CN101725645A - 多片式离合器设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多片式离合器设备,其可减轻离合器活塞的重量而基本不改变油压室的容积,并改进离合器活塞的响应,抑制在车的变速过程中的振动。根据本发明的多片式离合器设备包括:多个驱动离合器板;多个从动离合器板;离合器活塞,其一个表面面对油压室,另一表面面对驱动离合器板或从动离合器板;阀装置,其穿过离合器活塞的一个表面和另一表面形成,并且适于当离合器设备处于离合器啮合时处于关闭状态,当离合器设备处于离合器分离时处于打开状态,所述多片式离合器设备的特征在于:用于减重的一个或多个凹部形成在离合器活塞的所述一个表面上,并且处于靠近外周“a”在径向上比阀装置更靠外的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种多片式离合器设备,该设备设置有离合器活塞,所述离合器活塞可通过供应到油压室的油而朝着离合器啮合侧偏移,以使驱动离合器板和从动离合器板彼此压力接触,从而将输入构件的驱动力传递到输出构件,并且所述离合器活塞也可通过将所述油排放到油压室中而朝着离合器分离侧返回,以将驱动离合器板与从动离合器板彼此分离,从而切断从输入构件至输出构件的驱动力传递。
背景技术
用于选择性地将引擎的动力传递到轮子或者切断引擎到轮子的动力的动力传递设备有两种,例如,手动操作车速变化的手动变速箱(MT)和自动操作车速变化的自动变速箱(AT)。AT可容易地执行变速操作,但是由于其扭矩转换器的特性,其在操作响应方面较差。另一方面,MT在操作响应方面较优越,但是其缺点在于在其变速操作中容易引起振动。
为了减小变速振动和改进变速响应,提出了多片式离合器设备,该设备设置有多个离合器构件(例如参见以下的专利文献1)。现有技术的多片式离合器设备具有离合器活塞,活塞的一个表面面对油压室,另一表面面对驱动离合器板或从动离合器板。在这种多片式离合器设备中,对离合器的控制可根据车的速度自动地执行,因此可执行自动变速操作,同时在变速操作中不引起大的振动。
现有技术的离合器活塞被构造为其可通过供应到油压室的油而朝着离合器啮合侧偏移,以使驱动离合器板和从动离合器板彼此压力接触,从而将输入构件的驱动力传递到输出构件,并且离合器活塞也可通过将油排放到油压室而朝到离合器分离侧返回,以使驱动离合器板和从动离合器板彼此分离,从而切断驱动力从输入构件至输出构件的传递。
现有技术的离合器活塞还具有止回阀(阀装置),所述止回阀适于当离合器设备处于离合器啮合时,处于关闭状态以防止油从油压室流动到离合器活塞的另一表面侧,并且所述止回阀还适于当离合器设备处于离合器分离时,处于打开状态以允许空气从所述另一表面侧流动到油压室中。
参考专利文献:日本特开公报No.341652/1992。
发明内容
本发明要解决的问题
但是,在现有技术的多片式离合器设备中,存在以下问题。
近来,强烈期望减轻多片式离合器设备的重量,以改进其功率传输的效率,因此通过去除形成离合器活塞的局部材料来减轻离合器活塞的重量。但是,如果不当地去除离合器活塞的材料从而不期望地改变离合器活塞的构造,则油压室的容积会变化,因此离合器活塞的操作响应时间也会变化。这将导致在车的变速过程中振动增加。
因此,本发明的一个目的是提供一种多片式离合器设备,其可减小离合器活塞的重量,而基本不改变油压室的容积,并且改进离合器活塞的响应,在车的变速过程中抑制振动。
解决问题的方案
为了实现上述目的,根据本发明的第一方面,提供了一种多片式离合器设备,其包括:多个驱动离合器板,其可轴向滑动地花键配合在通过驱动源旋转的输入构件上;多个从动离合器板,其与所述驱动离合器板交替布置并且可轴向滑动地花键配合在输出构件上;离合器活塞,其一个表面面对油压室,另一表面面对驱动离合器板或从动离合器板,并适于通过将油供应到油压室而朝着离合器啮合侧偏移,以使得驱动离合器板和从动离合器板彼此压力接触,从而将输入构件的驱动力传递到输出构件,并且所述离合器活塞还适于通过将油压室中的油排出而朝着离合器分离侧回复,以使得驱动离合器板和从动离合器板彼此分离,从而切断从输入构件至输出构件的驱动力传递;以及阀装置,其穿过离合器活塞的一个表面和另一表面形成,并且适于当离合器设备处于离合器啮合时处于关闭状态,以防止油从油压室流至离合器活塞的所述另一表面侧,所述阀装置还适于当离合器设备处于离合器分离时处于打开状态,以允许空气从所述另一表面侧流至油压室,所述多片式离合器设备的特征在于,用于减重的一个或多个凹部形成在离合器活塞的所述一个表面上,并且处于靠近外周“a”在径向上比阀装置更靠外的位置。
本发明的第二方面是根据第一方面的一种多片式离合器设备,其特征在于:所述一个或多个凹部沿着离合器活塞的外周形成为一个或多个长凹槽。
本发明的第三方面是根据第一或第二方面所述的多片式离合器设备,其特征在于,所述凹部包括布置在与阀装置径向相对的位置处的凹部,所述凹部除了用于减轻离合器活塞的重量之外,还用于在离合器活塞的旋转过程中均衡离合器活塞的重量平衡。
本发明的第四方面是根据第一至第三方面中任一方面所述的多片式离合器设备,其特征在于,阀装置包括:通孔;阀体,其由柔性板制成,当离合器设备处于离合器啮合时,所述阀体适于偏转并关闭通孔,并且当离合器设备处于离合器分离时,所述阀体适于恢复其初始构造并打开通孔;以及配重部分,其安装在阀体上。
发明效果
根据本发明的第一方面,由于用于减重的一个或多个凹部形成在离合器活塞的一个表面上的靠近外周径向上比阀装置更靠外的位置处,因此可减轻离合器活塞的重量而基本不改变油压室的容积,并改进离合器活塞的响应,抑制车的变速过程中的振动。
也就是说,由于凹部沿着离合器活塞的外周形成在基本上径向最靠外的部分处,因此当离合器活塞通过使油从油压室排放出来而回复到离合器分离侧时,凹部可以总是填充有通过离心力的作用而径向向外运动的油。因此,可减轻离合器活塞的重量并因而改进其响应,从而即使设置用于减轻离合器活塞的重量的凹部,也基本不改变油压室的容积。
此外,由于凹部形成在径向上比布置阀装置的位置更靠外的位置,因此,从而与凹部形成在径向上比阀装置靠内的位置的情况相比,可更加有效地减小离合器活塞的惯性,由此减小响应时间。
根据发明的第二方面,由于凹部沿着离合器活塞的外周形成为长凹槽,因此可增大减重效果,并且在离合器活塞的旋转过程中容易地均衡重量平衡。
根据发明的第三方面,由于凹部包括被布置在与阀装置径向相对的位置上的凹部,并且所述凹部除了减轻离合器活塞的重量之外还意图在离合器活塞的旋转过程中均衡离合器活塞的重量平衡,因此可同时实现离合器活塞的减重和均衡重量平衡。
根据发明的第四方面,由于阀装置包括通孔、由柔性板制成的阀体和安装在阀体上的配重部分,因此能以高准确度执行阀装置的打开和关闭而不管车速如何,并且平滑地致动离合器活塞,其中,当离合器设备处于离合器啮合时,所述阀体适于偏转并关闭通孔,当离合器设备处于离合器分离时,所述阀体适于恢复其初始构造并打开通孔。
附图说明
图1是本发明的优选实施方式的多片式离合器设备的纵向截面图(离合器啮合状态);
图2是本发明的优选实施方式的多片式离合器设备的纵向截面图(离合器分离状态);
图3是图1的多片式离合器设备中使用的离合器活塞的前视图;
图4是沿着图3的线IV-IV截取的截面侧视图;
图5是离合器活塞的阀装置的局部放大图;
图6是显示形成在离合器活塞上的凹部的位置的示意图;
图7是显示形成在离合器活塞上的凹部的另一位置的示意图;
图8是显示形成在离合器活塞上的凹部的又一位置的示意图;
图9是显示其它实施方式中的一个的离合器活塞的前视图;
图10是显示其它实施方式中的一个的离合器活塞的前视图;
图11是显示其它实施方式中的一个的离合器活塞的前视图;
图12是显示其它实施方式中的一个的离合器活塞的前视图;
图13是沿着图12的线XIII-XIII截取的截面侧视图;
图14是显示本发明的另一实施方式中的凹部的截面构造(圆角矩形构造)的示意图;
图15是显示本发明的另一实施方式中的凹部的截面构造(三角形构造)的示意图;
图16是显示本发明的另一实施方式中的凹部的截面构造(矩形构造)的示意图;
图17是显示本发明的另一实施方式中的凹部的截面构造(梯形构造)的示意图;
图18是显示本发明的另一实施方式中的凹部的截面构造(“M”形构造)的示意图。
附图标记说明
1输入轴(输入构件)
2推进离合器构件
3反向离合器构件
4离合器外部元件(输入构件)
5离合器内部元件(输出构件)
6驱动离合器板
7从动离合器板
8离合器活塞
8a离合器活塞的一个表面
8b离合器活塞的另一表面
9盘簧
10回复弹簧
11弹簧座
12离合器外部元件(输入构件)
13离合器内部元件(输出构件)
14驱动离合器板
15从动离合器板
16离合器活塞
16a离合器活塞的一个表面
16b离合器活塞的另一表面
17盘簧
18回复弹簧
19弹簧座
20阀装置
21通孔
22阀体
23配重部分
24压制板
25容纳凹部
26,26′,26″凹部(用于减重)
27凹部(除了减重之外还用于在旋转过程中均衡重量平衡)
28凹部(用于减重)
29凹部
30阀装置
31通孔
32球
33填隙部分
a外周
具体实施方式
将参照附图描述本发明的优选实施方式。
本发明的多片式离合器设备旨在将车的动力源(引擎)的驱动力传递到驱动轮或者切断传递到驱动轮的驱动力。如图1至5所示,多片式离合器设备形成为推进离合器2和反向离合器3的组合类型,并且主要包括:形成输入构件的输入轴1和离合器外部元件4、12;形成输出构件的离合器内部元件5、13;以及离合器活塞8、16。输入轴1通过驱动源(引擎)旋转并且在输入轴1内形成油路Y、Y1、Y2等,以下更加详细地描述。
推进离合器2主要包括:离合器外部元件(输入构件)4,其经输入轴1被引擎的驱动力驱动;离合器内部元件(输入构件)5,其连接到车的驱动轮(未示出);多个驱动离合器板6;多个从动离合器板7;以及离合器活塞8。在附图中,附图标记9表示盘簧并且附图标记10表示布置在弹簧座11和离合器活塞8之间的回复弹簧。
驱动离合器板6包括在离合器外部元件4上沿着轴向(图1的左右方向)可滑动地花键配合的多个环形板构件。从动离合器板7包括与驱动离合器板6交替布置的多个环形板构件,所述多个环形板构件在离合器内部元件5上沿着轴向(图1的左右方向)可滑动地花键配合。由于驱动离合器板6和从动离合器板7彼此交替地布置成层叠结构,因此,可将它们转换到压力接触状态(见图2)和分离状态(见图1)。在本说明书中,术语“分离状态”不仅指物理上分离的状态而且还指压力接触状态被解除的状态。在压力接触状态下,离合器外部元件4的驱动力可传递到离合器内部元件5,相反,在分离状态下,离合器外部元件4的驱动力不能传递到离合器内部元件5。
离合器活塞8包括环形构件并且被布置为使得其一个表面8a面对油压室S1(图2),并且其另一表面8b面对驱动离合器板6或从动离合器板7。通过将油经过油路Y、Y1供应到油压室S1,离合器活塞8可克服回复弹簧10的施力朝着离合器啮合侧(图1中的左侧)偏移,以使驱动离合器板6和从动离合器板7彼此压力接触,从而将离合器外部元件4的驱动力传递到离合器内部元件5。相反,通过经油路Y1、Y排出油压室S1中的油,离合器活塞8可通过回复弹簧10的施力而朝着离合器分离侧(图1中的右侧)回复,以将驱动离合器板6和从动离合器板7彼此分离,从而切断从离合器外部元件4至离合器内部元件5的驱动力传递。
另一方面,反向离合器3主要包括:离合器外部元件(输入构件)12,其通过输入轴1被引擎的驱动力驱动;离合器内部元件(输出元件)13,其连接到车的驱动轮(未示出);多个驱动离合器板14;多个从动离合器板15;以及离合器活塞16。在附图中,附图标记17指代盘簧,并且附图标记18指代布置在弹簧座19和离合器活塞16之间的回复弹簧。
驱动离合器板14包括在离合器外部元件12上沿着轴向(图1的左右方向)可滑动地花键配合的多个环形板构件。从动离合器板15包括与驱动离合器板14交替布置的多个环形板构件,所述多个环形板构件在离合器内部元件13上沿着轴向(图1的左右方向)可滑动地花键配合。由于驱动离合器板14和从动离合器板15彼此交替地布置成层叠结构,因此,可将它们转换到压力接触状态(见图2)和分离状态(见图1)。如前所述,术语“分离状态”不仅指物理上分离的状态而且还指压力接触状态被解除的状态。在压力接触状态下,离合器外部元件12的驱动力可传递到离合器内部元件13,相反,在分离状态下,离合器外部元件12的驱动力不能传递到离合器内部元件13。
离合器活塞16包括环形构件并且被布置为使得其一个表面16a面对油压室S2(图2)并且其另一表面16b面对驱动离合器板14或从动离合器板15。通过将油经过油路Y、Y2供应到油压室S2,离合器活塞16可克服回复弹簧10的施力朝着离合器啮合侧(图1中的右侧)偏移,以使驱动离合器板14和从动离合器板15彼此压力接触,从而将离合器外部元件12的驱动力传递到离合器内部元件13。相反,通过经油路Y2、Y排出油压室S2中的油,离合器活塞16可通过回复弹簧18的施力而朝着离合器分离侧(图1中的左侧)回复,以将驱动离合器板14和从动离合器板15彼此分离,从而切断从离合器外部元件12至离合器内部元件13的驱动力传递。
将在以下更加详细地描述离合器活塞8、16。由于离合器活塞8、16具有相同的结构和功能,所以将仅参照离合器活塞8进行描述。如图3至5所示,离合器活塞8设置有阀装置20,阀装置20形成为穿过离合器活塞8的一个表面8a和另一表面8b,并且当离合器装置处于离合器啮合时,阀装置20适于处于关闭状态,以防止油从油压室S1流动到离合器活塞8的另一表面8b侧;并且当离合器装置处于离合器分离时,阀装置20适于处于打开状态,以允许空气从另一表面8b侧流动到油压室S1。
更具体地说,阀装置20包括:通孔21;阀体22,其由柔性板制成,适于当离合器设备处于离合器啮合时偏转并关闭通孔21,并且还适于当离合器设备处于离合器分离时恢复其初始构造并打开通孔21;以及配重部分23,其安装在阀体22的顶部上。
阀体22的基端(图3至5的底端)通过铆钉R1被固定在离合器活塞8上,并且离合器活塞8形成有用于在阀体22偏转时容纳安装在阀体22顶部上的配重部分23的容纳凹部25。阀体22被通过铆钉R2、R3固定在离合器活塞8上的压制板24压制,以防止阀体22偏转到通孔21的相对侧。附图标记R4指用于将配重部分23固定到阀体22顶部的铆钉。
由于当离合器设备被致动至离合器啮合状态时,油压室S1被供应油并且油压室S1中的压力增大,因此阀体22可在铆钉R1周围朝着通孔21偏转并关闭通孔21。这样能够防止供应到油压室S1中的油通过通孔21流出,因此使离合器活塞8朝着驱动离合器板6和从动离合器板7快速地偏移,以连接驱动离合器板6和从动离合器板7。
另一方面,由于当离合器设备被致动至离合器分离状态时,油压室S1中的油被排放,因此阀体22可恢复其初始构造以打开通孔21。除了排放油之外,经过通孔21供应空气,这使得离合器活塞8快速地返回到其初始位置(与驱动离合器板6和从动离合器板7相对的位置)。
根据本发明,在离合器活塞8的一个表面8a上,在外周“a”附近径向上比阀装置20靠外的位置,离合器活塞8形成有用于减重的凹部26。如图3所示,通过在形成离合器活塞8的期间或在形成离合器活塞8之后,去除形成离合器活塞8的部分材料,每个凹部26沿着离合器活塞8的外周“a”形成为圆弧凹槽。也就是说,离合器活塞8的重量可通过凹部26减小。
虽然凹部26形成在外周“a”附近径向上比通孔21靠外的位置上,但是其包括以下三种情况,即:i)凹部26形成在径向上比以离合器活塞8的中心为中心的同心圆A靠外的位置,并经过通孔21的径向最靠外部分,如图6所示;ii)凹部26′形成在径向上比以离合器活塞8的中心为中心的同心圆B靠外的位置,并且经过通孔21的中心,如图7所示;iii)凹部26″形成在径向上比以离合器活塞8的中心为中心的同心圆C靠外的位置,并且经过通孔21的径向最靠内部分,如图8所示。
此外,凹部包括凹部27,凹部27被布置在与阀装置20在径向上相对的位置。除了减小离合器活塞8的重量,凹部27意图在离合器活塞8的旋转期间均衡离合器活塞8的重量平衡。凹部27的尺寸、构造或数量被确定为校正和均衡可能由于阀装置20的设置而局部不平衡的离合器活塞8的重量平衡。在图3所示的实施方式中,形成有3个凹部27。
根据本发明,由于用于减重的凹部26(包括凹部26′和凹部26″等)在径向上比阀装置20更靠外(更严格地说,比通孔21更靠外)的外周“a”附近的位置形成在离合器活塞8的一个表面8a上,因此可减小离合器活塞8的重量,而基本不改变油压室S1的容积,并且改进离合器活塞8的响应(响应性能),抑制了在车变速期间的振动。
也就是说,由于凹部26基本上沿着离合器活塞8的外周“a”形成在径向上最靠外的部分,因此当通过将油从油压室S1排放而使离合器活塞8回复到离合器分离侧时,凹部26可以总是填充有通过离心力作用而径向向外运动的油。因此可减小离合器活塞8的重量,从而改进其响应,而即使设置了用于减小离合器活塞8的重量的凹部26,也基本上不改变油压室S1的容积。
另外,由于凹部26形成在径向上比布置阀装置20的位置更靠外的位置,因此与凹部形成在径向上比阀装置20靠内的位置的情况相比,可更加有效地减小离合器活塞8的惯性,由此减小响应时间。
凹部包括凹部27,凹部27被布置在与阀装置20在径向上相对的位置。由于凹部27除了减小离合器活塞8的重量之外,还意图在离合器活塞8的旋转期间均衡离合器活塞8的重量平衡,因此可同时实现减轻离合器设备的重量和均衡重量平衡。虽然在图3中所示的3个凹部27的每个都具有圆形构造,但是可使用凹部27的其它形式,例如,两个或超过三个的圆形构造、矩形构造或拉长的构造。
此外,由于阀装置20包括通孔21、由柔性板制成的阀体22和安装在阀体22上的配重部分23,因此可准确地执行阀装置20的打开和关闭操作,因而不管车的速度如何都执行离合器活塞8的平稳操作,其中,当离合器设备处于离合器啮合时,阀体22适于偏转并关闭通孔21,当离合器设备处于离合器分离时,阀体22适于恢复其初始构造并打开通孔21。
用于减重的凹部可在本发明中使用,所述凹部与示出的拉长凹槽不同。例如如图9所示,可使用包括多个圆形凹部28的凹部。另外,在这种情况下,必须在径向上比阀装置20更靠外并且靠近离合器活塞8的外周“a”的位置布置凹部28。另外如图10所示,凹部可形成为拉长的凹槽29,除了布置阀装置20的部分之外,所述拉长的凹槽基本形成沿着离合器活塞8的外周“a”的一个圈,而没有任何其他凹槽,例如处于与阀装置20在径向上相对的位置的凹部27。此外,如图11所示,还可以在与离合器活塞8的初始布置的阀装置20在径向上相对的位置设置另一阀装置20,以替代设置用于实现离合器活塞8的重量平衡的任何凹槽。
已经参照优选实施方式描述了本发明。例如,阀装置20可被修改为如图12和13所示的另一种阀装置30,阀装置30具有包括通孔31和金属球32的结构,通孔31在离合器活塞8的一个表面8a和另一表面8b之间延伸,金属球32可关闭通孔31,并且适于当离合器设备处于离合器啮合时通过球32关闭通孔31,当离合器设备处于离合器分离时通过将球32从通孔31移开而打开通孔31。球32可通过(例如)填隙部分33被保持在适当位置。此外,凹部26(与凹部26′,26″和27类似)可通过锻造或切割离合器活塞8的表面而与离合器活塞8同时形成。
虽然在图4中显示了凹部26(与凹部26′,26″和27类似)具有圆弧截面,但是可在本发明中使用其它的凹部截面构造,例如,圆角矩形(图14)、三角形(图15)、矩形(图16)、梯形(图17)等。此外,也可使用具有“M”形截面(具有朝外突出的中心)的凹部26(图18)。这使得凹部26容易形成(尤其是在锻造时)。
虽然显示了本发明应用于包括推进离合器2和反向离合器3的单元离合器,但是可将本发明应用到合成有多个不同级的离合器(例如,四速离合器或五速离合器)。当然,本发明可应用于单一离合器。
工业应用性
本发明的多片式离合器设备可被应用于具有不同构造和附加功能的结构组件的离合器,只要它们在径向上比布置在离合器活塞的一个表面上的阀装置更靠外的位置处具有用于减重的凹部。
Claims (4)
1.一种多片式离合器设备,包括:
多个驱动离合器板(6,14),该多个驱动离合器板(6,14)可轴向滑动地花键配合在通过驱动源旋转的输入构件(4,12)上;
多个从动离合器板(7,15),该多个从动离合器板(7,15)与所述驱动离合器板(6,14)交替布置,并且可轴向滑动地花键配合在输出构件(5,13)上;
离合器活塞(8,16),该离合器活塞(8,16)的一个表面(8a,16a)面对油压室(S1,S2),另一表面(8b,16b)面对所述驱动离合器板(6,14)或从动离合器板(7,15),所述离合器活塞(8,16)适于通过将油供应到所述油压室(S1,S2)而朝着离合器啮合侧偏移,以使得所述驱动离合器板(6,14)和从动离合器板(7,15)彼此压力接触,从而将所述输入构件(4,12)的驱动力传递到所述输出构件(5,13),并且所述离合器活塞(8,16)还适于通过将油从所述油压室(S1,S2)排放出来而朝着离合器分离侧返回,以使得所述驱动离合器板(6,14)和从动离合器板(7,15)彼此分离,从而切断从所述输入构件(4,12)至所述输出构件(5,13)的驱动力传递;以及
阀装置(20,30),该阀装置(20,30)穿过所述离合器活塞(8,16)的所述一个表面(8a,16a)和所述另一表面(8b,16b),并适于当离合器设备处于离合器啮合时处于关闭状态,以防止油从所述油压室(S1,S2)流至所述离合器活塞(8,16)的所述另一表面(8b,16b)侧,并且所述阀装置(20,30)还适于当离合器设备处于离合器分离时处于打开状态,以允许空气从所述另一表面(8b,16b)侧流至所述油压室(S1,S2),所述多片式离合器设备的特征在于:
用于减重的一个或多个凹部(26,27,28,29)形成在所述离合器活塞(8,16)的所述一个表面(8a,16a)上,所述凹部(26,27,28,29)处于靠近外周“a”且在径向上比所述阀装置(20,30)更靠外的位置。
2.根据权利要求1所述的多片式离合器设备,其中,所述一个或多个凹部(26,29)沿着所述离合器活塞(8,16)的外周“a”形成为一个或多个长凹槽。
3.根据权利要求1或2所述的多片式离合器设备,其中,所述凹部(26,28)包括布置在与所述阀装置(20,30)径向相对的位置处的凹部(27),所述凹部(27)除了减轻所述离合器活塞(8,16)的重量之外,还用于在所述离合器活塞(8,16)的旋转过程中均衡所述离合器活塞(8,16)的重量平衡。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的多片式离合器设备,其中,所述阀装置(20,30)包括:
通孔(21);
阀体(22),该阀体(22)由柔性板制成,当所述离合器设备处于离合器啮合时,所述阀体(22)适于偏转并关闭所述通孔(21),并且当所述离合器设备处于离合器分离时,所述阀体(22)适于恢复其初始构造并打开所述通孔(21);
配重部分(23),该配重部分(23)安装在所述阀体(22)上。
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