CN106870592A - 离合器及汽车传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种离合器及汽车传动装置，所述离合器包括：外毂，包括内、外套和连接内外套的端板；内毂，传动连接于传动轴上；内毂外侧面排列有多片摩擦片；多片钢片，与所述摩擦片交叠布置；活塞，位于内外套之间，并与内外套及端板之间共同围设呈一密封腔，外毂内部具有与密封腔连通的通道；膜片弹簧，位于活塞和钢片之间，通过压板压紧摩擦片和钢片，使两者之间产生摩擦力传递扭矩，活塞在所述密封腔内流体介质的作用下移动，压迫膜片弹簧使之变形，脱离所述钢片，离合器分离。本方案能解决摩擦片磨损严重的问题，减缓了磨损，提高了液压系统的控制精度。

Description

离合器及汽车传动装置
技术领域
本发明涉及离合器技术领域，更具体地，涉及一种离合器及汽车传动装置。
背景技术
离合器是汽车传动装置的主要机构，通过多片主、从钢片频繁进行结合或分离实现传动与制动。湿式多片离合器通过液压控制主动部分的转动，在主动部分进行运转的过程中，从动部分与主动部分频繁离合，以达到运转与制动等目的。
传统的湿式多片离合器油路控制为进油时，摩擦副压紧；油路控制为出油时，摩擦副分离；这种常开式液压控制系统及离合器结构，液压系统的控制力直接施加在摩擦片上，离合器接合时摩擦副之间碰撞，存在摩擦片之间摩擦磨严重等问题，并且控制力的大小直接关系到离合器接合状态时摩擦副之间的接合力，对于液压系统的要求很高，难于控制。
发明内容
本发明提供一种离合器及汽车传动装置，用于克服现有技术的缺陷，旨在减小摩擦副之间的磨损，提高对液压系统的控制精度。
为实现上述目的，本发明提供一种离合器，包括：
外毂，包括输入轴、外套和固定连接所述输入轴与外套的端板；
内毂，套设于所述输入轴上，传动连接于传动轴上；并位于所述输入轴与外套之间，所述内毂的外侧面上沿轴向间隔排列有多片摩擦片；所述摩擦片沿所述内毂的径向向所述外套延伸；
多片钢片；与所述外套之间通过花键传动连接，设于所述外毂的输入轴与外套之间远离所述端板的位置；所述钢片沿所述外套的径向向所述输入轴所在位置延伸，并与所述摩擦片交叠布置；
膜片弹簧，位于活塞和钢片之间，通过压板压紧摩擦片和钢片，使两者之间产生摩擦力传递扭矩；
活塞，位于所述外毂的输入轴与外套之间，并与所述输入轴、外套及端板之间共同围设成一密封腔，所述外毂内部具有与所述密封腔连通的通道；所述活塞在所述密封腔内流体介质的作用下压迫膜片弹簧变形，使钢片与摩擦片分离，离合器不再传递扭矩，处于分离状态；所述膜片弹簧穿设于所述外毂的输入轴上；所述膜片弹簧支撑在所述活塞上。
优选地，所述外毂的外套的内孔为第一阶梯孔，所述第一阶梯孔包括靠近所述端板的第一孔和远离所述端板的第二孔，所述第二孔的直径大于所述第一孔的直径；
所述活塞设置在第一孔内；
所述钢片设于所述第二孔内；
所述第二孔远离所述端板的一端设置有支承板和卡簧。
优选地，靠近所述膜片弹簧的所述钢片上固定有所述压板，所述压板的一侧具有朝向所述膜片弹簧边缘延伸的凸伸部。
优选地，所述膜片弹簧的中央部分与挡板抵触；
所述挡板设置于所述输入轴上并能在外力作用下沿所述输入轴轴向移动；
所述输入轴上远离所述端板的一端固定有安装座，所述安装座与所述挡板之间设置有回位弹簧。
优选地，所述安装座上设置有弹簧柱，所述弹簧柱与所述输入轴平行，所述回位弹簧穿设于所述弹簧柱上；
所述回位弹簧一端抵触在所述挡板上，所述回位弹簧另一端抵触在所述安装座上。
优选地，所述安装座及弹簧柱均位于所述内毂内部，所述回位弹簧穿设于所述输入轴、内毂及弹簧柱围设的空间内。
优选地，所述膜片弹簧的边缘通过位于所述活塞与所述膜片弹簧之间的回位环勾与所述压板抵触；
所述膜片弹簧的径向槽内穿设有销轴，所述活塞上沿厚度方向设置有与所述销轴对应的穿设孔；
所述销轴一端穿设于所述穿设孔内；
所述销轴远离所述活塞的一端设置有轴向定位片；
所述轴向定位片与所述膜片弹簧之间以及所述膜片弹簧与所述活塞之间均设置有回位环勾。
为实现上述目的，本发明还提供一种汽车传动装置，至少包括动力部、传动轴及所述离合器；
所述动力部的输出端与所述离合器外毂的输入轴传动连接；
所述传动轴与所述离合器内毂传动连接。
本发明提供的离合器及汽车传动装置，外毂的输入轴与动力输出端连接，内毂与传动轴连接，外毂与内毂之间的离合通过摩擦片与钢片之间的离合实现，钢片的动作通过密封腔内的流体驱动活塞，活塞移动导致膜片弹簧在厚度方向产生弹性变形进而带动钢片在轴向移动实现与摩擦片之间的离合；油缸内充满液压油时，液压油压活塞，活塞压迫膜片弹簧产生弹性变形，膜片弹簧变平，使钢片与摩擦片分离；油缸泄油时，活塞对膜片弹簧没有压力，膜片弹簧恢复形变，边缘推动钢片与摩擦片压紧，动力通过输入轴、外毂、内毂传递到传动轴上，带动传动轴同步输出转矩；离合器接合时仅需泄油，从而减缓摩擦磨损，提高液压系统控制精度，易于操控。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的离合器处于分离状态的结构示意图；
图2为图1中膜片弹簧的俯视图；
图3为图2的左视图。
图中：
1：外毂、2：内毂、3：钢片、4：活塞、5：膜片弹簧、6：挡板、7：安装座、8：回位弹簧、9：弹簧柱、10：传动轴、11：输入轴、12：外套、13：端板、14：支承板、15：卡簧、16：压板、1a：第一孔、1b：第二孔、20：密封腔、21：摩擦片、41：通道、42：回位勾环、43：销轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供一种离合器，包括外毂1、内毂2、活塞4和膜片弹簧5；其中
外毂1，包括输入轴11、外套12和固定连接所述输入轴11与外套12的端板13；
内毂2，套设于所述输入轴11上，与传动轴10传动连接；并位于所述输入轴11与外套12之间，所述内毂2的外侧面上沿轴向间隔排列有多片摩擦片21；所述摩擦片21沿所述内毂2的径向向所述外套12延伸；
本实施例中摩擦片21可以通过花键与内毂2连接，摩擦片21由摩擦材料制成。在本发明的其他实施例中，摩擦片21还可以通过其它方式与内毂2传动连接，也可以与内毂2一体形成。
多片钢片3，与离合器外毂1的外套12之间为花键传动连接，设于所述外毂1的输入轴11与外套12之间并远离所述端板13的位置；花键固定在钢片3上，与设置在外套12内壁上的花键槽配合，所述钢片3沿所述外套12的径向向所述输入轴11延伸，并与所述摩擦片21交叠布置。这里的钢片3通常由钢材或刚性材质制成。
膜片弹簧5，位于活塞4和钢片3之间，通过压板16压紧摩擦片21和钢片3，使两者之间产生摩擦力传递扭矩；
活塞4，位于所述外毂1的输入轴11与外套12之间，并与所述输入轴11、外套12及端板13之间共同围设呈一密封腔20，所述外毂1内部具有与所述密封腔20连通的通道41；所述活塞4在密封腔20内流体介质的作用下压迫膜片弹簧5变形，使钢片3与摩擦片21分离，离合器不再传递扭矩，处于分离状态；所述膜片弹簧5穿设于所述外毂1的输入轴11上；所述膜片弹簧5的中部还支撑在所述活塞4。
膜片弹簧5呈圆盘状，不受力状态呈蝶形，在厚度方向上尺寸较大，受力状态呈平面状，在厚度方向上产生压缩变形。
本发明提供的离合器，外毂1的输入轴11与动力装置的输出端连接，内毂2与传动轴10连接，输入轴11与传动轴10的同步转动通过摩擦片21与钢片3接触后彼此之间的摩擦力实现，钢片3的动作通过密封腔20内的流体驱动活塞4移动来控制；活塞4通过膜片弹簧5带动钢片3在轴向移动实现与摩擦片21的贴紧与分离；密封腔20内充满液压油，液压油压活塞4，活塞4压迫膜片弹簧5产生弹性变形，膜片弹簧5变平，使钢片3与摩擦片21分离；密封腔20泄油，活塞4对膜片弹簧5没有压力，膜片弹簧5恢复形变，边缘推动钢片3与摩擦片21压紧，动力通过动力输出端、输入轴11、外毂1、内毂2传递到传动轴10上，带动传动轴10与输入轴同步输出转矩；本发明的离合器采用液压常闭式操纵机构，相对于现有技术中采用液压常开操纵机构，一方面在实现输入轴11与传动轴10的同步转动时仅需要液压系统泻油，提高了液压系统的压力的控制精度，另一方面密封腔20内部的流体借助膜片弹簧5向钢片3施加作用力，使离合器具有操纵轻便、能自动调节压紧力、高速时弹簧压力稳定以及压盘压力分布均匀，减少了摩擦副之间的碰撞导致的摩擦磨损。
在本发明一实施例中，经通道41向密封腔20内进油，推动活塞4向右移动，活塞4挤压膜片弹簧5，膜片弹簧5中部受力变平，钢片3与摩擦片21分离，密封腔20内的压力达到设定压力值时，密封腔20内的压力保持不变，钢片3与静磨擦片21之间的间隙保持不变，传动轴10与输入轴11之间脱离动力传输；密封腔20经通道41向外泄油，密封腔20内的压力降低，活塞4向左移动，对膜片弹簧5的压力消失，膜片弹簧5恢复形变，参见图2、图3，在膜片弹簧5的形变作用下带动钢片3向右移动并靠近摩擦片21，钢片3受膜片弹簧5的作用紧贴在摩擦片21上，此时，通过钢片3与摩擦片21之间的摩擦力，输入轴11带动传动轴10同步转动。
液压系统控制向密封腔20进油，钢片3与摩擦片21分离，传动轴10与输入轴11之间脱离动力传输；密封腔20泄油，钢片3与摩擦片21靠紧，传动轴10与输入轴11同步转动，从而提高了液压系统的精度。
靠近所述膜片弹簧5的所述钢片3上固定有压板16，所述压板16的一侧具有朝向所述膜片弹簧5边缘延伸的凸伸部。外套12内孔为第一阶梯孔，第一阶梯孔包括孔径较小的第一孔1a和孔径较大的第二孔1b，活塞4和压板16安装在第一孔1a内，钢片3安装在第二孔1b内，第二孔1b内位于钢片3的右端还安装有支承板14和卡簧15。
固定在钢片3上的花键在第二孔1b内移动，第一阶梯孔的台阶为左端的行程止点，卡簧15为右端的行程止点；活塞4在第一孔1a内移动，密封腔20内充满压力油时，活塞4向右移动，向压板16的凸伸部施加推力，压缩膜片弹簧5，膜片弹簧5形变向左移动，钢片3与摩擦片21分离，传动轴10与输入轴11之间脱离动力传输；密封腔20泄油，活塞4向左移动，施加在压板16的凸伸部上的推力消失，膜片弹簧5恢复形变，膜片弹簧5推动压板16向右移动，钢片3与摩擦片21抵触，输入轴11带动传动轴10同步转动。
优选地，所述膜片弹簧5的边缘通过位于所述活塞4与所述膜片弹簧之间的回位环勾42与所述压板16抵触；所述膜片弹簧5的径向槽内穿设有销轴43，所述活塞4上沿厚度方向设置有与所述销轴43对应的穿设孔(未标识)；所述销轴43一端穿设于所述穿设孔内；所述销轴43远离所述活塞4的一端设置有轴向定位片(未标识)；所述轴向定位片与所述膜片弹簧5之间以及所述膜片弹簧5与所述活塞4之间均设置有回位环勾42。回位环勾42的作用在于为膜片弹簧5的形变恢复提供助力，通过若干销轴43及轴向定位片实现了活塞4与膜片弹簧5的连接，为了防止膜片弹簧5与活塞4脱离，销轴43从穿设孔内伸出，在销轴43靠近活塞4的一端也设置轴向定位片。
液压油压活塞4，活塞4压迫膜片弹簧5产生弹性变形，膜片弹簧5变平，使钢片3与摩擦片21分离。当需要离合器接合时，油缸泄油活塞4归位，回位弹簧8辅助膜片弹簧5恢复形变，作用于回位环勾，钢片3与摩擦片21压紧，传动轴10输出转矩。
优选地，所述膜片弹簧5的边缘部分与所述压板16抵触；所述膜片弹簧5的中央部分与挡板6抵触；所述挡板6设置于所述输入轴11上并能在外力作用下沿所述输入轴11轴向移动；所述输入轴11上远离所述端板13的一端固定有安装座7，所述安装座7与所述挡板6之间设置有回位弹簧8。
回位弹簧8的作用在于帮助膜片弹簧5的形变恢复，活塞4向右移动，膜片弹簧5受压缩，通过挡板6压缩回位弹簧8，挡板6在输入轴11的轴向槽内移动；活塞4向左移动时，回位弹簧8在回复力作用下推动膜片弹簧5迅速回复，回位弹簧8与回位环勾42结合，分别从膜片弹簧5的边缘部分、中部以及中央部分促使膜片弹簧5迅速回位。
优选地，所述安装座7上设置有弹簧柱9，所述弹簧柱9与所述输入轴11平行，所述回位弹簧8穿设于所述弹簧柱9上；所述回位弹簧8一端抵触在所述挡板6上，所述回位弹簧8另一端抵触在所述安装座7上。弹簧柱9一方面起到定位作用，防止回位弹簧8与安装座7的脱离，另一方面对回位弹簧8的弹性形变的方向起到定位作用。
优选地，所述安装座7及弹簧柱9均位于所述内毂2内部，所述回位弹簧8穿设于所述输入轴11、内毂2及弹簧柱9围设的空间内。节约空间，缩小了整个传动机构的体积。
本发明实施例还提供一种汽车传动装置，至少包括传动轴10、离合器(未标识)及动力部(图未示)，所述离合器为上述任意实施例的离合器；所述离合器外毂1的输入轴11与动力部的输出端传动连接；所述传动轴10与所述离合器内毂2传动连接。
本发明提供的汽车传动装置，外毂1的输入轴11与动力输出端连接，内毂2与传动轴10连接，外毂1的外套12与内毂2之间的传动通过摩擦片21与钢片3贴合实现，钢片3的动作通过密封腔20内的流体驱动活塞4的移动进而带动膜片弹簧5形变来控制；活塞4通过膜片弹簧5带动钢片3在轴向移动实现与摩擦片21的贴紧与分离；离合器分离时，密封腔20内充满液压油，液压油压活塞4，活塞4压迫膜片弹簧5产生弹性变形，膜片弹簧5变平，使钢片3与摩擦片21分离；离合器接合时，密封腔20泄油活塞4对膜片弹簧5没有压力，膜片弹簧5恢复形变，边缘推动钢片3与摩擦片21压紧，动力通过输入轴11、外毂1、内毂2传递到传动轴10上，带动传动轴10同步输出转矩；离合器接合时仅需泄油，从而减缓摩擦磨损，提高液压系统精度。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种离合器，其特征在于，包括：
外毂，包括输入轴、外套和固定连接所述输入轴与外套的端板；
内毂，套设于所述输入轴上，传动连接于传动轴上；并位于所述输入轴与外套之间，所述内毂的外侧面上沿轴向间隔排列有多片摩擦片；所述摩擦片沿所述内毂的径向向所述外套延伸；
多片钢片，与所述外套之间通过花键传动连接，设于所述外毂的输入轴与外套之间远离所述端板的位置；所述钢片沿所述外套的径向向所述输入轴所在位置延伸，并与所述摩擦片交叠布置；
膜片弹簧，位于活塞和钢片之间，通过压板压紧摩擦片和钢片，使两者之间产生摩擦力传递扭矩；
活塞，位于所述外毂的输入轴与外套之间，并与所述输入轴、外套及端板之间共同围设成一密封腔，所述外毂内部具有与所述密封腔连通的通道；所述活塞在所述密封腔内流体介质的作用下压迫膜片弹簧变形，使钢片与摩擦片分离，离合器不再传递扭矩，处于分离状态；所述膜片弹簧穿设于所述外毂的输入轴上；所述膜片弹簧支撑在所述活塞上。
2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述外毂的外套的内孔为第一阶梯孔，所述第一阶梯孔包括靠近所述端板的第一孔和远离所述端板的第二孔，所述第二孔的直径大于所述第一孔的直径；
所述活塞设置在第一孔内；
所述钢片设于所述第二孔内；
所述第二孔远离所述端板的一端设置有支承板和卡簧。
3.根据权利要求2所述的离合器，其特征在于，靠近所述膜片弹簧的所述钢片上固定有所述压板，所述压板的一侧具有朝向所述膜片弹簧边缘延伸的凸伸部。
4.根据权利要求3所述的离合器，其特征在于，所述膜片弹簧的中央部分与挡板抵触；
所述挡板设置于所述输入轴上并能在外力作用下沿所述输入轴轴向移动；
所述输入轴上远离所述端板的一端固定有安装座，所述安装座与所述挡板之间设置有回位弹簧。
5.根据权利要求4所述的离合器，其特征在于，所述安装座上设置有弹簧柱，所述弹簧柱与所述输入轴平行，所述回位弹簧穿设于所述弹簧柱上；
所述回位弹簧一端抵触在所述挡板上，所述回位弹簧另一端抵触在所述安装座上。
6.根据权利要求5所述的离合器，其特征在于，所述安装座及弹簧柱均位于所述内毂内部，所述回位弹簧穿设于所述输入轴、内毂及弹簧柱围设的空间内。
7.根据权利要求3～6任一项所述的离合器，其特征在于，所述膜片弹簧的边缘通过位于所述活塞与所述膜片弹簧之间的回位环勾与所述压板抵触；
所述膜片弹簧的径向槽内穿设有销轴，所述活塞上沿厚度方向设置有与所述销轴对应的穿设孔；
所述销轴一端穿设于所述穿设孔内；
所述销轴远离所述活塞的一端设置有轴向定位片；
所述轴向定位片与所述膜片弹簧之间以及所述膜片弹簧与所述活塞之间均设置有回位环勾。
8.一种汽车传动装置，至少包括动力部、离合器及传动轴，其特征在于，所述离合器为权利要求1～7任一项所述的离合器；
所述动力部的输出端与所述离合器外毂的输入轴传动连接；
所述传动轴与所述离合器内毂传动连接。
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