箱，該傳遞離合器具有電動馬達，該電動馬達驅動減速齒輪組以控制滾珠螺桿操作裝置的運動，這進而對離合器組片施加離合器接合力。另外，美國專利第5，423，235號公開了配備有電動馬達驅動的齒輪組的分動箱，該電動馬達驅動的齒輪組被布置成使滾珠-坡道操作裝置的第一凸輪構件旋轉以引起第二凸輪構件的軸向平移，該第二凸輪構件被配置成將離合器接合力施加至離合器組片。最后，美國專利第7，527，133號以及第8，479，904號公開了配備有電動馬達驅動的齒輪組的分動箱，該電動馬達驅動的齒輪組被布置成使滾珠-坡道操作裝置的單個凸輪構件既旋轉又軸向平移。
[0009]盡管當前在四輪驅動車輛和全輪驅動車輛中采用了許多類似于上述系統的按需離合器控制系統，但仍需要提高技術并且解決所意識到的系統限制。例如，提供大的離合器接合負荷所需的離合器致動器的電功率和致動時間要求以及摩擦離合器部件的尺寸和重量會使得這種系統在一些機動車輛應用中成本很高。在致力于解決這些擔憂時，考慮新的技術以用于在動力操作的離合器致動器應用中使用。
【發明內容】
[0010]本部分提供了本公開內容的一般概述，但并非是本公開內容的全部范圍或其所有的特征、方面和目的的全面公開。
[0011]因此，本公開內容的一方面提供用于在機動車輛中使用的動力傳輸裝置，該動力傳輸裝置具有轉矩傳遞機構，該轉矩傳遞機構配備有能夠操作以對多片離合器組件的接合進行控制的動力操作的離合器致動器。
[0012]本公開內容的另一方面提供轉矩傳遞機構，該轉矩傳遞機構適合于在機動車輛動力傳動系應用中使用，以對驅動轉矩在第一旋轉構件與第二旋轉構件之間的傳遞進行控制。
[0013]本公開內容的另一方面提供允許離合器致動器組件的干式操作的轉矩傳遞機構。
[0014]本公開內容的另一方面提供適應高軸速度和負荷的轉矩傳遞機構。
[0015]基于本公開內容的這些以及其它方面和目的，提供了一種動力傳輸裝置。該動力傳輸裝置包括旋轉輸入構件以及旋轉輸出構件，該旋轉輸入構件適于從動力源接收驅動轉矩，該旋轉輸出構件沿軸線延伸并適于向輸出裝置提供驅動轉矩。轉矩傳遞機構能夠操作以用于將驅動轉矩從輸入構件傳遞至輸出構件。轉矩傳遞機構包括離合器組件和離合器致動器組件，該離合器組件可操作地設置在輸入構件與輸出構件之間，離合器致動器組件用于對離合器組件施加離合器接合力。離合器致動器組件包括電動馬達，該電動馬達驅動有齒輪驅動單元，以控制離合器施加操作裝置施加至離合器組件的離合器接合力。離合器施加操作裝置是“密封的”滾珠-坡道單元，其包括由有齒輪驅動單元驅動的第一凸輪盤和第二凸輪盤。第二凸輪盤與第一凸輪盤軸向地間隔開，以在第一凸輪盤與第二凸輪盤之間限定空腔。第一凸輪盤限定多個第一凸輪凹部，而第二凸輪盤限定多個第二凸輪凹部。離合器施加操作裝置還包括多個輥，每個輥在空腔中被設置在第一凸輪凹部中的一個第一凸輪凹部與第二凸輪凹部中的一個第二凸輪凹部之間。第一凸輪凹部和第二凸輪凹部中的至少一者是漸縮的以在第二凸輪盤的旋轉期間引起第二凸輪盤相對于第一凸輪盤的軸向運動。離合器施加操作裝置還包括密封裝置，該密封裝置在第一凸輪盤與第二凸輪盤之間延伸以密封第一凸輪盤與第二凸輪盤之間的空腔,從而將潤滑劑保持在空腔內。
【附圖說明】
[0016]本公開內容的這些和其它特征及方面在結合以下詳細描述以及附圖考慮時將變得更容易理解，在附圖中:
[0017]圖1是配備有根據本公開內容的一方面的動力傳輸裝置的全輪驅動機動車輛的動力總成(drivetrain)的示意圖示。
[0018]圖2是圖1中示出的與驅動軸組件相關聯且配備有轉矩傳遞機構的動力傳輸裝置的示意圖示，其中該轉矩傳遞機構具有多片離合器組件以及動力操作的離合器致動器組件；
[0019]圖3是根據本公開內容的教示構造的動力傳輸裝置的局部截面視圖；
[0020]圖3A是示出根據本公開內容的一方面的離合器致動器組件的部件的局部截面視圖；
[0021]圖4是圖3所示的動力傳輸裝置的放大視圖；
[0022]圖5A是處于靠攏(close)位置并且根據本公開內容的一方面配置的密封的滾珠-坡道離合器操作裝置的示意圖示；
[0023]圖5B是處于伸展位置并且根據本公開內容的一方面配置的密封的滾珠-坡道離合器操作裝置的示意圖示；
[0024]圖6是根據本公開內容的另一方面構造的動力傳輸裝置的示意圖示；
[0025]圖7是根據本公開內容的再一方面構造的動力傳輸裝置的示意圖示；
[0026]圖8是根據本公開內容的又一方面構造的動力傳輸裝置的示意圖示；
[0027]圖9是配備有根據本公開內容的動力傳輸裝置之一的全輪驅動車輛的可替選的動力總成的示意圖示；
[0028]圖10是根據本公開內容的另一方面的動力傳輸裝置的示意圖示；
[0029]圖11是根據本公開內容的又一方面的動力傳輸裝置的示意圖示；以及
[0030]圖12是根據本公開內容的再一方面的動力傳輸裝置的示意圖示。
【具體實施方式】
[0031]一般地，現在將公開根據本公開內容的教示構造的配備有轉矩傳遞機構的動力傳輸裝置的至少一個示例性實施方式。提供以下示例性實施方式使得本公開內容將是徹底的并且將使范圍完全地傳達給本領域技術人員。闡述了諸如具體部件、裝置和方法的示例的許多具體細節，以提供對本公開內容的實施方式的徹底理解。然而，對于本領域技術人員明顯的是，不需要采用具體細節，可以以許多不同的形式實施示例性實施方