CN112943820B - 一种改进型离心油压消除机构与离合器及消除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进型离心油压消除机构与离合器及消除方法，消除机构包括密封盖、堵头、斜压突起、密封弹簧、复位弹簧，所述密封盖中心设置有出油孔，所述出油孔可将高压腔内残留油液导出。所述堵头的联通孔与堵头中心的过油孔贯通，所述过油孔下部与高压腔联通；堵头上表面与密封盖贴合时封住所述出油孔；堵头中部外侧设置有环形槽，所述环形槽下部为斜锥面，环形槽底开设有通孔与过油孔贯通。斜压突起设置在活塞外圈，下表面与所述环形槽的斜锥面配合，伸缩斜压突起可推动堵头下移。密封弹簧，固定于外支架上，且与堵头下表面贴合，可推动堵头与密封盖贴合。本发明有效解决高压腔内残留油液对活塞的压力，采购和安装成本较低，工作效率较高。

Description

一种改进型离心油压消除机构与离合器及消除方法
技术领域
本发明属于离合器控制技术领域，具体涉及一种取消平衡腔，且可以解决离合器残留油液在离合器高速旋转时对活塞产生油压的机构，与包含这种机构的离合，及改进型的离心油压消除方法。
背景技术
离合器是变速器中控制车辆换向，并能有效的切断、传递扭矩的重要结构部件。在离合器的结构设计中，基本包括活塞、复位弹簧、活塞罩盖、卡环、摩擦片、对偶片等零部件。车辆在空挡与其他挡位之间切换过程中，离合器的离合器摩擦片需要能够快速的分离或结合。这一过程的实现需要液压控制系统精确的控制，同时离合器具备合理有效的结构布置和限位，才能保证动力有效的传递与切换。离合器中摩擦片的结合由活塞推动，液压控制系统对离合器油腔施加一定的压力油，压力油推动离合器活塞压紧离合器摩擦片，从而达到传递扭矩的效果。为使动力传递迅速、平稳，对离合器活塞作用的压力油必须得到精确控制。
离合器活塞在工作时不仅仅受到液压控制系统控制的压力油的作用，同时离合器在旋转过程中油液产生动压，该动压的大小与油缸尺寸、旋转速度及油液密度有关，故动压会随离合器工况的变化而变化。车辆在空挡时，离合器油缸中虽无液压系统提供压力，残余油液由离心力作用仍对离合器活塞产生动压力。动压力致使离合器活塞压向离合器摩擦片但不足以使离合器摩擦片压紧，产生的滑磨对摩擦片造成损坏，对乘车安全亦有影响。在自动变速器工作中，离合器摩擦片由摩擦力、滑磨作用产生的巨大热量要求在工作时必须得到充分润滑与散热，长时间持续的过高工作温度将减少离合器摩擦片的寿命，自动变速器的寿命亦受到影响。
目前行业内，普遍在离合器中加入平衡腔结构解决残留油液产生的高压问题，如公开号为CN204458915U的中国实用新型专利“一种新型离合器助力器平衡腔的结构”，以及公开号为CN110998143A的PCT专利“具有离合器平衡腔的混合动力模块”。这类离合器的结构基本原理如说明书附图1、说明书附图2所示，在活塞侧面设置有平衡板，与活塞形成平衡腔。在高压腔内残留的油液在离心力作用离合器活塞产生动压力，而平衡腔与为摩擦片润滑的润滑油路联通，活塞两侧抵消，降低或消除高压腔内离心油压的影响。
但是设置平衡腔的方法具有以下缺陷：
1、成本较高，仅为解决高压腔内残留油压的影响，需要设置平衡板，形成平衡腔，结构较为复杂，尺寸精确的平衡板采购成本较高，同时安装、拆卸、维护不方便；
2、平衡腔并不能完全消除残留油液的离心油压，高压腔内的残留油液根据工况的不同，容积不确定，而平衡腔由于尺寸和安装位置等因素的影响，平衡腔内润滑油产生的油压并不一定与高压腔内残留油液产生的离心油压完全相等，当高压腔内残留油液产生的离心油压较高时，仍会对摩擦片产生影响；
3、由于平衡腔内存在起平衡作用的润滑油，若平衡腔内润滑油较多时，在需要离合器工作时，注入高压腔的油液容易受到平衡腔内油液的阻力，影响离合效率。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明目的是提供一种改进型离心油压消除机构，采用此种机构的离合器，以及改进型离心油压消除方法，以解决平衡板结构成本较高，不能完全消除残留油液的离心油压，工作时阻碍活塞的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种改进型离心油压消除机构，包括：
密封盖，靠近高压腔处的外支架上开设有径向贯通孔，贯通孔与离合器的高压腔联通，贯通孔处安装有密封盖，所述密封盖中心设置有出油孔，所述出油孔可将高压腔内残留油液导出，
堵头，所述堵头为回转体，安装于外支架上的贯通孔内，堵头上部设置有两个柱面，上柱面直径比下柱面小，下柱面与所述贯通孔贴合，所述上柱面上开设有联通孔，联通孔与堵头中心的过油孔贯通，所述过油孔下部与高压腔联通；堵头上表面与密封盖贴合时封住所述出油孔；堵头中部外侧设置有环形槽，所述环形槽下部为斜锥面，环形槽底开设有通孔与过油孔贯通，
斜压突起，活塞靠近堵头的侧面的外圈设置有环状的斜压突起，所述斜压突起超出活塞侧面，斜压突起可进入堵头中心环形槽，斜压突起的下表面与所述环形槽的斜锥面配合，所述斜压突起可推动堵头下移，
密封弹簧，固定于外支架上，且与堵头下表面贴合，可推动堵头与密封盖贴合，
复位弹簧，安装在活塞侧面，可推动活塞的中部凸台与外支架贴合。
进一步地，所述密封盖为柱状，外侧设置有螺纹，密封盖旋拧在外支架的贯通孔内，螺纹连接处涂有螺纹密封胶。
进一步地，所述出油孔通过管道与液压系统或润滑系统联通。
进一步地，所述堵头的上柱面的联通孔至少有2个。
一种改进型离心油压消除方法，包括以下步骤：
S1正常工作时，堵头上移，出油孔关闭，
液压系统注入液压油，液压油进入高压腔，克服复位弹簧弹力，推动活塞移动，斜压突起脱离堵头，密封弹簧与油压使堵头上移，堵头上表面堵住出油孔，离合器正常工作。
S2非工作状态，堵头下移，出油孔打开，
非工作状态时，高压腔内液压油大部分抽出，复位弹簧推动活塞使其与外支架侧面部分贴合，活塞外缘的斜压突起嵌入堵头中部的环形槽，斜压突起的下斜面推动环形槽的锥面，推动堵头克服密封弹簧的作用下移，
S3残留油液从出油孔流出，
在离心力作用下，高压腔内残留的液压油，与堵头环形槽内的液压油，经由过油孔，进入堵头的上柱面的联通孔，由于堵头和密封盖之间存在间隙，液压油经出油孔排出。
本发明的有益效果：
1、本发明所述的改进型离心油压消除机构与离合器及消除方法，通过设置出油孔、密封盖、堵头，在车辆在空挡，离合器油缸中无液压系统提供压力时，将残留油液排出高压腔，有效解决高压腔内残留油液对活塞的压力，与现有技术相比，减少了平衡腔结构，离合器的机构更为紧凑；
2、本发明结构简单，体积较小，采购和安装成本较低；
3、本发明取消了平衡腔结构，在离合器工作时，液压系统的油液无阻力影响，工作效率较高。
附图说明
图1为背景技术中所述的带有平衡腔的离合器的剖视示意图；
图2为图1的A部分的放大示意图；
图3为本发明所述的带有改进型离心油压消除机构的离合器的剖视示意图；
图4为图3的B部分的放大示意图，且为离合器非工作状态；
图5为本发明所述的改进型离心油压消除机构工作状态的示意图；
图6为本发明所述的改进型离心油压消除机构工作状态时的油液清除路径示意图。
图中：图中：1、外支架；2、活塞；201、斜压突起；3、密封盖；301、出油孔；4、密封弹簧；5、堵头；501、过油孔；6、复位弹簧；7、高压腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图3、4所示，一种离合器，包括改进型离心油压消除机构，所述改进型离心油压消除机构包括：
密封盖3，靠近高压腔7处的外支架1上开设有贯通孔，贯通孔与离合器的高压腔7联通，贯通孔处安装有密封盖3，所述密封盖3中心设置有出油孔301，所述出油孔301可将高压腔7内残留油液导出，
堵头5，所述堵头5为回转体，安装于外支架1上的贯通孔内，堵头5上部设置有两个柱面，上柱面直径比下柱面小，下柱面与所述贯通孔贴合，所述上柱面上开设有联通孔，联通孔与堵头5中心的过油孔501贯通，所述过油孔501下部与高压腔7联通；堵头5上表面与密封盖3贴合时封住所述出油孔301；堵头5中部外侧设置有环形槽，所述环形槽下部为斜锥面，环形槽底开设有通孔与过油孔501贯通，
斜压突起201，所述活塞2靠近堵头5的侧面的外圈设置有环状的斜压突起201，所述斜压突起201超出活塞2侧面，斜压突起201可进入堵头5中心环形槽，斜压突起201的下表面与所述环形槽的斜锥面配合，所述斜压突起201可推动堵头5下移，
密封弹簧4，固定于外支架1上，且与堵头5下表面贴合，可推动堵头5与密封盖3贴合，
复位弹簧6，安装在活塞2侧面，可推动活塞2的中部凸台与外支架1贴合。
在其中一个实施例中，所述密封盖3为柱状，外侧设置有螺纹，密封盖3旋拧在外支架1的贯通孔内，螺纹连接处涂有螺纹密封胶。
在其中一个实施例中，所述出油孔301通过管道与液压系统或润滑系统联通。
在其中一个实施例中，所述堵头5的上柱面的联通孔至少有2个。所述复位弹簧6为圆柱螺旋弹簧。
相应地，提供一种改进型离心油压消除方法，包括以下步骤：
S1正常工作时，堵头5上移，出油孔301关闭，
液压系统注入液压油，液压油进入高压腔7，克服复位弹簧6的弹力，推动活塞2移动，斜压突起201脱离堵头5，密封弹簧6与油压使堵头5上移，堵头5上表面堵住出油孔301，离合器正常工作。
S2非工作状态，堵头5下移，出油孔301打开，
非工作状态时，高压腔7内液压油大部分抽出，复位弹簧6推动活塞2使其与外支架1侧面部分贴合，活塞2外缘的斜压突起201嵌入堵头5中部的环形槽，斜压突起201的下斜面推动环形槽的锥面，推动堵头5克服密封弹簧4的作用下移，
S3残留油液从出油孔301流出，
在离心力作用下，高压腔7内残留的液压油，与堵头5环形槽内的液压油，经由过油孔501，进入堵头5的上柱面的联通孔，由于堵头5和密封盖3之间存在间隙，液压油经出油孔301排出。
本发明的工作原理：
由于现有的离合器设置平衡板，形成平衡腔，而平衡腔消除活塞高压腔7内残留油液导致的离心油压的效果并不好，因此考虑使高压腔7在非工作模式时无残留油液。本发明采用的是将残留油液导出的方法，以便“釜底抽薪”，而单纯在外支架1上开设油孔，会影响工作状态液压的保稳压效果。因此必须在非工作状态，油孔与高压腔7联通，而在工作状态，油孔被封闭。本发明采用密封盖3、堵头5的设计，密封盖3中心设置出油孔301，堵头5可在密封弹簧4与油压作用下封闭出油孔301。
如图4所示，当非工作状态时，活塞2在复位弹簧6作用下与外支架1贴合，斜压突起201嵌入堵头5中部的环形槽，斜压突起201分解的径向压力推动堵头5，克服密封弹簧4的弹力，堵头5下移，从而打开出油孔301与高压腔7的连接通道，如图6所示，油液按照图示箭头的指向，在离心压力作用下，从堵头5内部进入出油孔301排出。
如图5所示，在工作状态时，液压油进入高压腔7，克服复位弹簧6的弹力，推动活塞2移动，斜压突起201从堵头5脱离，密封弹簧4的弹力使堵头5上移，同时，如图6所示，U面的面积小于D面面积，由压力公式F＝pS，D面的压力大于U面压力，同样推动堵头5上移，最终封死密封盖3的出油孔301，避免液压油外泄。有效消除高压腔7内残留油液对活塞2的压力的影响，同时不影响离合器的正常工作。
综上所述，本发明在离合器油缸中无液压系统提供压力时，将残留油液排出高压腔7，有效解决高压腔7内残留油液对活塞的压力，取消了平衡腔结构，离合器的机构更为紧凑，采购和安装成本较低，工作效率较高。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种改进型离心油压消除机构，其特征在于：包括：
密封盖(3)，靠近高压腔(7)处的外支架(1)上开设有径向贯通孔，贯通孔与离合器的高压腔(7)联通，贯通孔处安装有密封盖(3)，所述密封盖(3)中心设置有出油孔(301)，所述出油孔(301)可将高压腔(7)内残留油液导出，
堵头(5)，所述堵头(5)为回转体，安装于外支架(1)上的贯通孔内，堵头(5)上部设置有两个柱面，上柱面直径比下柱面小，下柱面与所述贯通孔贴合，所述上柱面上开设有联通孔，联通孔与堵头(5)中心的过油孔(501)贯通，所述过油孔(501)下部与高压腔(7)联通；堵头(5)上表面与密封盖(3)贴合时封住所述出油孔(301)；堵头(5)中部外侧设置有环形槽，所述环形槽下部为斜锥面，环形槽底开设有通孔与过油孔(501)贯通，
斜压突起(201)，活塞(2)靠近堵头(5)的侧面的外圈设置有环状的斜压突起(201)，所述斜压突起(201)超出活塞(2)侧面，斜压突起(201)可进入堵头(5)中心环形槽，斜压突起(201)的下表面与所述环形槽的斜锥面配合，所述斜压突起(201)可推动堵头(5)下移，
密封弹簧(4)，固定于外支架(1)上，且与堵头(5)下表面贴合，可推动堵头(5)与密封盖(3)贴合，
复位弹簧(6)，安装在活塞(2)侧面，可推动活塞(2)的中部凸台与外支架(1)贴合。
2.根据权利要求1所述的一种改进型离心油压消除机构，其特征在于：所述密封盖(3)为柱状，外侧设置有螺纹，密封盖(3)旋拧在外支架(1)的贯通孔内，螺纹连接处涂有螺纹密封胶。
3.根据权利要求1所述的一种改进型离心油压消除机构，其特征在于：所述出油孔(301)通过管道与液压系统或润滑系统联通。
4.根据权利要求1所述的一种改进型离心油压消除机构，其特征在于：所述堵头(5)的上柱面的联通孔至少有2个。
5.根据权利要求1所述的一种改进型离心油压消除机构，其特征在于：所述复位弹簧(6)为圆柱螺旋弹簧。
6.一种离合器，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的改进型离心油压消除机构。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种改进型离心油压消除机构的离心油压消除方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1正常工作时，堵头(5)上移，出油孔(301)关闭，
液压系统注入液压油，液压油进入高压腔(7)，克服复位弹簧(6)的弹力，推动活塞(2)移动，斜压突起(201)脱离堵头(5)，密封弹簧(4)与油压使堵头(5)上移，堵头(5)上表面堵住出油孔(301)，离合器正常工作，
S2非工作状态，堵头(5)下移，出油孔(301)打开，
非工作状态时，高压腔(7)内液压油大部分抽出，复位弹簧(6)推动活塞(2)使其与外支架(1)侧面部分贴合，活塞(2)外缘的斜压突起(201)嵌入堵头(5)中部的环形槽，斜压突起(201)的下斜面推动环形槽的锥面，推动堵头(5)克服密封弹簧(4)的作用下移，
S3残留油液从出油孔(301)流出，
在离心力作用下，高压腔(7)内残留的液压油，与堵头(5)环形槽内的液压油，经由过油孔(501)，进入堵头(5)的上柱面的联通孔，由于堵头(5)和密封盖(3)之间存在间隙，液压油经出油孔(301)排出。
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