用于提升68RFE变速器性能的输入鼓组件、68RFE变速器及方法

技术领域

本发明总体上涉及车辆变速器领域。具体地，本发明涉及用于提升68RFE变速器性能的输入鼓组件、68RFE变速器及方法。

背景技术

汽车变速器(Transmission)，又称变速箱，是用来改变来自发动机的转速和转矩的机构，它能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比。离合器中的输入鼓组件是汽车变速器中的一个重要组件。图2-图5示出了传统的输入鼓组件100包括离合器活塞11、离合器保持器12、下传动活塞13、离合器片14、离合器摩擦盘15、下传动保持板16、楔块17和离合器压盘18。其中，离合器片14和离合器摩擦盘15有若干片。

在使用状态下，输入鼓组件内部因为摩擦产生大量的热，这些热量如果无法及时传出输入鼓，会导致离合器摩擦盘15过热变形，严重的会形成波浪状，导致输入鼓组件100始终处于半离合的状态。这种情况会进一步加剧离合器摩擦盘15打滑摩擦生热。过热的状态会使离合器摩擦盘15烧焦并产生大量的积碳，大大减少了摩擦系数，进而大大减小了变速箱所承受的扭矩。另外积碳颗粒随着冷却油进入变速箱的其它零部件，造成堵塞，压力降低，散热差等，从而成倍加剧减少了变速箱的使用寿命。

离合器片14和离合器摩擦盘15的片数、厚度或者直径都是影响输入鼓组件所承受的扭矩大小的重要因素。但是，传统的输入鼓组件中，因为输入鼓组件和变速器壳体的结构的原因，这三个因素都是很难改变的。因此，如果要提升输入鼓组件、离合器或者变速器的性能，需要对现有的结构进行改进。

发明内容

一方面，本专利涉及一种用于提升68RFE变速器性能的输入鼓组件，包括离合器保持器、下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘、下传动保持板和离合器压盘；还包括活塞帽和活塞体，以及用于对活塞帽和活塞体进行固定连接的螺栓；所述的下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘和下传动保持板设置在离合器保持器内。

在上述方案的基础上，所述活塞帽具有一个与离合器保持器的端面相贴合的帽体；所述的帽体的边缘向周向延伸，形成一个具有一定宽度和厚度的唇；唇上开设有若干用于插入螺栓的通孔。

在上述方案的基础上，所述活塞体包括一个圆柱形的筒体，筒体靠近活塞帽的一端的端面上开设有若干个与螺栓和通孔适配的孔槽；筒体远离活塞帽的一端形成有保持板；所述保持板上开设有活塞体槽。

在上述方案的基础上，固定在一起的活塞帽和活塞体套设在离合器保持器的外部，同时，离合器保持器上的定位片穿过活塞体上的活塞体槽，并最终与离合器压盘上的槽卡和连接。

在上述方案的基础上，所述活塞体的筒体的壁上开设若干个活塞体油孔；所述离合保持器的壁上开设有若干个保持器油孔，所述保持器油孔与活塞体油孔一一对应。

另一方面，本发明还涉及68RFE变速器，包括：变速器壳体、行星齿轮组和输入鼓组件，所述输入鼓组件为新的输入鼓组件，所述新的输入鼓组件包括离合器保持器、下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘、下传动保持板和离合器压盘；还包括活塞帽和活塞体，以及用于对活塞帽和活塞体进行固定连接的螺栓；所述的下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘和下传动保持板设置在离合器保持器内。

在上述方案的基础上，所述活塞帽具有一个与离合器保持器的端面相贴合的帽体；所述的帽体的边缘向周向延伸，形成一个具有一定宽度和厚度的唇；唇上开设有若干用于插入螺栓的通孔。

在上述方案的基础上，所述活塞体包括一个圆柱形的筒体，筒体靠近活塞帽的一端的端面上开设有若干个与螺栓和通孔适配的孔槽；筒体远离活塞帽的一端形成有保持板；所述保持板上开设有活塞体槽。

在上述方案的基础上，固定在一起的活塞帽和活塞体套设在离合器保持器的外部，同时，离合器保持器上的定位片穿过活塞体上的活塞体槽，并最终与离合器压盘上的槽卡和连接。

在上述方案的基础上，所述活塞体的筒体的壁上开设若干个活塞体油孔；所述离合保持器的壁上开设有若干个保持器油孔，所述保持器油孔与活塞体油孔一一对应。

在上述方案的基础上，所述变速器壳体的壁上设置用于向变速器壳体内部输入润滑油的壳体注油孔及将输入的润滑油输出变速器的壳体出油孔。

在上述方案的基础上，所述壳体注油孔对应着输入鼓组件的位置，所述壳体出油孔对应着变速器壳体内设置的行星齿轮组的位置。

在上述方案的基础上，在变速器壳体的外壁上设置有上下贯通的加强筋。

在上述方案的基础上，变速器壳体的内壁在输入鼓组件对应处围成圆柱形。

在上述方案的基础上，所述变速器壳体的壁上设置有转速检测孔和第二转速检测孔；第二转速检测孔在轴向上与行星齿轮组之间的距离大于转速检测孔与行星齿轮组之间的距离。

除此之外，本发明还涉及一种提升68RFE变速器性能的方法，在68RFE变速器使用新的输入鼓组件，所述新的输入鼓组件包括离合器保持器、下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘、下传动保持板和离合器压盘；还包括活塞帽和活塞体，以及用于对活塞帽和活塞体进行固定连接的螺栓；所述的下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘和下传动保持板设置在离合器保持器内；

或者

将68RFE变速器中的输入鼓组件拆卸后，使用活塞帽和活塞体替换掉离合器活塞、楔块和卡簧；之后，将下传动活塞、离合器片、离合器摩擦盘和下传动保持板设置在离合器保持器内，再装入活塞帽和活塞体之间，最后使用螺栓将活塞帽和活塞体进行固定连接。

在上述方案的基础上，更换新的变速器壳体，所述新的变速器壳体的壁上设置用于向变速器壳体内部输入润滑油的壳体注油孔及将输入的润滑油输出变速器的壳体出油孔。

在上述方案的基础上，所述壳体注油孔对应着输入鼓组件位置，所述壳体出油孔对应着变速器壳体内设置的行星齿轮组的位置。

在上述方案的基础上，变速器壳体的内壁在输入鼓组件对应处围成圆柱形。

在上述方案的基础上，所述变速器壳体的壁上设置有转速检测孔和第二转速检测孔；第二转速检测孔在轴向上与行星齿轮组之间的距离大于转速检测孔与行星齿轮组之间的距离。

附图说明

图1是本申请中变速器的结构示意图(仅展示了一部分变速器壳体)；

图2是现有技术中的输入鼓组件的爆炸结构示意图；

图3是图2中的输入鼓组件组装状态图；

图4是图3中的输入鼓组件组装状态下的剖视图；

图5是图2中输入鼓组件中的离合器活塞、楔块和卡簧在组装状态下的剖视示意图；

图6是本申请中新的输入鼓组件的爆炸结构示意图；

图7是图6中新的输入鼓组件组装状态图；

图8是图7中的输入鼓组件组装状态下的剖视图；

图9是图6中新的输入鼓组件中的活塞体帽、活塞体和螺栓在组装状态下的剖视示意图；

图10是现有技术中的输入鼓组件的离合器活塞的结构示意图；

图11是本申请中新的输入鼓组件的活塞体帽、活塞体和离合器保持器的结构示意图；

图12是图10中A部分和图11中B部分的放大对比图(A为现有技术中的离合器保持器；B为本申请中的离合器保持器)

图13是图11中C部分的放大结构示意图；

图14是本申请中新的变速器壳体的结构示意图(立体视角)；

图15是本申请中新的变速器壳体的结构示意图(主视视角)；

图16是图15中A-A向剖视示意图；

图17是图16中A部分的放大结构示意图；

图18是本申请中新的变速器壳体的结构示意图(展示转速检测孔的位置)。

具体实施方式

本专利的各方面包括用于提升68RFE变速器性能的输入鼓组件、68RFE变速器及方法。提升68RFE变速器性能包括多个方面，主要包括：(1)通过新的输入鼓组件200(保持器油孔222、活塞体油孔272)和/或变速器壳体300(壳体注油孔31和壳体出油孔32)可以提升68RFE变速器中输入鼓组件的冷却、润滑效率；(2)通过新的输入鼓组件200(活塞体帽21、活塞体27和螺栓20替换离合器活塞11、楔块17和卡簧19)增大离合器片14和离合器摩擦盘15的安装空间，进而可以增大离合器片14和离合器摩擦盘15的厚度或者增加离合器片14和离合器摩擦盘15的数量，最终可以增大68RFE变速器所承受的扭矩；(3)通过在变速器壳体300铸造时增加加强筋33，可以增强变速器壳体的整体强度，避免原始变速器壳体的尾部断裂；(4)通过在变速器壳体300铸造后将输入鼓组件200对应的内壁进行切削，可以增大输入鼓组件的直径，进而增大离合器片14和离合器摩擦盘15的直径，最终可以增大68RFE变速器所承受的扭矩；(5)在变速器壳体300的壁上设置有转速检测孔34和第二转速检测孔35，新增加的第二转速检测孔35为加长输入鼓组件200的轴向空间提供了基础。

使用本文描述的方法或者部件(输入鼓组件和变速器壳体)，可以在68RFE现有变速器中实现改进或升级。本文中，“68RFE”指的是道奇皮卡车所使用的型号68RFE变速器。

如图2和图3所示，在传统的输入鼓组件100中，离合器活塞11与楔块17通过卡簧19固定的方式连接在一起，这种连接方式给中间的离合器片14、离合器摩擦盘15及下传动保持板16留下的空间很少，而且，单独结构的楔块17需要足够的厚度(厚度大约是9mm)；因此，无法安装更多的离合器片14和离合器摩擦盘15来提高摩擦面积，这也就无法提高输入鼓组件所承受的扭矩。

除了上述提到的现有输入鼓组件外，在其他的现有设计中，输入鼓组件100在设计时，会在离合器活塞11上开设油孔(如图10所示)，但是由于在离合器活塞11与离合器片14、离合器摩擦盘15之间还有离合器保持器12，单纯在离合器活塞11上开设油孔并不能很好的起到导热的效果。

本申请公开了用于道奇皮卡用68RFE变速器中的输入鼓组件200，以提高68RFE变速器整体性能和使用寿命。

本申请的改进的输入鼓组件，可以直接替换道奇68RFE变速器中的输入鼓组件，而无需对道奇68RFE变速器或变速器的壳体进行任何改动。

与图2-5所示出的现有的输入鼓组件100相比，图1、图6-图9示出了的改进的输入鼓组件200中保留了现有的输入鼓组件100中的很多组件。比如：下传动活塞13、离合器片14、离合器摩擦盘15、下传动保持板16和离合器压盘18。

如图1、图6-图9所示，改进的输入鼓组件200中，包括离合器保持器12、下传动活塞13、离合器片14、离合器摩擦盘15、下传动保持板16和离合器压盘18；还包括活塞帽21和活塞体27，以及用于对活塞帽21和活塞体27进行固定连接的螺栓20。其中，下传动活塞13、离合器片14、离合器摩擦盘15和下传动保持板16设置在离合器保持器12内。

作为一个具体的实施方案，所述活塞帽21具有一个与离合器保持器12的端面相贴合的帽体21-1，帽体21-1的边缘向周向延伸，形成一个具有一定宽度和厚度的唇21-2，唇21-2上开设有若干用于插入螺栓20的通孔21-3；

如图13所示，所述活塞体27包括一个圆柱形的筒体27-1，筒体27-1靠近活塞帽21的一端的端面上开设有若干个与螺栓20和通孔21-3适配的孔槽27-2；筒体27-1远离活塞帽21的一端形成有保持板27-3；所述保持板27-3上开设有活塞体槽271。

固定在一起的活塞帽21和活塞体27套设在离合器保持器12的外部，同时，离合器保持器12上的定位片121穿过活塞体27上的活塞体槽271，并最终与离合器压盘18上的槽181卡和连接。定位片121起到了对活塞体27的定位作用。

在上述的改进的输入鼓组件200中，活塞帽21、活塞体27和螺栓20代替了现有的输入鼓组件100中的离合器活塞11、楔块17和卡簧19。因为现有的输入鼓组件100中，离合器活塞11与楔块17通过卡簧19固定的方式连接在一起。首先，楔块17是一个单独的分体式结构，是通过卡簧19与离合器活塞11进行固定，所以楔块17必须要有很大的强度，强度过小，在使用时会产生变形，比如变弯曲。因此，楔块17的厚度必须大(现有的设计中，厚度大约是9mm)；其次，卡簧19是一个必需的结构部件，它本身也有一定的厚度(厚度大约是1.8mm)。因为在变速器内，用于放置输入鼓组件的空间是固定的，楔块17的大厚度和卡簧19的厚度都会挤占其厚度方向的空间。造成的直接后果就是减少离合器片14和离合器摩擦盘15的数量；或者在不减少离合器片14和离合器摩擦盘15数量的前提下，将离合器片14、离合器摩擦盘15的厚度变薄，这两种情况都会造成输入鼓组件可以承受的扭矩和使用寿命降低。

在改进的输入鼓组件200中，带有活塞体槽271的活塞体27是一个独立的结构，它与活塞帽21之间通过螺栓20进行固定，因此，整体的强度要远大于现有的输入鼓组件100的楔块17，因此，在保持与现有的输入鼓组件100相同的强度时，活塞体27的保持板27-3的厚度可以减少至楔块17厚度的2/3。同时，在本申请的改进的结构中，不再使用卡簧19，这样，改进的设计中，离合器片14和离合器摩擦盘15的安装空间由原来的40mm增大到44.5mm。由此可见，本申请的改进的输入鼓组件200中，在提高了部件整体性的前提下，因为节省了轴向的空间，为后续增大离合器片14和离合器摩擦盘15的厚度或者增加离合器片14和离合器摩擦盘15的数量提供了更多的空间，进而可以提高输入鼓组件所承受的扭矩。

基于上述改进的输入鼓组件200，为了提高输入鼓组件200整体的换热效果，在活塞体27的筒体27-1的壁上开设若干个活塞体油孔272，通过活塞体油孔272，可以使用润滑油对输入鼓组件200内部的部件进行润滑和冷却；

传统的输入鼓组件100中的离合器保持器12约束着内部的离合器片14和离合器摩擦盘15，造成了内部的润滑油润滑和换热效果不好。为了进一步提高润滑和冷却的效果，如图11所示，使用新的离合保持器22，新的离合保持器22是在传统的离合器保持器12的壁上开设有若干个保持器油孔222，而且在改进的输入鼓组件200安装的状态下，保持器油孔222与活塞体油孔272一一对应(如图11中虚线所示)，从而可以有效提高润滑和冷却的效果。

如图10、图11和图12所示，因为传统的输入鼓组件100使用卡簧19来固定离合器活塞11与楔块17，而卡簧19需要离合器保持器12的定位片121来进行约束，为此，需要在定位片121靠近离合器保持器12的一侧的外壁上开设凹陷部(如图12所示)，这会使定位片121变薄，进而破坏了定位片12的强度。改进的输入鼓组件200因为不再使用卡簧19，也就不需要在定位片的上开设凹陷部。如图12所示，如图6、图11、13所示，新的离合保持器22上的定位片221的壁厚度一致(除卡槽的位置外)，这增大了定位片221的强度。这一好的技术效果也是由活塞帽21、活塞体27代替离合器活塞11和楔块17带来的。上述的新的离合保持器22实际上是在现有的离合保持器12的基础上加设了保持器油孔222，同时改变了定位片的结构。

上述改进的输入鼓组件200可以直接替换现有的变速器中的输入鼓组件，以增多或增厚变速器中离合器片14和离合器摩擦盘15，进而提高变速器可承受的扭矩；同时，由于输入鼓组件200中一一对应设置的保持器油孔222和活塞体油孔272，可以有效提高变速器的润滑和冷却效果。

在提升现有的68RFE变速器性能时，可以通过以下的两种方式进行：(a)在68RFE变速器使用新的输入鼓组件200；或者(b)将现有的68RFE变速器中的输入鼓组件拆卸后，使用活塞帽21和活塞体27替换掉离合器活塞11、楔块17和卡簧19；之后，将下传动活塞13、离合器片14、离合器摩擦盘15和下传动保持板16等现有的部件设置在离合器保持器12内，再装入活塞帽21和活塞体27之间，最后使用螺栓20将活塞帽21和活塞体27进行固定连接，进而组成一个新的输入鼓组件200。上述的提升现有的68RFE变速器性能的方法中，只需要更换现有68RFE变速器中的输入鼓组件，或者用螺栓20、活塞帽21和活塞体27替换现有68RFE变速器中输入鼓组件的离合器活塞11、楔块17和卡簧19。除此之外，现有68RFE变速器中的其他结构和部件均不需要改变。

上述内容说明的是改进的输入鼓组件200的具体结构及所起到的技术效果。基于上述的技术方案，为了进一步提高变速器的润滑和冷却效果，本申请提供一种新的变速器壳体300，用以替换现有的变速器壳体。具体的，如图13所示，新的变速器壳体300在保持与现有变速器壳体结构相同的情况下，仅在变速器壳体上设置用于向变速器壳体内部输入润滑油的壳体注油孔31及将输入的润滑油输出变速器的壳体出油孔32。壳体注油孔31和壳体出油孔32是为了给变速器壳体300内的部件提供润滑和换热的，其设置并非是随意的。

作为一个具体的实施方案，如图1所示，所述壳体注油孔31对应着输入鼓组件200的位置(具体是对应着活塞体27)，壳体出油孔32对应着变速器壳体内设置的行星齿轮组的位置。使用时，对应着输入鼓组件200的壳体注油孔31首先将外部的润滑油注入变速器壳体内，流动的润滑油会依次通过活塞体油孔272和保持器油孔222进入到输入鼓组件200的内部。润滑油进而对输入鼓组件200的内部的离合器片14和离合器摩擦盘15进行冷却。冷却后，流动的润滑油会流出输入鼓组件200并进入到行星齿轮组的位置，对行星齿轮组进行润滑。最终，流动的润滑油通过与行星齿轮组对应的壳体出油孔32输出变速器壳体300。润滑油首先输入到输入鼓组件200内是因为输入鼓组件200内的温度较高，需要温度相对低的润滑油将热量带走。

在使用上述改进的输入鼓组件200替换现有的变速器中的输入鼓组件的同时，用上述的变速器壳体300替换现有的变速器中变速器壳体，可以在更大程度上提升变速器的润滑和冷却效果。也就是说，当需要对现有的变速器进行升级或改进的时候，可以只更换输入鼓组件，也可以同时更换输入鼓组件和变速器壳体。

变速器壳体300除了上述的改进外，如图14-图17所示，本申请还为变速器壳体提供了几处其他的改进。变速器壳体是通过铸造的方式成型的(图16中，A部分和B部分为现有的变速器壳体的壁，标号33所指的部分是本专利新增加的加强筋33)。铸造过程中，为了脱模成功，变速器壳体的内壁需要呈一定角度的倾斜(图16中B部分所示)，这种倾斜会限制输入鼓组件的直径。现有的变速器壳体在容纳输入鼓组件处的最小直径为210mm，最大直径为227.7mm，而最小直径决定了输入鼓组件的最大直径。针对这一技术问题，本申请在变速器壳体铸造完成后，通过切削加工的方式，将变速器壳体在容纳输入鼓组件处的倾斜内壁进行切削(将图16中的B部分切掉)，使其内壁呈圆柱面(即：变速器壳体的内壁在输入鼓组件200对应处围成圆柱形)。这样，可以使变速器壳体在容纳输入鼓组件的位置上形成一个直径为227.7mm的圆柱形内腔(内腔于容纳输入鼓组件200)。通过这一改进方式，可以给输入鼓组件带来升级的空间，最明显的优势就是可以增大离合器片14和离合器摩擦盘15的直径。这样就可以进一步提升变速器可承受的扭矩。

上述的通过切削的方式处理变速器壳体的内壁，会使其壳体壁的厚度变小，为此，在铸造的时候，在变速器壳体的外壁上同时铸造上下贯通的加强筋33，加强筋33不但可以弥补这一个问题，还可以使变速器壳体的整体性更强，特别是在行星齿轮组对应的位置对变速器壳体进行了很好的加强。因为现有的68RFE变速器壳体在行星齿轮组对应的位置(图16中箭头所指的位置)壁厚仅为4mm，使用过程中容易断裂。通过使用加强筋33，可以对此处起到很好的加强保护作用。如图15所示，除了加强筋33外，在加强筋33两侧的变速器壳体上还各设置一条辅助加强筋36，辅助加强筋36与加强筋33一起，共同对变速器壳体的尾部(尾部指的是图15中的上部)进行加固，辅助加强筋36无需在变速器壳体的喇叭口(即图15中的下部)处贯通。

如图17所示，传统的变速器壳体上设置有一个转速检测孔34，转速检测孔34对应着离合器毂的位置。因为转速检测孔34的位置是固定的，它的位置限制了速度测试点的位置，从而限制了内部输入鼓组件200的轴向加长空间，进而无法实现增加更多的离合器片14和离合器摩擦盘15。为此，在我们追加了第二转速检测孔35，具体的，第二转速检测孔35在轴向上与行星齿轮组之间的距离大于转速检测孔34与行星齿轮组之间的距离。这种设置实际上为离合器毂向远离行星齿轮组的方向装配提供了基础，进而为加长输入鼓组件200的轴向空间提供了基础，输入鼓组件200的轴向加长代表着内部安装的离合器片14和离合器摩擦盘15的片数更多或者厚度更厚。

第二转速检测孔35的设置为升级和改进提供了基础，如果不使用转速检测孔34，直接使用第二转速检测孔35，那么，内部可以使用轴向更长的输入鼓组件200(轴向更长则代表安装的离合器片14和离合器摩擦盘15的片数更多或者厚度更厚。图17中示出的高度H是转速检测孔34与第二转速检测孔35之间的高度差)，从而可以承受更大的扭矩，牵引更重的货物。

对于变速器来说，材料的选择及处理非常重要，本申请除了在变速的输入鼓组件、壳体的结构上进行了改进之外，还有几处针对材料的改变，比如，在传统的输入鼓组件中，离合器活塞11和离合器保持器12均是铝合金材质，为了增大强度，可以使用合金钢材质。对于传统的变速器壳体在压铸(die casting)时，无T6热处理，壳体比较脆，韧性差；在变速器壳体300中，可以使用铝合金A356-T6，提高了强度、韧性及耐冲击性，整体壁厚也可以加厚到传统壳体的1.5-2.5倍。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。