CN114215857B - 一种液压泵式离合器及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种液压泵式离合器及车辆，液压泵式离合器包括壳体、主轴、泵体、流量调节阀和锁止机构，流量调节阀用于调节液压回路的流量大小；当所述流量调节阀使所述液压回路阻断时，所述主轴与所述壳体相互卡止，当所述流量调节阀使所述液压回路打开时，所述主轴与所述壳体相对同轴地转动。通过将液压泵式离合器的壳体和主轴分别作为扭矩的输入端和输出端，再通过流量调节阀精确调节液压回路内的液压油流量的大小，从而能够调节扭矩的输入端和输出端之间动力传递过程中的耦合程度，使整个耦合过程变得线性可控、顺滑、高效。

Description

一种液压泵式离合器及车辆

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种液压泵式离合器及车辆。

背景技术

离合器位于发动机和变速箱之间的飞轮壳内，在车辆行驶过程中，驾驶员可根据需要踩下或松开离合器踏板，使发动机与变速箱暂时分离和逐渐接合，以切断或传递发动机向变速器输入的动力。

车辆上实用最广泛的离合器主要有两种，一是摩擦片式离合器，二是液力变矩器。这两种离合器都有各自的优缺点，摩擦片式离合器结构简单且效率比较高，缺点是容易发热，结合点难以把握，结合瞬间容易顿挫。液力变矩器是由液压油运动通过泵轮向蜗轮传递扭矩，工作比较顺滑，但是因为有相对滑移，所以效率低下。

为了克服以上两种离合器的缺点，需要从结构和工作原理上，重新定义离合器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明旨在克服现有离合器的缺点，提供一种顺滑且高效的液压泵式离合器。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明的液压泵式离合器包括：

壳体，所述壳体内形成有用于容纳液压油的腔室；

主轴，所述主轴的一端贯穿所述壳体上的通孔进入所述腔室内，所述主轴与所述壳体密封连接、同轴设置且能够相对转动，所述主轴与所述壳体之间形成有液压回路；以及，

泵体，所述泵体设置于所述主轴与所述壳体之间，且所述泵体上设置有进油口和出油口，所述进油口和所述出油口均连通在所述壳体内并形成液压回路，所述泵体为柱塞泵、摆线泵、螺杆泵或齿轮泵；

流量调节阀，所述流量调节阀用于调节所述液压回路的流量大小；当所述流量调节阀使所述液压回路阻断时，所述主轴与所述壳体相互卡止，当所述流量调节阀使所述液压回路打开时，所述主轴与所述壳体相对同轴地转动；以及，

锁止机构，所述锁止机构能够锁止所述主轴与所述壳体。

进一步地，本发明还提供一种车辆，其设置有如上所述的液压泵式离合器。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：上述技术方案是通过将液压泵式离合器的壳体和主轴分别作为扭矩的输入端和输出端，再通过流量调节阀精确调节液压回路内的液压油流量的大小，从而能够调节扭矩的输入端和输出端之间动力传递过程中的耦合程度，使整个耦合过程变得线性可控、顺滑、高效，比摩擦片式离合器顺滑，又比液力变距器节能高效，具备了两者的优点。而且，液压泵式离合器制造所需的工艺都是成熟的，也无需特殊的材料，适合大批量生产，且操作简便。

附图说明

图1为本发明的液压泵式离合器的结构示意图；

图2为本发明的液压泵式离合器的分解示意图；

图3为本发明的液压泵式离合器的主视图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为图4的B-B剖视图；

图6为图2中的缸体的结构示意图；

图7为图6中的缸体的剖视图；

图8为本发明的主轴、偏心轴、密封环和流量控制机构的装配示意图；

图9为本发明的主轴与流量调节阀的分解示意图；

图10为图9的另一视角的分解示意图；

图11为本发明的主轴、偏心轴和密封环的主视图；

图12为图11的左视图；

图13为图11的右视图；

图14为图11的C-C剖视图；

图15为本发明的壳体的分解示意图；

图16为图15的另一视角的分解示意图；

图17为本发明的液压泵式离合器的一优选实施方式的结构示意图；

图18为图17的分解示意图。

【附图标记说明】

100：液压泵式离合器；

10：壳体；11：端盖；111：通孔；112：圆筒；113：锁紧孔；114：延伸筒；12：端壳；121：端板；1211：凹槽；122：筒状侧壁；1221：圆弧曲壁；1222：直壁；13：定位圈；131：第一定位节圈；132：第二定位节圈；

20：主轴；

30：偏心轴；31：第一腔；311：第一侧口；312：回液口；32：第二腔；321：第二侧口；322：安装口；

40：流量调节阀；41：套筒；411：接通孔；42：阀芯；421：调节筒；4211：调节孔；422：操作杆；

50：缸体；51：安装角；52：定位销；53：液压腔；54：连通孔；

60：柱塞组件；61：柱塞筒；62：第一弹簧；611：导通孔；

70：流量控制机构；71：压盘；711：内花键；712：外齿形结构；713：外花键；714：内齿形结构；72：第二弹簧；73：拨叉；74：分离轴承；

81：轴承；82：垫圈；90：密封环；91：油封槽；92：配重。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

液压泵都是在泵壳和运动部件之间产生相对的位移运动使得压力容积产生变化从而泵出液压油。液压泵式离合器100则是把泵壳和运动部件分为两个对立的运动单元，分别设定为动力输入单元和输出单元，然后在泵内循环的液压油路径上加一个流量调节阀40，液压油在流量调节阀40的控制下产生阻力，从而使泵壳和运动部件之间相对运动阻力产生变化，起到离合的作用。

具体地，本发明的液压泵式离合器100包括壳体10、主轴20、泵体以及流量调节阀40，壳体10内形成有用于容纳液压油的腔室。主轴20的一端贯穿壳体10上的通孔111进入腔室内，主轴20与壳体10密封连接、同轴设置且能够相对转动，泵体设置于主轴20与壳体10之间，且泵体上设置有进油口和出油口，进油口和出油口均连通在壳体10内并形成液压回路(即，液压油循环流动路径)，其中，进油口和出油口可以相互转换，可以从进油口吸入液压油并通过压力作用从出油口泵出液压油。流量调节阀40用于调节液压回路的流量大小，流量调节阀指双向流量控制阀，可采用受温度影响小的阀门类型。当流量调节阀40使液压回路阻断时，主轴20与壳体10相互卡止，当流量调节阀40使液压回路打开时，主轴20与壳体10相对同轴地转动。上述技术方案是通过将液压泵式离合器100的壳体10和主轴20分别作为扭矩的输入端和输出端(其中，主轴20作为离合器的输入端，壳体10作为离合器的输出端，或者相反)，壳体10内的液压油被泵体吸入后受到压力又被泵出后回到壳体10内形成液压回路，再通过流量调节阀40精确调节液压回路内的液压油流量的大小，从而能够调节扭矩的输入端和输出端之间动力传递过程中的耦合程度，使整个耦合过程变得线性可控、顺滑、高效，比摩擦片式离合器顺滑，又比液力变距器节能高效，具备了两者的优点。

通过操控流量调节阀40来调节阀芯与阀体间的通流面积，控制液压回路的液体流量，从而控制主轴20与壳体10之间转动的阻力，从流量调节阀40全开到半开再到全关，主轴20与壳体10之间的相对转动阻力从最小到中等再到最大，车辆上分别连接在主轴20与壳体10的两个轴也就从分离到半联动再到完全锁死，从而实现离合器的离合功能。

其中，液压泵式离合器100可以采用各种结构的液压泵，可以是齿轮泵、柱塞泵、摆线泵、螺杆泵等各种高压泵。例如，柱塞泵设置于偏心轴30上以带动活塞伸缩作为动力输入单元，把壳体10当做动力输出单元，液压油在壳体10内被循环压缩和抽吸，在液压油循环流动的途径上设置流量调节阀40，控制流量就会造成液压油流动受阻，从而使壳体10被施加了跟随偏心轴30旋转的扭矩。液压油具有不被压缩的特性，当流量被控制得越小，活塞相对壳体10做相对运动要泵出液压油所需的力越大，壳体10所受的扭矩就越大，当液压油被完全阻断，活塞就无法在壳体10里运动，整个柱塞泵会被锁死，壳体10就跟偏心轴30完全同步旋转了。当流量完全不被控制的时候，液压油对活塞运动的阻力最小，施加给壳体10的力就最小，离合器处于分离状态。

因此，在优选的实施方式中，当泵体选择为环形柱塞泵时，本发明提供一种液压泵式离合器100，如图1至图5所示，具体包括壳体10、主轴20、偏心轴30、流量调节阀40和环形柱塞泵。其中，壳体10内形成有用于容纳液压油的密封的腔室。主轴20的一端贯穿壳体10上的通孔111进入腔室内，主轴20与壳体10密封连接、同轴设置且能够相对转动。偏心轴30设于腔室内且偏心固定于主轴20上，偏心轴30内开设有相互隔离的第一腔31和第二腔32，偏心轴30的侧壁上形成有与第一腔31连通的第一侧口311和与第二腔32的连通的第二侧口321，偏心轴30的端壁上形成有与第一腔31连通的回液口312和与第二腔32连通的安装口322。流量调节阀40用于调节安装口322内的流量大小，即调节液压回路内的流量大小。环形柱塞泵能够活动套设于偏心轴30外，环形柱塞泵能够在偏心轴30的带动和流经第一侧口311或第二侧口321的液压油的配合下做活塞运动，以使主轴20与壳体10能够相对转动；当流量调节阀40使安装口322关闭时，主轴20与壳体10相互卡止。

其中，壳体10内有一个完全密封的腔室，腔室内完全地充满液压油。在应用过程中，液压泵式离合器100设置于发动机和变速箱之间，可以选择的连接方式有：发动机的输出轴与主轴20连接，而壳体10与变速箱的输入轴连接；或者，发动机的输出轴与壳体10连接，而主轴20与变速箱的输入轴连接。通过流量调节阀40调节液压油的流量大小，从而可以控制液压泵式离合器100的工作状态。另外需要说明的是，第一腔31和第二腔32的形状或容积比例均可以根据实际情况进行设计，只要符合液压回路的需求即可。

具体地，参见图5、图11至图14，主轴20上设有偏心轴30，偏心轴30的轴向长度不超过壳体10的腔室范围。偏心轴30的圆周壁上圆周性地分布有两个弧长相等的侧口(即第一侧口311和第二侧口321)，第一侧口311所对应的是第一腔31，其被称为低压腔，第二侧口321所对应的是第二腔32，其被称为高压腔，高压腔和低压腔可以在一定条件下互为置换。高压腔和低压腔之间两边都设有分隔块，使高压腔和低压腔处于完全相对隔离的状态。高压腔连通流量调节阀40，高压腔内的液压油可以并只能通过流量调节阀40与整个壳体10内的液压油双向流通，即，液压油可以是正向流动从壳体10内的腔室中进入安装口322，经高压腔、第二侧口321流入环形柱塞泵，或者也可以是反向流动从第二侧口321经安装口322流出到壳体10的腔室中。低压腔设有两个回液口312，使低压腔内的液压油和整个壳体10内的液压油无障碍流通，液压油可以是正向流动从环形柱塞泵流出，经第一侧口311、低压腔、回液口312流出到壳体10内的腔室中，或者也可以是反向流动从壳体10内的腔室经回液口312、低压腔、第一侧口311流入环形柱塞泵。总之，壳体10的腔室内多个机构相互配合，可以形成液压油正向循环路径或液压油反向循环路径，而流量调节阀40的阀芯42可以通过外接的操作部件来控制液压油的循环路径的流量大小，以改变壳体10与主轴20之间的相对状态。

通过将液压泵式离合器100的壳体10和主轴20分别作为扭矩的输入端和输出端，再通过流量调节阀40精确调节安装口322内的液压油流量的大小，从而能够调节扭矩的输入端和输出端之间动力传递过程中的耦合程度，使整个耦合过程变得线性可控、顺滑、高效，比摩擦片式离合器顺滑，又比液力变距器节能高效，具备了两者的优点。而且，液压泵式离合器100制造所需的工艺都是成熟的，也无需特殊的材料，适合大批量生产，且操作简便。

在优选的实施方式中，参见图2至图5，壳体10的内端壁上形成有基于壳体10的中轴线呈中心对称分布的多个定位圈13。其中，环形柱塞泵包括缸体50和多个柱塞组件60。缸体50呈环形且活动套设于偏心轴30外，缸体50的外侧形成有基于缸体50的中轴线呈中心对称分布的多个安装角51，其中安装角51的数量可以为至少两个，具体数量可以根据实际情况进行确定，每个安装角51的尖端均设有定位销52，定位销52一一对应插入定位圈13内且能够在定位圈13内贴着定位圈13的内表面公转。参见图6和图7，每个安装角51内均开设有液压腔53，多个液压腔53基于缸体50的中轴线呈中心对称分布，液压腔53的第一端贯通安装角51的一个侧面，液压腔53的靠近第二端的侧壁上开设有与缸体50的内侧面连通的连通孔54，连通孔54能够与第一侧口311或第二侧口321间歇连通。柱塞组件60一一对应地设于液压腔53内且均能在液压腔53内往复运动，柱塞组件60的一端(从液压腔53内伸出的一端)与壳体10的内侧面抵接。

具体地，偏心轴30外套设有环形柱塞泵的缸体50，缸体50上圆周呈放射性均匀分布有液压腔53，液压腔53的开口在离心的方向，液压腔53的底部在向心的方向，液压腔53的轴线可以和缸体50的径向方向重合也可以和径向方向成一定的角度。在优选的实施方式中，参见图5和图7，液压腔53的中轴线与缸体50的径向方向之间的夹角为锐角。每个液压腔53的底部都有一个连通孔54，穿过缸体50的内壁，并能够与偏心轴30上的高压腔和低压腔连通，液压腔53内的液压油分别能够与高压腔和低压腔的液压油流通，再通过高压腔和低压腔能够与壳体10内所有液压油交流，以完成液压油的循环。

缸体50上分布的多个定位销52，是在轴向上凸出的圆柱体，定位销52与定位圈13数量相同，并且定位销52与定位圈13相切地接触，定位销52的轴心到定位圈13的轴心之间的距离等于偏心轴30的偏心距。当缸体50随着偏心轴30的旋转而运动的时候，定位销52在定位圈13内跟定位圈13的内壁一直保持相切的接触，并在定位圈13内公转。定位圈13和定位销52的作用是在保证柱塞组件60的工作面与壳体10的压力工作面一直以相同的角度接触以外，同时还能够承担一部分的扭矩传递。此外，壳体10还能够限制定位销52的轴向移动，以防止缸体50在壳体10内有轴向晃动。

进一步地，再次参见图5，柱塞组件60包括设于液压腔53内的柱塞筒61和设置于柱塞筒61内的第一弹簧62，柱塞筒61的一端设有底板且另一端为开口，柱塞筒61的开口端朝向连通孔54一侧且与连通孔54连通，底板上开设有导通孔611且底板的外表面与壳体10的内侧面抵接，第一弹簧62的一端抵接于底板的内表面上且另一端从柱塞筒61内伸出而抵接于液压腔53内。

每个液压腔53内都有一个柱塞筒61，密封性地可操作地安装于液压腔53之中，柱塞筒61的一端与壳体10上的压力工作面接触，并由于偏心轴30的运动，使壳体10上的压力工作面推动柱塞筒61向着压缩方向运动产生泵液的作用。柱塞筒61的外部或者中空的内部装有复位弹簧(即第一弹簧62)，复位弹簧在缸体50和柱塞筒61之间产生张力，使柱塞筒61向外打开产生吸液的动作。优选地，柱塞筒61的内部作为中空的腔体容纳复位弹簧，内置的复位弹簧比外置的更加节约空间，并且工作行程更长。

根据液压泵式离合器的工作原理，只要在液压泵的运动部件与壳体之间的运动受到阻力就能达到目的，因此，液压腔53的轴线和柱塞组件60的压缩方向可以是任何方向的，不必考虑主轴20和壳体10的运动方向。但考虑到整个系统在高速运转的工作状态下会产生较大的离心力，所以把柱塞组件60的压缩行程放在了大致上向心的方向，即柱塞筒61向心移动时压缩复位弹簧，而复位弹簧的张力和离心力共同让柱塞筒61向外移动完成吸液行程。如果把柱塞组件60的吸液行程放在离心的方向，可能会导致复位弹簧的张力被反向的离心力抵消，从而使柱塞组件60无法完全复位。

基于图5中各个柱塞组件60的状态进行分析可知，偏心轴30相对壳体10每转动一周，每个柱塞组件60就经历一次泵出和抽吸两个冲程，每个冲程所需偏心轴30转角180°。与偏心轴30的轴心和壳体10轴心的连线平行的柱塞组件60处于泵出冲程顶点或者抽吸冲程的顶点，连通孔54处于第一侧口311和第二侧口321之间的隔离块上，连通孔54每次转过隔离块就变换一次冲程。如果壳体10逆时针旋转(或偏心轴30顺时针旋转)，只要某液压腔53的连通孔54处于第二侧口321的弧以内，连通孔54对应的这个柱塞组件60就处于泵出冲程，连通孔54处于第一侧口311的弧以内，对应的柱塞组件60就处于抽吸冲程。如果壳体10的旋转方向相反成顺时针旋转，所对应的柱塞组件60的工作状态就与逆时针方向正好相反，连通孔54处于第二侧口321的弧以内的柱塞组件60就处于抽吸冲程，连通孔54处于第一侧口311的柱塞组件60就处于泵出冲程。

以图5所示的结构为例，若假设偏心轴30不动，壳体10则处于逆时针旋转状态，并且流量调节阀40半关闭则偏心轴30与壳体10处于半联动的状态，在此以壳体10处于逆时针旋转状态为前提对各个柱塞组件60的状态进行说明。以图5中位于顶部的定位销52所对应的柱塞组件60作为第一柱塞组件，按顺时针方向进行排序，第一至第三柱塞组件的连通孔54均与高压腔(即第二腔32)的第二侧口321连通，此三个柱塞组件60处于泵出冲程，由于壳体10是逆时针方向旋转的，第一柱塞组件的柱塞筒61底板所在的工作面(即，与直壁1222接触的面)与偏心轴30的轴心距离最近，因此三个液压腔53被柱塞组件60压缩的顺序是第三液压腔-第二液压腔-第一液压腔。从图5中可以看出第三柱塞组件压缩量最小，第二柱塞组件压缩量大于第三液压腔，第一柱塞组件压缩量最大，呈逆时针递增，直到第一柱塞组件的轴心线转到与偏心轴30的轴心和壳体轴心的连接线平行，才停止压缩，待平行关系再次打破，第一柱塞组件就进入抽吸冲程。泵出冲程的液压油从第一至第三液压腔内经连通孔54被压入高压腔，具体经第二侧口321、高压腔、套筒41上的接通孔411、阀芯42侧面的调节孔4211、阀芯42的开口，再经安装口322最终流回壳体10内。

而第四至第六柱塞组件处于抽吸液压油的冲程，随着壳体10逆时针旋转，在柱塞组件60内的第一弹簧62作用下按照第六-第五-第四液压腔的顺序腔内空间逐渐增大，到第四液压腔的位置之后吸入最多液压油，壳体10内的液压油经偏心轴30上的回液口312、低压腔31、第一侧口311再经连通孔54被吸入液压腔53内。第四至第六柱塞组件的吸油过程，同时是第一至第三柱塞组件向壳体10内泵油的过程，而壳体10又是刚性容器，液压油又具备不被压缩的特征，所以可以看作第一至第三柱塞组件间接向第四至第六油缸泵油，不会出现极端条件下壳体10内压力不够而导致第四至第六柱塞组件吸油出现真空现象。

如果车辆减速时车轮倒拖发动机，偏心轴30处于主动向逆时针方向旋转的状态，此时液压油从壳体10内经阀芯42的调节孔4211、套筒41上的接通孔411、高压腔(即第二腔32)、第二侧口321、对应的连通孔54流入液压腔53内；而第四至第六柱塞组件的连通孔54均与低压腔(即第一腔31)的第一侧口311连通，此时液压油从液压腔53内经对应的连通孔54、第一侧口311、低压腔、回液口312流回壳体10内。

如图15和图16所示，壳体10包括端盖11和端壳12。端盖11呈环形，主轴20设置于端盖11的中心的通孔111内，端盖11的内表面上形成有基于端盖11的中轴线呈中心对称分布的多个第一定位节圈131；端壳12包括圆形的端板121和一端设置于端板121的内表面上的筒状侧壁122，筒状侧壁122包括基于端板121的中轴线呈中心对称分布的多段圆弧曲壁1221和连接相邻的圆弧曲壁1221的直壁1222，柱塞组件60的一端抵接于直壁1222的内表面上，具体可以是直壁1222的一侧与相邻的圆弧曲壁1221为平滑过渡连接，直壁1222的另一侧与另一相邻的圆弧曲壁1221为直角连接，以适配定位圈13和缸体50的形状，且保证柱塞组件60能够与作为工作压力面的直壁1222具有充分的接触面，柱塞筒61的底板上有一导通孔611，可以利用柱塞筒61内部的高压液压油为柱塞筒61的底板与壳体10的直壁1222接触面提供润滑。端板121的内表面上形成有基于端板121的中轴线呈中心对称分布的多个第二定位节圈132，任意圆弧曲壁1221包裹设置于其中一个第二定位节圈132外且与第二定位节圈132同轴设置。其中，筒状侧壁122的另一端与端盖11的内表面对接；第一定位节圈131与第二定位节圈132共同形成定位圈13，定位销52的一端位于第一定位节圈131内且定位销52的另一端位于第二定位节圈132内。

其中，再次参见图15和图16，端盖11和端板121上分别开设有锁紧孔113，通过穿设于锁紧孔113内的长螺栓可以将端盖11和端板121进行锁紧连接。当端盖11和端板121锁紧后，定位销52的长度略微小于端盖11到端板121之间的距离，即端盖11和端板121能够对定位销52进行轴向限位，又不至于使定位销52卡止，以保证定位销52能够在定位圈13内公转。

此外，如图15所示，端板121上还形成有凹槽1211，主轴20的位于腔室内的一端通过轴承81安装于凹槽1211内，由于主轴20没有完全穿透端板121，所以在轴承81的背面也是密封的。其中，为了适应安装空间的大小，还可以在轴承81与凹槽1211之间设置有垫圈82。

再次参见图15，壳体10的通孔111处形成有向外延伸的圆筒112，主轴20外固定套设有密封环90，密封环90的外径大于主轴20的直径，须把偏心轴30上流量调节阀40的操作杆422部分包含在圆周内，操作杆422穿过密封环90须做密封处理。密封环90的外表面与圆筒112的内表面之间形成有油封，具体如图8至图10所示，密封环90的外表面上开设有多个油封槽91，以能够填充润滑油来对密封环90与圆筒112之间的间隙进行活动密封。在通往壳体10以外的运动部件中设有油封，以用于防止液压油泄漏。此外，如图8和图12所示，为了平衡偏心轴30的重量，在密封环90上位于壳体10外的一侧设置有配置92，偏心轴30和配置92相对设置于主轴20上，以使主轴20在旋转时尽可能不出现振动，以提升离合器的使用寿命。

其中，再次参见图10和图11，偏心轴30偏心且固定套设于主轴20外，密封环90与偏心轴30的相邻端面相互固定连接，以节省安装空间，使各个结构更加紧凑，安装口322和回液口312均设置于偏心轴30的远离密封环90一侧的端壁上。

为了实现对壳体10内液压油流量大小的控制，可以在液压油循环流动路径上设置流量调节阀40，流量调节阀40可以是任何一种能够控制液压油流量的阀门，优选受液压油温度影响比较小的阀门类型，并且操作杆422的操作方向是轴向的为最佳。而且，流量调节阀40位于高压腔与壳体10内液压油的连接处，可以双向控制液压油的流量。

在优选的实施方式中，如图8至图10所示，流量调节阀40包括套筒41和阀芯42。其中，套筒41的一端为开口端且另一端为封底端，套筒41的侧壁上开设有接通孔411，套筒41设置于第二腔32内且套筒41的开口端卡接于安装口322内，接通孔411与第二侧口321连通。阀芯42包括调节筒421和操作杆422，调节筒421的一端为开口端且另一端为封底端，调节筒421的侧壁上开设有调节孔4211，操作杆422的第一端连接于调节筒421的封底端上。调节筒421叠套于套筒41内，操作杆422依次穿过套筒41的封底端、偏心轴30和密封环90以使操作杆422的第二端伸出壳体10外；调节筒421的开口端与套筒41的开口端连通，操作杆422能够带动调节筒421在套筒41内轴向往复移动以调节调节孔4211与接通孔411之间的连通横截面积(即开度)，从而调节安装口322内的流量大小。

由于与高压腔(即第二腔32)流通的第二侧口321在偏心轴30的侧壁上所占的面积比较大，故采用调节筒421的调节孔4211与套筒41的接通孔411相互配合的方式，当调节筒421在套筒41内轴向往复移动时，会使调节筒421的侧壁或者调节孔4211移动到与接通孔411对应的位置。若调节筒421的侧壁与接通孔411对应，则接通孔411被调节筒421的侧壁封堵，从而使液压油流动路径截断；若调节孔4211与接通孔411对应，则接通孔411被打开，从而导通液压油流动路径，并且可以通过控制调节孔4211所在的位置，而使调节孔4211与接通孔411按比例进行部分导通，以方便地调节液压油流量大小。

需要说明的是，调节孔4211与接通孔411的具体位置和形状可以根据实际需求进行设计，只要能够实现流量的通断和大小调节即可。再次参见入9和图10，在一种优选的实施方式中，接通孔411为方孔且靠近套筒41的开口端设置，为了消除噪音，接通孔411还可以采用其他形状。调节孔4211靠近调节筒421的封底端设置。当拉动操作杆422向壳体10外的方向移动时，调节筒421的侧壁逐渐封堵接通孔411或者说套筒41的侧壁逐渐封堵调节孔4211，开度变小直至关闭，液压油流动的阻力变大直至断流，壳体10和主轴20相互卡止，则离合器耦合。当推动操作杆422向壳体10内的方向移动时，调节筒421的调节孔4211逐渐打开接通孔411，开度变大直至完全打开，液压油流动的阻力逐渐变小，以使壳体10和主轴20能够相对转动，则离合器解耦。

而且，调节孔4211的靠近调节筒421的开口端的部分为窄口，调节孔4211的靠近调节筒421的封底端的部分为宽口，宽口的宽度与接通孔411的宽度相同，窄口与宽口之间通过过渡口连接，过渡口的宽度从窄口朝宽口的方向逐渐变宽，窄口的宽度小于宽口的宽度。如此设置窄口、过渡口和宽口，可以在向壳体10内推动操作杆422时，先让窄口与接通孔411导通，然后再让过渡口与接通孔411导通，最后才使宽口与接通孔411导通，液压油流量从零到小到大的变化过程会更顺滑。对应地，壳体10与主轴20从卡止状态开始变成相对转动状态的过程也会更顺滑，而离合器从耦合过渡到解耦的过程会更顺滑，反之亦然，液压油流量从大到小到零的变化过程会对应地更顺滑，离合器从解耦过渡到耦合的过程也会更顺滑。

其中，控制流量调节阀40的开度的机构，可以是机械式的，也可以是液压式的，也可以是电动的。再次参见图2、图4和图8，液压泵式离合器100还包括设置于壳体10外的流量控制机构70，流量控制机构70可以包括活动套设于主轴20上的压盘71、设置于压盘71与密封环90之间的第二弹簧72、拨叉73以及设置于拨叉73与压盘71之间的分离轴承74；拨叉73能够沿主轴20的轴向往复移动，分离轴承74使拨叉73与压盘71能够相对转动，操作杆422的第二端卡接于压盘71上。

如图4和图8所示，从主轴20的密封环90往外依次为第二弹簧72、压盘71、分离轴承74和拨叉73，流量调节阀40的操作杆422密封地穿过密封环90，一端安装在压盘71上，压盘71的轴心套在主轴20上，压盘71跟随主轴20一起旋转。在压盘71与密封环90的外表面之间有第二弹簧72。分离轴承74套在主轴20上且位于压盘71的外侧，可以将压盘71向密封环90推移。拨叉73是推动分离轴承74沿着主轴20滑动的部件，拨叉73通过其他辅助机构设置为仅能够沿主轴20的轴线方向往复移动而不能绕主轴20转动，分离轴承74使压盘71能够相对于拨叉73旋转。具体地，分离轴承74的端壳上设置有径向延伸的卡槽，拨叉73上形成有限位块，限位块与卡槽一一对应卡接，从而可以防止拨叉73与分离轴承74的端壳相对转动，但不影响分离轴承74的端壳内的多个滚珠与压盘71之间的相对滚动。

在第二弹簧72的向壳体10外的张力和拨叉73的向壳体10内的推力的相互作用下，拨叉73可以控制压盘71远离或者接近主轴20的密封环90的表面，带动流量调节阀40的操作杆422向外或向内运动，使流量调节阀40的开度变小或变大。因为主轴20和壳体10之间相对运动的阻力变大或变小，从而实现离合器的耦合和解耦。

以下结合最优实施方式对本发明的液压泵式离合器100的工作原理和工作过程进行进一步说明。

当离合器需要解耦时，外力推动拨叉73控制压盘71接近主轴20的密封环90的外表面，以使流量调节阀40的操作杆422向壳体10内移动。调节孔4211的窄口先与接通孔411导通，然后再让过渡口与接通孔411导通(此时窄口和过渡口均与接通孔411导通)，最后才使宽口与接通孔411导通(此时调节孔4211全方位与接通孔411导通)，高压腔(即第二腔32)内的液压油流量从零到小到大变化。与第二侧口321对应的柱塞组件60，其内部的液压油从液压腔53内通过连通孔54进入高压腔，具体经第二侧口321、高压腔到接通孔411、调节孔4211、安装口322排到壳体10内。另一半柱塞组件60在第一弹簧62和离心力共同作用下处于离心运动的抽吸冲程，则是从壳体10内经回液口312、低压腔、第一侧口311、连通孔54吸入液压油，从而形成完全连通的液压油循环路径。壳体10内的液压油在各个液压腔53之间顺畅流通，让壳体10和偏心轴30之间的相对旋转受到的阻力减到最小，完成离合器的解耦。

其中，流量调节阀40的开和关控制动作也可以设置成反向，压盘71推动操作杆422接近密封环90外表面时耦合，远离外表面时解耦。壳体10与偏心轴30的相对旋转，至少需要三个完全相同的偏心结构共同旋转才能稳定，否则整个系统的旋转是无规则的。让定位销52在定位圈13内沿着定位圈13的内壁公转，并且定位销52公转的半径需要和偏心轴30的偏心距相等，这就等于是跟偏心轴30相同的偏心结构，这样才能让缸体50跟随偏心轴30的旋转绕行，才能让所有柱塞组件60按照设想的状态工作。同时，定位销52和定位圈13内侧相切，在离合器耦合过程中承担部分扭矩的传递。

当离合器需要耦合时，外力推动拨叉73，第二弹簧72控制压盘71远离主轴20的密封环90的外表面，以使流量调节阀40的操作杆422向壳体10外移动，调节孔4211的宽口先被套筒41的侧壁封堵(此时过渡口和窄口仍与接通孔411导通)，然后再使过渡口被套筒41的侧壁封堵(此时仅剩窄口与接通孔411导通)，最后使窄口被套筒41的侧壁封堵，调节孔4211与接通孔411完全不导通，高压腔(即第二腔32)内的液压油流量从大到小到零变化。液压油正向循环路径被截断，柱塞筒61不能够往复运动，壳体10与固定于主轴20上的偏心轴30相互卡止，离合器实现耦合。

进一步地，本发明还提供一种车辆，其设置有上述的液压泵式离合器100。液压泵式离合器100的具体安装方式可以有两种，第一种方案是把主轴20跟发动机的曲轴相连，把壳体10与变速箱的输入轴相连，壳体10与主轴20分别形成了液压泵的两个相对运动的部件，根据液压泵式离合器的原理就能够产生离合器的作用。第二种方案可能更好，直接把壳体10安装在发动机的飞轮上，甚至可以把壳体10当做是发动机双质量飞轮的一部分，而主轴20直接向变速箱输出扭矩。不管采用哪一种安装方式，离合的效果是一样的。

由于存在偏心轴30，可以通过设置配重92减少振动，也可以并置使用两个或两个以上的环形柱塞泵，每个环形柱塞泵以规定的相位错开，以达到平衡和工作顺滑的目的。其中，环形柱塞泵的数目越多，工作越平顺。

进一步地，在离合器频繁的解耦和耦合的过程中，内部的液压油受到压力影响，温度会升高，对液温的控制也应该在考量的范围之内。若液压泵式离合器100内的液温升高则壳体10表面的温度也会升高，因此，可以在壳体10外设置温度传感器，温度传感器具体可设置于车辆的发动机舱内的机架上或其他方便安装温度传感器的结构上，温度传感器可以为常见的用于检测温度的传感器，其探头靠近壳体10的表面且能够探测壳体10的表面的温度。另外，温度传感器与车辆的中控系统电连接(电线连接或信号连接)以向中控系统传递温度信号，中控系统与仪表盘电连接，最终能够在仪表盘上显示具体温度。

另外，在优选的实施方式中，还可以在离合器上另外增加锁止机构，以保证离合器的耦合状态的可靠性。其中，锁止机构可以为能够使主轴20和壳体10在耦合状态下实现锁止，而在需要解耦时又不会限制主轴20和壳体10之间相对转动的机构，例如像齿形牙嵌式锁止机构，或柱塞式锁止机构，或现有的液力变矩器那样配置摩擦片式离合器等。本发明采用齿形牙嵌式锁止机构作为优选实施方式。其中，齿形牙嵌式锁止机构是一种无滑差离合器，通常在静止或者低转速差状态下结合，又可高速分离。具体地，如图17和图18所示，齿形牙嵌式锁止机构包括能够相互啮合的内花键711与外花键713以及能够相互啮合的内齿形结构714和外齿形结构712。

压盘71的内表面设有内花键711，且内花键711与主轴20上的外花键713始终啮合并可沿主轴20轴向滑动。压盘71的外圈圆周上有外齿形结构712，壳体10的圆筒112上形成有轴向延伸的延伸筒114，圆筒112与延伸筒114可以是焊接也可以是一体成型，延伸筒114的内部也设有与压盘71外圈圆周上相吻合的内齿形结构714。压盘71外圈上的外齿形结构712与延伸筒114内的内齿形结构714在流量调节阀40没有完全关闭，也就是当拨叉73面向壳体10方向推动分离轴承74且将压盘71压向密封环90的时候不啮合。当拨叉73向远离壳体10方向运动，弹簧72推动压盘71远离主轴20的密封环90的外表面，同时拉动流量调节阀40的操作杆422朝壳体10外移动，流量调节孔411开口逐渐缩小直到完全关闭，主轴20与壳体10完全被液压油的压力锁住基本处于相对静止状态，此时操作拨叉73继续朝壳体10外移动，弹簧72继续推动压盘71远离壳体10，这时压盘71的外圈上的外齿形结构712才开始与壳体10的延伸筒114上的内齿形结构714啮合，以牙嵌的方式完全锁止主轴20和壳体10，以使离合器的耦合更加可靠。进一步地，内齿形结构714与外齿形结构712相对的迎面上可以形成有尖齿，即在内齿形结构714与外齿形结构712的每个齿上都形成有一个尖齿，即使在主轴20与壳体10基本处于相对静止时，若内齿形结构714和外齿形结构712并未轴向对准(此为小概率情况)，也能够在尖齿上的斜面的导向作用下顺利完成啮合。

离合器解耦(分离)的过程恰好相反，拨叉73朝向壳体10的方向克服第二弹簧72推力推动压盘71，首先要使得内齿形结构714和外齿形结构712完全解除啮合后，拨叉73继续向壳体10方向推动压盘71，操作杆422才开始操作流量调节孔411逐渐打开。拨叉73的行程包含两段，一段是推动内齿形结构714和外齿形结构712解锁，另一段是推动流量调节阀40逐渐打开接通孔411，两段行程不重叠。只使用一个拨叉73来操作两个不同的离合动作，一是使得操作简便，二是体积小，三是成本低，四是先后执行两个行程能有效减少故障率。另外，若使用液压方式代替机械方式的锁止机构来操作离合器动作，可以选择柱塞式锁止结构，同样简单可靠。此外，本发明的离合器也可以和其他类型的离合器共同使用于车辆上，而提升车辆的性能。

液压式离合器在耦合过程中，液压油通过流量调节阀40的时候可能会产生噪音，特别在流量调节阀40把流量关小后，液压油的流速加快，压力增大，就会产生噪音，因此设计流量调节阀40必须考虑噪音的消除。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种液压泵式离合器，其特征在于，所述液压泵式离合器包括：

壳体(10)，所述壳体(10)内形成有用于容纳液压油的腔室；

主轴(20)，所述主轴(20)的一端贯穿所述壳体(10)上的通孔(111)进入所述腔室内，所述主轴(20)与所述壳体(10)密封连接、同轴设置且能够相对转动，所述主轴(20)外固定套设有密封环(90)；

泵体，所述泵体设置于所述主轴(20)与所述壳体(10)之间，且所述泵体上设置有进油口和出油口，所述进油口和所述出油口均连通在所述壳体(10)内并形成液压回路，所述泵体为柱塞泵、摆线泵、螺杆泵或齿轮泵；

偏心轴(30)，所述偏心轴(30)设于所述腔室内且偏心固定于所述主轴(20)上，所述偏心轴(30)内开设有相互隔离的第一腔(31)和第二腔(32)，所述偏心轴(30)的侧壁上形成有与所述第一腔(31)连通的第一侧口(311)和与所述第二腔(32)的连通的第二侧口(321)，所述偏心轴(30)的端壁上形成有与所述第一腔(31)连通的回液口(312)和与所述第二腔(32)连通的安装口(322)，所述回液口(312)和所述安装口(322)中任意一者为所述进油口且另一者为所述出油口；

流量调节阀(40)，所述流量调节阀(40)用于调节所述液压回路的流量大小；当所述流量调节阀(40)使所述液压回路阻断时，所述主轴(20)与所述壳体(10)相互卡止，当所述流量调节阀(40)使所述液压回路打开时，所述主轴(20)与所述壳体(10)相对同轴地转动；所述流量调节阀(40)包括套筒(41)和阀芯(42)；所述套筒(41)的一端为开口端且另一端为封底端，所述套筒(41)的侧壁上开设有接通孔(411)，所述套筒(41)设置于所述第二腔(32)内且所述套筒(41)的开口端卡接于所述安装口(322)内，所述接通孔(411)与所述第二侧口(321)连通；

所述阀芯(42)包括调节筒(421)和操作杆(422)，所述调节筒(421)的一端为开口端且另一端为封底端，所述调节筒(421)的侧壁上开设有调节孔(4211)，所述操作杆(422)的第一端连接于所述调节筒(421)的封底端上；

所述调节筒(421)叠套于所述套筒(41)内，所述操作杆(422)依次穿过所述套筒(41)的封底端、所述偏心轴(30)和所述密封环(90)以使所述操作杆(422)的第二端伸出所述壳体(10)外；所述调节筒(421)的开口端与所述套筒(41)的开口端连通，所述操作杆(422)能够带动所述调节筒(421)在所述套筒(41)内轴向往复移动以调节所述调节孔(4211)与所述接通孔(411)之间的连通横截面积，从而调节所述安装口(322)内的流量大小；以及，

锁止机构，所述锁止机构能够锁止所述主轴(20)与所述壳体(10)。

2.如权利要求1所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述泵体为环形柱塞泵，所述环形柱塞泵活动套设于所述偏心轴(30)外，所述环形柱塞泵能够在所述偏心轴(30)的带动下做活塞运动，以使所述主轴(20)与所述壳体(10)能够相对同轴地转动；

所述流量调节阀(40)用于调节所述安装口(322)内的流量大小，当所述流量调节阀(40)使所述安装口(322)关闭时，所述主轴(20)与所述壳体(10)相互卡止。

3.如权利要求2所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述壳体(10)的内端壁上形成有基于所述壳体(10)的中轴线呈中心对称分布的多个定位圈(13)；

其中，所述环形柱塞泵包括：

缸体(50)，所述缸体(50)呈环形且活动套设于所述偏心轴(30)外，所述缸体(50)的外侧形成有基于所述缸体(50)的中轴线呈中心对称分布的多个安装角(51)，每个所述安装角(51)的尖端均设有定位销(52)，所述定位销(52)一一对应插入所述定位圈(13)内且能够在所述定位圈(13)内贴着所述定位圈(13)的内表面公转；每个所述安装角(51)内均开设有液压腔(53)，多个所述液压腔(53)基于所述缸体(50)的中轴线呈中心对称分布，所述液压腔(53)的第一端贯通所述安装角(51)的一个侧面，所述液压腔(53)的靠近第二端的侧壁上开设有与所述缸体(50)的内侧面连通的连通孔(54)，所述连通孔(54)能够与所述第一侧口(311)或所述第二侧口(321)间歇连通；

多个柱塞组件(60)，所述柱塞组件(60)一一对应地设于所述液压腔(53)内且均能在所述液压腔(53)内往复运动，所述柱塞组件(60)的一端与所述壳体(10)的内侧面抵接。

4.如权利要求3所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述柱塞组件(60)包括设于所述液压腔(53)内的柱塞筒(61)和设置于所述柱塞筒(61)内的第一弹簧(62)，所述柱塞筒(61)的一端设有底板且另一端为开口，所述底板上开设有导通孔(611)且所述底板的外表面与所述壳体(10)的内侧面抵接，所述第一弹簧(62)的一端抵接于所述底板的内表面上且另一端从所述柱塞筒(61)内伸出而抵接于所述液压腔(53)内。

5.如权利要求3或4所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述壳体(10)包括端盖(11)和端壳(12)；

所述端盖(11)呈环形，所述主轴(20)设置于所述端盖(11)的中心的通孔(111)内，所述端盖(11)的内表面上形成有基于所述端盖(11)的中轴线呈中心对称分布的多个第一定位节圈(131)；

所述端壳(12)包括圆形的端板(121)和一端设置于所述端板(121)的内表面上的筒状侧壁(122)，所述筒状侧壁(122)包括基于所述端板(121)的中轴线呈中心对称分布的多段圆弧曲壁(1221)和连接相邻的所述圆弧曲壁(1221)的直壁(1222)，所述柱塞组件(60)的一端抵接于所述直壁(1222)的内表面上；所述端板(121)的内表面上形成有基于所述端板(121)的中轴线呈中心对称分布的多个第二定位节圈(132)，任意所述圆弧曲壁(1221)包裹于其中一个所述第二定位节圈(132)外且与所述第二定位节圈(132)同轴设置；

所述筒状侧壁(122)的另一端与所述端盖(11)的内表面对接；

所述第一定位节圈(131)与所述第二定位节圈(132)共同形成所述定位圈(13)，所述定位销(52)的一端位于所述第一定位节圈(131)内且所述定位销(52)的另一端位于所述第二定位节圈(132)内。

6.如权利要求3或4所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述壳体(10)的通孔(111)处形成有向外延伸的圆筒(112)，所述密封环(90)的外表面与所述圆筒(112)的内表面之间形成有油封。

7.如权利要求6所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述偏心轴(30)偏心且固定套设于所述主轴(20)外，所述密封环(90)与所述偏心轴(30)的相邻端面相互固定连接，所述安装口(322)和所述回液口(312)均设置于所述偏心轴(30)的远离所述密封环(90)一侧的端壁上。

8.如权利要求7所述的液压泵式离合器，其特征在于，所述接通孔(411)为方孔且靠近所述套筒(41)的开口端设置；所述调节孔(4211)靠近所述调节筒(421)的封底端设置，所述调节孔(4211)的靠近所述调节筒(421)的开口端的部分为窄口，所述调节孔(4211)的靠近所述调节筒(421)的封底端的部分为宽口，所述宽口的宽度与所述接通孔(411)的宽度相同，所述窄口与所述宽口之间通过过渡口连接，所述过渡口的宽度从所述窄口朝所述宽口的方向逐渐变宽；

和/或，所述液压泵式离合器还包括设置于所述壳体(10)外的流量控制机构(70)，所述流量控制机构(70)包括活动套设于所述主轴(20)上的压盘(71)、设置于所述压盘(71)与所述密封环(90)之间的第二弹簧(72)、拨叉(73)以及设置于所述拨叉(73)与所述压盘(71)之间的分离轴承(74)，所述拨叉(73)能够沿所述主轴(20)的轴向往复移动，所述分离轴承(74)使所述拨叉(73)与所述压盘(71)能够相对转动，所述操作杆(422)的第二端卡接于所述压盘(71)上。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆设置有如权利要求1-8任意一项所述的液压泵式离合器(100)。