CN109882522A - 动力结合机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力结合机构，包括：离合器，其装设在所述动力机构的动力轴上，所述离合器具有一个结合端面，所述结合端面上开设有一段沿周向延伸的止挡槽；挡杆；施力机构，其用于施力于所述挡杆，以使所述挡杆的头部至少在所述动力机构启动能够位于所述止挡槽中并由所述止挡槽的槽壁止挡。本发明不存在磨损情况，且不会因力的建立时间问题而带来对动力轴的转动角度限制的滞后性的问题。

Description

动力结合机构

技术领域

本发明涉及汽车的传动技术领域，特别涉及一种用于传输动力的结合机构。

背景技术

动力-传动系统是移动设备(如汽车，具体如，专用汽车)的重要组成部分，其用于为作业装置提供动力。例如，旋耕机械，均具有上述系统。动力-传动系统通常会包括动力机构、传动机构以及连接动力机构与传动机构的结合机构。其中，动力机构，如，发动机，其用于提供动力；传动机构用于将动力机构的动力传递给作业装置；结合机构包括离合器及其组件，其用于使动力机构与传动机构可选择性的结合。

有些设备，在设备启动的同时，或者说，动力机构启动的同时，需要传动机构也及时受到驱动。若能够使传动机构也能够及时受到驱动，要求动力机构的动力轴初转角度不大于一个最大允许角度(如120°)，以便通过结合机构的离合器(安装在动力轴上)使传动机构与动力机构实现结合。

现有技术中限制动力机构的动力轴的初转角度不大于最大允许角度的方式是：当动力机构启动时，利用抱紧机构径向的靠近并抱紧离合器，以通过施加摩擦力的方式使离合器的初转角度限制在最大允许角度以内。

上述限制初转角度的方式存在如下缺点：

1、抱紧机构与离合器通过摩擦而限制离合器的初转角度，进而增大了抱紧机构和离合器结合区域的磨损，进而加大了抱紧机构和离合器因磨损而需要更换的概率，并且，两者之间所形成的摩擦会因长期使用而减小，可能会出现初转角度限制失效。

2、上述方式具有反应滞后性的问题，即：当离合器转过的初始角度将或已大于最大允许角度时，抱紧机构尚无法对离合器的转动加以完全限制。这源于为抱紧机构提供动力的机构无法提供及时的动力。例如，采用电磁机构为抱紧机构提供动力时，电磁线圈建立足够的电磁力需要一定时间；再例如，采用液压机构为抱紧机构提供动力时，因液压机构自身不可避免的原因(例如，压力建立时间较长，或者液压油的因粘度较大而流动性较大)，使得在动力机构启动时，不能够为抱紧机构提供及时足够的动力。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种动力结合机构。

为解决上述技术问题，本发明的实施例采用的技术方案是：

一种动力结合机构，其用于使动力机构与传动机构进行结合，所述动力结合机构包括：

离合器，其装设在所述动力机构的动力轴上，所述离合器具有一个结合端面，所述结合端面上开设有一段沿周向延伸的止挡槽；

挡杆；

施力机构，其用于施力于所述挡杆，以使所述挡杆的头部至少在所述动力机构启动能够位于所述止挡槽中并由所述止挡槽的槽壁止挡。

优选地，所述止挡槽的周向上相对的两个槽壁均具有靠近槽底且平行于所述离合器的轴线的第一止挡壁以及远离槽底并与所述离合器的轴线成角度设置倾斜的第二止挡壁；

所述施力机构以能够使所述挡杆伸缩的方式施力于所述挡杆，且能够使：

当所述动力机构启动而为所述动力轴提供第一力矩时，所述挡杆的头部止挡于所述第二止挡壁；

当所述动力机构启动而为所述动力轴提供第二力矩时，所述第二止挡壁迫使所述挡杆克服所述施力机构所施力而使所述挡杆的头部退出所述止挡槽，其中：

所述第二力矩大于所述第一力矩。

优选地，

当所述动力机构启动时，所述驱力机构基于弹力和/或电磁力施力于所述挡杆；

在所述动力机构启动预设时间后，所述施力机构至少基于液力驱动所述挡杆的头部从止挡于第二止挡壁切换至止挡于第一止挡壁。

优选地，所示施力机构包括：

第一缸体；

活塞，其设置于所述第一缸体中以将所述第一缸体内部分成第一腔室和第二腔室，所述止挡杆连接在所述活塞上，其头部穿设所述第一腔室以伸出所述第一缸体；

第二缸体，其设置于所述第二腔室中；所述活塞上设置有推杆，所述推杆伸入至所述第二缸体中；

作动部件，其用于通过活塞向所述挡杆施加弹力和/或所述电磁力。

液压机构，其用于选择性的为所述第一腔室和第二腔室提供液压油，以通过驱动活塞而向所述活塞施加液力。

优选地，所述作动部件包括：

弹簧，其设置于所述第二缸体中并抵靠所述推杆；

永磁铁，其设置于所述推杆上；

电磁铁，其设置于所述第二缸体内并与所述永磁铁相对。

优选地，

所述第二缸体设置于所述第一缸体的缸盖上；

所述缸盖开设有与所述第二缸体轴向相对的安装口；

所述安装口处设置有可拆卸地封盖。

优选地，所述液压机构包括：

泵，自其出口形成有第一管路和第二管路；

压力控制单元，其设置于第一管路上，以使经过所述压力控制单元的液压油的压力低于所述第二管路的压力；

阀装置，其具有使第一管路与所述第一腔室连通而同时使第二管路与所述第二腔室连通的第一位置、具有使第一管路与所述第二腔室连通而同时使第二管路与所述第一腔室连通的第二位置、以及具有使第一腔室与第二腔室连通而同时使第一管路和第二管路均与所述第一腔室和所述第二腔室断开的第三位置。

与现有技术相比，本发明公开的动力结合机构的有益效果是：本发明通过在离合器上开设止挡槽，并利用施力机构施力于挡杆以在动力机构启动之前预先使挡杆的头部伸入至止挡槽中，进而能够将动力轴的初转角度有效的限制在最大允许角度以内。重要的是：相对于现有技术，本发明不存在磨损情况，且不会因力的建立时间问题而带来对动力轴的转动角度限制的滞后性的问题。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的动力结合机构的结构示意图，其中，挡杆的头部处于抵靠第二止挡壁的状态。

图2为图1的局部B的放大视图。

图3为图1的标号31附近区域的局部剖视图。

图4为本发明的实施例所提供的动力结合机构的结构示意图，其中，挡杆的头部处于抵靠第一止挡壁的状态。

图5为图4的局部C的放大视图。

图6为图4的标号31附近区域的局部剖视图。

图7为本发明的实施例所提供的动力结合机构的结构示意图，其中，挡杆的头部处于退出止挡槽的状态。

图8为图7的局部D的放大视图。

图9为图1的A-A向剖视图。

图中：

100-动力机构；101-动力轴；102-安装体；200-输入轴；300-结合机构； 10-离合器；11-止挡槽；111-第一止挡壁；112-第二止挡壁；113-止挡斜面； 20-施力机构；21-第一缸体；211-缸盖；22-活塞；231-第一腔室；232-第二腔室；24-第二缸体；241-封盖；25-推杆；26-弹簧；271-永磁铁；272-电磁铁；30-挡杆；31-头部；32-安装盘；40-液压机构；41-泵；421-第一管路； 422-第二管路；43-压力控制单元；44-阀装置。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1至9所示，本发明的实施例公开一种动力结合机构300，该结合机构300能够至少在动力机构100启动时与传动机构结合。该结合机构 300具体包括离合器10、挡杆30以及施力机构20。离合器10与动力机构100的动力轴101同轴连接以实现与动力轴101的同步转动，例如，离合器 10与作为动力机构100的发动机的输出轴同步转动，在本发明中，如图1至3所示，离合器10设置一个结合端面，在结合端面上开设一段沿周向延伸的止挡槽11(即，呈弧形的止挡槽11)，该止挡槽11延伸的弧线段所对应的中心角小于动力轴101的初转角度的最大允许角度。挡杆30用于在动力机构100启动时，限制离合器10自由转动的初转角度超过最大允许角度，以便使离合器10与传动机构的输入轴200上的齿轮部件实现结合(通过限制离合器10转动角度或转动速度来实现动力机构100与传动机构的齿轮部件的结合为常识，在此不再赘述)。具体地，挡杆30通过与施力机构20配合以如下方式实现对离合器10的初转角度的限制：如图2所示，施力机构 20对挡杆30施力，使得挡杆30的头部31在动力机构100未启动时便位于止挡槽11中。如此，当动力机构100启动而使动力轴101以及离合器10同步转动而致使止挡槽11的槽壁与挡杆30的头部31抵靠时，离合器10以及动力轴101被限制转动，由于止挡槽11所对应的中心角小于最大允许角度，这使得离合器10在其初转角度未超过最大允许角度时便被止挡槽11限制。

本发明通过在离合器10上开设止挡槽11，并利用施力机构20施力于挡杆30以在动力机构100启动之前预先使挡杆30的头部31伸入至止挡槽 11中，进而能够将动力轴101的初转角度有效的限制在最大允许角度以内。重要的是：相对于现有技术，本发明不存在磨损情况，且不会因力的建立时间问题而带来对动力轴101的转动角度限制的滞后性的问题。

为能够因某些状况而使动力机构100与传动机构解除结合，例如，当装设在传动机构的输出轴上的作业装置负载过大时(负载过大，容易造成传动机构中的传动部件甚至动力部件的动力部件损坏)，需要解除动力机构100 与传动机构的结合，即，使挡杆30解除对离合器10转动的限制。在本发明的一个优选实施例中，使挡杆30配置成能够伸缩的结构，例如，可通过配置结合机构300的施力方式驱动挡杆30在作业装置负载过大时回缩，使得挡杆30的头部31退出止挡槽11，进而解除动力机构100与传动机构的结合。

通常，如背景技术中所介绍，需要在动力机构100启动时与传动机构进行结合，这是出于如下考虑：动力机构100的启动与传动机构的运行同步进行，这样会使得传动机构内部的润滑油及时升温以降低自身粘度，进而使传动机构的传动效率尽早提高到最优值，如此，在作业装置工作时，这个设备的工作效率会提高且对整个设备的使用寿命，尤其对传动机构的使用寿命有益。

然而，在一些特殊情况下，需要使动力机构100的动力轴101在启动时与传动机构解除结合，这些特殊情况如，以旋耕设备为例，操作者在关闭旋耕设备时，忘记将旋耕犁(作业装置的一种)与传动机构断开，这样，当动力机构100再次启动时，动力机构100通过传动机构将动力传递给旋耕犁，也就是说，动力机构100在启动时或者启动后的便受到带动旋耕犁的负荷，由于动力机构100、传动机构的内部部件此时处于“冷”状态(所谓“冷”状态是指功能部件和润滑部件温度较低，其刚度和强度较差，如此在受到较大力矩或力时损坏)，这增加了内部部件损坏的概率，如，动力轴101扭断，因此，在该情况下，需要及时使解除动力机构100与传动机构结合。

为了能够在传动机构未与作业装置连接时使动力机构100与传动机构进行结合，且能够在传动机构与作业装置连接时使动力机构100与传动机构解除结合，本发明的一个优选实施例提供了一个方案，在实施例中，如图1 和图3所示，并结合图2，使止挡槽11的周向上相对的两个槽壁均具有靠近槽底且平行于离合器10的轴线的第一止挡壁111以及远离槽底并与离合器10的轴线成角度设置倾斜的第二止挡壁112，第一止挡壁111与第二止挡壁112可通过过渡圆角连接；且将施力机构20的施力大小以及时机设置成：如图3所示，当动力机构100启动而为动力轴101提供第一力矩时，挡杆30的头部31止挡于第二止挡壁112；当动力机构100启动而为动力轴101 提供第二力矩时，第二止挡壁112迫使挡杆30克服施力机构20所施力而使挡杆30的头部31退出止挡槽11，其中：第二力矩大于第一力矩。

应该说明：第一力矩是传动机构与作业装置处于未连接状态时，动力机构100，如，发动机，为动力轴101提供的力矩，该力矩因不是用于驱动作业装置而较小；第二力矩是传动机构与作业装置处于连接状态，动力机构 100在启动过程中，特别是启动过程的最后阶段为动力轴101提供的力矩，该力矩因同时用于驱动传动机构以及作业状态而较大。

上述实施例能够实现在传动机构未与作业装置连接时使动力机构100 与传动机构进行结合，且能够在传动机构与作业装置连接时使动力机构100 与传动机构解除结合的原因在于：

在传动机构未与作业装置连接时，通过挡杆30的头部31与倾斜的第二止挡壁112之间的相互抵靠便可将仅用于驱动传动机构的第一力矩传递给传动机构而使传动机构运行；当在传动机构与作业装置连接时，因作业装置机构给予传动机构以及动力机构100的负载较大，例如，旋耕犁旋入地面以下一定距离，而第二力矩传递给离合器10，该力矩能够使得第二止挡壁112 因斜面配合迫使挡杆30的头部31沿第二止挡壁112向外滑出止挡槽11，进而使离合器10与传动机构解除结合，以实现动力机构100与传动结构的解除结合的目的。

在本发明的一个优选实施例中，施力机构20施力于挡杆30的时机和类型为：当动力机构100启动时，施力机构20基于弹力和/或电磁力施力于挡杆30；在动力机构100启动预设时间后，施力机构20主要基于液力驱动挡杆30的头部31从止挡于第二止挡壁112切换至止挡于第一止挡壁111。为此，在一个优选方案中，所示施力机构20包括：第一缸体21、活塞22、第二缸体24、作动部件以及液压机构40。其中，第二缸体24与动力机构100 共同固定在一个安装体102上，活塞22设置于第一缸体21中以将第一缸体 21内部分成第一腔室231和第二腔室232，止挡杆30连接在活塞22上，其头部31穿设第一腔室231以伸出第一缸体21，为使挡杆30的头部31对应于位于离合器10边缘周向延伸的止挡槽11，在挡杆30的中部设置一个安装盘32，挡杆30的头部31设置在安装盘32的边缘以与止挡槽11径向相对；第二缸体24设置于第二腔室232中；活塞22上设置有推杆25，推杆 25伸入至第二缸体24中；作动部件用于通过活塞22向挡杆30施加弹力和电磁力，具体为，作动部件包括弹簧26、永磁铁271和电磁体，弹簧26设置于第二缸体24中并抵靠推杆25，永磁铁271设置于推杆25上，电磁铁 272设置于第二缸体24内并与永磁铁271相对。液压机构40包括：泵41、压力控制单元43、阀装置44以及其他附属元件。泵41自其出口形成有第一管路421和第二管路422；压力控制单元43设置于第一管路421上，以使经过压力控制单元43的液压油的压力低于第二管路422的压力；阀装置 44为电磁阀装置44，其具有使第一管路421与第一腔室231连通而同时使第二管路422与第二腔室232连通的第一位置、具有使第一管路421与第二腔室232连通而同时使第二管路422与第一腔室231连通的第二位置、以及具有使第一腔室231与第二腔室232连通而同时使第一管路421和第二管路 422均与第一腔室231和第二腔室232断开的第三位置。

下面介绍一下具有上述结构的施力机构20的结合机构300的工作过程以借此说明本发明的优势。

当启动设备，即启动动力机构100时，动力轴101带动离合器10开始转动，同时，泵41受动力机构100驱动开始运行以为整个液压机构40建立压力，且使阀装置44均保持失电状态，而同时向电磁铁272通电，此时，足够的液力尚未建立，阀装置44处于第三位置，活塞22不受液力驱动，活塞22仅受弹簧26的弹力以及磁铁之间的磁力(若已建立)驱动而使挡杆30的头部31伸入至止挡槽11中。在此时，如图1至3所示，若传动装置与作业装置处于未连接状态，动力机构100所输出的第一力矩不会迫使挡杆 30退出止挡槽11，进而将第一力矩传递给传动机构，进而使得动力机构100 与传动机构在启动时形成结合；若传动装置与作业装置处于连接状态，动力机构100所输出的力矩会上升至第二力矩，该力矩会迫使挡杆30的头部31 突出止挡槽11，进而实现动力机构100与作业装置在启动时的分离。

当设备启动预设时间后(应该说明，该预设时间应该理解为至少是液压机构40以建立足够的液力时间，当然也可以长于这个时间)，需要动力机构 100承担作业装置的负载时，如图4至6所示，通过向阀装置44通电，而阀装置44切换至第一位置，如此，因压力控制单元43的存在使得第二腔室 232内的液压油的压力大于第一腔室231内的液压油的压力，进而推动活塞 22以带动挡杆30朝结合端面方向移动，进而使挡杆30的头部31克服第二止挡壁112的束缚而向止挡槽11的内部伸入进而止挡于第一止挡壁111，此时，即使当动力轴101输出能够驱动作业装置的力矩时(该力矩可以大于第二力矩)，动力机构100与传动机构也不会解除结合，进而使动力机构100 能够驱动作业装置；当需要解除动力机构100对作业装置的驱动时，如图7 和图8所示，向阀装置44通电，使阀装置44切换至第二位置，如此，第一腔室231内的液压油的压力大于第二腔室232内的液压油的压力，进而驱动活塞22以带动挡杆30朝远离结合端面的方向移动，进而使挡杆30退出止挡槽11，从而使动力机构100与传动机构分离，即，实现动力机构100与作业装置的分离。

应该说明：

1、为防止活塞22在仅受弹力和磁力的作用，且离合器10未转动至第二止挡壁112与挡杆30的头部31抵靠的角度时，止挡杆30的头部31因未受到弹力与磁力的合力的反力而向止挡槽11的内部进一步移动，在止挡槽 11的径向相对的槽壁上设置止挡斜面113以用于限制止挡杆30进一步向止挡槽11移动。

2、通过改变同入电磁铁272的电流的大小可以改变传动机构能够承受动力轴101所输出的第一力矩的大小，例如，当增大电流时，即使在动力轴 101所输出的第一力矩的值增大也可实现动力机构100与传动机构的结合。如此，可通过调节电流大小来使动力机构100与传动机构在合理的力矩以内结合。

3、弹力要大于电磁力，以防止电磁力因建立时间问题使得动力机构100 在启动而输出第一力矩时，因挡杆30未受到施力机构20足够的力而退出止挡槽11，导致结合失败。

上述实施例的优势还在于：利用弹力的实时性以及能够使挡杆30实现伸缩的特性来使动力机构100与传动机构实现择机的有效结合(该结合为初始结合)，进而为液力的建立赢得施加以能够最终实现液力作用下的最终结合。此外，通过单独设置第二缸体24，并使弹簧26以及磁铁设置于第二缸体24中，进而实现与第二缸体24的油液的分离，进而使液压油与弹力控制部件以及电磁控制部件分离。

在本发明的一个优选实施例中，第二缸体24设置于第一缸体21的缸盖 211上；缸盖211开设有与第二缸体24轴向相对的安装口；安装口处设置有可拆卸地封盖241。在本实施例中，当需要更换电磁铁272或者弹簧26 时，可通过拆卸封盖241能够将电磁铁272或者弹簧26通过安装口进行去除和更换。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种动力结合机构，其用于使动力机构与传动机构进行结合，其特征在于，所述动力结合机构包括：

离合器，其装设在所述动力机构的动力轴上，所述离合器具有一个结合端面，所述结合端面上开设有一段沿周向延伸的止挡槽；

挡杆；

施力机构，其用于施力于所述挡杆，以使所述挡杆的头部至少在所述动力机构启动能够位于所述止挡槽中并由所述止挡槽的槽壁止挡。

2.根据权利要求1所述的动力结合机构，其特征在于，所述止挡槽的周向上相对的两个槽壁均具有靠近槽底且平行于所述离合器的轴线的第一止挡壁以及远离槽底并与所述离合器的轴线成角度设置倾斜的第二止挡壁；

所述施力机构以能够使所述挡杆伸缩的方式施力于所述挡杆，且能够使：

当所述动力机构启动而为所述动力轴提供第一力矩时，所述挡杆的头部止挡于所述第二止挡壁；

当所述动力机构启动而为所述动力轴提供第二力矩时，所述第二止挡壁迫使所述挡杆克服所述施力机构所施力而使所述挡杆的头部退出所述止挡槽，其中：

所述第二力矩大于所述第一力矩。

3.根据权利要求2所述的动力结合机构，其特征在于，当所述动力机构启动时，所述驱力机构基于弹力和/或电磁力施力于所述挡杆；

在所述动力机构启动预设时间后，所述施力机构至少基于液力驱动所述挡杆的头部从止挡于第二止挡壁切换至止挡于第一止挡壁。

4.根据权利要求3所述的动力结合机构，其特征在于，所示施力机构包括：

第一缸体；

活塞，其设置于所述第一缸体中以将所述第一缸体内部分成第一腔室和第二腔室，所述止挡杆连接在所述活塞上，其头部穿设所述第一腔室以伸出所述第一缸体；

第二缸体，其设置于所述第二腔室中；所述活塞上设置有推杆，所述推杆伸入至所述第二缸体中；

作动部件，其用于通过活塞向所述挡杆施加弹力和/或所述电磁力；

液压机构，其用于选择性的为所述第一腔室和第二腔室提供液压油，以通过驱动活塞而向所述活塞施加液力。

5.根据权利要求4所述的动力结合机构，其特征在于，所述作动部件包括：

弹簧，其设置于所述第二缸体中并抵靠所述推杆；

永磁铁，其设置于所述推杆上；

电磁铁，其设置于所述第二缸体内并与所述永磁铁相对。

6.根据权利要求5所述的动力结合机构，其特征在于，所述第二缸体设置于所述第一缸体的缸盖上；

所述缸盖开设有与所述第二缸体轴向相对的安装口；

所述安装口处设置有可拆卸地封盖。

7.根据权利要求5所述的动力结合机构，其特征在于，所述液压机构包括：

泵，自其出口形成有第一管路和第二管路；

压力控制单元，其设置于第一管路上，以使经过所述压力控制单元的液压油的压力低于所述第二管路的压力；

阀装置，其具有使第一管路与所述第一腔室连通而同时使第二管路与所述第二腔室连通的第一位置、具有使第一管路与所述第二腔室连通而同时使第二管路与所述第一腔室连通的第二位置、以及具有使第一腔室与第二腔室连通而同时使第一管路和第二管路均与所述第一腔室和所述第二腔室断开的第三位置。