CN107489708B - 一种离合器及具有该离合器的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离合器，包括主动轴、从动轴和相对从动轴或主动轴的周向静止的传动部件，从动轴与主动轴相嵌套且与传动部件围成封闭的第一内腔，第一内腔具有第一阀门，且第一阀门关闭状态下，主动轴转动时压缩第一内腔内的介质以推动从动轴转动；第一阀门开启状态下，主动轴转动时从动轴能够保持静止。应用本发明提供的离合器，通过介质在第一内腔中的柔动实现离合功能，离合过程中不会产生剧烈的摩擦生热，避免了摩擦烧蚀的问题，有效延长了离合器的使用寿命，且降低了能量损失。同时，上述离合器无需专门的离合液压机构，能够实现线束自动控制，结构简单可靠。本发明还公开了一种包括上述离合器的车辆，同样具有上述技术效果。

Description

一种离合器及具有该离合器的车辆

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，更具体地说，涉及一种离合器，还涉及一种包括该离合器的车辆。

背景技术

离合器是车辆传动系统中直接与发动机相联系的部件，负责动力和传动系统的切断和结合作用，所以能够保证车辆起步时平稳起步，也能保证换挡时的平顺，也防止了传动系统过载。

现有技术中的车辆有一半以上是手动挡，手动挡车上必然匹配离合器。大多数离合器靠靠摩擦传递扭矩。车辆在行驶过程中需要经常保持动力的传递，中断动力只是暂时的需要，故在行驶过程中离合器的主动和从动部分长期处于结合状态，当驾驶员踩下离合器踏板时，通过机件的传递，让从动部分与主动部分分离。

然而通过摩擦传递扭矩，存在摩擦片使用不当烧蚀，摩擦生热及换挡结合冲击等问题，进而离合器的使用寿命较短，能量损耗较大。

综上所述，如何有效地解决离合器使用寿命短、能量损失大等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种离合器，该离合器的结构设计可以有效地解决离合器使用寿命短、能量损失大的问题，本发明的第二个目的是提供一种包括上述离合器的车辆。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种离合器，包括主动轴、从动轴和相对所述从动轴或所述主动轴的周向静止的传动部件，所述从动轴与所述主动轴相嵌套且与所述传动部件围成封闭的第一内腔，所述第一内腔具有第一阀门，且所述第一阀门关闭状态下，所述主动轴转动时压缩所述第一内腔内的介质以推动所述从动轴转动；所述第一阀门开启状态下，所述主动轴转动时所述从动轴能够保持静止。

优选地，上述离合器中，所述传动部件的一侧为所述第一内腔，所述传动部件的另一侧为由所述主动轴与所述从动轴封闭的第二内腔，所述第二内腔具有用于控制所述第二内腔的开闭以补充介质的第二阀门。

优选地，上述离合器中，所述从动轴与所述主动轴中位于内部的一者为凸轮，位于外部的另一者为具有圆形内腔的中空轴，所述凸轮与所述中空轴的内壁相切，所述传动部件与所述中空轴周向相对静止。

优选地，上述离合器中，所述传动部件为滑动挡板，所述中空轴上开设有凹槽，所述滑动挡板能够在所述凹槽内沿所述中空轴的径向往复移动以保持与所述凸轮密封贴合。

优选地，上述离合器中，所述凹槽与所述滑动挡板之间设置有用于推动所述滑动挡板向所述凸轮运动的弹性件。

优选地，上述离合器中，所述第一阀门与所述第二阀门分别设置于所述传动部件两侧的所述从动轴或所述主动轴上。

优选地，上述离合器中，还包括与所述第一阀门连通用于收集所述第一内腔释放的介质的回收装置，且所述回收装置与所述第二阀门连通。

优选地，上述离合器中，所述第一阀门开设于所述传动部件上以连通或隔开所述第一内腔与所述第二内腔。

优选地，上述离合器中，还包括用于将所述主动轴与所述从动轴锁止的锁止部件。

本发明提供的离合器包括主动轴、从动轴和传动部件。其中，主动轴和从动轴相嵌套，并与传动部件围成密闭的第一内腔，且主动轴转动时，第一阀门关闭状态下，第一内腔被压缩以推动从动轴转动；而在第一阀门打开状态下，从动轴能够保持静止。

应用本发明提供的离合器，当车辆换挡时，第一阀门打开使得第一内腔处于打开状态，主动轴转动时并不会推动从动轴转动，也就是离合器处于脱开状态，驾驶员能够实现换挡。当离合器结合时，动力机构如发动机带动主动轴转动，控制第一阀门关闭保持第一内腔处于封闭状态，则主动轴转动时压缩第一内腔使得第一内腔内介质压力增大，从而推动从动轴转动。当从动轴与主动轴的速度一致时，则离合器处于完全啮合状态，车辆起步。本发明提供的离合器，通过介质在内腔中的柔动实现离合功能，离合过程中不会产生剧烈的摩擦生热，避免了摩擦烧蚀的问题，有效延长了离合器的使用寿命，且降低了能量损失。同时，上述离合器无需专门的离合液压机构，能够实现线束自动控制，结构简单可靠。

为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述任一种离合器。由于上述的离合器具有上述技术效果，具有该离合器的车辆也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个具体实施例的离合器的结构示意图。

附图中标记如下：

凸轮1，中空轴2，滑动挡板3，第一内腔4，第二内腔5，第一阀门6，第二阀门7，弹性件8，控制器9。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种离合器，以延长离合器的使用寿命、降低能量损失。

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，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的离合器的结构示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的离合器包括主动轴、从动轴和传动部件。

其中，主动轴和从动轴相嵌套，并与传动部件围成密闭的第一内腔4。需要说明的是主动轴与从动轴指相嵌套且能够传递扭矩的主从动部件，其具体外形可以不作限定。主动轴、从动轴与传动部件围成第一内腔4，具体传动部件的结构可以不作限定，可以根据主动轴及从动轴的形状配合设置。传动部件相对从动轴的周向静止，也就是传动部件在周向上并不能够相对从动轴移动，具体的传动部件可以为挡板等结构，进而在主动轴转动时，第一内腔被压缩，介质压力能够推动传动部件进而带动从动轴转动。传动部件具体也可以相对主动轴的周向静止，则主动轴转动时，带动传动部件转动压缩第一内腔，进而从动轴在介质压力的作用下随主动轴转动而转动。

主动轴转动时，第一阀门6关闭状态下，第一内腔4被压缩，压力作用推动从动轴转动。也就是随主动轴的转动，第一内腔4的容积减小，从而压缩其内的介质使得介质压力增大，从而推动传动部件随主动轴转动，也就是主动轴的扭矩经压缩介质传递至从动轴，带动从动轴转动。

而在第一阀门6打开状态下，主动轴转动时从动轴能够保持静止。也就是在第一阀门6打开状态下，主动轴转动时从动轴保持原有运动状态。即随主动轴的转动，第一内腔4的容积减小，然而由于第一阀门6打开，第一内腔4内的介质受压缩而流出，主动轴转动时并不能够继续推动从动轴动作。

具体第一内腔4内的介质可以为气体也可以为液体等介质，可根据需要进行设置。优选的，第一内腔4内填充空气，通过压缩空气推动从动轴转动，成本较低。根据具体需要设置第一内腔4的结构及填充空气量，以控制压缩空气产生的扭矩大小，使得主动轴转动压缩第一内腔4产生的作用力即可带动从动轴同步运动，进而达到离合器的完全啮合。

具体的，主动轴可以为发动机曲轴，从动轴可以为变速箱输入轴。当然，根据需要也可以为与发动机曲轴及变速箱输入轴连接的其他部件或结构。

应用本发明提供的离合器，当车辆换挡时，第一阀门6打开使得第一内腔4处于打开状态，主动轴转动不会推动从动轴转动，也就是离合器处于脱开状态，驾驶员能够实现换挡。当离合器结合时，动力机构如发动机带动主动轴转动，控制第一阀门6关闭保持第一内腔4处于封闭状态，则主动轴转动时压缩第一内腔4使得第一内腔4内介质压力增大，从而推动从动轴转动。当从动轴与主动轴的速度一致时，则离合器处于完全啮合状态，车辆起步。本发明提供的离合器，通过介质在内腔中的柔动实现离合功能，离合过程中不会产生剧烈的摩擦生热，避免了摩擦烧蚀的问题，有效延长了离合器的使用寿命，且降低能量损失。同时，上述离合器无需专门的离合液压机构，能够实现线束自动控制，结构简单可靠。

进一步地，传动部件的一侧为第一内腔4，传动部件的另一侧为由主动轴与从动轴封闭的第二内腔5，第二内腔5具有用于控制第二内腔5的开闭以补充介质的第二阀门7。进而，第一阀门5与第二阀门6均开启的状态下，主动轴转动时从动轴能够保持静止。也就是主动轴和从动轴相嵌套并在二者之间围成密闭的内腔，传动部件将内腔分隔为第一内腔4和第二内腔5。第一内腔4具有第一阀门6，第二内腔5具有第二阀门7。第二阀门7打开时，能够向第二内腔5内补充介质，如空气进入第二内腔5等。当车辆换挡时，第一阀门6与第二阀门7均打开，使得第一内腔4与第二内腔5均处于打开状态，进而介质压力能够保持一致，二者之间压差为零，主动轴转动不会推动从动轴转动，也就是离合器处于脱开状态，驾驶员能够实现换挡。当离合器结合时，主动轴转动，先控制第一阀门6及第二阀门7均关闭，保持第一内腔4与第二内腔5处于封闭状态，则主动轴转动时压缩第一内腔4使得第一内腔4内介质压力增大，而第二内腔5容积增大介质压力减小，从而推动从动轴随主动轴转动。当从动轴与主动轴的速度一致时，则离合器处于完全啮合状态，车辆起步。通过主动轴和从动轴相嵌套并在二者之间围成密闭的内腔，传动部件将内腔分隔为第一内腔4和第二内腔5，该结构简单可靠，且便于控制第一内腔4与第二内腔5内的介质压力。当然，根据需要也可以通过其他结构配合方式，以使得主动轴转动时压缩第一内腔4带动从动轴转动。

进一步地，从动轴与主动轴中位于内部的一者为凸轮1，位于外部的另一者为具有圆形内腔的中空轴2，凸轮1与中空轴2的内壁相切。即在一个优选的实施例中，该离合器包括凸轮1和套设于凸轮1外的中空轴2，凸轮1与中空轴2的内壁相切，传动部件与中空轴2周向相对静止。也就是凸轮1转动过程中，始终与中空轴2的内壁相贴，从而形成密闭的内腔。传动部件将内腔分隔为第一内腔4与第二内腔5，进而在凸轮1或中空轴2转动过程中，第一内腔4逐渐减小，第二内腔5逐渐增大。当然，传动部件与凸轮1的配合应保证在凸轮1转动过程中与凸轮1保持密封连接。通过上述结构实现主动轴转动压缩第一内腔4，结构简单可靠，便于各结构的布局，且密封性好。优选的，凸轮1为主动轴，中空轴2为从动轴。凸轮1转动过程中，第一内腔4逐渐减小，第二内腔5逐渐增大。第一阀门6关闭状态下，第一内腔4被压缩以使传动部件两侧产生压差，传动部件受介质压力作用带动与之沿周向静止的中空轴2转动。也就是随凸轮1的转动，第一内腔4的容积减小，从而压缩其内的介质使得介质压力增大，形成传动部件第一内腔4一侧的压力大于另一侧的压力，从而推动传动部件随凸轮1转动。根据需要，也可以将凸轮1作为从动轴，中空轴2作为主动轴，也可以使得第一内腔4能够随主动轴的转动而被压缩，从而推动从动轴转动。

更进一步地，传动部件为滑动挡板3，中空轴2上开设有凹槽，滑动挡板3能够在凹槽内沿中空轴2的径向往复移动以保持与凸轮1密封贴合。为了便于传动部件与凸轮1的密封配合，将其设置为滑动部件，具体可以为板材、块状材料等结构。中空轴2上相应的开设凹槽，进而在凸轮1转动过程中，推动滑动挡板3在凹槽内沿中空轴2的径向往复运动，以始终保护滑动挡板3与凸轮1密封贴合。具体的可以在中空轴2上沿径向开设凹槽，则滑动挡板3沿凹槽移动。滑动挡板3与凹槽在周向上可以为过渡配合或间隙配合，以使得滑动挡板3能够沿凹槽径向滑动且在周向上能够带动中空轴2转动使得二者保持相对静止。根据需要，也可以通过其他传动部件的设置以与主动轴及从动轴配合，如将传动部件设置为沿径向可伸缩的弹性件8等，但结构相对较为复杂。

滑动挡板3往复运动过程中，为了便于滑动挡板3的复位，凹槽与滑动挡板3之间设置有用于推动滑动挡板3向凸轮1运动的弹性件8。如在凹槽与滑动挡板3之间设置压缩弹簧，在凸轮1将滑动挡板3顶起至最高点后，压缩弹簧推动滑动挡板3随凸轮1的继续转动而下移以与凸轮1贴合。当然，根据需要在滑动挡板3本身即为在径向上的弹性元件等情况下，也可以不设置用于复位的弹性件8。

在上述各实施中，第一阀门6与第二阀门7分别设置于传动部件两侧的从动轴或主动轴上。也就是可以将第一阀门6与第二阀门7分别设置于从动轴上传动部件的两侧，或者主动轴上传动部件的两侧，具体可以根据布局需要进行选择。如图1所示的，在中空轴2上靠近传动部件分别开设第一阀门6与第二阀门7，通过第一阀门6与第二阀门7分别控制第一内腔4与第二内腔5的开闭。当车辆换挡时，控制第一阀门6与第二阀门7打开，主动轴没有力传递到从动轴，等同离合器脱开，驾驶员实现换挡；结合时，当主动轴旋转时，第一阀门6关闭，第一内腔4变小介质受压缩，介质压力传导给从动轴，带动从动轴随主动轴转动。

通过第一内腔4与第二内腔5分别设置第一阀门6与第二阀门7，在一次压缩第一内腔4并不足以带动从动轴转动时，可以通过控制第一阀门6与第二阀门7，主动轴旋转多圈多次压缩第一内腔4，以逐渐带动从动轴与主动轴同步转动。具体的，当主动轴转动至到第一阀门6附近，若此刻车辆并未明显运动，发动机起步扭矩不足时，则控制第一阀门6打开，高压介质释放。随主动轴转动第二内腔5变大，控制第二阀门7打开，增压第二内腔5内的压力，随着主动轴旋转一圈，第一内腔4不断压缩，第二内腔5不断补充介质，如吸气，增大对从动轴的推动作用力，使得从动轴的速度增大，如此重复直至从动轴和主动轴的速度一致则车辆完全啮合。通过上述结构，能够通过控制第一阀门6与第二阀门7，多次压缩第一内腔4实现离合器的结合，结构的可控性更优。

进一步地，还包括与第一阀门6连通用于收集第一内腔4释放的介质的回收装置，且回收装置与第二阀门7连通。也就是通过设置回收装置，将第一内腔4释放的介质回收，当打开第二阀门7时，将回收的介质补充至第二内腔5中，实现介质的回收利用，以最大程度的减少能量损失。具体回收装置的结构请参考现有技术中常规的回收装置，此处不作具体限定。

根据需要，第一阀门6开设于传动部件上以连通或隔开第一内腔4与第二内腔5。也就是第一阀门6打开时，第一内腔4内的介质直接补充至第二介质内，以达到介质压力的释放。在一次压缩第一内腔4即可实现离合器结构的情况下，也可以不设置第二阀门7。当需要通过多次压缩第一内腔4增大压力以实现离合器的结合时，则可以增设第二阀门7，当第二阀门7打开时能够向第二内腔5内补充介质以增大压力。

在上述各实施例中，第一阀门6与第二阀门7具体可以分别与控制器9电连接，以便于控制二者的开闭，控制器9具体可以为整车控制器，也可以为离合器控制器。第一阀门6与第二阀门7可以与控制器9无线连接，也可以通过常规的有线连接方式与控制器9连接，但应保证随主动轴与从动轴的转动有线连接关系并不会被破坏。第一阀门6与第二阀门7具体可以为数控阀。

在上述各实施例的基础上，还包括用于将主动轴与从动轴锁止的锁止部件。第一内腔4压缩，介质压力传导给从动轴，带动从动轴随主动轴转动，当从动轴与主动轴速度一致时，则通过锁止部件将二者锁止，实现离合器的结合。具体锁止部件可以为卡扣等连接件，此处可以不作具体限定。根据需要，也可以通过控制第一阀门6以使得从动轴与主动轴速度一致，传动部件两侧的介质压力平衡，进而自动保持从动轴随主动轴的同步转动。

基于上述实施例中提供的离合器，本发明还提供了一种车辆，该车辆包括上述实施例中任意一种离合器。由于该车辆采用了上述实施例中的离合器，所以该车辆的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种离合器，其特征在于，包括主动轴、从动轴和相对所述从动轴或所述主动轴的周向静止的传动部件，所述从动轴与所述主动轴相嵌套且与所述传动部件围成封闭的第一内腔(4)，所述第一内腔(4)具有第一阀门(6)，且所述第一阀门(6)关闭状态下，所述主动轴转动时压缩所述第一内腔(4)内的介质以推动所述从动轴转动；所述第一阀门(6)开启状态下，所述主动轴转动时所述从动轴能够保持静止，所述传动部件的一侧为所述第一内腔(4)，所述传动部件的另一侧为由所述主动轴与所述从动轴封闭的第二内腔(5)，所述第二内腔(5)具有用于控制所述第二内腔(5)的开闭以补充介质的第二阀门(7)；

所述从动轴与所述主动轴中位于内部的一者为凸轮(1)，位于外部的另一者为具有圆形内腔的中空轴(2)，所述凸轮(1)与所述中空轴(2)的内壁相切，所述传动部件与所述中空轴(2)周向相对静止。

2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于，所述传动部件为滑动挡板(3)，所述中空轴(2)上开设有凹槽，所述滑动挡板(3)能够在所述凹槽内沿所述中空轴(2)的径向往复移动以保持与所述凸轮 (1) 密封贴合。

3.根据权利要求2所述的离合器，其特征在于，所述凹槽与所述滑动挡板(3)之间设置有用于推动所述滑动挡板(3)向所述凸轮(1)运动的弹性件(8)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的离合器，其特征在于，所述第一阀门(6)与所述第二阀门(7)分别设置于所述传动部件两侧的所述从动轴或所述主动轴上。

5.根据权利要求4所述的离合器，其特征在于，还包括与所述第一阀门(6)连通用于收集所述第一内腔(4)释放的介质的回收装置，且所述回收装置与所述第二阀门(7)连通。

6.根据权利要求1-3任一项所述的离合器，其特征在于，所述第一阀门(6)开设于所述传动部件上以连通或隔开所述第一内腔(4)与所述第二内腔(5)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的离合器，其特征在于，还包括用于将所述主动轴与所述从动轴锁止的锁止部件。

8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的离合器。