[发明专利]多片离合器式变速器和包括多片离合器式变速器的海上交通工具

说明书

一种多片离合器式变速器包括用于使离合器选择性接合的结构，所述结构通过移动套筒以使连接到轴的套筒上的一个或多个摩擦盘移动成与离合器篮上的一个或多个摩擦盘接触来使所述离合器接合，所述离合器篮连接到由另一齿轮驱动的齿轮以及由原动机驱动的另一轴。提供一种用于使离合器选择性脱离接合的结构，该结构使用原动机转矩使得套筒上的所述一个或多个摩擦盘与离合器篮上的所述一个或多个摩擦盘脱离接触。

技术领域

本发明总体涉及变速器，更具体地涉及多片式变速器。

背景技术

在用于海上交通工具的变速器中，通常使用爪形离合器、锥形离合器以及液压片离合器。在美国专利第3,269,497号中示出了一种用于海上交通工具变速器的常规锥形离合器，上述专利通过引用并入本文。锥形离合器以三个位置进行工作。在空挡位置中，锥体旋转是不动的，而锥齿轮则经由输入轴与例如小齿轮啮合而旋转。在锥形离合器的上方有齿轮，并且在锥形离合器的下方有齿轮，并且这些齿轮与小齿轮啮合沿相反方向旋转。每个齿轮均具有面向锥形离合器的刚性附连换挡杯。当所示的换挡凸耳向上推动锥体时，锥体开始接触向上旋转齿轮的换挡杯。一旦形成杯-锥接触，则产生的摩擦力促使锥体沿相邻齿轮的方向旋转。锥体由输出轴引导，该输出轴利用螺纹引导锥体并限制锥体的运动。一旦发生摩擦引起的旋转，所述螺纹就会迫使锥体向上，由此驱使锥体进入到上方齿轮的换挡杯中，从而使换挡杯和锥体完全接合，以便从输入轴通过锥齿轮、通过换挡杯和锥体到输出轴进行完全转矩传递。

当锥体通过换挡凸耳的向下运动从换挡杯退回时，就会发生脱离接合，并实现空挡位置。类似地，当换挡凸耳向下移动时，以相同方式发生与下方齿轮的接合，并且沿相反旋转方向进行转矩传递。对换挡杯和锥体的材料以及每个元件的特定角度的精细选择已得到了高度发展，以优化这种类型的换挡系统。由于锥体和换挡杯架构遭受到极高轴向力和径向力，因此锥形离合器换挡系统中所需的材料必须极为坚固。贯通转矩(through puttorque)通过摩擦力来传递，其中由于输出轴通过输出轴上的螺纹向上或向下驱动锥体而在锥体与相邻的换挡杯之间引起法向(非轴向)力，所述法向力导致所述摩擦力。

由于使用刚性材料来满足装置中固有的高轴向力和径向力、发生接合的速度以及每次锥-杯接合事件固有的齿轮系的相关联高加速度，因此每次接合均伴随着可听见的“换挡顿挫”。在锥形离合器类型的变速器中，所述非轴向法向力通过锥体与输出轴之间的螺旋螺纹产生。由于锥体和换挡杯相互作用之间的非轴向法向力产生的摩擦力负责传递转矩。

海上交通工具中使用的另一形式变速器是液压变速器，该液压变速器设计有多片湿式离合器组件，从而以安静且平稳方式实现换挡。这些类型的船用变速器均利用了油泵和控制单元。油泵被输入轴持续地旋转，并且两个离合器单元通常刚性地固定在输入轴上并持续地旋转。液压控制块将油流/压力引导到沿期望输出轴旋转方向旋转的相应的离合器中的一个离合器。

在这种液压离合器的一个形式中，共同的离合器鼓被刚性地固定到输入轴，该输入轴也使油泵持续旋转。油泵经由输入轴中的单独轴向钻孔与离合器鼓流体连通。从油泵到离合器鼓的油流/压力经由液压控制阀控制。两个锥齿轮由输入轴上的轴承约束，并被允许如离合器接合所指示地独立旋转。齿轮与共同输出齿轮啮合连接，以将转矩传递到变速器之外。

可以通过油压将多片湿式离合器闭合到任一挡位(独立地)，以实现前进挡或倒挡功能。当通过控制阀使油流/压力从离合器鼓转向时，离合器断开并且实现空挡。在空档中，在输入轴、离合器鼓和油泵持续旋转时，输入轴和输出轴上的齿轮没有运动。这样，通过液压变速器实现前进挡-空挡-倒挡功能。