CN117948353A - 一种液粘离合器、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液粘离合器、车辆，涉及传动技术领域。该液粘离合器包括相对旋转的外毂和轴，多个环形的第一摩擦片以及多个第二摩擦片，多个第一摩擦片套设在轴上，多个第二摩擦片连接于外毂的内壁；多个第一摩擦片中的每两个相邻的第一摩擦片之间均设置有一个第二摩擦片，第二摩擦片的内环半径大于轴的半径；每个第二摩擦片具有环形的第二交叠段和至少一个齿段，至少一个齿段凸起于第二交叠段的外环面上，每个第一摩擦片具有沿着远离轴分布的环段和第一交叠段，每个第二交叠段与相应第一交叠段形成摩擦副；每两个相邻第二摩擦片的齿段之间设置有第二复位元件，每两个相邻环段之间设置有第一复位元件。本发明的液粘离合器性能可靠，降低功耗。

Description

一种液粘离合器、车辆

技术领域

本发明涉及传动技术领域，尤其涉及一种液粘离合器、车辆。

背景技术

液粘离合器通过控制摩擦副间隙，从而改变油膜厚度利用油液粘性剪切力进行调速。当液粘离合器存在较多的摩擦副时，其摩擦副间隙无法精确调控，仅调控总间隙时，特别是过渡阶段，会出现摩擦副有些接近结合，有些分离的状态，造成液粘离合器性能的不稳定。而当多摩擦副离合器分离时，会因为分离间隙的不均匀造成部分摩擦副粘滞扭矩的存在，产生较大的功率损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液粘离合器、车辆，以解决液粘离合器性能不稳定的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种液粘离合器，包括相对旋转的外毂和轴，多个环形的第一摩擦片以及多个第二摩擦片，多个所述第一摩擦片套设在所述轴上，多个所述第二摩擦片连接于所述外毂的内壁；

所述多个第一摩擦片中的每两个相邻的第一摩擦片之间均设置有一个所述第二摩擦片，所述第二摩擦片的内环半径大于所述轴的半径；

每个所述第二摩擦片具有环形的第二交叠段和至少一个齿段，所述至少一个齿段凸起于所述第二交叠段的外环面上，

每个所述第一摩擦片具有沿着远离所述轴分布的环段和第一交叠段，每个所述第二交叠段与相应所述第一交叠段形成摩擦副；

每两个相邻所述第二摩擦片的所述齿段之间设置有第二复位元件，每两个相邻所述环段之间设置有第一复位元件，其中，所述第一复位元件套设在所述轴上。

根据本发明的至少一个实施方式，每个所述第二复位元件的两端分别固定连接于相应所述齿段；和/或，

所述液粘离合器还包括设在所述外毂上的导杆，每个所述齿段具有供所述导杆穿过的通孔，各个所述第二复位元件套设在所述导杆上。

根据本发明的至少一个实施方式，每个所述第二摩擦片具有多个沿所述第二交叠段周向均匀分布的所述齿段，每两个相邻所述第二摩擦片之间设置有一组所述第二复位元件，所述一组第二复位元件包括多个第二复位元件，同一组所述第二复位元件的每个与同一个所述第二摩擦片的所述齿段相对应。

根据本发明的至少一个实施方式，同一组所述第二复位元件的数量取值范围为2个～8个。

根据本发明的至少一个实施方式，每个所述第一复位元件的预压力为P1，同一组所述第二复位元件中的各个所述第二复位元件的总预压力为P2，P1：P2＝(0.9～1.1)：1。

根据本发明的至少一个实施方式，所述液粘离合器还包括压盘和至少一个第三复位元件，所述压盘用于推动所述多个第一摩擦片沿着所述轴的轴向运动，所述至少一个第三复位元件设在所述外毂的端壁与离所述压盘最远端的所述第二摩擦片的齿段之间。

根据本发明的至少一个实施方式，所述外毂的端壁与离所述压盘最远端的所述第二摩擦片的齿段之间设置有多个第三复位元件；

多个所述第三复位元件沿着所述外毂的周向均匀分布，且分布位置与同一组所述第二复位元件中的各个所述第二复位元件的分布位置一致。

根据本发明的至少一个实施方式，每个所述第一复位元件的预压力为P1，各个所述第三复位元件的总预压力为P3，P1：P3＝(0.9～1.1)：1。

根据本发明的至少一个实施方式，所述第一复位元件为波簧；和/或，所述第二复位元件、所述第三复位元件为波簧或螺旋弹簧中的一种。

根据本发明的至少一个实施方式，所述第一摩擦片为钢片；

所述第二摩擦片为两侧均设有摩擦衬片层的片状结构。

根据本发明的至少一个实施方式，所述第二摩擦片的内环半径与所述轴的半径的差值大于或等于25mm。

根据本发明的至少一个实施方式，所述外毂的内壁上设置有沿所述轴的轴向延伸的至少一个花键槽，每个所述第二摩擦片的所述齿段背离所述第二交叠段的端面上具有与相应所述花键槽配合的花键；

通过所述花键与相应所述花键槽的配合，每个所述第二摩擦片与所述外毂同步旋转，且可沿着所述轴的轴向在所述外毂上移动。

第二方面，本发明还提供一种车辆，包括第一方面任一项所述的液粘离合器。

本发明示例性实施例中提供的一个或多个技术方案中，至少可实现如下有益效果之一。

本发明示例性实施例的液粘离合器包括相对旋转的外毂和轴，其中，多个第二摩擦片连接于所述外毂的内壁，多个第一摩擦片套设在轴上，每两个第一摩擦片之间均设置有一个第二摩擦片，一个第二摩擦片的两侧均与相应的第一摩擦片形成摩擦副。具体地，第二摩擦片具有环形的第二交叠段以及凸起于其外环面的至少一个齿段，第一摩擦片则具有一个环段以及环形的第一交叠段，第一交叠段和相应的第二交叠段形成摩擦副。由于第二摩擦片的内环半径相对于轴的半径大，也即第二摩擦片的内环与轴的外圆面之间具有一定的空间，在该两个第一摩擦片的环段和第二摩擦片的内环面之间的环形空间中可以设置第一复位元件，第一复位元件套设在轴上，也就是，每两个相邻的第一摩擦片之间设置有第一复位元件。进一步地，每两个相邻的第二摩擦片的相应齿段之间设置有第二复位元件。当液粘离合器分离时，在各个第一复位元件和各个第二复位元件的弹性力回复下，各个第一摩擦片之间、各个第二摩擦片之间以及各个第一摩擦片和第二摩擦片之间均可实现间隙的均匀分布，不会造成部分摩擦副粘滞扭矩的存在，进而降低功率损失，提高液粘离合器的性能。相对于现有技术中仅在第一摩擦片和第二摩擦片之间设置弹性件，对于各个第一摩擦片之间无法有效均匀的分离，同时对于各个第二摩擦片之间也无法有效均匀的分离，而且由于仅在第一摩擦片和第二摩擦片形成摩擦副的交叠位置处设置弹性件，因此第一摩擦片和第二摩擦片之间分离时并不稳定，有可能二者的间隙出现楔形空间的不平衡现象。本发明示例性地实施例的液粘离合器由于将两个复位元件分别置于靠近轴和靠近外毂的位置处，因此，不会出现分离时摩擦副之间的间隙不匀。

进一步地，无论第一摩擦片还是第二摩擦片均为片状结构，其轴向方向的厚度并不太大，因此严格限制了在二者交叠摩擦位置处弹性件的尺寸，进而无法实现性能较高的弹性件适配，也即起不到相应的较高的均匀分离作用。而本发明示例性地实施例的液粘离合器通过在第二摩擦片的内环面与轴之间形成空间，用于放置第一复位元件，在相邻两个第二摩擦片的齿段之间设置第二复位元件，并不需要将复位元件设置在第一摩擦片和第二摩擦片交叠形成摩擦副的部位，因此，复位元件并不受第一摩擦片和第二摩擦片厚度的尺寸限制，可以选择最优的复位元件，以便形成液粘离合器各个摩擦副之间的间隙均匀分布。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分；

图1是根据本发明的实施方式的液粘离合器的结构示意图；

图2是图1的A部放大结构示意图。

附图标记：

10、轴；20、外毂；21、导杆；22、端壁；31、第一复位元件；32、第二复位元件；33、第三复位元件；41、第一摩擦片；411、第一交叠段；412、环段；42、第二摩擦片；421、齿段；422、第二交叠段。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

液粘离合器通过控制摩擦副间隙，从而改变油膜厚度利用油液粘性剪切力进行调速。液粘离合器工作过程是第二摩擦片与动力输入装置相连，第一摩擦片与动力输出装置相连，离合器不工作时，离合器会通过一个大弹簧顶开推动摩擦副的压盘，使得离合器处于分离状态；当离合器需要调节转速时，压盘会通过液压力慢慢压缩大弹簧，使得摩擦副间隙改变，从而调节输出转速；当离合器需要输入输出同步旋转时，则通过大弹簧推动压盘，使得摩擦副完全结合，保证输入输出转速一致。

相关技术中，当液粘离合器存在较多的摩擦副时，其摩擦副间隙无法精确调控，仅调控总间隙特别是过渡阶段，会出现摩擦副有些接近结合，有些分离的状态，从而造成液粘离合器性能的不稳定。而当多摩擦副离合器分离时，会因为分离间隙的不均匀造成部分摩擦副粘滞扭矩的存在，产生较大的功率损失。特别是低温环境下，离合器启动时，由低温引起的粘性增大使得摩擦副不均匀分布造成的影响更大，会引起所需的启动扭矩增加，致使启动困难，同时启动后带排扭矩较大，空载损失加大。另一方面，现有的液粘离合器的摩擦副少，而且将弹性件仅施加在第二摩擦片的单侧，分离作用及平稳性较差，会出现带排损失不降反升的现象。

针对上述问题，本发明示例性实施例提供的液粘离合器在靠近轴的两个第一摩擦片之间、在靠近外毂的两个第二摩擦片之间分别设置第一复位元件和第二复位元件，尤其在离合器分离时，可以提高各个摩擦片之间的间隙的均匀性，避免了低温状态下摩擦副粘连和离合器的启动困难。

图1是根据本发明的实施方式的液粘离合器的结构示意图；图2是图1的A部放大结构示意图。如图1和图2所示，本发明示例性实施例提供的液粘离合器包括相对旋转的外毂20和轴10，多个环形的第一摩擦片41以及多个环形的第二摩擦片42，多个第一摩擦片41套设在轴10上，多个第二摩擦片42连接于外毂20的内壁；多个第一摩擦片41中的每两个相邻的第一摩擦片41之间均设置有一个第二摩擦片42，第二摩擦片42的内环半径大于轴10的半径；每个第二摩擦片42具有环形的第二交叠段422和至少一个齿段421，至少一个齿段421凸起于第二交叠段422的外环面上，每个第一摩擦片41具有沿着远离轴10分布的环段412和第一交叠段411，每个第二交叠段422与相应第一交叠段411形成摩擦副；每两个相邻第二摩擦片42的齿段421之间设置有第二复位元件32，每两个相邻环段412之间设置有第一复位元件31，其中，第一复位元件31套设在轴10上。

实际应用时，第二摩擦片42与外毂20同步旋转，第一摩擦片41与轴10同步旋转，外毂20与动力输入装置相连，轴10与动力输出装置相连，当离合器不工作时，离合器会通过一个大弹簧顶开推动摩擦副的压盘，使得离合器处于分离状态；当离合器需要调节转速时，压盘会通过液压力慢慢压缩大弹簧，使得摩擦副间隙改变，从而调节输出转速。当离合器需要输入输出同步旋转时，则通过大弹簧推动压盘，使得摩擦副(第一摩擦片41和第二摩擦片42)完全结合，保证输入输出转速一致。具体地，第二摩擦片42通过至少一个齿段421连接于外毂20上，形成第二摩擦片42与外毂20的同步旋转；第一摩擦片41套设在轴10上形成二者的同步旋转。第一摩擦片41和第二摩擦片42依次交替设置，其中第一摩擦片41的第一交叠段411与第二摩擦片42的第二交叠段422相对设置，形成摩擦副。示例性地，每两个相邻的第一交叠段411之间设置一个第二交叠段422，也即一个第一摩擦片41与两侧的第二摩擦片42均形成摩擦副。在每两个相邻的第二摩擦片42的相应的齿段421之间设置第二复位元件32；由于第二交叠段422的内环面与轴10之间具有一定间距，因此，在每两个相邻的第一摩擦片41的环段412之间形成有容置空间，可以放置第一复位元件。

本发明示例性实施例的液粘离合器在结构非常紧凑、空间有限的离合器多摩擦副结构中，构建了在轴10附近以及外毂20附近的双分离复位元件的结构，使得第一摩擦片41和第二摩擦片42之间、两个第一摩擦片41之间以及两个第二摩擦片42之间在分离时的间隙大致相等，也就是摩擦副双侧均可均匀分离。在高温高速环境中有利于散热和线性控制，提高了离合器工作的可靠性，降低了无必要的功耗。相对于现有技术中，仅将弹性件设置在第一摩擦片41和第二摩擦片42形成摩擦副的相对部位上，可以最大程度降低第一摩擦片41和第二摩擦片42由于厚度的限制，造成的弹性件尺寸限制，分离力匹配不均衡，本发明示例性实施例的液粘离合器的结构可以使用最佳分离力的复位元件以获得更高的工作稳定性。

在一些实施方式中，每个第二复位元件32的两端分别固定连接于相应齿段421。例如，使用焊接连接的方式将第二复位元件32的两端分别固定连接于齿段421上，该种设置方式对现有液粘离合器的改造简单，生产成本较低。

在另一些实施方式中，液粘离合器还包括设在外毂20上的导杆21，每个齿段421具有供导杆21穿过的通孔，各个第二复位元件32套设在导杆21上。其中，导杆21一端插入外毂20的销孔中，另一端固定在轴10的盖板上，导杆21与外毂20上的销孔过盈配合。通过设置贯穿各个第二摩擦片42的相应齿段421的导杆21，各个第二复位元件32在导杆21的导向下，其变形可以仅沿着轴10的轴向发生，限制了第二复位元件32的自由度，也即可以保持第二摩擦片42可以仅在轴10的轴向上发生位移，保持第二摩擦片42的移动稳定性。

示例性地，如图1所示，每个第二摩擦片42具有多个沿第二交叠段422周向均匀分布的齿段421，每两个相邻第二摩擦片42之间设置有一组第二复位元件32，一组第二复位元件32包括多个第二复位元件32，同一组第二复位元件32的每个与同一个第二摩擦片42的齿段421相对应。示例性地，每个第二摩擦片42可以具有2个～8个齿段421，示例性地，为6个齿段421，两个相邻的第二摩擦片42相对应的齿段421之间均设置第二复位元件32，因此，两个相邻的第二摩擦片42之间具有一组第二复位元件32，该组第二复位元件32的个数与齿段421的个数一致。每个第二复位元件32位置与其两侧的齿段421的位置相对应。示例性地，相应的导杆21也设置在各个第二摩擦片42的同一位置处的齿段421上。通过将第二复位元件32设置在齿段421的相应位置处，可以避免设置在第二摩擦片42的第二交叠段422或第一摩擦片41的第一交叠段411上，从而避免了对第二复位元件32尺寸的限制。

为了进一步保证第一摩擦片41和第二摩擦片42的摩擦副之间的均匀分离，达到分离间隙基本一致。

在一些实施方式中，每个第一复位元件31的预压力为P1，同一组第二复位元件32中的各个第二复位元件32的总预压力为P2，P1：P2＝(0.9～1.1)：1，示例性地，P1：P2＝1:1。也即，当各个第二复位元件32总的预压力与第一复位元件31的预压力的差值范围在±10％以内时，即可实现分离间隙基本一致，使得摩擦副双侧均匀分离。

示例性地，本发明示例性实施例的液粘离合器还包括压盘和至少一个第三复位元件33，压盘用于推动多个第一摩擦片41沿着轴10的轴向运动，至少一个第三复位元件33设在外毂20的端壁22与离压盘最远端的第二摩擦片42的齿段421之间。

实际应用中，当离合器的活塞往复运动推动第一摩擦片41，可以使得第一摩擦片41及第二摩擦片42沿轴向往复移动，从而反复压缩套在导杆上的第三复位元件33和第二复位元件32，离合器分离时，第三复位元件33和第二复位元件32可以使得每个第一摩擦片41及第二摩擦片42均实现相等的摩擦副间隙。这是因为，在离压盘最远端的第二摩擦片42的两侧均具有第一摩擦片41，如果不设置第三复位元件33，可能会造成位于最远端的第一摩擦片41和第二摩擦片42之间的分离间隙与其它摩擦片之间的间隙不同，从而产生间隙不匀。

基于与设置一组第二复位元件32同样的理由，外毂20的端壁22与离压盘最远端的第二摩擦片42的齿段421之间设置有多个第三复位元件33；多个第三复位元件33沿着外毂20的周向均匀分布，且分布位置与同一组第二复位元件32中的各个第二复位元件32的分布位置一致。也即，第三复位元件33的数量与导杆21的数量一致，以及与同一第二摩擦片42上的齿段421的数量一致。

为了保证最远端的第一摩擦片41和第二摩擦片42之间的分离间隙与其它摩擦片之间的分离间隙相同，各个第三复位元件33的总预压力为P3，P1：P3＝(0.9～1.1)：1，示例性地，P1：P3＝1:1。也即，当各个第三复位元件33总的预压力与第一复位元件31的预压力的差值范围在±10％以内时，即可实现分离间隙基本一致，使得所有的摩擦副双侧均匀分离。

在一些实施方式中，上述第一复位元件31为波簧，一方面其可以套设在轴10上形成定位，另一方面，波簧的轴向方向上的厚度可以满足两个第一摩擦片41之间的轴向间隙。

示例性地，上述第二复位元件32、第三复位元件33可以与第一复位元件31相同或不同，例如，第二复位元件32、第三复位元件33可以均为波簧，也可以均为弹簧。

示例性地，本发明示例性实施例的液粘离合器，第一摩擦片41为钢片；第二摩擦片42为两侧均设有摩擦衬片层的片状结构。因此，通过两个钢片中设置一个第二摩擦片42可以形成两个摩擦副。示例性地，第一摩擦片41为两侧均设有摩擦衬片层的片状结构，第二摩擦片42为钢片。

在另一些实施方式中，为了给第一复位元件31提供足够的容置空间，以便于选择性能高的第一复位元件31，第二摩擦片42的内环半径与轴10的半径的差值大于或等于25mm。也即，第二摩擦片42的第二交叠段422背离齿段421的端面与轴10之间的间距大于或等于25mm。

示例性地，本发明示例性实施例的液粘离合器中，外毂20的内壁上设置有沿轴10的轴向延伸的至少一个花键槽，每个第二摩擦片42的齿段421背离第二交叠段422的端面上具有与相应花键槽配合的花键；通过花键与相应花键槽的配合，每个第二摩擦片42与外毂20同步旋转，且可沿着轴10的轴向在外毂20上移动。

示例性地，花键槽的数量与同一第二摩擦片42的齿段421的竖向相同，每个齿段421可以为矩形结构，其至少部分卡设在花键槽中，而第二摩擦片42的齿段421背离第二交叠段422的端面上具有的花键可以与花键槽配合形成在周向上的限位，而在轴向上第二摩擦片42可以在外力或第二复位元件32的作用下往复在外毂20上移动。

由上可知，本发明示例性实施例的液粘离合器不仅实现了各个摩擦副之间的双向分离，且分离间隙无论是在最远端还是近端的摩擦副均可进行双侧的均匀分离，在狭小的空间内使得分离力匹配均衡，避免了低温状态摩擦副粘连和离合器的启动困难，在高温高速环境有利于散热和线性控制，提高了离合器工作的可靠性；而且该液粘离合器加工难度低，零件少、工艺性好、成本低以及重量轻。

本发明示例性实施例还提供一种车辆，包括上述的液粘离合器。

车辆相对于现有技术所具有的优势与上述的液粘离合器所具有的优势相同，在此不再赘述。

需要说明的是，上述车辆可以包括汽车、摩托车等地面交通工具，也可包括汽艇、摩托艇等其它水上交通工具。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种液粘离合器，其特征在于，包括相对旋转的外毂和轴、多个环形的第一摩擦片以及多个第二摩擦片，多个所述第一摩擦片套设在所述轴上，多个所述第二摩擦片连接于所述外毂的内壁；

所述多个第一摩擦片中的每两个相邻的第一摩擦片之间均设置有一个所述第二摩擦片，所述第二摩擦片的内环半径大于所述轴的半径；

每个所述第二摩擦片具有环形的第二交叠段和至少一个齿段，所述至少一个齿段凸起于所述第二交叠段的外环面上；

每个所述第一摩擦片具有沿着远离所述轴分布的环段和第一交叠段，每个所述第二交叠段与相应所述第一交叠段形成摩擦副；

每两个相邻所述第二摩擦片的所述齿段之间设置有第二复位元件。

2.根据权利要求1所述的液粘离合器，其特征在于，每个所述第二复位元件的两端分别固定连接于相应所述齿段；和/或，

所述液粘离合器还包括设在所述外毂上的导杆，每个所述齿段具有供所述导杆穿过的通孔，各个所述第二复位元件套设在所述导杆上。

3.根据权利要求1所述的液粘离合器，其特征在于，每个所述第二摩擦片具有多个沿所述第二交叠段周向均匀分布的所述齿段，每两个相邻所述第二摩擦片之间设置有一组所述第二复位元件，所述一组第二复位元件包括多个第二复位元件，同一组所述第二复位元件的每个与同一个所述第二摩擦片的所述齿段相对应。

4.根据权利要求3所述的液粘离合器，其特征在于，同一组所述第二复位元件的数量取值范围为2个～8个。

5.根据权利要求3所述的液粘离合器，其特征在于，所述液粘离合器还包括压盘和至少一个第三复位元件，所述压盘用于推动所述多个第一摩擦片沿着所述轴的轴向运动，所述至少一个第三复位元件设在所述外毂的端壁与离所述压盘最远端的所述第二摩擦片的齿段之间。

6.根据权利要求5所述的液粘离合器，其特征在于，所述外毂的端壁与离所述压盘最远端的所述第二摩擦片的齿段之间设置有多个第三复位元件；

多个所述第三复位元件沿着所述外毂的周向均匀分布，且分布位置与同一组所述第二复位元件中的各个所述第二复位元件的分布位置一致。

7.根据权利要求6所述的液粘离合器，其特征在于，所述第一摩擦片为钢片；

所述第二摩擦片为两侧均设有摩擦衬片层的片状结构。

8.根据权利要求6所述的液粘离合器，其特征在于，所述第二摩擦片的内环半径与所述轴的半径的差值大于或等于25mm。

9.根据权利要求6所述的液粘离合器，其特征在于，所述外毂的内壁上设置有沿所述轴的轴向延伸的至少一个花键槽，每个所述第二摩擦片的所述齿段背离所述第二交叠段的端面上具有与相应所述花键槽配合的花键；

通过所述花键与相应所述花键槽的配合，每个所述第二摩擦片与所述外毂同步旋转，且可沿着所述轴的轴向在所述外毂上移动。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的液粘离合器。