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一种配置手动变速箱机动车的自动离合器.pdf

  • 上传人:1520****312
  • 文档编号:927660
  • 上传时间:2018-03-19
  • 格式:PDF
  • 页数:15
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110020549.3

    申请日:

    2011.01.18

    公开号:

    CN102032290A

    公开日:

    2011.04.27

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情:

    专利权的转移IPC(主分类):F16D 25/10变更事项:专利权人变更前权利人:江大建变更后权利人:江大建变更事项:地址变更前权利人:641000 四川省内江市东兴区桐梓坝小区翰林大厦变更后权利人:641000 四川省内江市东兴区桐梓坝小区翰林大厦变更事项:专利权人变更后权利人:谢纯茂登记生效日:20130530|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16D 25/10申请日:20110118|||公开

    IPC分类号:

    F16D25/10

    主分类号:

    F16D25/10

    申请人:

    江大建

    发明人:

    江大建

    地址:

    641000 四川省内江市东兴区桐梓坝小区翰林大厦

    优先权:

    专利代理机构:

    成都天嘉专利事务所(普通合伙) 51211

    代理人:

    徐丰

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    内容摘要

    本发明公开了一种配置手动变速箱机动车的自动离合器,设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元,和用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元,通过外活塞推动钢膜片组离合单元的主动片组和从动片组结合,通过内活塞推动双锥离合单元的副锥盘、主锥盘和锥套结合,通过中活塞顺序供油;这样结构的自动离合器能完全取代干片摩擦离合器,与手动变速箱配置,彻底去除最难掌控、最不安全、最耗油的环节,使驾驶变得简单、轻松、安全,同时造价又增加较小。

    权利要求书

    1: 一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元, 该离合单元包括主动片组和从动片 组, 通过外活塞推动主动片组和从动片组结合 ; 设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元, 该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘、 主锥盘和锥套, 副锥盘设置有锥形凸起, 主锥盘和锥套均设置 有形状匹配的锥形腔, 副锥盘的锥形凸起和主锥盘的锥形腔形状匹配 ; 副锥盘左端设置内 活塞, 通过内活塞推动副锥盘、 主锥盘和锥套结合 ; 设置有用于顺序供油的中活塞 ; 所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体内的右侧, 外活塞、 中活塞和内 活塞安装于离合器壳体内的左侧。
    2: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 所 述钢膜片组离合单元包括若干片主动片和若干片从动片, 一片主动片和一片从动片相邻安 装; 主动片外圆设置有外花键, 与离合器壳体上设置的内花键键联, 主动片可沿内花键轴向 移动 ; 从动片内孔制有内花键, 与双锥离合单元的锥套外圆上的外花键配合键联, 从动片沿 外花键轴向移动。
    3: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 外 活塞的缸腔由固定于离合器壳体左壁上的隔套和离合器壳体内左端的内腔构成, 外活塞位 于隔套上端, 外活塞还设置有臼槽 ; 外活塞的上端还设置有反推簧片, 所述反推簧片的上部 固定于离合器壳体左壁上, 反推簧片的片爪嵌装在外活塞的臼槽内 ; 外活塞的右端连接设 置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚性压盘, 刚性压盘右面与钢膜片组离合单元接触 ; 外 活塞上设置有泄压微孔。
    4: 根据权利要求 3 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 所 述隔套由螺钉固定于离合器壳体左壁上, 配合设置有密封垫, 隔套左侧设置有安装密封环 的槽, 密封垫和密封环用于密封外活塞油缸 ; 隔套上还设置有进油微孔。
    5: 根据权利要求 3 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 当 压力油作用时, 外活塞压紧主动片和从动片传递扭矩 ; 泄油时, 反推簧片把外活塞推回到左 端起始位置。
    6: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 所 述锥套外圆设置有与从动片内花键配合的外花键, 锥套右端内孔同轴套装在离合器壳体右 壁的凸起上, 锥套相对壳体转动, 锥套左端设置有限制锥套轴向移动的定位盘 ; 所述定位盘 由螺钉固定在离合器壳体右壁上。
    7: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 当 主锥盘右移时, 锥套锥形腔内的内锥面和主锥盘锥形腔的外锥面相匹配, 两锥面的母线相 结合, 传递扭矩 ; 锥套左侧内孔设置有与副锥盘外花键配合的内花键, 可键联副锥盘传送扭 矩。
    8: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 当 副锥盘右移时, 主锥盘锥形腔的内锥面与副锥盘锥形凸起的锥面相匹配, 两锥面的母线结 合, 传递扭矩, 主锥盘中心孔设置有与机动车变速箱一轴外花键匹配的内花键, 主锥盘同轴 键联在机动车的变速箱一轴上轴向移动 ; 主锥盘内花键右端设置有弹簧座, 弹簧座与位于 2 离合器壳体右壁中心孔内的碟形弹簧匹配, 碟形弹簧用于使主锥盘左移与锥套分离。
    9: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 副 锥盘套装在内活塞右端的凸起上, 副锥盘相对内活塞转动 ; 副锥盘右下侧设置有固定于同 一凸起上的档圈, 副锥盘通过挡圈轴向定位, 副锥盘随内活塞轴向移动。
    10: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 中 活塞缸腔和内活塞缸腔相连通, 均位于隔套下方, 中活塞缸腔、 内活塞缸腔与外活塞缸腔之 间通过隔套上的进油微孔连通, 中活塞位于内活塞上端 ; 内活塞中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环, 形成油压封闭 中心环节, 承接从输油套管壁油道送来的压力油, 内活塞外圆装有活塞环与中活塞内孔构 成中部油压封闭环节, 中活塞外圆装有活塞环与隔套内孔构成外部油压封闭环节 ; 内活塞左端设置有固定于离合器壳体左壁上的回位簧片, 回位簧片用于使内活塞和中 活塞克服残余油压左移回位, 回位簧片设有内爪和外爪 ; 内活塞左面设置有沟槽, 用于承接伸进槽内的回位簧片内爪, 中活塞设置有承接回位 簧片外爪的台阶。
    11: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 中 活塞的活塞环位于进油微孔左侧时, 外活塞缸腔与内活塞、 中活塞缸腔处于隔离状态 ; 中活 塞的活塞环右移越过进油微孔时, 内活塞、 中活塞缸腔的压力油从进油微孔进入外活塞缸 腔; 当液力油撤压, 中活塞左移, 外活塞在反推簧片作用下把缸腔的油从进油微孔排出 ; 在 同样压力下内活塞先于中活塞右移, 即内活塞右移推动双锥离合单元结合后, 中活塞右移 开启外活塞进油微孔, 外活塞随即推动钢膜片组离合单元结合。
    12: 根据权利要求 1 所述的一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于其 工作状态为 : 分离状态 : 关闭压力油, 外活塞、 内活塞、 中活塞在反推簧片和回位簧片作用下, 排出腔 内的压力油, 左移到缸腔的最左端 ; 钢膜片组处于松弛状态, 片间有间隙, 传递发动机扭矩 力下降到最低水平 ; 副锥盘随内活塞左移到最左端, 主锥盘在碟形弹簧推动下左移至中位, 副锥盘、 主锥盘、 锥套三者脱离有间隙, 不传递钢膜片组的残余力矩, 机动车无前进动力 ; 键 联在变速箱一轴上的主锥盘从动于变速箱一轴的转速 ; 半结合状态 : 第一步, 发动机怠速工况, 油泵供低压力油, 内活塞克服回位簧片和碟形 簧阻力右移, 推动双锥离合单元结合 ; 中活塞不能克服回位簧片阻力右移开启进油微孔, 外 活塞无压力不动作, 离合器传递钢膜片组残余力矩, 机动车有蠕动前进能力 ; 第二步, 发动 机转速提高, 油压渐升, 中活塞克服回位簧片阻力右移越过进油微孔, 压力油进入外活塞缸 腔, 外活塞小幅右移压钢膜片组, 传递扭矩增加, 机动车逐渐增速 ; 全结合状态 : 发动机转速进一步提高, 油压继续升高, 外活塞压强增大, 完全克服反推 簧片阻力, 紧压钢膜片组, 从动片与主动片滑差消失, 形成同步转动的全结合状态。

    说明书


    一种配置手动变速箱机动车的自动离合器

        【技术领域】
         本发明涉及机动车离合器的技术, 特别涉及一种配置手动变速箱机动车的自动离合器。 背景技术 变速器和离合器是机动车传动的主要组成部分。 当今世界, 机动车变速和离合的 实现方式, 主流分为 : 一类是自动变速 (AT) , 另一类是手动变速 (MT) 。自动变速的技术, 以 及生产制造, 已经被欧、 美、 日等国家垄断, 即便是中国自主品牌的自动档汽车也是采购西 方自动变速箱总成配置而成。 其中, 自动变速箱总成包括两个部分, 一部分是行星齿轮变速 器, 另一部分是液力变矩器, 液力变矩器兼有变速与离合功能。 手动变速器目前的技术难度 相对自动变速箱的技术较低, 手动变速器也由两部分组成, 一部分是带同步器的定轴式齿 轮变速箱, 另一部分是干片式摩擦离合器。目前, 中国只能制造手动变速器和干片离合器, 且为产能大国。
         自动变速与手动变速的技术比较 : 自动变速的优点是有优异的自动变速和平滑流畅的起步性能, 它对驾驶技术要求低, 对技能差的非专业司机而言, 是一种安全、 舒适、 轻松的选择, 其缺点是传动效率低、 耗油 大、 结构复杂、 技术难度大、 售价高。
         手动变速的优点是结构简单、 造价低、 传动效率高, 其缺点是对驾驶者的操控技术 要求高, 技术好的司机开手动档机动车既平滑流畅, 张弛有度, 又节油高效 ; 但同样一辆车, 换由技术差的司机开, 则跌跌撞撞, 不仅耗油大, 在复杂路况还易发生安全事故。 因此, 手动 变速箱传动效率高只是它的基本潜质。其性能是否得以实现则取决于驾驶者。导致手动档 机动车难驾驶的最主要因素是干片摩擦离合器的操控。手动档机动车要实现起步, 驾驶者 双脚要随机熟练地掌握油门踏板以及离合踏板, 若为上坡起步, 还需手脚并用, 协调操控油 门踏板、 离合踏板及驻车手柄。 稍有失调, 则会出现前冲、 后溜、 熄火或发动机高转速下车却 停止不前的尴尬局面。
         因此, 需要将自动离合器与手动变速箱进行结合 : 1 产业持续性。我国是生产手动变速箱的产能大国, 通过创新、 升级, 将自动离合器与 手动变速箱进行结合可以使这一传统产业得以持续发展。
         2 工艺继承性。带同步器的定轴式齿轮变速箱, 即手动变速箱, 是一种传动效率 高、 结构简捷可靠的传统技术方案。但因其自动性差, 面临被淘汰的窘境, 如果可以使离合 器自动化, 则可以将使手动变速箱生命得以延续。
         3 技术跨越性。 当今世界主流自动档汽车均采用欧美行星齿轮变速加液力变矩器 技术方案。若沿袭这一技术模式研发, 只能步其后尘, 食其牙慧。本发明则完全开创一条有 别于西方自动档汽车的新途径, 即以离合器自动化为核心技术, 再延伸到定轴齿轮变速器 自动化, 实现跨越发展。
         发明内容 本发明的目的在于提供一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 能完全取代干 片摩擦离合器, 与手动变速箱配置, 彻底去除最难掌控、 最不安全、 最耗油的环节, 使驾驶变 得简单、 轻松、 安全, 同时造价又增加较小。
         本发明实现的技术方案如下 : 一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 其特征在于 : 设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元, 该离合单元包括主动片组和从动片 组, 通过外活塞推动主动片组和从动片组结合 ; 设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元, 该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘、 主锥盘和锥套, 副锥盘设置有锥形凸起, 主锥盘和锥套均设置 有形状匹配的锥形腔, 副锥盘的锥形凸起和主锥盘的锥形腔形状匹配 ; 副锥盘左端设置内 活塞, 通过内活塞推动副锥盘、 主锥盘和锥套结合 ; 钢膜片组离合单元与双锥离合单元接力传送扭矩 ; 设置有用于顺序供油的中活塞 ; 所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体内的右侧, 外活塞、 中活塞和内 活塞安装于离合器壳体内的左侧。
         所述钢膜片组离合单元包括若干片主动片和若干片从动片, 一片主动片和一片从 动片相邻安装, 根据荷载决定主动片和从动片的数量 ; 主动片外圆设置有外花键, 与离合器 壳体上设置的内花键键联, 并可沿内花键轴向移动 ; 从动片内孔制有内花键, 与双锥离合单 元的锥套外圆上的外花键配合键联, 并可沿外花键轴向移动。
         外活塞的缸腔由固定于离合器壳体左壁上的隔套和离合器壳体内左端的内腔构 成, 外活塞位于隔套上端, 外活塞还设置有臼槽 ; 外活塞的上端还设置有反推簧片, 所述反 推簧片的上部固定于离合器壳体左壁上, 反推簧片的片爪嵌装在外活塞的臼槽内 ; 外活塞 的右端连接设置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚性压盘, 刚性压盘右面与钢膜片组离合 单元接触 ; 外活塞上设置有泄压微孔 ; 外活塞还设有密封圈, 用于密闭油压。在压力油作 用下, 外活塞压紧主动片和从动片传递扭矩 ; 泄油时, 反推簧片把外活塞推回到左端起始位 置。为便于安装反推簧片, 外活塞与刚性压盘用螺钉连接。
         所述隔套由螺钉固定于离合器壳体左壁上, 每只螺钉衬有一只密封垫, 隔套左侧 槽内设密封环, 密封垫和密封环用于密封外活塞油缸 ; 隔套上还设置有进油微孔。
         钢膜片组离合单元具有半结合平滑、 强度高、 耐磨、 寿命长的优点, 也有惯量大 (残 余力矩大) 的特性, 这种特性不能满足手动变速箱的换档要求。众所周知, 手动变速箱的结 构是多组不同传动比的带同步器的定轴式齿轮副构成, 从空档进档或换档时, 要求离合器 输出件分离彻底、 惯量小, 能受制于变速箱同步器而快变速, 即所谓同步效应。 如不能同步, 则难以换档或换档撞击 ; 因此, 有必要在钢膜片组离合单元后端设置第二级离合器单元, 即 双锥离合单元。
         双锥离合单元是钢膜片组离合单元的接力装置——承接扭矩并传送给机动车变 速箱一轴。设置双锥离合单元的目的是满足变速箱带同步器定轴齿轮组式技术方案的特 定要求, 即从空档到在档或不同传动比的齿轮组切换, 离合器输出构件必须惯量小, 分离彻 底, 能受制于变速箱同步器, 随变速箱一轴及时变换转速。
         所述双锥离合单元的锥套外圆设置有与从动片内花键配合的外花键, 锥套右端内 孔同轴套装在离合器壳体右壁的凸起上, 锥套可相对壳体转动, 并由锥套左端固定的定位 盘限制其轴向移动 ; 所述定位盘由一组螺钉固定在离合器壳体右壁上, 每只螺钉衬有一只 密封垫防止漏油。
         当主锥盘右移时, 锥套锥形腔内的内锥面和主锥盘锥形腔的外锥面相匹配, 两锥 面的母线相结合, 传递扭矩 ; 锥套左侧内孔设置有与副锥盘外花键配合的内花键, 可键联副 锥盘传送扭矩。
         当副锥盘右移时, 主锥盘锥形腔的内锥面与副锥盘锥形凸起的锥面相匹配, 两锥 面的母线结合, 两锥面母线结合时传递扭矩 ; 主锥盘中心孔设置有与机动车变速箱一轴外 花键配合的内花键, 主锥盘同轴键联在变速箱一轴上可轴向移动 ; 主锥盘内花键右端设置 有弹簧座, 弹簧座与位于离合器壳体右壁中心孔内的碟形弹簧匹配, 碟形弹簧用于使主锥 盘左移与锥套分离。
         副锥盘套装在内活塞右端的凸起上, 副锥盘可相对内活塞转动 ; 副锥盘右下侧设 置有固定于同一凸起上的档圈, 副锥盘通过挡圈轴向定位, 副锥盘可随内活塞轴向移动。
         中活塞缸腔和内活塞缸腔相连通, 均位于隔套下方, 中活塞缸腔、 内活塞缸腔与外 活塞缸腔之间通过隔套上的进油微孔连通, 中活塞位于内活塞上端。 内活塞中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环, 形成油压 封闭中心环节, 承接从输油套管壁油道送来的压力油, 内活塞外圆装有活塞环与中活塞内 孔构成中部油压封闭环节, 中活塞外圆装有活塞环与隔套内孔构成外部油压封闭环节。
         内活塞左端设置有固定于离合器壳体左壁上的回位簧片, 回位簧片用于使内活塞 和中活塞克服残余油压左移回位, 回位簧片设有内爪和外爪, 内爪起内活塞的回位作用, 外 爪起中活塞的回位作用。
         为便于安装回位簧片组, 内活塞可制作成两组件, 再用螺钉组合而成, 两组件组合 接口处设有一密封环起密封作用。内活塞左面设置有沟槽, 用于承接伸进槽内的回位簧片 内爪, 中活塞设置有承接回位簧片外爪的台阶。
         中活塞顺序供油的功能是通过中活塞环与隔套中部的进油微孔位置实现的。 中活 塞的活塞环位于进油微孔左侧时, 外活塞缸腔与内活塞、 中活塞缸腔处于隔离状态 ; 中活塞 的活塞环右移越过进油微孔时, 内活塞、 中活塞缸腔的压力油从进油微孔进入外活塞缸腔 ; 当液力油撤压, 中活塞左移, 外活塞在反推簧片作用下把缸腔的油从进油微孔排出。 在同样 压力下内活塞会先于中活塞右移, 即内活塞右移推动双锥离合单元结合后, 中活塞才会右 移开启外活塞进油微孔, 外活塞随即推动钢膜片组离合单元结合。这种顺序动作是由内活 塞与中活塞的面积差实现的, 即内活塞面积大于中活塞。这一设计的目的是确保双锥离合 单元有效结合。为使钢膜片组离合单元结合更平缓, 外活塞壁上设有若干个泄压微孔与缸 腔外联通, 达到外活塞缸腔油压逐渐增加的效果。外活塞壁泄压微孔喷出的油从离合器腔 沿变速箱一轴回流到变速箱腔, 同时起了液油循环散热的作用。
         外活塞的面积设置与中活塞、 内活塞无必然联系。 但与反推簧片阻力、 钢膜片摩擦 系数、 摩擦面积、 进油微孔、 泄压微孔、 最小液压力、 最大液压力有关。原则是当发动机处于 怠速或小油门转速时, 随发动机同转的油泵输出的油压低, 内活塞克服回位簧片力使双锥 离合单元结合, 中活塞不能克服回位簧片力, 没开启外活塞进油微孔, 主动片与从动片间有
         间隙, 充斥在片间的液油牵引传递扭矩, 使机动车产生平缓的蠕动效果。当发动机转速逐 渐提高, 油泵油压逐渐增大, 中活塞克服回位簧片力打开进油微孔, 外活塞做功右移逐渐克 服反推簧片力, 对主动片从动片施压, 使钢膜片组紧贴摩擦, 传递发动机扭矩的能力逐渐增 加, 并适时达到完全传递。
         双锥离合单元的设置要遵循两个原则, 一是有传递余度, 即在工作状态能完整传 递发动机任何工况的扭矩, 二是主锥盘尽量质量轻惯量小。
         本发明的工作状态如下 : 1 分离状态 : 关闭压力油, 外活塞、 内活塞、 中活塞在反推簧片和回位簧片作用下, 排出 腔内的压力油, 左移到缸腔的最左端。钢膜片组处于松弛状态, 片间有间隙, 传递发动机扭 矩力下降到最低水平 (残余力矩) 。副锥盘随内活塞左移到最左端, 主锥盘在碟形弹簧推动 下左移至中位, 副锥盘、 主锥盘、 锥套三者脱离有间隙, 不传递钢膜片组的残余力矩, 机动车 无前进动力。键联在变速箱一轴上的主锥盘可从动于变速箱一轴的转速。
         2 半结合状态 : 第一步, 发动机怠速工况, 油泵供低压力油, 内活塞克服回位簧片 和碟簧阻力右移, 推动双锥离合单元结合 ; 中活塞不能克服回位簧片阻力右移开启进油微 孔, 外活塞无压力不动作, 离合器传递钢膜片组残余力矩, 机动车有蠕动前进能力。 第二步, 发动机转速提高, 油压渐升, 中活塞克服回位簧片阻力右移越过进油微孔, 压力油进入外活 塞缸腔, 外活塞小幅右移压钢膜片组, 传递扭矩增加, 机动车逐渐增速。 3 全结合状态 : 发动机转速进一步提高, 油压继续升高, 外活塞压强增大, 完全克 服反推簧片阻力, 紧压钢膜片组, 从动片与主动片滑差消失, 形成同步转动的全结合状态。 机动车承接发动机完全动力前进。
         本发明具备以下有益效果 : 1 全程确定的无条件的高效传动性能和节油性能 : 传统的干片摩擦离合器全结合环节 的高效传动性能是确定的, 而半结合环节则不确定, 它取决于驾驶者的操作水平 ; 本发明能 达到半结合、 全结合及全分离整个过程都高效节能, 不受驾驶者操作影响。
         2 绿色环保产品 : 传统干片摩擦离合器有一个很大的缺点, 它采用胶联摩擦材料 作摩擦片 ; 胶联摩擦材料在摩擦磨损过程中, 以碳化粉尘形式排放到空气中, 是人类健康的 危害物, 尤其是添加石棉为材料的摩擦片, 其粉尘具有致癌性, 尽管被法规禁用, 而实际仍 被大量使用 ; 胶联摩擦材料危害性还表现在它的废品残片不可再生、 不可降解, 只能填埋, 殃及后代 ; 本发明采用公认无害的钢材作摩擦片, 摩擦片报废后还可再生利用。
         3 高性价比 : 比对干片离合器寿命短、 维护率高的不足, 本发明能以长寿命、 低维 护率的高性价比和综合使用成本低取胜于干片离合器。
         4 装配有本发明的机动车, 具有自动档汽车的起步、 泊车性能 : 1) 取消离合踏板, 机动车起步无需双脚作油离配合 ; 2) 发动机工作、 变速箱在档状态下, 踩住刹车踏板, 机动车静止但发动机不 熄火 ; 3) 平道起步, 松开刹车踏板, 无需加油, 机动车会缓步前行 ; 4) 小于 10% 坡道起步, 松开刹车踏板, 机动车不会后溜, 而停滞在坡道上 ; 5) 大于 10% 坡道起步, 拉紧驻车手柄, 松开刹车踏板, 车不后溜, 轻踩油门, 再松开驻车手柄, 机动车则平稳起步 ;
         6) 车速与油门同步响应, 即踩下机动车油门, 发动机转速与车速会同步响 应, 这是离合器传动效率高、 节油的表现, 这也是优于液力变距器的节能亮点。
         5 本发明具有宽广应用性, 即凡是干片摩擦离合器应用的机动车、 工程机械, 它都 可取而代之。因此, 它是继干片离合器与液力变矩器的第三代离合器。 附图说明 图 1 为本发明与发动机、 变速箱装配的剖面示意图 图 2 为本发明的双锥离合单元结合的结构示意图 图 3 为本发明的双锥离合单元结合、 中活塞右移的结构示意图 图 4 为本发明的双锥离合单元结合、 外活塞压紧钢膜片组离合单元的结构示意图 其中附图标记为 : 1 离合器壳体, 2 马达从动齿, 3 点火信号齿, 4 变速箱壁油道, 5 油封 一, 6 油封二, 7 油封三, 8 油泵, 9 变速箱一轴, 10 输油套管壁油道, 11 输油套, 12 主动片, 13 从动片, 14 外活塞, 15 刚性压盘, 16 反推簧片, 17 泄压微孔, 18 密封圈, 19 隔套, 20 进油微 孔, 21 密封垫, 22 密封环, 23 锥套, 24 主锥盘, 25 副锥盘, 26 定位盘, 27 螺钉, 28 密封垫, 29 中活塞, 30 内活塞, 31 回位簧片, 32 内活塞组件, 33 弹簧座, 34 碟形簧, 35 控制装置。
         具体实施方式 一种配置手动变速箱机动车的自动离合器, 离合器壳体 1 腔内用于承载构件并盛 装润滑油, 离合器壳体 1 右端与机动车发动机输出盘同轴螺钉连接。输出盘根据不同车型 设计, 可以是发动机启动马达从动齿 2, 也可是发动机点火信号齿 3。壳体左端中心是输油 管, 输油管伸进变速箱内承接压力油, 压力油沿变速箱壁油道 4 传来, 从输油管前端油孔经 输油套管壁油道 10 进入离合器内活塞 30、 中活塞 29 缸腔。变速箱设有油封一、 油封二 (5 和 6) 装在输油管前端油孔两侧密封压力油 ; 变速箱还设一只油封三 7 与输油管后端配合密 封变速箱内的润滑油。输油管中部制有外花键与嵌装在变速箱内的油泵 8 齿键联驱动油泵 8, 油泵 8 生产压力油为离合器分合动作提供动力。 变速箱一轴 9 沿输油管孔伸进离合器内, 变速箱一轴 9 端的外花键与主锥盘 24 的内花键键联, 承接发动机经离合器传送来的动力。
         本发明由两级离合单元构成接力传动方案。第一级离合单元为钢膜片组离合。钢 膜片组离合经壳体承接发动机动力再传动给第二级离合单元。第二级离合单元为双锥离 合。 双锥离合接力把动力传递给机动车变速箱一轴 9, 形成传动路线。 双锥离合单元还起着 有效切断发动机动力的作用。
         如图 1 所示, 本发明有如下结构 : 设置有用于承接发动机动力的钢膜片组离合单元, 该离合单元包括主动片组和从动片 组, 通过外活塞 14 推动主动片组和从动片组结合 ; 设置有用于承接钢膜片组离合单元传递过来的动力的双锥离合单元, 该离合单元包括 从左到右依次设置的副锥盘 25、 主锥盘 24 和锥套 23, 副锥盘 25 设置有锥形凸起, 主锥盘 24 和锥套 23 均设置有形状匹配的锥形腔, 副锥盘 25 的锥形凸起和主锥盘 24 的锥形腔形状匹 配; 副锥盘 25 左端设置内活塞 30, 通过内活塞 30 推动副锥盘 25、 主锥盘 24 和锥套 23 结 合; 钢膜片组离合单元与双锥离合单元接力传送扭矩 ;
         设置有用于顺序供油的中活塞 29 ; 所述钢膜片组离合单元与双锥离合安装于离合器壳体 1 内的右侧, 外活塞 14、 中活塞 29 和内活塞 30 安装于离合器壳体 1 内的左侧。
         所述钢膜片组离合单元包括若干片主动片 12 和若干片主动片 12, 一片主动片 12 和一片主动片 12 相邻安装, 根据荷载决定主动片 12 和主动片 12 的数量 ; 主动片 12 外圆设 置有外花键, 与离合器壳体 1 上设置的内花键键联, 并可沿内花键轴向移动 ; 主动片 12 内 孔制有内花键, 与双锥离合单元的锥套 23 外圆上的外花键配合键联, 并可沿外花键轴向移 动。
         外活塞 14 的缸腔由固定于离合器壳体 1 左壁上的隔套 19 和离合器壳体 1 内左端 的内腔构成, 外活塞 14 位于隔套 19 上端, 外活塞 14 还设置有臼槽 ; 外活塞 14 的上端还设 置有反推簧片 16, 所述反推簧片 16 的上部固定于离合器壳体 1 左壁上, 反推簧片 16 的片爪 嵌装在外活塞 14 的臼槽内 ; 外活塞 14 的右端连接设置有用于压紧钢膜片组离合单元的刚 性压盘 15, 刚性压盘 15 右面与钢膜片组离合单元接触 ; 外活塞 14 上设置有泄压微孔 17 ; 外 活塞 14 上部还设有密封圈 18, 用于密闭油压。在压力油作用下, 外活塞 14 压紧主动片 12 和主动片 12 传递扭矩 ; 泄油时, 反推簧片 16 把外活塞 14 推回到左端起始位置。为便于安 装反推簧片 16, 外活塞 14 与刚性压盘 15 用螺钉连接。
         所述隔套 19 由一组螺钉同轴固定于离合器壳体 1 左壁上, 每只螺钉衬有一只密封 垫 21, 隔套 19 左侧槽内设密封环 22, 密封垫 21 和密封环 22 用于密封外活塞 14 油缸 ; 隔套 19 上还设置有进油微孔 20。
         所述锥套 23 外圆设置有与主动片 12 内花键匹配的外花键, 锥套 23 右端内孔同轴 套装在离合器壳体 1 右壁台阶上, 锥套 23 可相对壳体转动, 并由锥套 23 左端固定的定位盘 26 限制其轴向移动 ; 所述定位盘 26 由一组螺钉 27 固定在离合器壳体 1 右壁上, 每只螺钉 27 衬有一只密封垫 28 防止漏油。
         当主锥盘 24 右移时, 锥套 23 锥形腔内的内锥面和主锥盘 24 锥形腔的外锥面相匹 配, 两锥面的母线相结合, 传递扭矩 ; 锥套 23 左侧内孔设置有与副锥盘 25 外花键配合的内 花键, 可键联副锥盘 25 传送扭矩。
         当副锥盘 25 右移时, 主锥盘 24 锥形腔的内锥面与副锥盘 25 锥形凸起的锥面相匹 配, 两锥面的母线结合, 传递扭矩 ; 主锥盘 24 中心孔设置有与机动车变速箱一轴 9 外花键配 合的内花键, 主锥盘 24 同轴键联在变速箱一轴 9 上可轴向移动 ; 主锥盘 24 内花键右端设置 有弹簧座 33, 弹簧座 33 与位于离合器壳体 1 右壁中心孔内的碟形弹簧匹配, 碟形弹簧用于 使主锥盘 24 左移与锥套 23 分离。
         副锥盘 25 套装在内活塞 30 右端的凸起上, 副锥盘 25 可相对内活塞 30 转动 ; 位于 副锥盘 25 右下侧设置有固定于同一凸起上的档圈, 副锥盘 25 通过挡圈轴向定位, 副锥盘 25 可随内活塞 30 轴向移动。
         中活塞 29 缸腔和内活塞 30 缸腔相连通, 均位于隔套 19 下方, 中活塞 29 缸腔、 内 活塞 30 缸腔与外活塞 14 缸腔之间通过隔套 19 上的进油微孔 20 连通, 中活塞 29 位于内活 塞 30 上端。
         内活塞 30 中心左端空心轴外圆与输油管内孔动配合设计并安装有活塞环, 形成 油压封闭中心环节, 承接从输油套管壁油道 10 送来的压力油, 内活塞 30 外圆装有活塞环与中活塞 29 内孔构成中部油压封闭环节, 中活塞 29 外圆装有活塞环与隔套 19 内孔构成外部 油压封闭环节。
         内活塞 30 左端设置有固定于离合器壳体 1 左壁上的回位簧片 31, 回位簧片 31 用 于使内活塞 30 和中活塞 29 克服残余油压左移回位, 回位簧片 31 设有内爪和外爪, 内爪起 内活塞 30 的回位作用, 外爪起中活塞 29 的回位作用。
         为便于安装回位簧片组, 内活塞 30 可制作成两组件 (30 和 32) , 再用螺钉组合而 成, 两组件组合接口处设有一密封环起密封作用。内活塞 30 左面设置有沟槽, 用于承接伸 进槽内的回位簧片 31 内爪, 中活塞 29 设置有承接回位簧片 31 外爪的台阶。
         中活塞 29 顺序供油的功能是通过中活塞 29 环与隔套 19 中部的进油微孔 20 位置 实现的。中活塞 29 的活塞环位于进油微孔 20 左侧时, 外活塞 14 缸腔与内活塞 30、 中活塞 29 缸腔处于隔离状态 ; 中活塞 29 的活塞环右移越过进油微孔 20 时, 内活塞 30、 中活塞 29 缸腔的压力油从进油微孔 20 进入外活塞 14 缸腔 ; 当液力油撤压, 中活塞 29 左移, 外活塞 14 在反推簧片 16 作用下把缸腔的油从进油微孔 20 排出。在同样压力下内活塞 30 会先于 中活塞 29 右移, 即内活塞 30 右移推动双锥离合单元结合后, 中活塞 29 才会右移开启外活 塞 14 进油微孔 20, 外活塞 14 随即推动钢膜片组离合单元结合。这种顺序动作是由内活塞 30 与中活塞 29 的面积差实现的, 即内活塞 30 面积大于中活塞 29。这一设计的目的是确保 双锥离合单元有效结合。为使钢膜片组离合单元结合更平缓, 外活塞 14 壁上设有若干个泄 压微孔 17 与缸腔外联通, 达到外活塞 14 缸腔油压逐渐增加的效果。外活塞 14 壁泄压微孔 17 喷出的油从离合器腔沿变速箱一轴 9 回流到变速箱腔, 同时起了液油循环散热的作用。 外活塞 14 的面积设置与中活塞 29、 内活塞 30 无必然联系。但与反推簧片 16 阻 力、 钢膜片摩擦系数、 摩擦面积、 进油微孔 20、 泄压微孔 17、 最小液压力、 最大液压力有关。 原则是当发动机处于怠速或小油门转速时, 随发动机同转的油泵输出的油压低, 内活塞 30 克服回位簧片 31 的阻力使双锥离合单元结合, 中活塞 29 不能克服回位簧片 31 阻力, 没开 启外活塞 14 进油微孔 20, 主动片 12 与主动片 12 间有间隙, 充斥在片间的液油牵引传递扭 矩, 使机动车产生平缓的蠕动效果。当发动机转速逐渐提高, 油泵油压逐渐增大, 中活塞 29 克服回位簧片 31 阻力打开进油微孔 20, 外活塞 14 做功右移逐渐克服反推簧片 16 力, 对主 动片 12、 主动片 12 施压, 使钢膜片组紧贴摩擦, 传递发动机扭矩的能力逐渐增加, 并适时达 到完全传递。
         本发明的工作状态如下 : 1 分离状态 : 如图 1 所示, 关闭压力油, 外活塞 14、 内活塞 30、 中活塞 29 在反推簧片 16 和回位簧片 31 作用下, 排出腔内的压力油, 左移到缸腔的最左端。钢膜片组处于松弛状态, 片间有间隙, 传递发动机扭矩力下降到最低水平 (残余力矩) 。副锥盘 25 随内活塞 30 左移 到最左端, 主锥盘 24 在碟形弹簧推动下左移至中位, 副锥盘 25、 主锥盘 24、 锥套 23 三者脱 离有间隙, 不传递钢膜片组的残余力矩, 机动车无前进动力。键联在变速箱一轴 9 上的主锥 盘 24 可从动于变速箱一轴 9 的转速。
         2 半结合状态 : 如图 2 所示, 第一步, 发动机怠速工况, 油泵供低压力油, 内活塞 30 克服回位簧片 31 和碟形簧 34 阻力右移, 推动双锥离合结合 ; 中活塞 29 不能克服回位簧片 31 阻力右移开启送油微孔, 外活塞 14 无压力不动作, 离合器传递钢膜片组残余力矩, 机动 车有蠕动前进能力 ; 如图 3 所示, 第二步, 发动机转速提高, 油压渐升, 中活塞 29 克服回位簧
         片 31 阻力右移越过进油微孔 20, 压力油进入外活塞 14 缸腔, 外活塞 14 小幅右移压钢膜片 组, 传递扭矩增加, 机动车逐渐增速。
         3 全结合状态 : 如图 4 所示, 发动机转速进一步提高, 油压继续升高, 外活塞 14 压 强增大, 完全克服反推簧片 16 阻力, 紧压钢膜片组, 主动片 12 与主动片 12 滑差消失, 形成 同步转动的全结合状态。机动车承接发动机完全动力前进。
         所述推动外活塞 14、 内活塞 30、 中活塞 29 移动的压力油通过压力装置提供。压力 装置包括动力源和控制装置两部分 : 动力源是安装在变速箱上的油泵, 由离合器壳体 1 左端的输油套外花键提供转动能 量, 油泵从变速箱腔内吸取润滑油作为压力油 ; 控制装置 35 由溢流阀、 换向电磁阀、 刹车踏板传感器、 换档手柄开关及油管组成 ; 溢 流阀起限压作用, 把超量的压力油经回路油管送回变速箱 ; 换向电磁阀有两种工作状态, 一是供油状态——把油泵送来的压力油经油管、 输油套送入离合器活塞缸腔, 二是泄油状 态——把油泵的压力油和活塞缸腔的压力油经管道送回变速箱腔内 ; 通过电磁铁驱动换向 电磁阀。指挥电磁铁工作的是安装在换档手柄上的开关和刹车踏板上的传感器。当驾驶者 需要换档时, 按下换档手柄上的开关, 换向电磁阀处于泄油状态, 离合器分离 ; 换完档后, 松 开换档开关, 换向电磁阀处于供油状态, 离合器进入结合过程。当驾驶者刹车程度较深时, 换向电磁阀从刹车踏板传感器获得指令进入泄油状态, 离合器分离 ; 当驾驶者松开刹车踏 板, 换向电磁阀供油, 离合器进入结合过程结合。

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    一种 配置 手动 变速箱 机动车 自动 离合器
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