控制離合器的方法及裝置的制作方法

專利名稱：控制離合器的方法及裝置的制作方法
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本發明涉及的是一種用于傳遞兩個可相對轉動部件之間的轉矩的離合器的控制方法及實施該方法的裝置，其中，所述方法涉及一個摩擦式離合器，其摩擦元件分別不可轉動地連接在所述的可相對轉動的部件上。用至少一個可移動的活塞對該摩擦式離合器施加載荷。該活塞限定了轉動殼體內的壓力腔室的一端。該腔室內充滿粘性液體并與一儲液腔相互連通。在轉動殼體內設置有一個可相對該殼體轉動的轉動體;用于實施所述方法的離合器，用于傳遞兩個可相對轉動部件之間的轉矩，其中包括一個摩擦式離合器，其摩擦元件分別不可轉動地連接在可相對轉動的部件上。用至少一個可移動的活塞對該摩擦式離合器施加載荷。該活塞限定了轉動殼體內的壓力腔室的一端，該腔室內充滿粘性液體并與一儲液腔相互連通。轉動殼體是由轉動部件之一與一個可隨其轉動的活塞構成的，與另一轉動部件連接的轉動體在該殼體內轉動。所述粘性液體是指具有較高粘度的液體，例如在粘滯離合器中所通常使用的那種液體。
US 4905808號專利中已公開了一種具有上述特點的離合器及控制方法。其中，當位于充滿粘性液體腔室內的轉動部件之間出現轉速差時，一個從軸向看呈星狀的圓盤開始轉動，此時，由于液體的性質，在圓盤與腔室的殼體之間產生一速滯壓力，該壓力作用在處于腔室一端的活塞上，從而控制離合器工作。因此，這種離合器的特性隨轉速差變化的可能性很小。僅僅是粘性液體的充液量及粘性可自由選擇。此外，這種離合器的另一缺點是可獲得的壓力能級很小，因而與之相關的功率密度也很小。
本發明還涉及到用于汽車傳動系上的差速器，其中包括一個支撐在差速器殼中的差速器保持架、相互同軸的第一及第二從動圓錐齒輪及至少兩個與從動圓錐齒輪正交的平衡齒輪以及一個摩擦式離合器。該離合器的第一組摩擦元件不可轉動地固定在差速器保持架上，第二組摩擦元件則不可轉動地固定在第一半軸齒輪上。此外還包括一個控制裝置，該裝置包括一個充滿粘性液體的壓力腔室，該腔室的轉動殼體是由差速器保持架及隨保持架轉動并可移動的活塞構成的。同樣，本發明還可擴展到上述類型的帶有摩擦式離合器的差速器，其離合器的第一組摩擦元件不可轉動地固定在第一半軸齒輪上，其第二組摩擦元件不可轉動地固定在第二半軸齒輪上。此外還包括一個就功能而言可歸于半軸齒輪的控制裝置。
上述類型的差速器已公開在US4012968中，其中包括一個容積式泵的操縱裝置。這種差速器用在汽車及農業機械上，用于在兩個可相對轉動的部件之間產生一個隨兩部件轉速差而變化的鎖止力矩。
這種差速器第一種應用涉及的是這種情況，其中，離合器安裝在差速器中在平衡過程中可相對轉動的部件之間，。該離合器的作用是使平衡式差速器獲得鎖止功能。這種平衡式差速器最好是汽車的輪間差速器或軸間差速器。
第二種應用涉及的是汽車上帶有一個常驅動軸和一個非常驅動軸的情況。此時，離合器直接安裝在傳動系中與后者相接的位置上。當有關的軸相對于另一個常驅動軸產生速度差時，離合器的作用是在該傳動線路上施加轉矩負荷，而當所述軸之間轉速相同時，離合器使傳動線路中不產生轉矩，從而使相應的軸在無轉矩的狀態下轉動。
以上所述的隨轉速差而變化的離合器與鎖止式差速器在牽引力及驅動動力性方面顯然優于隨轉矩變化的離合器及差速器。
本發明的目的在于提供一種離合器的控制方法及一種可隨轉矩變化的、功率密度高、性能選擇范圍大、結構簡單的離合器。特別是，這種離合器在所有操作狀態下及整個使用壽命過程中都能保證完全充滿。
本發明的另一目的是提供一種功率密度高、性能選擇范圍大、結構簡單的帶有控制裝置的差速器。
本發明的解決方案在于提供一種方法，其特征是，施加給活塞的壓力是通過粘性液體在轉動體相對于壓力腔室相對轉動時受剪切作用而產生的，所述粘性液體處于至少一個在其兩端壁之間沿周向延伸并封閉的剪切通道內。液體從儲液腔輸送到剪切通道內，而后，從剪切通道輸出的壓力施加到活塞上，其液體輸送流向是根據相對轉動部件之間的相對轉動方向不同而確定的，即、相對于各相對轉動方向，液體總是從剪切通道的前端流入而其壓力則從其后端輸出。
本發明的解決方案還在于提供一種離合器，其特征是，轉動體的轉動面與一個位于壓力腔室內的泵-控制體上與之相對的表面共同構成至少一個封閉的剪切通道。該剪切通道是通過一個由兩端壁界定并在兩端壁之間周向延伸的槽及蓋住該槽并可相對該槽轉動的上表面構成的。泵-控制體相對于轉動殼體的轉動被限制在兩個極端位置之間。通過泵-控制體上位于所述槽端部設置的控制孔，使槽與位于轉動殼體內的儲液腔及位于活塞和轉動體之間的壓力腔室連通。其連通方式是，在泵-控制體的兩極端位置上，正對著槽前端(相對轉動方向而言)的控制孔與儲液腔連通而正對著槽后端(相對轉動方向而言)的控制孔與壓力腔室連通。
本發明的解決方案根據的是壓力滯流工作原理，即涉及的是位于兩相對移動板之間的粘性液體的剪切作用原理。在所述相對移動過程中，對應于其中一個板的部分介質被另一個板沿著其移動方向帶走。若將大致平行于其相對移動方向的兩板之間的間隙作為剪切槽且將其各側密閉并且兩端被界定，同時用一個沿槽的延伸方向移動的表面覆蓋，則產生一個剪切通道。該通道根據液體相對移動量及方向將液體由通道的一端輸送到其另一端。輸送壓力與剪切通道的長度、被剪切介質的粘度及剪切速率、也就是相對速度成正比。具有上述結構的剪切通道的特點是，該通道與兩個腔室相互連通，構成該通道的兩部件與離合器上的兩相對轉動部件連接。當產生一個隨轉速差而變化的輸送壓力時，該通道的作用是使一個壓力腔室內的壓力提高，該壓力至少作用在一個對摩擦離合器的摩擦元件施加壓力的活塞上。根據本發明的方法，至少一個剪切通道用于控制所產生的壓力，使其隨部件的相對轉動方向不同而變化。其中最佳方案是，在控制時間點上，剪切通道上先前用于卸壓的一端直接與儲液腔連通，從而在該端建立壓力而不必在剪切通道的全長上建立壓力。
在另一最佳實施方案中，為了使裝置可根據轉動方向不同而獲得不同的特性，當相對轉動部件沿著某一轉動方向轉動時，通過在儲液腔有剪切通道之間設置的一個附設的通道使壓力僅建立在剪切通道兩部分長度上。所述通道僅在某一相對轉動方向上開啟而在另一相對轉動方向上則關閉。
在另一類似的最佳實施例中，為了使裝置可根據轉動方向不同而獲得不同的特性，在沿著兩相對轉動方向中的某一方向上在剪切通道兩端壁之間的某段與壓力腔室之間建立一個附加的直接連通通道，用于縮短建立壓力的工作通道長度。而在沿相反轉動方向轉動時，該通道關閉。
另一改進方法是，在儲液腔至壓力腔室之間的連通通路上附設一個旁路，在該旁路上設置一個隨溫度變化而變化的節流裝置，借此可補償粘性液體在溫度變化時所產生的特性變化。
理論上，可以用泵-控制體的上表面與轉動體上與之互補的表面構成至少一個剪切通道，這些表面在徑向上可以是平面的、圓錐形的或圓柱形的。優先采用的方案是采用盤形的泵-控制體及轉動體。
根據上述原理采用的一個具體方案是，至少一個剪切通道是通過一個在泵-控制體轉動面上沿周向延伸的槽與一個相對于該轉動面可轉動的轉動體上的一個與之互補的上表面構成。
重要的是，設置一個彈簧件使得轉動體與泵-控制體相互軸向壓緊，從而使剪切通道保持閉合并使該壓力作用在轉動體與活塞之間。
按照第一實施例給出的結構，可以在儲液腔與泵-控制體之間設置兩條連通通道，兩通道之間互成2α角。在兩通道之間設置一個通向壓力腔室的通道。在控制體上的控制孔互成α角。控制體可在α角范圍內轉動，而剪切槽延伸范圍為360°-α。
在上述情況下，泵-控制體只需轉動一個很小的角度α即可達到轉向的目的。根據另一實施例，在儲液腔與泵-控制體之間也可以設置一條連通通道。該通道與通往壓力腔室的兩條通道對稱，即各自的夾角均為2α角。控制體的轉動范圍為(360°-α)，剪切通道的延伸范圍為(360°-α)。
按照上述方案，在相對轉動方向轉換時，可以產生一個柔和的且在時間上有一個滯后的鎖止作用。
可采用的另一種實施方案是，在儲液腔與泵-控制體之間設置一個連通通道，該通道與通往壓力腔室的兩條通道對稱，即與各自的夾角均為α角。控制體的轉動范圍為α。剪切槽沿螺旋狀延伸，其兩端相互重合。剪切槽的延伸范圍為(360°+α)。其功能與上述實施例相同。
此外，本發明還建議將對應于剪切槽端部的控制孔制成圓盤形結構的泵-控制體上的軸向孔。這些孔從一個端面連通到通往儲液腔的通道內，并由此延伸到位于與之相對的第二端面上的槽內。其中，所述端面至少在孔所處區域內與轉動殼體內腔室端面密封，所述第二端面與一個徑向端面相互密封地貼合。在各端部位置上，控制孔中只有一個孔與一連通通道重合。
通過如下方案也可達到相同的效果。其中，在轉動殼體的一端壁上制出一徑向槽，該槽作為通往壓力腔室的連通通道，在兩端部位置中的每一位置上，該槽都與對應于該槽上該端部位置的控制孔中的一個孔重合。
為獲得前面已提到的隨轉動方向而變化的特性可采用如下方案。在盤形泵-控制體上制出一軸向孔作為另一控制孔。該控制孔終結于槽的中部并且僅在一個端部位置上與一個通往儲液腔的附加通道重合。
為達到相同的目的，也可采用以下方案。在盤形泵-控制體上制出一個軸向孔作為另一控制孔，該控制孔終結于槽的中部，并且僅在一個端部位置上與一個通往壓力腔的徑向附加通道重合。所述徑向通道是在轉動殼體上制成的徑向槽。
為了平衡溫度對液體粘度的影響，可在儲液腔與壓力腔室之間設置一條旁路。在該旁路中插入一個截面可隨溫度變化的控制體，該控制體與旁路側壁之間有一間隙S。
為了限制上述泵-控制體的相對轉動范圍，在泵-控制體上設置了一個轉動限位凸起，該凸起嵌入在轉動殼體上的一個具有一定周向長度的槽內，從而構成一個轉動限位件。
根據摩擦離合器在整個轉速差范圍內所需要獲得的鎖止轉矩曲線，可以修正有效作用力。為此，可設置若干彈性件。彈性件支撐在殼體上并且在與活塞相對的一側對摩擦片施加壓力。或者，支撐在殼體上的彈簧件在與摩擦片相對的一側對活塞施加壓力。此外，還可以將彈簧張緊在活塞與摩擦離合器之間使其始終可以施加一最小的作用力。
儲液腔可由轉動殼體與一個可隨其轉動同時可軸向移動并受彈簧力制約的活塞構成。或者也可以與一個受彈簧制約的膜板構成。或者也可以包括一個在儲液腔內的彈性平衡元件。儲液腔內的粘性液體可以是一種粘滯介質，其粘度隨剪切速率S－1增大而上升。
本發明還提供了一種鎖止差速器，其特征在于，一個與第一半軸齒輪不可轉動地連接的轉動體在壓力腔室中轉動，轉動體的轉動面與轉動殼體上相對應的表面形成至少一個密閉的剪切通道。該通道是通過一個側面由端壁限定且在兩端之間沿周向延伸的槽及一個將該槽蓋住并可相對該槽轉動的上表面構成。當構成剪切通道的部件之間出現轉速差時，在該剪切通道內將產生一個使活塞移向摩擦離合器的壓力并通過該活塞對摩擦離合器施加壓力。壓力腔室與一個容積可變的儲液腔連通。
在最佳實施例中，所涉及的離合器上設置有一個與活塞軸向對置并可移動的壓盤。在從動圓錐齒輪無轉矩的情況下，該壓盤頂靠在差速器保持架的端面處。而當從動圓錐齒輪上作用有轉矩的情況下，該壓盤將被支撐在至少兩個平衡傘齒輪處的從動圓錐齒輪之一移向摩擦離合器并對摩擦離合器施加壓力。
為此，在鎖止差速器上提供一種用于功率密度較大的鎖止裝置的、依賴于轉速差來控制的第一控制裝置以及一個在上述最佳實施例中已提及的、根據轉矩操縱摩擦離合器的第二控制裝置。后者在汽車由靜止而開始啟動時就已經提供了鎖止功能。這對于在交通繁忙的大街或街區內啟動車輛是十分重要的。不過，在轉速較高的情況下，該系統最好隨轉速差變化而變化，以便獲得較好的汽車動力性。
根據轉矩變化進行操縱的特性是通過圓錐齒輪差速器的一個半軸齒輪借助于一個壓盤對摩擦離合器施加壓力而獲得的。其中，所述壓盤位于摩擦離合器與所述半軸齒輪之間。在半軸圓錐齒輪與平衡傘齒輪之間的作用力的軸向分力使半軸圓錐齒輪產生軸向移動。其中，平衡傘齒輪固定地支撐在差速器保持架上。控制裝置的活塞也軸向支撐在差速器保持架上。只有當半軸圓錐齒輪與差速器保持架之間出現轉速差時，控制裝置的活塞才開始施加軸向力。該軸向力超過半軸圓錐齒輪施加的作用力。后者是沿著與前者相反的方向對差速器保持架施加作用力的。此時，活塞以較大的力作用于摩擦離合器而且該力隨轉速差增加而成比例地增大。
從字面上或意義上利用了本發明離合器的上述各細節、特別是離合器的控制裝置的方案均屬本發明的范圍。
本發明還包括那些采用本發明離合器或差速器的所有著汽車。
本發明還涉及權利要求書的文字和內容。
為了更好地理解新的工作原理及解釋最佳的實施例，以下將結合附圖進一步說明。
其中

圖1表示了兩個相對移動的平板的斷面結構，在其中一個平板上制有一槽，從而在在兩平板之間形成一個剪切通道;
圖2a為一個縱向剖視圖，其中表示了本發明第一實施例中的離合器結構;
圖2b為一個縱向剖視圖，其中表示了本發明另一實施例中的離合器結構;
圖3表示了帶有轉動體的泵-控制盤的第一實施例在其第一位置上的結構，其中圖(a)為正視圖，圖(b)為縱向剖視圖;
圖4為正視圖，其中表示了圖3所示的泵-控制盤與轉動體在第二位置上的結構;
圖5包括一個正視圖(a)和兩個縱向剖視圖(b、c)，其中表示了圖3所示的泵-控制盤與轉動體在第三位置上的結構;
圖6表示了帶有轉動體的泵-控制盤的第二實施例，其中，正視圖(a、c)表示了其在兩個位置上的狀態，縱向剖視圖(b)表示了結構細節;
圖7表示了帶有轉動體的泵-控制盤的第三實施例，其中，正視圖(a、c)表示了其在兩個位置上的狀態，縱向剖視圖(b)表示了結構細節;
圖8包括正視圖(a)和縱向剖視圖(b)，其中表示了一個帶有轉動體的泵-控制盤的第四實施例的結構細節;
圖9用剖視圖(a)和前視圖(b)表示了泵-控制盤的結構細節;
圖10用后視圖(a)和剖視圖(b)表示了泵-控制盤的結構細節;
圖11a為圖9b所示泵-控制盤的正視圖;
圖11b表示了帶有另一種結構的剪切槽的泵-控制盤;
圖12a表示了帶有溫敏節流元件的本發明離合器的第一實施方案;
圖12b表示了帶有溫敏節流元件的本發明離合器的第二實施方案;
圖13表示了本發明圓錐齒輪差速器的第一實施方案;
圖14表示了本發明圓錐齒輪差速器的第二實施方案;
圖15表示了本發明圓錐齒輪差速器的第三實施方案;
圖16表示了本發明圓錐齒輪差速器的第四實施方案;
圖17表示了本發明汽車的第一實施例;
圖18表示了本發明汽車的第二實施例。
圖1表示了第一壓板或壓盤1及第二壓板或壓盤2的剖視圖。兩壓板的端面3、4相互靠攏。將第一壓板1作為固定件，則第二壓板2相對第一壓板以Vr速度移動。第一壓板1的端面3是由一個在橫截面上呈矩形狀的槽5與該槽的側壁6、7構成的。槽5與端面3構成一個剪切通道8，其中容裝有粘性介質。該剪切通道度量尺寸是長度Lsp和高度或深度S。在壓板2移動時，剪切通道內的介質性質將隨著相應于固定壓板1的線速度變化而變化。當然，表面粘滯力不僅作用于壓板1而且作用于壓板2。也就是在壓板2上看到的介質速度與其反向。由于剪切通道中的剪切作用，在壓板1上產生一個壓力P和流量Q。
由于上述作用不是由相對直線運動產生的，而是由相對轉動產生的，因而構成剪切通道的槽口最好沿周向設置，如圖2至12所示那樣。
圖2a和2b僅在某些細節上有所差異，因而以下將一并描述。在這兩幅圖中，均有一個離合器裝置11，其中包括一個可控制的盤式摩擦離合器12和一個根據轉速進行控制的控制裝置13。摩擦離合器包括一個安裝在差速器保持架上的殼體14。外摩擦片15不可轉動地安裝在該殼體上，而內摩擦片17則不可轉動地安裝在輪轂16上。該摩擦離合器通過一個壓盤18施加載荷。該壓盤的施載過程是由所述的控制裝置13調節的。控制裝置設置在殼體14中，其中包括一個可軸向移動的活塞19和一個可隨殼體14轉動的轉動殼體20。活塞與轉動殼體共同構成了壓力腔室21，盤形轉動體22及盤形泵-控制體23即安裝在該壓力腔室中。轉動體22與另一個輪轂24不可轉動地固定連接。該輪轂與前面提及的輪轂16固定連接，因而可受其驅動。在本實施例中，兩輪轂也可以制成一體。一個帶有凸緣的轉動限位板41插在轉動殼體20上的一個有界的環形槽42內，從而限制泵-控制體23相對于轉動殼體20的轉動。一個嵌在活塞19內的O形圈用作彈簧件35，從而使轉動體22密閉地安裝在泵-控制體23上。當轉動體22在輪轂的嚙合驅動下改變了轉動方向，則該轉動體22將泵-控制體23從由轉動限位板41與周向槽42確定的一個端部位置移向由轉動限位板與周向槽確定的另一端部位置。在轉動殼體中還包含有一個儲液腔26，該儲液腔的一端是由一個可移動的環形活塞27限定的。該活塞通過碟形彈簧28支撐在殼體20上，從而儲液腔26可以始終平衡壓力腔室21內的容積變化。在轉動殼體20中可以看到一個軸向連通通道30。在圖示的周向位置上，該通道與泵-控制體23上控制孔31重合。控制孔31位于剪切通道38的一端。剪切通道是由泵-控制體上的一個軸向有界的槽37與轉動體22的表面36構成的。可相對轉動的各部件之間均通過密封件相互密封。在徑向上處于O形圈以外的區域內，轉動體22與活塞19之間的間隙應視為壓力腔室21的一部分。螺塞39和40用于為壓力腔室及儲液腔充氣和排氣。在圖2a中可以看到碟形彈簧25，該彈簧支撐在殼體14上并對活塞19施加一個與壓力腔室的壓力反向的作用力。在圖2b中表示了一個碟形彈簧85，該彈簧支撐在殼體14上并對壓盤18施加壓力，因而起到增強壓力腔室內壓力的作用。
圖3分別以正視圖及周向剖視圖表示了轉動殼體20及泵-控制體23的具體結構。在正視圖中可以看到周向槽37，該槽的邊界為側壁54、55，控制孔31、33即設置在其端部位置上。在軸向剖視圖中所示的控制孔33位于與轉動殼體上通道32連通的位置上。位于另一端的控制孔31則與轉動體上的徑向通道43(圖中未示)重合。轉動殼體20上的另一通孔30的位置用點劃線表示。在正視圖及剖視圖中，點劃線表示位于泵-控制體23背面、用于限制泵-控制體23相對于轉動殼體20轉動的轉動限位板41及周向槽42。
圖4僅以正視圖表示了與圖3所示部分相同的結構，其中所采用的標號相同。不過，在該圖中轉動限位板41處于周向槽42上兩端部位置之間的中間位置上。因此，位于周向槽37一端并且在此之前已經建立起一定壓力的控制孔31仍與通向壓力腔室的通道43連通。同時，在此之前通過通道32與儲液腔連通的第二控制孔33在仍保持與通道32有一定重合的狀態下也與通道43連通。由此可直接降低連通通道43內的壓力，從而降低與通道33連通的泵室的壓力及通向儲液腔的通道內的壓力。
圖5包括一個正視圖及兩個剖視圖，其中所示的結構與圖3及圖4所示結構相同，且所采用的標號也相同。所不同的是，轉動限位板41位于周向槽42上的與圖3所示位置相反的端部位置上。此時，控制孔31與通往儲液腔的第二通道30重合，而第二控制孔33與通往壓力腔室的通道43連通。因而在槽37上位于控制孔33處的一端建立起壓力。在正視圖中用點劃線表示通往儲液腔的第一通道32的位置，此時，該通道不起作用。
在圖6中用軸向剖視圖及軸向正視圖表示了轉動體22與泵-控制體23在一個與圖3至圖5所示結構不同的實施例中的兩個不同的位置。其中，相互一致的部件仍采用相同的標號及與前面相同的名稱。
在此實施例中，還在槽37中附加了一個控制孔44。該孔位于控制孔31及33之間。此外，在轉動殼體20上還附加了一個通道45。當轉動限位板41在周向槽42中的位置與圖6a、5a所示位置一致時、即泵-控制體23相對于轉動殼體20的位置與其一致時，通道45與控制孔44重合。通過此方法，壓力實際上不是建立在剪切通道的整個長度上，而是僅僅建立在控制孔44與控制孔33之間的角度區域內，從而在通道43內僅保持一個較小的壓力。當轉動體相對于轉動殼體反向轉動且泵-控制體23及轉動殼體20處于圖6c所示的位置時，控制孔44與通道45相互錯開，以便在剪切通道上由控制孔33至控制孔31的整個長度上建立起壓力，從而產生一個較高的壓力。
在圖7中用軸向剖視圖及軸向正視圖表示了轉動體22與泵-控制體23在一個與圖3至圖5所示結構不同的實施例中的兩個不同的位置。其中，相互一致的部件仍采用相同的標號及與前面相同的名稱。其不同之處是在泵-控制盤上附加了一個控制孔46以及在轉動殼體上附加了一個連通通道47。在圖7a中所示的轉動限位板41在周向槽42中的位置以及泵-控制體23相對于轉動殼體20的位置與圖5a中所示的位置相反。在此位置上控制孔46與通道重合。通過此方式，壓力僅僅建立在剪切槽30內由通過通道30與儲液腔連通的控制孔31至控制孔46之間的部分角度區域內以及與壓力腔室連接的通道47內。此時由控制孔46至控制孔33(該孔與通道43重合)之間的其余角度區域不工作。當轉動體與轉動殼體之間沿著該相對轉動方向轉動時所產生的壓力小于沿著相反方向轉動時所產生的壓力，沿相反轉動方向轉動的情況如圖7c所示，并且與通道43連通的各控制孔所處的位置如圖3a所示。此時，控制孔46與通道47相互錯開因而不起作用，此時壓力建立在剪切槽中由控制孔33至控制孔31之間的整個長度內。
在圖8a、8b中，轉動殼體20、泵-控制體23及活塞27基本上與圖5a、5b所示相同。相應的部件對應于相同的標號。所采用的名稱也與圖3至5中所用的相同。
其中所增加的是，在轉動殼體上設置了一個節流孔49，該孔與儲液腔26連通。在與泵-控制體上相鄰的表面上設置有一個凹槽50，當轉動限位板41相對于周向槽42轉動到一個端部位置時，該凹槽使壓力腔室與儲液腔相互連通，而當轉動到第二端部位置時，節流孔49被泵-控制體的背面封住，從而使該孔不起作用。通過這種方式，可使壓力腔室內的壓力在部件沿某一相對轉動方向轉動時被減小。而當部件沿另一相對轉動方向轉動時則不減小壓力，因而所建立的壓力大小可根據轉動方向的不同而變化。
各剖視圖均為對應于各自的正視圖而截取的標準視圖。
在圖9a、9b中表示了一個前面已多次描述過的那種泵-控制體23的具體結構。其中可以看到控制孔31，33及槽37以及轉動限位板的詳細結構。
圖10a、10b為圖9所示的泵-控制體23的后視圖及剖視圖。其中表示了一個表面區域51。控制孔31、32即位于該區域內。該區域的結構應保證能夠根據所處的位置不同而使通道30、32、43或47被封住。表面區域51在周向上應這樣限定，以保證其可根據位置不同而交替地打開或關閉在圖8中已述及的節流孔49。在該表面的其余區域內在其背面設置有若干環形筋53，用于減少相對于殼體的摩擦力及粘滯力。與表面區域51相對的區域52上支撐著一個由此向外凸起的轉動限位板41。
各剖視圖均為對應于各自的正視圖而截取的標準視圖。
在圖11a中再次表示了泵-控制體23，用以同圖9b所示結構進行比較。槽37的周向范圍為360°-α。這樣，當控制孔31轉動角度α時即可到達控制孔32先前所處的位置。
在圖11b中表示了一個槽37b，該槽的周向范圍為360°+α，其形狀略呈螺旋狀。當泵-控制體23b轉過α角時，控制孔31b轉至孔33b先前所處的角度位置，反之也一樣。
圖11c表示了圖11a中所示的泵-控制體23及轉動殼體20的另一實施例。在該實施例中，設置了一個角度范圍為360°-α的限位槽42。該限位槽與轉動限位板41共同作用，從而容許泵-控制體23相對于轉動殼體20在較大的范圍內轉動。在轉動殼體中可以看到通道30′、43及43′的位置。
圖11d表示了圖11b所示的泵-控制體23′及轉動殼體20。在轉動殼體內可看到連通通道30′、43及43′的位置。圖中未示的限位槽周向范圍通常為α角。
圖12a及12b中所示的裝置基本上同于圖2a。因而完全省略了相同件的標號及描述。在這兩個實施例中均采用了節流孔59或59′，該孔在圖12a中部分地沿徑向延伸，而在圖12b中則完全沿軸向延伸。節流孔的部分橫截面被一個阻塞件60占據。該阻塞件的截面大小隨溫度變化而劇烈變化，因而如局部剖視圖A-A所示的剩余節流間隙、即徑向間隙量S隨粘性液體的溫度變化而變化。由此可補償由于粘度降低而產生的泵功率的下降。在圖8所示的節流孔49中的節流間隙可這樣設計，在轉動件沿著某一相對轉動方向轉動時該節流孔才可工作，或者也可以設計成在兩個方向轉動時均保持開啟。
圖13A中表示了本發明的圓錐齒輪差速器，在該差速器上配備了一個帶有鎖止離合器12的裝置13。其中，安裝有摩擦離合器的外摩擦片15的殼體14同時又兼作差速器保持架。所述差速器包括半軸圓錐齒輪61、62及支撐在芯軸63上的平衡傘齒輪65、66。芯軸63通過一個銷軸64固定在差速器保持架上。安裝有內摩擦片17的摩擦離合器13的輪轂16與半軸圓錐齒輪61固定連接。通過一個活塞19對離合器施加負荷。該活塞直接構成壓力腔室21的一側端壁，腔室的另一側端壁由轉動殼體20構成。帶有輪轂24的轉動體22在該壓力腔室內轉動。泵-控制體23在有限的范圍內可相對于轉動殼體轉動。在泵-控制體上制有一個控制孔31，該孔通過一個通道30與一個在本圖位置上壓力減至0的儲液腔26連通。儲液腔的一端由活塞19界定，該活塞通過彈簧28支撐在殼體20上。
位于裝置12與摩擦離合器13之間的碟形彈簧25支撐在殼體14上并對活塞19施加一個預壓力。其作用是，只有當輪轂24與轉動殼體20之間的轉速差足夠大時、即當活塞19的力大于彈簧25的力時，活塞19才開始對摩擦離合器12施加負荷。半軸齒輪61、摩擦離合器12的輪轂16及裝置13的輪轂24通過其內齒與一個半軸固定連接，從而相互耦合。半軸齒輪61通過輪轂16、24及端板48軸向地支撐在殼體14、20上。這樣，在平衡傘齒輪65、66有半軸圓錐齒輪61、62之間的相互作用力不會影響裝置12的工作。裝置12的作用是根據轉速差來控制圓錐齒輪差速器的鎖止功能。
圖13B中表示了本發明的圓錐齒輪差速器，在該差速器上配備了一個帶有鎖止離合器112的裝置113。其中，安裝有摩擦離合器的外摩擦片115的殼體114同時又兼作差速器保持架。所述差速器包括半軸圓錐齒輪161、162及支撐在芯軸163上的平衡傘齒輪165、166。芯軸163通過一個銷軸164固定在差速器保持架上。安裝有內摩擦片117的摩擦離合器112的輪轂116與半軸圓錐齒輪161固定連接。通過一個活塞119對離合器施加負荷。該活塞直接構成壓力腔室121的一側端壁。腔室的另一側端壁由轉動殼體120構成。帶有輪轂124的轉動體122在該壓力腔室內轉動。泵-控制體123在有限的范圍內可相對于轉動殼體轉動。在泵-控制體上制有一個控制孔(圖中未示)，該控制孔通過一個內連接通道(圖中未示)與儲液腔126連通。儲液腔的一側端壁是由一個活塞127限定的，該活塞通過彈簧128支撐在殼體120上。
位于裝置113與摩擦離合器112之間的碟形彈簧125支撐在殼體114上并對活塞119施加一個預壓力。壓盤118用于將活塞119的力傳遞到摩擦離合器112上。其作用是，只有當輪轂124與轉動殼體120之間的轉速差足夠大時、即當活塞119的力大于彈簧125的力時，活塞119才開始對摩擦離合器112施加負荷。半軸齒輪161、摩擦離合器112的輪轂116及裝置113的輪轂124通過其內齒167、176、178與一個半軸固定連接，從而相互耦合。半軸齒輪161通過輪轂116、124及端板148軸向地支撐在殼體114、120上。在壓盤173與半軸齒輪161之間有一個軸向間隙185，其中，壓盤173與壓盤118處于摩擦離合器112的異側。這樣，在平衡傘齒輪165、166與半軸圓錐齒輪161、162之間的相互作用力不會影響裝置113的工作。裝置113的作用是根據轉速差來控制圓錐齒輪差速器的鎖止功能。其他細節參見圖15的說明。
圖14中表示了本發明的圓錐齒輪差速器，在該差速器上配備了一個帶有鎖止離合器112的裝置113。其中，安裝有摩擦離合器的外摩擦片115的殼體114同時又兼作差速器保持架。所述差速器包括半軸圓錐齒輪161、162及支撐在芯軸163上的平衡傘齒輪165、166。芯軸163通過一個銷軸164固定在差速器保持架上。安裝有內摩擦片117的摩擦離合器112的輪轂116與半軸圓錐齒輪161固定連接。通過一個活塞119對離合器施加負荷。該活塞直接構成壓力腔室121的一側端壁。腔室的另一側端壁由轉動殼體120構成。帶有輪轂124的轉動體122在該壓力腔室內轉動。泵-控制體123在有限的范圍內可相對于轉動殼體120轉動。在泵-控制體上制有一個控制孔(圖中未示)，該控制孔通過一個內連接通道(圖中未示)與儲液腔126連通。儲液腔的一側端壁是由一個活塞127限定的，該活塞通過彈簧128支撐在殼體120上。在裝置113與摩擦離合器112之間設置有一個碟形彈簧185及一個壓盤174。碟形彈簧185在預張力的作用下直接支撐在活塞119與壓盤174之間。壓盤174對摩擦片115、117施加負荷。在活塞119與壓盤174之間有一個軸向間隙。該間隙小于碟形彈簧185的彈性行程。該間隙的作用是，在輪轂124與殼體114、120之間轉速相同時，碟形彈簧185就已經對摩擦離合器112施加一定壓力，在出現轉速差后，該間隙仍然存在，直至活塞119的作用力超過彈簧185的彈力。隨后，活塞119與壓盤124被鎖止，此后，只有活塞119的作用力起作用。半軸齒輪161、摩擦離合器112的輪轂116及裝置113的輪轂124通過其內齒167、176、178與一個半軸固定連接，從而相互耦合。半軸齒輪161通過輪轂116、124及端板148軸向地支撐在殼體114、120上。在壓盤173與半軸齒輪161之間有一個軸向間隙，其中，壓盤173與壓盤174處于摩擦離合器112的異側。這樣，在平衡傘齒輪165、166與半軸圓錐齒輪161、162之間的相互作用力不會影響裝置113的工作。裝置113的作用是根據轉速差來控制圓錐齒輪差速器的鎖止功能。其他細節參見圖16的說明。
圖15、16表示了本發明圓錐齒輪差速器110的差速器保持架，在該差速器上帶有一個鎖止摩擦離合器113及一個裝置112。其中，離合器的結構同于圖2至12所示實施例中的離合器。分體式殼體114同時兼作圓錐齒輪差速器的保持架、摩擦離合器113的支撐體及控制裝置113的殼體。殼體114借助于摩擦軸承或滾子軸承通過軸承座181、182支撐在變速箱殼(圖中未示)上并可繞其轉動軸線183旋轉。環形法蘭184上通過螺紋連接與主動齒輪軸凸緣固定，用于傳遞驅動轉矩。
位于殼體114內的差速器部件包括兩個半軸圓錐齒輪161、162及與之正交、并通過芯軸163安裝在殼體114內的平衡傘齒輪165、166。芯軸163通過銷軸164固定在殼體114上。平衡傘齒輪165、166以基本上無間隙的方式支撐在芯軸163上并通過一球形襯板170制成在殼體114上。半軸傘齒輪161、162的特點是，其反作用力在基本上無間隙的狀態下被傳遞到殼體114上。在半軸圓錐齒輪161、162上制有內齒167、168，以便與一整體半軸(圖中未示)上的相應齒槽配合以形成不可轉動的連接。半軸圓錐齒輪中的第一齒輪161在殼體114內可軸向移動。即、當轉矩通過軸183傳至殼體114時，在傘齒輪與半軸圓錐齒輪之間的作用力下，該第一齒輪可沿著背離芯軸163的方向軸向移動。此時，該第一半軸圓錐齒輪161通過一個襯板171對一個壓盤173施加作用力。該壓盤最好是不可轉動地但可移動地支撐在殼體114上。與之相反，第二半軸圓錐齒輪162通過一個襯板172及基本上無間隙的方式支撐在殼體114上。在平衡傘齒輪有半軸圓錐齒輪之間的作用力是通過嚙合的方式直接傳遞的。
前面已提到的壓盤173對摩擦離合器112上的摩擦片施加壓力。外摩擦片115通過相互嚙合副175與殼體114不可轉動地但可軸向移動地連接，而摩擦離合器的內摩擦片117則通過相互嚙合的嚙合副177與摩擦離合器的輪轂116不可轉動地但可軸向移動地連接。輪轂上又有一個內齒176，其結構同于半軸圓錐齒輪161上的內齒167，輪轂116通過將其內齒插入半軸上的一個貫通齒槽中，而與軸不可轉動地連接。
摩擦離合器112的摩擦片由另一組壓盤118、174之一的背面施加壓力，在該壓盤的另一側，控制裝置113的活塞119對壓盤施加載荷，因而該壓盤僅起傳力的作用。控制裝置中還包括一個構成殼體114的一部分的轉動殼體120及一個輪轂124。該輪轂與殼體120及活塞119共同構成一個壓力腔室121。此外，控制裝置113還包括一個位于壓力腔室內的轉動體122及一個與轉動體相對的可轉動的泵-控制體123。其中，轉動體122借助于嚙合副142與輪轂124可軸向移動但不可轉動地連接。該控制裝置按照圖2至12中所描繪的方式對活塞119施加作用力。輪轂124借助于密封件143、144與殼體120及活塞119相互密封。活塞119通過一個密封件145與殼體120相互密封。輪轂124上有一個內齒178，其結構與離合器輪轂116上的內齒176及半軸圓錐齒輪161上的內齒167相同。通過將該內齒嵌入半軸上的一個貫通齒槽內使得輪轂124與半軸不可轉動地連接。控制裝置113的輪轂124與摩擦離合器112的輪轂116相互支撐并且通常軸向可移動地支撐在殼體中。由于不僅轉動體122可相對于輪轂116軸向移動而且內摩擦片117也可相對于輪轂116軸向移動，因而，若兩輪轂124、116軸向支撐在殼體114上，則保證半軸圓錐齒輪161可在殼體114內自由地軸向移動。
在轉動殼體120中可以看到一個環形儲液腔126，該腔室是通過一個環形活塞127密閉的。該活塞有一個碟形彈簧128彈性支撐。碟形彈簧128支撐在一個定位卡環129上。在儲液腔126與壓力腔室121之間有一個內連接通道(圖中未示)，用于交換兩腔室內的液體。
如表示力方向的箭頭A和B所示，在摩擦離合器112上存在有兩種互不相同且相互獨立的施力介質，其作用是抑制殼體114相對于與輪轂116不可轉動地連接的平衡齒輪161之間的相對轉動，以便在半軸齒輪161、162之間產生轉速差時平衡兩者之間的轉矩，由此使得各齒輪分別對作為差速器保持架的殼體114施加作用力。如前面已經提到的，由控制裝置113經由活塞119施加給摩擦離合器112的鎖止力A的大小是隨轉速差而變化的。通過半軸圓錐齒輪之間的作用力、即嚙合力施加給摩擦離合器112的鎖止力B是隨轉矩不同而變化的。也就是說，當傳遞到殼體114上的轉矩增加時，作用在半軸圓錐齒輪161上的作用力的軸向分量也隨之增加。因此，鎖止力的特性可以這樣來表述在半軸圓錐齒輪之間的轉速差較小時，該鎖止力特性僅取決于轉矩大小，因為此時由控制裝置產生的軸向力A小于軸向力B，因而活塞119不能移動;而當轉速差較大時，只要控制裝置產生的軸向力A大于軸向力B，壓盤173即支撐在殼體114的端面179上，因而鎖止特性僅隨轉速差增加而線形上升。通過調整對摩擦離合器施加附加載荷的張緊碟形彈簧125、185的布置形式或剛度，可以改變上述兩特性部分之間的過渡過程。
在圖15表示的實施例中，碟形彈簧支撐在殼體114上并在活塞119上產生一個抵抗控制裝置產生的壓力的彈性力。由此可以保證，在隨轉速差而變化的鎖止力A未超過彈簧125的彈力之前，鎖止力特性與鎖止力A、B的相對量值大小無關，而僅僅取決于鎖止力B的轉矩大小。
在圖16所示的實施例中，碟形彈簧185支撐在活塞119與壓盤174之間。由此可以保證，在隨轉速差而變化的鎖止力A或隨轉矩而變化的鎖止力B達到其預定值前，鎖止特性不依賴于鎖止力A和B的絕對值，而僅由彈簧185的恒定預緊力決定。
圖17、18表示了與本發明有關的汽車201、301，從中可以看出以下細節。各汽車上帶有兩個前輪202、302。前橋203、303的驅動件通過一個輪間差速器204、304驅動該前輪。后軸206、306的驅動件則通過一個輪間差速器207、307驅動兩個后輪205、305。在汽車前方有一個橫置的內燃機208、308作為動力源，該內燃機通過一個多級或無級變速箱209、309作為動力傳遞，以便使內燃機的轉速范圍適應于汽車的轉速范圍。
圖17中，變速箱209的輸出端一方面與前橋203的輪間差速器204的輸入軸連接，另一方面通過一個中間連接件與離合器210等速地連接，該離合器通過一個傳動軸211驅動后橋206的差速器207的輸入軸轉動。所引入的轉矩通過輪間差速器204、207分配到各軸上的各個車輪上。軸間差速器204、207上可配置一個離合器，所述離合器可采用本發明的兩個實施例中任一種結構。其中，可相對轉動的部件之一由差速器保持架或一個半軸齒輪構成，其另一可轉動的部件則由另一半軸齒輪構成。特別是，各輪間差速器可采用本發明所述的那類差速器。離合器210可直接采用本發明的離合器，其中相互轉動部件之一為變速箱209的主動件，其另一轉動部件為傳動軸211上的連接件。
圖18所示汽車與圖17所示汽車的差別是增加了一個軸間差速器310，該差速器的輸入軸通過一個連接器與變速箱309上的輸出軸連接。該軸間差速器310將驅動扭矩分配給前橋303的輪間差速器304及后軸306的差速器307。所述各差速器、即輪間差速器306、307及軸間差速器310上均可配備離合器，所述離合器可采用本發明給出的兩個實施例中所述的形式。其中，兩個可相對轉動的部件之一為差速器保持架或一個半軸齒輪，其另一可轉動的部件為另一半軸齒輪。特別是，各差速器可采用本發明所給出的結構形式。
權利要求
1.一種控制離合器的方法，其中，離合器用于傳遞兩個相對轉動部件(14、20；16、24)之間的轉矩，該離合器包括一個摩擦式離合器(12)，其摩擦元件(15、17)分別與兩相對轉動部件(14、20；16、24)中的一個部件及另一部件不可轉動地連接，其中，摩擦離合器(12)的操縱力是通過至少一個活塞(19)施加的，該活塞限定了轉動殼體(20)中的壓力腔室(21)的一側端壁，所述壓力腔室內充有粘性液體并與一儲液腔(26)相互連接，在壓力腔室內設置有一個可相對其轉動的轉動體(22)，其特征在于，施加給活塞(19)的壓力是通過粘性液體在轉動體(22)相對于壓力腔室(21)相對轉動時受剪切作用而產生的，所述粘性液體處于至少一個在其兩端壁之間沿周向延伸并封閉的剪切通道(38)內，液體從儲液腔輸送到剪切通道(38)內，而后，從剪切通道(38)輸出的壓力施加到活塞(19)上，其液體輸送流向是依相對轉動部件之間的相對轉動方向不同而確定的，即、相對于各相對轉動方向，液體總是從剪切通道(38)的前端流入而其壓力則從其后端輸出。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，為在壓力腔室(21)內建立起根據轉動方向而不同的壓力，在沿著兩相對轉動方向中的某一方向上，在剪切通道(38)兩端壁之間的某段與儲液腔(26)之間建立一個附加的直接連通通道，用于縮短建立壓力的工作通道長度。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，為在壓力腔室(21)內建立起根據轉動方向而不同的壓力，在沿著兩相對轉動方向中的某一方向上在剪切通道(38)兩端壁之間的某段與壓力腔室(21)之間建立一個附加的直接連通通道，用于縮短建立壓力的工作通道長度。
4.如權利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，為了平衡溫度對液體粘度的影響，在儲液腔(26)與壓力腔室(21)之間的節流通道(49)的自由截面隨溫度升高而減小。
5.一種用于傳遞相對轉動部件(14、20;16、24)之間轉矩的離合器，其中包括一個摩擦離合器(12)，其摩擦元件(15、17)分別不可轉動地連接在可相對轉動的部件(14、20;16、24)上，用至少一個可移動的活塞(19)對該摩擦式離合器(12)施加載荷，該活塞限定了壓力腔室(21)的一端，該腔室內充滿粘性液體并與一儲液腔(26)相互連通，其轉動殼體(20)由轉動部件(14、20)中的一個部件與隨該部件一同轉動的活塞(19)構成，一個與轉動部件(16、24)中的另一部件連接的轉動體(22)在該轉動殼體內轉動，其特征在于，轉動體(22)的轉動面與一個位于壓力腔室(21)內的泵-控制體(23)上與之相對的表面共同構成至少一個封閉的剪切通道(38)，該剪切通道是通過一個由兩端壁界定并在兩端壁之間周向延伸的槽(37)及蓋住該槽并可相對該槽轉動的上表面(36)構成的，泵-控制體(23)相對于轉動殼體(22)的轉動被限制在兩個極端位置之間，通過泵-控制體(23)上位于所述槽(37)端部設置的控制孔(31、33)，使該槽與位于轉動殼體(20)內的儲液腔(26)及位于活塞(19)和轉動體(22)之間的壓力腔室(21)連通，其連通方式是，在泵-控制體的兩極端位置上，正對著槽(37)前端(相對轉動方向而言)的控制孔與儲液腔(26)連通，而正對著槽后端(相對轉動方向而言)的控制孔與壓力腔室(21)連通。
6.如權利要求5所述的離合器，其特征在于，為使離合器獲得隨轉動方向不同而各異的特性，在泵-控制體(23)上附設了一個控制孔(44)，通過該控制孔使得剪切通道(38)的中間部分僅在兩端部位置中的一個位置上與儲液腔(26)連通。
7.如權利要求5所述的離合器，其特征在于，為使離合器獲得隨轉動方向不同而各異的特性，在泵-控制體(23)上附設了一個控制孔(46)，通過該控制孔使得剪切通道(38)的中間部分僅在兩端部位置中的一個位置上與壓力腔室(21)連通。
8.如權利要求5至7之一所述的離合器，其特征在于，為使轉動體(22)與泵-控制體(23)相互軸向壓緊，設置了一個彈簧件(35)。
9.如權利要求5至8之一所述的離合器，其特征在于，至少一個剪切通道(38)是通過一個僅設置在泵-控制體(23)的一個轉動面上的槽(37)以及一個在可相對該轉動面轉動的轉動體(22)上與該槽互補的表面(36)構成的。
10.如權利要求5至9之一所述的離合器，其特征在于，控制體(23)的表面與轉動體(22)上與該表面互補的表面構成至少一個剪切通道(38)，這些表面采用徑向平面狀或圓錐形或圓柱形。
11.如權利要求5至10之一所述的離合器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置兩條連通通道(30、32)，兩通道之間互成2α角;在兩通道之間設置一條由剪切通道(38)通向壓力腔室(21)的通道(43)，在泵-控制體(23)上的控制孔(31、33)互成α角，控制體(23)可在α角范圍內轉動，而剪切槽(37)延伸范圍為360°-α。
12.如權利要求5至10之一所述的離合器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置一條連通通道(30′);該通道與由剪切通道(38)通往壓力腔室(21)的兩條通道(43;43′)對稱，即與各自的夾角均為2α角，控制體(23)的轉動范圍為360°-α，剪切槽(37)的延伸范圍為360°-α。
13.如權利要求5至10之一所述的離合器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置一個連通通道(30′)，該通道與由剪切通道(38)通往壓力腔室(21)的兩條通道(43、43′)對稱，即與各自的夾角均為α角，控制體(23′)的轉動范圍為α，剪切槽(37′)沿螺旋狀延伸，其兩端相互重合，剪切槽(37)的延伸范圍為360°+α。
14.如權利要求5至11之一所述的離合器，其特征在于，在圓盤形結構的泵-控制體(23)上制出若干軸向孔作為對應于剪切槽(37)端部的控制孔(31、33)，這些孔從一個端面連通到通往儲液腔的通道(32、34)內，并由此延伸到位于與之相對的第二端面上的槽(37)內，其中，所述端面至少在孔(31、33)所處區域內與轉動殼體(20)內的腔室端面相互密封，所述第二端面與轉動體(22)的一端面相互密封地貼合，在各端部位置上，控制孔(31、33)中只有一個與一連通通道(32、34)重合。
15.如權利要求5至14之一所述的離合器，其特征在于，在轉動殼體(20)的一端壁上制出一徑向槽，該槽作為通往壓力腔室(21)的連通通道(43)，在兩端部位置的每一位置上，該槽(37)都與對應于該槽上該端部位置的控制孔(31、33)中的一個孔重合。
16.如權利要求6所述的離合器，其特征在于，在盤形泵-控制體(23)上制出一軸向孔作為另一控制孔(44)，該控制孔終結于槽(37)的中部并且僅在一個端部位置上與一個通往儲液腔(24)的附加通道(45)重合。
17.如權利要求7所述的離合器，其特征在于，在盤形泵-控制體(23)上制出一個軸向孔作為另一控制孔(46)，該控制孔終結于槽(37)的中部并且僅在一個端部位置上與一個通往壓力腔室(21)的附加通道(47)重合，所述徑向通道是在轉動殼體(20)上制成的徑向槽。
18.如權利要求5至17之一所述的離合器，其特征在于，為了平衡溫度對液體粘度的影響，可在儲液腔(26)與壓力腔室(21)之間設置一條旁路(59)，在該旁路中插入一個截面可隨溫度變化的控制體(60)，該控制體與旁路側壁之間有一間隙S。
19.如權利要求5至18之一所述的裝置，其特征在于，在泵-控制體(23)上設置了一個轉動限位凸起(41)，該凸起嵌入在轉動殼體(20)上的一個具有一定周向長度的槽(42)中。
20.如權利要求5至19之一所述的離合器，其特征在于，設置若干彈性件(25)，該彈性件支撐在殼體(14)上并且對活塞(19)施加一個與壓力腔室(21)內的壓力反向的作用力。
21.如權利要求5至19之一所述的離合器，其特征在于，設置若干彈性件(85)，該彈性件支撐在殼體(14)上并且對活塞(19)施加一個與壓力腔室(21)內的壓力同向的作用力。
22.如權利要求5至21之一所述的離合器，其特征在于，設置若干彈性件，該彈性張緊在活塞(19)與摩擦離合器(12)之間使其始終可以施加一最小的作用力。
23.如權利要求5至22之一所述的離合器，其特征在于，儲液腔(26)可由轉動殼體(20)與一個可隨其轉動同時可在彈簧力作用下沿著使其容積最小的方向軸向移動的活塞(27)構成。
24.一種用于汽車傳動系上的具有鎖止功能的差速器，其中包括一個支撐在差速器殼中的差速器保持架(14、114)、相互同軸的第一和第二從動圓錐齒輪(161、162)、至少兩個與從動圓錐齒輪正交的平衡齒輪(165、166)以及一個用于產生鎖止效果的摩擦式離合器(112)，該離合器的第一組摩擦元件(15、115)不可轉動地固定在差速器保持架(14、114)上，第二組摩擦元件(17、117)則不可轉動地固定在第一半軸齒輪(161)上，此外還包括一個控制裝置(13、113)，該裝置包括一個充滿粘性液體的壓力腔室(21、121)，其轉動殼體(20、120)是由差速器保持架(14、114)及隨保持架轉動并可移動的活塞(19、119)構成，其特征在于，在壓力腔(21、121)中，一個與第一半軸齒輪(161)不可轉動地連接的轉動體(22、122)的轉動面與轉動殼體(20、120)上相對應的表面形成至少一個密閉的剪切通道(38)，該通道是通過一個側面由端壁(54、55)限定且在兩端之間沿周向延伸的槽(37)與一個將該槽蓋住并可相對該槽轉動的表面構成，當構成剪切通道(38)的部件之間出現轉速差時，在該剪切通道內將產生一個使活塞(19、119)移向摩擦離合器(12、112)的壓力并通過該活塞對摩擦離合器(12、112)施加壓力，壓力腔室(21、121)與一個容積可變的儲液腔(26、126)連通。
25.如權利要求24所述的差速器，其特征在于，與其相關的摩擦式離合器(12、112)上設置有一個與活塞(19。119)軸向對置并可移動的壓盤(173)，在從動圓錐齒輪(161、162)無轉矩的情況下，該壓盤頂靠在差速器保持架(14、114)的端面(179)處，而當從動圓錐齒輪(161、162)上作用有轉矩的情況下，該壓盤將被上述支撐在至少兩個平衡傘齒輪(165、166)處的從動圓錐齒輪(161)之一移向摩擦離合器(12、112)，并對摩擦離合器(12、112)施加壓力。
26.如權利要求24或25所述的差速器，其特征在于，一個預張緊的彈簧、特別是一個碟形彈簧(25、125)對活塞(19、119)施加一個與控制裝置(13、113)作用力相反的力，從而保證只有當差速器保持架(14、114)與第一半軸齒輪(161)之間的轉速差超過預定的上限值時，才出現鎖止效果(反向載荷)。
27.如權利要求24或25所述的差速器，其特征在于，一個預張緊的彈簧、特別是一個碟形彈簧(85、185)對摩擦式離合器(12、112)施加一個與控制裝置(13、113)作用力相反的力，從而保證無論差速器保持架(14、114)與第一半軸齒輪(161)之間的轉速差如何、無論半軸齒輪(161、162)上的轉矩狀況如何，始終保持有一個最小的鎖止力。
28.如權利要求24至27之一所述的差速器，其特征在于，泵-控制體(23)位于壓力腔室(21)內并相對于轉動殼體(20、120)轉動，該轉動被限制在兩個極端位置之間，通過在泵-控制體(23)上位于所述槽(37)端部設置的控制孔(31、33)，使剪切通道(38)與位于轉動殼體(20)內的儲液腔(26)及位于活塞(19)和轉動體(22)之間的壓力腔室(21)連通，其中，所述槽(37)的側面是由各端壁限定并且在兩端部之間沿周向延伸，其連通方式是，在泵-控制體(23)的兩極端位置上，正對著剪切通道(38)前端(相對轉動方向而言)的控制孔與儲液腔(26)連通，而正對著剪切通道(38)后端(相對轉動方向而言)的控制孔與壓力腔室(21)連通。
29.如權利要求28所述的差速器，其特征在于，為使離合器獲得隨轉動方向不同而各異的特性，在泵-控制體(23)上附設了一個控制孔(44)，通過該控制孔使得剪切通道(38)的中間部分僅在兩端部位置中的一個位置上與儲液腔(26)連通。
30.如權利要求28所述的差速器，其特征在于，為使離合器獲得隨轉動方向不同而各異的特性，在泵-控制體(23)上附設了一個控制孔(46)，通過該控制孔使得剪切通道(38)的中間部分僅在兩端部位置中的一個位置上與壓力腔室(21)連通。
31.如權利要求28至30之一所述的差速器，其特征在于，為使轉動體(22)與泵-控制體(23)相互軸向壓緊，設置了一個彈簧件(35)。
32.如權利要求28至31之一所述的差速器，其特征在于，至少一個剪切通道(38)是通過一個僅設置在泵-控制體(23)的一個轉動面上的槽(37)以及一個在可相對該轉動面轉動的轉動體(22)上與該槽互補的表面(36)構成的。
33.如權利要求28至32之一所述的差速器，其特征在于，構成至少一個剪切通道(38)的控制體(23)的表面與轉動體(22)上與該表面互補的表面可采用徑向平面狀。
34.如權利要求28至33之一所述的差速器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置兩條連通通道(32、34)，兩通道之間互成2α角;在兩通道之間設置一條由剪切通道(38)通向壓力腔室(21)的通道(43);在泵-控制體(23)上的控制孔(31、33)互成α角，控制體(23)可在α角范圍內轉動，而剪切槽(37)延伸范圍為360°-α。
35.如權利要求28至32之一所述的差速器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置一條連通通道，該通道與由剪切通道(38)通往壓力腔室(21)的兩條通道稱，即與各自的夾角均為2α角，控制體(23)的轉動范圍為360°-α，剪切槽(37)的延伸范圍為360°-α。
36.如權利要求28至33之一所述的差速器，其特征在于，在儲液腔(26)與剪切通道(38)之間設置一個連通通道，該通道與由剪切通道(38)通往壓力腔室(21)的兩條通道對稱，即與各自的夾角均為α角，控制體(23)的轉動范圍為α，剪切槽(37)沿螺旋狀延伸，其兩端相互重合，剪切槽(37)的延伸范圍為360°+α。
37.如權利要求28至34之一所述的差速器，其特征在于，在圓盤形結構的泵-控制體(23)上制出若干軸向孔作為對應于剪切槽(37)端部的控制孔(31、33)，這些孔從一個端面連通到通往儲液腔的通道(32、34)內，并由此延伸到位于與之相對的第二端面上的槽(37)內，其中，所述端面至少在孔(31、33)所處區域內與轉動殼體(20)內的腔室端面相互密封，所述第二端面與轉動體(22)的一端面相互密封地貼合，在各端部位置上，控制孔(31、33)中只有一個與一連通通道(32、34)重合。
38.如權利要求28至37之一所述的差速器，其特征在于，在轉動殼體(20)的一端壁上制出一徑向槽，該槽作為通往壓力腔室(21)的連通通道(43)，在兩端部位置中的每一位置上，該槽(37)都與對應于該槽上該端部位置的控制孔(31、33)中的一個孔重合。
39.如權利要求29所述的差速器，其特征在于，在盤形泵-控制體(23)上制出一軸向孔作為另一控制孔(44)，該控制孔終結于槽(37)的中部并且僅在一個端部位置上與一個通往儲液腔(24)的附加通道(45)重合。
40.如權利要求30所述的差速器，其特征在于，在盤形泵-控制體(23)上制出一個軸向孔作為另一控制孔(46)，該控制孔終結于槽(37)的中部并且僅在一個端部位置上與一個通往壓力腔室(21)的附加通道(47)重合，所述徑向通道是在轉動殼體(20)上制成的徑向槽。
41.如權利要求29至40之一所述的差速器，其特征在于，為了平衡溫度對液體粘度的影響，可在儲液腔(26)與壓力腔室(21)之間設置一條旁路(59)，其通路截面可隨溫度變化而變化。
42.如權利要求28至41之一所述的差速器，其特征在于，在泵-控制體(23)上設置了一個轉動限位凸起(41)，該凸起嵌入在轉動殼體(20)上的一個具有一定周向長度的槽(42)中。
43.如權利要求28至42之一所述的差速器，其特征在于，儲液腔(26)可由轉動殼體(20)與一個可隨其轉動同時可在彈簧力作用下沿著使其容積最小的方向軸向移動的活塞(27)構成。
44.如權利要求4至43之一所述的離合器或差速器，其特征在于，所述粘性液體是一種粘滯介質，其粘度隨剪切速率S-1增大而上升。
45.一種帶有一個常驅動軸和一個非常驅動軸的汽車，具有一個根據轉速差進行工作的離合器，其上具有轉矩傳遞機構，用于將驅動軸上的第一部件和第二部件的轉矩傳遞到非常驅動軸上，其特征在于，該傳遞轉矩機構是由如權利要求5至23之一所述的離合器構成。
46.一種帶有兩個常驅動軸的汽車，其上具有一個用于將驅動源提供的轉矩分配給所述各軸的差速器，以及在所述各軸之間產生鎖止作用的轉矩傳遞機構，其特征在于，轉矩傳遞機構是由如權利要求5至23之一所述的離合器或由如權利要求24至45之一所述的差速器構成的。
47.一種至少帶有一個常驅動軸的汽車，其上有一個將驅動源的轉矩從主軸分配給所述軸上的各驅動輪的差速器，以及在所述軸的驅動輪之間產生鎖止作用的轉矩傳遞機構，其特征在于，轉矩傳遞機構是由一個如權利要求5至23之一所述的離合器或如權利要求24至45之一所述的差速器構成的。
全文摘要
一種控制離合器的方法和裝置，其特征在于，施加給活塞(19)的壓力是通過粘性液體在轉動體(22)相對于壓力腔室(21)相對轉動時受剪切作用而產生的，所述粘性液體處于至少一個在其兩端壁之間沿周向延伸并封閉的剪切通道(38)內，液體從儲液腔輸送到剪切通道(38)內，而后，從剪切通道(38)輸出的壓力施加到活塞(19)上，其液體輸送流向是依相對轉動部件之間的相對轉動方向不同而確定的。
文檔編號F16D35/00GK1111733SQ94120779
公開日1995年11月15日 申請日期1994年12月17日 優先權日1993年12月17日
發明者T·加斯曼, F·-J·奧伯德斯特 申請人:Gkn粘性驅動有限公司