CN105276027A - 一种转速控制动力主从换向的超越离合器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种转速控制动力主从换向的超越离合器，由两组滚柱式超越离合器组合而成，第一组超越离合器的内圈座、外圈座分别和第二组超越离合的外圈座、内圈座固结在一起。初始状态下，两组滚柱式超越离合器的滚柱在弹簧作用分别处于与外圈座内壁接触、分离状态。离合器工作存在三种状态：低速、中速、高速。低速时主动机构在第一组滚柱式超越离合器作用下带动从动机构转动；中速时从动机构速度升高到超过主动机构速度，滚柱式超越离合器处于分离状态；高速时，从动机构速度远高于主动机构速度，第二组离合器工作反拖原主动机构，实现动力的换向。该离合器可应用于电动车辆、发动机蜗轮增压系统等方面，通过低速时电机驱动提高汽车的性能，高速时反拖电机发电实现节能，保证机构运转在较适宜的速度之内。

Description

一种转速控制动力主从换向的超越离合器

技术领域

本发明涉及一种超越离合器，可实现传递动力方向随转速变化而改变的功能。

背景技术

汽车上总成机构运行通常有最佳的转速，如废气涡轮增压。转速过高或过低将对机构的结构或性能十分不利。如果能开发一种机构，使得类似总成能在低速时外界输入动力，高速时向外界输出动力，则不但可提高机构的运行效率和使用寿命，还能有效节约能量提高汽车的经济性能。

超越离合器是随着机电一体化产品的发展而出现的基础件，它是用于原动机和工作机之间或机器内部主动轴与从动轴之间动力传递与分离功能的重要部件。它是利用主、从动部分的速度变化或旋转方向的变换，具有自行离合功能的装置。常用的是滚柱式超越离合器，由内圈、滚柱、外圈、弹簧和顶销等组成，一般内圈为主动件，外圈为从动件，当内圈逆时针转动时，滚柱被楔紧而带动外圈转动，离合器接合；当内圈顺时针转动时，滚柱退入宽槽部位，外圈则不动，离合器分离。楔块式超越离合器和滑块式超越离合器因楔块和滑块较多，承载能力较高，其工作原理与滚柱式离合器相似。

超越离合器具有的随转速自动中断或结合动力的特点，广泛应用于机械传动中，成为机械传动机构研究的热点之一。然而在目前的超越离合器均属于动力单向传递的机构，无法实现上述的功能（能在低速时外界输入动力，高速时向外界输出动力）需求。

发明内容

为了解决目前的超越离合器均属于动力单向传递的机构的问题，本发明提出一种转速控制动力主从换向的超越离合器，可实现转速控制主从动力换向功能，能在低速时外界输入动力，高速时向外界输出动力。

本发明设计思路为：将两个普通滚柱式超越离合器组合，利用离心力与转速的关系，设计动力反向传递的机构，实现转速方向不变状态下结合动力随转速改变的功能。即：低速起动时主动机构转速高于从动机构转速，超越离合器结合实现动力由主动机构传递到从动机构；中速时从动机构转速高于主动机构超越离合器分离实现动力中断；从动机构转速过高时，超越离合器再次结合使得从动机构动力反向输入主动机构。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种转速控制动力主从换向的超越离合器，包括左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器的内、外圈座分别与右边超越离合器的外、内圈座固结在一起；在弹簧力作用下，左滚柱式超越离合器的滚柱与外圈座处于常分离状态；右滚柱式超越离合器的滚柱与外圈座处于常结合状态；左滚柱式超越离合器弹簧一端通过销固定在内圈座上，左滚柱式超越离合器弹簧另一端通过做成钩状钩在滚柱中间直径较小处。

除了上述必要技术特征外，本发明在具体实施过程中，还可具有以下技术特征。

左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的外圈座为一个整体零件，其动力输出为另外一个端盖轴，端盖轴通过螺栓或者铆钉连接在整体零件上，实现动力传递到输出端上。这种结构便于制造和装配。

左滚柱式超越离合器的外圈座与右滚柱式超越离合器的内圈座属于两个零件，通过花键和卡环固结在一起，动力由右滚柱式超越离合器的内圈的花键轴输入。这种结构便于制造和装配。

左超越离合器内、外圈座分别与右超越离合器外、内圈座的固结在一起的结构，可以设有多个连接零件，通过焊接或其它连接方式实现固结。这表达的结构可以发生变化。

本发明的有益效果：通过两个普通超越离合器结构的巧妙组合，使得离合器的动力传递方向可根据从动转速的变化实现低速自动结合正向传递动力，中速时离合器断开实现超越滑行，高速时离合器自动结合，反向传递动力，有助于多余能量的回收。本结构充分利用了滚柱超越离合器的优点，使得动力正向传递、断开、反向传递过程结合柔和、分离迅速，振动冲击与噪音低。本结构中动力反向传递结合的转速需高于分离时转速，其反向传递动力结合点的转速控制可通过改变弹簧的刚度实现，便于系列化生产。

附图说明

图1本发明的轴向剖切视图。

图2是图1中沿A-A剖面图。

图3是图1中沿C-C剖面图。

图4是本发明中右滚柱式超越离合器的内圈座的主视图。

图5是本发明中右滚柱式超越离合器的内圈座的左视图。

图6是左滚柱式超越离合器的外圈座结构图。

图7是本发明中右滚柱式超越离合器的外圈座的主视图。

图8是本发明中右滚柱式超越离合器的外圈座的左视图。

图9是本发明中左滚柱式超越离合器滚柱的结构图。

图10本发明中端盖轴的主视图。

图11是本发明中端盖轴的左视图。

具体实施方式

为对本发明的结构、特征及功效有进一步了解，下面举具体实例并结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明转速控制动力主从换向单向超越离合器，包括左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，包括右滚柱式超越离合器的内圈座（带花键轴）1、左滚柱式超越离合器的外圈座2、卡环6、右滚柱式超越离合器的外圈座3、端盖轴4、连接螺栓5、装在左滚柱式超越离合器的内圈座上用于固定左滚柱式超越离合器弹簧的销7、左滚柱式超越离合器弹簧8、左滚柱式超越离合器滚柱9、右滚柱式超越离合器弹簧10、右滚柱式超越离合器滚柱11，左滚柱式超越离合器的外圈座2与右边超越离合器的内圈座1通过（右边超越离合器的内圈座1上）花键和卡环6固结在一起；在弹簧力作用下，左滚柱式超越离合器滚柱9与外圈座2处于常分离状态；右滚柱式超越离合器滚柱11与外圈座3处于常结合状态；在本实施中，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的外圈座3是一个整体零件其动力输出为另外一个端盖轴4，端盖轴4通过螺栓5或者铆钉连接在整体零件上，实现动力传递到输出端上。

左滚柱式超越离合器弹簧8一端通过销7固定在左滚柱式超越离合器的内圈座（右滚柱式超越离合器的外圈座3左端）上，左滚柱式超越离合器弹簧8另一端通过做成钩状钩在左滚柱式超越离合器滚柱9中间直径较小处。

如图4、图5所示，右滚柱式超越离合器的内圈座（带花键轴）1（与图1所示的方向相比翻转180°），一端为普通滚柱超越离合器的结构形式101，另一端为带花键的轴102，花键轴环切一卡槽103：结合图1所示，卡环6卡在卡环槽103中，用于固定左滚柱式超越离合器的外圈座2的轴向位置。

如图6所示，左滚柱式超越离合器的外圈座2为桶状结构，中心做成矩形内花键形式201；结合图5所示，与带花键的轴102配合。

如图7、图8所示，左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的外圈座采用切削加工做成一体（与图1所示的方向相比翻转180°），对应于图1中所示的标号3，右滚柱式超越离合器的外圈座端部沿外圈做成6个半圆形吊耳凸台301，内部加工螺纹孔302用于螺栓连接；左滚柱式超越离合器的内圈座端部留有4个销孔303用于固定左滚柱式超越离合器弹簧的销7（图2中所示），销孔中间部位开槽便于安装左滚柱式超越离合器弹簧8（图2中所示），圆周切线方向加工四个孔304及容纳槽用于布置左滚柱式超越离合器弹簧8、左滚柱式超越离合器滚柱9（图2中所示）。

如图9所示，左滚柱式超越离合器滚柱11成哑铃状，中间较细。根据图2可以看出，左滚柱式超越离合器弹簧8一端勾在较细的中间部位，另一端钩在销7上（图2中所示）。

如图10、图11所示，是端盖轴4的结构，端盖轴4的轴401上加工有平键402，用于动力传递。

该实例中（图1、图2、图3所示），低速时动力从右滚柱式超越离合器的内圈座（带花键轴）1输入，从端盖轴4输出，当端盖轴4的转速高于右滚柱式超越离合器的内圈座1的转速时，右滚柱式超越离合器起作用，动力中断，左滚柱式超越离合器还处于断开状态；随着端盖轴4处的转速升高，左滚柱式超越离合器滚柱逐渐克服弹簧拉力作用向外侧移动，当移动到与左滚柱式超越离合器外、内圈座同时接触时，由于外圈座转速（右滚柱式超越离合器的内圈座1的转速）远低于左滚柱式超越离合器的内圈座转速（即端盖轴4的转速），左滚柱式超越离合器的内圈座通过滚柱带动左滚柱式超越离合器的外圈座起作用，左离合器动力结合，实现动力的反向传递。

本发明不局限于上述的实例中，只要在以下技术构思下完成的技术方案，都应落入本发明的保护范围。所述技术构思如下：将两个普通滚柱式超越离合器组合，利用离心力与转速的关系，设计动力反向传递的机构，实现转速方向不变状态下结合动力随转速改变的功能。即：低速起动时主动机构转速高于从动机构转速，超越离合器结合实现动力由主动机构传递到从动机构；中速时从动机构转速高于主动机构超越离合器分离实现动力中断；从动机构转速过高时，超越离合器再次结合使得从动机构动力反向输入主动机构。

Claims (5)

1.一种转速控制动力主从换向的超越离合器，包括左滚柱式超越离合器、右滚柱式超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器的内、外圈座分别与右边超越离合器的外、内圈座固结在一起；在弹簧力作用下，左滚柱式超越离合器的滚柱与外圈座处于常分离状态；右滚柱式超越离合器的滚柱与外圈座处于常结合状态；左滚柱式超越离合器弹簧一端通过销固定在内圈座上，左滚柱式超越离合器弹簧另一端通过做成钩状钩在滚柱中间直径较小处。

2.根据权利要求1所述的一种转速控制动力主从换向的超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器的内圈座与右滚柱式超越离合器的外圈座为一个整体零件，通过螺栓与一个端盖轴连接，实现动力传递。

3.根据权利要求1或2所述的一种转速控制动力主从换向的超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器的外圈座与右滚柱式超越离合器的内圈座属于两个零件，通过花键、卡环固结在一起。

4.根据权利要求1或2所述的一种转速控制动力主从换向的超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器弹簧一端通过销固定在左滚柱式超越离合器的内圈座上，左滚柱式超越离合器弹簧另一端套在滚柱中间位置，滚柱结构为哑铃形状。

5.根据权利要求3所述的一种转速控制动力主从换向的超越离合器，其特征在于：左滚柱式超越离合器弹簧一端通过销固定在左滚柱式超越离合器的内圈座上，左滚柱式超越离合器弹簧另一端套在滚柱中间位置，滚柱结构为哑铃形状。