CN110608240A - 一种常闭离合器结构及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种常闭离合器结构及其使用方法，集成输入轴、离合器支座、活塞、弹簧、离合器、输出轴等零件。当动力从输入轴输入时，如果工作油路没有充满高压油，弹簧推动活塞将离合器压紧，从而将动力传递到输出轴上，进行动力的传递；如果工作油路充满高压油，高压油推动活塞向远离离合器的方向移动，离合器打开，动力无法从输入轴传递到输出轴。本发明离合器处于常闭状态，此时可传递动力，保证整车在液压系统和电控系统失效的情况下，依然能够传递动力，结构安全。

Description

一种常闭离合器结构及其使用方法
技术领域
本发明涉及换挡结构，具体为一种常闭离合器结构及其使用方法。
背景技术
目前，国内拖拉机匹配的手动档变速器，其换档机构绝大部分依然是最低端的啮合套换挡，近年来市场上也出现了技术比较先进的同步器换挡和动力换挡产品。但其中的动力换挡产品的变速器桥箱总成一般都是从国外直接进口总成，成本高。比动力换挡技术水平更先进、更复杂的机械液压功率分流CVT产品，在欧洲已经占到市场一半，但是匹配CVT的拖拉机在国内市场依然是空白。同步器换挡冲击大，相比较而言，离合器换挡结构换挡冲击小。但是现有的离合器结构基本属于常开式，即工作油路没有高压油时离合器处于打开状态，工作油路有高压油时，离合器才处于闭合状态，这种结构在液压系统出现问题时，无法进行动力的传动，从而导致车的前轮转动而后轮无法转动的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种常闭离合器结构及其使用方法，离合器处于常闭状态，能保证整车在液压系统和电控系统失效的情况下，依然能够传递动力，结构安全。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种常闭离合器结构，包括输入轴、输出轴、离合器、离合器内毂、活塞、弹簧、离合器支座和离合器齿圈；
离合器内毂固定套设在输入轴上，弹簧、活塞和离合器依次套设在离合器内毂上，弹簧远离活塞的一侧固定，且弹簧处于压缩状态；
输出轴与输入轴同轴相对设置，离合器支座固定套设在输出轴上，离合器齿圈一端固定套设在离合器支座上，离合器齿圈的另一端内圈与离合器中摩擦片通过花键连接，离合器内圈与离合器内毂通过花键连接；
活塞靠近离合器的一侧设置有活塞腔，输入轴内设置有输入轴工作油路，输入轴工作油路经过离合器内毂与活塞腔连通。
优选的，离合器内毂外圈呈二级阶梯轴设置，包括直径依次增大的一级轴段和二级轴段，弹簧和活塞套设在离合器内毂的一级轴段上，离合器套设在二级轴段上；
活塞内部呈二级阶梯孔设置，包括直径依次增大的一级孔段和二级孔段，一级孔段靠近弹簧，二级孔段远离弹簧；离合器内毂的一级轴段和二级轴段之间形成外圈台阶，活塞与外圈台阶之间设有挡圈，挡圈套设在离合器内毂的一级轴段上且位于活塞的二级孔段内，挡圈一侧贴紧离合器内毂外圈台阶的台阶面，在活塞和挡圈之间形成密封的活塞腔。
进一步的，离合器和活塞之间设置有第一背板，第一背板套设在离合器内毂的二级轴段上，第一背板的一侧与离合器接触，另一侧与活塞接触。
进一步的，离合器内毂的一级轴段内圈通过花键与输入轴连接。
优选的，弹簧远离活塞的一侧设置有隔套和第一卡环，隔套和第一卡环套设在离合器内毂上，且隔套位于弹簧和第一卡环之间。
优选的，弹簧采用碟片弹簧。
优选的，离合器中对偶片通过花键与离合器内毂连接，离合器远离活塞的一侧设置有背板，背板远离离合器的一侧设置有卡环，背板的一侧与离合器接触，另一侧与卡环接触，卡环套装在离合器内毂上。
优选的，输入轴上设有输入轴润滑油路，离合器内毂上设有离合器内毂润滑油孔，离合器齿圈上设有离合器齿圈润滑油孔；离合器内毂润滑油孔一端与输入轴润滑油路连通，另一端与离合器连通；离合器齿圈润滑油孔一端与离合器连通，另一端与润滑油箱体连通。
优选的，离合器靠近输出轴，活塞远离输出轴；输入轴与输出轴相对的一端通过V型圈连接，输出轴设有输出轴润滑油路，输入轴润滑油路和输出轴润滑油路通过V型圈连通；输出轴上设有输出轴润滑油孔，输出轴润滑油路、输出轴润滑油孔和离合器内毂润滑油孔依次连通。
所述的常闭离合器结构的使用方法，动力从输入轴输入，当输入轴工作油路中没有高压油时，活塞腔中没有高压油，弹簧将活塞压向靠近离合器的一侧，使离合器处于闭合状态，动力传到离合器齿圈，然后再传递到输出轴；
当输入轴工作油路中有高压油时，活塞腔中有高压油，活塞克服弹簧的压紧力，向远离离合器的方向移动，离合器处于松开状态。动力无法传输至输出轴，输出轴不输出动力。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明常闭离合器结构，集成输入轴、离合器支座、活塞、离合器、输出轴等零件。当动力从输入轴输入时，如果工作油路没有充满高压油，弹簧推动活塞将离合器压紧，从而将动力传递到输出轴上，进行动力的传递；如果工作油路充满高压油，高压油推动活塞向远离离合器的方向移动，离合器打开，动力无法从输入轴传递到输出轴。本发明离合器处于常闭状态，此时可传递动力，保证整车在液压系统和电控系统失效的情况下，依然能够传递动力，结构安全。本发明结构紧凑、控制简单。
进一步的，离合器和活塞之间设置有背板，活塞通过背板与离合器接触，可以增大与离合器的接触面积，使离合器受力均匀。
进一步的，设置润滑油通路，当输入轴润滑油路中存在润滑油时，润滑油能够进入离合器，润滑离合器。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、离合器齿圈；2、离合器；3、背板；4、挡圈；5、离合器内毂；6、活塞；7、弹簧；8、隔套；9、输入轴；10、第一卡环；11、第五密封圈；12、第一密封圈；13、V型圈；14、第二卡环；15、离合器支座；16、输出轴；17、第三卡环；18、第四卡环；19、输入轴润滑油路；20、输入轴工作油路；21、第一花键；22、输出轴润滑油孔；23、第二花键；24、输出轴润滑油路；25、第三花键；26、离合器内毂润滑油孔；27、活塞腔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明常闭离合器结构集成输入轴、离合器支座、活塞、离合器摩擦片组、输出轴等零件。当动力从输入轴传递到离合器内毂后，工作油路没有充满高压油，由于弹簧处于压紧状态，所以活塞将离合器压紧。从而将动力传递到输出轴上，进行动力的传递。当工作油路充满高压油，高压油推动活塞右移，离合器打开，动力无法从输入轴传递到输出轴。
如图1所示，本发明所述的常闭离合器结构，包括输入轴9、输出轴16、离合器2、离合器内毂5、活塞6、弹簧7、离合器支座15和离合器齿圈1。
离合器内毂5外圈呈二级阶梯轴设置，包括直径依次增大的一级轴段和二级轴段，一级轴段套设在输入轴9上，离合器内毂5和输入轴9通过第一花键21连接。弹簧7和活塞6套设在离合器内毂5的一级轴段上，离合器2套设在二级轴段上，且活塞6位于弹簧7和离合器2之间。弹簧7远离活塞6的一侧设置有隔套8和第一卡环10，隔套8和第一卡环10套设在离合器内毂5上，且隔套8位于弹簧7和第一卡环10之间，弹簧7被隔套8和第一卡环10压紧。
离合器2和活塞6之间设置有第一背板3，第一背板3套设在离合器内毂5的二级轴段上，第一背板3的一侧与离合器2接触，另一侧与活塞6接触，当需要压紧离合器2时，弹簧7通过活塞6压紧第一背板3，进而压紧离合器2。在一个实施例中，弹簧7采用碟片弹簧。
离合器2中对偶片通过花键与离合器内毂5的二级轴段连接。离合器2远离活塞6的一侧设置有第二背板，第二背板远离离合器2的一侧设置有第四卡环18，第二背板的一侧与离合器2接触，另一侧与第四卡环18接触，第四卡环18套装在离合器内毂5上，从而通过第四卡环18来限定离合器2与离合器内毂5的轴向位置。
输出轴16与输入轴9同轴相对设置，离合器支座15套设在输出轴16上，离合器支座15与输出轴16通过花键E连接，离合器支座15与输出轴16还通过第三卡环17连接，从而通过第三卡环17限定两者的轴向相对位置。离合器齿圈1一端套设在离合器支座15上，并通过第三花键25连接，离合器齿圈1和离合器支座15还通过第二卡环14连接，通过第二卡环14来限定两者的相对轴向位置；离合器齿圈的另一端内圈通过花键与离合器中摩擦片连接。
活塞6内部呈二级阶梯孔设置，包括直径依次增大的一级孔段和二级孔段，一级孔段靠近弹簧7，二级孔段远离弹簧7。离合器内毂5的一级轴段和二级轴段之间形成外圈台阶，活塞6与离合器内毂5的外圈台阶之间设有挡圈4，挡圈4套设在离合器内毂5的一级轴段上且位于活塞6的二级孔段内，挡圈4一侧贴紧离合器内毂5外圈台阶的台阶面，挡圈4内圈与离合器内毂5通过第一密封圈12密封接触，挡圈4外圈与活塞6通过第二密封圈密封接触，在活塞6和挡圈4之间形成密封的活塞腔27。输入轴9内设置有输入轴工作油路20，输入轴工作油路20经过离合器内毂5与活塞腔27连通。活塞6内圈与离合器内毂5通过第三密封圈密封接触，输入轴9位于输入轴工作油路20出口两侧的位置分别设置第四密封圈和第五密封圈11，使离合器内毂5与输入轴9密封接触。
在一个实施例中，离合器2靠近输出轴，活塞6远离输出轴。输入轴9与输出轴16相对的一端通过V型圈连接，输入轴9上设有输入轴润滑油路19，输出轴16设有输出轴润滑油路24，输入轴润滑油路19和输出轴润滑油路24通过V型圈连通。输出轴16上设有输出轴润滑油孔22，离合器内毂5的二级轴段上设有离合器内毂润滑油孔26，输出轴润滑油路24、输出轴润滑油孔22和离合器内毂润滑油孔26依次连通，离合器内毂润滑油孔26的另一端与离合器2连通。离合器齿圈1上设有离合器齿圈润滑油孔，离合器齿圈润滑油孔一端与离合器2连通，另一端与润滑油箱体连通。
本发明的工作原理为：动力从输入轴9输入，当输入轴9中输入轴工作油路20中没有高压油时，活塞腔27中没有高压油，弹簧7将活塞6压向靠近离合器2的一侧，离合器2处于闭合状态。动力通过离合器内毂5进而通过离合器2传到离合器齿圈1，然后再通过第二花键23传递到输出轴16。
当输入轴9中输入轴工作油路20中有高压油时，活塞腔27中有高压油，活塞6克服碟片弹簧7的压紧力，向远离离合器2的方向移动，离合器2处于松开状态。动力无法传输至输出轴16，输出轴16不输出动力。
当输入轴9上的输入轴润滑油路19中存在润滑油时，润滑油通过V型圈13到达输出轴润滑油路24，然后依次经过输出轴润滑油孔22和离合器内毂润滑油孔26进入离合器2，润滑离合器2，最后润滑油通过离合器齿圈润滑油孔流回到润滑油箱体。
农机CVT变速器工作过程中需要进行四驱和后驱模式的切换，本发明开发的离合器结构，属于CVT变速箱的关键结构，用于控制变速箱前驱轴的结合和断开。本发明一种常闭离合器结构，能保证前驱轴的结合和断开，结构紧凑，离合器处于常闭状态，当离合器活塞工作油路没有高压油时，前驱轴输出动力；当工作油路有高压油时，离合器打开，前驱动力切断。本发明离合器处于常闭状态，此时可传递动力，保证整车在液压系统和电控系统失效的情况下，前驱轴依然能够传递动力，结构安全。通过离合器控制前驱轴动力的传递，结构紧凑、控制简单。

Claims (10)

1.一种常闭离合器结构，其特征在于，包括输入轴(9)、输出轴(16)、离合器(2)、离合器内毂(5)、活塞(6)、弹簧(7)、离合器支座(15)和离合器齿圈(1)；
离合器内毂(5)固定套设在输入轴(9)上，弹簧(7)、活塞(6)和离合器(2)依次套设在离合器内毂(5)上，弹簧(7)远离活塞(6)的一侧固定，且弹簧(7)处于压缩状态；
输出轴(16)与输入轴(9)同轴相对设置，离合器支座(15)固定套设在输出轴(16)上，离合器齿圈(1)一端固定套设在离合器支座(15)上，离合器齿圈(1)的另一端内圈与离合器(2)中摩擦片通过花键连接，离合器(2)内圈与离合器内毂(5)通过花键连接；
活塞(6)靠近离合器(2)的一侧设置有活塞腔(27)，输入轴(9)内设置有输入轴工作油路(20)，输入轴工作油路(20)经过离合器内毂(5)与活塞腔(27)连通。
2.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，离合器内毂(5)外圈呈二级阶梯轴设置，包括直径依次增大的一级轴段和二级轴段，弹簧(7)和活塞(6)套设在离合器内毂(5)的一级轴段上，离合器(2)套设在二级轴段上；
活塞(6)内部呈二级阶梯孔设置，包括直径依次增大的一级孔段和二级孔段，一级孔段靠近弹簧(7)，二级孔段远离弹簧(7)；离合器内毂(5)的一级轴段和二级轴段之间形成外圈台阶，活塞(6)与外圈台阶之间设有挡圈(4)，挡圈(4)套设在离合器内毂(5)的一级轴段上且位于活塞(6)的二级孔段内，挡圈(4)一侧贴紧离合器内毂(5)外圈台阶的台阶面，在活塞(6)和挡圈(4)之间形成密封的活塞腔(27)。
3.根据权利要求2所述的常闭离合器结构，其特征在于，离合器(2)和活塞(6)之间设置有第一背板(3)，第一背板(3)套设在离合器内毂(5)的二级轴段上，第一背板(3)的一侧与离合器(2)接触，另一侧与活塞(6)接触。
4.根据权利要求2所述的常闭离合器结构，其特征在于，离合器内毂(5)的一级轴段内圈通过花键与输入轴(9)连接。
5.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，弹簧(7)远离活塞(6)的一侧设置有隔套(8)和第一卡环(10)，隔套(8)和第一卡环(10)套设在离合器内毂(5)上，且隔套(8)位于弹簧(7)和第一卡环(10)之间。
6.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，弹簧(7)采用碟片弹簧。
7.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，离合器(2)中对偶片通过花键与离合器内毂(5)连接，离合器(2)远离活塞(6)的一侧设置有背板，背板远离离合器(2)的一侧设置有卡环，背板的一侧与离合器(2)接触，另一侧与卡环接触，卡环套装在离合器内毂(5)上。
8.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，输入轴(9)上设有输入轴润滑油路(19)，离合器内毂(5)上设有离合器内毂润滑油孔(26)，离合器齿圈(1)上设有离合器齿圈润滑油孔；离合器内毂润滑油孔(26)一端与输入轴润滑油路(19)连通，另一端与离合器(2)连通；离合器齿圈润滑油孔一端与离合器(2)连通，另一端与润滑油箱体连通。
9.根据权利要求1所述的常闭离合器结构，其特征在于，离合器(2)靠近输出轴(16)，活塞(6)远离输出轴(16)；输入轴(9)与输出轴(16)相对的一端通过V型圈连接，输出轴(16)设有输出轴润滑油路(24)，输入轴润滑油路(19)和输出轴润滑油路(24)通过V型圈连通；输出轴(16)上设有输出轴润滑油孔(22)，输出轴润滑油路(24)、输出轴润滑油孔(22)和离合器内毂润滑油孔(26)依次连通。
10.权利要求1-9任一项所述的常闭离合器结构的使用方法，其特征在于，动力从输入轴(9)输入，当输入轴工作油路(20)中没有高压油时，活塞腔(27)中没有高压油，弹簧(7)将活塞(6)压向靠近离合器(2)的一侧，使离合器(2)处于闭合状态，动力传到离合器齿圈(1)，然后再传递到输出轴(16)；
当输入轴工作油路(20)中有高压油时，活塞腔(27)中有高压油，活塞(6)克服弹簧(7)的压紧力，向远离离合器(2)的方向移动，离合器(2)处于松开状态，动力无法传输至输出轴(16)，输出轴(16)不输出动力。
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