CN114645912A - 一种新型湿式离合器结构 - Google Patents

Abstract

一种新型湿式离合器结构，包括传动轴，所述传动轴外圆周套设固定有内轮毂，内轮毂的圆周外壁分布离合器片，离合器片的侧面设置摩擦片；所述传动轴外圆周滑动套设有活塞，活塞与离合器片固定连接，活塞的一侧与固定在传动轴上的密封挡板围成液压油室；传动轴外侧设置与传动轴同轴且能够自由转动的离合器盖，离合器盖内壁分布设置多个钢片，每个钢片插在两个离合器片之间，活塞的另一侧与内轮毂上设置使钢片与离合器片维持不接触状态的弹性部件。本发明结构设计合理，使用简洁，耐温耐磨性强，散热效果好；可有效防止钢片和离合器片失效，提高离合器整体的可靠性，且利于节约成本和提高使用效率。

Description

一种新型湿式离合器结构

技术领域

本发明属于变速箱技术领域，具体涉及一种新型湿式离合器结构。

背景技术

离合器是传动系统中直接与发动机相连的部件，它可以使发动机与传统系逐渐接合，保证汽车平稳起步。起步时，离合器的主、从动部分逐渐接合，与此同时，逐渐踩下加速踏板，以增加发动机的输出转矩，这样发动机的转矩便可由小到大传给传动系。当牵引力足以克服起步时的行驶阻力时，汽车便由静止开始缓慢逐渐加速，实现平稳起步。离合器可以暂时切断发动机的动力传动，保证变速器换挡平顺。汽车在行驶过程中，由于行驶条件的变换，需要不断变换档位。对于普通齿轮变速器，换档时不同的齿轮副要退出啮合或进入啮合，这就要求中断发动机的动力传动，便于退出原有齿轮副的啮合、进入新齿轮副的啮合。离合器可以限制所传递的转矩，防止传动系过载。汽车紧急制动时，如果发动机与传动系刚性连接，发动机转速将急剧下降，其所有零件将产生很大的惯性力矩，这一力矩作用于传动系统，会造成传动系统过载而使其机件损坏。有了离合器，当传动系统承受载荷超过离合器所能传递的最大转矩时，离合器会通过主、从动部分之间的打滑来消除这一危险，从而起到过载保护的目的。

当离合器装在拖拉机上，拖拉机输出扭矩比较大，并且长时间作业，离合器片的耐温耐磨性都会下降，导致滑磨时间较长，离合器温度急剧升高，钢片和摩擦片就会失效，例如：钢片与摩擦片烧结、钢片扭曲变形、摩擦片或钢片磨损、断裂、掉块等。一旦摩擦片出现上述失效形式，变速器和变矩器就会无挡位或挂不上挡、变速器传递的转矩不够以及变速器发热等现象出现。

发明内容

为解决上述现有离合器应用在拖拉机上易发热失效的技术问题，本发明提供一种新型湿式离合器结构。

本发明的目的是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种新型湿式离合器结构，包括传动轴，所述传动轴外圆周套设固定有内轮毂，内轮毂的圆周外壁分布多个一体设置且能够在轴向上同步滑动的离合器片，每个离合器片的侧面均设置摩擦片；所述传动轴外圆周滑动套设有活塞，活塞与离合器片固定连接，活塞的一侧与固定在传动轴上的密封挡板滑动连接且两者围成液压油室；传动轴外侧设置与传动轴同轴且能够自由转动的离合器盖，离合器盖内壁分布设置多个钢片，每个钢片插在两个离合器片之间，活塞的另一侧与内轮毂上设置使钢片与离合器片维持不接触状态的弹性部件；传动轴上设置用于向液压油室提供压力油以实现推动活塞使离合器片与钢片接触的控制油道，液压油室内设置用于排出油液以实现离合器片与钢片脱离接触的快速泄油阀；传动轴上设置用于向内轮毂内部空间提供冷却润滑油的冷却润滑油道，内轮毂的圆周壁体上设置用于向离合器片所在空间供油的冷却润滑油供给口，离合器盖上设置用于排出润滑后油液的回油槽。

进一步的，所述传动轴上转动套设有输油套筒，输油套筒上设置与控制油道连通的控制油口、与冷却润滑油道连通的冷却润滑油口；控制油口通过油管依次连接有换向阀、调压阀I，冷却润滑油口通过油管依次连接有散热器、调压阀II，调压阀I、调压阀II通过油管与油泵连接，油泵通过油管依次与过滤器、油箱连接。

进一步的，所述调压阀I、调压阀II所在油路的油管上均设置传感器，传感器连接控制器的输入端，所述控制器的输出端与调压阀I、调压阀II连接，所述离合器盖上也设置靠近离合器片且与控制器输入端连接的传感器。油管、离合器盖上设置传感器，传感器与控制器的输入端连接，可以通过传感器掌握油路的状态和离合器工作参数，油管上设有调压阀、换向阀和散热器，控制器的输出端与调压阀连接，用于控制油液的流量和油压。

进一步的，所述输油套筒、内轮毂、密封挡板的两端均通过弹性挡圈和传动轴的轴肩轴向限位在传动轴上。密封挡板、输油套筒、内轮毂等装置的轴向定位采用了弹性挡圈，减少了传动轴的加工，避免了轴肩处应力集中，可以有效防止传动轴的疲劳损坏，增加传动轴的使用寿命，也方便安装拆卸。

进一步的，所述回油槽、快速泄油阀通过油管与油箱连接。

进一步的，所述活塞与传动轴之间、活塞与密封挡板之间均设置往复密封圈。

进一步的，所述离合器片均匀环绕分布多个内凹外凸且为流线型的摩擦片，两个相邻摩擦片相互构成摩擦面油路，离合器片上设有均匀分布的导向孔，相邻摩擦片之间设置一个导向孔。在离合器表面设置均匀分布的流线型摩擦片和导向孔，摩擦片间构成外窄内宽的通路，可以形成压力差加速油液流动从而更快带走热量。

进一步的，所述内轮毂的端面上设有使空气进入冷却润滑油液的通气孔。内轮毂上设有通气孔，可以使空气进入冷却润滑油液中，利用离合器片上的导向孔，降低离合器片接合、滑磨与分离时的拖拽阻力，进而降低能量的损失，提高能量利用率。

进一步的，所述离合器盖端面上靠近离合器片的位置设置散热孔，散热孔外部有凸缘。

进一步的，所述钢片通过花键I连接在离合器盖上，所述内轮毂通过花键II连接在传动轴上，所述离合器片通过花键III连接在内轮毂上。

与现有技术相比，该发明的有益之处在于：可沿轴向移动的活塞与密封挡板构成压力油室，相对面积小，可以用较小的油压使活塞完成工作；

回位弹簧位于内轮毂和活塞之间，提高了空间利用率，在传动轴中设置了油道，减少了油管的使用，使离合器结构更加紧凑；

内轮毂设有冷却润滑供给口，可以使摩擦片间充分润滑，增强利用效率，提高稳定性，使离合器长时间摩擦时更为流畅、平稳；

离合器盖设有回油槽，可对油液进行回收，防止浪费，还设有散热孔，散热孔外部有凸缘，有助于热量散发；

本发明结构设计合理，使用简洁，耐温耐磨性强，散热效果好；可有效防止钢片和离合器片失效，提高离合器整体的可靠性，且利于节约成本和提高使用效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一种新型湿式离合器结构实施例的局部结构示意图；

图2为图1中离合器片的局部主视图；

图3为图1中离合器盖的局部主视图。

【附图标记】

1、花键I，2、钢片，3、回油槽，4、离合器片，5、摩擦片，6、活塞，7、散热孔，8、快速泄油阀，9、往复密封圈I，10、密封挡板，11、回位弹簧，12、往复密封圈II，13、密封垫，14、弹性挡圈，15、液压油室，16、控制油道，17、冷却润滑油道，18、花键II，19、内轮毂，20、传动轴，21、输油套筒，22、传感器I，23、换向阀，24、调压阀I，25、油箱，26、过滤器，27、油泵，28、油管，29、调压阀II，30、散热器，31、传感器II，32、控制器，33、通气孔，34、冷却润滑油供给口，35、花键III，36、传感器III，37、离合器盖，38、导向孔，A、控制油口，B、冷却润滑油口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种新型湿式离合器结构实施例，如图1至图3所示，包括传动轴20、离合器总成、油液循环装置、控制装置。离合器总成包括内轮毂19、回位弹簧11、活塞6、密封挡板10、离合器片4、摩擦片5、钢片2、可以自由旋转的离合器盖37；油液循环装置包括油箱25、油泵27、过滤器26、油泵27、调压阀、换向阀23、散热器30、油管28、输油套筒21、油道、回油槽3、快速泄油阀8；控制装置包括传感器、控制器。

内轮毂19、离合器片4、摩擦片5、钢片2、活塞6、回位弹簧11、密封挡板10均位于离合器盖37内。内轮毂19通过花键II 18和弹性挡圈、传动轴的轴肩固定套设在传动轴20的外圆周上，弹性挡圈、传动轴的轴肩对内轮毂进行轴向限位，内轮毂19为回转体，其单侧的截面形状为L形，内轮毂19的一边端部与传动轴20固定、另一边与传动轴20平行。内轮毂19上与传动轴20垂直的边上设置通气孔33，用于向内轮毂内的冷却润滑油通入空气，另一边设置冷却润滑油供给口34，用于向离合器片通入带有空气的润滑油。

内轮毂19的外圆周面上设置花键III35，多个离合器片4通过花键III35一体滑动设置在内轮毂19上，离合器片4沿轴向分布且垂直于内轮毂19的外圆周面。离合器片4的两侧面固定有均匀分布的摩擦片5，位于边缘的离合器片4仅在内侧表面设置摩擦片。摩擦片5为铜基摩擦片，整体形状为流线型，外周缘是凸流线型，内周缘为凹流线型，两个相邻摩擦片5相互构成摩擦面油路，离合器片4设有均匀分布的导向孔38，相邻摩擦片5之间设置一个导向孔38。当离合器工作时，内轮毂转动，将冷却润滑油液通过冷却润滑油供给口34利用离心力甩向离合器片所在空间，摩擦片5之间构成外窄内宽的通路，可以形成压力差加速油液流动从而更快带走热量。内轮毂上设有通气孔33，可以使空气进入冷却润滑油液中，带有空气的油液流过导向孔38，可以降低离合器片4与钢片2接合、滑磨与分离时的拖拽阻力，进而降低能量的损失，提高能量利用率。摩擦片5、导向孔38的结构可以使离合器分离接合更加流畅、平稳，散热性强，可以降低离合器片4烧结的可能，提高整体的可靠性。

两个相邻离合器片4之间均设置钢片2，钢片2的外端通过花键I1设置在离合器盖37的内壁上，在初始状态下，钢片2与离合器片4不接触。

离合器盖37设置在传动轴20端部外侧，且与传动轴20同轴设置，离合器盖37可自由旋转。离合器盖37的圆周外壁设有回油槽3，在离心力的作用下，会把离合器片4上的油液甩向离合器盖37，通过离合器盖37上的回油槽3可对油液进行回收，防止浪费。离合器盖37的端面外壁设有散热孔7，散热孔7靠近离合器片4，散热孔外部有凸缘，在离合器盖37旋转时，离合器盖37内外会形成气压差，使离合器内外空气流通，有助于热量散发。离合器盖37的外壁上还设置传感器III36，传感器III36靠近离合器片4，用于检测离合器的工作状态。

传动轴20的外圆周上还设置活塞6，活塞6位于内轮毂19与离合器盖37之间，能够在轴向上滑动。活塞6为回转体，其单侧的截面形状也为L形，其一边端部与传动轴20之间设置往复密封圈II 12，使活塞6在传动轴上滑动的同时能够密封良好，其另一边的外壁设置悬臂，悬臂的端部与离合器片4连接，活塞移动带动悬臂移动，进而推动离合器片4，使离合器片4与钢片2接触。活塞6的外端面与内轮毂19的内壁之间设置回位弹簧11，回位弹簧11使活塞维持在特定位置，使离合器片与钢片不接触。活塞6的内腔设置密封挡板10，密封挡板10固定于传动轴20的外圆周，活塞6位于回位弹簧11与密封挡板10之间。密封挡板10的内圈通过密封垫13设置在传动轴20的外圆周上，外圈通过往复密封圈I 9滑动设置在活塞6的内壁上，使得活塞6相对于密封挡板10在滑动时，依然能够起到密封作用，密封挡板10的两端分别通过轴肩、弹性挡圈14轴向定位在传动轴20上。密封挡板10与活塞6之间构成液压油室15，该液压油室被供给用于活塞工作的压力油，在将压力油通入液压油室后，推动活塞6压缩回位弹簧11，进而使活塞6在轴向上移动，使离合器片4与钢片2接触。液压油室内设置快速泄压阀8，用于排出压力油，使活塞6恢复初始状态，使离合器片4与钢片2脱离接触。

油液循环装置中的油箱25、过滤器26和油泵27用于供油，调压阀I24、换向阀23、输油套筒21和传动轴上的控制油道16用于输送活塞6的工作压力油，调压阀II 29、散热器30、输油套筒21和传动轴上的冷却润滑油道17用于输送冷却润滑油，回油槽3和快速泄油阀8用于回油，油管28用于连接以上油液循环装置中的各个器件。

过滤器26的输入端通过油管接入油箱25，油泵27的输入端与过滤器26的输出端连接。油泵27的输出端分别通过管道与调压阀I 24、调压阀II 29。调压阀I 24与换向阀23连接，换向阀23为电磁换向阀。调压阀II 29与散热器30连接，油液经过散热器30后降温。

传动轴20上设置输油套筒21，输油套筒21相对转动套设在传动轴20上，输油套筒21的两端分别通过轴肩、弹性挡圈在轴向上定位在传动轴上，输油套筒21上分别设置控制油口A、冷却润滑油口B。控制油口A通过油管与换向阀23连接，冷却润滑油口B通过油管与散热器30连接。传动轴20上设置控制油道16、冷却润滑油道17，在传动轴20与输油套筒21相对转动过程中，控制油道16的一端通过输油套筒21与其上的控制油口A连通、另一端与液压油室15连通，经快速泄油阀8排出的油液回收到油箱27继续利用；冷却润滑油道17的一端通过输油套筒21与其上的冷却润滑油口B连通、另一端与内轮毂装有回位弹簧11的空间连通，冷却润滑油通入内轮毂，通过离心力及冷却润滑油供给口通入离合器片所在空间。

内轮毂19的端部设有通气孔33、圆周上设有冷却润换油供给口34，使空气进入到流入内轮毂19的油液中，通过冷却润滑油供给口34对离合器进行润滑。离合器盖37的圆周上设有回油槽3，用于回收润滑后的油液，回收的油液输入油箱继续利用。

调压阀I 24、换向阀23、控制油口A、控制油道16以及油管形成压力油油路，用于输送作为压力油的油液，进而控制活塞6的动作；调压阀II29、散热器30、冷却润滑油口B、冷却润滑油道17以及油管形成冷却润滑油油路，用于输送作为润滑油的油液，用于润滑离合器片及钢片。

油管上设有传感器，其中，在控制油管路设置传感器I 22，在润滑油管路设置传感器II 31，控制器输入端连接传感器I22、传感器II 31以及传感器III36。所述控制器输出端连接调压阀I 24、调压阀II 29，用于控制油液的流通和压力。

本发明在具体实施时，所述传动轴20转动，并通过花键II 18带动内轮毂19转动，内轮毂19通过花键III35带动离合器片4也随之转动，此时离合器片4和钢片2处于分离状态；油泵27将油液从油箱25抽出，经过过滤器26分别进入压力油油路和冷却润滑油路；压力油油路中的油液经过调压阀24调压后，通过换向阀23进入输油套筒21上的控制油口A，通过传动轴20内的控制油道16进入液压油室15，当油液达到一定压力时会推动活塞6压缩回位弹簧11，使活塞沿传动轴轴向移动，从而使离合器片4与钢片2接触，经过相对滑磨以后，离合器片4、钢片2同步旋转，钢片2通过花键I1带动离合器盖37旋转；冷却润滑油路中的油液经过调压阀29调压并经过散热器30降温后，通过输油套筒21上的冷却润滑油口B流入冷却润滑油道17，最后进入内轮毂19的内部空间，内轮毂19上设有通气孔33，使空气进入到流入内轮毂19的油液中，油液通过内轮毂19上冷却润滑油供给口34进入离合器片所在空间并对离合器进行润滑；离合器片4表面设置均匀分布的流线型的摩擦片5以及导向孔38，当离合器工作时，相邻摩擦片5间构成外窄内宽的通路，可以形成压力差，加速油液流动从而更快带走热量，油液流过导向孔38，可以降低离合器片4与钢片2接合、滑磨与分离时的拖拽阻力，进而降低能量的损失，提高能量利用率，在离心力的作用下，把离合器片4上的油液甩向离合器盖37，通过离合器盖37上的回油槽3可对油液进行回收，防止浪费；离合器盖37上环绕分布多个散热孔7，散热孔7外部有凸缘，在离合器盖37旋转时，离合器盖37内外会形成气压差，使离合器内外空气流通，有助于热量散发；当需要离合器分离时，快速泄油阀8打开，油压下降，油液流回油箱25，回位弹簧11在自身恢复力的作用下推动活塞6使其恢复初始状态，摩擦片5和钢片2分离，离合器盖37停止转动，油泵27停止供油；油管28上设置的传感器I22、传感器II 31，实时检测油液流量、压力和温度，所述离合器盖上设有传感器III36，实时检测离合器片的工作参数。

上述新型湿式多片离合器结构，使用简洁，耐温耐磨性强，散热效果好；可有效防止钢片和离合器片失效，提高离合器整体的可靠性，且利于节约成本和提高使用效率。可沿轴向移动的活塞与密封挡板构成压力油室，相对面积小，可以用较小的油压使活塞完成工作；回位弹簧位于内轮毂和活塞之间，提高了空间利用率，在传动轴中设置了油道，减少了油管的使用，使离合器结构更加紧凑；密封挡板、输油套筒、内轮毂等装置的轴向定位采用了弹性挡圈，减少了传动轴的加工，避免了轴肩处应力集中，可以有效防止传动轴的疲劳损坏，增加传动轴的使用寿命，也方便安装拆卸。

尽管已经展示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种新型湿式离合器结构，包括传动轴，其特征在于：所述传动轴外圆周套设固定有内轮毂，内轮毂的圆周外壁分布多个一体设置且能够在轴向上同步滑动的离合器片，每个离合器片的侧面均设置摩擦片；所述传动轴外圆周滑动套设有活塞，活塞与离合器片固定连接，活塞的一侧与固定在传动轴上的密封挡板滑动连接且两者围成液压油室；传动轴外侧设置与传动轴同轴且能够自由转动的离合器盖，离合器盖内壁分布设置多个钢片，每个钢片插在两个离合器片之间，活塞的另一侧与内轮毂上设置使钢片与离合器片维持不接触状态的弹性部件；传动轴上设置用于向液压油室提供压力油以实现推动活塞使离合器片与钢片接触的控制油道，液压油室内设置用于排出油液以实现离合器片与钢片脱离接触的快速泄油阀；传动轴上设置用于向内轮毂内部空间提供冷却润滑油的冷却润滑油道，内轮毂的圆周壁体上设置用于向离合器片所在空间供油的冷却润滑油供给口，离合器盖上设置用于排出润滑后油液的回油槽。

2.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述传动轴上转动套设有输油套筒，输油套筒上设置与控制油道连通的控制油口、与冷却润滑油道连通的冷却润滑油口；控制油口通过油管依次连接有换向阀、调压阀I，冷却润滑油口通过油管依次连接有散热器、调压阀II，调压阀I、调压阀II通过油管与油泵连接，油泵通过油管依次与过滤器、油箱连接。

3.根据权利要求2所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述调压阀I、调压阀II所在油路的油管上均设置传感器，传感器连接控制器的输入端，所述控制器的输出端与调压阀I、调压阀II连接，所述离合器盖上也设置靠近离合器片且与控制器输入端连接的传感器。

4.根据权利要求2所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述输油套筒、内轮毂、密封挡板的两端均通过弹性挡圈和传动轴的轴肩轴向限位在传动轴上。

5.根据权利要求2所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述回油槽、快速泄油阀通过油管与油箱连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述活塞与传动轴之间、活塞与密封挡板之间均设置往复密封圈。

7.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述离合器片均匀环绕分布多个内凹外凸且为流线型的摩擦片，两个相邻摩擦片相互构成摩擦面油路，离合器片上设有均匀分布的导向孔，相邻摩擦片之间设置一个导向孔。

8.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述内轮毂的端面上设有使空气进入冷却润滑油液的通气孔。

9.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述离合器盖端面上靠近离合器片的位置设置散热孔，散热孔外部有凸缘。

10.根据权利要求1所述的一种新型湿式离合器结构，其特征在于：所述钢片通过花键I连接在离合器盖上，所述内轮毂通过花键II连接在传动轴上，所述离合器片通过花键III连接在内轮毂上。

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