CN116717549A - 一种精益设计的离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精益设计的离合器，具体涉及离合器领域，包括离合器主轮毂、外壳体和活塞，所述离合器主轮毂与外壳体通过焊接固定，所述活塞一端与外壳体之间设有活塞环，所述活塞另一端与离合器主轮毂之间设有密封唇，所述活塞环与活塞固定连接，且活塞环上设有密封唇口与外壳体活动连接。本发明通过取消了传统离合器设计中所采用的平衡活塞和平衡油腔，设计空间紧凑，采用较少摩擦片即能满足大多数发动机扭矩需求，满足离合器功能的前提下，零部件数量最少，采用小金属骨架设计的硫化橡胶活塞环；采用无骨架设计的橡胶密封环，零件数量、零件尺寸和厚度均精益设计，有效降低离合器的重量，提高整车的能量使用效率。

Description

一种精益设计的离合器

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，更具体地说，本发明涉及一种精益设计的离合器。

背景技术

离合器位于发动机和变速箱之间，通过花键将离合器总成固定在变速箱轴上，离合器的输出轴就是变速箱的输入轴。在汽车行驶过程中，由自动变速箱的电子控制单元根据车辆行驶工况给出相应的控制信号，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。离合器是机械传动中的常用部件，可将传动系统随时分离或接合。传统离合器往往匹配单一的内燃机动力源，而内燃机由多个活塞缸点火来实现扭矩输出，其输出扭矩天然的带有不平顺性的特点，且伴随着角加速度的大幅变化，为了适应发动机的这种特点，离合器往往设计得结构非常复杂，离合器整体性能冗余程度较大，零部件材料和尺寸的冗余程度也很高，即必须使用较大扭矩的离合器，较高屈服性能的材料或者较厚的材料，来应对发动机带来的大冲击扭矩和扭矩波动。

针对于此，在现有的混合动力车辆中，很多车辆驱动的恶劣工况由电机来承担，发动机的使用工况因而有很大改善，发动机通过离合器介入车辆动力时，对离合器的性能要求也进一步降低，故此，针对混合动力车辆开发适宜的离合器成为一个亟待的问题。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种精益设计的离合器，本发明所要解决的技术问题是：如何改进离合器使其适合混合动力车辆使用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种精益设计的离合器，包括离合器主轮毂、外壳体和活塞，所述离合器主轮毂与外壳体通过焊接固定，所述活塞一端与外壳体之间设有活塞环，所述活塞另一端与离合器主轮毂之间设有密封唇，所述活塞环与活塞固定连接，且活塞环上设有密封唇口与外壳体活动连接，所述活塞环、活塞、密封唇和离合器主轮毂与外壳体之间形成活塞腔；

所述外壳体远离离合器主轮毂一端设有内壳体，所述内壳体一侧通过花键连接有三组摩擦片，扭矩通过摩擦片传递到内壳体上，进而传递给其它零件，花键处设有油孔，方便冷却油通过，所述外壳体一侧通过花键连接有三组分隔板，其中三组摩擦片与分隔板交错设置；

所述摩擦片由左右两侧摩擦材料和中间芯板组成，所述摩擦材料和中间芯板均采用极薄尺寸，所述摩擦片通过花键与内壳体连接，左右两侧摩擦材料与分隔板或背板组成摩擦副，所述分隔板通过花键与外壳体连接，分隔板两侧与摩擦片组成摩擦副，传递扭矩。

在一个优选的实施方式中，所述离合器主轮毂外侧设有支撑环，所述支撑环一端与离合器主轮毂之间设有卡簧，且离合器主轮毂与卡簧连接处开设有用于放置卡簧的卡簧槽，所述离合器主轮毂上设有花键，作为离合器扭矩输入，所述离合器主轮毂内部有压力油道，进入活塞腔体；内部有润滑油道，将润滑油导入离合器。

在一个优选的实施方式中，所述支撑环远离卡簧的一端与活塞之间设有膜片弹簧，所述膜片弹簧两端分别与支撑环和活塞固定，所述支撑环一侧与卡簧固定连接，所述支撑环另一侧支撑膜片弹簧的弹簧力，所述支撑环圆壁上设计有油孔，使冷却油通过，当压力腔内压力较小时，膜片弹簧将活塞压紧在初始位置；当压力腔内压力增大，克服膜片弹簧弹簧力时，活塞左运动，进而压紧分隔板和摩擦片，使离合器结合。

在一个优选的实施方式中，所述分隔板一侧设有背板，所述背板与外壳体之间设有壳体卡簧，壳体卡簧作为摩擦副和背板的轴向限位，承担来自于活塞和摩擦副的轴向力，背板一侧通过壳体卡簧轴线限位，背板另一侧与摩擦片形成一个摩擦副，传递扭矩，所述背板外侧通过花键与外壳体连接。

在一个优选的实施方式中，所述外壳体通过花键与背板和分隔板连接；所述外壳体对应花键处设置有油孔，使冷却油快速通过。

在一个优选的实施方式中，所述活塞作轴向往复运动；初始位置，由膜片弹簧将活塞压紧在外壳体上；活塞腔内液体压力增大时，推动活塞向左运动，进而压紧分隔板和摩擦片，使离合器结合；活塞腔内液体压力减小时，膜片弹簧将推动活塞向右运动，这时分隔板和摩擦片分开，离合器打开。

在一个优选的实施方式中，所述离合器主轮毂与密封唇连接处开设有密封唇槽，密封唇与密封唇槽配合密封活塞腔，使活塞腔内形成压力。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过取消了传统离合器设计中所采用的平衡活塞和平衡油腔，设计空间紧凑，采用较少摩擦片即能满足大多数发动机扭矩需求，满足离合器功能的前提下，零部件数量最少，采用小金属骨架设计的硫化橡胶活塞环；采用无骨架设计的橡胶密封环，零件数量、零件尺寸和厚度均精益设计，有效降低离合器的重量，提高整车的能量使用效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的扭矩传递示意图。

图3为本发明的压力和润滑油路示意图。

附图标记为：1离合器主轮毂、2卡簧、3支撑环、4膜片弹簧、5内壳体、6背板、7摩擦片、8分隔板、9壳体卡簧、10外壳体、11活塞环、12活塞、13密封唇。

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。

本发明提供了一种精益设计的离合器，包括离合器主轮毂1、外壳体10和活塞12，所述离合器主轮毂1与外壳体10通过焊接固定，所述活塞12一端与外壳体10之间设有活塞环11，所述活塞12另一端与离合器主轮毂1之间设有密封唇13，所述活塞环11与活塞12固定连接，且活塞环11上设有密封唇口与外壳体10活动连接，所述活塞环11、活塞12、密封唇13和离合器主轮毂1与外壳体10之间形成活塞腔；

所述外壳体10远离离合器主轮毂1一端设有内壳体5，所述内壳体5一侧通过花键连接有三组摩擦片7，扭矩通过摩擦片7传递到内壳体5上，进而传递给其它零件，花键处设有油孔，方便冷却油通过，所述外壳体10一侧通过花键连接有三组分隔板8，其中三组摩擦片7与分隔板8交错设置；

所述摩擦片7由左右两侧摩擦材料和中间芯板组成，所述摩擦材料和中间芯板均采用极薄尺寸，所述摩擦片7通过花键与内壳体5连接，左右两侧摩擦材料与分隔板8或背板6组成摩擦副，所述分隔板8通过花键与外壳体10连接，分隔板8两侧与摩擦片7组成摩擦副，传递扭矩。

所述离合器主轮毂1外侧设有支撑环3，所述支撑环3一端与离合器主轮毂1之间设有卡簧2，且离合器主轮毂1与卡簧2连接处开设有用于放置卡簧2的卡簧槽，所述离合器主轮毂1上设有花键，作为离合器扭矩输入，所述离合器主轮毂1内部有压力油道，进入活塞腔体；内部有润滑油道，将润滑油导入离合器，所述支撑环3远离卡簧2的一端与活塞12之间设有膜片弹簧4，所述膜片弹簧4两端分别与支撑环3和活塞12固定，所述支撑环3一侧与卡簧2固定连接，所述支撑环3另一侧支撑膜片弹簧4的弹簧力，所述支撑环3圆壁上设计有油孔，使冷却油通过，当压力腔内压力较小时，膜片弹簧4将活塞12压紧在初始位置；当压力腔内压力增大，克服膜片弹簧4弹簧力时，活塞12左运动，进而压紧分隔板8和摩擦片7，使离合器结合；

所述分隔板8一侧设有背板6，所述背板6与外壳体10之间设有壳体卡簧9，壳体卡簧9作为摩擦副和背板6的轴向限位，承担来自于活塞12和摩擦副的轴向力，背板6一侧通过壳体卡簧9轴线限位，背板6另一侧与摩擦片7形成一个摩擦副，传递扭矩，所述背板6外侧通过花键与外壳体10连接，所述外壳体10通过花键与背板6和分隔板8连接；所述外壳体10对应花键处设置有油孔，使冷却油快速通过；

如图3所示，实线箭头为离合器压力油路；黑色空心箭头为离合器润滑冷却油路，所述活塞12作轴向往复运动；初始位置，由膜片弹簧4将活塞12压紧在外壳体10上；活塞腔内液体压力增大时，推动活塞12向左运动，进而压紧分隔板8和摩擦片7，使离合器结合；活塞腔内液体压力减小时，膜片弹簧4将推动活塞12向右运动，这时分隔板8和摩擦片7分开，离合器打开，所述离合器主轮毂1与密封唇13连接处开设有密封唇槽，密封唇13与密封唇槽配合密封活塞腔，使活塞腔内形成压力。

实施方式具体为：在满足大多数发动机扭矩输出的情形下，采用零部件数量最少的设计和零件单件材料最少的设计，且取消了大多数离合器中的平衡活塞和平衡油腔的设计；具体地，采用了极薄的摩擦材料和极薄的分隔板8，并且进一步的减少了摩擦片的数量，即将多数情况下的摩擦片7数量由4片减少为3片；进一步地针对其它零部件，传统的橡胶活塞设计采用较大的金属骨架，其硫化生产过程中一个批次只能生产少量活塞12，采用一种小骨架活塞12和一种无骨架密封唇13设计，能极大地提高生产效率。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种精益设计的离合器，包括离合器主轮毂（1）、外壳体（10）和活塞（12），所述离合器主轮毂（1）与外壳体（10）通过焊接固定，其特征在于：所述活塞（12）一端与外壳体（10）之间设有活塞环（11），所述活塞（12）另一端与离合器主轮毂（1）之间设有密封唇（13），所述活塞环（11）与活塞（12）固定连接，且活塞环（11）上设有密封唇口与外壳体（10）活动连接，所述活塞环（11）、活塞（12）、密封唇（13）和离合器主轮毂（1）与外壳体（10）之间形成活塞腔；

所述外壳体（10）远离离合器主轮毂（1）一端设有内壳体（5），所述内壳体（5）一侧通过花键连接有三组摩擦片（7），所述外壳体（10）一侧通过花键连接有三组分隔板（8），其中三组摩擦片（7）与分隔板（8）交错设置；

所述摩擦片（7）由左右两侧摩擦材料和中间芯板组成，所述摩擦材料和中间芯板均采用极薄尺寸，所述摩擦片（7）通过花键与内壳体（5）连接，所述分隔板（8）通过花键与外壳体（10）连接，分隔板（8）两侧与摩擦片（7）组成摩擦副。

2.根据权利要求1所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述离合器主轮毂（1）外侧设有支撑环（3），所述支撑环（3）一端与离合器主轮毂（1）之间设有卡簧（2），且离合器主轮毂（1）与卡簧（2）连接处开设有用于放置卡簧（2）的卡簧槽，所述离合器主轮毂（1）上设有花键，作为离合器扭矩输入，所述离合器主轮毂（1）内部有压力油道，进入活塞腔体；内部有润滑油道，将润滑油导入离合器。

3.根据权利要求2所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述支撑环（3）远离卡簧（2）的一端与活塞（12）之间设有膜片弹簧（4），所述膜片弹簧（4）两端分别与支撑环（3）和活塞（12）固定，所述支撑环（3）一侧与卡簧（2）固定连接，所述支撑环（3）另一侧支撑膜片弹簧（4）的弹簧力，所述支撑环（3）圆壁上设计有油孔，使冷却油通过。

4.根据权利要求1所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述分隔板（8）一侧设有背板（6），所述背板（6）与外壳体（10）之间设有壳体卡簧（9），背板（6）一侧通过壳体卡簧（9）轴线限位，背板（6）另一侧与摩擦片（7）形成一个摩擦副，传递扭矩，所述背板（6）外侧通过花键与外壳体（10）连接。

5.根据权利要求1所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述外壳体（10）通过花键与背板（6）和分隔板（8）连接；所述外壳体（10）对应花键处设置有油孔，使冷却油快速通过。

6.根据权利要求3所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述活塞（12）作轴向往复运动；初始位置，由膜片弹簧（4）将活塞（12）压紧在外壳体（10）上。

7.根据权利要求1所述的一种精益设计的离合器，其特征在于：所述离合器主轮毂（1）与密封唇（13）连接处开设有密封唇槽，密封唇（13）与密封唇槽配合密封活塞腔，使活塞腔内形成压力。