CN109681542A - 重型车用自动调心推式离合器分离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种重型车用自动调心推式离合器分离器，是汽车传动系统的高性能、高可靠性、长寿命的基础件。由轴承总成、防尘套筒总成、连接罩和波形弹簧组成；轴承总成、波形弹簧和防尘套筒总成；所述的轴承总成包括内圈、外圈、钢球、保持架、轴承润滑脂、内橡胶密封圈、外橡胶密封圈和密封脂；所述防尘套筒总成包括套筒、2个安装在套筒内径表面的支撑滑套和滑动润滑脂；所述连接罩是离合器分离器的连接件，通过滚碾将轴承总成、波形弹簧和套筒总成连接为一整体，实现调心力和调心量；汽车动力总成装配时，先将重型车用自动调心推式离合器分离器安装到变速箱一轴管套上，与分离叉配合，再将变速箱总成与安装离合器的发动机总成配合对接。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种重型车用自动调心推式离合器分离器，是汽车传动系统的高性能、高可靠性、长寿命的基础件。
背景技术
自动调心推式离合器分离器，目前国内普遍随变速箱与D430推式离合器配套使用在各类重型卡车和乘用车上，与发动机同步转动，通过离合器操纵系统使分离器沿变速器输入轴管套轴向移动，通过离合器分离指的杠杆作用推开离合器压盘，切断发动机的动力传递，实现车辆起步、变速换挡、停车的功能。
国内目前重型车除了选用能够传递大扭矩的D430拉式离合器外，还有相当一部分是选用D430推式离合器。离合器生产厂家为了满足汽车厂的增大扭矩的要求，增大了离合器的压盘压紧力（增加25%），使离合器的最大分离力从6000N增加到8500N。除此之外，还有一些专用车，长期在道路崎岖、泥粉飞扬、跋山涉水、高温、高寒的恶劣条件下连续行驶，要求高可靠性、寿命长，现有国内的同类自动调心推式离合器分离单元远不能满足使用要求。
目前国内外使用的推式离合器分离器单元结构有两类，一类是采用波形弹簧调心的外罩碾边（包边）连接结构；另一类是采用碟形弹簧调心，同时又承担轴承与套筒总成连接件的结构。以上两种结构轴承的额定动、静载荷分别为：
结构类型 额定静载荷 额定动载荷
波形弹簧调心 56.1KN 35.7KN
碟形弹簧调心 49.7KN 33.4KN
额定静载荷、额定动载荷都达到了最大分离力6KN的五倍以上，也就是说明在离合器压紧力提升前分离器单元是能够满足使用要求的。
目前国内使用的推式离合器分离器单元中的套筒总成从材料（与一轴管套配合滑动表面）分为两种，第一种是金属（铸钢、球铁、灰铁），第二种是在金属本体内孔表面压注尼龙内衬，起到保护变速箱输入轴管套的作用，内衬内表面注呈轴向花键槽状，作用是减少接触表面和储油。金属套筒总成与管套（灰铁材料）配合滑动极易对管套产生磨损，导致管套失效无法正常使用。内衬尼龙套筒总成虽然消除了磨损管套的问题，但是尼龙材料的高温老化缩小的特性，产品长期使用后内孔老化缩小，极易产生与管套抱死，导致轴承单元无法滑动而失效。为了减少长期遇高温老化缩小的问题，产品初期设计时必须加大内径尺寸，这样又存在使用初期配合间隙大，轴承偏心、松旷产生的不良；再加上储油花键槽，粉尘易进入，导致润滑脂干涸而失效，产生分离器滑动不灵活，无法有效切断动力的故障。
目前使用的推式离合器分离器单元里的轴承总成，虽然对使用的油脂和双面密封圈封等进行优化改进，也不能满足目前的大扭矩（大马力）车型的使用要求，导致这类车用分离器单元的寿命降低。
目前使用的推式离合器分离器单元，不同汽车厂家要求使用寿命不同，有1年、1.5年、2年、3年等，但是行驶里程不限制、车型马力大小不限制，这样就导致部分车型的分离器单元不能满足用户使用要求。
本发明目的是针对市场和产品技术中存在的问题，提供一种重型车用自动调心推式离合器分离器，是一种在产品外型尺寸不增加的前提下满足高载荷、恶劣环境下工作的高可靠性、长寿命、重型车用自动调心推式离合器分离器。
重型车用自动调心推式离合器分离器是采取以下技术方案实现：
重型车用自动调心推式离合器分离器由轴承总成、防尘套筒总成、连接罩和波形弹簧组成。轴承总成、波形弹簧和防尘套筒总成，通过连接罩碾压连接实现。汽车动力总成装配时，先将重型车用自动调心推式离合器分离器安装到变速箱一轴管套上，与分离叉配合，再将变速箱总成与安装离合器的发动机总成配合对接。
轴承总成是一种高承载、耐高低温的长寿命轴承总成。防尘套筒总成是一种安装支撑滑套，并带有注油孔，法兰盘外径带挡边及连接槽，加注防水润滑脂的长寿命套筒总成。
所述的轴承总成包括内圈、外圈、钢球、保持架、轴承润滑脂、内橡胶密封圈和外橡胶密封圈。
保持架采用耐高温尼龙压注成型，将钢球压入保持架兜孔内，形成保持架钢球组件，放入外圈形成外圈组件，加热外圈，再将内圈压入外圈组件，注入轴承润滑脂，分别将外橡胶密封圈、内橡胶密封圈分别压入外圈两面密封槽内。
所述的内圈大端面外径上设置大挡边，确保内圈大端面与离合器分离中心面配合，小外径设计一安装锁球口，既保安装又不散套；内圈内径设置1个内挡边，与套筒端面配合起防尘的作用。
所述的外圈内径外端设置一非装配锁口，作用是保证保持架钢球组件的放入，锁口上设置一个密封槽，内挡边设置一个密封槽，分别与内外橡胶密封圈配合使用，起到防尘漏脂的作用。
所述的钢球选用17粒直径为13.494轴承钢钢球，保证较高的轴承额定动静载荷，提高轴承抗变形能力。
所述的尼龙保持架设计非对称型开口状，采用PA46-GF25尼龙材料压注成型，提高了耐高温使用性能。
轴承润滑脂选用耐高温油脂，封入轴承沟道内，与耐高温橡胶密封圈配合使用，保证轴承耐温不低于240℃。
内橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用双唇口组合密封形式，与内圈锁口配合使用，达到防尘、防漏脂的目的；外橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用加长副唇的结构设计，与内圈挡边配合使用，达到防尘、防漏脂的目的。
所述防尘套筒总成包括套筒、2个安装在套筒内径表面的支撑滑套和滑动润滑脂。
套筒采用球铁铸造成型，通过机加工实现其碾压定位安装连接功能；内孔两端设置有两个支撑滑套槽，内孔中部设置有一个储油槽和一个螺纹注油孔；在法兰盘上开设两个直径为10mm通风孔。
支撑滑套采用耐高温尼龙压注成斜开口型，起安装配合支撑、滑动和防尘功能。
所述连接罩是离合器分离器的连接件，通过滚碾将轴承总成、波形弹簧和套筒总成连接为一整体，实现调心力和调心量。采用优质冷轧钢板冲压成型，板厚由现普遍使用的0.8mm加强为1.0mm，提高抗疲劳性能。
本发明重型车用自动调心推式离合器分离器有益效果：
本发明是一款新的连接结构重型车用自动调心推式离合器分离器，采用一种新的连接结构，在保证外形及安装尺寸不增大的前提下提高产品额定载荷，可以直接替代原产品使用，提高承载能力，延长使用寿命。
1、轴承总成是一种高载长寿命轴承总成，轴承回转中心98mm，安装17粒13.494钢球，相对于现用产品额定静载荷提升量如下：
额定载荷 现用产品 本专利申请产品 载荷提升量
额定静载荷 56.1KN 67.5KN， 11.4KN
额定动载荷 35.7KN 44.4KN 8.7KN
额定静载荷比现使用的轴承提高了20%以上；使用耐高温尼龙保持架，内外橡胶密封圈采用带骨架氟橡胶，滚道内封入氟素脂等具体益处为：
（1）轴承额定静载荷提高；提高了轴承承载能力，提高了轴承抗变形能力，降低温升延长使用寿命；
（2）滚道内封入氟素脂，提升轴承耐高温性能，达到240℃；
（3）轴承内橡胶密封圈采用带骨架氟橡胶，提升轴承耐高温性能，达到240℃；
（4）轴承保持架采用PA46+GF25尼龙材料，提升轴承耐高温性能，达到220℃；
由于轴承总成是一种高载荷长寿命轴承总成，使重型车用自动调心推式离合器分离器使用寿命延长到3倍以上。
2、套筒总成的内径表面两端各增加一个耐高温尼龙支撑滑套，中间车加工环形储油槽。同时增加注油孔，在法兰盘上开两个直径10mm通风孔。具体益处为：
（1）斜开口式耐高温尼龙支撑滑套的使用，可减小套筒与管套的配合间隙，取消了花键槽，能够防止粉尘进入油槽污染润滑脂；
（2）与一轴配合间隙减小保证了轴承与离合器的同心度；降低分离系统的振动；
（3）支撑滑套采用PA10T独立压注成型，与套筒整体压注内衬相比，模具简单，工艺性能好，产品尺寸稳定。斜开口型通过与套筒槽的适当配合关系，当尼龙滑套内径缩小也不会导致滑套卡滞；
（4）储油槽可加注不干涸滑动润滑脂，保证套筒在管套上滑动顺畅；
（5）增加注脂孔可加接油管至变速箱外，便于车辆维护保养时加注油脂；
（6）法兰盘上增加的两个通风排气孔，可以保持轴承总成与套筒法兰盘之间压力平衡，起到降低温度、降低粉尘进入轴承内部的可能。支撑滑套为单独尼龙压注成型件，与套筒整体压注内衬相比，模具简单，工艺性能好，产品尺寸容易控制且稳定。
3、连接罩增加了钢板厚度，采用优质冷轧钢板冲压成型，板厚由现普遍使用的0.8mm加强为1.0mm。通过滚碾将轴承总成与套筒总成连接，提高了分离器抗疲劳能力。
波形弹簧，采用弹簧钢冲压成七波型，经热处理提高其弹性极限。安装在连接外罩底部与轴承外圈端面之间的轴向空间内，实现其调心和支撑保位功能。
4、重型车用自动调心推式离合器分离器由于轴承保持架采用PA46+GF25尼龙材、内橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构、外橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构、轴承润滑脂选用耐高温油脂耐耐低温性好，可以耐零下40度低温。
附图说明
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1是重型车用推式离合器分离器结构示意图；
图2是重型车用推式离合器分离器的轴承总成结构示意图；
图3是重型车用推式离合器分离器的外圈结构示意图；
图4是重型车用推式离合器分离器的内圈结构示意图；
图5是重型车用推式离合器分离器的保持架、钢球组件结构示意图；
图6是重型车用推式离合器分离器的外橡胶密封圈结构示意图；
图7是重型车用推式离合器分离器的内橡胶密封圈结构示意图；
图8是重型车用推式离合器分离器的波形弹簧结构示意图；
图9是重型车用推式离合器分离器的连接外罩结构示意图；
图10是重型车用推式离合器分离器的套筒总成结构示意图；
图11是重型车用推式离合器分离器的支撑滑套结构示意图。
图中：1内圈，2、波形弹簧，3、外橡胶密封圈，4、外圈，5、钢球，6、保持架，7、连接外罩，8、轴承润滑脂，9、内橡胶密封圈，10、套筒，11、滑动润滑脂，12、支撑滑套，13、变速箱一轴管套，14、离合器分离指。
参照附图1-11，重型车用自动调心推式离合器分离器（图1）由轴承总成（图2）、防尘套筒总成（图10）、连接罩（图9）和波形弹簧组成（图8）。轴承总成（图2）、波形弹簧（图8）和套筒总成（图10）通过连接外罩（图9）碾压连接，实现轴承调心等功能。在汽车动力总成装配时将重型车用自动调心推式离合器分离器（图1）安装到变速箱一轴管套13上，再将变速箱总成与带推式离合器的发动机总成对接，实现分离器与离合器分离指常接触使用。
重型车用推式离合器分离器（图1）由轴承总成（图2）、安装尼龙滑套的带注油孔的防尘套筒总成（图10）、连接外罩（图9）和波形弹簧（图8）构成。
轴承总成（图2）和防尘套筒总成（图10）放入波形弹簧（图8）通过连接外罩（图9）碾压连接，（如图1）。在汽车动力总成装配时将重型车用自动调心推式离合器分离器安装到变速箱一轴管套13上，再将变速箱总成与带推式离合器的发动机总成对接。保证分离器与推式离合器常接触配合。
所述轴承总成包括内圈1、外圈4、钢球5、保持架6、轴承润滑脂8、外橡胶密封圈3和内橡胶密封圈9。
安装流程为：将外橡胶密封圈3套入内圈挡边，17粒钢球5压入保持架6的兜孔内，组成保持架、钢球组件，如图5。在外圈内放入保持架6、钢球5组件，加热外圈4，压入带外橡胶密封圈3的内圈，注入耐高温润滑脂8，分别将外橡胶密封圈3、内橡胶密封圈9压入外圈4密封槽内，如图2。
内圈1大端外径车一大挡边1-1，保证较大的平面与离合器分离指14接合，适应与不同规格分离中心配合使用，内径设置1个内挡边1-2；与套筒10端面配合起防尘盖的作用；内圈1小端小外径上磨加工安装锁球口1-3，如图3，是实现大载荷（大填球角）轴承装配的关键设计；
外圈4非基面端内径车加工非安装锁球口4-1，便于保持架6、钢球5组件的放入；在非安装锁球口4-1和基面挡边上分别车外密封槽4-2和内密封槽4-3，分别与外橡胶密封圈3、内橡胶密封圈9配合，起密封油脂的作用。
钢球6采用直径为13.494轴承钢钢球17粒，保证较高的轴承额定动静载荷，提高轴承抗变形能力。
保持架7采用压注成型“C”型尼龙保持架，采用耐高温材料PA46-GF25，长期使用温度提高到220C°；
轴承润滑脂8选用耐高温油脂，封入轴承沟道内，与耐高温橡胶密封圈配合使用，保证轴承耐温不低于240℃。
内橡胶密封圈9采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用双唇口组合密封形式，与内圈锁口配合（图6）。
外橡胶密封圈3采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用加长副唇3-1的结构设计，与内圈1配合（图4）使用，达到防尘、防漏脂的目的。
所述套筒总成（图10）包括套筒10、两个安装在套筒10内径表面环槽内的支撑滑套12和滑动润滑脂11。
套筒10采用球铁铸造成型，通过机加工实现其安装连接功能（图10）；套筒10内孔两端设置有两个支撑滑套槽10-1，内孔中部设置有一个储油槽10-2和一个螺纹注油孔10-3，在法兰盘上开两个10mm通风孔10-4。
支撑滑套12采用尼龙压注呈斜开口型（图11），与套筒环形槽内配合使用，安装到变速箱一轴管套上，承担配合、滑动和防尘功能。
所述滑动润滑脂11采用市售防水轴承润滑脂。
所述连接罩7是离合器分离器的连接件（图9），采用优质冷轧钢板冲压成型，通过滚碾将轴承总成（图2）、波形弹簧2与套筒总成（图10）连接为一整体（图1）。板厚由现普遍使用的0.8mm加强为1.0mm，提高了分离器的疲劳强度。也是实现调心力和调心量的关键零件之一。
所述波形弹簧2，采用弹簧钢冲压成七波型，经热处理提高其弹性极限。安装在连接外罩与轴承外圈之间的轴向空间内，实现其调心和支撑保位功能，是确定调心力大小支撑保位的关键零件。
Claims (10)
1.一种重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，由轴承总成、防尘套筒总成、连接罩和波形弹簧组成；
所述的轴承总成包括内圈、外圈、钢球、保持架、轴承润滑脂、内橡胶密封圈和外橡胶密封圈；
所述防尘套筒总成包括套筒、2个安装在套筒内径表面的支撑滑套和滑动润滑脂；
所述连接罩是离合器分离器的连接件，通过滚碾将轴承总成、波形弹簧和套筒总成连接为一整体，实现调心力和调心量。
2.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，
保持架采用耐高温尼龙压注成型，将钢球压入保持架兜孔内，形成保持架钢球组件，放入外圈形成外圈组件，加热外圈，再将内圈压入外圈组件，注入轴承润滑脂，分别将外密封圈、内密封圈分别压入外圈两面密封槽内。
3.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的内圈大端面外径上设置大挡边，确保内圈大端面与离合器分离中心面配合，小外径设置一安装锁球口，既保安装又不散套；内圈内径设置1个内挡边，与套筒端面配合起防尘的作用。
4.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的外圈内径外端设置一非装配锁口，作用是保证保持架钢球组件的放入，锁口上设置一个密封槽，内挡边设置一个密封槽，分别与内外密封圈配合使用，起到防尘漏脂的作用。
5.根据权利要求2所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的钢球选用17粒直径为13.494轴承钢钢球，保证较高的轴承额定动静载荷，提高轴承抗变形能力。
6.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的保持架采用压注成型“C”型尼龙保持架，采用耐高温材料PA46-GF25，长期使用温度提高到220C°。
7.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的内橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用双唇口组合密封形式，与内圈锁口配合使用，达到防尘、防漏脂的目的；外橡胶密封圈采用金属骨架硫化耐高温橡胶结构，内唇采用加长副唇的结构，与内圈挡边配合使用，达到防尘、防漏脂的目的。
8.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的套筒采用球铁铸造成型，通过机加工实现其碾压定位、安装连接功能；内孔两端设置有两个支撑滑套槽，内孔中部设置有一个储油槽和一个螺纹注油孔；在法兰盘上开设两个直径为10mm通风孔。
9.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的支撑滑套采用耐高温尼龙压注成斜开口型，起安装配合支撑、滑动和防尘功能。
10.根据权利要求1所述的重型车用自动调心推式离合器分离器，其特征在于，所述的轴承润滑脂选用耐高温油脂，封入轴承沟道内，与耐高温橡胶密封圈配合使用，保证轴承耐温不低于240℃；所述波形弹簧，采用弹簧钢冲压成波型，经热处理提高其弹性极限；
安装在连接外罩与轴承外圈之间的轴向空间内，实现其调心和支撑保位功能。
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